## RANCANG BANGUN MESIN TEPUNG OBAT TRADISIONAL DENGAN PENAMBAHAN BLOWER PENGHISAP PADA RUANG GILING

## TRADITIONAL MEDICINE FLOUR MACHINE DESIGN WITH THE ADDITION OF BLOWER AT GRINDING CHAMBER

## Dalmasius Ganjar Subagio
Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik-LIPI Jl. Sangkuriang Komplek LIPI Gd. 20 Bandung 40135

## ABSTRAK
Perancangan dan rekayasa peralatan pengolahan bahan baku  obat tradisional  melalui proses penepungan dengan kapasitas 100 kg.jam -1 telah dilakukan dengan menambahkan separator yang berfungsi sebagai pemisah hasil produksi. Desain  mesin  ini  dapat memproduksi tepung jamu dengan ukuran100 mesh sehingga dapat dimanfaatkan oleh Usaha Kecil dan Menengah (UKM) untuk memproduksi tepung. Dari hasil pengujian pada putaran motor sebesar n = 1753 rpm diperoleh kapasitas produksi sebesar 104 kg.jam -1 dan diameter poros hammer mill sebesar 27 mm. Keunggulan dari mesin hasil perancangan ini  antara lain hasil produksi lebih halus dan lebih cepat dibandingkan dengan mesin yang biasa digunakan oleh UKM.
Kata Kunci : Obat tradisional, proses penepungan bahan baku

## ABSTRACT
Design  and engineering of equipments  for processing a traditional medicine raw materials with capacity of 100 kg.h -1 has been constructed by adding separator with the function as winnow of production.This machine design can be used by the SME (Small and Medium Enterprise) to produce 100 mesh of flour for traditional medicine raw materials. The results of our prototype shows that our machine can produce 104 kg.h -1 at hammer mill of 27 mm in diameter. The excellence of this machine compared to that of used by the SME (Small and Medium Enterprise)is the quicker and softer product.

## Keywords : Traditional medicine, flouring process of raw material

## PENDAHULUAN
Ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) mempunyai peran yang sangat penting dalam pembangunan termasuk bidang kesehatan. Pembangunan kesehatan ditekankan kepada perilaku hidup sehat dan terciptanya lingkungan yang sehat serta terjangkaunya pelayanan kesehatan yang bermutu secara adil dan merata. Kesehatan juga merupakan investasi untuk mendukung pembangunan ekonomi serta memiliki peran penting dalam penanggulangan kemiskinan.
Meningkatnya harga obat pabrik menimbulkan dampak negatif terhadap pemeliharaan kesehatan tubuh manusia, sehingga mendorong masyarakat untuk kembali melirik kepada alam, khususnya terhadap
khasiat obat tradisional (jamu) yang tidak kalah khasiatnya dibandingkan dengan  obat-obatan modern. Peralatan pengolahan bahan baku untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi sangat diperlukan sekali oleh Perajin jamu, UKM  (Usaha  Kecil  dan  Menengah)  dan Koperasi.
Masyarakat  perajin  obat  tradisional yang menggunakan  bahan  dasar  dari  tepung  pada dasarnya  hanya  membeli  dari  pasar  atau  agen tanpa memperhatikan kualitas dan mutu tepung tersebut, padahal  produk  tersebut  memerlukan kelayakan  untuk di konsumsi  oleh  manusia. Dengan banyaknya penggunaan tepung tersebut maka  dibutuhkan  peralatan yang  sesuai untuk memproduksinya.  Dipasaran  juga  banyak mesin  penepung  untuk  bahan  baku  namun  dari tingkat  kecepatan  dan  kehalusan  masih  kurang
karena kebanyakan menggunakan sistem hammer mill tapi  tidak  dilengkapi  dengan separator yang berfungsi  untuk  memisahkan hasil  gilingan;  tepung  halus  akan  diendapkan dalam c yclone sementara  tepung yang masih kasar akan kembali ke penggilingan.
Gambar  1 merupakan  salah  satu  contoh mesin hammer mill yang ada di pasaran [1]. Mesin  tersebut  tidak  dilengkapi  oleh separator sehingga  hasil  produksi  cenderung  bercampur antara yang halus  dengan yang kasar.  Produk yang dihasilkan harus melalui proses tambahan, yaitu  pengayakan  kembali  untuk  mendapatkan kehalusan yang sama.
.

## Gambar 1. Mesin tepung hammer mill

## BAHAN DAN METODE
Gambar 2 merupakan diagram alir proses kerja  dari  mesin  produksi  tepung  dengan penambahan separator .
Spesifikasi  mesin  penepung  meliputi kapasitas  produksi, catu  daya, puli motor, puli paku, ukuran  sabuk, keamanan, pengendalian dan konstruksi.
Gambar 2.Diagram alir proses kerja mesin tepung dengan separator
Spesifikasi mesin penepung yang direncanakan adalah sebagai berikut :
Kapasitas produksi : 100 kg/jam Catudaya : motor Penggerak 15 HP (1 HP = 735 Watt) Puli Motor : 6 ” Puli palu : 10 ” Ukuran Sabuk : 3 x B 74” Keamanan : Aman terhadap Operator dan lingkungan Pengendalian : Dapat dilakukan oleh satu orang Konstruksi : Sederhana dan mudah dioperasikan.

## Pemilihan Bahan
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan bahan sebuah komponen  mesin adalah fungsi, pembebanan dan umur kemudian kemampuan untuk dibentuk, diproduksi, ongkos produksi dan mudah didapat dipasaran. Pada umumnya pemilihan bahan tersebut dapat berdasarkan tabel bahan standar [2,3],
misalnya:
a. Bahan untuk poros dan gardan menggunakan baja karbon St 60
b. Bahan untuk poros engkol ( Crankshaft ) menggunakan baja kualitas tinggi atau besi cor khusus
c. Bahan untuk pasak dan pegas menggunakan St 60
d. Bahan Roda Gigi bergantung  kepada pembebanan dan ukuran komponen, menggunakan bahan seperti besi cor kelabu, besi cor baja, baja St 42 –  St 70 kadang- kadang menggunakan bahan non logam atau bahan sintetis.
e. Bahan untuk baja pemotong menggunakan bahan baja perkakas yang dikeraskan
f. Bahan konstruksi ringan dapat meng- gunakan besi cor kelabu

## Perhitungan Gaya-Gaya
Perancangan  mesin tepung tidak  terlepas dari perhitungan gaya-gaya yang akan terjadi pada saat melakukan proses produksi, namun dalam hal ini hanya ada beberapa komponen yang dianggap kritis sehingga komponen inilah yang akan dihitung, diantaranya : Torsi yang terjadi pada as penggerak, diameter  poros penggerak dan gaya-gaya  yang terjadi pada puli. Informasi mengenai bagian-bagian penggiling  dapat  dilihat  pada  Gambar  3.
Bahan Baku Mesin Giling Separator TepungHalus Tepung Jadi Penampung Debu TepungKasar

## Gambar 3. Bagian–bagian penggiling
Keterangan : 1. Motor penggerak
2. Dudukan mesin
3. Puli palu
4. Ruang giling
5. Palu
6. Puli motor
7. Sabuk
Konstruksi  mesin bagian penggiling seperti pada Gambar 4, diketahui : Daya motor penggerak (P) : 15 HP (11,025 kW),  Putaran motor penggerak (N) : 2930 rpm  sehingga Torsi motor adalah:
T M = 9,74 x 10 5 N P …….................(1)
= 9,74 x 10 5 2930 025 , 11
T M = 3664,97 kg mm
Pada  perancangan  bagian  penggiling, untuk memindahkan putaran dan daya dipakai sistem puli dan sabuk dengan diameter puli motor 152 mm sedangkan untuk diameter puli palu  254 mm dengan  jarak  antara P1 dan P2 puli 66 mm.
Gambar 4. Jarak antara sumbu puli
P1 = Puli motor, P2 = Puli palu. Menghitung gaya yang terjadi pada motor dapat dihitung dengan persamaan 2.
T M = F x 76 ....................................(2)
F = 76 97 , 3664 76 = M T F = 48,22 kg
Sedangkan untuk Torsi palu didapat harga sebagai berikut :
T H =  F x 127
T H =  48,22 x 127 T H = 6123,94 kg mm
Perbandingan putarannya yaitu :
1 2 2 1 N N d d = ............................. (3) 2930 254 152 2 N = ; N 2 = 254 2930 152 x N 2 = 1753 rpm
Keterangan :
T M = Torsi Motor T H = Torsi palu F  = Gaya pada sabuk d 1 = Diameter puli motor d 2 = Diameter pulipalu N 1 = Putaran motor N 2 = Putaran palu pemukul
1. Bahan poros palu pemukul terbuat dari St 60 ( σ = 60 kg/mm 2 ) [3,4,5,6,7].
2. τ  = 2 1 f f xs s σ .......................... (4)
= 2 6 60 x τ = 5 kg/mm 2
dimana : τ  =  Tegangan Geser σ  =  Tegangan Normal S f =  Faktor Keamanan s f1 dan s f2 diambil masing – masing 6 dan 2 Besar diameter poros untuk palu [1] adalah :
D HM = 3 1 1 . 5     H b t xT xc xk τ
..................... (5) dimana :
Faktor koreksi tumbukan (k t ) = 2
Faktor lenturan (c b ) = 1,5
= 3 1 94 , 6123 5 , 1 2 5 1 , 5     x x x
D HM = 26,59
Jadi diameter poros untuk palu adalah minimal berdiameter 27 mm
2 1 3 4 5 6 7 2 5 P2 P 1 6

## Kapasitas Mesin Penggiling
Pada perancangan mesin penggiling menggunakan  palu  2 buah dengan dimensi Ø 450 x 25 mm
F d =  n x CPT x N .............................(6)
Keterangan : F d =  Feeding ( mm/menit) n     =  Jumlah palu CPT =  Chip per tooth =  0,1
N     =  Putaran ( r/min) F d =  2 x 0,1 x 1753 F d =  350,6 mm/ menit Q   = F d x ρ x A .................................. (7)
Keterangan :
Q = Kapasitas( kg/jam ) [6] F d = Feeding ( mm/ menit ) ρ = Massa jenis (kg/mm 3 ) =140  kg/m 3
A     = Luas penampang palu( mm 2 ) Q     = 350,6 x 1,4x 10 -7 x 3,14 x 450 x 25 Q     = 1,73 kg/mint  = 103,8 kg/jam Q       = 104 kg/jam
Dari hasil perhitungan,  kapasitas produksi tepung sebesar 104 kg/jam.

## Percobaan Mesin Penepung
Dalam  melakukan  percobaan  mesin  hasil perancangan digunakan bahan baku temulawak serta  dilakukan  dengan  tiga  cara  yaitu  pada percobaan  pertama di dalam  ruang  giling  tidak menggunakan blower penghisap  sedangkan pada  percobaan  kedua  menggunakan blower penghisap.
Pada  percobaan  ketiga  dilakukan di Cilacap  dengan  menggunakan  mesin yang ada di pasaran seperti dapat dilihat pada Gambar 1.
Tabel 1.  Data hasil percobaan mesin tanpa
menggunakan blower penghisap
Rata-rata perolehan tepung hasil percobaan dengan menggunakan separator adalah  46/8 = 5,75 kg/3 menit  dengan  tingkat kehalusan  mencapai  100  mesh, sehingga apabila  percobaan dilakukan dalam waktu satu jam akan didapatkan hasil rata-rata  produksi sebesar 5,75 kg setiap 3 menit x 20 menit = 115 kg/jam.
Tabel 2.  Data hasil percobaan dengan
menggunakan blower penghisap No. Putaran mesin (rpm) Lama proses (menit) Hasil percobaan (kg) 1 2930 3 3,0 2 2930 3 3,0 3 2930 3 2,75 4 2930 3 2,5 5 2930 3 3,0 6 2930 3 2,75 7 2930 3 4,0 8 2930 3 3,0 Jumlah 24,0 Rata-rata perolehan tepung hasil
percobaan tanpa menggunakan blower penghisap adalah 24/8 = 3 kg/3 menit, sehingga apabila percobaan dilakukan dalam waktu satu jam akan didapatkan hasil rata-rata produksi sebesar 3 kg setiap 3 menit x 20 menit  = 60 kg/jam.
Tabel 3.  Hasil percobaan di Cilacap dengan menggunakan tepung yang ada di pasaran
Rata-rata perolehan tepung hasil percobaan dengan menggunakan mesin  seperti pada  Gambar 1 adalah  4,8/8 = 0,6  kg/3 menit dengan  tingkat  kehalusan  bervariasi, sehingga apabila  hasilnya  ingin  mencapai  tingkat
No. Putaran mesin (rpm) Lama mesin (menit) Hasil percobaan (kg) 1 2930 3 5,0 2 2930 3 6,0 3 2930 3 5,5 4 2930 3 5,5 5 2930 3 6,0 6 2930 3 7,0 7 2930 3 5,0 8 2930 3 6,0 Jumlah 46,0 No. Putaran mesin (rpm) Lama proses (menit) Hasil percobaan (kg) 1 1500 3 0,7 2 1500 3 0,5 3 1500 3 0,7 4 1500 3 0,6 5 1500 3 0,8 6 1500 3 0,5 7 1500 3 0,5 8 1500 3 0,5 Jumlah rata-rata 4,8
kehalusan  sampai 100 mesh  maka  harus dilakukan pengayakan kembali. Apabila percobaan dilakukan dalam waktu satu jam akan didapatkan hasil rata-rata produksi sebesar 0,6 kg setiap 3 menit x 20 menit = 12 kg/jam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Gambar 5. Alur kerja mesin tepung obat tradisional
Gambar  5 merupakan  alur  kerja  dari konstruksi  mesin  hasil  perancangan.Mesin tepung  tersebut  dilengkapi  dengan separator sebagai  pemisah  antara  hasil  produksi yang kasar  dengan yang halus. Separator akan mengembalikan  hasil yang kasar  kedalam ruang giling hammer mill sementara yang halus akan  diteruskan  pada cyclone yang merupakan hasil produksi.
Dari hasil  percobaan yang dilakukan dengan  menggunakan  mesin  penepung  hasil perancangan dengan penambahan blower penghisap  di  bagian  penggiling, produksi yang dihasilkan  jauh  lebih  banyak  dibandingkan dengan tidak menggunakan blower penghisap.
Apalagi  jika  menggunakan  mesin yang ada di pasaran seperti pada Gambar 1, sehingga mesin penepung  hasil  perancangan  ini  cukup  baik untuk digunakan sebagai mesin produksi.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  percobaan  dengan penambahan blower penghisap  pada  bagian penggiling  didapatkan  hasil  sebesar 115 kg/jam.  Dalam  perencanaan  mesin  penepung ini  sebelumnya  dirancang  untuk  menghasilkan produksi  sebanyak 100 kg/jam sehingga  mesin bekerja sesuai hasil perancangan.
Produksi yang dihasilkan  tidak  lagi memerlukan pengayakan kembali karena produk  tepung  tersebut  sudah  halus.  Tingkat kehalusan tepung mencapai 100 mesh.
Sedangkan  apabila  menggunakan  mesin yang selama  ini  digunakan  oleh  perajin  jamu di Cilacap  hanya  menghasilkan 12 kg/jam dan tingkat kehalusan yang bervariasi.
Mesin  hasil  perancangan  seperti yang dapat  dilihat  pada  Gambar 6 telah  digunakan oleh Koperasi Jamu Aneka Sari di Cilacap.

## Gambar 5. Mesinhasil perancangan[8,9]
Gambar 6. Foto mesin penepung di Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik LIPI Bandung

## DAFTAR PUSTAKA
1. Toko MESIN UKM Paling Lengkap, 2010, “ Hammer Mill ” http://toko- machine.blogspot.com/  diakses 15 Sep 2010.
2. L.H. Vanvlack., 1990, Ilmu dan Teknologi Bahan, Edisi , Erlangga.
3. G. Nieman, Anton Budiman, Bambang Priambodo, 1999, ElemenMesin , Edisi 2,
Erlangga, Jakarta
4. Sularso, MSME., 1991, Dasar Perencanaan  dan  Pemilihan  Elemen Mesin, Edisi 7, PT. PradyaPratama, Jakarta
5. Holman J.P,  1991, Perpindahan Kalor , Edisi 4, Erlangga, Jakarta
6. Tri Bagus Kusuma. A 2006, Perancangan mesin  pemecah  batu Type Hammer Mill http://skripsi.umm.ac.id/files/disk1 /154/
Cyclone Dust collector Hammer mill Ducting Separator Mesin Penepung Jamu Blower Cyclone Pemisahan serbuk Serbuk setengah jadi Bahan dasar (berupa rempah-rempah) digiling Mesin penggerak Ruang penggilingan Dust collector Rancang Bangun Mesin Tepung Obat Tradisional dengan Penambahan Blower Penghisap pada Ruang Giling  (Dalmasius Ganjar, S)
jiptummpp-gdl-s1-2006 diakses 15 Agustus 2011.
7. Anasrizal A 2006 , Perancangan Hammer Pengupas Kopi Sistem Hammer Mill
http://repository.unand.ac.id/6727/ diakses 23 September 2011.
8. Joseph E.  Shigley Larry D. MitChel., 1995, Perencanaan Teknik Mesin , Edisi 4,
Erlangga, Ciracas , Jakarta
9. G. Takeshi Sato., 2003, Menggambar Mesin, Edisi 10,  Pradnya  Pratama, Jakarta