Perancangan Alat Pembuat Susu Kedelai

PERANCANGAN ALAT PEMBUAT SUSU KEDELAI UNTUK HOME INDUSTRY Sunardi Tjandra, Yudhi Kurniawan

 Susu kedelai merupakan hasil ekstraksi protein biji kedelai dengan menggunakan air panas.  Protein merupakan komponen utama kedelai kering.  Peralatan bantu: blender, saringan dan kain, wadah plastik, pengaduk, dan kompor.

Lima Tahap Proses Pembuatan Susu Kedelai: 1. 2. 3. 4. 5.

Perendaman kedelai Pengupasan kedelai Penghancuran kedelai Penyaringan bubur kedelai Pemasakan

Semua proses dilakukan secara manual (dengan tangan), kecuali pada proses penghancuran kedelai (menggunakan blender).

Permasalahan:  Kualitas hasil produksi tidak maksimal karena cara pembuatannya kurang bersih dan tidak higienis  warna susu kedelai kurang putih dan agak kecoklatan.  Proses yang dibutuhkan sangat banyak, sehingga diperlukan tenaga kerja yang banyak  harga produksi susu kedelai menjadi mahal.

Tujuan Perancangan:  Merancang alat bantu pembuat susu kedelai yang dapat menghancurkan, memeras serta memasak kedelai dalam satu wadah.  Dengan adanya alat ini diharapkan waktu produksi dapat dikurangi, kapasitas produksi meningkat, dan kualitas produk yang dihasilkan terjamin.

Metodologi Perancangan:

START

Identifikasi Masalah dan Pengumpulan Data

A

Spesifikasi Produk

Perancangan Proses Manufaktur & Assembly

Perancangan dan Pemilihan Konsep Pengembangan Konsep

Perhitungan Biaya Produksi

Analisis Teknik, Ergonomi, Lingkungan

Sesuai dengan Syarat Perancangan ?

YA

A

Pembuatan & Pengujian Prototype

TIDAK

END

Identifikasi Kebutuhan:  Kapasitas produksi sebanyak 75 liter dalam sehari, dengan bahan kedelai kering sebanyak 5 kilogram.  Sekali pemasakan dibutuhkan kedelai 100 gram dengan air 1,5 liter.  Waktu untuk sekali proses produksi (1,5 liter) = 10 menit. Untuk kapasitas 15 liter diperlukan waktu ± 100 menit.

Observasi:  Kapasitas blender hanya dapat menampung 200 gr kedelai mentah (sesudah direndam).  Tahapan proses yang banyak sehingga memakan waktu, terutama pada proses penghancuran, pemasakan, dan penyaringan.

Observasi:  Pemerasan dilakukan dengan tangan sehingga tidak higienis dan memerlukan tenaga yang besar.  Untuk menghasilkan 15 liter susu kedelai, butuh waktu hampir 2 jam.

Pengumpulan Data:  Spesifikasi kedelai  Proses pembuatan susu kedelai yang sudah ada  Waktu masing-masing tahapan proses

Proses Pembuatan Secara Manual: Kedelai direndam sampai lunak (±7 jam)

Kedelai dibersihkan

Kedelai ditambah air dan dihancurkan dengan menggunakan blender

Bubur kedelai direbus sampai mendidih (±10 menit)

Bubur kedelai didiamkan hingga dingin

Bubur kedelai disaring sebanyak 2 kali

Susu kedelai dicampur dengan jahe dan daun pandan kemudian direbus sampai matang (api kecil ± 60 menit)

PROSES YANG DIBUTUHKAN DALAM ALAT INI

Spesifikasi Produk:  Higienis.  Kedelai yang akan dihancurkan dalam keadaan sesudah direndam air.  Kapasitas produksi ± 15 liter susu kedelai / proses, dengan bahan kedelai kering sebanyak 1 kg.

Spesifikasi Produk:  Harga tidak lebih dari Rp. 2.000.000, Menggunakan motor AC sebagai penggerak.  Proses penghancuran, penyaringan, dan pemasakan digabung menjadi satu proses.  Dimensi alat disesuaikan dengan dimensi antropometri tubuh manusia.

Perancangan dan Pemilihan Konsep:  Fungsi Penghancur • Menggunakan pisau penghancur seperti pada blender. Hanya saja penempatan penggerak pisau potongnya berbeda.  Fungsi Pemeras: • Mekanisme pemeras untuk mendapatkan sari kedelai yang diinginkan.

Perancangan dan Pemilihan Konsep:  Fungsi Pemanas • Untuk memasak susu kedelai agar matang dan steril sehingga layak untuk dikonsumsi.  Fungsi Pemisah Saringan dari Air • Untuk memisahkan susu kedelai dari ampas kedelai yang masih terendam setelah proses selesai.

Alternatif Konsep: Alternatif Fungsi

A

B

C

D

Penghancur

Blender

Vertical Blender

-

-

Pemeras

Gaya Sentrifugal

Presser (mekanik)

Three Point Gear

Pemanas

Kompor

Elemen Pemanas

-

Pemisah Saringan dari Air

Rack and Pinion untuk galon

Bevel Gear & Power Screw

Tuas dan Gas Spring

Konsep yang dihasilkan

1

2

3

4

-

-

5

6

Rack and Pinion untuk mesin 7

Konsep Terpilih (Konsep 7):  Penggerak pisau potong motor AC  Posisi pisau  vertical blend.  Mekanisme pemeras  press manual dengan menggunakan tuas.  Proses pemisahan tabung saringan dengan air  mekanisme rack and pinion.  Pemanas  elemen pemanas.

Sketsa Konsep Terpilih: MOTOR RACK TUAS BEARING MOVABLE PLATE HEATER PISAU FILTER PINION GALON

Analisis Teknik:  Daya motor yang dibutuhkan dengan transmisi belt dan pulley.  Analisis pada komponen-komponen kritis  Daya yang dibutuhkan oleh pemanas (heater untuk merebus 15 liter susu kedelai selama 2 jam.

Analisis Teknik:  Daya motor yang dibutuhkan = 0,65 hp  digunakan motor AC 220V, daya ¾ hp, 1450 rpm.  Daya heater yang dibutuhkan = 450 watt.  digunakan heater dengan daya 500 watt.

Pembuatan Prototype:

Pengujian Prototype:  Persiapan bahan: kedelai yang sesudah direndam 2 kilogram, dan air 15 liter.  Hasil Uji Coba: • Fungsi dan mekanisme secara keseluruhan berjalan dengan baik. • Susu kedelai masih terdapat sedikit ampas. • Tinggi ampas kedelai dari dasar tabung = 12 cm. • Busa yang dihasilkan akibat proses penghancuran cukup banyak.

Kesimpulan:  Fungsi penghancur  mekanisme Vertical Blend  Fungsi pemeras  mekanisme tuas manual (press)  Fungsi pemanas  elemen pemanas yang tercelup langsung dalam susu kedelai.  Fungsi pemisah saringan  rack & pinion.  Kapasitas = 15 liter / proses dengan bahan kedelai kering 1 kg.  Motor penggerak  motor AC, ¾ hp, 1450 rpm.

Kesimpulan:  Daya heater = 500 watt, untuk merebus selama 2 jam.  Material yang kontak dengan susu kedelai  Stainless Steel.  Dimensi total alat (p x l x t) = 40 cm x 82,5 cm x 140 cm

TERIMA KASIH TERIMA KASIH