Desain dan Simulasi Mesin Pengupas Kulit Luar Kacang Merah dengan Pemukul Tipe Ruji

Abstract

Rancangan mesin pengupasan polong kacang merah tipe dual roll dan sistem bantingan dinilai kurang efektif dikarenakan pengupasan untuk setiap polong hanya dilakukan satu kali. Penelitian ini bertujuan merancang dan menyimulasikan mesin pengupas kulit luar kacang merah tipe ruji. Penelitian dilakukan dengan pendekatan desain fungsional dan struktural yang terdiri dari tahap identifikasi masalah, perumusan konsep desain, analisis teknik, gambar teknik serta simulasi. Simulasi Finite Element Analysis (FEA) menunjukkan bahwa stress pada hopper sebesar 3% dari yield strength. Ruang pengupas mengalami defleksi maksimum sebesar 0,13 mm, sedangkan rangka mengalami defleksi 0,1 mm. Keduanya berada dibawah batas maksimum 2 mm. Hasil simulasi Discret Element Methode (DEM) pada hopper mampu mengalirkan polong dengan laju rata rata sebesar 0,0249 kg/s. Simulasi computational fluid dynamic (CFD) menunjukkan bahwa rancangan debit udara sebesar 0,5 m3/s pada ruang pengupas mampu memberi gaya dorong hingga 0,153 N, sementara pada ruang pemisah menunjukkan bahwa debit harus ditingkatkan dari 0,0171 m3/s menjadi 0,021 m3/s untuk memperoleh gaya dorong sebesar 0,004 N. Berdasarkan laju massa polong diperoleh kapasitas kerja mesin sebesar 89,64 kg/jam.

The design of the dual roll type red bean pod peeling machine and rotary impact is considered less effective because the stripping for each pod is only done once. The purpose of this study was to design and simulate red bean external peeler machine with spoke type beater. The research was conducted with a functional and structural design approach consisting of problem identification, design concept formulation, technical analysis, engineering drawings and simulations. Finite Element Analysis (FEA) simulation shows that the stress on the hopper is 3% of the yield strength. The peeler chamber component experienced a maximum deflection of 0.13 mm, while the frame experienced a deflection of 0.1 mm. Both are below the maximum limit of 2 mm. The simulation results of the Discret Element Method (DEM) on the hopper were able to drain the pods at an average rate of 0.0249 kg/s. Computational fluid dynamic (CFD) simulations show that the designed air flowrate of 0,5 m3/s in the stripper chamber is able to provide a thrust of up to 0.153 N, while in the separator chamber it shows that the flowrate must be increased from 0,0171 m3/s to 0,024 m3/s to obtain a thrust of 0.004 N. Based on the mass rate of the pods obtained a working capacity of 89.64 kg/hour machine.