Mesin Pengering Papan Partikel

Halaman Judul

i

HALAMAN PENGESAHAN RANCANG BANGUN ALAT PENGERING UNTUK PAPAN PARTIKEL KAYU

OLEH:

Fauzan Setiawan

NIM. 3214110009

Kevin Wibisono

NIM. 1214010046

Mohamad Nofal Chairul A

NIM. 3214110017

Muhammad Aulia Rahman

NIM. 3214110019

Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal .... Dan telah sesuai dengan ketentuan.

Dewan Penguji

Tanda Tangan

1. Drs. Jauhari Ali, S.T., M.T.

1. ........................................

NIP. 195507251984031002 2. g

2. ........................................

NIP. 3. h

3. .........................................

NIP.

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2017

ii

HALAMAN PENGESAHAN RANCANG BANGUN ALAT PENGERING UNTUK PAPAN PARTIKEL KAYU

OLEH:

Fauzan Setiawan

NIM. 3214110009

Kevin Wibisono

NIM. 1214010046

Mohamad Nofal Chairul A

NIM. 3214110017

Muhammad Aulia Rahman

NIM. 3214110019

Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal .... Dan telah sesuai dengan ketentuan. Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Jauhari Ali, S.T., M.T.

Seto Tjahyono, S.T., M.T.

NIP. 195507251984031002

NIP. 195810301988031001 Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta

Dr. Belyamin, M.Sc.Eng., B.Eng. (Hons) NIP 19630116 199303 1 001

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2017

iii

PERNYATAAN BEBAS PLAGIASI Kami yang bertanda tangan dibawah ini: Fauzan Setiawan

NIM. 3214110009

Kevin Wibisono

NIM. 1214010046

Mohamad Nofal Chairul A

NIM. 3214110017

Muhammad Aulia Rahman

NIM. 3214110019

Menyatakan bahwa judul dan isi Laporan Tugas Akhir ini bebas dari Plagiasi. Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya

Depok, .......... Materai 6000

Fauzan Setiawan

Kevin Wibisono

NIM. 3214110009

NIM. 1214010046

Mohamad Nofal Chairul A NIM. 3214110017

Muhammad Aulia Rahman NIM. 3214110019

iv

RANCANG BANGUN MESIN PENGERING PAPAN PARTIKEL KAYU

Kevin Wibisono1, Fauzan Setiawan2, Mohamad Nofal Chairul Abdallah3, Muhammad Aulia Rahman4, Drs. Jauhari Ali, S.T., M.T.5, dan Seto Tjahyono, S.T., M.T6 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Jakarta, Jl. Prof. Dr. G.A Siwabessy, Kampus Baru UI Depok 16424, No. telp. +62217270044, No. Fax. (021)727004, [email protected]. ABSTRAK Usaha dalam bidang perkayuan saat ini mengalami masalah dalam bidang ekonomi, dikarenakan fungsi kayu sudah banyak digantikan oleh material lain seperti besi dan baja. Selain itu sebab lainnya adalah belum maksimalnya pemanfaatan limbah seperti serbuk kayu, maka dari itu dibuatlah rancang bangun mesin pengering untuk papan partikel kayu yang terbuat dari serbuk kayu. Mesin ini memiliki daya 1200 [Watt] dengan maksimum suhu 150 [°C] didalamnya, dan kapasitas 5 unit papan pada sekali proses pengeringan.sistem pengoperasiannya menggunakan 4 komponen heater yang dipasang pada bagian dalam mesin, dilengkapi dengan thermostat sebagai pengendali panas, dan timer sebagai penanda waktu.Produk yang dihasilkan adalah papan partikel kayu berukuran 60 [cm] x 30 [cm] x 1 [cm]. Mesin ini digunakan untuk usaha perkayuan masyarakat kecil, dengan mesin ini diharapkan dapat mengeringkan papan partikel kayu kurang dari 1 jam, produk yang dihasilkan kuat dan tahan lama dan memberi keuntungan tambahan pada pengusaha perkayuan sehingga dapat meningkatkan perekonomian masyarakat tersebut. Kata Kunci: Heater , pengering , papan partikel kayu , usaha perkayuan

v

RANCANG BANGUN MESIN PENGERING PAPAN PARTIKEL KAYU

Kevin Wibisono1, Fauzan Setiawan2, Mohamad Nofal Chairul Abdallah3, Muhammad Aulia Rahman4, Drs. Jauhari Ali, S.T., M.T.5, dan Seto Tjahyono, S.T., M.T6 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Jakarta, Jl. Prof. Dr. G.A Siwabessy, Kampus Baru UI Depok 16424, No. telp. +62217270044, No. Fax. (021)727004, [email protected]. ABSTRACT The sector of timber business currently having a problem at economic sector, because the utility of wooden material has been replaced by another material such as iron and steel. Furthermore, another reason is because the utilization of timber waste for example, is not maximal yet. Therefore the design of dryer machine for wooden particles board that made from a sawdust. This machine contain a 1200 [Watt] power with 150 [°C] temperature in it, and 5 unit of board capacity on each drying process. The operation system are using 4 heater component installed in every section inside the machine, with also thermostat as a heat controller, and a timer as a time marker. The output product is a wooden particles board with a 60 [cm] x 30 [cm] x 1 [cm] dimention. This machine is used for a small community timber business, hopefully this machine can take less than 1 hour to dry the wooden particles board as it espected, with a strong and durable output product and giving a good advantages for a timber business so that can increase the economic matter of those community. Keywords: Heater, dryer, wooden particles board, timber business

vi

KATA PENGANTAR

Bismillahirrohmanirrohim Assalamu ‘alaikum Wr.Wb.

Alhamdulillah segala puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT, karna limpahan rahmat dan hidayah-Nya. Sholawat serta salam tak lupa terhaturkan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW beserta para sahabatnya, sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir dan menyusun laporan tugas yang berjudul “Rancang Bangun Alat Pengering Untuk Papan Partikel Kayu” dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk kelulusan pada Program Studi Teknik Mesin Diploma III Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta. Sesungguhnya laporan ini tidak akan diselesaikan tanpa bantuan informasi, bimbingan, arahan, dan bantuan yang didapatkan dari beberapa pihak. Oleh karena itu mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dan memungkinkan terwujudnya penulisan laporan ini kepada : 1. Orang Tua dan Keluarga yang telah mendoakan, mendidik, memberi semangat, serta mendukung penyelesaian laporan ini. 2. Bapak Abdillah, S.E, M.Si selaku Direktur Politeknik Negeri Jakarta. 3. Bapak Dr. Belyamin, M.Sc.Eng., B.Eng (Hons) selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 4. Ibu Dra. Indriyani Rebet, Msi selaku Ketua Program Studi Jurusan Teknik Mesin. 5. Bapak Drs. Jauhari Ali, S.T., M.T. selaku Pembimbing I yang senantiasa sabar berbagi ilmu dan membimbing penyusunan laporan Tugas Akhir ini 6. Bapak Seto Tjahyono, S.T., M.T. selaku Pembimbing II yang senantiasa membimbing kami agar laporan Tugas Akhir ini dapat tersusun dengan baik sesuai panduan 7. Seluruh Dosen Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta yang juga telah memberikan ilmu yang berharga bagi kami. vii

8. Bapak Suparlan, Ahmad Yunus, Sail Kusdiantoro, Syamsudin, Slamet, Salim Saiman, dan Irwandi selaku Pranata Laboratorium Pendidikan (PLP) di Bengkel Mesin PNJ 9. Seluruh teman-teman jurusan teknik mesin dan mahasiswa angkatan 2014 PNJ yang telah memberikan dukungan, semangat dan bantuannya. 10. Seluruh teman-teman bengkel Mobil Listrik (MOLIS) 11. Semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu persatu yang telah terlibat banyak membantu sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini menyadari masih terdapat banyak kekurangan yang dibuat baik sengaja maupun tidak sengaja, dikarenakan keterbatasan ilmu pengetahuan dan wawasan serta pengalaman yang dimiliki. Untuk itu mohon maaf atas segala kekurangan tersebut, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk meningkatkan hasil kerja di kemudian hari. Diharapan penulisan laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Terima kasih. Wassalamu ‘alaikum Wr.Wb.

Depok,

Agustus 2017

Penulis

viii

DAFTAR ISI Halaman Judul ...................................................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................................... iii PERNYATAAN BEBAS PLAGIASI ...........................................................................................iv ABSTRAK ............................................................................................................................. v KATA PENGANTAR ..............................................................................................................vii DAFTAR ISI......................................................................................................................ix DAFTAR TABEL ................................................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR.............................................................................................................. xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................... xiv BAB I .................................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN ................................................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang Masalah .................................................................................. 1

1.2

Rumusan Masalah ............................................................................................ 2

1.3

Tujuan ................................................................................................................ 2

1.4

Batasan Masalah ............................................................................................... 2

1.5

Lokasi Objek Tugas Akhir ............................................................................... 3

1.6

Metodologi Penyelesaian Masalah ................................................................... 3

1.7

Manfaat .............................................................................................................. 3

1.8

Sistematika Penulisan ....................................................................................... 4

BAB II ................................................................................................................................... 6 STUDI PUSTAKA ................................................................................................................... 6 2.1

Dasar Teori ........................................................................................................ 6

2.1.1

Pengeringan ............................................................................................... 6

2.1.2

Mesin Pengering Papan Partikel ............................................................. 6

2.2

Komponen Pendukung ..................................................................................... 7

2.2.1 2.3

Struktur Rangka ....................................................................................... 7

Dasar Teori Berdasarkan Proses Pengeringan ............................................ 11

2.3.1

Massa air yang diuapkan ....................................................................... 11

2.3.2

Panas yang dibutuhkan untuk mencapai suhu pengeringan : ............ 13

2.3.3

Panas yang dibutuhkan untuk menguapkan air .................................. 14

ix

2.3.4

Laju Perpindahan Panas ........................................................................ 14

2.3.4.1

Konduksi .............................................................................................. 15

2.3.4.2

Konveksi............................................................................................... 17

2.3.4.3

Radiasi .................................................................................................. 18

2.4

Insulasi ............................................................................................................. 18

2.5

Elemen Pemanas ............................................................................................. 21

2.6

Kelistrikan dan Kontrol Sistem. .................................................................... 26

2.6.1

Komponen Sistem Kelistrikan dan Kontrol Sistem ............................. 26

BAB III ................................................................................................................................ 34 METODOLOGI RANCANG BANGUN................................................................................... 34 3.1

Diagram Alir Rancang Bangun ..................................................................... 34

3.2

Uraian Langkah Diagram Alir Rancang Bangun ........................................ 35

3.2.1

Identifikasi Masalah ............................................................................... 35

3.2.2

Studi Literatur......................................................................................... 35

3.2.3

Analisis Kebutuhan ................................................................................. 35

3.2.4

Menentukan Spesifikasi .......................................................................... 36

3.2.5

Konsep Rancangan dan Pemilihan Konsep .......................................... 36

3.2.5.1

Konsep 1 ............................................................................................... 37

3.2.5.2

Konsep 2 ............................................................................................... 37

3.2.5.3

Konsep 3 ............................................................................................... 38

3.2.5.4

Pemilihan Konsep ............................................................................... 38

3.2.6

Analisis dan Perhitungan ....................................................................... 39

3.2.7

Fabrikasi .................................................................................................. 39

3.2.8

Uji Coba Mesin ........................................................................................ 39

3.2.9

Penyusunan Laporan .............................................................................. 39

BAB IV................................................................................................................................ 40 HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................................................. 40 4.1

Identifikasi Kebutuhan Konsumen ............................................................... 40

4.2

Spesifikasi produk ........................................................................................... 41

4.3

Pemilihan Konsep ........................................................................................... 41

4.3

Memilih Konsep .............................................................................................. 43

4.4

Perhitungan ..................................................................................................... 45

4.4.1

Perhitungan Pemanasan ......................................................................... 45

x

BAB V............................................................................................................................... 108 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................................... 108 5.1.

Kesimpulan .................................................................................................... 108

5.2.

Saran .............................................................................................................. 108

xi

DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR GAMBAR

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah Bahan utama kayu banyak digunakan oleh para UKM (Usaha Kecil Menengah) untuk dijadikan berbagai macam keperluan seperti konstruksi rumah, meubeler, panel-panel, dan lainnya. Kebutuhan kayu dari tahun ke tahun semakin meningkat, akan tetapi peningkatan tersebut tidak diimbangi dengan persediaan yang cukup. Kebutuhan yang tidak tercukupi tersebut dikarenakan regulasi sektor kehutanan dan perdagangan kayu diperketat untuk melindungi kelestarian alam dan ekosistem. Sementara itu pada sisi lain, limbah kayu baik berupa serpihan/ tatal kayu dan serbuk/ partikel kayu belum dimanfaatkan secara optimal oleh para pelaku UKM seperti usaha penggergajian kayu ataupun meubele tersebut. Seringkali limbah tersebut hanya dijadikan alas untuk hewan ternak, dibakar, ataupun dijual dengan harga murah. Usaha penggergajian kayu banyak dijumpai di berbagai kota, seperti Jakarta, Bogor, Bekasi, dan Sukabumi yang melakukan proses produksi terus menerus untuk memenuhi kebutuhan pasar. Tentunya limbah serpihan atau serbuk kayu yang dihasilkan semakin banyak. Upaya pemanfaatan limbah tersebut melalui penerapan teknologi diharapkan meningkatkan nilai ekonomis bagi para pelaku UKM tersebut untuk dijadikan bahan baku pada pembuatan papan partikel. Papan partikel adalah papan yang dibuat dari partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat organik atau sintesis dan dengan bantuan satu atau lebih unsur panas, tekanan, kelembaban,katalis dan lain-lain (Iskandar,2006). Proses pembuatan papan partikel adalah dengan mencampurkan bahan perekat seperti resin dengan serbuk kayu kemudian ditekan dengan pemanasan.

1

Salah satu faktor yang sangat penting dan dapat mempengaruhi kualitas dari papan partikel tersebut adalah proses pemanasan setelah penekanan papan partikel tersebut dilakukan. Oleh karena itu diperlukanlah mesin pengering papan partikel. 1.2

Rumusan Masalah Masalah yang dapat terjadi pada pembuatan sebuah rancang bangun pengering papan partikel kayu 1. Bagaimana spesifikasi heater yang cocok untuk mesin pengering? 2. Apakah diperlukan blower pada mesin? 3. Berapa jumlah papan partikel dalam sekali fase pengeringan? 4. Bagaimana Merancang sebuah mesin pengering papan partikel, agar massa air didalam papan partikelnya berkurang.

1.3

Tujuan 1. Mengubah serbuk kayu menjadi sebuah papan partikel. 2. Mengurangi massa air yang terdapat pada serbuk kayu, sehingga terjadi proses pengeringan. 3. Membuat rancang bangun mesin pengering papan partikel kayu dengan daya 1200 [watt].

1.4

Batasan Masalah Agar Rancang Bangun Mesin Pengering Papan Partikel Kayu ini menjadi terarah dan memberikan kejelasan analisis permasalahan, maka diberikan pembatasan masalah sebagai berikut : 1. Menggunakan 1 jenis kayu, yaitu kayu sengon 2. Kapasitas mesin pengering papan partikel kayu dapat mengeringkan 5 unit produk dengan dimensi 60 X 30 X 1 [cm] dalam tiap proses pengeringan 3. Tidak memperhitungkan kekuatan struktur mesin pengering papan partikel kayu dan sambungan baut.

2

1.5

Lokasi Objek Tugas Akhir Lokasi untuk proses fabrikasi Rancang Bangun Mesin Pengering Papan Partikel Kayu ini dilakukan di Bengkel Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta (PNJ).

1.6

Metodologi Penyelesaian Masalah Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah sebagai berikut : 1. Melakukan survey di lapangan menegenai limbah serbuk kayu untuk menentukan serbuk kayu yang digunakan utuk dijadikan papan partikel. 2. Mencari dan menelaah jurnal ilmiah yang berkaitan dengan permasalahan. 3. Mendapatkan gambaran tentang mesin pengering serbuk kayu agar menjadi papan partikel. 4. Memilih konsep mesin pengering papan partikel. 5. Merancang mesin, menghitung panas yang dikeluarkan, menghitung perpindahan panas yang terjadi, menentukan dimensi dan menggambar rancangan. 6. Melakukan survey mengenai ketersediaan material dipasaran dan survey mengenai harga material yang akan digunkan untuk membuat mesin pengering serbuk kayu. 7. Membeli dan menyiapkan peralatan dan material sebelum melakukan fabrikasi. 8. Melakukan fabrikasi tiap-tiap komponen mesin sesuai dari gambar rancangan.

1.7

Manfaat 1. Sebagai suatu alat pengering yang dapat mengeringkan produk papan partikel berukuran 60 x 30 x 1 [cm] secara merata dan menyeluruh melalui pemanasan heater listrik.

3

2. Untuk memfasilitasi UKM pemotongan kayu agar dapat memanfaatkan lagi limbah hasil pemotongan kayu tersebut menjadi sesuatu yang memiliki nilai jual yang lebih tinggi. 3. Untuk meningkatkan kesejahteraan dan taraf ekonomi para UKM yang bergerak dalam bidang pemotongan kayu. 1.8

Sistematika Penulisan Laporan tugas akhir “Rancang Bangun Mesin Pengering Papan Partikel Kayu” disusun dalam lima bab yang masing – masing membahas mengenai “Rancang Bangun Alat Pengering Untuk Papan Partikel Kayu”, yaitu: Bab 1 : Pendahuluan Bab ini berisi latar belakang pemilihan topik, perumusan masalah, tujuan umum dan khusus, ruang lingkup penelitian dan pembatasan masalah, lokasi objek tugas akhir,garis besar metode penyelesaian masalah, manfaat yang akan didapat dan sistematika penulisan tugas akhir. Bab 2 : Studi Pustaka Bab ini berisi rangkuman kritis atas pustaka yang menunjang penyusunan/penelitian, meliputi pembahasan tentang topik yang akan dikaji lebih lanjut dalam tugas akhir. Bab 3 : Metodologi Bab ini berisi tentang metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah/penelitian,

meliputi

prosedur,

pengambilan

sampel

dan

pengumpulan data, teknik analisis data atau teknik perancangan Bab 4 : Hasil Dan Pembahasan Bab ini berisi tentang hasil rancang bangun berupa identifikasi kebutuhan konsumen, spesifikasi produk, pemilihan konsep, perhitungan, menentukan

4

ukuran dan bahan dilengkapi gambar perbagian, fabrikasi, biaya pembuatan serta pengujian mesin, penggunaan dan pemeliharaan mesin. Bab 5 : Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan dari seluruh hasil pembahasan. Isi permasalahan harus menjawab permasalahan dan tujuan yang telah ditetapkan dalam tugas akhir. Serta berisi saran-saran yang berkaitan dengan tugas akhir.

5

BAB II STUDI PUSTAKA

2.1

Dasar Teori 2.1.1 Pengeringan Pengeringan

merupakan

penghidratan,

yang

berarti

menghilangkan air dari suatu bahan. Proses pengeringan atau penghidratan berlaku apabila bahan yang dikeringkan kehilangan sebagian besar atau keseluruhan air yang dikandungnya. Proses utama yang terjadi pada proses pengeringan adalah penguapan. Penguapan terjadi apabila air yang dikandung oleh suatu bahan teruap apabila panas diberikan kepada bahan tersebut. Panas ini dapat diberikan melalui berbagai sumber kayu api, minyak, gas, tenaga surya dan elemen pemanas. (Hasibuan, 2005)

2.1.2 Mesin Pengering Papan Partikel

Gambar 2.1 Ilustrasi Mesin Pengering Mesin Pengering adalah mesin yang digunakan untuk melakukan proses pengeluaran air dari dalam suatu bahan, khususnya serbuk kayu sampai mencapai kadar air tertentu (Agus Mandori, 2008).

6

2.2

Komponen Pendukung 2.2.1 Struktur Rangka Rangka adalah sebuah penahan yang dikonstruksikan untuk menahan beban. Pada rancang bangun Mesin Pengering Papan Partikel ini, rangka yang digunakan untuk menahan beban serta sebagai tempat dudukan rak papan partikel. Dalam konsep rancangan mesin, terdapat 2 komponen yang berfungsi sebagai rangka penopang, yaitu : 1. Rangka Mesin

Gambar 2.2 Rangka Mesin Rangka mesin dirancang dengan menggunakan besi siku, dengan dimensi mesin 1200 x 600 x 560 [mm]. rangka mesin berfungsi sebagai penopang seluruh komponen yang menempel pada mesin. 2. Rangka Rak

Gambar 2.3 Rangka Rak

7

Rangka Rak berfungsi sebagai penopang dies hasil dari pengepressan papan partikel, untuk selanjutnya dilakukan proses pemanasan. Rak tersebut dirancang menggunakan besi hollow/besi batang, dengan dimensi rak 690 x 330 x 500 [mm].

Dari konsep rancangan 2 komponen rangka diatas, digunakanlah 2 jenis besi yang berbeda jenis dan ukurannya sebagai materialnya, jenis besi yang digunakan adalah : 1. Besi Siku 2. Besi Hollow/Batang

2.2.1.1 Besi Siku Besi siku merupakan besi yang memiliki sudut 90°, mempunyai lempengan besi vertical dan horizontal yang saling bertemu satu sama lain. Seolah-olah besi ini memiliki dua muka (vertical & horizontal), sehingga membuat profil besi ini semakin kokoh. Pada prakteknya besi ini banyak diaplikasikan dalam industri, otomotif, bangunan, furnitur, konstruksi yang banyak sub fungsinya digunakan oleh kontraktor dan fabrikator seperti bengkel las dan bengkel bubut. Segala jenis aplikasi berbeban siap ditangani oleh besi siku. Di Indonesia banyak pabrik yang memproduksi material besi siku. Berikut ini adalah beberapa perusahaan yang popular dalam produksi besi siku yaitu, Krakatau Steel, Gunung Garuda, Ispat Bukit Baja, Perwira, Master Steel dan masih banyak lagi. Secara umum bahan material besi siku adalah JIS G3101 SS400, ASTM A 36 ; BS 4360 ; DIN 17 100JIS G 3101 ; JIS 3106 ; SNI 07 2054. Besi siku memiliki 3 jenis, yaitu :

8

1. Besi Siku Sama Sisi

Gambar 2.4 Besi Siku Sama Sisi Besi ini mempunyai sisi-sisi yang sama panjang.

2. Besi Siku Tidak Sama Sisi

Gambar 2.5 Besi Siku Tidak Sama Sisi Besi siku ini mempunyai sisi-sisi yang tidak sama panjang. Ukuran antara panjang sisi yang horizontal dengan yang vetikal itu berbeda.

Tabel 2.1 Daftar Ukuran Besi Siku Tidak Sama Sisi Dimensi (p x l)

Tebal

Panjang

Berat

[mm]

[mm]

[m]

[kg]

1

100 x 75

10

6

78,00

2

125 x 75

10

6

89,50

3

150 x 90

12

6

129,0

No.

Sumber : Katalog PT.Krakatau Baja Steel (SNI 07.2054 1990 (Equivalent JIS G 3101 and 3192 ) 9

3. Besi Siku Lubang

Gambar 2.6 Besi Siku Lubang Besi siku ini mempunyai lubang pada setiap sisi-sisinya, yang berfungsi sebagai tempat baut / drat. Tabel 2.3 Daftar Ukuran Besi Siku Lubang No. Dimensi (p x l) [mm]

Tebal [mm]

Panjang [m]

1

36 x 36

1,8

3

2

36 x 36

1

3

3

36 x 36

2

3

4

40 x 40

2

3

5

40 x 40

2

3

Sumber : Katalog PT.Krakatau Baja Steel (SNI 07.2054 1990 (Equivalent JIS G 3101 and 3192 ) 2.2.1.2 Besi Batang Bidang Batang adalah komponen utama dalam pembentukan sebuah bentuk atau struktur rangka dari sebuah benda (Robbert L.Mott, 2006). Rangka batang adalah rangka kerangka yang tersusun dari batang-batang yang disambungkan pada ujung-ujungnya untuk membentuk struktur tegar. Jembatan, kuda-kuda, menara bor, dan struktur lain sejenisnya adalah contoh umum dari rangka batang.

10

Batang structural yang digunakan adalah batang hollow, dan batang siku yang dipasang terpadu pada ujung-ujungnya dengan pengelasan, dan baut atau jepit putar besar. Jika batang-batang rangka terletak pada sebuah bidang tunggal, maka rangka batang tersebut disebut dengan rangka batang bidang (Struktur). (J.L. Meriam dan L.G. Kraige, 1987) 2.3

Dasar Teori Berdasarkan Proses Pengeringan 2.3.1 Massa air yang diuapkan Sebelum mencari massa air yang akan diuapkan, terlebih dahulu diketahui mengenai kadar air. Persamaannya adalah : 1. Kadar air mula-mula : 𝑚𝑤𝑜 𝐾0 = 𝑚𝑤0 + 𝑚𝑑 𝐾0 =

𝑚𝑤 𝑀0

2. Kadar Air Akhir : 𝐾1 =

𝑚𝑤1 𝑚𝑤1 + 𝑚𝑑

𝐾1 =

𝑚𝑤 𝑀1

Untuk menghitung massa air yang diuapkan, dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :

∆𝑚𝑤 = 𝑚𝑤0 − 𝑚𝑤1 Jika : 𝑚𝑤0 = 𝐾0 . 𝑀0

11

𝑚𝑤1 =>

1 𝑚𝑤1 + 𝑚𝑑 = 𝐾1 𝑚𝑤1

1 𝑚𝑑 = 1+ 𝐾1 𝑚𝑤1 𝑚𝑑 1 = −1 𝑚𝑤1 𝐾1 md mw1

=

1−K1 K1

= => mw1 =

K1 .md 1−K1

Maka, ∆𝑚𝑤 = 𝐾0 . 𝑀0 −

𝐾1 . 𝑚𝑑 1 − 𝐾1

𝐾0 . 𝑀0 (1 − 𝐾1 ) − 𝐾1 . 𝑚𝑑 1 − 𝐾1

∆𝑚𝑤 =

∆𝑚𝑤 =

𝐾0 . 𝑀0 (1 − 𝐾1 ) − 𝐾1 (𝑀0 − 𝑚𝑤0 ) 1 − 𝐾1

∆𝑚𝑤 =

𝐾0 . 𝑀0 (1 − 𝐾1 ) − 𝐾1 (𝑀0 − 𝐾0 . 𝑀0 ) 1 − 𝐾1

∆𝑚𝑤 =

𝐾0 (𝐾0 − 𝐾0 . 𝐾1 ) − 𝑀0 (𝐾1 − 𝐾0 . 𝐾1 ) 1 − 𝐾1

∆𝑚𝑤 =

𝑀0 (𝐾0 − 𝐾1 ) 1 − 𝐾1

Dimana : 𝐾0 = Kadar air dalam kayu (awal) 𝐾1 = Kadar air dalam kayu (akhir) 𝑚𝑤0

= Massa air dalam kayu (awal) [kg]

𝑚𝑤1

= Massa air dalam kayu (akhir) [kg]

𝑚𝑑 = Massa kayu kering [kg]

12

𝑀0 = Masa kayu (awal) [kg] 𝑀1 = Massa kayu (akhir) [kg] 2.3.2 Panas yang dibutuhkan untuk mencapai suhu pengeringan : Untuk mencari energy panas yang mencapai temperature tertentu, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut : Q = m c (T2-T1) Dimana : Q = Energi pemanasan [J] m = massa zat (bahan) [kg] c = Kapasitas panas spesifik [J/kg.K] T1 = Temperatur Awal [K] T2 = Temperatur Akhir [K] Dalam proses pemanasan terdapat massa udara yang menyerap panas tersebut, berikut persamaan yang dapat dipakai untuk mencari massa udara 𝑚=

𝑝. 𝑉 𝑅. 𝑇

Dimana : m = Massa zat (bahan) [kg] p = tekanan konstan [N/m2] V = volume [m3] R = konstanta gas [J/kg. K] T = termperatur [K]

13

2.3.3 Panas yang dibutuhkan untuk menguapkan air Setelah diketahui massa air yang harus diuapkan, langkah selanjutnya adalah menghitung energy yang dibutuhkan untuk menguapkan air menggunakan persamaan sebagai berikut : Q=mL Dimana : Q

= Energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air [J]

m

= Massa air yang diuapkan [kg]

L

= Kalor laten pada suhu pemanasan [J/kg]

Persamaan untuk daya yang digunakan 𝑃=

𝑄 𝑡

Dimana : P

= daya yang dibutuhkan [watt]

Q

= energy total [J]

t

= waktu yang diharapkan [s]

2.3.4 Laju Perpindahan Panas Perpindahan panas merupakan perpindahan suatu bentuk energi dari sistem satu kesistem lainnya akibat adanya perbedaan temperatur. Contohnya bila dua benda atau lebih terjadi kontak termal maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bertemperatur lebih tinggi ke temperatur lebih rendah, hingga tercapainya keseimbangan termal. Dinyatakan dengan persamaan :

14

𝑄̇ =

𝑄 𝑡

Dimana : 𝑄̇

: Laju aliran panas ( J/s atau W )

Q

: Nilai panas yang terjadi ( J )

t

: Waktu aliran ( s )

perpindahan panas dapat dikelompokkan menjadi tiga macam yaitu perpindahan panas konduksi, konveksi, dan radiasi

2.3.4.1 Konduksi Konduksi adalah perpindahan panas dari satu bagian ke bagian lain tanpa disertai oleh perpindahan molekul benda tersebut (Roger Kinssky, 1999). Biasanya konduksi terjadi apabila pada suatu medium terdapat perbedaan temperatur. Konduksi dapat terjadi melewati sebuah lapisan (dinding) atau padatan, konduksi seperti ini dinyatakan dengan persamaan : 𝑄̇ = 𝑘 𝐴

𝑇2 − 𝑇1 𝑥

Dapat ditulis juga dengan persamaan : 𝑄̇ = 𝑘 𝐴

𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑈 =

𝑇2 − 𝑇1 𝑥

𝑘 1 𝑥 𝑎𝑡𝑎𝑢 = 𝑥 𝑈 𝑘

Dimana : 𝑄̇

: Laju aliran panas konduksi ( J/s atau W )

𝑘

: Konduktifitas thermal benda ( W/m K)

𝐴

: Luas permukaan benda (𝑚2 )

𝑇1

: Suhu lingkungan luar (℃ 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝐾)

𝑇2

: Suhu lingkungan dalam (℃ 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝐾)

𝑥

: Tebal benda (m) 15

𝑈

: Keseluruhan perpindahan panas (konduksi) ( W/𝑚2 K)

T2

T1 A ←𝑥→ Gambar 2.7 Skema Aliran Panas Konduksi Melewati Dinding

Apabila terdapat dua buah atau lebih lapisan yang berbeda pada dinding maka dapat ditulis dengan persamaan : 𝑄̇ = 𝑈 𝐴 (𝑇4 − 𝑇1 ) 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑐𝑢𝑎𝑛 𝑄̇ = a = 𝑄̇ b = 𝑄̇ c 1 𝑥𝑎 𝑥𝑏 𝑥𝑐 = + + 𝑈 𝑘𝑎 𝑘𝑏 𝑘𝑐

T4 T3

T2

𝑥𝑎

𝑥𝑏

T1

𝑥𝑐

Gambar 2.8 Skema Aliran Panas Melewati Dinding Berlapis

16

Tabel 2.4 Harga k Beberapa Bahan

Bahan

Harga k [W/ m. K]

Tembaga

386

Aluminium Murni

229

Cast Iron

52

Mild Steel

48,5

Timah

34,6

Beton

0,85 - 1,4

Batu Bata (Tembok)

0,35 - 0,7

Kayu

0,15 - 0,2

Karet

0,15

2.3.4.2 Konveksi Konveksi adalah perpindahan panas terhadap satu bagian ke bagian lain dengan disertai perpindahan molekul benda tersebut secara berlanjut ( Kinsky, Roger 1989 ). Biasanya konveksi terjadi pada udara dan fluida. Ditinjau dari gerakan fluidanya maka konveksi terbagi dua yaitu konveksi alami dan konveksi paksa. Konveksi alami yaitu gerakan fluida terjadi karena pengaruh gravitasi pada fluida yang menyebabkan terjadinya perbedaan berat jenis fluida. Sedangkan konveksi paksa yaitu gerakan fluida yang terjadi karena adanya alat mekanis yang membuat fluida tersebut bergerak seperti fan, blower, kompresor, dan sebagainya.

𝑄̇ = ℎ 𝐴𝑠 (𝑇𝑠 − 𝑇∞ ) Dimana : 𝑄̇

: Laju aliran panas konduksi ( J/s atau W )

ℎ

: Koefisien konveksi ( W/m2 K)

𝐴𝑠

: Luas permukaan perpindahan (m2)

17

𝑇𝑠

: Suhu permukaan benda ( 𝐾)

𝑇∞

: Suhu lingkungan/ udara ( 𝐾)

2.3.4.3 Radiasi Radiasi adalah perpindahan panas terhadap satu bagian ke bagian lain tanpa disertai oleh media perantara( Kinsky, Roger 1989). Sebagai contoh , energi panas bumi yang terasa hingga ke bumi. Laju radiasi max yang dipancarkan dari permukaan benda/ sistem dengan temperatur tertentu dinyatakan oleh hukum Stefan Boltzman :

𝑄𝑒𝑟𝑛𝑖𝑡 𝑚𝑎𝑥 = 𝜎 𝐴𝑠 𝑇𝑠 2 [𝑊] Perpindahan panas radiasi dua permukaan dengan temperatur berbeda dihitung dengan rumus : 4 ) [𝑊] 𝑄𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑠𝑖 = 𝜀 𝜎 𝐴𝑠 ( 𝑇𝑠4 − 𝑇𝑠𝑢𝑟𝑟

Dimana :

2.4

𝜎

: 5,67. 10-8 [W/ m2 K4] (Sebagai Konstanta Stefan Boltzman)

𝑇𝑠

:Temperatur Permukaan [K]

𝐴𝑠

: Luas Permukaan [m2]

𝜀

: Emisivitas Permukaan ( 0 < 𝜀 < 1 )

𝑇𝑠𝑢𝑟𝑟

: Temperatur Lingkungan

Insulasi Bahan dengan konduktivitas termal (k) rendah menurunkan laju aliran panas. Jika nilai k lebih kecil, value, maka nilai resistansi termal yang berkaitan (R) akan lebih besar. Konduktivitas termal diukur dengan satuan watt-per-meter per Kelvin (W·m−1·K−1), dilambangkan dengan k.

18

Semakin tebal bahan insulator, semakin tinggi pula resistansi termal atau nilai R bahan itu. Untuk suatu tabung, resistansi termal konvektif berbanding terbalik dengan luas permukaan dan karenanya juga berbanding terbalik dengan jarijari (radius) tabung, sedangkan resistansi termal kulit tabung (lapisan insulasi) tergantung dari rasio jari-jari luar dan dalam, bukan pada jari-jari itu sendiri. Misalnya jari-jari luar tabung dilipat gandakan dengan menambah lapisan insulator, berarti ditambahkan sejumlah tertentu resistansi konduktif (sama dengan

ln(2) 2𝜋𝑘𝐿

) tetapi pada saat yang sama

resistansi konvektif dikurangi setengahnya. Karena resistansi konvektif cenderung mendekati nilai tak terhingga jika jari-jari mendekati nol, maka pada jari-jari yang kecil, penurunan resistansi konventif akan lebih besar daripada penambahan resistansi konduktif, sehingga menghasilkan total resistansi yang lebih rendah. Dengan demikian tersirat bahwa ada nilai jari-jari kritikal (r critical; critical radius) di mana transfer kalor mencapai maksimum. Di atas jari-jari kritikal ini, penambahan insulasi menurunkan transfer kalor. Untuk tabung terinsulasi, jari-jari kritikal dihitung dengan persamaan berikut: 𝑟𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 =

𝑘 ℎ

Persamaan ini menunjukkan bahwa jari-jari kritikal tergantung hanya pada koefisien transfer panas dan konduktivitas termal dari insulasi. Jika jari-jari tabung yang tidak terinsulasi lebih besar dari jari-jari kritikal insulator, penambahan insulator dalam jumlah apapun akan menurutnkan transfer panas. Aliran panas dapat dikurangi dengan menangani satu atau lebih dari tiga mekanisme transfer panas (perpindahan kalor) dan tergantung pada sifat fisik bahan yang digunakan untuk melakukan hal ini. (1^ Bergman, Lavine, Incropera and DeWitt, Introduction to Heat Transfer (sixth edition), Wiley, 2011.)

19

2.4.1 Insulasi termal Insulasi termal/isolasi termal/isolasi panas adalah metode atau proses yang digunakan untuk mengurangi laju perpindahan panas/kalor. Panas atau energi panas (kalor) bisa dipindahkan dengan cara konduksi, konveksi, dan radiasi atau ketika terjadi perubahan wujud. Mengenai insulasi termal, hanya dibicarakan perpindahan panas secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Aliran panas dapat dikendalikan dengan proses ini, tergantung pada sifat material yang dipergunakan. Bahan yang digunakan untuk mengurangi laju perpindahan panas itu disebut isolator atau insulator. Panas dapat lolos meskipun ada upaya untuk menutupinya, tetapi isolator mengurangi panas yang lolos tersebut. Kemampuan insulasi suatu bahan diukur dengan konduktivitas termal (k). Konduktivitas termal yang rendah setara dengan kemampuan insulasi (resistansi termal atau nilai R) yang tinggi. Dalam teknik termal, sifat-sifat lain suatu bahan insulator atau isolator adalah densitas (ρ) dan kapasitas panas spesifik (c). 2.4.2 Rockwool Sebagai Material Insulasi termal

Gambar 2.9 Insulasi Termal Rockwool

 Keuntungan: 1. Cocok untuk aneka kebutuhan industri 2. Memiliki daya konduksi termal yang rendah 3. Dapat digunakan pada suhu 100° C sampai 820° C

20

4. Tidak mudah terbakar 5. Kedap suara 6. Tidak berkarat / berjamu  Kekurangan Masalah

kecil

mungkin

timbul

ketika

melaksanakan

isolasi/insulation. Ketika menangani rockwool, hindari menyentuh langsung dengan tangan kosong. Meskipun tidak menimbulkan bahaya langsung,

dapat

menyebabkan

gatal-gatal

sementara

dan

ketidaknyamanan.

2.5

Elemen Pemanas Elemen pemanas adalah suatu elemen yang dapat menghasilkan panas. Energi panas yang dihasilkan sangat dibutuhkan manusia untuk membantu setiap aktivitas kerja manusia. Sebagai contoh pemanasan pada setrika, oven listrik, dan hair dryer. Setrika dimanfaatkan untuk merapihkan pakaian, oven dimanfaatkan manusia untuk memasak makanan, sedangkan hair dryer digunakan untuk mengeringkan rambut. (Heater Catalog, SuksesLajuJaya. 2016). 2.5.1 Coil Heater

Gambar 2.10 Coil Heater

Coil heater merupakan pemanas fleksibel yang dapat dibentuk menjadi berbagai model dan konfigurasi spiral dapat dibentuk enjadi 21

pemanas nozzle melingkar penuh 360°. Bentuknya yang telanjang (tidak tertutup isolator ataupun pipa selongsong) cocok untuk memanaskan udara, panas yang dihasilkan langsung di transfer keudara sekitarnya, pemasangan heater ini menggunakan support (pegangan) dengan bahan isolator listrik yang baik dan tahan panas tinggi seperti keramik, mika, asbes, fibrothal dan castable. Pengaplikasian dari heater ini adalah 

Cetak injeksi plastik nozel



Semikonduktor manufaktur dan pemrosesan wafer



Sealing



Medis, analitis dan instrument ilmu pengetahuan



Restoran dan peralatan pengolahan makanan

2.5.2 Infra Red Heater

Gambar 2.11 Infra Red Heater

Infrared Ceramic Heater ini terbuat Coil niklin yang dicor bersama -sama bahan ceramik. Pada Heater tipe ini digunakan sebagai sumber panas radiasi, dimana permukaan keramik pelapisnya berfungsi sebagai reflector. Heater jenis ini banyak digunakan untuk memanaskan benda - benda yang hasil permukaan nya mengkilap. Infrared Ceramic Heater adalah pemanas inframerah keramik yang dirancang untuk suhu operasi hingga 750 [°C] dan menghasilkan permukaan panas hingga 64 [Kw/m²]. Heater ini dapat digunakan secara universal dan cocok untuk perakitan daerah radiasi dengan rentang daya dari 60 [watt] sampai 1000 [watt]. Pengaplikasian Heater ini antara lain untuk,  Pengeringan hasil cat, sablon dan kain

22

 Pemanas makanan  Medis  Inkubator 2.5.3 Heater Silica dan Infra Fara

Gambar 2.12 Heater Silica dan Infra Fara

Heater Infrafara adalah heater yang komponennya terdiri dari Coil atau gulungan niklin yang dimasukan kedalam tabung (pipa) dari bahan silica atau black body ceramik yang dikedua ujung nya di beri terminal baut sebagai input power listrik dan kemudian ditutup oleh dop keramik. Heater sejenis ini sering kali digunakan pada oven makanan, karena sifatnya yang bersih. Heater Infrafara tidak cocok digunakan pada media basah, tempat yang mudah terkena benturan karena sifatnya hampir seperti kaca yang mudah pecah bila terkena benturan. Daya yang bisa digunakan pada infrafara sangat bervariasi sesuai dengan permintaan dan design mesin yang ada. Mulai dari 100 Watt sampai dengan 3000 Watt. 2.5.4 Immersion Heater

Gambar 2.14 Immersion Heater

23

Immersion Heater adalah elemen pemanas yang dirancang sebagai perangkat yang terpasang pada tangki dan wadah untuk memanaskan cairan seperti air, minyak, resin, larutan garam, gula, kimia, lilin, aspal dan bahan-bahan yang memiliki titik lebur yang rendah. 2.5.5 Tubular Heater

Gambar 2.15 Turbular Heater

Jenis heater yang terbuat dari pipa stainless steel atau black body ini dapat dibentuk sesuai dengan kebutuhan dari media produksi yang akan dipanaskan. Range daya tubular heater sangat luas mulai dari watt kecil puluhan watt sampai dengan watt besar ribuan watt. Turbular Heater adalah salah satu jenis elemen pemanas yang penggunaannya serbaguna karena bentuknya yang seperti tabung sehingga modelnya bisa disesuaikan menurut kebutuhan dari pengaplikasiannya. Turbular Heater dapat berbentuk lurus, U form, W form multyform ataupun over the side heater digunakan untuk berbagai kegunaan untuk pemanasan zat padat, cair ataupun gas. Pengaplikasian Turbular Heater ini adalah untuk, 

Pengolahan plastik



Percetakan



Pemanas tangki air



Oven pengering

24

2.5.6 Finned Heater

Gambar 2.16 Finned Heater

Heater jenis ini lebih dikenal dengan heater sirip digunakan untuk memanaskan ruangan kering yang menggunakan blower untuk tujuan agar udara panas yang ditimbulkan oleh fin heater dapat tersirkulasi dengan baik pada ruangan tersebut. Fin heater sering kali digunakan untuk memanaskan ruangan dimana ruangan tersebut diisi dengan berbagai macam benda yang ingin dikeringkan seperti kayu, bahan olahan, atau rempah-rempah kunyit dan sejenisnya. Finned heater ini merupakan elemen pemanas berbentuk pipa dan bersirip, merupakan solusi yang paling cocok untuk pemanas udara. Heater ini seringkali digunakan dalam perakitan sebuah blower agar panas yang dihasilkan lebih maksimal dan lebih merata didalam atau diluar sebuah ruangan yang telah disiapkan. Umumnya

Finned

Heater

digunakan

dalam

beberapa

pengaplikasian yaitu 

Oven



Lemari pengering



Saluran peralatan pengering



Air conditioner Sirip Finned Heater terbuat dari stainless steel dengan ukuran

lebar sirip sebesar 7 [mm] – 10 [mm] dan memiliki diameter pipa turbular sebesar 11 [mm].

25

2.6

Kelistrikan dan Kontrol Sistem. Salah satu aspek terpenting dalam mesin pengering papan partikel ini adalah pada system kelistrikan dan system control yang digunakan. Pada mesin pengering kelistrikan digunakan sebagai media penghantar arus listrik yang digunakan dari sumber listrik utama (PLN) menuju kepada komponen- komponen listrik yang ada dalam mesin pengering. Sedangkan control system adalah kumpulan beberapa perangkat yang berfungsi sebagai pengatur agar pada saat pengoprasian mesin dapat berjalan seusai dengan keinginan.

2.6.1 Komponen Sistem Kelistrikan dan Kontrol Sistem Beberapa komponen yang akan digunakan dalam system kelistrikan adalah sebagai berikut : 2.6.1.1 MCB (Miniature Circuit Breaker)

Gambar 2.17 MCB (Miniature Circuit Breaker)

MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah komponen dalam instalasi listrik rumah yang mempunyai peran sangat penting. Komponen ini berfungsi sebagai sistem proteksi dalam instalasi listrik bila terjadi beban lebih dan hubung singkat arus listrik (short circuit atau korsleting). Arus nominal yang terdapat pada MCB adalah 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dan lain sebagainya. Nominal MCB ditentukan dari besarnya arus yang bisa ia hantarkan.

26

Gambar 2.18 Komponen dalam MCB

Penjelasannya dari nomor-nomor dalam gambar adalah sebagai berikut: 1. Actuator Lever atau toggle switch, digunakan sebagai Switch On-Off dari MCB. Juga menunjukkan status dari MCB, apakah ON atau OFF. 2. Switch mekanis yang membuat kontak arus listrik bekerja. 3. Kontak arus listrik sebagai penyambung dan pemutus arus listrik. 4. Terminal tempat koneksi kabel listrik dengan MCB. 5. Bimetal, yang berfungsi sebagai thermal trip 6. Baut untuk kalibrasi yang memungkinkan pabrikan untuk mengatur secara presisi arus trip dari MCB setelah pabrikasi (MCB yang dijual dipasaran tidak memiliki fasilitas ini, karena tujuannya bukan untuk umum) 7. Solenoid Coil atau lilitan yang berfungsi sebagai magnetic trip dan bekerja bila terjadi hubung singkat arus listrik. 8. Pemadam busur api jika terjadi percikan api saat terjadi pemutusan atau pengaliran kembali arus listrik.

27

2.6.1.2

Kontaktor

Gambar 2.19 Kontaktor

Sebuah kotaktor prinsip pada umumnya sama seperti relay baik 1 phase maupun 3 phasa. Seperti halnya sebuah relay kontaktor bekerja dengan memanfaatkan prinsip magnetic. Saat sumber listrik dialirkan kedalam lilitan atau gulungan relay magnetic, maka saklar akan tertarik ke tutup yang menghasilkan magnet. Dalam kondisi demikian, saklar akan tertutup dan mengalirkan listrik. Sedangkan pada katup yang terbuka, maka listrik pada katup tersebut akan terputus. Sebuah kontaktor 1 phase dan 3 phase terdiri dari sepasang terminal input yang mengalirkan listrik sebagai pemutus arus dan penghubung listrik. Dan 3 pasang terminal yang menghubungkan listrik yang ditandai dengan NC atau NO. Pada kutub NC, jika arus pada terminal input listrik tidak dialiri listrik, maka terminal tersebut akan selalu terhubung. Sedangkan pada kutub NO, jika arus pada terminal input listrik tidak dialiri listrik, maka terminal tersebut akan selalu terbuka atau dalam keadaan open.

2.6.1.3

Timer (Time Delay Relay) 28

Gambar 2.20 Timer (Time Delay Relay)

Berfungsi sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk merubah sistem bintang ke

segitiga

dalam

delay

waktu

tertentu.

Timer dapat dibedakan dari cara kerjanya yaitu timer yang bekerja menggunakan induksi motor dan menggunakan rangkaian elektronik. Timer yang bekerja dengan prinsip induksi motor akan bekerja bila motor mendapat tegangan AC sehingga memutar gigi mekanis dan memarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu. Sedangkan relay yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian R dan C yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan besarnya pengisisan kapasitor. Jenis Timer dibedakan menjadi 2 jenis. Yaitu :

1. On Delay

29

On Delay adalah suatu Timer yang dihubungkan secara langsung ke kontaktor ( jadi satu dengan Kontaktor ) yang akan berfungsi jika kontaktor bekerja ( ON ) maka Timer juga bekerja ( ON ). 2. Off Delay Off Delay adalah suatu Timer yang dihubungkan secara langsung ke kontaktor ( jadi satu dengan Kontaktor ) yang akan berfungsi jika kontaktor bekerja ( ON ) dan Timer tidak bekerja ( OFF ).

2.6.1.4

Thermostat

Gambar 2.21 Thermostat

Termostat adalah suatu alat yang berfungsi untuk menstabilkan suhu yang kita inginkan dengan batasan dingin atau panas yang kita inginkan dan tentukan. Macam-macam thermostat: 1. Thermostat Wafer

Gambar 2.22 Thermostat Wafer

30

Keuntungannya termostat jenis ini yaitu lebih murah, dari segi pemasangan juga mudah, tetapi dari segi pengaturan yang sedikit sulit, karena faktor konstruksinya yang tidak presisi yang menjadikannya sulit dalam pengaturan suhunya, ketika sudah didapatkan suhu yang di targetkan terkadang masih dapat berubah, dikarenakan konstruksi pemegang kapsul yang terbuat dari plasik yang dapat memuai karena panas. 2. Thermostat Bimetal

Gambar 2.23 Thermostat Bimetal

Termostat yang dimaksud dalam bahasan ini yaitu termostat

bimetal

yang

model

knob

dan

sensornya

menggunakan pipa kecil dan didalamnya terdapat cairan eter, dalam proses pemasangan, thermostat ini relatif mudah & pengaturannya pun mudah, akan tetapi kadang tidak sesuai dengan level knob yang diatur, misal knob level diatur pada angka 150 derajat celcius, jika dilihat di termometer belum tentu menunjukkan angka 150 derajat celcius, terkadang masih terdapat kesalahan atau ketidak sesuaian antara thermostat dengan thermometer, belum lagi adanya tambahan relay jika kita menggunakannya untuk kapasitas besar, juga kendala dalam penempatan sensornya yang tidak boleh berpindah pindah, karena khawatir pipa sensornya dapat patah. 3. Thermostat Elektronik

31

Gambar 2.24 Thermostat Elektronik

Tidak terlalu berbeda dari termostat bimetal dan wafer, hanya saja prinsip kerjanya sudah secara elektronik, ada dua macam termostat elektronik. Pertama murni elektronik dan yang terprogram, ada yang masih menggunakan relay dan ada yang sudah menggunakan SSR, kelebihan dari termostat jenis ini adalah pengaturannya yang pasti yang artinya tidak akan ada perubahan ketika kita sudah set di titik point yang kita inginkan, sangat stabil dan akurat, hanya saja kekurangannya yaitu tidak adanya display atau tampilan, jadi kita harus menggunakan termometer untuk mengetahui dan menentukan suhu yang kita inginkan. 4. Thermostat Digital

Gambar 2.25 Thermostat Digital

Termostat jenis ini lebih mudah dalam pemasangan dan pengaturan suhu serta fluktuasinya, jenis termostat ini yang paling unggul di antara termostat jenis lain, walau lebih unggul

32

tetap saja ada beberapa hal yang harus kita perhatikan. Jika termostat jenis ini tetap menjadi pilihan atau bahkan andalan usahakan cari sensornya yang tidak tercashing, dalam artian komponen sensornya tidak tertutup bahan padat seperti besi / pipa atau lainnya, karena kita membutuhkan sensor dengan bacaan yang jujur dan cepat membaca perubahan temperatur di dalam mesin. Thermostat ini memerlukan tegangan 12 volt DC supaya dapat bekerja. Termostat ini merupakan inovasi dari Termostat kapsul yang bekerja berdasarkan pemuaian zat cair yang bernama eter.

2.6.1.5 Thermometer

Gambar 2.26 Themometer

Termometer merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu sehingga kita dapat mengetahui suhu tersebut. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer ada bermacam-macam jenis yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa. (Ary Sandi Baru, Termometer, Scribd)

33

BAB III METODOLOGI RANCANG BANGUN 3.1

Diagram Alir Rancang Bangun

Gambar 3.1 Diagram Alir Rancang Bangun

34

3.2

Uraian Langkah Diagram Alir Rancang Bangun Berikut adalah uraian langkah dalam Rancang Bangun Alat Pengering Untuk Papan Partikel Kayu : 3.2.1 Identifikasi Masalah Adalah suatu tahap permulaan dari penguasaan masalah yang dimana objek permasalahan utama pada penulisan ini menyangkut tentang pembuatan Alat Pengering Untuk Papan Partikel Kayu. Identifikasi masalah meliputi kegiatan observasi untuk mempermudah penulisan laporan maupun proses pengerjaan farbikasi mesin Observasi yang dilakukan berupa : a. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing Tugas Akhir mengenai permasalahan dan pemecahan masalah untuk proses perancangan mesin pengering papan partikel kayu b. Melakukan survey terhadap material yang tersedia di pasar c. Melakukan riset tentang mesin pengering 3.2.2 Studi Literatur Studi Literatur digunakan untuk mempelajari dan memahami dasar teori yang terkait untuk digunakan dalam proses perancangan mesin pengering papan partikel kayu. Literatur yang dikaji berasal dari sumber-sumber yang relevan sehingga lebih di titik beratkan pada buku, skripsi/ TA, jurnal, Paper, dan situs web terpercaya di internet. Hasil dari studi literatur berupa pengumpulan data dimensi, berapa daya yang dibutuhkan, perpindahan panas yang efisien. 3.2.3 Analisis Kebutuhan Analisis kebutuhan dihasilkan berdasarkan

data dari hasil

identifikasi masalah dan observasi sehingga dapat menentukan spesifikasi yang diperlukan guna perencanaan dalam membangun mesin pengering papan partikel kayu agar sesuai dengan kebutuhan.

35

Berdasarkan dari data yang diperoleh kebutuhan mesin pengering papan partikel kayu yaitu : 

Mampu menghasilkan produk papan partikel yang kering, kuat dan tahan lama



Aman untuk digunakan



Daya listrik tidak terlalu besar

3.2.4 Menentukan Spesifikasi Berdasarkan dari data-data yang diperoleh dari hasil observasi dan analisis kebutuhan dapat ditentukan spesifikasi yang diperlukan untuk merancang dan membangun mesin pengering papan partikel kayu, sehingga dapat dibuat konsep-konsep perancangan mesin pengering papan partikel kayu yang sesuai dengan kebutuhan. Spesifikasi yang ditentukan yaitu : 

Memiliki besar daya antara 1000 [watt] hingga 1200 [watt]



Suhu pengeringan sebesar 200 [°C]



Memiliki 5 rak sebagai wadah dies untuk menghasilkan 5 produk dalam satu proses pengeringan

3.2.5 Konsep Rancangan dan Pemilihan Konsep Konsep rancangan merupakan segala pemikiran atau ide-ide yang dituangkan dalam bentuk desain mesin pengering papan partikel kayu berdasarkan rancangan dan cara kerjanya, hal ini dilakukan setelah identifikasi masalah dan studi literature selesai. Sehingga dapat dianalisa berbagai kemungkinan dalam merancang kerangka mesin sebagai penopang utama mesin, kapasitas rak sebagai wadah dies papan partikel kayu yang akan dikeringkan dan jenis elemen panas yang akan digunakan untuk mengeringkan papan partikel kayu.

36

3.2.5.1 Konsep 1

Gambar 3.2 Konsep Mesin 1

Pada konsep rancangan 1 mesin pengering papan partikel kayu ini menggunakan sumber panas yang berasal dari bakaran kayu yang ditempatkan di tungku pembakaran dan panasnya ditransfer dengan blower yang terletak diantara tungku pembakaran dan ruang pemanas, sehingga hawa panas yang terhantar akan mengeringkan papan-papan partikel kayu yang ada didalam ruang pemanas 3.2.5.2 Konsep 2

Gambar 3.3 Konsep Mesin 2

Pada konsep rancangan 2, mesin pengering papan partikel ini telah menggunakan elemen pemanas(Heater), dan tidak lagi menggunakan kayu bakar/gas sebagai bahan bakarnya, dan dilengkapi dengan blower sebagai penghantar udara panas yang 37

dihasilkan oleh heater, lalu udara panas bersilkulasi dan keluar melalui pori-pori pembuangan. Box panel pada mesin pengering ini berfungsi sebagai pengatur suhu dan waktu pada mesin pengering papan partikel kayu ini. 3.2.5.3 Konsep 3

Gambar 3.4 Konsep Mesin 3

Pada konsep rancangan 3 ini mesin pengering tidak lagi dilengkapi dengan blower dan pori-pori pembuangan udara. Pada konsep ini lebih terfokus untuk menghasilkan panas yang stabil dan statis didalam ruang pengering. Papan pengering pada konsep ini dilengkapi dengan 4 heater yang ditempatkan disisi ruangan, dan dinding pada ruangannya dilapisi dengan insulen/isolator agar suhu panas yang ada didalam ruangan oven tidak terhantar hingga kedinding yang terluar. 3.2.5.4 Pemilihan Konsep Dalam pemilihan konsep diperlukan penilaian secara menyeluruh berdasarkan cara kerja mesin, kemampuan mesin dan proses fabrikasi mesin agar mesin yang dibuat sesuai dengan target yang ingin dicapai.

38

3.2.6 Analisis dan Perhitungan Konsep rancangan yang sudah dibuat lalu dilakukan berbagai analisis, dimulai dengan perhitungan daya yang dibutuhkan, waktu pemanasan, kapasitas dalam sekali pengeringan, temperatur maksimum pemanasan, serta pengeringan yang merata 3.2.7 Fabrikasi Proses fabrikasi meliputi pembuatan komponen – komponen mesin serta perakitannya yang menggunakan berbagai alat seperti mesin cutting, mesin gerinda, mesin las listrik, mesin bor lalu perakitan dilakukan setelah komponen sudah jadi 3.2.8 Uji Coba Mesin Pengujian dilakukan setelah semua komponen dirakit serta memastikan semua komponen bekerja dengan baik. Pengujian dilakukan dengan pengaturan temperatur pada Thermo kontrol serta waktu yang dibutuhkan saat pemanasan menggunakan timer stop. Jika ditemukan perbedaan temperatur serta timer yang tidak tepat maka dilakukan analisis 3.2.9 Penyusunan Laporan Penyusunan laporan dilakukan untuk mengevaluasi keberhasilan dari pembuatan mesin pengering papan partikel kayu

ini. Laporan

disusun dengan lengkap meliputi lampiran (gambar, foto, laporan keuangan, scan bukti pengeluaran uang).

39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1

Identifikasi Kebutuhan Konsumen Bahan utama kayu banyak digunakan oleh para UKM (Usaha Kecil Menengah) untuk dijadikan berbagai macam keperluan seperti konstruksi rumah, meubeler, panel-panel, dan lainnya. Kebutuhan kayu dari tahun ke tahun semakin meningkat, akan tetapi peningkatan tersebut tidak diimbangi dengan persediaan yang cukup. Kebutuhan yang tidak tercukupi tersebut dikarenakan regulasi sektor kehutanan dan perdagangan kayu diperketat untuk melindungi kelestarian alam dan ekosistem. Sementara itu pada sisi lain, limbah kayu baik berupa serpihan/ tatal kayu dan serbuk/ partikel kayu belum dimanfaatkan secara optimal oleh para pelaku UKM seperti usaha penggergajian kayu ataupun meubele tersebut. Seringkali limbah tersebut hanya dijadikan alas untuk hewan ternak, dibakar, ataupun dijual dengan harga murah. Upaya pemanfaatan limbah tersebut melalui penerapan teknologi diharapkan meningkatkan nilai ekonomis bagi para pelaku UKM tersebut untuk dijadikan bahan baku pada pembuatan papan partikel. Papan partikel adalah papan yang dibuat dari partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat organik atau sintesis dan dengan bantuan satu atau lebih unsur panas, tekanan, kelembaban,katalis dan lain-lain (Iskandar,2006). Salah satu faktor yang sangat penting dan dapat mempengaruhi kualitas dari papan partikel tersebut adalah proses pemanasan setelah penekanan papan partikel tersebut dilakukan. Oleh karena itu diperlukanlah mesin pengering papan partikel.

40

4.2

Spesifikasi produk Berdasarkan dari data-data yang diperoleh dari hasil observasi dan analisis kebutuhan dapat ditentukan spesifikasi yang diperlukan untuk merancang dan membangun mesin pengering papan partikel serbuk kayu. Spesifikasi yang ditentukan yaitu :

4.3



Dimensi Ruang

: 85 [cm] x 57 [cm] x 50 [cm]



Suhu Pengeringan

: 150 – 200 [°C]



Waktu Pengeringan

: 60 – 120 [menit]



Kapasitas Proses

: 5 Produk dalam sekali proses pengeringan



Kapasitas Daya

: 1200 [Watt]



Bahan

: Mild Steel

Pemilihan Konsep 4.3.1 Konsep Mesin Konsep rancangan mesin adalah segala pemikiran atau ide-ide yang dituangkan dalam bentuk desain mesin pengering papan partikel kayu berdasarkan rancangan dan cara kerjanya, Pada perancangan konsep mesin, terdapat 3 konsep yang dibuat untuk dipertimbangkan konsep mana yang terbaik untuk dibangun. 

Konsep 1 Pada konsep rancangan 1 mesin pengering papan partikel kayu ini menggunakan sumber panas yang berasal dari bakaran kayu yang ditempatkan di tungku pembakaran dan panasnya ditransfer dengan blower yang terletak diantara tungku pembakaran dan ruang pemanas, sehingga hawa panas yang terhantar akan mengeringkan papan-papan partikel kayu yang ada didalam ruang pemanas.

41

Gambar 4.1 Konsep Rancangan Mesin 1



Konsep 2 Pada konsep rancangan 2, mesin pengering papan partikel ini telah menggunakan elemen pemanas(Heater), dan tidak lagi menggunakan kayu bakar/gas sebagai bahan bakarnya, dan dilengkapi dengan blower sebagai penghantar udara panas yang dihasilkan oleh heater, lalu udara panas bersilkulasi dan keluar melalui pori-pori pembuangan. Box panel pada mesin pengering ini berfungsi sebagai pengatur suhu dan waktu pada mesin pengering papan partikel kayu ini.

Gambar 4.1 Konsep Rancangan Mesin 2



Konsep 3 Pada konsep rancangan 3 ini mesin pengering tidak lagi dilengkapi dengan blower dan pori-pori pembuangan udara. Pada konsep ini lebih terfokus untuk menghasilkan panas yang stabil dan statis didalam ruang pengering. Papan pengering pada konsep ini

42

dilengkapi dengan 4 heater yang ditempatkan disisi ruangan, dan dinding pada ruangannya dilapisi dengan insulen/isolator agar suhu panas yang ada didalam ruangan oven tidak terhantar sepenuhnya hingga kedinding yang terluar.

Gambar 4.3 Konsep Rancangan Mesin 3

4.3

Memilih Konsep Dalam pemilihan konsep diperlukan penilaian secara menyeluruh berdasarkan cara kerja mesin, kemampuan mesin dan proses fabrikasi mesin agar mesin yang dibuat sesuai dengan target yang ingin dicapai. Tabel 4.1 Penilaian Konsep

Konsep

Kelebihan

Kekurangan

Harga bahan relatif murah, Penggunaan kayu bakar yang akan karena sumber energi panas menyebabkan timbulnya polusi 1

yang digunakan oleh mesin udara sehingga kurang ramah berasal dari bahan bakaran lingkungan

dan

panas

yang

seperti kayu bakar dan limbah dihasilkan tidak bisa dikontrol, perkayuan yang tersisa

karena

panas

dari

tungku

tergantung dari banyaknya bahan bakar Sumber

energi

panas Panas yang dihasilkan oleh mesin

menggunakan pemanas listrik pada konsep ini akan kurang

43

2

yang pastinya akan lebih ramah maksimal, karena panas yang lingkungan

dihasilkan akan terbuang karena adanya pori pori pembuangan yang ada di body mesin

Panas

yang ada diruangan Mesin sulit dipindah posisikan,

pengering akan statis karena karena bobot mesin yang berat 3

ruangan yang tertutup dan akan disebabkan pemakaian plat besi lebih safety bagi pengguna yang berlapis pada body mesin mesin, karena body mesin yang yang bertujuan untuk memberi dilengkapi

dengan

peredam ruang untuk peredam panas

panas berupa rockwool

Dengan penilaian dan apertimbangan yang dilakukan oleh tim dan pembimbing, maka konsep yang terpilih untuk dibuat rancang bangunnya adalah konsep 3

Gambar 4.4 Konsep Rancangan Mesin Terpilih

beberapa poin yang menjadikan konsep 3 sebagai konsep terpilih yaitu : 

Mesin tidak memiliki pori-pori pengeluaran sehingga suhu panas pada ruangan akan lebih cepat meningkat



Panas yang dihasilkan akan lebih stabil dan lebih mudah terkontrol

44



Pemasangan 4 heater berada di sisi kanan, kiri, atas dan bawah mesin sehingga panas pada ruangan akan lebih optimal dan merata



Mesin pengering ini dilengkapi dengan peredam panas yang berada disetiap sisi body mesin sehingga aman bagi pengguna.

4.4

Perhitungan Setelah Terpilihnya sebuah konsep yang nantinya akan dibangun, maka diperlukan beberapa Perhitungan, diantaranya : 4.4.1 Perhitungan Pemanasan Hal yang diperlukan dalam perhitungan pemanasan adalah mengetahui perbandingan antara penggunaan resin sebagai perekat dengan serbuk kayu dari pohon Sengon yang hasilnya menjadi papan partikel kayu. Perbandingan tersebut sebesar 60 : 40 dengan komposisi 60 % serbuk kayu dan 40 % resin, maka perhitungan untuk komposisi tersebut adalah 𝑔

𝜌𝑠𝑒𝑛𝑔𝑜𝑛 = 0,33 [𝑐𝑚³] 𝑣𝑝𝑎𝑝𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑘𝑒𝑙 = 𝑝 𝑥 𝑙 𝑥 𝑡 = 60 𝑥 30 𝑥 1 = 1800 [𝑐𝑚3 ] massa

=𝜌𝑥𝑣 𝑔

= 0,33 [𝑐𝑚³] x 1800 [cm³] = 594 [g] ≈ 0,6 [kg] Beban kebasahan Berat papan partikel kondisi kering (m0) = 0,6 [kg] Berat papan partikel kondisi basah (m1) = 1 [kg]

45

Beban kebasahan (bk)

= m 1 - m0 = 1 [kg] – 0,6 [kg] = 0,4 [kg]

Beban kebasahan = beban serbuk kayu kering/ papan partikel = 0,4 [kg] Beban 5 papan partikel

= 5 x 1 [kg] = 5 [kg] ≈ 5000 [g] = 0,9 [J g-1 K-1]

Kapasitas panas serbuk kayu (cp)

(www.engineeringtoolbox.com) Suhu papan partikel

= 30 °C

Suhu ruangan yang dicapai

= 150 °C

= m x c x ∆T

Q total

= 5000 x 0,9 x (150-30) = 540.000 [J] = 540 [kJ] Menghitung waktu pengeringan yang dibutuhkan P

= 1200 [W] ≈ 1,2 [kW]

P

=

t

=

=

t

Q t Qtotal P

540 [kJ] 1,2 [kW]

= 450 [s] ≈ 7,5 [minute]

46

4.4.2 Perhitungan Daya [P] Perhitungan daya perlu diketahui agar daya yang dibutuhkan dalam perhitungan hampir sama nilanya dengan daya yang digunakan pada alat pengering ini, berikut perhitungan daya yang dibutuhkan : 4.4.2.1 HeatLoss

Gambar 4.5 Lapisan Dinding Alat Pengering

Tebal bahan pelat dalam

= 1,5 [mm]

 Koefisien konduksi pelat mild steel Tebal bahan Insulasi

= 48,5 [W/ m K]

= 20 [mm]

 Koefisien konduksi insulasi Rockwool = 0,033 [W/ m K] (http://www.rockwool-searox.com) Tebal bahan pelat luar = 1,5 [mm]  Koefisien konduksi pelat mild steel

= 48,5 [W/ m K]

47

Gambar 4.6 skema laju aliran panas secara konduksi

a. Perhitungan rugi kalor bagian atas dan bawah q 

=

∆𝑇 𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

Mencari luasan permukaan A =pxl Dimana : p

: 0,91 [m]

L

: 0,60 [m]

Maka luasan permukaan (A) dinding atas = Dinding bawah adalah : A = 0,91 x 0,6 = 0,546 [m2] 

Hambatan Thermal Plat Besi Mild Steel Dalam dan luar Rdalam

= =

𝐿𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑅𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑥 𝐴 0,0015 [m] 𝑊

48,5 [𝑚𝐾]𝑥 0,546[𝑚2 ]

48

= 5,664 x 10-5 [K/ W] Rdalam = Rluar = 5,664 x 10-5 [K/ W] 

Hambatan Thermal Insulance Rockwool 𝐿𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒

Rinsulance = =

𝑅𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑥 𝐴 0,002 [m] 𝑊

0,033 [𝑚𝐾]𝑥 0,546[𝑚2 ]

= 1,110 [K/ W]

Jadi rugi kalor (q) yang hilang untuk dinding atas dan bawah adalah : ∆𝑇

q =

𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 ∆𝑇

=

𝑅𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 + 𝑅𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 + 𝑅𝑙𝑢𝑎𝑟

=

423 [𝐾]−303 [𝐾] K

K

K

5,664 x 10−5 [𝑊]+ 1,110 [𝑊]+ 5,664 x 10−5 [𝑊]

q = 108, 097 [W] karena ada 2 dinding yaitu dinding atas dan bawah maka total rugi kalor yang hilang adalah : q = 108, 097 [W] x 2 q = 216,194 [W]

b. Perhitungan rugi kalor bagian kanan dan kiri q 

=

∆𝑇 𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

Mencari luasan permukaan A =pxl Dimana : p L

: 0,6 [m] : 0,56 [m]

Maka luasan permukaan (A) dinding kanan = Dinding kiri adalah :

49

A = 0,6 x 0,56 = 0,336 [m2] 

Hambatan Thermal Plat Besi Mild Steel Dalam dan luar Rdalam

𝐿𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙

= =

𝑅𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑥 𝐴 0,0015 [m] 𝑊

48,5 [𝑚𝐾]𝑥 0,336[𝑚2 ]

= 9,20 x 10-5 [K/ W] Rdalam = Rluar = 9,20 x 10-5 [K/ W] 

Hambatan Thermal Insulance Rockwool 𝐿𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒

Rinsulance = =

𝑅𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑥 𝐴 0,002 [m] 𝑊

0,033 [𝑚𝐾]𝑥 0,336[𝑚2 ]

= 1,803 [K/ W]

Jadi rugi kalor (q) yang hilang untuk dinding atas dan bawah adalah : q =

∆𝑇 𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 ∆𝑇

=

=

𝑅𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 + 𝑅𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 + 𝑅𝑙𝑢𝑎𝑟 423 [𝐾]−303 [𝐾] K

K

K

9,20 x 10−5 [𝑊]+ 1,803 [𝑊]+ 9,20 x 10−5 [𝑊]

q = 66,549 [W] karena ada 2 dinding yaitu dinding kanan dan kiri maka total rugi kalor yang hilang adalah : q = 66,549 [W] x 2 q = 133,098 [W]

c. Perhitungan rugi kalor bagian depan dan belakang

50

q

=



∆𝑇 𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

Mencari luasan permukaan A =pxl Dimana : p

: 0,91 [m]

L

: 0,56 [m]

Maka luasan permukaan (A) dinding depan = Dinding belakang adalah: A = 0,91 x 0,56 = 0,509 [m2] 

Hambatan Thermal Plat Besi Mild Steel Dalam dan luar Rdalam

= =

𝐿𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑅𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 𝑥 𝐴 0,0015 [m] 𝑊 ]𝑥 0,509[𝑚2 ] 𝑚𝐾

48,5 [

= 6,069 x 10-5 [K/ W] Rdepan = Rbelakang = 6,069 x 10-5 [K/ W] 

Hambatan Thermal Insulance Rockwool Rinsulance = =

𝐿𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑅𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑥 𝐴 0,002 [m] 𝑊

0,033 [𝑚𝐾]𝑥 0,509[𝑚2 ]

= 1,189 [K/ W]

Jadi rugi kalor (q) yang hilang untuk dinding atas dan bawah adalah : q =

∆𝑇 𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 ∆𝑇

=

=

𝑅𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 + 𝑅𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 + 𝑅𝑙𝑢𝑎𝑟 423 [𝐾]−303 [𝐾] K

K

K

6,069 x 10−5 [𝑊]+ 1,189 [𝑊]+ 6,069 x 10−5 [𝑊]

51

q = 100,915 [W] karena ada 2 dinding yaitu dinding atas dan bawah maka total rugi kalor yang hilang adalah : q = 100,915 [W] x 2 q = 201,83 [W]  Maka total rugi kalor yang hilang selama pemanasan sebesar : 𝑞 = 𝑞𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ + 𝑞𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑛 𝑘𝑖𝑟𝑖 + 𝑞𝑑𝑒𝑝𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑛 𝑏𝑒𝑙𝑎𝑘𝑎𝑛𝑔 = 216,194 [𝑊] + 133,098 [𝑊] + 201,83[𝑊] = 551,122 [𝑊]

4.4.2.2

Perhitungan Dinding Material Insulator

Perhitungan dinding luar atas dan bawah



Perhitungan suhu pada Pelat besi mild steel dalam 𝑞=

∆𝑇 𝑅1

108,097 =

(423 − 𝑇2 ) 5,664 x 10−5

𝑇2 = 423 [𝐾] − 0,0061[𝐾] 𝑇2 = 422,994 [𝐾] 

Perhitungan suhu pada insulance 𝑞=

∆𝑇 𝑅1 + 𝑅2

108,097 =

(423 − 𝑇2 ) 5,664 x 10−5 + 1,110

𝑇2 = 423 [𝐾] − 119,994[𝐾] 𝑇2 = 303,006 [𝐾] Kalor untuk memanaskan lapisan dinding dalam 𝑔

𝜌𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 = 7,85 [𝑐𝑚3 ] (wikipedia.org) 𝐽

𝑐𝑝 = 510,789 [𝑘𝑔𝐾] (engineeredge.com) 

Perhitungan volume plat mild steel atas dan bawah 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal 52

= 91 [cm] x 60 [cm] x 0,15 [cm] = 819 [cm³] 

Perhitungan massa plat mild steel atas dan bawah massa

=𝜌𝑥𝑣𝑥2 𝑔

= 7,85 [𝑐𝑚³] x 819 [cm³] x 2 = 12,846 [kg] 

Perhitungan volume plat mild steel kanan dan kiri 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal = 504 [cm³]



Perhitungan massa plat mild steel kanan dan kiri massa

=𝜌𝑥𝑣𝑥2 𝑔

= 7,85 [𝑐𝑚³] x 504 [cm³] x 2 = 7,912 [kg] 

Perhitungan volume plat mild steel depan dan belakang 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal = 764,4 [cm³]



Perhitungan massa plat mild steel depan dan belakang massa

=𝜌𝑥𝑣𝑥2 𝑔

= 7,85 [𝑐𝑚³] x 764,4 [cm³] x 2 = 12 [kg] 

Perhitungan massa total plat mild steel 𝑚𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

= 12,846 [kg] + 7,912 [kg] + 12 [kg] = 32,758 [kg]



Kalor yang diserap oleh plat mild steel 𝑄𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚

= 𝑚𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 x 𝐶𝑝 x ∆𝑡 𝐽

= 32,758 [kg] x 510,789 [𝑘𝑔𝐾] x (423 – 303) [K] = 2007,89 [kJ]

Kalor yang digunakan untuk memanaskan lapisan insulen

53

𝑔

𝜌𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑒𝑛 = 0,08 [𝑐𝑚³] 𝑘𝐽

𝐶𝑝 insulen = 0,84 [𝑘𝑔𝐾] 

Perhitungan volume plat mild steel atas dan bawah 𝑉𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑒𝑛

= panjang x lebar x tebal = 91 [cm] x 60 [cm] x 2 [cm] = 10920 [cm³]



Perhitungan massa plat mild steel atas dan bawah massa

=ρxvx2 = 0,08 [g/cm³] x 10920 [cm³] x 2 = 1,746 [kg]



Perhitungan volume plat mild steel kanan dan kiri 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal = 60 [cm] x 56 [cm] x 2 [cm] = 6720 [cm³]



Perhitungan massa plat mild steel kanan dan kiri massa

=ρxvx2 = 0,08 [g/cm³] x 6720 [cm³] x 2 = 1,074 [kg]



Perhitungan volume plat mild steel depan dan belakang 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal

= 91 [cm] x 56 [cm] x 2[cm] = 10192 [cm³] 

Perhitungan massa plat mild steel depan dan belakang massa

=ρxvx2 = 0,08 [g/cm³] x 10192 [cm³] x 2 = 1,63 [kg]



Perhitungan massa total plat mild steel 𝑚𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

= 1,746 [kg] + 1,074 [kg] + 1,63 [kg] = 4,45 [kg]



Kalor yang diserap oleh plat mild steel 54

𝑄𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑒𝑛 = 𝑚𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 x 𝐶𝑝 insulen x ∆𝑡 = 4,45 [kg] x 0,84 [J/kgK] x (423 – 303) [K] = 448,560 [kJ]

Kalor yang terdapat pada lapisan dinding luar 𝑔

𝜌𝑚𝑖𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑒𝑒𝑙 = 7,85 [𝑐𝑚³] 𝐶𝑝 = 510,789 [



𝐽 𝑘𝑔𝐾

]

Perhitungan volume plat mild steel atas dan bawah 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal = 91 [cm] x 60 [cm] x 0,15 [cm] = 819 [cm³]



Perhitungan massa plat mild steel atas dan bawah massa

=ρxvx2 = 7,85 [g/cm³] x 819 [cm³] x 2 = 12,846 [kg]



Perhitungan volume plat mild steel kanan dan kiri 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal = 504 [cm³]



Perhitungan massa plat mild steel kanan dan kiri massa

=ρxvx2 = 7,85 [g/cm³] x 504 [cm³] x 2 = 7,912 [kg]



Perhitungan volume plat mild steel depan dan belakang 𝑉𝑝𝑙𝑎𝑡

= panjang x lebar x tebal = 764,4 [cm³]



Perhitungan massa plat mild steel depan dan belakang massa

=ρxvx2 = 7,85 [g/cm³] x 764,4 [cm³] x 2 = 12 [kg] 55



Perhitungan massa total plat mild steel 𝑚𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

= 12,846 [kg] + 7,912 [kg] + 12 [kg] = 32,758 [kg]



Kalor yang diserap oleh plat mild steel 𝑄𝑙𝑢𝑎𝑟

= 𝑚𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 x 𝐶𝑝 x ∆𝑡 = 32,758 [kg] x 510,789 [J/kgK] x (303,006 – 303) [K] = 0,100394 [kJ]

Total kalor pada tiap material 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 + 𝑄𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑒𝑛 + 𝑄𝑙𝑢𝑎𝑟 = 2007,891 [kJ] + 448,56 [kJ] + 0,100394 [kJ] = 2456,551 [kJ]

Daya yang dibutuhkan untuk pemanasan material selama 1 jam 𝑃𝑖𝑛

= =

𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡 2456551 [𝐽] 3600 [𝑠]

= 682,375 [W]

Besar keseluruhan daya 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑖𝑛 + 𝑃ℎ𝑒𝑎𝑡𝑙𝑜𝑠𝑠 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 682,375 [W] + 551,122 [W] 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑠𝑙 = 1233,497 [W] Jadi, daya keseluruhan yang diperlukan oleh mesin pengering papan partikel kayu adalah 1233,497 [W] sehingga, daya pada mesin cukup dengan menggunakan daya sebesar 1200 [W].

4.5 Kelistrikan

56

Alat pengering untuk papan partikel kayu ini menggunakan rangkaian parallel dengan menggunakan sumber listrik dari rumah karena ditujukan untuk para pelaku UKM kayu.

Daya Total : 4 Heater Elektrik kapasitas 300 [W] Daya Total : 4 x 300 [W] Daya Total : 1200 [W] Pada rangkaian parallel tegangan yang terjadi pada setiap heater elektrik nilainya sama. Maka untuk setiap heater elektrik tegangan yang terjadi adalah 220 [V].

Arus masuk : P

= Vx I

1200 [W]

= 220 [V] x I

I

=

I

= 5,454 [A]

(Mahmood Nahvi, 2003)

1200 [𝑊] 220 [𝑉]

Pada rangkaian parallel arus yang mengalir masuk pada cabang, nilainya sama dengan arus yang keluar. Nilai arus yang masuk pada cabang adalah 5,454 [A]. Hambatan : V

=IxR

220 [V]

= 5,454 [A] x R

R

=

R

= 40,337 [Ω]

(Mahmood Nahvi, 2003)

220 [𝑉] 5,454 [𝐴]

4.6 Spesifikasi Bahan Untuk menunjang dalam merealisasikan konsep mesin, perlu adanya spesifikasi bahan yang dibutuhkan, diantaranya : 1. Heater

57

Gambar 4.7 Tubular Heater

Spesifikasi elemen pemanas yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Length

: 40 [cm]



Diameter

: 5 [mm]



Body

: Black Body Ceramic



Made in

: Germany



Rated Power : 300 [Watt]



Rated Voltage : 220 [V]

2. Termometer

Gambar 4.8 Thermometer

Spesifikasi Termometer yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Brand

: Sellery



Material

: Stainless Steel



Range

: 0 – 300 [°C]

3. Termostat

58

Gambar 4.9 Thermostat

Spesifikasi Termostat yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Range

: 50 – 300 [°C]



Material

: Stainless Steel



Setting

: Analog



Made in

: Indonesia

4. Timer

Gambar 4.10 Timer

Spesifikasi Timer yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Brand

: Omron



Time Range

: 0 – 3 Hour



Type

: H3BA

5. Mild Steel

59

Gambar 4.11 Mild Steel Plat

Spesifikasi Mild Steel yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Dimension

: 120 [cm] x 240 [cm]



Thickness

: 1,5 [mm]



Quantity

: 2 Sheet

6. Besi Siku

Gambar 4.12 Besi Siku

Spesifikasi besi siku yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Thickness

: 2 [mm]



Length

: 6 [m]



Quantity

:3

7. Besi Hollow

60

Gambar 4.13 Besi Hollow

Spesifikasi besi hollow yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Dimension

: 2,5 [cm] x 2,5 [cm]



Length

: 6 [m]



Quantity

:2

8. Rockwool

Gambar 4.14 Rockwoll

Spesifikasi Rockwool yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : 

Dimension

: 1 [m] x 0,5 [m]



Quantity

: 5 Sheet



Density

: 80 [g/m²]

61

9. Kabel

Gambar 4.15 Kabel Tipe A dan Kabel Tipe B

Spesifikasi kabel yang digunakan mesin ini adalah sebagai berikut : Kabel Tipe A 

Diameter : 3 [mm]



Material

: Silicon



Length

: 12 [m]

Kabel Tipe B 

Diameter : 1,5 [mm]



Material

: Plastic rubber



Length

: 19 [m]

4.7 Proses Fabrikasi Setelah memilih bahan apa yang perlu digunakan untuk membangun sebuah mesin pengering, maka tahap selanjutnya adalah merealisasikannya, yaitu dengan melakukan proses fabrikasi. Proses fabrikasi disini dilakukan dengan beberapa proses. Yaitu : 1. Proses Cutting (Pemotongan) 2. Proses Drilling (Pengeboran) 3. Proses Bending (Penekukkan) 4. Proses Welding (Pengelasan) 5. Proses Assembling (Perakitan)

62

4.7.1 Analisa proses pembuatan rangka 4.7.1.1 Rangka mesin

Gambar 4.16 Pembagian segmen potongan

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa, dalam rangka mesin pengering terdapat 7 kelompok segmen yang berbeda satu sama lain. Rangka dibuat dengan menggunakan besi siku 30 x 30 x 3 [mm] St 37. Pembagian kelompok segmennya adalah sebagai berikut :

Tabel 4.2 Jumlah segmen rangka Nomor

ukuran Panjang

Jumlah

Panjang Segmen

Segmen

[mm]

bagian

[mm]

1

Besi 1

1200

2 Bagian

2400

2

Besi 2

910

2 bagian

1820

3

Besi 3

500

4 bagian

2000

4

Besi 4

600

5 bagian

3000

5

Besi 5

290

2 bagian

580

6

Besi 6

340

2 bagian

680

7

Besi 7

594

1 bagian

594

No

Total Bagian

18 Bagian

Total Besi Panjang Besi Yang digunakan

4.7.1.1.1

11074

Perhitungan banyaknya bahan yang dibutuhkan :

Dari table diatas dapat diketahui bahwa total panjang besi siku ukuran 30 x 30 x 3 [mm] yang dibutuhkan adalah 11074 [mm] atau 11.074 [m] . sedangkan

63

dipasaran besi siku 30 x 30 [mm] dalam 1 pcs memiliki Standart panjang 6 [m] maka : Total banyaknya pcs yang dibutuhkan : Banyak pcs =

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑡

=

11,074 [𝑚] 6 [𝑚]

= 1.845 pcs ≈ 2 batang Besi yang tersisa = n(Ukuran standart) – Total panjang yang digunakan = 2 (6 [m]) – 11,074 [m] = 12 [m] – 11,074 [m] = 0.926 [m] ≈ 926 [mm] Maka dapat disimpulkan bahwa, dalam membuat sebuah rangka mesin pengering papan partikel dibutuhkan sebanyak 2 pcs besi siku ukuran 30 x 30 x 3 [mm], dengan masih menyisakan panjang besi siku dengan panjang 0,926 [m].

4.7.1.1.2

Waktu Permesinan Proses pemotongan rangka :

Gambar 4.17 Bahan Besi Siku

Setelah didapat hasil untuk menentukan jumlah pcs besi siku yang harus digunakan yaitu sebanyak 2 buah, maka langkah berikutnya adalah melakukan proses pemotongan besi siku tersebut menjadi beberapa bagian sesuai dengan table yang telah dibuat yaitu sebanyak 18 segmen yang masing-masing berbeda ukuran dan jumlahnya. Pemotongan besi siku tersebut dilakukan dengan mesin gerinda cutting whele.

64

1. Segmen Potongan 1

Gambar 4.18 Pemotongan Segmen Siku 1

Pada pemotongan Segmen 1 ini Bahan Besi Siku ST.37 Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 1200 [mm] sebanyak 2 pcs. Lalu pada kedua ujung-ujungnya dipotong dengan sudut kemiringan 45o. waktu pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 4 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 2 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 8 menit.

2. Segmen Potongan 2

Gambar 4.19 Pemotongan Segmen Siku 2

Pada pemotongan Segmen 2 ini Bahan Besi Siku ST.37 Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 910 [mm] sebanyak 2 pcs. Lalu pada kedua ujung-ujungnya dipotong

dengan sudut kemiringan 45 o. waktu

65

pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 3 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 2 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 6 menit. 3. Segmen Potongan 3

Gambar 4.20 Pemotongan Segmen Siku 3

Pada pemotongan Segmen 3 ini Bahan Besi Siku ST.37 Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 500 [mm] sebanyak 4 pcs. waktu pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 2 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 4 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 8 menit.

4. Segmen Potongan 4

Gambar 4.21Pemotongan Segmen Siku 4

Pada pemotongan Segmen 4 ini Bahan Besi Siku ST.37 Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 600 [mm] sebanyak 5 pcs. Lalu pada kedua ujung-ujungnya dipotong

dengan sudut kemiringan 45 o. waktu

66

pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 3 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 5 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 15 menit.

5. Segmen Potongan 5

Gambar 4.22 Pemotongan Segmen Siku 5

Pada pemotongan Segmen 5 ini Bahan Besi Siku ST.37 Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 290 [mm] sebanyak 2 pcs. Lalu pada salah satu ujung dipotong dengan sudut kemiringan 45o. waktu pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 2 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 2 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 4 menit.

6. Segmen Potongan 6

Gambar 4.23 Pemotongan Segmen Siku 6

67

Pada pemotongan Segmen 6 ini Bahan Besi Siku ST.37 Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 340 [mm] sebanyak 2 pcs. waktu pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 2 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 2 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 4 menit

7. Segmen Potongan 7

Gambar 4.24 Pemotongan Segmen Siku 7

Pada pemotongan Segmen 7 ini Bahan Besi Siku ST.37 Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 594 [mm] sebanyak 1 pcs. waktu pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 3 menit.

4.6.1.1.3

Proses Pengeboran rangka

Pada mesin pengering ini, plat yang berfungsi sebagai cover mesin menempel pada besi siku St.37 dengan menggunakan baut. Oleh karena itu diperlukan sebuah proses permesinan yaitu proses pengeboran/Drilling untuk membuat lubang untuk penempatan baut tersebut. Tabel 4.3 Jumlah Lubang Pengeboran No

Nomor Segmen

Jumlah Lubang baut

Jumlah bagian

Total Lubang

1

Besi 1

9

2 Bagian

18

2

Besi 2

15

2 bagian

30

3

Besi 3

9

4 bagian

36

4

Besi 4

10

5 bagian

50

5

Besi 5

10

2 bagian

20

6

Besi 6

5

2 bagian

10

68

7

Besi 7

5

1 bagian

Total Bagian

5

18 Bagian

Total Lubang Pengeboran

169

Dari table diatas dapat diketahui bahwa jumlah lubang baut yang akan dilakukan proses pengeboran adalah sebanyak 169 lubang, dengan ukuran Ø 8 [mm]. Perhitungan waktu Pengeboran Berdasarkan Teori :

Gambar 4.25 Ilustrasi Pengeboran

Besi siku ukuran 30 [mm] x 30 [mm] didrilling dengan menggunakan mata bor berdiameter 8 [mm] untuk melubangi besi dengan ketebalan 3 [mm] dengan kecepatan potong 35 m/menit dan pemakanan 0,01375 [mm] dan jarak pemakanan sejauh 5,4 [mm]. pengeboran dilakukan berulang sebanyak 169 kali. Macam-macam perhitungan pada proses pengeboran : 1 ) Mencari Kecepatan Putar :

n= n=

1000.𝐶𝑠 𝜋.𝑑 1000.35 [

𝑚 ] 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

𝜋.8[𝑚𝑚]

n = 1392,6 [Put/Menit]

2) Mencari Jarak Pemakanan pada bor :

L = I + 0,3 d L = 3[mm] + 0,3 . 8 [mm] L = 5,4 [mm] 69

3) Mencari waktu Permesinan :

𝐿

Th = 𝑓 𝑥 𝑛 Th =

5,4 [𝑚𝑚] 𝑃𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 ] 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡

0,1375 [𝑚𝑚] . 1392,6 [

Th = 0.03 menit ≈ 1.8 [𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘]

Pada teorinya, waktu pengeboran untuk 1 lubang dengan diameter 8 [mm] dengan kedalam lubang 3 [mm] membutuhkan waktu selama 1,8 [detik]. Karena pada rangka mesin terdapat 169 Lubang yang perlu dibor, maka waktu permesinannya adalah : Waktu Permesinan Total = Jumlah Total x Th = 169 x 1,8 [detik] = 304,2 [detik]

4.7.1.1.4

Perakitan Rangka

Setelah melakukan proses pemotongan serta pengeboran pada besi siku yang ada, langkah selanjutnya adalah proses perakitan. pada Proses ini, beberapa segmen yang ada digabungkan dengan proses pengelasan.

1. Gabungkan Segmen 1,4,dan 7 dengan cara pengelasan (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat

proses fabrikasi dilakukan waktu

pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 2 menit.

70

Gambar 4.26 Perakitan Segmen 1,4,7

Pada gambar, dapat diamati bahwa terdapat 6 buah kampuh/jalur pengelasan. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 2 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen 1,4,dan 7 adalah ± 12 menit. 2. Setelah Gabungan segmen 1,4 dan 7 telah dilakukan pengelasan. Selanjutnya adalah dengan menggabungkan segmen 3 dan 6 (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat proses fabrikasi dilakukan waktu pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 2 menit.

71

Gambar 4.27 Perakitan Segmen 1,4,7,3,6

Pada gambar, dapat diamati bahwa terdapat 6 buah kampuh/jalur pengelasan tambahan. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 2 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen 3 dan 6 pada segmen 1,4,dan 7 adalah ± 12 menit.

3. Proses pengelasan terakhir yang dilakukan adalah dengan mengelas segmen 2, segmen 4 (bagian atas) , dan segmen 5 (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat proses fabrikasi dilakukan waktu pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 2 menit.

72

Gambar 4.28 Akhir Proses Pengelasan

Pada gambar, dapat diamati bahwa terdapat 14 buah kampuh/jalur pengelasan tambahan. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 2 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen 2, 4 (bagian atas) dan segmen 5 pada segmen 1,4,7,3 dan 6 adalah ± 28 menit. Dari proses pengelasan diatas, maka dapat diketahui bahwa pada proses pengelasan rangka terdapat total 26 kampuh/jalur pengelasan, dan membutuhkan waktu proses selama 52 [menit].

Maka Total waktu permesinan berdasarkan proses fabrikasinya dalam membuat rangka mesin adalah : Th = Waktu Pemotongan Segmen + Waktu Pengeboran + Waktu Pengelasan = 48 [menit] + 5 [menit] + 82 [menit] = 135 [menit]

73

Gambar 4.29 Rangka Mesin

4.7.1.2

Rangka Rak

Gambar 4.30 Rak Mesin

Rak mesin pengering berfungsi sebagai tempat dies dari papan partikel, dimana terdapat 5 tingkat untuk penempatannya. Pada proses fabrikasinya, rak mesin pengering ini memiliki 3 segmen yang berbeda. Rangka dibuat dengan menggunakan besi hollow berukuran 30 x 30 x2 [mm], sedangkan untuk bracketnya menggunakan besi siku berukuran 30 x 30 x 3 [mm]. adapun pembagian kelompok segmennya adalah sebagai berikut :

74

Tabel 4.5 Jumlah segmen rangka No 1 2 3 4

4.7.1.2.1

Nomor Segmen Besi 1 Besi 2 Besi 3 Besi 4

ukuran Panjang [mm]

Jumlah bagian

Panjang Segmen [mm]

330 690 40 440

4 Bagian 4 bagian 20 bagian 4 bagian Total Bagian 32 Total Besi Panjang Besi Hollow Yang digunakan Total Besi Panjang Besi siku Yang digunakan

1320 2760 800 1760 5840 800

Perhitungan banyaknya bahan yang dibutuhkan :

1. Besi Hollow 30 x 30 x 2 [mm] Dari table diatas dapat diketahui bahwa total panjang besi hollow ukuran 30 x 30 x 2 [mm] yang dibutuhkan adalah 5840[mm] atau 5,840 [m] . sedangkan dipasaran besi hollow 30 x 30 x 2 [mm] dalam 1 pcs memiliki Standart panjang 6 [m] maka : Total banyaknya pcs yang dibutuhkan : Banyak pcs =

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑡

=

5,840 [𝑚] 6 [𝑚]

= 0,97 pcs ≈ 1 pcs Besi yang tersisa = n(Ukuran standart) – Total panjang yang digunakan = 1 (6 [m]) – 5,840 [m] = 6 [m] – 5,840 [m] = 0,16 [m] ≈ 160 [mm] 2. Besi Siku 30 x 30 x 3 [mm] Dari table diatas dapat diketahui bahwa total panjang besi siku ukuran 30 x 30 x 3 [mm] yang dibutuhkan adalah 800 [mm] atau 0,8 [m] . sedangkan besi siku yang digunakan pada saat pembuatan rangka masih menyisakan panjang total 926 [mm] maka dalam pembuatan bracket rangka rak, tidak perlu membeli kembali besi siku yang baru.

75

Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa, dalam membuat sebuah rangka rak mesin pengering papan partikel dibutuhkan hanya 1 pcs besi hollow ukuran 30 x 30 x 2 [mm], dengan masih menyisakan panjang besi hollow dengan panjang 0,16 [m]. dan tidak perlu membeli kembali besi siku ukuran 30 x 30 x 3 [mm] karena, pada saat pembuatan rangka mesin masih terdapat sisa yang lebih banyak dari pada bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan bracket pada rangka rak.

4.6.1.2.2

Waktu Permesinan Proses pemotongan rangka :

Gambar 4.31 Bahan Besi Hollow 30 x 30 x 2 [mm]

Setelah didapat hasil untuk menentukan jumlah pcs besi hollow yang harus digunakan yaitu sebanyak 1 buah, maka langkah berikutnya adalah melakukan proses pemotongan besi hollow tersebut menjadi beberapa bagian sesuai dengan table yang telah dibuat yaitu sebanyak 28 segmen yang masing-masing berbeda ukuran dan jumlahnya. Pemotongan besi siku tersebut dilakukan dengan mesin gerinda cutting whele.

76

1. Segmen Potongan 1

Gambar 4.32 Pemotongan segmen hollow 1

Pada pemotongan Segmen 1 ini Bahan Besi hollow Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 330 [mm] sebanyak 4 pcs. Lalu pada kedua ujung-ujungnya dipotong

dengan sudut kemiringan 45o . waktu

pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 2 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 4 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 8 menit. 2. Segmen Potongan 2

Gambar 4.33 Pemotongan Segmen Hollow 2

Pada pemotongan Segmen 2 ini Bahan Besi hollow Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 690 [mm] sebanyak 4 pcs. Lalu pada kedua ujung-ujungnya dipotong

dengan sudut kemiringan 45o . waktu

pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 3 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 4 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 12 menit.

77

3. Segmen Potongan 3

Gambar 4.34 Pemotongan Segmen Hollow 3

Pada pemotongan Segmen 3 ini Bahan Besi siku Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 40 [mm] sebanyak 20 pcs.. waktu pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 2 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 20 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 40 menit. 4. Segmen Potongan 4

Gambar 4.35 Pemotongan Segmen Hollow 4

Pada pemotongan Segmen 4 ini Bahan Besi hollow Dipotong dengan gerinda menjadi ukuran 440 [mm] sebanyak 4 pcs.. waktu pemotongan 1 pcs Segmen ini adalah ± 3 menit. Karena yang dibutuhkan adalah sebanyak 4 pcs, maka waktu pemotongannya menjadi ± 12 menit.

78

4.7.1.2.3

Perakitan Rangka Rak Mesin

Setelah melakukan proses pemotongan pada besi siku yang ada, langkah selanjutnya adalah proses perakitan. pada Proses ini, beberapa segmen yang ada digabungkan dengan proses pengelasan. 1. Gabungkan Segmen 1, dan 2 dengan cara pengelasan (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat

proses fabrikasi dilakukan waktu

pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 2 menit.

Gambar 4.36 Pengelasan Segmen 1 dan 2

Pada gambar, dapat diamati bahwa terdapat 4 buah kampuh/jalur pengelasan. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 2 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen 1,dan 2 adalah ± 8 menit.

2. Gabungkan Segmen 3 dan 4 dengan cara pengelasan (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat

proses fabrikasi dilakukan waktu

pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 3 menit.

79

Gambar 4.37 Pengelasan Segmen 3 dan 4

Pada gambar, dapat diamati bahwa terdapat 20 buah kampuh/jalur pengelasan. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 3 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen 3,dan 4 adalah ± 60 menit.

3. buat penggabungan untuk segmen 1 dan 2 bagian atas dengan cara pengelasan (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat proses fabrikasi dilakukan waktu pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 2 menit.

Gambar 4.38Pengelasan Segmen 1 dan 2 Atas

gambar, dapat diamati bahwa terdapat 4 buah kampuh/jalur pengelasan. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 2 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen 1,dan 2 adalah ± 8 menit.

80

4. Gabungkan segmen 1,2,3 dan 4 dengan cara pengelasan (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat

proses fabrikasi dilakukan waktu

pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 3 menit.

Gambar 4.39 Pengelasan Segmen 1,2,3,dan 4

Pada gambar, dapat diamati bahwa pada proses ke 3 ini terdapat segmen 1,2 dan 3,4 digabungkan pada proses ini terdapat 4 buah kampuh/jalur pengelasan baru. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 3 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen 1,2 dan 3,4 adalah ± 12 menit.

5. Proses terakhir adalah proses dimana seluruh segmen mulai dari segmen 1,2,3,4 dan segmen 1 dan 2 bagian atas digabungkan dengan cara pengelasan (Seperti pada gambar, ditandai dengan warna merah), pada saat proses fabrikasi dilakukan waktu pengelasan untuk 1 jalur pengelasan adalah ± 3 menit.

81

Gambar 4.40 Rangka Rak

Pada gambar, dapat diamati bahwa pada proses terakhir ini seluruh digabungkan pada proses ini terdapat 4 buah kampuh/jalur pengelasan baru. karena untuk 1 jalur pengelasannya membutuhkan waktu ± 3 menit, Maka waktu yang diperlukan untuk menggabungkan segmen terakhir ini adalah ± 12 menit.

Maka Total waktu permesinan berdasarkan proses fabrikasi dalam membuat Rangka Rak Mesin adalah : Th = Waktu Pemotongan Segmen + Waktu Pengelasan = 72 [menit] + 100 [menit] = 172 [menit]

4.7.1.3

Fabrikasi Pintu Mesin Pengering

Pintu pada mesin pengering berfungsi sebagai tempat memasukan dan mengeluarkan dies hasil cetakan papan partikel, dan juga agar mencegah udara panas yang ada didalam mesin tidak keluar. Pintu mesin pengering papan partikel ini dibuat dengan beberapa proses fabrikasi, seperti memotong plat dan proses bending.

82

Gambar 4.41 Bentuk Pintu

Pada proses pembuatan pintu ini, terdapat 4 segmen yang berbeda. Dari keempat segmen tersebut nantinya dilakukan lagi beberapa proses untuk penggabungannya, seperti proses pengelasan dan dengan menggunakan paku rivet. Bahan yang digunakan pada pembuatan pintu ini adalah sama seperti pembuatan plat, yaitu plat mild steel hitam. Segmen 1

Gambar 4.42 Ukuran Pintu

Ukuran pintu mesin pengering adalah 913 [mm] x 563 [mm] x 40 [mm]. untuk menutup rongga yang ada didalam pintu, insulen digunakan sebagai bahan yang digunakan. Penggunaan insulen tersebut juga berpengaruh pada laju perpindahan panasnya. Agar panas yang ada didalam ruangan tidak menjalar keluar.

83

Bentuk Bentangan Segmen 1

Gambar 4.43 Bentangan Pintu

Pada gambar diatas, garis putus-putus merupakan alur atau garis bendingan. Perlu adanya perhitungan untuk menentukan ukuran bahan yang akan digunakan sebagai pintu.

Menentukan panjang dan lebar bentangan :

Gambar 4.44 Keterangan simbol

Keterangan : X = Jarak atau letak Sumbu Netral r = Jari-jari Tekukan t = tebal plat A = Busur tekuk yang diizinkan (Bending Allowance) α = Sudut tekukan l1 dan l2 = panjang pelat yang masih utuh / lurus B1 dan B2 = jarak ukur L = Panjang bentangan pelat

84

Mencari Panjang Bentangan Pada bentangan yang akan dibuat, telah diketahui bahwa Jarak Ukur 1 adalah 30 [mm] jarak ukur 2 adalah 40 [mm], jarak ukur 3 adalah 913 [mm], jarak ukur 4 sama dengan jarak ukur 2, jarak ukur 5 sama dengan jarak ukur 1. Plat yang akan dibending memiliki ketebalan 1.5 [mm] dengan jari-jari tekukan 2 [mm] serta sudut tekukan adalah 90o. untuk mencari panjang bentangan yang diperlukan, diperlukan beberapa perhitungan seperti berikut :

Panjang Bentangan = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 + 4.A Mencari panjang plat yang utuh/lurus 1 l1 = B1 – (r + t) = 30 [panjang plat yang utuh/lurus 1mm] – (2 [mm] + 1.5 [mm]) = 30 [mm] – 3.5 [mm] = 26.5 [mm]

Mencari panjang plat yang utuh/lurus 2 l2 = B2 – (r + t) – (r + t) = B2 – 2(r + t) = 40 [mm] – 2(2 [mm] + 1.5 [mm]) = 40 [mm] – 7 [mm] = 33 [mm]

Mencari panjang plat yang utuh/lurus 3 l3 = B3 – 2 (r + t) = 913 [mm] – 2 (2 [mm] + 1.5 [mm]) = 913 [mm] – 7 [mm] = 906 [mm]

85

Mencari panjang plat yang utuh/lurus 4 l4 = B4 -2 (r + t) = 40 [mm] – 2(2 [mm] + 1.5 [mm]) = 40 [mm] – 7 [mm] = 33 [mm]

Mencari panjang plat yang utuh/lurus 5 l5 = B5 – (r + t) = 30 [mm] – (2 [mm] + 1.5 [mm]) = 30 [mm] – 3.5 [mm] = 26,5 [mm]

Mencari letak sumbu netral Karena r pada bending ini < 2.t ,maka : X = 0.33 . t = 0.33 . 1.5 [mm] = 0.495

Mencari busur tekuk yang diizinkan A= =

2 𝜋 𝛼 (𝑟+𝑥) 360 2 𝜋 90 (2+0.495) 360

= 3,91 Setelah seluruh data didapat, maka dapat mencari panjang Bentangan yang ada : L = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 + (4.A) = 26.5 [mm] + 33 [mm] + 906 [mm] + 33 [mm] + 26.5 [mm] + (4 . 3,91) = 1014,14 [mm]

Mencari Lebar Bentangan Untuk mencari lebar bentangan yang akan dibuat, telah diketahui bahwa Jarak Ukur 1 adalah 30 [mm] jarak ukur 2 adalah 40 [mm], jarak ukur 3 adalah 563

86

[mm], jarak ukur 4 sama dengan jarak ukur 2, jarak ukur 5 sama dengan jarak ukur 1. Plat yang akan dibending memiliki ketebalan 1.5 [mm] dengan jari-jari tekukan 2 [mm] serta sudut tekukan adalah 90o. untuk mencari lebar bentangan yang diperlukan, diperlukan beberapa perhitungan seperti berikut :

Lebar Bentangan = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 + 4.A Mencari panjang plat yang utuh/lurus 1 l1 = B1 – (r + t) = 30 [mm] – (2 [mm] + 1.5 [mm]) = 30 [mm] – 3.5 [mm] = 26.5 [mm] Mencari panjang plat yang utuh/lurus 2 l2 = B2 – (r + t) – (r + t) = B2 – 2(r + t) = 40 [mm] – 2(2 [mm] + 1.5 [mm]) = 40 [mm] – 7 [mm] = 33 [mm] Mencari panjang plat yang utuh/lurus 3 l3 = B3 – 2 (r + t) = 563 [mm] – 2 (2 [mm] + 1.5 [mm]) = 563 [mm] – 7 [mm] = 556 [mm] Mencari panjang plat yang utuh/lurus 4 l4 = B4 -2 (r + t) = 40 [mm] – 2(2 [mm] + 1.5 [mm]) = 40 [mm] – 7 [mm] = 33 [mm] Mencari panjang plat yang utuh/lurus 5 l5 = B5 – (r + t) = 30 [mm] – (2 [mm] + 1.5 [mm]) = 30 [mm] – 3.5 [mm]

87

= 26,5 [mm] Mencari letak sumbu netral Karena r pada bending ini < 2.t ,maka : X = 0.33 . t = 0.33 . 1.5 [mm] = 0.495 Mencari busur tekuk yang diizinkan A= =

2 𝜋 𝛼 (𝑟+𝑥) 360 2 𝜋 90 (2+0.495) 360

= 3,91

Setelah seluruh data didapat, maka dapat mencari panjang Bentangan yang ada : L = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 + (4.A) = 26.5 [mm] + 33 [mm] + 556 [mm] + 33 [mm] + 26.5 [mm] + (4 . 3,91) = 690.64 [mm]

Maka panjang x lebar bentangan adalah 1014,14 [mm] x 690,64 [mm]. dengan luasan sebesar 700405,65 [mm2].

Gambar 4.45 Panjang x Lebar Bentangan

88

Segmen 2

Gambar 4.46 Ukuran Segmen 2

Pada segmen ke 2 ini, bagian yang dibentuk dengan proses bending hanyalah lebarnya saja. Sedangkan untuk panjang, segmen 2 memiliki panjang 851,59 [mm]. untuk mendapatkan ukuran lebar yang sesuai dengan keinginan, diperlukan perhitungan untuk menentukan lebar bentangan segmen 2 tersebut. Mencari Lebar Bentangan Segmen 2

Gambar 4.47 Bentangan Segmen 2

Pada bentangan segmen ke 2 ini, bending yang dilakukan adalah bending tunggal yang hanya dilakukan pada salah satu permukaannya.

89

Gambar 4.48 Bending tunggal

Pada bentangan yang akan dibuat, telah diketahui bahwa benda yang akan ditekuk memiliki jarak ukur 1 sebesar 20 [mm], jarak ukur 2 sebesar 30 [mm] dengan jarijari penekukan 2 [mm], ketebalan 1.5 [mm] dan sudut penekukan sebesar 90o. karena pada segmen ke 2 ini perlu diketahui lebar yang dibutuhkan untuk membuatnya, maka diperlukan perhitungan sebagai berikut :

Lebar Bentangan Bending Tunggal= l1 + l2 + A Mencari panjang plat yang utuh/lurus 1 l1 = B1 – (r + t) = 20 [mm] – (2 [mm] + 1.5 [mm]) = 20 [mm] – 3.5 [mm] = 16.5 [mm] Mencari panjang plat yang utuh/lurus 2 l2 = B2 – (r + t) = B2 – (r + t) = 30 [mm] – (2 + 1.5) = 26.5 [mm] Mencari letak sumbu netral Karena r pada bending ini < 2.t ,maka : X = 0.33 . t 90

= 0.33 . 1.5 [mm] = 0.495 Mencari busur tekuk yang diizinkan A= =

2 𝜋 𝛼 (𝑟+𝑥) 360 2 𝜋 90 (2+0.495) 360

= 3,91 [mm] Setelah seluruh data didapat, maka lebar Bentangan yang ada : L = l1 + l2 + A = 16.5 [mm] + 26.5 [mm] + 3,91 [mm] = 46,91 [mm]

Maka, ukuran awal panjang x lebar dari segmen 2 agar memperoleh ukuran yang sesuai setelah dilakukan proses bending adalah 851.59 [mm] x 46.91 [mm]. Segmen 3

Gambar 4.49 Ukuran Segmen 3

Yang membedakan dari segmen 3 dengan segmen 2 adalah pada ukuran panjangnya saja yaitu 501,59 [mm], sehingga untuk menentukan ukuran lebar mula-mula agar setelah proses bending hasil yang didapat sesuai dengan keinginan sama halnya seperti lebar yang telah didapat pada perhitungan lebar segmen 2. Yaitu sebesar 46,91 [mm]. Maka, ukuran panjang x lebar untuk segmen 3 ini adalah 501,59 [mm] x 46,91 [mm].

91

Segmen 4

Gambar 4.50 Ukuran segmen 4

Segmen 4 ini digunakan pada saat insulen telah dimasukan didalam pintu, agar insulen tersebut tetap terjaga dan tidak terpapar langsung udara panas dari oven. Penggabungan segmen 4 ini dilakukan dengan menggunakan paku rivet. Ukuran panjang x lebar dari segmen 4 ini adalah 856 [mm] x 506 [mm].

Perakitan Pintu Mesin Pengering 1. menggabungkan segmen 1,2,3 dengan proses pengelasan (pada gambar ditunjukan dengan warna merah). Pada perakitan ini, digunakan 1 segmen 1, 2 buah segmen 2, dan 2 buah segmen 3.

Gambar 4.51 Perakitan pintu mesin

2. memasukan insulen pada pintu, insulen berguna sebagai penahan panas, agar udara panas didalam ruangan oven tidak seluruhnya keluar ke lingkungan.

92

Gambar 4.52 Instalasi Insulen Kedalam Pintu

3. Menggabungkan segmen 4, sebagai penutup dan mencegah insulen terpapar langsung oleh udara panas dari dalam ruang oven. Penggabungan segmen 4 ini menggunakan paku rivet (Ditunjukan dengan lingkaran merah) .

Gambar 4.53 Proses Pemasangan Segmen 4

93

4.7.1.3

Plat Cover

Plat pada mesin pengering ini digunakan sebagai cover dan sebagai tahanan panas, plat yang digunakan adalah plat mild steel hitam berukuran 2400 [mm] x 1200 [mm] x 1.5 [mm], plat dipotong mengikuti klasifikasi berikut :

Tabel 4.6 Klasifikasi Plat No

Bagian Plat

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Luar Atas Luar Kanan Luar kiri bawah Luar Kiri Atas Luar Belakang Luar Bawah Panel kiri Panel depan Panel Belakang Panel Atas Dalam Bawah Dalam Atas Dalam Kanan Dalam Kiri Pintu Mesin

Ukuran PxL [mm] 910 x 600 600 x 560 600 x 400 600 x 160 913 x 563 1200 x 600 600 x 400 400 x 290 400 x 290 600 x 290 851 x 594 851 x 594 594 x 554 594 x 554 1014 x 690

Banyak Plat

Luas [mm2]

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

546000 336000 240000 96000 514019 720000 240000 116000 116000 174000 505494 505494 329076 329076 699660

Banyak Plat Total Luas Plat Yang digunakan

4.7.1.2.1

15 5466819

Menghitung Jumlah Lembar Plat yang dibutuhkan

Dari data table diatas diketahui bahwa Luasan plat yang dibutuhkan untuk keseluruhan cover pada mesin pengering adalah 5.466.819 [mm2]. Dipasaran, ukuran dari sebuah plat standartnya adalah 2400 [mm] x 1200 [mm] yang dapat diartikan bahwa plat tersebut memiliki luasan sebesar 2.880.000 [mm2]. Dari data tersebut dapat di tentukan jumlah plat yang dibutuhkan.

94

4.7.1.2.2

Menghitung Jumlah Lembar Plat yang dibutuhkan :

Jumlah Plat =

𝐿𝑢𝑎𝑠𝑎𝑛 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑃𝑙𝑎𝑡 𝑌𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 𝐿𝑢𝑎𝑠𝑎𝑛 𝑆𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑡 𝑃𝑙𝑎𝑡 5.466.819 [𝑚𝑚2]

= 2.880.000 [𝑚𝑚2] = 1.898 pcs ≈ 2 Lembar Maka, jumlah plat yang dibutuhkan untuk membuat seluruh cover yang ada pada mesin pengering adalah sebanyak 2 lembar.

4.7.1.4 Perakitan (Assembling)

Gambar 4.54 Hasil Perakitan

Pada tahap perakitan (assembling) bagian-bagian mesin dihubungkan dengan menggunakan baut. Seluruh komponen dipastikan menempel pada rangka mesin, dan seluruh komponen harus terikat dengan kuat, terutama pada bagian plat cover, karena jika pada proses assembly terjadi celah. Maka dapat dipastikan udara panas dari dalam ruang akan menjalar keluar.

4.8 Biaya Fabrikasi 4.8.1 Biaya Pembuatan Berikut adalah tabel rincian atau realisasi biaya bahan habis pakai dalam proses pembuatan Tugas Akhir ini.

95

Tabel 4.7 Biaya Bahan Habis Pakai (A) No

Nama Barang

Ukuran

Jumlah

Harga Satuan (Rp)

Harga Total (Rp)

Nama Toko

1

Plat Siku

30[mm] x 30[mm] x 6000[mm]

2

40.000

80.000

Satria Baja

2

Besi Hollow

30[mm] x 30[mm] x 6000[mm]

1

80.000

80.000

Satria Baja

3

Plat Eser Hitam

2

360.500

721.000

4 5

Tubular Heater Thermostat Terminal Keramik Kabel Heater Adjuster PWN-15 [A] On/Off Pilot Lamp Rockwool Density 80

4 1

130.000 150.000

520.000 150.000

Inti Baja Pratama Eka Utama Eka Utama

8

10.000

80.000

Eka Utama

Ø2.5[mm] x 5[m] m10 x 100[mm]

1 4

10.000/[m] 14.000

50.000 56.000

Eka Utama Master Teknik

15[A]

1

50.000

50.000

PD. Sahabat

600[mm] x 1200 [mm] x 25.4[mm]

2

8.000

16.000

6

35.000

210.000

PD. Sahabat Corner Abadi Tehnika

m8 x 30[mm]

100

325

32.500

m8

100

45

4.500

22.000/[m]

110.000

1

41.500

41.500

6 7 8 9 10 11 12

Baut + Mur

13

Ring

14 Kabel Heater

1220[mm] x 2440 [mm] x 1.5[mm] 300[W] 300[°C]

Ø4[mm] x 5[m]

15

Mata Bor Nachi

16

Timer Omron + Socket

1

250.000

250.000

Rafa Electrik

17

Kontaktor Siemens

1

300.000

300.000

Rafa Electrik

18

Auxilary Kontaktor

1

100.000

100.000

Rafa Electrik

19 20

Kabel AWG 18 Skun Terminal Kabel 1512

Ø1,5[mm] x 4[m]

1 8

5.000/[m] 500

20.000 4000

PCM Elektronik PCM Elektronik

Sikring Meet Push Button Tie Monte

20[A]

25.000 30.000 15.000 1.000

25.000 30.000 30.000 5.000

21 22 23 24

m8

1

PT. Sinar Laut Fastindo PT. Sinar Laut Fastindo Anuga Jaya Abadi CV. Hanna Teknik

1 1 2 5

PCM Elektronik PCM Elektronik PCM Elektronik PCM Elektronik

96

25

Kabel Super Hitam

26

Relay

27 Kabel Tis Engsel Pintu 28 Dolphin 29 Baut + Mur

Ø4[mm] x 16[m] 7 [A]

4000/[m]

64.000

Sinar Komodo Elektric

35.000

35.000

Sinar Komodo Elektric

100

1.000

Sinar Komodo Elektric

17.000 500

17.000 6.000

30.000

30.000

30.000 200 600

60.000 4.000 39.000

Bumi Jaya Bumi Jaya Terus Jaya Motor Terus Jaya Motor SDD SDD

500 500 400 250.000

5.000 5.000 6.000 250.000

SDD SDD SDD SDD

1 1

150 25.000 35.000

1.500 25.000 15.000

SDD Cahaya Mandiri Cahaya Mandiri

1 Kaleng 2 [lt]

55.000 15.000/[lt]

55.000 30.000

Mandiri Mandiri

15.000

15.000

2.000 25.000 6.000 10.000 450

54.000 25.000 6.000 10.000 45.000

Mandiri Setia Kawan Shock Warna Bersinar Warna Bersinar Seribu Bintang PD. Agung Jaya

1 1 10 1

m4 x 30

12

30

Handle Pintu

1

31

Pengunci Pintu

2

32 33

Rivet SP 523 Baut + Mur

34

Baut + Mur + Ring

35 36 37

Baut + Mur Baut + Mur Termometer

38

Rivet SP 540

39 40

Pilok Hitam Rantai

41

Cat SEIV 684

42

Thiner Diamond Thiner Kepala Macan

43 44

Boshing Shock

45 46 47 48

Pilok Hitam Lakban Kertas PG (Lips Cable) Sekun Y

4[mm] x 15 [mm] m8 x 30[mm] m6 x 20[mm] m8 x 40[mm] m8 x 15[mm] 300[°C] Ø4[mm] x 15[mm]

20 65 10 10 15 1 10

1 Ø10[mm] x 20[mm]

2,5[mm] Biaya Material Alat (A)

27 1 1 1 100

3.769.000

Tabel 4.8 Biaya Perjalanan (B) No 1 2

Perihal Bensin Parkir

Biaya Perjalanan (B)

Biaya (Rp) 150.000 21.000 171.000

97

Tabel 4.9 Biaya Lain-Lain (C) No

Perihal

Jumlah

1

Pembuatan Proposal RGDM

2 3 4

Publikasi Jurnal Ilmiah Semnas Jasa Potong Besi Struktur Materai Rp. 6000

3 30 potong 3

Biaya (Rp) 58.000 775.000 90.000 21.000

Jumlah Biaya lain-lain (C)

Nama Toko Kavita Photocopy

Satria Baja Fotsil 944.000

 Total Biaya

Tabel 4.10 Total Biaya Jenis Total Biaya Jumlah Biaya A Jumlah Biaya B Jumlah Biaya C

No 1 2 3

Jumlah (Rp) 3.769.000 171.000 944.000 4.884.000

Total A + B + C

4.8.2.1 

Break event Point (BEP)

Total Cost

= Biaya Material Alat + Biaya Perjalanan = Rp. 3.769.000,- + Rp. 171.000,= Rp. 3.940.000,-



Perhitungan Keuntungan Persentase keuntungan

= 50% dari total biaya

Keuntungan

= 50% x Rp. 3.940.000,= Rp. 1.970.000,-



Harga Jual Harga Jual

= Total Cost + Keuntungan = Rp. 3.940.000,- + Rp. 1.970.000,= Rp. 5.910.000,-



BEP (unit) TC

= Total Cost

= Rp. 3.940.000,-

P = Harga Jual Per unit = Rp. 5.910.000,VC = Variabel Cost

= Rp. 3.940.000,-

98

X= X=

𝑇𝐶 𝑃−𝑉 Rp.3.940.000 Rp.5.910.000 − Rp.3.940.000

X = 2,00 

BEP (Rupiah) BEP (Rupiah)

= Jumlah unit x harga jual = 2 x Rp. 5.910.000,= Rp. 11.820.000,-

Jadi setelah mendapat hasil dan perhitungan didapat hasil bahwa alat yang dibuat mengalami titik impas total penjualan 2 unit. Dalam hal ini produsen belum mengalami untung maupun rugi, maksudnya adalah jika produsen menjual lebih dari 2 unit maka peroleh keuntungan namun jika kurang dari 2 unit akan mengalami kerugian.

4.9 Standart Operasional Prosedure (SOP) Dalam menggunakan suatu mesin diperlukan suatu standart operational machine (SOP) dalam pelaksanaannya. Pada mesin pengering papan partikel ini diberlakukan SOP sebagai berikut :

Tabel 4.11 Standar Operasional Prosedur No.

Langkah yang

Keterangan Gambar

Dilakukan Periksa kabel-kabel di

1.

dalam ruang pengering untuk memastikan tidak

99

ada kabel yang terkelupas

Buka box panel dan 2

pastikan MCB berada pada posisi mengalirkan arus

Sambungkan kabel 3

dengan sumber listrik (Stop kontak)

Tekan tombol kontak 4

On untuk mengalirkan arus ke sistem kelistrikan mesin

5

Periksa apakah lampu indikator merah menyala

100

Masukkan papan partikel beserta dice nya 6

ke dalam ruang pengering, letakkan tepat di atas rak yang telah disediakan

Atur waktu pengeringan yang dibutuhkan 7

dengan memutar timer searah dengan arah jarum jam

Atur suhu pengeringan yang dibutuhkan 8

dengan memutar thermocontrol berlawanan dengan arah jarum jam

9

Tutup pintu mesin pengering

Pastikan kerapatan 10

pintu dengan menggunakan pengunci

101

Tekan tombol hijau 11

untuk mengaktifkan heater

12

Periksa apakah lampu indikator hijau menyala

Tunggu proses pengeringan sampai timer me-non aktifkan 13

elemen pemanas secara otomatis. Perhatikan thermometer untuk memantau kondisi aktual nya

102

Setelah proses pengeringan selesai, lepaskan pengunci pintu dengan perlahan. 14

Gunakan sarung tangan untuk mencegah kontak langsung dengan udara panas yang akan keluar.

Gunakan handle pintu 15

untuk buka pintu secara perlahan

Gunakan sarung tangan untuk mengeluarkan 16

dice beserta papan partikel yang sudah dikeringkan

4.10

Prosedur perawatan mesin

Perawatan mesin diperlukan agar komponen dapat selalu terjaga kualitasnya dan tidak cepat menghilangkan nilai fungsi alat tersebut. Maka dari itu dibutuhkan perawatan untuk mesin ini dengan perlakuan 1 tahun sekali sebagai berikut : 

Keluarkan rak kayu dan periksa keseluruhan sambungan las, pastikan tiap bagian rangka rak tersambung dengan baik

103



Keluarkan elemen pemanas dan pastikan elemen pemanas tidak mengalami gejala bending.



Keluarkan dudukan elemen pemanas dan pastikan tidak ada bagian yang retak atau pecah. Apabila ada bagian yang rusak atau pecah, dianjurkan untuk diganti



Keluarkan insulen dengan membuka plat dalam. Pastikan tidak ada insulen yang gosong ataupun terbakar. Jika ada insulen yang gosong atau terbakar, dianjurkan untuk diganti.



Periksa seluruh kabel yang mengalirkan arus ke masing-masing elemen pemanas, jika ada yang sobek atau terbakar, dianjurkan untuk diganti.



Buka panel box, periksa keadaan kabel dan masing masing perangkat elektronik. Bersihkan perangkat perangkat elektronik secara perlahan dengan menggunakan kuas kering.



Periksa foot adjuster, pastikan tidak ada bagian yang bending, karat, patah. Jika ada foot adjuster yang mengalami kerusakan, dianjurkan untuk diganti.



Periksa engsel pada pintu mesin, pastikan semua baut terpasang kuat dan tidak ada bagian engsel yang aus, karat, bending, ataupun patah



Periksa bagian stopper pintu dan pastikan bahwa stopper pintu tersebut mampu menahan beban pintu. Apabila stopper pintu putus, maka dianjurkan untuk diganti.

4.11

Pengujian Mesin Pengujian pertama dilakukan di Gedung M Teknik Mesin Politeknik Negeri

Jakarta pada hari Kamis, 11 Agustus 2017. Berikut merupakan data hasil pengujian Hubungan Antara Waktu,suhu dan Peningkatan panas pada mesin :

Tabel 4.12 Hubungan Antara Suhu,Waktu, dan Peningkatan Panas Mesin No. 1 2

Waktu [Menit] 0 30

Suhu Ruang [°C] 30 75

Peningkatan [oC] 0 45

104

3 4 5

60 90 120

110 135 155

35 25 20

Grafik Hasil Pengujian 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1

2

3

4

5

4

Gambar 4.52 Chart Hubungan Antara Suhu,Waktu, dan Peningkatan Panas Mesin

Data hasil pengujian diambil setiap 30 menit sekali dengan menggunakan timer, selama 4 kali percobaan, sehingga total waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan hasil pengujian adalah selama 120 [menit]. Dari data tersebut didapat bahwa kenaikan suhu berbanding lurus dengan kenaikan waktu, namun berbanding terbalik dengan peningkatan suhu panasnya.

4.12

Pengujian Pemanasan Papan Partikel Pengujian ini dilakukan pada gedung M Teknik Mesin Politeknik Negeri

Jakarta, tanggal 14 Agustus 2017. Pengujian bertujuan untuk mencari waktu pengeringan dan rata-rata massa air yang berkurang dalam waktu pengeringan. Suhu yang digunakan adalah 125 oC dengan waktu yang digunakan untuk memanaskan ruangan adalah, selama 90 menit. Tabel 4.13 Pengujian Waktu Pengeringan

105

Percobaan ke-

Suhu [°C]

Waktu Pengeringan [menit]

Massa Sebelum [gram]

Massa Sesudah [gram]

Penurunan Massa sesudah [gram]

1 2 3 4 5 6 7 8 9

125 125 125 125 125 125 125 125 125

90 95 100 105 110 115 120 125 130

998 995 1003 1005 996 998 1002 1006 997

665 638 620 607 600 597 595 595 595

27 18 13 7 3 2 0 0

Dari tabel diatas, pengujian dilakukan sebanyak 5 kali pengujian, dengan proses sebelumnya yaitu memanasi ruangan mesin pengering selama 90 menit sampai mencapai suhu ruangan 125 [oC]. setelah mencapai suhu 125 [oC] mulailah dilakukan pengujian. Pengujian dilakukan pada 5 menit awal setelah suhu mencapai 125 oC, 7.5 menit kedua setelah suhu mencapai 125 oC, 10 menit ketiga setelah suhu mencapai 125 oC, 12.5 menit keempat setelah suhu mencapai 125 oC, dan terakhir 15 menit setelah suhu ruangan mesin mencapai 125 oC. Waktu pengujian dilakukan hanya sampai 15 menit dengan suhu 125 oC, karena merupakan proses yang optimal untuk mengeringkan papan partikel. (ejournal.kemenprin.go.id)

Tabel 4.14 Pengujian Rata-Rata Pengurangan Massa Air setelah Proses Pengeringan

percobaan ke-

Suhu [°C]

1 2 3

125 125 125

Waktu Massa Massa Pengurangan Pengeringan Sebelum Sesudah Massa air [menit] [gram] [gram] [gram] 115 115 115

998 1013 1005

597 603 615

401 410 390 106

4 5

125 125 Rata-Rata

115 115

997 1003 1003,2

592 588 599

405 415 404,2

Tabel diatas menjelaskan bahwa pada proses pengeringan 1000 [gr] campuran serbuk kayu dengan resin selama 15 menit pada suhu 125 oC menghasilkan rata-rata pengurangan massa air sebanyak 416 [gr]. Dimana dalam campuran 1000 [gr] campuran terdapat perbandingan 60:40 antara serbuk kayu dan resin. 60 % adalah serbuk kayu, dan 40 % adalah resin yang sebelumnya telah dicampur dengan katalis sebagai senyawanya.

107

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan 1. Dapat Membuat papan partikel kayu dengan dimensi 60 [cm] x 30 [cm] x 1 [cm] (P x L x T), dengan begitu maka pemanfaatan limbah dari industri perkayuan dapat bernilai lebih tinggi dari sebelumnya. 2. Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan, kadar air dalam serbuk kayu berkurang dengan berat sebelum pengeringan 0,75 [kg] lalu setelah pengeringan dengan berat 0,5 [kg] dalam waktu 15 menit pada suhu 150°C. itu dapat diartikan bahwa terdapat pengurangan sebesar 0.25 [kg] kadar air, baik yang terdapat dalam serbuk kayu maupun dalam bahan campuran serbuk kayu tersebut. 3. Dapat membuat mesin pengering papan partikel dengan daya antara 1200 [watt]. Berdasarkan pengujian mesin, dengan daya 1200 [watt] dan ukuran ruangan pemanasan sebesar 90 [cm] x 60 [cm] x 50 [cm] dapat disimpulkan bahwa antara kenaikan waktu dengan suhu yang dibutuhkan terjadi perbandingan lurus, artinya semakin lama waktu proses dilakukan, maka suhunya pun akan meningkat. Namun terjadi pebandingan terbalik, antara kenaikan suhu dengan kenaikan suhu. Artinya, semakin tinggi suhu yang dicapai maka peningkatannya akan semakin turun.

5.2.

Saran 1. Sebelum merancang bangun alat pengering untuk papan partikel kayu, sebaiknya pertimbangkan bobot alat yang akan dibuat agar mudah dipindahkan. 2. Untuk selanjutnya sebaiknya tambahkan heater elektrik lagi dengan spesifikasi yang sama agar kenaikan temperatur lebih cepat

108

3. Pada saat mendesain alat pengering untuk papan partikel kayu sebaiknya perhatikan letak kontrol panel agar berjauhan dari sumber panas

109