Vol. 06 No.01 2023 P-ISSN: 2714-621X DOI: 10.25299/rem.2023.vol6(01).12053 Received 2022- 01 -29; Accepted 2023-0 3 -2 6

## DESIGN & DEVELOPMENT OF A SCREW CONVEYOR- BASED SOYBEAN WASHING MACHINE FOR TEMPEH PRODUCTION
(RANCANG BANGUN MESIN PENCUCI KACANG KEDELAI BERBASIS SCREW CONVEYOR UNTUK PRODUKSI TEMPE)
Zoel Fachri 1* , Rouhillah 1 , Muharrir Alwathani 1
1 Program Studi Mekatronika, Politeknik Aceh *Corresponding author: zoel@politeknikaceh.ac.id

## ABSTRACT
Soybeans are one of the main ingredients for making tempeh. Most of the tempeh production businesses still use the traditional system of washing soybeans. Washing soybeans is still done manually using a washing drum filled with water & stirred by h&, thus draining the workforce. In the process of washing soybeans, there is still direct contact with parts of the human body, resulting in unhygienic soybeans. From these problems, the solution is to make a machine that can wash soybeans for tempeh production, which aims to facilitate washing soybeans & produce clean & hygienic soybeans. The soybean washing machine process uses a screw conveyor system with an AC motor 1 phase, 1 HP, 1420 Rpm, as a driving force & a DC 12 V,  25 W, water pump to drain water into the watering canal. The machine can wash 5 kg of soybeans for 10 seconds & produces a motor rotation of 271.2 Rpm, voltage 2.29 V, current 2.58 A to produce clean & hygienic soybeans.
Keyword: AC motors; soybeans; screw conveyors; water pump.

## ABSTRAK
Kacang  kedelai  adalah  salah  satu  bahan  utama  untuk  pembuatan  tempe.  Usaha produksi  tempe  kebanyakan  masih  menggunakan  sistem  tradisional  pada  proses pencucian kacang kedelai. Mencuci kacang kedelai masih secara manual dengan menggunakan  drum  pencuci  yang  berisi  air  dan  diaduk  menggunakan  tangan, sehingga menguras tenaga pekerja. Pada proses pencucian kacang kedelai tersebut masih  terjadi  kontak  langsung  dengan  bagian  tubuh  manusia,  sehingga menghasilkan  kacang  kedelai  yang  tidak  higienis.  Dari  permasalahan  tersebut, solusinya adalah membuat sebuah mesin yang dapat mencuci kacang kedelai pada produksi tempe yang bertujuan untuk mempermudah pencucian kacang kedelai dan menghasilkan  kacang  kedelai  yang  bersih  dan  higienis.  Proses  mesin  pencuci kacang kedelai menggunakan sistem screw conveyor dengan motor AC 1 phase 1 HP 1420 Rpm sebagai penggerak dan pompa air DC 12 V 25 W mengalirkan air ke  saluran  penyiraman.  Mesin  dapat  mencuci  Kacang  kedelai  sebanyak  5  kg
selama 10 detik, dan menghasilkan putaran motor yaitu 271,2 RPM, tegangan 229 V, arus 2,58 A sehingga menghasilkan Kacang kedelai yang bersih dan higienis.
Kata Kunci: Kacang kedelai; motor AC; pompa air; screw conveyor.

## PENDAHULUAN
Tempe merupakan salah satu makanan  hidangan  pendamping  bagi masyarakat Indonesia. Negara Indonesia merupakan penghasil tempe  terbesar  di  dunia  dan  menjadi pasar  kedelai  terbesar  di  Asia.
Sebanyak 50% dari konsumsi kedelai di Indonesia dilakukan dalam bentuk tempe (Alvina dan Hamdani, 2019) . Terdapat  dua  bagian  proses produksi  tempe  yaitu  proses  basah yaitu  proses  yang  meliputi  tahapan pencucian,  perendaman,  perebusan kacang  kedelai,  pengasaman  dan pemisahan  kulit  kedelai,  selanjutnya tahapan  kering  yaitu  penambahan ragi,  pengemasan  dan  fermentasi (Astawan dan Prangdimurti, 2020).
Pembuatan  tempe  dengan  cara tradisional dapat menyebabkan
pertumbuhan jamur yang tidak
merata,  seperti  berwarna  kehitaman pada  tempe  (Suknia  dan  Rahmani, 2020).
Salah  satu  pembuatan  tempe, kacang kedelai harus melewati proses pencucian.  Cara  tradisional  yang sering  digunakan  untuk  mencuci diantaranya  adalah  dengan  drum pencuci.  Pencucian  kacang  kedelai tersebut masih secara manual sehingga  menguras  tenaga  manusia dan waktu yang lama. Proses tersebut masih terjadi kontak langsung dengan bagian  tubuh  manusia,  sehingga menghasilkan  kacang  kedelai  yang tidak higienis.
Solusi dari permasalahan tersebut  merancang  dan  membangun
sebuah  teknologi  pencucian  kacang kedelai  yang  diterapkan  pada  para pengusaha  tempe  dalam  proses pencucian  kacang  kedelai  untuk meringankan  beban  pekerja,  hemat waktu,  higienis  serta  meningkatkan produksi.

## Kacang Keledai
Kacang  kedelai  merupakan  tanaman pangan  yang  dimanfaatkan  untuk olahan  makanan  yang  meng&ung protein  nabati  salah  satunya  tempe (Waliyansyah, 2020). Kacang kedelai merupakan  jenis  biji-bijian  yang digunakan sebagai bahan baku tempe dengan  kriteria  biji  kacang  kedelai berukuran  (>13  g/100  biji),    dimensi biji  memiliki  panjang  (6,99-8,25 mm), lebar (5,66-6,80 mm), dan tebal (4,21-5,65  mm)  dan  biji  kacang kedelai berwarna (Ratnaningsih dkk. , 2018).

## Screw Conveyor
Screw  conveyor berfungsi  untuk memindahkan  bahan  semi  padat berbentuk halus seperti limbah serpihan  kayu,  agregat,  biji-bijian, sereal, pakan ternak, daging dll. Saat ini screw conveyor banyak digunakan dalam industri (P.J. et al. , 2014).
Gambar 1. Screw Conveyor
Screw conveyor adalah alat pengangkutan material dengan pergerakan  memutar  searah  jarum jam  pada  poros  yang  memiliki  ulir (thread) yang meliliti poros berbentuk spiral  dengan  jarak  dan  sudut  yang sama (Ramadhani dkk., 2020).
Konstruksi screw conveyor terdiri dari bahan plat PVC berbentuk spiral  (lilitan  seperti  ulir)  yang pasangkan  pada shaft /poros  dan berputar dalam saluran silinder tanpa tersentuh  permukaan  sehingga flight (daun screw )  mendorong  material.
Shaft/poros dihubungkan dengan pully pada penggerak motor (Budianto dkk, 2022).

## Motor AC
Motor  AC (Alternating  Current) merupakan motor listrik yang mengubah  energi  listrik  menjadi energi mekanik. Energi mekanik yang di  hasilkan  yaitu  putaran  seperti digunakan  pada  fan  atau  blower,
memutar impeller pompa,
mengangkat  barang,  dll  (Cahyono,
2018). Pergerakan putaran screw conveyor yang  terhubung  dengan shaft /poros  menggunakan  sebuah motor  listrik.  Salah  satunya  motor listrik AC (Alternating Current) , yang
mengubah  energi  listrik  menjadi energi mekanik (gerak) yang bersumber dari energi listrik AC. Terjadinya  putaran  pada  motor AC  memanfaatkan  perbedaan fasa dari  sumber  arus  listrik  yang  bolak- balik  arahnya  secara  teratur  dalam waktu tertentu (Pattiapon dkk., 2019).
Motor  AC  merupakan  jenis motor  listrik  yang  terdiri  dari  dua komponen  utama  yaitu  stator  dan rotor. Stator adalah komponen listrik statis. Rotor adalah komponen listrik berputar untuk memutar as motor Konsumsi tegangan motor listrik tergantung pada pengaplikasiannya dan besar kecilnya motor listrik yang digunakan, umumnya  motor  listrik  satu  fasa beroperasi  pada  tegangan  220  Volt dan  380  Volt  pada  motor  listrik  tiga fasa (Zondra dkk., 2020).

## Pompa Air
Teknologi  dalam  pencucian  kacang kedelai  sebagai  bahan  baku  tempe menggunakan pompa air.
Pompa  air  sebuah  peralatan mekanis  yang  mampu  menaikkan cairan  dari  dataran  rendah  ke  tinggi dan  juga  sebagai  penguat  laju  aliran air.  Prinsip  kerja  pompa  dilakukan penekanan (pressure) dan penghisapan (suction) terhadap fluida sehingga  terjadi  penguatan  aliran cairan  dalam  ruang  pompa  (Kusuma dkk., 2020).
Saat ini pompa air terdapat dua sumber daya yaitu pompa air dengan bersumber daya arus bolak balik dan arus searah lebih dikenal dengan DC (Direct  Current) (Ariansyah  dan Sariman, 2021).
Ke&alan pompa air DC mampu memompa  air    23  liter/menit  dengan tegangan  12  V  dan  arus  4,09  A.
Pompa  air  DC  sangat  potensial digunakan  oleh  masyarakat  umum (Samosir  dkk..,  2022).  Efisiensi pompa  dengan  energi  listrik  yang dikonsumsi  relatif  kecil  dan  secara ekonomi  relatif  murah  (Usman  dkk., 2018).

## METODE PENELITIAN
Tahapan penelitian dilakukan dengan metode perancangan dan eksperimen yaitu  merancang  mesin  pencuci kacang  kedelai  dengan  sistem screw conveyor dan  meneliti  proses  kerja mesin  pencucian  kacang  kedelai dengan  beberapa  pengujian  yang ditunjukkan pada gambar 2.
Pengumpulan  data  dari  studi literatur  seperti  sistem  pemindahan material kedelai menggunakan screw conveyor ,  motor  AC  dan  pompa  air dan  wawancara  langsung  dengan pihak pengusaha tempe dalam proses pembuatan  tempe  khususnya  proses pencucian kacang kedelai yang masih manual.
Mulai Studi Literatur & Wawancara Rancang Alat Persiapan alat & bahan Bangun mekanik & elektrik Pengujian pencucian kacang kedelai Pengujian Pengujian motor AC & pompa air Pengujian ketahanan screw conveyor Analisis Data Kesimpulan dan saran Selesai
Gambar  2.  Diagram  alir  tahapan penelitian Perancangan mesin pada gambar  3  terdapat  komponen  bagian motor AC (penggerak), rangka, screw
conveyor ,  pompa  air  dan  hopper
(penampung  kacang  kedelai)  serta wadah penampung (setelah pencucian).
Gambar  3.  Desain  mesin  tampak samping kanan
Gambar  4.  Desain  mesin  tampak depan
Prinsip  kerja  mesin  ini  adalah motor  AC  di  hubungkan  ke pulley dengan  sabuk  v  pada  poros screw conveyor untuk menghasilkan pergerakkan  putaran  dalam  proses pemindahan kacang kedelai, selanjutnya hopper sebagai
penampungan  awal  kacang  kedelai yang sudah terisi air didalamnya.
Gambar  5.  Desain  mesin  tampak belakang
Pada  saat  mesin  di  aktifkan, butiran  kacang  kedelai  yang  sudah masukkan  didalam  hopper  akan dinaikkan  ke  atas  untuk  proses pencucian  dengan  penyiraman  dari pompa air yang di aktifkan, terdapat 4 titik  penyiraman  pada  tabung screw conveyor sehingga  kotoran  pada kacang  kedelai  turun  ke  bawah  dan dibuang  pada  pipa  pembuang  dan kacang  kedelai  yang  sudah  di  cuci, keluar dari pipa dan tertampung pada wadah penampungan.
Gambar 6. Desain mesin tampak atas
Pada rangkaian ini dapat dilihat pada  gambar  7.  arus  listrik  220  V mengalir ke MCB sebagai pengaman rangkaian  listrik,  keluaran  MCB
masuk  ke  tombol emergency  stop sebagai  tombol  darurat  jika  terjadi masalah terhadap mesin,
Gambar 7. Rangkaian Elektrik Mesin
Gambar 7 menunjukkan keluaran emergency  stop masuk  ke tombol stop untuk  mematikan  mesin dalam  kondisi  normal,  keluaran tombol stop masuk  ke  tombol start untuk  menghidupkan  mesin  dan kontak relay NO  untuk  mengunci tombol start ,  keluaran  tombol  start masuk  ke relay sebagai  komponen pengunci, motor AC, dan pompa air. Keluaran relay ,  motor  AC,  dan pompa air mengalir ke netral.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Adapun  hasil  setelah  selesai  dalam proses  perancangan  dan  pembuatan alat  pada  sistem  Mesin  Pencuci
Kacang  Kedelai  maka  hasil  akhir dapat dilihat pada gambar 8 di bawah ini:
Gambar  8.  Mesin  Pencuci  Kacang Kedelai  Menggunakan  Sistem Screw Conveyor

## Uji Ketahanan Screw Conveyor
Pengujian ketahanan Screw conveyor yaitu  menguji  daya  angkut  kacang kedelai saat proses pencucian dengan kapasitas kacang kedelai maksimal 5 kg. Screw  conveyor terbuat  dari  plat PVC  dengan  ketebalan  3  mm  yang mengelilingi sumbu sehingga bentuknya terlihat seperti ulir. Sumbu yang dipakai pada screw conveyor ini adalah  pipa  as  yang  berbentuk  bulat dengan diameter 60 mm.
Gambar 9. Screw conveyor
Hasil  pengujian  pada  tabel  1. ketahanan screw  conveyor dapat dianalisiskan  bahwa screw  conveyor dari  bahan  plat  PVC  tahan  terhadap beban  tanpa  ada  terjadi  patah  dan retak pada daun screw yang terpasang pada poros pada saat proses pencucian kacang kedelai.
Tabel 1. Pengujian Ketahanan Beban Screw Conveyor No Beban kacang kedelai Kondisi screw conveyor 1 1 kg Bertahan 2 2 kg Bertahan 3 3 kg Bertahan 4 4 kg Bertahan 5 5 kg Bertahan Uji Motor AC dan Pompa Air Pengujian  motor  AC  dan  pompa  air bertujuan untuk mengetahui berfungsi  sangat  baik  dan  saat menggerakkan screw  conveyor dan penyiraman secara merata.
Tabel 2. Pengujian Motor AC No Beban kacang kedelai Putaran motor AC (Rpm) Tegangan motor AC (V) Arus motor AC (A) 1 1 kg 789,3 231 2,34 2 2 kg 577,9 231 2,36 3 3 kg 386,7 230 2,39 4 4 kg 311,6 229 2,45 5 5 kg 271,2 229 2,58

## Tabel 3. Pengujian Pompa Air
No Beban Kacang Kedelai Jumlah Air / Jam Waktu (dtk) 1 1 kg 800 liter / jam 2 2 2 kg 800 liter / jam 5 3 3 kg 800 liter / jam 7 4 4 kg 800 liter / jam 9 5 5 kg 800 liter / jam 10
Hasil  pengujian  motor  AC, putarannya  menggunakan  v  belt  dan pulley tanpa  beban  1476,8  Rpm. Beban  kacang  kedelai  1  kg  putaran motor  AC  789,3  Rpm,  tegangan motor  231  V  dan  arus  motor  2,34  A dan  beban  kacang  kedelai  5  kg putaran  motor  271,2  Rpm,  tegangan
motor 229 V, arus motor 2,58 A maka perbedaan  putaran  motor  terhadap beban  kacang  kedelai  1-5  kg  yaitu 34  %.  Bila  ada  beban,  putaran  dan tegangan motor AC menurun dan arus motor AC naik, sehingga masih dapat bekerja  mengangkut  kacang  kedelai dari hopper hingga  mengeluarkan kacang  kedelai  bersih  dengan  baik dan sesuai yang diharapkan.
Hasil  pengujian  pompa  air,
proses  penyiraman  kacang  kedelai menggunakan spesifikasi pompa
yang  dapat  mengalirkan  air  sampai 800 liter / jam. Beban kacang kedelai 1-5  kg  membutuhkan  waktu  2  detik sampai  10  detik  untuk  penyiraman kacang kedelai.

## Uji Mesin Pencuci Kacang Kedelai
Pengujian kacang kedelai ini bertujuan  untuk  memastikan  kacang kedelai  yang  dicuci  bersih  dan higienis serta efisien waktu .
Tabel  4.  Hasil  pencucian  kacang kedelai No Jumlah Kacang Kedelai Waktu Pencucian Hasil Gambar 1 1 kg 2 detik 2 2 kg 5 detik 3 3 kg 7 detik 4 4 kg 9 detik
5 5 kg 10 detik
Hasil  pengujian  pada  tabel  4. setelah  melakukan  proses  pencucian kacang kedelai, dalam jumlah kacang kedelai 1 kg dengan waktu pencucian selama  2  detik  dan  pada  jumlah kacang  kedelai  5  kg,  pencucian kacang  kedelai  mencapai  10  detik. Hasil  kacang  kedelai  bersih  dan higienis dan waktu yang singkat.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Pencucian  kacang  kedelai  dengan sistem screw conveyor dapat berjalan dengan  normal.  Setelah  melakukan beberapa pengujian, hasil pada proses pencucian  kacang  kedelai  pada pengujian  ketahanan screw  conveyor yang  merupakan  pengujian  yang paling utama untuk dapat melakukan proses angkut  kacang kedelai, dalam pengujian  dari  beban  kacang  kedelai basah dari 1 kg -5 kg dengan beberapa pengujian  tidak  terjadi  patahan  dan retakan pada daun screw . Selanjutnya hasil pengujian pada penggerak yaitu motor  AC,  pada  proses  pencucian kacang kedelai dengan beban kacang kedelai 1 kg-5 kg mendapatkan hasil putaran      789,3  -  271,2    Rpm, penurunan  kecepatan  pada  motor 34%  akibat  dari  beban  kacang kedelai.  Hasil  pencucian  secara keseluaruhan  pada  beban  kacang kedelai 1 kg -5 kg dengan waktu 2 – 10  detik  sehingga  proses  pencucian kacang  kedelai  dengan  sistem  screw conveyor  sangat  efesien  terhadap waktu dan produksi dan higienis serta user  friendly .  Pertimbangan  untuk peningkatan  alat  pencucian  kacang
kedelai  dan  menjadikan  produk pabrikan yaitu pada muatan hopper di perbesar  dimensi  nya  serta  diberikan aliran  air  disisi  dinding hopper dan pada screw  conveyor dibuatkan dengan  bahan  polimer  yang  dicetak senyawa dengan poros.

## REFERENSI
Alvina,  A.  &  Hamdani,  D.  (2019) ‘Proses  Pembuatan  Tempe Tradisional’, Jurnal  Pangan
Halal , 1(1), p. 1/4.
Ariansyah,  M.D.  &  Sariman,  S. (2021) ‘Analisa Performa Pompa  Air  DC  12V  42  Watt terhadap  Variasi  Kedalaman Pipa Menggunakan Baterai dengan  Sumber  Energi  dari Matahari’, Jurnal Health Sains , 2(6), pp. 1083–1102. Available at:
https://doi.org/10.46799/jsa.v2i 6.251. Budianto,  A.M.,  Marno  &  Hanif,  R. (2022)  ‘Perancangan  Mesin Screw Conveyor Untuk’, Jurnal Pendidikan Teknik Mesin , 9(Mei), pp. 70–77. Cahyono,  R.  (2018)  ‘Perancangan Mesin  Pengaduk  Tepung  Tipe Horizontal Dengan Menggunakan  Motor  Listrik Sebagai  Penggerak  Dan  Pulley Sebagai Putaran Daya’, Journal of Renewable Energy & Mechanics  (REM) ,  1(02),  pp. 48–67. Available at:
https://doi.org/10.25299/rem.2 018.vol1.no02.1330.
Kusuma,  K.B.,  Partha,  C.G.I.  & Sukerayasa, I.W. (2020) ‘Perancangan  Sistem  Pompa Air  Dc  Dengan  Plts  20  kWp Tianyar Tengah Sebagai Suplai Daya Untuk Memenuhi Kebutuhan Air’, Jurnal SPEKTRUM , 7(2), pp. 46–56. Kusumawati,  I.,  Astawan,  M.  & Prangdimurti, E. (2020) ‘Proses Produksi dan Karakteristik Tempe  dari  Kedelai  Pecah
Kulit’, Pangan , 29(2), pp. 117–
126.
P,  J. et  al. (2014) Alat  Dan  Mesin Pertanian , Paper  Knowledge  . Toward  a  Media  History  of Documents .
Pattiapon,  D.R.,  Rikumahu,  J.J.  & Jamlaay,  M.  (2019)  ‘Jurnal simetrik  vol.9,  no.2,  desember 2019’, JURNAL  SIMETRIK ,
9(2), pp. 197–207.
Ramadhani,  R.,  Yulianto,  Y.  & Muhyin (2020) ‘Analisa Pengaruh Variasi Sudut Kemiringan  Screw  Conveyor Dan Kecepatan Motor Terhadap  Optimalisasi  Kerja Mesin Pengemas Gabah (Grain Packaging Machine)’, Publikasi  Online  Mahasiswa Teknik Mesin , 3(2), pp. 1–6.
Ratnaningsih,  N. et  al. (2018)  ‘Sifat
Fisiko-Kimia  Dan  K&ungan Serat Pangan Galur-Galur Harapan Kedelai’, Jurnal Penelitian Pascapanen Pertanian , 14(1), p. 35. Available at: https://doi.org/10.21082/jpasca. v14n1.2017.35-45. Samosir,  R. et  al. (2022)  ‘Analisis ketahanan pompa dengan penggerak  arus  listrik  direct current’, Jurnal  Teknik  Mesin
Indonesia , 17(1), pp. 12–18.
Suknia,  S.L.  &  Rahmani,  T.P.D. (2020)  ‘Proses  Pembuatan Tempe Home Industry Berbahan Dasar Kedelai (Glycine  max  (L.)  Merr)  dan Kacang Merah (Phaseolus vulgaris L.) Di C&iwesi, Salatiga’, Southeast Asian
Journal  of  Islamic  Education ,
03(01), pp. 59–76.
Usman,  Sunding,  A.  &  Parawangsa,
A.N.  (2018)  ‘Analisis  Kinerja dan Ekonomi Sistem Pompa Air Tenaga Surya Skala Laboratorium  Abstrak’, Jurnal
Teknologi  Terapan ,  4(1,  Maret
2018), pp. 12–18. Waliyansyah, R.R. (2020) ‘Identifikasi  jenis  biji  kedelai (Glycine Max L) menggunakan Gray Level Coocurance Matrix (GLCM) dan K-Means Clustering’, Jurnal  Teknologi Informasi  dan  Ilmu  Komputer ,
7(1),  pp.  17–26.  Available  at: https://doi.org/10.25126/jtiik20
2071066.
Zondra, E., Atmam, A. & Yuvendius,
H.  (2020)  ‘Penggunaan  Energi Listrik Motor Induksi Satu Fasa Akibat Perubahan Besaran Kapasitor’, SainETIn , 4(2), pp. 40–47. Available at: https://doi.org/10.31849/saineti n.v4i2.6190.