## RANCANG BANGUN ALAT PENYARING SUSU KEDELAI MENGGUNAKAN MOTOR LISTRIK
Deny Murdianto Fakultas Teknik, Universitas Borneo Tarakan Email: denymurdianto@gmail.com

## Muhammad Firdan Nurdin
Fakultas Teknik, Universitas Borneo Tarakan Email: firdan@borneo.ac.id

## Dwi Santoso
Fakultas Pertanian, Universitas Borneo Tarakan Email: dwisantoso@borneo.ac.id
Prayoga Raja Lambok Silalahi Fakultas Teknik, Universitas Borneo Tarakan Email: silalahiyoga13@gmail.com

## ABSTRAK
Industri  pengolahan tahu dan tempe sudah mulai  berkembang di  Kalimantan Utara. Banyak industri  yang  dikembangkan  dalam  skala  rumah  tangga  yang  masih  menggunakan  cara-cara tradisional.  Banyak  hal  yang  perlu  diteliti  agar  industri-industri  tersebut  dapat  melakukan  proses produksi dengan lebih efisien dan efektif serta terjamin kebersihannya dan juga terjamin pengelolaan limbahnya.  Dari  hasil  penelitian  sebelumnya,  telah  diperoleh  informasi  terkait  langkah-langkah proses pembuatan tahu. Ada beberapa proses pengolahan yang masih dilakukan secara manual dan kurang higienis. Terkait hal tersebut, pada penelitian ini akan dibuat rancang bangun alat penyaring susu kedelai pada proses pembuatan tahu. Alat ini dapat digunakan di industri pengolahan tahu dan proses manual yang memiliki beberapa kekurangan bisa ditinggalkan.
Kata kunci: industri rumah tangga, pengolahan tahu, penyaring tahu

## ABSTRACT
The tofu and tempeh processing industry has started to develop in North Kalimantan. Many industries developed on a household scale still use traditional methods. There are many things that need to be researched so that these industries can carry out production processes more efficiently and  effectively  as  well  as  guarantee  cleanliness  and  guaranteed  waste  management.  From  the results of previous research, information has been obtained regarding the steps in the tofu-making process. There are several processing processes that are still done manually and are less hygienic. Related to this, this research will design a soy milk filter device in the tofu-making process. This tool can be used in the tofu processing industry and manual processes that have some drawbacks can be abandoned.
Keywords: home industry, tofu processing, tofu filter

## 1. PENDAHULUAN
Salah  satu  proses  dalam  pembuatan  tahu  adalah  proses  penyaringan.  Kedelai  yang  sudah dimasak atau direbus kemudian disaring dengan tujuan memisahkan air dengan ampas yang tidak digunakan. Pada proses tersebut, produk yang akan dihasilkan adalah tahu dan susu kedelai. Proses penyaringan ampas/bubur kedelai merupakan salah satu tahapan dalam proses pembuatan tahu yang
cukup  menguras  tenaga  karena  membutuhkan  minimal  dua  orang  tenaga  kerja  untuk  melakukan penyaringan secara manual [1]. Hal tersebut kurang efektif dan efisien dikarenakan pekerja sangat membutuhkan  energi  yang  banyak  untuk  menggoyangkan  campuran  kedelai  agar  dapat  disaring. Penggoyangan  saringan  bertujuan  untuk  mempercepat  keluarnya  air  kedelai  yang  diinginkan, setelah  itu  dilakukan  pemerasan  yang  bertujuan  untuk  memeras  air  yang  masih  tersisa  di  dalam kedelai.  Alat  yang  digunakan  dalam  proses  penyaringan  ini  sangatlah  sederhana  yaitu  dari  kain belacu yang berbentuk segi empat dan di setiap ujung diikatkan dengan besi, proses penyaringan ini membutuhkan waktu sekitar lima menit. Kain belacu yang dipakai untuk menyaring tersebut diganti rutin tiap dua minggu sekali [2].
Proses  penyaringan  bubur  kedelai  dilakukan  dengan  mengambil  bubur  kedelai  yang  sudah mendidih  diambil  dengan  ember  dan  kemudian  dituang  ke  penyaringan.  Sistem  penyaringan  ini tergolong  berbahaya karena tangan dapat  terkena uap yang sangat  panas dari  bubur  kedelai yang mendidih [3]. Bubur kedelai dimasukkan ke dalam alat penyaring kain belacu yang diayun-ayunkan. Dari  proses ini sangat  menguras tenaga, khususnya pada tangan yang menggayunkan kain belacu yang dilakukan. Dari proses manual hasil produksinya (output) kurang maksimal [4].
Proses  penyaringan  ampas  tahu  dan  juga  sari  pati  tahu  secara  manual  menggunakan  alat penyaring  berupa  kain  yang  digoyangkan  operator.  Pada  proses  penyaringan  ada  empat  tahapan. Tahap  pertama  operator  membuka  keran  pada  tungku  masak  agar  bubur  kedelai  masuk  di  alat penyaringan.  Tahap  kedua  operator  memberikan  air  pada  bubur  kedelai  tersebut.  Tahap  ketiga operator menggoyangkan kain penyaring guna sari pati kedelai turun ke pipa penampungan. Tahap keempat  operator  membuang  ampas  kedelai  ke  karung.  Dengan  proses  tersebut  memungkinkan pekerja  harus  berada  dalam  stasiun  tersebut  dengan  pekerjaan  mengoyangkan  kain  agar  sari  pati tahu  terpisah  dari  ampasnya.  Proses  menggunakan  alat  penyaring  berupa  kain  ini  mempunyai kelemahan, yaitu waktu yang lama hingga sari pati kedelai keluar dari ampasnya [5].
Alat  penyaringan  yang  digunakan  sering  mengalami  kerusakan,  karena  menggunakan  kain balacu dengan alas anyaman rotan.  Proses pemindahan material membutuhkan banyak tenaga kerja yang  mengakibatkan  produktivitas  kurang  maksimal  [6].  Pada  proses  penyaringan  pekerja melakukan penyaringan dengan posisi tubuh berdiri dan bagian tangan menggoyangkan saringan. Penggoyangan saringan dilakukan pekerja dengan cara memegang bagian tepi kiri dan kanan besi yang terdapat simpul ikatan pada bagian tepi pegangan. Setelah aktifitas penggoyangan selesai maka aktifitas selajutnya adalah dilakukan pemerasan sampai tersisa ampas yang tidak diperlukan. Jika proses  tersebut  dilakukan  secara  berulang-ulang  maka  tidak  menutup  kemungkinan  terjadinya cedera di bagian tubuh seperti tangan, lengan, bahu, dan punggung dialami oleh pekerja, hal tersebut merupakan salah satu alasan perlunya dibuat alat penyaringan yang baru [7].
Beberapa penelitian telah membuat alat penyaring tahu untuk mengatasi  permasalahan yang telah dijelaskan di atas. Diantaranya adalah [8] dan [9]. Alat yang dibuat cara kerjanya mirip mesin cuci. Keunggulan dari produk ini adalah proses penyaringannya dapat dilakukan dengan cepat. Alat tersebut juga menggunakan inverter agar dapat mengatur kecepatan putarannya dan terdapat stainles steel ditengah sebagai pengaduk. Keunggulan dari produk ini adalah dilengkapi dengan inverter dan pengaduk  sehingga  hasil  penyaringannya  lebih  baik  [7].  Rancang  bangun  alat  penyaring  pada penelitian ini menggunakan konsep ayunan yang serupa dengan cara manual yang biasa digunakan, tetapi untuk penggeraknya tidak lagi menggunakan tenaga manusia, melainkan menggunakan motor listrik.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Pada penelitian ini dilakukan kajian literatur pada tahap awal, kemudian dilanjutkan dengan desain  dan  perhitungan  mekanik  sebelum  tahap  pembuatan  alat.  Dilakukan  uji  coba  setelah  alat dibuat  dan  dilakukan  analisis  terhadap  kinerja  alat  tersebut.  Masing-masing  tahap  penelitian dijelaskan sebagai berikut.

## 2.1. Kajian Literatur
Kajian literatur dilakukan untuk mendapatkan gambaran mengenai teori dan konsep yang akan digunakan dalam menyelesaikan permasalahan yang diteliti serta mendapatkan referensi yang kuat dalam menerapkan suatu metode yang digunakan. Kajian literatur dilakukan dengan membaca dan mempelajari buku-buku, jurnal ilmiah, dan tugas akhir mahasiswa teknik yang terkait dengan tema riset.

## 2.2. Desain dan Perhitungan Mekanik
Pada tahap ini dibuat desain alat penyaring susu kedelai yang berisi tentang penentuan dimensi alat  saring,  spesifikasi  komponen,  serta  memodelkan  hasil  rancangan  ke  dalam  gambar  yang kemudian  diwujudkan  dalam  bentuk  prototipe  produk.  Disamping  itu,  perlu  adanya  penentuan kapasitas  alat  dengan  perhitungan  dasar  volume  perpotongan  kerucut  dimana    volume  besar dikurangi volume kecil.
Adapun rumus perhitungannya : V =  1/3 .π .( R ) 2 . t (1)
Pada  tahap  ini  dilakukan  juga  perhitungan  mekanik  yang  meliputi  perhitungan  kekuatan material,  perhitungan  gaya  yang  dibutuhkan,  dan  perhitungan  kapasitas  motor  listrik  serta perhitungan lain yang terkait di dalamnya.

## 2.3. Pembuatan Alat
Setelah  desain  dan  perhitungan  mekanik  selesai  dikerjakan,  tahap  selanjutnya  adalah menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk selanjutnya dilakukan perangkaian alat.

## 2.4. Uji Coba Alat
Uji  coba  dilakukan  di  laboratorium  manufaktur  teknik  mesin  untuk  memastikan  alat  dapat bekerja  dengan  baik  sesuai  dengan  kriteria  yang  telah  ditentukan.  Apabila  alat  belum  memenuhi kriteria, maka akan dicari masalah yang menyebabkannya dan tahapan riset akan diulang lagi, yaitu ke tahap desain dan perhitungan mekanik.

## 2.5. Analisis Data
Setelah tahap uji coba dilakukan dan alat sudah bekerja dengan baik serta memenuhi kriteria, dilakukan analisis data terkait spesifikasi teknis dari alat tersebut. Analisis data dilakukan sebagai validasi hasil rancangan yang telah dilakukan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Hasil
Desain alat penyaring susu kedelai ditunjukkan Gambar 1. Dimana alat tersebut nantinya akan menghasilkan susu kedelai dan tahu. Alat tersebut terdiri dari satu rangka utama sebagai penopang motor listrik dan rangka ayun. Rangka utama terbuat dari besi hollow berukuran 1.190 mm x 900 mm x 1.820 mm. Rangka ayun berukuran 840.20 mm x 840.20 mm. Motor listrik dan rangka ayun dihubungkan oleh engkol dengan panjang 818.70 mm.
Bagian-Bagian Alat Penyaring Susu Kedelai Nomor Jumlah Deskripsi 1 1 Rangka mesin 2 2 Bearing tipe pillow block 3 1 Rangka saringan 4 1 Motor listrik 5 1 Gearbox 1:60 6 1 V - Belt 7 1 Pulley tipe g rooved
untuk motor listrik 8 1 Pulley tipe g rooved untuk g earbox 9 1 Tangki penampung 10 1 Engkol 11 1 Lengan ayun
Gambar 1. Desain Alat Penyaring Susu Kedelai
Alat  ini  menggunakan  motor  listrik  satu phase sebagai  penggerak  poros  engkol.  Sistem transmisi  menggunakan pulley dan v-belt yang  dari  motor  listrik  satu phase yang  diteruskan  ke pulley . Putaran motor listrik menggerakan pulley melalui v-belt yang seporos dengan poros engkol, kemudian  putaran  poros  engkol  menggerakkan  kerangka  ayakan.  Gerak  rangka  ayun  ini  yang dimanfaatkan untuk menyaring bubur tahu (ampas kedelai yang telah menjadi bubur) dari filtratnya.
Mesin penyaring susu kedelai ini menggunakan dinamo motor yang merupakan alat penggerak yang  mengubah  energi  listrik  menjadi  energi  mekanik.  Motor  penggerak  dengan  ½  HP  dan merupakan single phase . Prinsip kerja dinamo motor ini adalah dengan mengandalkan gaya yang diberikan arus listrik dalam medan magnet. Pada setiap motor biasanya terdiri dari kedua sisi loop pada  yaitu  sudut  kanan  medan  magnet  yang  akan  menimbulkan  gaya  pada  arah  berlawanan  dan kedua  pasangan  gaya  ini  akan  menghasilkan  tenaga  putar  atau  torsi  untuk  memutar  kumparan. Umumnya  pada  dinamo  motor  terdiri  dari  beberapa loop yang  akan  memberikan  tenaga  putaran yang  seragam.  Motor  listrik  ini  memiliki  mesin  1400  RPM,  dengan  daya  yang  diperlukan  untuk dapat menggerakkannya sebesar 220 Volt.
Adapun mesin penyaring susu kedelai ini menggunakan transmisi dari mesin dinamo motor ke penyaringan menggunakan gearbox dengan perbandingan 1:60. Gearbox atau transmisi adalah salah satu  komponen  utama  motor  yang  disebut  sebagai  sistem  pemindah  tenaga,  transmisi  berfungsi untuk  memindahkan  dan  mengubah  tenaga  dari  motor  yang  berputar,  yang  digunakan  untuk memutar spindle mesin maupun melakukan gerakan putaran. Gearbox ini memiliki peran penting yang  diperlukan  untuk  menyalurkan  daya  atau  torsi  ( torque )  mesin  ke  bagian  penyaring  bubur kedelai  sehingga  ayunan  penyaring  dapat  bergerak  menghasilkan  pergerakan,  baik  itu  putaran ataupun pergeseran serta mengubah daya atau torsi dari motor yang berputar menjadi tenaga yang lebih baik.
Uji  coba  alat  Gambar  2.  dilakukan  di  Laboratorium  Manufaktur  Teknik  Mesin,  Fakultas Teknik, Universitas Borneo Tarakan. Uji coba dilakukan dengan cara menjalankan mesin dengan diberi  bobot 7 kg. Dari uji coba yang dilakukan, mesin  dapat  bekerja dengan baik selama kurang
lebih  8  jam  alat  diaktifkan  dari  jam  10  pagi  sampai  jam  5  sore.  Uji  coba  ini  dilakukan  berulang sebanyak 3 kali untuk meyakinkan bahwa alat/ mesin penyaring ini mampu bekerja secara optimal.

## Gambar 2. Uji Coba Alat Penyaring Susu Kedelai di Laboratorium
Uji  coba  selanjutnya  dilakukan  langsung  di  industri  pengolahan  tahu  (Gambar  3).  Terdapat kendala  pada  bagian  bentuk  kain  yang  mestinya  kain  tersebut  berbentuk  persegi  yang  memiliki ruang di bagian tengah, sehingga ampas yang tercampur dengan santan tahu dapat ditampung untuk kemudian  disaring.  Itulah  tujuan  dari  bentuk  kain  persegi  yang  memiliki  ruang  di  tengah  seperti lembah atau palung. Seperti tampak pada Gambar 3, ukuran tiang atau tulangan dari penyaring susu kedelai  manual  ini  kurang  lebih  sepanjang  65  cm,  dengan  ukuran  kedalaman  titik  tengah  atau palungnya setinggi kurang lebih 95 cm.

## Gambar 3. Uji Coba Alat Penyaring Susu Kedelai di Industri

## 3.2. Analisis Data
Di dalam perancangan mesin penyaring susu kedelai terdapat kendala yang hadir setelah proses perancangannya. Dimana pada saat  perancangan mesin  penyaring  susu kedelai adanya perbedaan ukuran  untuk  kain  penyaring  bubur  kedelai  tersebut.  Ukuran  mesin  penyaring  susu  kedelai  yang
telah  selesai  dirancang  memiliki  bentuk  ukuran  penyaringan  persegi  panjang  dengan  ukuran  900 mm x 820 mm sementara di pengaplikasian sebenarnya memiliki ukuran persegi dengan ukuran 190 mm x 190 mm. Gambar 2 adalah dokumentasi  dari foto  kain perancangan Jurusan Teknik Mesin Universitas  Borneo  Tarakan  dan  foto  dokumentasi  bentuk  kain  yang  berada  di  rumah  industri pembuatan tahu (Gambar 4). Dari  Gambar 2 dan 4 dapat  diamati terdapat  perbedaan bentuk  dari kain penyaring bubur kedelai tersebut.

## Gambar 4. Kain Penyaring Susu Kedelai
Akibat  perbedaan  bentuk  kain  tersebut  yang  menyebabkan  pada  saat  pengujian  di  industri pengolahan tahu, penyaring susu kedealai tidak dapat menampung bubur kedelai dengan baik oleh kain penyaring hasil rancangan Jurusan Teknik Mesin Universitas Borneo Tarakan. Sehingga akibat dari bentuk kain yang berbentuk persegi panjang mengakibatkan bubur kedelai yang sudah disaring dari  santannya  kembali  terjatuh  ke  wadah  penampungan  mesin  penyaring.  Karena  sistem  mesin penyaring ini mengayun bubur kedelai yang tertahan di saringan seperti konsep pada ayunan.
Gerakan  ayunan  pada  alat  penyaring  susu  kedelai  ini  masih  lebih  lambat  jika  dibandingkan dengan proses penyaringan manual yang biasa dilakukan pengolah tahu. Dari hasil percobaan, alat penyaring susu kedelai pada proses pembuatan tahu mampu menyaring hingga 25-30 liter. Sekalipun terdapat  estimasi  perbedaan  waktu  pada  saat  proses  penyaringan  antara  penyaringan  manual  dan modern,  hasil  ini  masih  lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan  proses  penyaringan  yang  dilakukan secara manual yang hanya mampu menyaring 20-25 liter bubur tahu.

## 4. KESIMPULAN
Telah  dibuat  alat  penyaring  susu  kedelai  pada  proses  pembuatan  tahu  berpenggerak  motor listrik  dengan  kapasitas  7  kg.  Alat  tersebut  mampu  bekerja  dengan  baik  dan  dapat  digunakan  di industri  pengolahan  tahu.  Alat  penyaring  susu  kedelai  pada  proses  pembuatan  tahu  mampu menyaring  hingga  25-30  liter.  Sekalipun  terdapat  estimasi  perbedaan  waktu  pada  saat  proses penyaringan  antara  penyaringan  manual  dan  modern.  Dibandingkan  jika  proses  penyaringan dilakukan secara manual yang hanya mampu menyaring 20-25 liter bubur tahu.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LP2M)  Universitas  Borneo  Tarakan  yang  telah memberi  dukungan finansial  terhadap  penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Sutisna,  C.,  Hendarto,  D.,  Muliawati,  F.  2018.  “Rancang  Bangun  Alat  Penyaring  Ampas Kedelai Berbasis Arduino Untuk Tahu.” JuTeks , 5. 1,  31–37.
[2]   Indrasari,  L.  D.  and  Rahayuningsih,  S.  2017.  “Perancangan  Alat  Penyaring  Tahu  Secara Ergonomis.”, Seminar Nasional dan Gelar Produk 2 , 1219–1229.
[3]   Ria PZ, R., Suparti, E. 2017. “Perancangan Alat Penyaring Tahu Dengan Pendekatan Quality Function  Deplovment  (QFD)  Dan  Athropometri.”, Seminar  Nasional  Inovasi  Dan  Aplikasi Teknologi Di Industri , C46.1–5.
[4]   Ardiawan,  A.,  Walujo,  D.  A.  2016.  “Perancangan  Mesin  Penyaringan  Dalam  Proses Pembuatan  Tahu  Guna  Meningkatkan  Hasil  Produktivitas  Dalam  Skala  Home  Industry.”, Jurnal Teknik WAKTU , 14. 2, 39–42.
[5]   Fauzan,  A.  G.  (2017). Perancangan  Alat  Penyaring  Otomatis  Sari  Pati  Kedelai  Pada Pembuatan  Tahu  Untuk  Mengurangi  Waktu  Proses  Dengan  Metode  Reverse  Engineering (Studi  Kasus:  Rumah  Produksi  Tahu  APU  Klaten) .  Surakarta:  Jurusan  Teknik  Industri, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
[6]   Haripurna,  A.,  Purnomo,  H.  2017.  “Desain  Perancangan  Alat  Penyaring  Dalam  Proses Pembuatan Tahu Dengan Metode Macro Ergonomic Analysis and Design (MEAD).”, Jurnal Ilmiah Teknik Industri , 16. 1, 22–27.
[7]   Mulyana,  J.,  Santosa,  L.  M.  H.,  Prasetya,  W.  2013.  “Perancangan  Alat  Penyaringan  Dalam Proses Pembuatan Tahu.”, Jurnal Ilmiah Teknik Industri , 12. 1, 21–30.
[8]   Destiana, I. (2010). Perancangan Alat Penyaring Tahu Berdasarkan Prinsip Ergonomi (Studi Kasus  Industri  Tahu  Sari  Murni  Surakarta) .  Surakarta:  Jurusan  Teknik  Industri,  Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret.
[9]   Dermawan, R., Utomo, S. B., Bernadhi, B. D. 2020. “Usulan Rancangan Alat Penyaring Tahu Yang Ergonomis Dengan Metode Ergonomic Function Deployment (EFD) (Studi Kasus : IKM Tahu Pak Tasmin).” Prosiding Konferensi Ilmiah Mahasiswa Unissula (KIMU) 3 . 169–180.