Muhammad Anggie Cahya Saputra (1), Mulyadi (2), A’rasy Fahruddin (3), Edi Widodo (4)
General Background: Productivity and consistency are essential factors in food processing industries, particularly in small and medium enterprises. Specific Background: Manual dough mixing in cracker production often results in low efficiency and inconsistent product quality. Knowledge Gap: Limited studies focus on practical machine design that addresses both productivity and consistency in small-scale cracker production. Aims: This study aims to design and develop a dough mixer machine to improve production capacity and mixing consistency. Results: The developed machine demonstrates improved mixing performance, increased production capacity, and more uniform dough compared to manual processes. Novelty: The study presents a practical machine design tailored for small-scale industries with specific capacity considerations. Implications: The results provide a reference for implementing appropriate technology to support productivity improvement in small-scale food production.
Keywords: Dough Mixer, Machine Design, Productivity, Small Industry, Food Processing
Key Findings Highlights
Mechanical system enables higher output compared to manual mixing
Process uniformity improves through controlled rotation mechanism
Design supports small-scale production requirements
Fabrication of a 10kg Capacity Fish Cracker Dough Mixer for SME Scale [ Fabrikasi Mesin Pengaduk Adonan Kerupuk Ikan Kapasitas 10kg untuk skala UMKM ]
Muhammad Anggie Cahya Saputra1), Mulyadi2) A’rasyFahruddin3) Edi widodo4)
1)Program Studi Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Indonesia
2)Program Studi Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Indonesia
3)Program Studi Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Indonesia
4)Program Studi Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Indonesia
Anggicahya129@gmail.com Mulyadi@umsida.ac.id arasyFahruddin@umsida.ac.id Ediwidodo@umsida.ac.id
Abstract . This research is motivated by the manual process of mixing fish cracker dough, which is currently practiced. This manual process is considered suboptimal because it takes up to 60 minutes for 6 kg of dough, poses a risk to sterility, and is labor-intensive. The aims of this research are to design, manufacture, and test an efficient and effective fish cracker dough mixing machine, considering aspects of design, manufacturing process, production costs, and the performance of the dough on the expansion quality of the crackers, to produce a final product that is technically and economically feasible. The research methods used include observation of the manual mixing process, literature review related to mixing machines, identification of necessary tools and materials, stages of the machine manufacturing process, and performance testi ng of the manufactured machine.
The results of this research detail the machine components such as the frame, mixing tank, mixing blade, electric motor, gearbox, and other supporting systems, with the main drive being a 0.5 HP electric motor transmitted using a speed reducer (gearbox) to transfer rotation through a chain to the mixing shaft using a sprocket. The manufacturing process stages include measurement, cutting, welding, turning, and assembly of components with a total working time of approximately 15.7 hours. The manufacturing cost of the machine is IDR 4,134,075, and the cost of goods sold is IDR 5,517,013 with a profit margin of 20%. Economic simulations indicate that this machine can reduce dependence on manual labor, improve quality consistency, and accelerate the production process. Thus, this prototype has the potential to be an innovative solution for SMEs in optimizing fish cracker production efficiently and sustainably.
Keyword – Manufacturing Process, Performance test , calculation HPP, Efficiency, SMEs
Abstrak. Penelitian ini dilatar belakangi pada proses pengadukan adonan kerupuk ikan yang selama ini dilakukan secara manual, Proses manual yang selama ini digunakan dinilai tidak optimal karena memakan waktu hingga 60 menit untuk 6 kg adonan, berisiko terhadap sterilitas, dan menguras tenaga kerja. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang, dan menguji mesin pengaduk adonan kerupuk ikan yang efisien dan efektif, dengan mempertimbangkan aspek desain, proses manufaktur, biaya produksi, serta performa hasil adonan terhadap kualitas pemekaran kerupuk, guna menghasilkan produk akhir yang layak secara teknis dan ekonomis. Metode penelitian yang digunakan meliputi observasi proses pengadukan manual, studi literatur terkait mesin pengaduk, identifikasi alat dan bahan yang dibutuhkan, tahapan proses manufaktur mesin, dan pengujian performance mesin yang telah dibuat. Hasil penelitian ini menunjukkan rincian komponen-komponen mesin seperti rangka, bak pengaduk, blade pengaduk, motor listrik, gearbox dan sistem pendukung lainnya, dengan penggerak utama berupa motor listrik bertenaga 0,5 HP yang ditransmisikan menggunakan speed reducer atau (gear box) meneruskan putaran melalui rantai ke poros pengaduk menggunakan sprocket. tahapan proses manufaktur yang meliputi pengukuran, pemotongan, pengelasan, pembubutan, dan perakitan komponen dengan total waktu pengerjaan sekitar 15,7 jam. Dengan besaran biaya manufaktur mesin sebesar Rp 4.134.075 dan harga pokok penjualan sebesar Rp 5.517.013 dengan mengambil keuntungan sebanyak 20%. Simulasi ekonomi mengindikasikan bahwa mesin ini mampu mengurangi ketergantungan tenaga manual, meningkatkan konsistensi kualitas, dan mempercepat proses produksi. Dengan demikian, prototipe ini berpotensi menjadi solusi inovatif bagi UMKM dalam mengoptimalkan produksi kerupuk ikan secara efisien dan berkelanjutan.
Kata Kunci – Proses manufaktur, Uji Performa, Perhitungan HPP, Efisiensi, UMKM,
Proses manufaktur pada mesin pengaduk adonan kerupuk ini dimulai dari desain perencanaan dan cara kerja mesin, serta pemilihan material yang sesuai kebutuhan 8. Proses manufaktur ini bertujuan untuk membentuk suatu mesin yang terpisah dari bagian bagiannya dan tersusun menjadi unit mesin yang berfungsi sesuai karakteristiknya prosedur ini mencakup persiapan seluruh peralatan dan komponen mesin 9. Mesin pengaduk adonan kerupuk ikan kapasitas 10 kg membutuhkan beberapa tahap pembuatan, termasuk pemotongan, pengeboran, pembubutan, milling, perakitan permanen (dengan pengelasan) dan non-permanen (dengan baut dan mur), dan proses finishing 10. Cara kerja mesin pengaduk adonan kerupuk ikan adalah dimulai dari putaran motor listrik bertenaga 0,5 hp yang ditransmisikan ke speed reducer (gear box) melalui bantuan pulley dan sabuk V.Speed reducer (gear box) meneruskan putaran melalui rantai ke poros pengaduk menggunakan sprocket 11.
A. Diagram Alir Penelitian
Proses penelitian yang dilakukan mengikuti alur yang ditunjukkan dalam diagram di bawah ini.
Gambar1.Diagram alir
B . Observasi dan Studi Literatur
Observasi meliputi berbagai sumber yang relevan mengenai teknologi pengadukan adonan, termasuk penelitian sebelumnya tentang mesin pengaduk dan inovasi dalam industri makanan serta dilakukan pengamatan ditempat sekitar. Literatur yang mencakup jurnal ilmiah, buku, dan artikel yang membahas prinsip-prinsip mekanika dan proses mesin.
C. Bill of Material
Bill of Materials (BOM) adalah daftar lengkap komponen dan material yang dibutuhkan untuk memproduksi suatu produk yang merinci seluruh material dari komponen yang diproduksi sendiri maupun komponen beli. Daftar ini bersifat fleksibel dan dapat disesuaikan dengan volume produksi yang diinginkan.
D . Alat dan Bahan
Alat yang diguanakan dalam pembuatan mesin pengaduk adonan kerupuk ikan adalah seperti pada Tabel 1. Adapun bahan yang digunakan untuk membuat mesin pengaduk adonan kerupuk ikan dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel1. Alat yang digunakan
Tabel2. Bahan yang digunakan
Pada tahap ini, proses manufaktur dilakukan di bengkel terdekat dari pembuat untuk mempermudah proses. Proses dimulai dengan menyiapkan bahan kemudian dilakukan proses pemotongan material dan pengelasan untuk menyambung komponen, dan proses pengeboran. Setelah selesai kemudian dilakukan proses assembly pada komponen mesin.
Pengujian performa pada mesin pengaduk adonan kerupuk ikan ini berfungsi apakah mesin yang dibuat sudah sesuai kriteria. Pengujian ini dilakukan dengan pengadukan pada mesin tersebut dengan kapasitas adonan yang ditentukan dengan waktu pengadukan yang berbeda beda guna untuk mencari hasil waktu kalis pada mesin tersebut, dan dilakukan pengujian pada adonan menggunakan alat texture analyzer, dan dilakukan perhitungan presentase pertambahan kerupuk setelah penggorengan pada setiap adonan.
Tabel 3.Uji performa
Kriteria kualitas potongan (KKP):
Bagus : hasil pengadukan berupa adonan yang homogen dan tekstur tidak mudah pecah
Lumayan Bagus : hasil pengadukan berupa adonan yang homogen dan tekstur masih sedikit pecah
Kurang Bagus : hasil pengadukan berupa adonan yang belum homogen dan tekstur mudah pecah
Berikut untuk menghitung pertambahan lebar pada kerupuk dan presentase pada hasil penggorengan kerupuk memiliki rumus dasar untuk menghitung:
pers 1
Dimana:
ΔW= Jumlah pertambahan lebar (cm)
W1= Ukuran sebelum penggorengan (cm)
W2= Ukuran setelah penggorengan (cm)
pers 2
Gambar 2.Bill of Material mesin pengaduk adonan kerupuk ikan
Tabel 4.Komponen mesin pengaduk adonan kerupuk ikan
Tabel 5.Proses manufaktur
Untuk proses manufaktur pada mesin pengaduk adonan kerupuk ikan dapat dilihat pada gambar 2
Gambar 3.Proses Manufaktur Mesin Pengaduk Adonan Kerupuk Ikan
Untuk hasil proses manufaktur mesin pengaduk adonan kerupuk ikan dapat dilihat pada gambar 3
Gambar 4. Hasil Proses Manufaktur 1. (Tampak depan) 2. (Tampak samping) 3. (Tampak isometri)
B . Uji performa
Pengujian performa ini dilaksanakan dengan sesuai ketentuan yang sudah dijabarkan diatas. Dengan bahan yang digunakan meliputi: daging ikan dan udang, tepung tapioka, bawang putih, penyedap rasa, telur dan air. Berikut hasil pada pengujian performa mesin pengaduk adonan kerupuk ikan:
Tabel 6.Uji performa
Berikut merupakan gambar hasil pengadukan pada pengujian performa, dapat dilihat pada tabel :
Tabel 7.Hasil pengadukan
Tekstur merupakan parameter yang erat kaitannya dengan kualitas kalis, hasil rata-rata adonan kerupuk yang memenuhi standar (SNI) dengan nilai sensori adonan kerupuk udang/ikan yaitu minimal 7N 13. Jika hasil menunjukkan jauh diatas nilai minimum bisa dinyatakan hasil pengujiannya kurang bagus. Berikut merupakan tabel hasil pengujian tekstur.
Tabel 8.Hasil Pengujian Texture Analyzer
Berikut merupakan gambar pengujian menggunakan alat Texture Analyzer:
Gambar 5. Pengujian Tekstur A.(Alat Texture Analyzer) B. (Hasil Parameter Pengujian)
Berikut merupakan gambar hasil perbedaan penggorengan setiap varisi adonan, dapat dilihat pada tabel :
Tabel 9. Hasil Penggorengan
Untuk memungkinkan perbandingan kerupuk berdasarkan perubahan ukuran sebelum dan sesudah penggorengan secara akurat, penelitian ini dibatasi pada sampel kerupuk dengan dimensi awal yang seragam dan digoreng pada kondisi yang identik, dengan pengukuran lebar dilakukan pada titik yang sama menggunakan penggaris ukur.
Berikut hasil perhitungan pertambahan lebar pada kerupuk dan presentase pada hasil penggorengan kerupuk:
a. Perubahan lebar
ΔW = W2−W1
= 7,6 cm − 5,1 cm = 2,5 cm
b. Presentase pertambahan lebar
x 100% =
x 100% = 49%
= 8 cm – 5,1 cm = 2,9 cm
x 100% = 56,8%
= 9,4 cm – 5,1 cm = 4.3 cm
x 100% = 84,3%
= 12,1 cm – 6,8 cm = 6,8 cm
x 100% = 98,5 %
C . Perhitungan biaya manufaktur
Perhitungan biaya manufaktur yang diperlukan untuk membuat prototype mesin pengaduk adonan kerupuk ikan ini terdiri dari beberapa komponen utama: waktu proses pengerjaan, biaya bahan, biaya listrik, dan upah tenaga kerja. Biaya bahan mencakup semua material dan komponen yang diperlukan untuk menyelesaikan pekerjaan, sementara biaya listrik dihitung secara matematis 14. Biaya upah kerja dihitung berdasarkan tarif sesuai UMR pada kabupaten Pasuruan dan perhitungan harga pokok penjualan (HPP).
Tabel 10. Perhitungan waktu aktual
Waktu proses manufaktur pada komponen mesin pengaduk adonan kerupuk yaitu :
1. Rangka = 242 menit
2. Poros, Blade pengaduk = 288 menit
3. Bak pengaduk = 190 menit
4. Tutup bak, Cover sistem transmisi = 145 menit
5. Assembly = 80 menit
Dari perhitungan waktu proses pembuatan mesin pengaduk adonan kerupuk ikan diperlukan sejumlah waktu sebanyak 945 menit, untuk mengkonversi menit ke jam sebagai berikut:
Total waktu manufaktur = = = 15,75 jam
Tabel 11. Perhitungan biaya bahan baku
Upaya untuk menghitung biaya listrik yang digunakan, pentingnya harus mengetahui tarif lsitrik yang berlaku sesuai ketentuan. Berdasarkan ketentuan saat ini, yang ditetapkan sebesar Rp 1.699 Rupiah per kWh.
Berikut adalah perhitungan biaya pemakaian listrik pada proses pembuatan mesin pengaduk adonan kerupuk ikan:
Daya mesin = 0,9 kW
Lama waktu pengerjaan = 1,6 jam
Biaya listrik = 0,9 x 1.699 x 1,6
= Rp 2.466
Daya mesin = 0,84 kW
Lama waktu pengerjaan = 2,5 jam
Biaya listrik = 0,84 x 1.699 x 2,5
= Rp 3.567
Daya mesin = 0,4 kW
Lama waktu pengerjaan = 1 jam
Biaya listrik = 0,4 x 1.699 x 1
= Rp 679
Daya mesin = 6 kW
Lama waktu pengerjaan = 0,3 jam
Biaya listrik = 6 x 1.699 x 0,3
= Rp 3.058
Daya mesin = 1,5 kW
Lama waktu pengerjaan = 0,5 jam
Biaya listrik = 1,5 x 1.699 x 0,5
= Rp 1.274
Tabel 12. Perhitungan biaya listrik
Dari tabel 5 bahwa waktu pengerjaan yang dibutuhkan untuk pembuatan mesin pengaduk adonan kerupuk ikan yaitu 15,75 jam. Untuk mengkonversi jam ke hari, jika jumlah jam kerja perharinya yaitu 8 jam. dari perhitungan waktu pembuatan mesin pengaduk adonan kerupuk ikan menggunakan rumus sebagai berikut.
Total waktu manufaktur = = = 1,9 hari
Sisa waktu : 0,9 x 8 = 7,2 jam
Jadi waktu aktual pembuatan mesin pengaduk adonan kerupuk ikan adalah 1 hari 7 jam 12 menit (karena 0,2 jam = 12 menit).
Berdasarkan Upah Minimum Regional (UMR) Kabupaten Pasuruan saat ini sebesar Rp 4.866.800 per bulan, maka untuk menentukan tarif upah dalam per jam :
Tarif upah per jam = = = Rp 28.969/jam
Dengan waktu yang dikerjakan pada pembuatan mesin pengaduk adonan kerupuk ikan yaitu 15,75 jam, sehingga total upah pekerja tersebut:
= 15,75 jam x Rp 28.969
= Rp 451.962
Perhitungan HPP pada mesin pengaduk adonan kerupuk ikan ini meliputi biaya bahan baku, serta dana safety sejumlah 5% dari total biaya bahan baku, upah karyawan, dan biaya listrik. Serta pengambilan 20% keuntungan dari penjualan mesin tersebut 15.
Tabel 13. Harga pokok penjualan (HPP)
Dengan penuh hormat, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (Umsida), khususnya Program Studi Teknik Mesin. Ungkapan terima kasih yang tulus juga ditujukan kepada Bapak Dr. Mulyadi, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan, serta masukan yang sangat berharga dalam setiap tahapan penelitian dan penulisan artikel ini. Penulis juga ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada keluarga tercinta atas doa, motivasi, dan dukungan emosional yang tak pernah putus selama proses penyelesaian karya ilmiah ini. Apresiasi yang tinggi juga penulis berikan kepada rekan-rekan mahasiswa yang telah berkontribusi dan memberikan saran serta dukungan moral yang sangat berarti selama proses penelitian ini berlangsung.
[2]B. Plate and P. Hopper, “E-ISSN : XXXXX JUSTI (Jurnal Sistem Dan Teknik Industri),” pp. 42–48, 2013.
[3]F. Herdian, R. J. Jabbar, F. Y. Batubara, Z. Zulnadi, I. Anas, and Y. Yudistira, “Rancang Bangun Alat Pengaduk Kerupuk Adonan Tipe Horizontal,” J. Appl. Agric. Sci. Technol., vol. 3, no. 1, pp. 157–165, 2019, doi: 10.32530/jaast.v3i1.84.
[4]H. Rahmad, “Rancang Bangun Pengaduk pada Mesin Pengaduk Adonan untuk Meningkatkan Produktifitas Kerupuk pada UMKM Ashoy Fajriya di Desa Padangan Kabupaten Kediri,” J. Pengabdi. pada Masy. Ilmu Pengetah. dan Teknol. Terintegrasi, vol. 7, no. 1, pp. 23–31, 2022, doi: 10.33795/jindeks.v7i1.363.
[5]R. B. Jakaria and M. Mulyadi, “Efektifitas Produksi Krupuk pada Home Industri Di Sidoarjo,” J. ABDINUS J. Pengabdi. Nusant., vol. 2, no. 1, p. 1, 2018, doi: 10.29407/ja.v2i1.11820.
[6]E. Sulistyo and E. Yudo, “Rancang Bangun Mesin Pengaduk Adonan Ampiang,” Manutech J. Teknol. Manufaktur, vol. 8, no. 01, pp. 7–11, 2019, doi: 10.33504/manutech.v8i01.76.
[7]2022) (Iqbal, “RANCANG BANGUN ALAT PENGADUK ADONAN KERUPUK KAPASITAS 60 KG GUNA MENINGKATKAN PRODUKTIVITAS UMKM,” הארץ, no. 8.5.2017, pp. 2003–2005, 2022, [Online]. Available: www.aging-us.com
[8]M. Sirril, W. Abror, M. Kabib, and H. Setiawan, “Proses Manufaktur Mesin Pengaduk Sirup Parijoto Dengan Kapasitas 10 Liter Setiap Proses,” Pros. SNATIF, vol. 6, pp. 270–276, 2019.
[9]Henry Widya Prasetya, Akbar Zulkarnain, and Diki Wahyu Arobi, “Pembuatan Alat Bantu Kerja Pneumatik Pelepas Rubber Journal Spring Pada Bogie K5,” V-MAC (Virtual Mech. Eng. Artic., vol. 8, no. 2, pp. 28–32, 2023, doi: 10.36526/v-mac.v8i2.3020.
[10]A. Kristanto, “Buku Kuliah Proses Manufaktur Universitas Ahmad Dahlan,” Buku Kuliah, pp. 1–145, 2011, [Online]. Available: http://eprints.uad.ac.id/24682/1/MODUL MATAKULIAH PROSES MANUFAKTUR.pdf
[11]D. W. Karmiadji and Z. S. Tampa, “PERANCANGAN MESIN PENGADUK PAKAN TERNAK BERKAPASITAS 75 kg MENGGUNAKAN SISTEM ARDUINO,” Poros, vol. 17, no. 2, pp. 89–99, 2021, doi: 10.24912/poros.v17i2.20037.
[12]D. P. Imawan, “Polishing Machine Manufacturing Process Using Double Plates for the Metalography Process [ Proses Manufaktur Mesin Poles Menggunakan Piringan Ganda Untuk Proses Metalografi ],” pp. 1–17.
[13]F. Multazam, retno ayu Kurniasih, and apri dwi Anggo, “Pengaruh Rasio Tepung Udang Rebon (Acetes sp.) dan Tepung Tapioka Terhadap Karakteristik Sensori, Fisik dan Kimia Kerupuk,” J. Ilmu Dan Teknol. Prikanan, vol. 5, no. 1, pp. 10–18, 2023.
[14]D. Rahmatika, A. T. Subekti, and I. Juliansyah, “Analisis Penentuan Harga Jual Mesin Pengaduk Dodol Menggunakan Metode Cost Plus Pricing,” J. Manaj. Terap. dan Keuang., vol. 11, no. 01, pp. 157–170, 2022, doi: 10.22437/jmk.v11i01.17300.
[15]M. F. Dharmawan, “Planning the Manufacturing Process of a Potato Cutting Machine into Stick Shapes Driven by an Electric Motor [ Perencanaan Proses Manufaktur Mesin Pemotong Kentang Menjadi Bentuk Stik dengan Penggerak Motor Listrik ],” no. 3, pp. 1–17.
H. Handayani, “Stunting Prevention in Pasuruan Through Snakehead Fish Processing Training,” Jurnal Dedicators Community, vol. 6, no. 1, pp. 59–65, 2022.
B. Plate and P. Hopper, “JUSTI Journal of Industrial Systems and Engineering,” pp. 42–48, 2013.
F. Herdian et al., “Design of Horizontal Dough Mixer for Crackers,” Journal of Applied Agricultural Science and Technology, vol. 3, no. 1, pp. 157–165, 2019.
H. Rahmad, “Design of Dough Mixer Machine to Improve Productivity in SMEs,” Jurnal Pengabdian pada Masyarakat Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Terintegrasi, vol. 7, no. 1, pp. 23–31, 2022.
R. B. Jakaria and M. Mulyadi, “Cracker Production Productivity in Home Industry in Sidoarjo,” Jurnal ABDINUS, vol. 2, no. 1, p. 1, 2018.
E. Sulistyo and E. Yudo, “Design of Ampiang Dough Mixer Machine,” Manutech Journal of Manufacturing Technology, vol. 8, no. 1, pp. 7–11, 2019.
Iqbal, “Design of 60 kg Capacity Cracker Dough Mixer Machine to Increase SME Productivity,” 2022.
M. Sirril et al., “Manufacturing Process of Syrup Mixer Machine with 10 Liter Capacity,” Proceedings SNATIF, vol. 6, pp. 270–276, 2019.
H. W. Prasetya, A. Zulkarnain, and D. W. Arobi, “Pneumatic Tool Design for Rubber Spring Removal,” V-MAC, vol. 8, no. 2, pp. 28–32, 2023.
A. Kristanto, Manufacturing Process Lecture Book. Universitas Ahmad Dahlan, 2011.
D. W. Karmiadji and Z. S. Tampa, “Design of Animal Feed Mixer Machine Using Arduino,” Poros, vol. 17, no. 2, pp. 89–99, 2021.
D. P. Imawan, “Polishing Machine Manufacturing Process Using Double Plates,” pp. 1–17.
F. Multazam et al., “Effect of Shrimp Flour and Tapioca Ratio on Cracker Characteristics,” Jurnal Ilmu dan Teknologi Perikanan, vol. 5, no. 1, pp. 10–18, 2023.
D. Rahmatika et al., “Selling Price Determination of Mixer Machine Using Cost Plus Pricing,” Jurnal Manajemen Terapan dan Keuangan, vol. 11, no. 1, pp. 157–170, 2022.
M. F. Dharmawan, “Manufacturing Process Planning of Potato Cutting Machine,” pp. 1–17.