View
17
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
21
BAB III
METODE PERANCANGAN
3.1 Prosedur Perancangan
3.1.1 Diagram Alur Perancangan (Flow Chart)
Dalam perancangan mesin pengemas produk bubuk kopi sachet ini akan
menggunakan metode perancangan yang telah ditetapkan oleh Gerhard Pahl
dan Wolfgang Beitz dengan tujuan untuk meningkatkan probabilitas
keberhasilan teknis dan ekonomi perancangan mesin. Cara merancang Pahl
dan Beitz tersebut terdiri dari 4 kegiatan atau fase, masing-masing terdiri dari
beberapa langkah. Keempat fase tersebut adalah :
1. Perencanaan dan penjelasan tugas mesin pengemas.
2. Perancangan konsep mesin pengemas.
3. Perancangan bentuk mesin pengemas.
4. Perancangan detail mesin pengemas.
Setiap fase proses perancangan berakhir pada hasil fase, seperti fase
pertama menghasilkan daftar persyaratan dan spesifikasi perancangan. Hasil
setiap fase tersebut kemudian menjadi masukan untuk fase berikutnya dan
menjadi umpan balik untuk fase yang mendahului. Perlu dicatat pula bahwa
hasil fase itu sendiri setiap saat dapat berubah oleh umpan balik yang diterima
dari hasil fase-fase berikutnya. Diagram alur perancangan mesin pengemas
jika menggunakan metode phal and beitz dapat dilihat pada gambar 3.1.
22
Tugas Pasar,Perusahaan,Ekonomi
Perencanaan dan penjelasan tugas mesin pengemas
Analisis pasar dan keadaan perusahaan
Memformulasi usulan perancangan mesin pengemas
Penjelasan tugas mesin pengemas
Mengembangkan daftar persyaratan
Daftar persyaratan
(Spesifikasi mesin pengemas)
Konsep mesin pengemas
(Solusi)
Layout awal
Dokumen perancangan mesin pengemas
Layout akhir
Mengembangkan Solusi Utama
Mengidentifikasi masalah-masalah penting
Menentukan struktur fungsi mesin pengemas
Mencari prinsip-prinsip kerja mesin pengemas
Membentuk beberapa alternatif mesin pengemas
Evaluasi terhadap kriteria teknis & ekonomis
Mengembangkan Struktur Mesin Pengemas
Menentukan bentuk awal, memilih material dan perhitungan-
perhitungan
Memilih layout awal yang terbaik
Memperbaiki layout
Evaluasi terhadap criteria teknis & ekonomis
Menetukan struktur mesin pengemas
Menghilangkan kelemahan dan kekurangan
Cek kalau-kalau ada kesalahan
Persiapan daftar komponen awal dan dokumen
Pembuatan dan susunan mesin pengemas
Menyiapkan dokumen pembuatan
Mengembangkan gambar atau daftar detail
Menyelesaikan instruksi-instruksi pembuatan susunan dan
pengiriman produk
Periksa semua dokumen
Solusi
Tin
gkat
kan
dan
per
bai
kan
Info
rmas
i per
bai
ki
daf
tar
per
syar
atan h
asil
um
pan
bal
ik
Per
enca
naa
n d
an
Pen
jela
san
Mes
in
Pen
gem
as
Per
anca
ng
an K
on
sep
Mes
in P
eng
emas
P
eran
cangan
Ben
tuk
Per
anca
ngan
Det
ail
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Menurut Pahl And Beitz
23
3.1.2 Penjelasan Setiap Fase Perancangan Mesin Pengemas
1. Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas mesin pengemas
Tugas fase ini adalah menjelaskan fungsi mesin pengemas yaitu mesin harus
melaksanakan pengisian produk bubuk kopi, pembentukan kantong plastik, dan
penyegelan kantong plastik. Fase ini menjelaskan secara lebih detail sebelum
mesin pengemas tersebut dikembangkan lebih lanjut. Hasil fase ini adalah
spesifikasi mesin pengemas yang dimuat dalam suatu daftar persyartan teknis.
2. Perancangan Konsep Mesin Pengemas
Berdasarkan spesifikasi mesin pengemas hasil fase pertama, dicarilah
beberapa konsep mesin pengemas yang dapat memenuhi persyaratan-persyaratan
dalam spesifikasi tersebut. Konsep produk tersebut merupakan solusi dari
masalah perancangan yang harus dipecahkan. Beberapa alternativ konsep mesin
pengemas dapat ditemukan.
Beberapa alternatif konsep mesin pengemas kemudian dikembangkan lebih
lanjut dan dievaluasi. Evaluasi dilakukan dengan beberapa kriteria khusus seperti
kriteria teknis, kriteria ekonomis dan lain-lain. Konsep mesin pengemas yang
tidak memenuhi persyaratan-persyaratan dalam spesifikasi mesin, tidak diproses
lagi dalam fase-fase berikutnya, sedangkan dari beberapa konsep mesin pengemas
yang memenuhi kriteria dapat dipilih solusi yang terbaik. dan ditemukan beberapa
konsep mesin pengemas terbaik yang dikembangkan lebih lanjut pada fase-fase
berikutnya.
3. Perancangan Bentuk Mesin Pengemas
Dari diagram alir cara merancang Pahl dan Beitz dapat dilihat bahwa fase
perancangan bentuk terdiri dari beberapa langkah, yang jumlahnya lebih banyak
dari jumlah langkah-langkah pada fase perancangan konsep mesin pengemas.
Pada fase perancangan bentuk ini, konsep mesin pengemas “diberi bentuk”,
yaitu komponen-komponen konsep mesin pengemas yang dalam gambar skema
atau gambar sketsa masih berupa garis atau batang saja, kini harus diberi bentuk,
sedemikian rupa sehingga komponen-komponen tersebut secara bersama
menyusun bentuk mesin pengemas, yang dalam geraknya tidak saling bertabrakan
sehingga tiap komponen pada mesin dapat melakukan fungsinya
24
4. Perancangan Detail Mesin Pengemas
Pada fase perancangan detail, maka susunan komponen, bentuk, dimensi,
kehalusan permukaan, material dari setiap komponen mesin pengemas ditetapkan.
Demikian juga kemungkianan cara pembuatan setiap produk sudah dijajagi dan
perkiraan biaya sudah dihitung. Hasil akhir fase ini adalah gambar rancangan
lengkap dan spesifikasi produk untuk pembuatan; kedua hal tersebut disebut
dokumen untuk pembuatan mesin pengemas.
3.2 Perencanaan Mekanisme Mesin Pengemas
3.2.1 Perencanaan Mekanisme Pembentukan Plastik, Pengisian Produk Dan
Penyegelan
Terdapat dua mekanisme mesin pengemas FFS vertikal yang bisa
dijadikan pilihan yaitu mesin pengemas yang kontinu dan tidak kontinu,
berikut beberapa contoh dan hak paten beberapa konsep mesin pengemas
vertikal tersebut.
a. Unkontinu
1. FFS packaging machine
Gambar 3.2 FFS packaging machine
Dimiliki oleh Lloyd Kovacs dkk.
Dengan Judul : form fill seal packaging apparatus
25
2. Vertical packaging Machine
Gambar 3.3 Vertical packaging Machine
Dimiliki oleh Akira Funaki dkk.
Dengan Judul : pillow packaging Machine, pillow type packaged
body, heat seal bar for pillow packaging machine
b. Kontinu
1. Continuous packaging machine by single sealer curve o
Gambar 3.4 Continuous packaging machine by single sealer curve o
Dimiliki oleh Ferruccio patelli.
Dengan Judul : packaging machine for manufacture, filling and
sealing of sachets.
26
2. Continuous packaging machine by double sealer curve o
Gambar 3.5 Continuous packaging machine by double sealer curve o
Dimiliki oleh Ing. R. Kammler dkk.
Dengan Judul : packaging machine for the manufacture, filling and
closing of bags and a method for operating such a
machine.
Dari data mekanisme mesin pengemas diatas maka Untuk Perancangan
mesin pengemas bubuk kopi dipilihlah mekanisme mesin pengemas kontinu
karena lebih ekonomis dari segi mekanisme didalam mesin dan mudah untuk
membuat kantong sachet yang kecil.
Prinsip kerja dari mesin pengemas yang akan dirancang adalah plastik
roll akan dibentuk menjadi tabung plastik pada forming shoulder dan akan di
tarik oleh roller friction yang mana terdapat dua roda roller yang berputar
berlawanan arah. roller friction ini juga berfungsi sebagai penyegel pada
bagian sirip vertikal, kemudian plastik akan disegel pada bagian atas dan
bawah kemasan oleh sealer curve o. Prinsip kerja mesin dapat dilihat pada
gambar 3.2.
27
Gambar 3.6 Perencanaan Mekanisme Pembentukan Plastik, Pengisian
Produk Dan Penyegelan
3.2.2 Perencanaan Weigher Filler
Berikut dua pertimbangan jenis weigher filler.
1. Volumetric Filler
Gambar 3.7 Volumetric filler
Dimiliki oleh Louis M Haugen
Dengan Judul : Volumetric packaging machine
28
2. Auger Filler
Gambar 3.8 Augher Filler
Dimiliki oleh Stanley B. Doyle
Dengan Judul : Apparatus and method for weighing product
during filling
Jenis weigher filler yang akan dibuat adalah volumetric filler, karena
lebih ekonomis dalam pembuatanya, weigher dirancang memiliki empat
mangkok, agar putaran weigher filler lebih lambat daripada sealer yakni 1 :
2 sehingga kemungkinan produk bubuk kopi yang jatuh lebih efisien.
Gambar 3.9. Perencanaan mekanisme weigher filler
29
3.2.3 Perencanaan Roller Friction
Roller friction yang digunakan untuk menarik plastik ini juga
berfungsi untuk menyegel plastik pada bagian segel sirip vertikal.
Gambar 3.10. Perencanaan mekanisme roller friction dalam menarik plastik.
3.2.4 Perencanaan Sealer Horizontal
Berikut dua pertimbangan jenis sealer kontinu.
1. Sealer Curve D
Gambar 3.11 sealer Curve D
Dimiliki oleh Vadim A. Lubezny
Dengan Judul : continuous motion drive mechanism for a
form, fill, and seal machine
30
gvbyugygyg
2. Sealer Curve O
Gambar 3.12 Sealer single and double Curve O
Dimiliki oleh Masao Ikeguchi
Dengan Judul : Method of controlling an electronic cam type
rotary cutter, and method of producing an
electronic cam curve
Jenis sealer yang digunakan adalah sealer double curve O, karena
lebih sederhana, ekonomis dan mudah, yang mana sealer ini memiliki
mekanisme berputar secara kontinu dan kecepatan putarnya sama dengan
roller friction. Plastik akan disegel ketika permukaan pemanas saling
bersentuhan.
Gambar 3.13. Perencanaan mekanisme penyegelan oleh sealer
31
3.2.5 Perencanaan Perbandingan Putaran Antara Poros Penyegel,Roller Friction
Dan Timbangan Pengisi Beserta Waktu Dan Jumlah Bungkusan.
Setiap penarikan 10 cm oleh roller friction maka sealer akan menjepit
plastik hingga plastik tersegel akibat panas. Ketika sealer curve o
menekan/menyegel, maka produk akan masuk dan produk berada di atas
sealer curve o, kecepatan sealer dan roller friction sama besarnya,
sedangkan perbandingan kecepatan timbangan pengisi dan sealer sama
dengan 1:2, mekanisme tersebut dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.14 Perencanaan Proses Pembentukan,Pengisian dan Penyegelan
Berikut ini adalah table Perbandingan putaran antara poros
penyegel,roller friction dan timbangan pengisi beserta waktu dan jumlah
bungkusan.
32
Tabel 3.1 Perbandingan putaran antara poros sealer,dan weigher beserta waktu dan jumlah
bungkusan
Waktu 0 detik 0,5 detik 1 detik 1,5 detik 2 detik 60 detik
Jumlah putaran
poros sealer 0 kali 0,25 kali 0,5 kali 0,75 kali 1 kali 30 kali
Jumlah putaran
weigher 0 kali
0,125
kali 0,25 kali 0,375 kali 0,5 kali 15 kali
Jumlah
bungkusan
0
bungkus
1
bungkus
2
bungkus
60
bungkus
3.3 Desain Awal Perancangan
Berikut adalah desain awal perancangan mesin pengemas bubuk kopi sachet
Gambar 3.15 Desain awal perancangan mesin pengemas bubuk kopi
Recommended