## PERANCANGAN PROTOTYPE ALAT PENGURANG KADAR AIR PADA MADU KAPASITAS 5 LITER
Achmad Kusairi Samlawi 1) , Wahyu Slamet Pamungkas 1)
1,2 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat JL. Akhmad Yani Km.36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan,70714 Telp. 0511-4772646, Fax 0511-4772646 E-mail: wahyuslem23@gmail.com

## Abstract
The quality of Honey must meet the requirements set by the Indonesian National Standard  (SNI)  in  2004.  In  the  standard set,  the  enzyme  diastase  function  is  at least  3  DN,  hydroxymethylfurfural  (HMF)  maximum  50  mg  /  kg,  maximum  air content is 22% b / b, sugar reducing at least 65% b / b,asucrose maximum 5% b / b, acidity maximum 50 milliecivalents / kg, solids not up to maximum 0.50% b / b, maximumAash  content  0.50%  b  /  b  (BSN),  2004)  To  meetAthese  standards designedAa tool that willAreduce the air content in honey without damaging it as it is vaccinated at -70 -70 bar with temperatures below 40 ° C. With the results of the  balance shows:  (1)  electric  motor  with  power  ¼  HP  with  1400  rpm  rotation. (2)  V-belt  transmission  with  large  outside  pulley  dimensions  =  231.3  mm,  small outer plley = 104 mm. Using a v-belt with no. 44 in / 1118 mm. Horizontal shaft with  dimensions  of  large  pulley  shaft  diameter  =  18  mm  and  small  pulley  shaft diameter  =  15  mm.  (3)  Using  a  gearbox  damper  with  a  ratio  of  1:40.  (4)  Stirrer shaft with 304 grade stainless steel material with a length of 975 mm and a shaft diameter  of  40  mm.  (5)  Stirrer  impeller  with  six  blade  impeller  type  with dimensions  of  diameter  1667,  mm  and  thickness  of  3  mm.  (6)  Vessels  with cylindrical types and having a thickness of 2.5 mm, a diameter of 500 mm and a length  of  500  mm.  With  an  ellipsoid  head  type  with  dimensions  of  520  mm  in diameter, 125 mm in height and 2.5 mm in thickness. (7) Frame with a profile of mild steel profile dimension dimensions of 40 mm x 40 mm x 2.5 mm.

## Keywords: Design, Prototype, Air Reducer in Honey

## PENDAHULUAN
Mutu  Madu  harus  memenuhi  ketentuan  yang  ditetapkan  oleh  Standar Nasional Indonesia (SNI) tahun 2004.  Dalam SNI ditetapkan standar mutu madu sebagai  berikut:  aktivitas  enzim  diastase  minimal  3  DN,  hidroksimetilfurfural (HMF) maksimal 50 mg/kg, kadar air maksimal 22% b/b, gula pereduksi minimal 65%  b/b,  sukrosa  maksimal  5%  b/b,  keasaman  maksimal  50  miliekivalen/kg, padatan  tak  larut  maksimal  0,50%  b/b,  kadar  abu  maksimal  0,50%  b/b  (BSN, 2004).
Kadar  air  yang  berasal  dari  jenis  madu  nectar  karet  pada  suhu  ruang menunjukkan  diatas  kadar  maksimal  menurut  SNI  tahun  2004,  yaitu  sebesar 22%.  Hal ini bisa dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor penyebab.  Kadar air madu yang dipengaruhi oleh kelembaban lingkungan.  Hal ini dikarenakan madu mempunyai sifat higroskopis, yaitu keadaan dimana madu mudah menyerap air. Tingginya  kelembaban  lingkungan  maka  kadar  air  madu  akan  semakin  tinggi pula (Wulandari, 2017).  Jika kelembapan 51%, kadar air madu 16,1%.
Madu  yang  mengandung  kadar  air  sedikit  akan  menjaga  kualitas  madu tetap baik untuk jangka waktu yang lama. Prasetya dan Andi (2014) menjelaskan
bahwa  kandungan  kadar  air  yang  tinggi  pada  madu  akan  merangsang  aktifitas khamir untuk tumbuh.
Proses pemanasan  pada  madu  dapat  menyebabkan terjadinya karamelisasi  warna  madu  menjadi  lebih  gelap,  penurunan flavor dan  aroma, naiknya  suhu  madu  sehingga  menyebabkan  manipulasi  buruk  selama penyimpanan dan dapat menyebabkan lebih tingginya kadar
hydroxymenthylfurfural (MHF).  Cara  pemanenan  dan  pemrosesan  madu  yang kurang  tepat  dapat  menurunkan  kualitas  madu  itu  sendiri.    Bila  pengolahannya tepat  dan  baik  maka  nilai  Gizi  madu  akan  tetap  tinggi,  sedangkan  pemrosesan madu  tanpa  pemasakan  atau  dalam  suhu  rendah  akan  menjamin  seluruh  gizi tetap utuh.
Dalam  perancangan  alat  pengurang  kadar  air  pada  madu  ini,  alat  terdiri dari  berbagai  komponen,  motor  listrik,  transmisi,  bejana  tekan,  tutup  atau head bejana tekan, poros pengaduk, serta impeller pengaduk.
Material  yang  digunakan  pada  komponen –  komponen  yang  bersentuhan dengan  madu  menggunakan  jenis Stainless  Steel (SS)  hal  ini  dilakukan  untuk mencegah  terjadinya  korosi  pada  komponen.  Dan  jenis stainless  steel yang  di gunakan adalah SS Grade Food 304. Stainless  Steel grade  304  adalah  jenis  baja  yang  tahan  terhadap  karat austenitic , stainless  steel memiliki  komposisi  0.006%S,  1.19%Mn,    0.034%P, 0.049%Si, 8.15%Ni, 18.24%Cr, 0.042%C, dan sisanya Fe .  Stainless Steel jenis ini  memiliki  sifat  mekanik  antara  lain: elongation 50%, yield  strength 270  Mpa, kekerasan    82  HRB,  kekuatan  tarik    646  Mpa.    Baja  jenis  ini  memiliki  berbagai keguanaan  kaerna  sifat  tahan  karatnya.  Baja  jenis  ini  juga  memiliki  kualitas sangat baik dalam hal kekuatan mekanik, komposisi kimia, kemampuan las dan ketahanan  korosinya  dengan  harga  yang  terjangkau.  Baja  jenis  ini  memiliki banyak  fungsi  dan  banyak  di  gunakan  dalam  berbagai  hal.  Seperti  komposisi pembuatan  tanki  dan  kontainer,  farmasi,  kimia,  pertambangan  serta  peralatan makanan.

## METODE PERANCANGAN Motor Listrik
Torsi motor listrik yang di gunakan : P motor = 2.π.n.T motor (1)

## Bejana tekan / Head
1. Bejana yang di rancang untuk menahan tekanan -70 mm/Hg. Dengan volume bejana :
V = π.r 2 .t (2)
Dengan ketebalan bejana adalah :
t = 𝑃 .𝑅 𝑆 .𝐸−0.6 .𝑃 + CA (3)
2. Head yang di gunakan adalah jenis Ellipsodal Head dengan dimensi :
t = 𝑃 𝑥 𝐷 2.𝑆 .𝐸 − 0.2 .𝑃 + CA (4)

## Gambar 1. Ellipsoidal Head
Pengaduk / Impeller Pengaduk / impeller digunakan untuk mengaduk campuran, dengan rumus untuk   mencari  ukuran  pengaduk  / impeller kita  harus  mengetahui  terlebih dahulu reynold number dan number power melalui persamaan:
N RE = ρ .N .D^2 μ (5)
N P = P .gc 𝜌 .𝑛 3 .𝐷^5 (6)
Gambar 2. Dimensi pengaduk / impeller
𝐷𝐴 𝐷𝑇 = 1 3 (7)
𝐸 𝐷𝐴 = 1 (8)
𝑊 𝐷𝐴 = 1 5 (9)

## Poros Pengaduk
Dimensi poros pengaduk adalah sebagai berikut :
1. Momen pada poros:
T = 9,74 × 10 5 P d n 1 (10)
2. Mencari tegangan geser yang diizinkan: 𝜏 𝑎 = 𝜎 𝐵 𝑆𝑓 1 ×𝑆𝑓 2 (11)
3. Perhitungan besar diameter poros:
𝑑 𝑠 = [( 5,1 𝜏 𝑎 ) . 𝐾 𝑡 . 𝐶 𝑏 . 𝑇 ] 1 3 (12)

## Bantalan
Dimensi dan umur bantalah adalah sebagai berikut : 1. Beban equivalent yang di terima bantalah adalah :
𝑊 𝑒 = (𝑋 𝑅 . 𝑣. 𝑊 𝑅 + 𝑌 𝑇 . 𝑊 𝑇 ). 𝐾𝑠 (13)
2. Umur bantalah adalah : 𝐿 = 60 𝑥 𝑛 2 𝑥 𝐿 𝐻 (14)

## Transmisi
Transmisi yang digunakan adalah jenis sabuk – V:
1. Dengan kecepatan sabuk :
𝑉 = 𝜋.𝑑 𝑝 .𝑛 1 60×1000 (15)

## 2. Dengan panjang sabuk:
𝐿 = 2𝐶 + 𝜋 2 (𝐷 𝑃 + 𝑑 𝑝 ) + 1 4𝐶 (𝐷 𝑃 + 𝑑 𝑝 ) 2 (16)

## 3. Panjang keliling sabuk:
𝐿 = 2𝐶 + 𝜋 2 (𝐷 𝑃 + 𝑑 𝑝 ) + 1 4𝐶 (𝐷 𝑃 + 𝑑 𝑝 ) 2 (17)
4. Diameter Pulley:
𝑑 𝑘 = 𝑑 𝑝 + 2 × 5,5 (18) 𝐷 𝑘 = 𝐷 𝑝 + 2 × 5,5 (19)

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  jenis  metode perencanaan berdasarkan:
A. Identifikasi masalah
Identifikasi  masalah  disini  merupakan  proses  awal  perencanaan  alat pengolah madu.    Dari  identifikasi  ini  akan  di  kumpulkan masalah –masalah atau kekurangan pada alat yang sudah ada.
B. Analisis masalah
Setelah  mengetahui  masalah  dan  kekurangan  alat  pengolah  madu  yang sudah  ada,  maka  akan  di  lakukan  analisis  permasalahan  untuk  mendapatkan solusi yang sesuai dengan apa yang dibutuhkan, solusi  ini akan diterpkan pada alat pengolah madu yang akan di rancang ini.

## C. Konsep desain
Pada  konsep  desain  ini  berasal  dari  identifikasi  dan  analisis  serta mempertimbangkan  beberapa  aspek-aspek  terkait  dengan  analisis  teknis  serta perkiraan harga produksi.

## D. Uji Kualitas Analisa Software
Pada tahap ini, konsep desain yang telah di tuangkan ke dalam gambar 3D akan di analisis dengan menggunakan software .

## E. Modifikasi
Dalam modifikasi ini untuk merubah perhitungan dan rancangan yang telah di lakukan namun belum memenuhi standar yang telah di tentukan.
Dari hal – hal di atas perancangan di mulai dari perhitungan secara manual untuk  mencari  tau  jenis  material  serta  ukuran  setiap  komponen  yang  akan  di gunakan, lalu di lanjutkan dengan pembuatan model 3D menggunakan software Autodesk  Fusion  360  dan    beberapa  simulasi  pada  rangka  alat  yang menggunakan software Autodesk Inventor Profesional.

## Gambar 3. Alur Perancangan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil perancangan yang di lakukan, di dapat hasil perancangan seperti motor listrik, transimisi, bejana tekan. Head / tutup bejana tekan,Poros pengaduk,
Impeller,  serta  rangka  dengan  spesifikasi  komponen  serta  dimensi  komponen sebagai berikut:
Spesifikasi umum motor listrik  yang digunakan adalah motor listrik dengan daya ¼ Hp dengan putaran 1400 rpm.
Gambar 4. Motor Listrik
Dimensi transmisi yang digunakan adalah sebagai sebagai berikut: Diameter luar pulley besar = 231,3 mm Diameter luar pulley kecil = 104 mm Jenis sabuk = Sabuk-V dengan tipe A. Keliling sabuk = 1118 mm Gambar 5. Transmisi V-Belt Dimensi bejana tekan yag digunakan adalah sebagai berikut: Diameter luar = 555 mm Diameter dalam = 500 mm Tebal = 2 mm Panjang = 502,50 mm
Gambar 6. Alur Perancangan
Dimensi tutup / head bejana tekan adalah sebagai berikut:
Diameter = 570 mm Tebal = 2 mm Radius = 250,11 mm
Gambar 7. Tutup / Head Bejana Tekan
Dimensi poros pengaduk yang digunakan adalah sebagai berikut: Diameter  (d 1 )  = 30 mm (d 2 )  = 27 mm Panjang
= 976.80 mm
Gambar 8. Poros Pengaduk
Dimensi impeller yang digunakan adalah sebagai berikut:
Diameter = 416 mm Tinggi = 100 mm Tebal = 4 mm
Gambar 9. Impeller
Spesifikasi dan dimensi pada rangka utama adalah sebagai berikut: Panjang = 1300 mm Lebar = 1185 mm Tinggi = 2040 mm Profil rangka = Profil Persegi Tebal material rangka = 2 mm
Gambar 10. Rangka
Berikut  adalah  desain Assembly  Full dengan  dan  tanpa cover dari  hasil rancangan yang di visualisasikan menggunakan software desain:
Gambar 11. Assembly Full Alat View Isometric
Gambar 12. Assembly Full Alat Tanpa Cover Tampilan Dari Samping
Gambar 13. Assembly Full Tanpa Cover View Isometric

## PEMBAHASAN
Hasil perancangan alat pengurang kadar air pada madu berkapasitas 5 liter ini  dapat  di  simpulkan  bahwa,  motor  listrik  yang  digunakan  sebagai  penggerak utama  adalah  motor  listrik  dengan  daya  ¼  HP  dan  memiliki  putaran  1400  rpm dengan transmisi yang di pilih adalah v-belt dengan dimensi pulley luar besar = 231,3 mm, pulley luar  kecil  =  104 mm.    Menggunakan v-belt dengan no  44  in  / 1118 mm.  Menggunakan poros perantara dengan dimensi diameter poros pulley besar = 18 mm dan diameter poros pulley kecil = 15 mm. Menggunakan reducer gear box sebagai penurun kecepatan dari 600 rpm ke 15 rpm dengan rasio 1:40 untuk  mengurangi  kecepatan  putaran  awal  motor  agar  sesuai  dengan  yang  di rencanakan  dan menggunakan poros  pengaduk  dengan material stainless  steel grade  food  304 dengan  panjang  975  mm  dan  diameter  poros  40  mm  dengan Impeller pengaduk  yang  digunakan  adalah  jenis impeller  six  blade dengan dimensi  diameter  1667,mm  dan  ketebalan  3  mm.  Serta  dimensi  bejana  yang  di gunakan adalah jenis silinder dan memiliki ketebalan 2,5 mm, diameter 500 mm dan  panjang  500  mm.  Dengan  jenis head  ellipsoidal dengan  dimensi  diameter 520 mm, tinggi 125 mm dan ketebalan 2,5 mm dan menggunakan rangka yang di gunakan  dalam  alat  pengurang  air  pada  madu  berkapasitas  5  liter  ini menggunakan  material steel  mild profil  persegi  dimensi  40  mm  x  40  mm  x  2,5 mm.

## DAFTAR PUSTAKA
Adi Santoso Pribadi dan Rizal Bahrul Chamidi (2015), Mahasiswa Program Studi Diploma  III  Teknik  Mesin  Produksi.  Institut  Teknologi  Sepuluh  November , Surabaya. ‘Rancang Bangun Mesin Pengaduk Adonan Donat’ . Devyana  Dyah  Wulandari  (2017).  Mahasiswa  Fakultas  Kesehatan.  Universitas Nahdlatul  Ulama,  Surabaya.  ‘ Kualitas  Madu  (Keasaman,  Kadar  Air  dan Kadar Gula Pereduksi) Berdasarkan Perbedaan Suhu Penyimpanan.
Edwin Yunanto (2015). Mahasiswa Teknik Mesin. Universitas Negeri Yogyakarta,
Yogyakarta. ‘Perancangan Pengkristal Gula Jawa’
Eugene  F.  Megyesy, Pressure  Vessel  Handbook. :  Oklahoma,  Pressure  Vessel Publishing.INC : 2001.
Imam  Al  Hakim,  dkk  (2016).  Mahasiswa  Jurusan  Keteknikan  Pertanian,  USU, Medan. ‘Rancang Bangun Alat Pengaduk Sabun Cair Bagan Baku Minyak Jelantah’.
K.  Ratnayani,  N.M.A  Dwi  Adhi  S,  dkk  (2008).  Mahasiswa  Fakultas  Matematika dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam,  Universitas  Udayana.  Bukit  Jimbaran, ‘ Penentuan  Kadar  Glukosa  Dan  Fruktosa  Pada  Madu  Randu  dan  Madu Kelengkeng Dengan Metode Kromatografi Cair Kinerja Tingg i’.
Mz  Arif  (2017).  Mahasiswa  Fakultas  Kedokteran.  Universitas  Lampung.
Lampung. ‘ Pengaruh Madu Terhadap Luka Bakar’.
McCabe L. Warren, Julia C.Smith and Peter Harriot, Unit Operations Of Chemical Engineering. : New York, Librari of congress cataloging : 1993. Nuzulia Khoiriah, dkk. (2016). Mahasiswa Teknik Mesin. UNISSULA, Semarang. “Perancangan  Alat  Pemeras  Madu  dengan  Mempertimbangkan  Faktor Ergonomi dan Waktu Proses Pemerasan”.
Neng Sri Novi, dkk (2016). Jurusan Teknik Industri Fakultas Sains dan Teknologi UIN  Suska.  Riau .  “Studi  Kasus:  Kecamatan  Tapung  Kabupaten  Kampar Riau”.
Nazarudin,  dkk  (2017).  Mahasiswa  Teknik  Mesin.  Universitas  Riau,  Riau.  : ‘Perancangan  Vacuum  Evaporator  Penurun  Kadar  Air  Dalam  Madu Kapasitas 50 Liter’.
Prendis  Betha  Nanda,  dkk.  Mahasiswa  Fakultas  Peternakan.  Universitas Brawijaya,  Malang.  ‘ Perbedaan  Kadar  Air,  Glukosa  Dan  Fruktosa  Pada Madu Karet Dan Madu Sonokeling’.
Sepya Ayu Catur Pamungkas, dkk (2016). Mahasiswa Pendidikan Teknik Mesin, Universitas  Negeri  Semarang,  Semarang. “Rancang  Bangun  Mesin Pengaduk Mentega (churner) dengan Speed Control’,”.
Sularso  dan  Kiyokatsu  Saga, Elemen  Mesin, Technical  Colage  Japan  :  AKA,
2017.