Mesin Peraga Pemrosesan Fermentasi Kedelai

Oleh

Winfrid Bonifasius Adiputra Simarmata

NIM: 612013701

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Mei 2017

INTISARI

Kedelai merupakan tanaman polong-polongan yang banyak digunakan sebagai

bahan dasar untuk membuat makanan. Di Indonesia kedelai sering kali diolah menjadi

bahan makanan lain seperti tempe, tahu, kecap, susu kedelai, tauco, kembang tahu,

oncom, dan sebagainya. Tempe dibuat dengan menggunakan kedelai yang telah

difermentasi dengan menggunakan ragi tempe selama satu sampai dua hari, tergantung

pada suhu ruang ketika proses fermentasi berlangsung. Namun di Indonesia pengolahan

kedelai menjadi tempe masih banyak dilakukan secara tradisonal dengan menggunakan

tenaga manusia, sehingga hasil produksi yang dihasilkan relatif sedikit.

Dari cara mengolah tempe secara tradisional, maka dirancanglah suatu mesin

yang mampu melakukan pengolahan bahan kedelai yang difermentasi agar menjadi

tempe secara otomatis. Mesin yang dirancang berupa peraga dengan dimensi ukuran

yang diperkecil. Mesin dalam bentuk peraga ini dapat digunakan dan bermanfaat

sebagai sarana untuk mengajarkan proses fermentasi kedelai hingga menjadi tempe.

Mesin diuji dengan menggunakan 200 gram kedelai. Kedelai digiling dan

dengan hasil 79-84% kedelai berhasil terbelah, 10-15% masih utuh, dan sekitar 5%

kedelai hancur atau tersangkut di mesin. Hasil penggilingan dicuci dan diaduk dengan

mesin pengaduk untuk membuang 50% lebih kulit ari kedelai. Air pencucian surut

dalam waktu 108 detik, kemudian dikeringkan selama 5 menit. Kedelai diberi ragi

sebanyak 5 gram, dan didistribusikan ke dalam plastik pembungkus dengan

menggunakan konveyor.

Kata Kunci :Kedelai, Fermentasi Kedelai, Tempe, Mesin Peraga Fermentasi

Kedelai

Mengetahui, Mengesahkan, Penyusun,

Dr. Iwan Setyawan Deddy Susilo, S.T., M.Eng. Winfrid Bonifasius A.S.

Dekan Pembimbing

ABSTRACT

Soybean is a leguminous plant widely used as a base for making food. In

Indonesia soybean are often processed into other foodstuffs such as tempe, tofu, soy

sauce, soy milk, tauco, kembang tahu, oncom, and so on. Tempe is made by using

fermented soybean using yeast tempe for one to two days, depending on room

temperature when the fermentation process takes place. However, in Indonesia the

processing soybean into tempe is still widely practiced traditionally by using human

power, so the resulting production is relatively small.

From the way of processing tempe traditionally, then designed a machine that

capable of processing fermented soybean material to become tempe automatically. The

designed machine is a model of diminished size dimensions. The machine in this form

can be used and useful as a tool to teach the process of soybean fermentation to become

tempe.

The machine was tested using 200 grams of soybean. The soybean were ground

and 79-84% of the soybean was successfully split, 10-15% was intact, and about 5% of

soybean were crushed or stuck in the machine. The milling results are washed and stirred

with a stirring machine to remove 50% more soybean. The washwater recedes in 108

seconds, then dried for 5 minutes. Soybean are given 5 grams of yeast, and are

distributed into a plastic wrapper using a conveyor.

Keywords: soybean, soybean fermentation, soybean fermentation machine.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu

menyertai dan membimbing penulis selama menempuh pendidikan sampai sekarang

sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas akhir sebagai

syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen

Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada

berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini :

1. Tuhan Yesus yang memberikan berkat dan jalan terbaik untuk penulis,

sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Orang tua penulis yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dalam

segala hal.

3. Bapak Deddy Susilo, M.Eng selaku pembimbing I, terima kasih atas

bimbingan, meluangkan waktunya, dan telah membimbing dengan kesabaran,

juga tambahan ide yang diberikan untuk topik skripsi saya.

4. Bapak Budihardja Murtianta, M.Eng, selaku pembimbing II yang sudah

memberikan waktunya untuk memberi bimbingan dan saran kepada penulis

selama mengerjakan skripsi ini.

5. Ibu Lusiawati Dewi, M.Sc selaku pembimbing III yang sudah memberikan

waktunya, motivasi, serta untuk memberi bimbingan yang luar biasa sabar dan

saran kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.

6. Kakak Olivia dan adik-adik Audy dan Elda yang selalu mendukung dan

mendoakan serta memberikan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan

skripsi ini.

7. Anak-anak yang paling hitz dan nggak tau malu “Palace Ulala” Nathan, Yoga,

Fay, Yosua, Ega, Nia, Khansa, Novi, Thalia, Dara, dan Sekar yang telah

berbagi keseruan dan memberikan dukungan yang luar biasa kepada penulis.

8. Jen-jen, Greg, dan Armop teman kurang kerjaan, jarang ketemu, yang selalu

chatting nggak jelas atas motivasi, dan ide-ide yang diberikan.

9. Keluarga Besar 2013, untuk semua kebersamaan yang pernah kita lalui,

semoga kalian lekas lulus semua.

10. Teman-teman lab skripsi, meski jarang bertemu dan ada di lab skripsi, namun

tetap memberikan bantuan yang sangat besar kepada penulis.

11. Teman-teman lab robot Adi, Jason, Dera dan Anton yang telah membantu

penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

12. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis

selama belajar di FTEK UKSW.

13. Teman-teman FTEK, teman-teman dari fakultas lain, teman-teman Game, dan

seterusnya.

14. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan

terima kasih.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena

itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga

skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.

Salatiga, Mei 2017

Penulis

DAFTAR ISI

INTISARI .......................................................................................................................i

ABSTRACT.................................................................................................................. ii

KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii

DAFTAR ISI.................................................................................................................. v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL.......................................................................................................... x

DAFTAR ISTILAH ......................................................................................................xi

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1. Tujuan ............................................................................................................. 1

1.2. Latar Belakang ................................................................................................ 1

1.3. Spesifikasi Sistem ........................................................................................... 2

1.4. Sistematika Penulisan ..................................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................................ 4

2.1. Proses Pembuatan Tempe ............................................................................... 4

2.2. Motor AC ........................................................................................................ 5

2.3. Motor DC ........................................................................................................ 6

2.4. Pompa ............................................................................................................. 7

2.5. Relay ............................................................................................................... 8

2.6. Limit Switch .................................................................................................... 8

2.7. Switch Button .................................................................................................. 9

2.8. Seven Segment............................................................................................... 10

2.9. Arduino Mega 2560 ...................................................................................... 10

BAB III PERANCANGAN ALAT ............................................................................. 13

3.1. Gambaran Sistem .......................................................................................... 13

3.2. Cara Kerja Mesin .......................................................................................... 15

3.3. Perancangan Perangkat Keras ...................................................................... 16

3.3.1. Mesin Penggiling Kedelai ....................................................................... 16

3.3.1.1. Feeder Atas ........................................................................................ 19

3.3.1.2. Motor AC ........................................................................................... 19

3.3.1.3. Pulley Silinder .................................................................................... 20

3.3.1.4. Silinder Stainless ................................................................................ 21

3.3.1.5. Pelat Stainless ..................................................................................... 21

3.3.1.6. Baut Pengatur ..................................................................................... 22

3.3.1.7. Feeder Bawah .................................................................................... 23

3.3.2. Mesin Pengaduk Kedelai ........................................................................ 23

3.3.2.1. Wadah Bagian Dalam......................................................................... 25

3.3.2.2. Wadah Bagian Luar ............................................................................ 26

3.3.2.3. Motor Pengaduk ................................................................................. 27

3.3.2.4. Sirip Pengaduk ................................................................................... 27

3.3.2.5. Blower ................................................................................................ 28

3.3.2.6. Motor Peragi ....................................................................................... 28

3.3.2.7. Motor Buka-Tutup Pintu .................................................................... 29

3.3.2.8. Limiter ................................................................................................ 29

3.3.2.9. Feeder................................................................................................. 30

3.3.3. Konveyor ................................................................................................ 31

3.3.3.1. Belt konveyor ..................................................................................... 31

3.3.3.2. Motor Putar ........................................................................................ 32

3.3.3.3. Baut Pengatur ..................................................................................... 32

3.3.4. Perancangan Perangkat Lunak ................................................................ 33

3.4. Penempatan Mesin ........................................................................................ 36

3.5. Petunjuk Penggunaan Mesin ......................................................................... 38

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................... 40

4.1. Pengujian Kedelai ......................................................................................... 40

4.2. Pengujian Mesin ........................................................................................... 41

4.2.1. Pengujian Tahap Penggilingan ............................................................... 41

4.2.2. Pengujian Tahap Pencucian .................................................................... 44

4.2.3. Pengujian Tahap Pembuangan Air ......................................................... 45

4.2.4. Pengujian Tahap Pengeringan ................................................................ 46

4.2.5. Pengujian Tahap Peragian ...................................................................... 47

4.2.6. Pengujian Tahap Pendistribusian ............................................................ 47

4.2.7. Pengujian Tahap Pembungkusan ............................................................ 49

4.3. Pengujian Seven Sengment............................................................................ 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 51

5.1. Kesimpulan ................................................................................................... 51

5.2. Saran Pengembangan .................................................................................... 52

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 53

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Motor AC. ................................................................................................. 5

Gambar 2.2. Motor DC .................................................................................................. 6

Gambar 2.3. Pompa Air Galon ...................................................................................... 7

Gambar 2.4. Relay 5 volt ............................................................................................... 8

Gambar 2.5. Limit Switch .............................................................................................. 9

Gambar 2.6. Switch Button ............................................................................................ 9

Gambar 2.7. Seven Segment......................................................................................... 10

Gambar 2.8. Konfigurasi Pin arduino Mega 2560 ....................................................... 11

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem .............................................................................. 13

Gambar 3.2. Mesin Penggiling Kedelai (Depan) ......................................................... 17

Gambar 3.3. Mesin Penggiling Kedelai (Samping) ..................................................... 18

Gambar 3.4. Mesin Penggiling Kedelai (Dalam) ........................................................ 18

Gambar 3.5. Feeder Atas ............................................................................................. 19

Gambar 3.6. Motor AC Penggiling .............................................................................. 19

Gambar 3.7. Pulley silinder ......................................................................................... 20

Gambar 3.8 Silinder Stainless ...................................................................................... 21

Gambar 3.9. Pelat Stainless ......................................................................................... 22

Gambar 3.10. Baut Pengatur ....................................................................................... 22

Gambar 3.11. Feeder bawah ........................................................................................ 23

Gambar 3.12. Mesin Pengaduk Kedelai (Samping)...................................................... 24

Gambar 3.13. Mesin Pengaduk Kedelai (Atas) ............................................................ 25

Gambar 3.14. Wadah Bagian Dalam ............................................................................ 26

Gambar 3.15. Wadah Bagian Luar ............................................................................... 26

Gambar 3.16. Motor Pengaduk ................................................................................... 27

Gambar 3.17. Sirip Pengaduk ...................................................................................... 27

Gambar 3.18. Blower ................................................................................................... 28

Gambar 3.19. Motor Peragi ......................................................................................... 28

Gambar 3.20. Motor Buka-Tutup pintu ....................................................................... 29

Gambar 3.21. Limiter ................................................................................................... 30

Gambar 3.22. Feeder.................................................................................................... 30

Gambar 3.23. Konveyor ............................................................................................... 31

Gambar 3.24. Belt konveyor ........................................................................................ 32

Gambar 3.25.Motor Konveyor ..................................................................................... 32

Gambar 3.26.Baut Pengatur ........................................................................................ 33

Gambar 3.27.Diagram Alir Sistem................................................................................ 34

Gambar 3.28.Posisi Penempatan Galon Air ................................................................. 37

Gambar 3.29.Posisi Penempatan Mesin Penggiling, Mesin Pengaduk, konveyor,

dan kotak Arduino-Relay ............................................................................................ 37

Gambar 3.30.Diagram Alir Sistem................................................................................ 37

Gambar 4.1. Kedelai Terbelah ..................................................................................... 42

Gambar 4.2. Kedelai Utuh ............................................................................................ 42

Gambar 4.3. Kedelai hancur ........................................................................................ 43

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Konfigurasi Pin ATMEGA 2560 Sebagai Pengendali Utama .................... 14

Tabel 4.1. Berat Kedelai Sebelum Dan Sesudah Direndam ........................................ 40

Tabel 4.2. Berat Kedelai Masuk Dan Keluar Penggiling ............................................ 41

Tabel 4.3. Berat Kedelai Sesudah Digiling Dalam 3 Kondisi Kedelai ........................ 43

Tabel 4.4. Debit Pompa Air ......................................................................................... 44

Tabel 4.5. Rpm(Rotasi Per Menit) Pengaduk .............................................................. 45

Tabel 4.6. Waktu Pembuangan Air ............................................................................. 46

Tabel 4.7. Waktu Pengeringan Kedelai Dengan Blower ............................................. 46

Tabel 4.8. Waktu Motor Peragian ................................................................................ 47

Tabel 4.9. Waktu Buka dan Tutup Pintu ..................................................................... 48

Tabel 4.10. Kecepatan Konveyor ................................................................................ 48

Tabel 4.11. Berat Kedelai Di Dalam Pembungkus ...................................................... 49

DAFTAR ISTILAH

SO Serial Output

CS Chip Select

SCK Serial Clock

rpm rotasi per menit