Siregar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 2  (April  2020) Hal. 95-103
Perancangan dan Uji Prestasi Teknologi Mesin Pengayak untuk Peningkatan Efisiensi Waktu dalam Proses Penyaringan Damar
Rolan Siregar, Husen Asbanu * , Akbar Dwi Pamungkas, Kurnia Setiawan Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Darma Persada
Jl. Taman Malaka Selatan No.22, Pd. Klp., Kec. Duren Sawit, Kota Jakarta Timur, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 13450 *e-mail : husenasbanu@ft.unsada.ac.id

## 1. Pendahuluan
Hasil  hutan  bukan  kayu  (HHBK)  merupakan  salah  satu  faktor  yang  menunjang  kesejahteraan  masyarakat  yang berada di lingkungan perhutanan, salah satunya adalah petani getah damar yang ada di Lampung Barat [1]. Aspek untuk menaikkan  nilai  HHBK  damar  adalah  dengan  meingkatkan  pengetahuan  tentang  teknologi  pengolahan  getah  damar tersebut.  Sampai  saat  ini, masyarakat  sekitar masih  menggunakan  teknologi  tradisional  dalam  melakukan  pengolahan getah damar.  Pengayakan  dilakukan dengan  proses  manual,  proses  ini  dianggap  tidak  aman karena menimbulkan  abu terbang (fly  ash) sehingga  dapat mengganggu  kesehatan  pernafasan petani.  Selain itu  proses  pengayakan  dengan  cara

## Abstract
The  dammar  processing in  farming  community  still  use  traditional technologies  such  as  manual sieving  dammar.  Sifting  manually  when  the filtering  process  causes  dirty  air  due  to  dammar  fly ash  so  that  it  can  interfere  with  respiratory  health.  Besides  that,  the  sifting  time  will  be  longer compared  to  a  semi-automatic  sieving  machine.  Based  on  these  problems,  it  is  necessary  to conduct research on environmentally friendly dammar processing. The purpose of this study is to create a sieving machine that can protect fly ash (dust) dammar, and improve the efficiency of the filtering process time. The method used is the dammar filtering experiment using a sieve that has been  made.  The  first  stage  is  to  weigh  the  material  to  be  sifted  and  carried  out  the  screening process  by  inserting  dammar  into  a  rotating  sieve  cylinder.  The  output  of  the  dammar  sieving machine is a smooth size with a mesh size of 2 mm. The sifting process was carried out in several stages  using  variations  in engine  speed  ranging from  50  rpm, 80  rpm,  100  rpm,  120  rpm,  using manual  sieves  and  engine  sieves.  The  efficiency  of  the  engine  sifter  made  is  28%  at  120  rpm. Sieving machines are designed to have a capacity of 2 tons per hour. This research is expected to be developed into an appropriate machine in the community of resin farmers or small and medium entrepreneurs.
Key Words: dammar gum, sieving machines, copal, resin, fly ash

## Abstrak
Proses  pengayakan  dengan  menggunakan  ayakan  manual  masih  digunakan  dalam  proses pengolahan damar di kalangan masyarakat.  Pengayakan secara manual ketika proses penyaringan dapat  menimbulkan  udara  kotor  akibat  abu  terbang  damar  sehingga  menggangu  kesehatan pernafasan para  pengayak.  Selain itu,  waktu  pengayakan  secara  manua  akan  lebih lama daripada dari  menggunakan  mesin  pengayak  semi  otomatis.  Berdasarkan  masalah  tersebut  maka  perlu dilakukan  penelitian  tentang  pengolahan  damar  yang  ramah  lingkungan.  Tujuan  penelitian  ini adalah untuk merancang mesin pengayak  yang dapat memproteksi abu terbang (debu) damar dan meningkatkan efisiensi waktu proses penyaringan. Metode eksperimen dilakukan untuk menyaring damar menggunakan  ayakan  yang  telah  dibuat.  Tahap  pertama  adalah  menimbang  bahan  yang akan diayak dan melakukan proses penyaringan dengan cara memasukkan damar ke dalam silinder ayakan  yang  berputar. Output dari  mesin  pengayak  damar  adalah  ukuran  halus  dengan  ukuran mesh 2 mm. Proses pengayakan dilakukan dengan beberapa tahap menggunakan variasi kecepatan putaran  mesin  mulai  dari  50  rpm,  80  rpm,  100  rpm,  120  rpm  menggunakan  ayakan  manual  dan ayakan  mesin.  Dari  berbagai  variasi  rpm  yang  telah  diuji  dapat  disimpulkan  bahwa  kecepatan putar  120 rpm adalah   kecepatan  putar ayakan  yang lebih  sesuai  dengan tingkat  efiisiensi  waktu sebesar 28%. Selanjutnya kapasitas mesin pengayak yang dirancang adalah 2 ton per jam.
Kata Kunci : getah damar,mesin pengayak, kopal, resin
manual  membutuhkan  tenaga  yang  kuat  dan  waktu  pengayakan  yang  cukup  lama.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk merancang  dan membuat  prototipe mesin  pengayak  damar yang  lebih  aman  untuk  pengguna ayakan.  Hasil rancangan dibuat  dengan memperhatikan aspek  propertis  mekanikal  seperti  kekuatan  struktur,  kesesuaian  ukuran  elemen-elemen mesin, dan estetika gambar Teknik [2]. Setelah pabrikasi dilakukan maka pengujian dibuat untuk mengetahui performa mesin  hal  ini  akan  menampilkan  apakah  alat  sudah  bekerja  optimal  atau  tidak.  Mesin  ayakan  ini  diharapkan  dapat membantu petani dalam proses pengayakan damar yang lebih efisien dan ramah lingkungan.

## 2. Material dan Metodologi Penelitian
2.1 Spesifikasi Damar
Pohon damar atau Agathis Dammara adalah tumbuhan asli Indonesia dengan daerah penyebaran meliputi Maluku, Sulawesi, dan Sumatera [3]. Spesifikasi pohon damar dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi damar Kerajaan Plantae Divisi Pinophyta Kelas Pinopsida Ordo Pinales Famili Araucariaceae Genus Agathis Spesies A. dammara
Damar  banyak  dimanfaatkan  sebagai  bahan  mentah  dalam  industri  cat,  pernis,  plastic,  bahan  isolator,  dan  lain sebagainya. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menginvestigasi kegunaan damar, antara lain adalah berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Poehlan dkk. [4] melaporkan kegunaan damar sebagai bahan obat  – obatan antara lain antivirus,  herpes,  anti  rayap.  Sedangkan  menurut  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Setiyawati  dkk.  [5],  damar  dapat digunakan  untuk  obat  anti  jamur  dan  menurut  Andrikopoulus  dkk.  [6]  damar  dapat  digunakan  untuk  obat  penurun lipoprotein  densitas  rendah.  Kemudian,  berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  uleh  Ukiya  dkk.  [7],  damar  dapat digunakan  untuk  obat  anti  kanker.  Negara  India,  Singapura,  China,  Bangladesh,  dan  Taiwan  merupakan  lima  negara pengimpor terbesar damar mata kucing Indonesia. Adapun jenis jenis damar dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Jenis jenis damar No Jenis Bentuk Karakteristik 1 Damar batu Fosil damar dengan tekstur keras 2 Damar
mata kucing
Berwarna kuning dan rapuh 3 Damar kopal Berwarna kehitaman dan keras

## 2.2 Pengayakan (screening)
Pengayakan  adalah  proses  pemisahan  dari  berbagai  ukuran  untuk  dipisahkan  menjadi  dua  fraksi.  Setiap  fraksi yang keluar dari ayakan memiliki ukuran maksimum yang terstandar sesuai ukuran jaring (mesh).
Gambar 1. Hasil panen damar (Lampung)
Gambar 2. Proses pengayakan damar (Lampung)
Gambar  1 menunjukkan  pengayakan  damar untuk  mensortir ukuran  yang telah terkumpul dari hasil panen  yang digunakan  untuk  kategori  kasar  dan  halus.  Pengayakan  pada  getah  damar  kering    adalah  dengan  cara  manual  akan menimbulkan  abu  terbang  yang  dapat  mengganggu  kesehatan  petani  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Oleh karena itu, penerapan teknologi mesin pengayak sangat penting untuk masyarakat petani damar.

## 2.3 Metodologi
Tahapan  penelitian  ini  dimulai  dari  studi  literatur  tentang  mesin  pengayak  yang  digunakan  diberbagai  industri. Selanjutnya dilakukan modifikasi pada elemen rotari yaitu penambahan penutup yang bertujuan untuk memproteksi abu terbang ( fly ash ). Proses perancangan alat ini dilakukan di laboratorium desain manufaktur  Universitas Darma Persada Jakarta  Timur  dan  pabrikasi  dibuat  di  laboratorium  proses  produksi  di  Universitas  tersebut.  Adapun  bahan  uji  yang digunakan adalah getah damar mata kucing yang berasal dari Provinsi Lampung. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari  s.d.  Juli  2019.  Rancangan  ayakan  dengan  konsep  yang  ramah  lingkungan  serta  efisien  dapat  dilihat  pada Gambar  3.  Perancangan  dilakukan  dengan  optimal  sebelum  pembuatan  produk  secara  aktual  [8,9].  Optimasi perancangan juga diperhitungkan untuk meminimalisir kesalahan manufaktur [10,11].
Gambar 3. Desain mesin pengayak damar
Dari gambar 3 didapati notasi penomoran yaitu no 1 adalah cover mesin (penutup), 2 adalah poros penggerak, 3 adalah puli,  4  adalah  sabuk,  5  adalah reducer  gearbox,  6  adalah motor  penggerak,  7  adalah  silinder  pengayak, 8 adalah roda penahan,  9  adalah    rangka  mesin,    dan  10  adalah  roda.  Geometri  rangka  utama  mesin  pengayak  dapat  dilihat  pada Gambar  4.  Sedangkan,  dimensi  utama  dan  bentuk  umum  elemen  sortir  atau  penyaring  dapat  dilihat  pada  Gambar  5. Selanjutnya, ukuran cover pelindung abu terbang dapat dilihat pada Gambar 6.
Panjang Rangka, a 150 cm Lebar Rangka, b 65 cm Tinggi Rangka, c 65 cm Lebar Output Damar Halus, d 90 cm Lebar Output Damar Kasar, e 35 cm Bahan Rangka Besi Siku dan Besi Plat Strip
Gambar 4 . Bentuk dan dimensi utama rangka mesin . Panjang Silinder, f 100 cm Diameter Silinder, g 50 cm Ukuran Mesh Ayakan Mesh 100 Bahan Besi Plat Strip Rolling
Gambar 5. Bentuk dan dimensi utama penyaring
Tinggi Cover , h 40 cm
Lebar Cover , i 60 cm Bahan Cover , j Fiber Bahan Rangka Cover Plat Strip
Gambar 6. Bentuk dan dimensi utama cover /pelindung
Siregar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 2  (April  2020) Hal. 95-103
Kemudian, spesifikasi mesin penggerak ditampilkan pada Gambar 7 dan reducer gearbox ditampilkan pada Gambar 8. Gearbox digunakan untuk penyesuaian putaran.
Daya ( P ) 5,5 HP Tipe Mesin Air Cooled OHV single cylinder Volume Silinder 163 cc Bore x Stroke 68 x 45 mm Rasio Kompresi 8,5 : 1 Torsi Maksimum 10,3 Nm / 2500 rpm Output Maksimum 5,5 HP / 3600 rpm Gambar 7. Spesifikasi Mesin penggerak Tipe WPA 50 Ratio 1 : 30 Input Shaft (D x L) 12 mm x 30 mm Output Shaft (D x L) 17 mm x 40 mm
Gambar 8. Reducer gearbox
Adapun kapasitas pengayakaan diperoleh dengan persamaan 1.
𝑄𝑝 = 3600 1000 × 𝐴 × 𝑉 𝑝 ×  (1)
dimana  Qp  =  debit  luaran  pengayakan  dalam  satuan  ton/jam,  A  adalah  Luas  area  pengayakan  (m 2 ),  V p kecepatan pengayakan (m/s),  adalah berat jenis damar (kg/m 3 ). Pengujian dilakukan dengan dengan membuat variasi kecepatan putaran  pengayak  yang  diukur  dengan  menggunakan  tachometer  infrared.  Selanjutnya  dimasukkan  sejumlah  damar pada  setiap  kecepatan  putar,  dan  kemudian  dihitung  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  menyelesaikan  ayakan  tersebut. Sebagai pertimbangan proses pengayakan dengan kecepatan tinggi harus memeperhatikan batas aman mesin pengayak.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Mesin  pengayak  damar  yang  digunakan  adalah  mesin  semi  otomatis  dimana  operator  melakukan  pengayakan dengan  memeasukkan  biji  damar  ke  dalam hopper atau  saringan  ayak  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  9. Operator dapat mengatur kecepatan pengayakan dengan mengatur tuas gas yang ada pada mesin penggerak. Mesin ini dirancang  untuk  skala  pengayakan  besar.  Sedangkan  Gambar  10  menunjukkan  peninjauan  pengujian  secara  manual untuk mengetahui perkiraan besar perbedaan waktu pengayakan
Siregar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 2  (April  2020) Hal. 95-103
Gambar 10. Pengayakan manual
(a) Damar halus
(b) Damar kasar
Gambar 11. Bentuk hasil ayakan mesin
Dari Gambar 11 didapati bentuk keluaran hasil ayakan mesin berupa damar halus dan damar kasar. Dari pengujian yang  telah  dilakukan  diperoleh  hasil  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  3.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan  variasi kecepatan putaran mesin mulai dari 50 rpm, 80 rpm, 100 rpm, dan 120 rpm.
Tabel 3 . Variasi rpm terhadap waktu pengayakan No Massa (kg) Waktu (s) Hasil Ayakan Halus (kg) Kasar (kg) A Putaran 50 rpm 1 3.7 87 2,1 1,6 2 4.8 90 3,5 1,3 3 5.4 95 3,7 1,7 4 7.7 98 4,5 3,2 B Putaran 80 rpm 1 3.7 79 2,8 0,9 2 4.8 84 3,3 1,5 3 5.4 89 3,1 2,3 4 7.7 93 4,8 2,9 C Putaran 100 rpm 1 3.7 74 2,2 1,5 2 4.8 78 2,9 1,9 3 5.4 83 3,3 2,1 4 7.7 87 4,2 3,5 D Putaran 120 rpm 1 3.7 68 2,4 1,3 2 4.8 72 3,2 1,6 3 5.4 79 4,0 1,4
Tabel 3 . Variasi rpm terhadap waktu pengayakan (Lanjutan) 4 7.7 83 5,2 2,5 E Manual 1 3.7 97 2,2 1,5 2 4.8 101 3,1 1,7 3 5.4 107 3,8 1,6 4 7.7 113 4,5 3,2
Gambar 12. Total waktu terhadap rpm mesin ayakan
Dari  Gambar  12  dapat  disimpulkan  bahwa  rpm  yang  lebih  cepat  dalam  setiap  kali  pengujian  adalah  120  rpm, untuk sampel 3.7 kg dibutuhkan waktu 68 s, sampel 4.8 kg dibutuhkan waktu 72 s, sampel 5.4 kg dibutuhkan waktu 79 s,  dan  sampel  7.7  kg  dibutuhkan  waktu  83  s.  Luaran  dengan  ukuran  halus  cenderung  lebih  banyak  pada  pengujian sampel  yang  sama.  Selanjutnya,  sisa  hasil  ayakan  halus  adalah  ukuran  kasar.  Sebagai  perbandingan  grafik  dari  hasil ayakan halus ke hasil ayakan kasar dapat dilihat pada Gambar 13.
1 2 3 4 5 6 60 70 80 90 100 110 120 130 140 H as il ay ak an ( kg) Waktu (s) Hasil ayakan halus 50 rpm 80 rpm 100 rpm 120 rpm Manual
0 1 2 3 4 5 60 70 80 90
100
110 120 130
140
H as il ay ak an ( kg) Waktu (s) Hasil ayakan kasar 50 rpm 80 rpm 100 rpm 120 rpm Manual
120 rpm memiliki waktu paling singkat dalam setiap proses uji Total waktu ayak manual lebih lama dalam setiap uji
Dari  Gambar  13  didapati  bahwa  keluaran  hasil  ayakan  ukuran  kasar  cenderung  lebih  sedikit  dan  waktu  yang dibutuhkan dalam setiap kali proses uji lebih singkat daripada variasi rpm lainnya dan dari pengayakan secara manual. Oleh  karena  itu,  pemilihan rpm  yang  paling  sesuai adalah 120 rpm.  Perhitungan  efisiensi  waktu  dapat  dibuat  dengan membandingkan  waktu  pengayakan  120  rpm  terhadap  pengayakan  manual.  Adapun  hasil  perhitungan  efisiensi  dapat dilihat pada Tabel 4. Efisiensi waktu dapat dihitung dengan menggunakan formulasi selisih waktu dibagi dengan waktu maksimal dikali seratur persen.
Tabel 4. Efisiensi waktu proses pengayakan 120 rpm Manual Efisiensi (%) 68 97 30 72 101 29 79 107 26 83 113 27 Rata-rata (%) 28
Dari  Gambar  12 maupun  gambar  13  teramati  bahwa lama waktu  pengayakan menggunakan  mesin  lebih  singkat daripada ayak  manual  pada massa  damar  yang  sama.  Dimana rpm 120  dipilih menjadi rpm  yang  paling  sesuai  untuk digunakan. Dan apabila dibandingkan dengan ayakan manual diperoleh efisiensi  waktu sebesar 28%. Selanjutnya hasil perhitungan  analitik  menunjukkan  bahwa  kapasitas  hasil  pengayakan  mesin  adalah  2  ton  dalam  setiap  jam,  dengan pendekatan mesin beroperasi secara kontiniu.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan perhitungan analitik bahwa mesin pengayak dapat mengeluarkan hasil sortiran sebesar 2 ton per jam. Selanjutnya  dari  hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan  bahwa  pengayak  memiliki  efisiensi  waktu  dalam  proses penyaringan  sebesar  28%  pada  kecepatan  120  rpm.  Selain  itu  mesin  ini  berfungsi  dengan  maksimal  tanpa  ada  abu terbang (fly  ash) yang  signifikan  di  area  mesin  ayakan  tersebut.  Abu  damar  yang  ada  diruang  pengolahan  dapat mengganggu kesehatan pernafasan operator.  Hasil penelitian ini dapat membantu petani dammar maupun pengusaha untuk  pengolahan  (proses  penyaringan)  damar  yang  ramah  lingkungan.  Teknologi  ini  akan  dikaji  untuk  dapat diterapkan kepada petani maupun pengusaha damar di berbagai daerah Indonesia.

## Daftar pustaka
[1]   Iqbal, Mohamad, and Ane Dwi Septina. 2018. “Pemanfaatan Hasil Hutan Bukan Kayu Oleh Masyarakat Lokal Di Kabupaten Sanggau, Kalimantan Barat.” Jurnal Penelitian Ekosistem Dipterokarpa .
[2]   Siregar, Rolan, Mulyadi Bur, and Syamsul Huda. 2019. “Perkiraan Kekuatan Struktur Mekanik Side Scraper Dengan Metode Elemen Hingga Beserta Rekomendasi Material Pengganti Elemen Kritis.” ROTASI 21 (4). Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro: 251–57.
[3]   Mulyono, Noryawati, Christofora Hanny Wijaya, Dedi Fardiaz, and Wuryaningsih Sri Rahayu. 2012. “Identifikasi Komponen Kimia Damar Mata Kucing (Shorea Javanica) Dengan Metode Pirolisis-GC/MS.” Jurnal Natur Indonesia .
[4]   Poehland, B. L., B. K. Carte, T. A. Francis, L. J. Hyland, H. S. Allaudeen, and N. Troupe. 1987. “In Vitro Antiviral Activity of Dammar Resin Triterpenoids.” Journal of Natural Products . doi:10.1021/np50052a022.
[5]   Setiawati, Tuti, E A Husaenis, Jurusan Kimia Fmlpa, Jurusan Manajemen, and Hutan Fahutan. 1993. “PENAPISAN SENYAWA ANTI RAYAP DARI GETAH JAVANlCA.”
[6]   Andrikopoulos, Nikolaos K., Andriana C. Kaliora, Andreana N. Assimopoulou, and Vassilios P. Papapeorgiou. 2003. “Biological Activity of Some Naturally Occurring Resins, Gums and Pigments against in Vitro LDL Oxidation.” Phytotherapy Research . doi:10.1002/ptr.1185.
[7]   Ukiya, Motohiko, Takashi Kikuchi, Harukuni Tokuda, Keiichi Tabata, Yumiko Kimura, Takanari Arai, Yoichiro Ezaki, Osamu Oseto, Takashi Suzuki, and Toshihiro Akihisa. 2010. “Antitumor-Promoting Effects and Cytotoxic Activities of Dammar Resin Triterpenoids and Their Derivatives.” Chemistry & Biodiversity 7 (8). John Wiley & Sons, Ltd: 1871–84. doi:10.1002/cbdv.201000107.
[8]   Zainuri, Fuad, Danardono A Sumarsono, Muhammad Adhitya, and Rolan Siregar. 2017. “Design of Synchromesh Mechanism to Optimization Manual Transmission’s Electric Vehicle.” In AIP Conference Proceedings , 1823:20031. AIP Publishing.
[9]   Adhitya, M, D A Soemarsono, F Zainuri, S Prasetyo, A Apriana, E Ridwan, T Widjatmaka, A Azis, D Mustofa, and I Wahyudi. 2018. “Devepolment Model of Synchromesh Mechanism to Optimization Transmission’s Electric Vehicle.” In 31st International Electric Vehicle Symposium and Exhibition, EVS 2018 and International Electric
Vehicle Technology Conference 2018, EVTeC 2018 .
[10]  Nazaruddin, N, F Zainuri, Rolan Siregar, G Heryana, M Adhitya, and D A Sumarsono. 2019. “Electric Power Steering: An Overview of Dynamics Equation and How It’s Developed for Large Vehicle.” In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering , 673:12112. IOP Publishing.
[11]  Siregar, Rolan. 2019. “Korelasi Besar Temperatur Pemanasan Cetakan Terhadap Kualitas Hasil Press Paving Block Berbahan Dasar Sampah Plastik” V (1): 41–45.