Jurnal Teknik Mesin dan Mekatronika (Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics) ISSN: 2527-6212, Vol. 8 No. 1, pp. 9-15
© 2023 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## Analisa Hasil Gaya Tekan untuk Memecahkan Nut Pada Dinding Pemecah di Stasiun Ripple Mill
Herry Darmadi 1,a , Irwansyah 2,b , Ruben Oktavianus N 3,c , Dian Kurnia 4,d , Toba Sastrawan Manik 5,e . Roberth Marshall Ratlalan 6,f
1,2,3,5 Teknik Mekanika, Politeknik Teknologi Kimia Industri, Jl Medan Tenggara VII Medan, Sumatera Utara, Indonesia
4 Agribisnis Kelapa Sawit, Politeknik Teknologi Kimia Industri, Jl Medan Tenggara VII Medan, Sumatera Utara, Indonesia
6 Program Studi Teknik Perawatan Mesin, Akademi Komunitas Industri Manufaktur Bantaeng, Kab. Bantaeng, Sulawesi Selatan, Indonesia
a herry.darmadi@gmail.com

## Abstrak.
Salah  satu  jenis  mesin  pada  stasiun  pengolahan  kelapa  sawit  adalah  mesin ripple  mill .  Buah dipisahkan  menjadi  nut  memiliki  proses  panjang  dimana  buah  tersebut  harus  melewati  beberapa stasiun  pengolahan  agar  dapat  diproses  terpisah  menjadi  nut  lalu  dipecahkan. Produk ripple  mill terdapat  pada  stasiun Kernel .  Fungsi  dari ripple  mill ini  adalah sebagai  pemecah  atau  pemisah cangkang  dari  inti  biji  sawit  dengan  memanfaatkan gaya  sentrifugal  (menjauhi  pusat  putaran)  dari ripple mill , sehingga biji keluar dari rotor dan terbanting dengan kuat menjadi penyebab cangkang pecah. Prinsip kerja ripple mill adalah dengan kerja jepit, giling (gilas) biji diantara celah (clearance) rotating rotor assembly dengan ripple mill plate . Biji sawit yang diumpankan dari sebelah atas ripple mill dan dibenturkan berkali-kali diantara ripple plate dengan rotor yang bergerak. Gaya tekan terjadi pada nut cenderung menekan atau menghancurkan material. Dalam dunia industri juga menggunakan gaya  tekan  contohnya  pada  stasiun ripple  mill .  Tegangan  geser  merupakan  hubungan  gaya singgungan antara permukaan benda dengan penampang tempat gaya beraksi. Penelitian ini bertujuan untuk  mengetahui  berapa  besarnya  nilai  gaya  tekan  pada ripple  mill pada  saat  proses  pemecahan cangkang, dan berapa besar tegangan geser pada pasak untuk proses pemecahan cangkang. Dari hasil penelitian nilai gaya tekan yang dibutuhkan oleh dinding pemecah  untuk memecahkan nut sebesar 31,18  N  agar  proses  pemecahan  dapat  berlangsung dengan  baik,  dan  tegangan  geser  pada  pasak sebesar 0,0686 N/mm 2 sehingga pasak dapat bertahan lebih lama dalam penggunaan pada ripple mill .
Kata kunci . Ripple Mill, biji, gaya tekan, tegangan geser

## Abstract.
One type of machine at the palm oil processing station is a ripple mill machine. Fruit separated into nuts has a long process where the fruit must pass through several processing stations so that it can be processed  separately  into  nuts  and  then  broken.  Ripple  mill  products  are  available  at  the  Kernel station. The function of this ripple mill is to break or separate the shells from the kernels of palm kernels by utilizing the centrifugal force (away from the center of rotation) of the ripple mill, so that the  seeds  come  out  of  the  rotor  and  are  slammed  hard  causing  the  shells  to  break.  The  working principle  of  the  ripple  mill  is  that  by  clamping,  grinding  (rolling)  the  seeds  between  the  gaps (clearance) of the rotating rotor assembly with the ripple mill plate. The palm kernels are fed from the top of the ripple mill and are repeatedly struck between the ripple plates with a moving rotor. The compressive force occurring on the nut tends to compress or crush the material. The industrial world also  uses  compressive  forces  for  example  at  ripple  mill  stations.  Shear  stress  is  the  relationship

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2023
between the tangential force between the surface of the object and the cross section where the force acts. This study aims to determine how much the value of the compressive force on  the ripple mill during the shell breaking process, and how much the shear stress is on the pegs for the shell breaking process. From the research results the value of the compressive force required by the splitter wall to break the nut is 31.18 N so that the splitting process can take place properly, and the shear stress on the pin is 0.0686 N/mm2 so that the pin can last longer in use in ripple mills.
Keywords: ripple mill, nut, pressure force, tension

## Pendahuluan
Lahan pertanian kelapa sawit yang terus tumbuh  meningkat  sampai tahun 2017 sebesar 234479 Ha,  dengan  tingkat  produktifitas  437292  ton  (BPS  2017).  Produk  Pabrik  Kelapa  Sawit  (PKS) mempunyai nilai rendemen berbeda yaitu crude palm oil (CPO) dan palm kernel oil (PKO), produk tersebut dihasilkan dari Tandan Buah Segar (TBS). Nilai Rendemen CPO selalu menjadi nilai primer bagi perusahaan, berbanding terbalik dengan PKO dimana seharusnya jika nilai rendemen dari PKO meningkat akan menimbulkan peningkatan value bagi perusahaan[ 1 ].
Salah  satu  jenis  mesin  pada  stasiun  pengolahan  kelapa  sawit  adalah  mesin Ripple  Mill .  Buah dipisahkan  menjadi nut memiliki  proses  panjang  dimana  buah  tersebut  harus  melewati  beberapa stasiun pengolahan agar dapat diproses terpisah menjadi nut lalu dipecahkan. Komponen ripple mill memiliki putaran pada ripple plate , salah satu komponen penting tersebut biasa disebut rotor bar[ 2 ]. Ripple  Mill terletak  pada  stasiun  kernel. Ripple  mill membuat  gaya  sentrifugal  (melewati  pusat putaran)  lebih  bermanfaat  untuk  memisahkan  atau  memecah  cangkang  dari  inti  buah  sawit,  gaya sentrifugal terjadi pada ripple mill sehingga membuat nut keluar dari rotor dan terbanting sangat kuat membuat cangkang inti kelapa sawit menjadi pecah[ 3 ]. Setelah inti pecah dari cangkang  inti akan masuk  ke ripple  plate dan  plat  bergerigi  serta  rotor  berguna  untuk  menahan  dan  menggiling  atau sebagai pemecah dari nut [ 4 ].
Dari berberapa faktor penyebab kerusakan yang terjadi pada ripple mill jenis buah dura atau tandan buah segar yang berkulit besar serta pengisian berlebihan nut juga menyebabkan plat gerigi dan rotor mengalami  tumpul  dan  bengkok  akibat  keausan  yang  terjadi.  Faktor  lainnya  adalah  penggunaan waktu  kerja ripple  mill yang  berlebihan dari  rekomendasi  umur  pakai ripple  mill juga  merupakan faktor dari rusaknya ripple mill [ 5 ].
Efektifnya  pekerjaan  harusnya  menggambil  langkah  tepat  untuk  pemilihan  bahan  dan  peralatan yang  memenuhi  pencapaian  terbaik.  Tujuan  dari  sebuah  efisiensi  menyelesaikan  pekerjaan  yang sesuai  dengan memperhitungkan  nilai  dan  hasil  dari  sebuah  pekerjaan  dan  dalam kasus  penelitian yang diadakan harusnya memiliki nilai yg tepat agar nut dapat pecah[ 4 ].
Inti sawit secara fisik dapat berpisah dalam tiga bagian diantaranya kotoran, inti pecah dan inti utuh, dimana  penetapan  mutu  inti  sawit  secara  manual  dapat  menyebabkan  konflik  antara  penjual  dan pembeli serta memiliki tingkat keefisienan, objektifitas dan tingkat konsistensi yang kurang baik[ 6 ]. Bentuk aliran stasiun kernel dapat di  lihat  pada Gambar 1 dibawah ini

## Gambar. 1 Flowchart Stasiun Kernel
Motor Listrik induksi memiliki poros terkait pada sebuah belt atau sabuk pada ripple mill berfungsi untuk menggerakkan rotor untuk memecahkan nut sehingga menghasilkan gaya sentrifugal, dimana gaya sentrifugal itu adalah gaya sederhana yang muncul melalui rotasi percepatan kerangka acuan dimana benda bergerak menjauhi pusat lingkaran.  Mekanisme berbeda pada nut dan biji, dimana biji ditekan dengan rotor dinding bergerigi menyebabkan biji sawit pecah menghasilkan nut[7].

## Metodologi Penelitian
Metode dalam penelitian ini dilakukan pada alat ripple mill dengan melakukan pengamatan langsung dan melihat serta mengamati nut yang masuk dan pecah di ripple mill. Dilakukan perhitungan terhadap timbulnya gaya pada nut yang pecah oleh dinding pemecah pada stasiun ripple mill termasuk gaya tekan serta gaya geser. Juga memperhatikan ketepasangan alat yang baik. Melakukan pengukuran pada beberapa sampel nut serta menggambil rata rata dari sampel nut untuk menghitung nilai gaya tekan[ 8 ].

## Bahan dan alat
1. Spesifikasi alat Ripple mill
Jenis Besaran Hasil Pengukuran Kapasitas 3 ton/jam Lebar 550 mm Panjang 630 mm Diameter pulley ripple mill 209,44 mm Tabel 1 Spesifikasi Alat Ripple Mill

## 2. Diameter Nut
Diameter nut 1 22,30 mm Diameter nut 2 21,50 mm Diameter nu t 3 23,10 mm Diameter nut 4 20,65 mm
Diameter nut 5 20,96 mm Diameter nut 6 21,45 mm Diameter nut 7 21,56 mm Diameter nut 8 18,82 mm Diameter nut 9 19,56 mm Diameter nut 10 17,70 mm Diameter nut rata-rata 20,76 mm Tabel 2 Diameter Nut

## 3. Spesifikasi Pasak
Jenis Besaran Hasil Pengukuran Panjang Pasak 40 mm Tinggi Pasak 10 mm Lebar Pasak 12 mm Gaya 32,93 N Tabel 3 Spesifikasi Pasak

## 4. Spesifikasi Elektromotor Type MY8024
Jenis Besaran Hasil Pengukuran Putaran motor 1450 rpm Daya putar 1500 W Diameter pulley motor 130 mm Tegangan 32,93 N Arus 5,21 A

## Tabel 4. Spesifikasi Elektromotor

## Hasil dan Pembahasan
a. Besarnya gaya tekan yang dibutuhkan dinding pemecah
Untuk mengetahui besarnya gaya tekan yang dibutuhkan dinding pemecah dapat dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus :
F p = P b . A
Dimana
F p = Gaya Tekan (N)
P b = Tekanan bidang (N/mm 2 )
A  = Luas penampang (mm 2 )
- Perhitungan mencari luas penampang nut (A).
A   = ¼ . π .  (d) 2
= ¼ . 3,14. (20,76) 2 mm
= 338,3 mm 2
- Perhitungan mencari putaran ripple mill (n 2 )
𝑛 1 𝑛 2 = 𝑑 2 𝑑 1
n 1 = Putaran motor (rpm)
n 2 = Putaran ripple mill (rpm)
d 1 = Diameter pulley motor (mm)
d 2 = Diameter Pullley ripple mill (mm)
n 2 = 900 rpm
- Perhitungan mencari Gaya yang diberikan (F).

## 𝐹 = 𝑀𝑡 𝐷
Mt = Momen Torsi motor (Nm)
D = Jarak putaran ke pusat pembebanan (m)
N  = Daya motor (W) n = Putaran motor listrik (rpm)
𝑀𝑡 = 60 𝑁 2 ᴨ 𝑛
Mt =  9,88 Nm
𝐹 = 𝑀𝑡 𝐷
= 32,93 N
- Menghitung Tekanan bidang untuk memecahkan biji (P b )
Tahap  berikut  adalah  penyelasian  dalam  menghitung  tekanan  bidang  untuk memecahkan biji pada ripple mill .
𝑃𝑏 = 𝐹 𝐴
P b = Tekanan bidang (N/mm 2 )
A  = Luas penampang penerima gaya (mm 2 )
Pb = = 0,09 N/mm 2
- Perhitungan Gaya tekan yang dibutuhkan oleh dinding pemecah Ripple Mill
F p = P b . A
F p = Gaya tekan (N)
P b = Tekanan bidang (N/mm 2 ) b  = Lebar (mm) l = Panjang (mm)
A = Luas penampang (mm 2 )
A = b . l
= 550 mm . 630 mm
= 346.500 mm 2 F p = P b . A
F p = 0,09 N/mm 2 . 346.500 mm 2
= 31,18 N
Dalam analisa yang telah dilakukan diketahui pada proses pemecahan Nut pada stasiun ripple mill maka gaya tekan yang dibutuhkan sebesar 31,18 N  untuk proses pemecahan biji yang baik.
b. Tegangan geser yang terjadi pada pasak
Ʈg = 𝐹 𝐴
A = b · l
Ʈ𝐠 = 𝑭 𝒃  · 𝒍
Dimana :
Ʈ g = Tegangan geser (N/mm 2 )
F  = Gaya (N)
A = Luas penampang (mm 2 )
b  = Lebar (mm)
l   = Panjang (mm)
Ʈg = 𝐹 𝑏  · 𝑙
Ʈg = 32,93𝑁 12𝑚𝑚 ·40𝑚𝑚

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2023

## Ʈg = 0.0686 N/mm 2
Dalam analisa yang telah dilakukan pada poros dan pulley maka tegangan geser yang terjadi pada pasak sebesar 0,0686 N/mm 2 sehingga pasak akan dapat tahan lebih lama dalam penggunaan nya.

## Kesimpulan
Dari hasil penelitian maka diperoleh hasil gaya tekan yang dibutuhkan oleh dinding pemecah untuk memecahkan Nut sebesar 31,18 N sedangkan untuk tegangan geser yang terjadi pada pasak sebesar 0,0686 N

## Daftar Pustaka
[1]  Mahyunis,  2015.  “ANALISA  HASIL  CRACKED  MIXTURE  pada  ALAT  PEMECAH  BIJI (RIPPLE MILL) KELAPA SAWIT KAPASITAS 250 KG/JAM”. Jurnal penelitan STIPAP. Vol. 6 No. 1 Hal 17-24.
[2] M. Irfan, 2022. “ANALISA KINERJA MESIN RIPPLE MILL DENGAN BEBAN 30 TON/JAM. STUDY KASUS DI PT. UND”, Jurnal Mahasiswa Mesin UTU (JMMUTU), Vol. 1 No. 1 Hal 34- 49.
[3]  Indra  hasan,  2019.  “PENERAPAN  RELIABILITY  CENTERED  MAINTENANCE  (RCM) PADA MESIN RIPPLE MILL”, SURYA TEKNIKA Vol. 6 No. 1, Hal 43–48.
[4] M. Fazli Abas, 2022. “ANALISA HASIL PEMECAHAN BIJI PADA MESIN RIPPLE MILL DENGAN  KAPASITAS  PRODUKSI  PABRIK  24  TON/JAM  DI  PT  SOCFINDO  KEBUN SEUNAGAN”, Jurnal Mahasiswa Mesin (JMM), Vol.1 No. 1 Hal 66-75.
[5] Ir, Denur, MM. 2017. “PENERAPAN RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE (RCM) PADA MESIN RIPPLE MILL”, JURNAL INTEGRASI SISTEM INDUSTRI Vol.4 No. 1 Hal 27- 33.
[6] Okta Danik Nugraheni, 2017. “Klasifikasi Inti Sawit Berdasarkan Analisis Tekstur dan Morfologi Menggunakan  K-Nearest  Neighborhood  (KNN)”,  JURNAL  KETEKNIKAN  PERTANIAN  Vol.5 No. 2 Hal 131-120.
[7]  Oksya  Hikmawan,  2021,  “PENGARUH  JARAK ROTOR TERHADAP  EFISIENSI PEMECAHAN BIJI  PADA STASIUN RIPPLE MILL DI PABRIK KELAPA SAWIT”, JURNAL TEKNIK DAN TEKNOLOGI Vol.16 No. 31 Hal 14-21.
[8] Syahrial Fahlai, 2023, “ANALISA KERUSAKAN ROTOR BAR PADA MESIN RIPPLE MILL DENGAN  METODE  PERHITUNGAN  BIJI  SAWIT  UTUH/LOLOS  PADA  PROSES PEMECAHAN  BIJI  KELAPA  SAWIT  (STUDI  KASUS  :  PT  BEURATA  SUBUR  PERSADA)”, Jurnal Mahasiswa Mesin UTU (JMMUTU), Vol. 2 No. 1 Hal 26-32.