DESAIN DAN KINERJA UNIT PEMOTONG SERASAH TEBU
DENGAN MENGGUNAKAN PISAU TIPE REEL
WAHYU KRISTIAN SUGANDI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Desain Dan Kinerja Unit
Pemotong Serasah Tebu Dengan Menggunakan Pisau Tipe Reel adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa
pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir
tesis ini.
Bogor, Januari 2011
ABSTRACT
WAHYU KRISTIAN SUGANDI. Design and Performance of The Unit Sugarcane Trash Cutting With Cutter Reel Type. Supervised by RADITE P.A SETIAWAN and WAWAN HERMAWAN.
The problem of sugarcane trash after harvesting is experienced by the world's sugarcane plantations, including those in Indonesia. Large amount of sugarcane trash left in the field makes difficulties in soil management and plant maintenance. Current practice done by the sugarcane plantations was “burning before soil tillage”. However, the practice of burning cause unwanted impact to the environment and human health. Meanwhile, sugarcane trash still rich of nutrients for the land. Widely studied and has been proven that many sugarcane trash is very useful to increase the soil fertility. The trash size is still long so that it should be reduced to improve composting process. A prototype of reel type trash chopper has been designed and constructed with dimensions of 240 cm width, 268 cm length, and 133 cm height. The prototype was tested on 4 levels of reel rotational speeds (400, 450, 500, and 550 rpm) and 4 levels of trash densities (8, 16, 24, and 32 kg/m3). During the tests, cutting torque and rotational speed of the reel were measured using a torque-meter and a digital tachometer. The output of trash chopping were measured to know the quality of the chopping procces. The prototype chopped up sugarcane trash of about 1.7 - 3.2 cm length, with chopping capacity of 398 kg/hour. Results of the tests showed that cutting torque was in the range of 1.75 to 4.03 kg.m with the average of 2.88 kg.m, and average cutting power was 1.87 hp. Higher trash density caused a higher cutting torque and cutting power, while higher rotational speed caused a lower cutting torque and a higher cutting power. The highest cutting torque was 4.03 kg.m, when chopped sugarcane trash of 32 kg/m3 in trash density on 400 rotational speed. Increasing the rotational speed caused a shorter trash size.
RINGKASAN
WAHYU KRISTIAN SUGANDI. Disain Dan Kinerja Unit Pemotong Serasah Tebu Dengan Menggunakan Pisau Tipe Reel. Dibimbing oleh RADITE P.A. SETIAWAN dan WAWAN HERMAWAN.
Permasalahan serasah tebu setelah pemanenan merupakan polemik yang dialami oleh perkebunan tebu dunia termasuk perkebunan tebu yang ada di Indonesia. Bila serasah tebu dibiarkan di atas lahan dengan jumlah yang besar akan mengganggu proses selanjutnya seperti pengolahan tanah dan pemeliharaan tanaman. Penanganan saat ini yang dilakukan oleh perkebunan tebu adalah dengan cara dibakar. Namun demikian praktek pembakaran ini dapat menimbulkan efek buruk terhadap lingkungan dan kesehatan. Sementara itu pemanfaatan serasah tebu sebagai sumber hara bagi lahan sudah banyak diteliti dan terbukti bahwa serasah tebu sangat bermanfaat untuk menambah unsur hara di dalam tanah. Mengingat ukuran serasah yang ada di lahan masih panjang maka perlu adanya suatu tekonologi dalam proses pencacahan serasah tebu menjadi ukuran yang lebih pendek agar serasah tersebut dapat terdekomposisi ke dalam tanah. Salah satu mekanisme pemotongan yang paling cocok diterapkan pada mesin pencacah serasah tebu adalah pemotong tipe reel karena sifat tebu yang
bulky juga berkarakter liat. Adapun persyaratan panjang cacahan maksimal untuk pupuk organik berdasarkan SNI 7580:2010 adalah 50 mm.
Penelitian ini bertujuan untuk mendisain unit pencacah dari mesin pengangkut dan pencacah serasah tebu dan mengkaji kinerja pemotongan yang meliputi 3 hal yaitu mengkaji torsi pemotongan, daya pemotongan dan panjang hasil pemotongan.
Prosedur penelitian mencakup: (1) pengukuran karakteristik fisik dan mekanik tebu, (2) pengukuran profil guludan pada lahan, (3) analisis disain unit pencacah yang meliputi desain silinder pisau pencacah, silinder penjepit dan sistem tranmisi (4) pembuatan prototipe mesin pencacah serasah tebul, (5) uji fungsional mesin serasah tebu, (6) kalibrasi torsi pemotongan (7) pengujian torsi pemotongan dengan 4 perlakuan kecepatan putar (400, 450, 500 dan 550 rpm) dan 4 perlakuan tingkat kepadatan (8, 16, 24, dan 32 kg/m3
Karakteristik fisik dari serasah tebu hasil pengukuran diperoleh data kisaran, rata-rata dan simpangan baku masing – masing adalah sebagai berikut : lebar daun 3 - 6 cm, 4.1 cm, 0.8 ; panjang daun 117 - 195 cm, 161.5 cm, 14.5 ; berat daun 3.5 - 13 cm, 8.9 gram, 1.78 ; panjang pucuk 130 - 190, 162.5 cm, 11.66 ; lebar pucuk 4 - 6, 5 cm, 0.74 ; berat pucuk 29 - 98.1 gram, 57.3 gram, 14.87.
) (8) akusisi dan pengolahan data, (9) pengukuran panjang hasil cacahan.
Kerapatan isi (bulk density) serasah tebu adalah 7.7 kg/m3
pencacah ke unit penjepit. Pada unit penjepit jumlah silinder didesain sebanyak 4 buah. Silinder penjepit bagian atas berdiameter 270 mm, bagian bawah berdiameter 220 mm, silinder pengarah bagian atas berdiameter 180 mm dan bagian bawah berdiameter 80 mm. Secara keseluruhan dimensi dari prototipe mesin pencacah serasah tebu ini adalah sebagai berikut : lebar 240 cm, panjang 268 cm, dan tinggi 133 cm. Penggerak mula untuk mengoperasionalkan unit pencacah ini menggunakan mesin diesel dengan daya 8.5 hp. Berdasarkan hasil pengujian secara off farm diperoleh kapasitas dari mesin pencacah adalah 398 kg/jam.
Untuk mengetahui kinerja pemotongan dari unit pencacah ini maka telah dilakukan pengujian terhadap torsi pemotongan dengan menggunakan alat sensor regangan berupa strain gauge yang dipasang pada poros pencacah dan penjepit. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh data rata – rata torsi pemotongan adalah 2.88 kg.m dengan kisaran 1.75 – 4.03 kg.m. Rata – rata daya yang dibutuhkan untuk pemotongan serasah tebu adalah 1.87 hp dengan kisaran 1.09 – 2.55 hp. Hasil pengujian menunjukkan bahwa dengan kecepatan putar silinder pemotong yang tinggi mengakibatkan torsi pemotongan yang lebih rendah, namun daya pemotongan lebih tinggi. Semakin padat serasah yang dipotong diperlukan torsi dan daya pemotongan yang semakin tinggi. Torsi pemotongan yang paling tinggi (pada selang pengujian yang dilakukan) adalah 4.03 kg.m saat mencacah serasah dengan kepadatan 32 kg/m3
Menurut perhitungan secara teoritis panjang potongan yang diharapkan pada mesin serasah tebu ini adalah 0.41 – 0.56 cm. Sedangkan rata – rata panjang potongan serasah tebu yang dihasilkan adalah 1.7 – 3.2 cm. Hal ini dikarenakan pada saat pemotongan kondisi serasah pada posisi miring sehingga ukuran potongan serasah akan lebih panjang dibandingkan dengan posisi lurus. Selain itu juga serasah baru bisa terpotong pada pisau berikutnya mengingat ukuran serasah yang tipis. Hasil pemotongan menunjukkan bahwa dengan meningkatkan kecepatan putar silinder pemotong maka ukuran serasah hasil pemotongan semakin pendek.
pada kecepatan putar 400 rpm.
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2010
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
DESAIN DAN KINERJA UNIT PEMOTONG SERASAH TEBU
DENGAN MENGGUNAKAN PISAU TIPE REEL
Wahyu Kristian Sugandi
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : DESAIN DAN KINERJA UNIT PEMOTONGAN
SERASAH TEBU DENGAN MENGGUNAKAN PISAU TIPE REEL
Nama : Wahyu Kristian Sugandi
NIM : F151080021
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Radite P.A Setiawan, M.Agr
Ketua Anggota
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana
Teknik Mesin Pertanian dan Pangan
Dr. Ir. Radite PA Setiawan, M.Agr Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah dengan judul Desain Dan Kinerja Unit Pemotong Serasah Tebu Dengan Menggunakan Pisau Tipe Reel berhasil diselesaikan. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Januari 2010 sampai dengan Agustus 2010 di Lab. Teknik Mesin Budidaya Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem Fateta IPB, Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Radite P.A Setiawan, M.Agr selaku pembimbing pertama atas segala bimbingan, arahan dan masukannya selama proses penelitian berlangsung hingga penulisan tesis ini selesai dan Bapak Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S selaku pembimbing kedua atas segala koreksi, bimbingan dan arahannya dalam menyusun tesis ini serta Bapak Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr sebagai dosen penguji luar komisi. Ucapan terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Agr (Alm) selaku ketua peneliti pada program DP2M DIKTI tahun 2009 dan Lab. Teknik Mesin Budidaya Pertanian atas kesempatan dan kepercayaan yang diberikan kepada penulis menjadi bagian dalam penelitian.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Departemen Pendidikan Nasional RI, khususnya DIKTI melalui program BPPS yang telah memberikan bantuan biaya pendidikan sehingga penulis bisa menyelesaikan studi S2 dengan baik. Teman-teman TMP 2008, teknisi Lab. Teknik Mesin Budidaya Pertanian Fateta IPB atas dukungan dan segala pengorbanannya penulis ucapkan terima kasih. .
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk kita semua. Amien
Bogor, Januari 2011
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sumedang pada tanggal 2 Juni 1976. Penulis merupakan anak bungsu dari empat bersaudara, putra dari pasangan Sugandi A.W (Alm) dan Adriana A.R.
Penulis menyelesaikan sekolah menengah di SMA Negeri 10 Bandung dan lulus pada tahun 1995. Penulis diterima di Universitas Padjadjaran Bandung pada tahun 1995 dan lulus sebagai Sarjana Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran pada tahun 2000. Selama kuliah penulis aktif dalam berbagai organisasi kemahasiswaan. Selanjutnya penulis bekerja sebagai karyawan di PT. Salim Invomas Pratama dari tahun 2001 hingga tahun 2005, dan pada tahun 2005 diterima sebagai dosen tetap di Universitas Padjadjaran hingga sekarang .
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR LAMPIRAN ... vi
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 2
Manfaat Penelitian ... 3
TINJAUAN PUSTAKA ... 4
Budidaya Tanaman Tebu ... 4
Batang Tebu ... 6
Daun Tebu ... 7
Pucuk Tebu dan Bunga Tebu ... 8
Sistem Pemanenan Tebu ... 8
Tipe Mekanisme Alat Pencacah ... 12
Alat Pencacah Kompos ... 12
Tub Grinders ... 12
Forage Chopper ... 13
Tipe Pisau Pemotong ... 15
Metode Pemotongan (Cutting) Bahan Pertanian... 16
Mekanisme Proses Pemotongan ... 17
Kebutuhan Daya Pemotongan ... 18
METODE PENELITIAN ... 19
Waktu dan Tempat Penelitian ... 19
Alat dan Bahan ... 19
Tahapan Penelitian ... 20
Pengukuran Karakteristik Fisik Serasah Tebu ... 21
Pengukuran Kalibrasi Strain - Torsi ... 22
Instrumen dan Perlengkapan Pengukur Torsi ... 25
Pengkuran Kalibrasi Strain – Tegangan ... 26
ii
Persamaan Torsi Terukur ... 29
Akusisi dan Pengolahan Data ... 29
Pengukuran Kapasitas ... 30
Pengukuran Panjang Potongan... 31
PENDEKATAN DESAIN ... 32
Kriteria Desain dan Gambaran Umum Proses Pencacahan ... 32
Desain Fungsional ... 33
Desain Struktural dan Analisis Teknik ... 34
Analisis Desain Silinder Pisau Pencacah ... 35
Analisis Desain Silinder Penjepit ... 36
Analisis Sistem Transmisi ... 38
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 40
Karakteristik Fisik SerasahTebu ... 40
Kerapatan Isi (Bulk Density) Serasah Tebu ... 41
Kadar Air Serasah Tebu ... 42
Elastisitas Serasah Tebu ... 42
Profil Guludan Lahan Tebu... 42
Pembuatan Unit Pencacah Serasah Tebu ... 43
Uji Kinerja Mesin Pencacah Serasah Tebu ... 45
Hasil Pengukuran Kalibrasi Strain – Torsi ... 45
Hasil Pengukuran Kalibrasi Strain – Tegangan ... 45
Persamaan Torsi Terukur ... 46
Hasil Pengujian Torsi Pemotongan ... 46
Analisis Data ... 48
Hasil Analisis Torsi Pemotongan Terhadap Tingkat Kepadatan ... 48
Hasil Analisis Daya Pemotongan Terhadap Tingkat Kepadatan ... 49
Hubungan Kecepatan Putar, Kapasitas dan Daya Pemotongan ... 49
Hasil Pemotongan Serasah Tebu ... 50
KESIMPULAN DAN SARAN ... 55
KESIMPULAN ... 55
SARAN ... 55
iii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Pembakaran serasah tebu sebelum panen ... 1
Gambar 2 Tanaman tebu. ... 4
Gambar 3 Skema budidaya tanaman tebu . ... 5
Gambar 4 Struktur batang tebu ... 6
Gambar 5 Tunas batang tebu ... 7
Gambar 6 Struktur daun tebu . ... 7
Gambar 7 Pucuk tebu pada masa tebu siap dipanen ... 8
Gambar 8 Bunga tebu pada masa tebu siap dipanen ... 8
Gambar 9 Penebangan dan pengangkutan tebu. ... 9
Gambar 10Sistem tebang 4 – 2 ... 10
Gambar 11 Sistem tebang 2 – 2 ... 11
Gambar 12 Tanaman tebu yang telah ditebang. ... 11
Gambar 13 Alat pencacah kompos ... 12
Gambar 14 Tub grinders ... 13
Gambar 15 Mekanime pemanenan pakan ternak ... 14
Gambar 16 Mekanisme pengambilan rumput pakan ternak . ... 14
Gambar 17 Jenis-jenis pisau pemotong rumput ... 15
Gambar 18 Beberapa mekanisme pemotongan . ... 17
Gambar 19 Tahapan proses pemotongan bahan uji ... 17
Gambar 20 Bagan alir dari tahapan penelitian kajian pemotongan sersah tebu .. 20
Gambar 21 Skema pengukuran kalibrasi strain – torsi. ... 23
Gambar 22 Pengukuran kalibrasi strain - torsi. ... 24
Gambar 23 Pembacaan strain pada saat diberi beban. ... 24
Gambar 24 Skema pengujian torsi pemotongan serasah tebu. ... 26
Gambar 25 Pengukuran kalibrasi strain – tegangan. ... 27
Gambar 26 Bak pemadatan. ... 27
Gambar 27 Posisi slip ring pada poros pencacah dan poros penjepit. ... 28
Gambar 28 Pengukuran panjang hasil pemotongan serasah. ... 31
Gambar 29 Mekanisme gerakan serasah tebu. ... 33
Gambar 30 Skema desain fungsional unit pencacah ... 34
Gambar 31 Silinder dudukan pisau pencacah. ... 35
Gambar 32 Posisi pisau. ... 36
Gambar 33 Rancangan tiga dimensi silinder penjepit dan pengarah. ... 37
Gambar 34 Rancangan dua dimensi silinder penjepit dan pengarah. ... 38
Gambar 35 Skema transmisi pada unit pencacah. ... 39
Gambar 36 Rancangan konstruksi mesin pencacah serasah tebu. ... 39
Gambar 37 Pengukuran karakteristik serasah tebu. ... 40
Gambar 38 Pengukuran serasah tebu di lahan. ... 41
Gambar 39 Pengukuran profil guludan di perkebunan tebu. ... 42
Gambar 40 Profil guludan di perkebunan tebu – PG Subang Jawa Barat. ... 43
Gambar 41 Proses pembuatan prototipe mesin pencacah. ... 44
Gambar 42 Prototipe mesin pencacah serasah tebu. ... 44
Gambar 43 Contoh data yang terekam pada saat pengukuran. ... 46
Gambar 44 Contoh data pengukuran torsi pemotongan dalam selang waktu. ... 47
iv
Gambar 46 Kebutuhan daya untuk mesin pencacah serasah tebu... 49
Gambar 47 Grafik hubungan antara kapasitas dengan daya pemotongan. ... 50
Gambar 48 Hasil pemotongan serasah tebu. ... 50
Gambar 49 Contoh serasah tebu hasil pemotongan. ... 51
Gambar 50 Panjang rata - rata pemotongan serasah tebu. ... 51
Gambar 51 Panjang potongan pada posisi miring dan lurus. ... 52
Gambar 52 Serasah yang tidak terpotong langsung. ... 52
Gambar 53 Serasah yang terpotong dan tidak terpotong. ... 53
Gambar 54 Potongan serasah dengan ketebalan di atas 0.5 mm. ... 53
v
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR LAMPIRAN
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tebu merupakan tanaman utama penghasil gula yang merupakan komoditi
pangan penting baik untuk dikonsumsi langsung maupun untuk keperluan industri
di Indonesia. Pada tahun 1930-an Jawa pernah sebagai exportir gula terbesar di
dunia, namun saat ini kita selalu kekurangan gula. Gula adalah komoditi strategis
setelah BBM dan beras, masih memiliki ketergantungan terhadap impor walaupun
sejak tahun 2005 luas lahan perkebunan tebu telah meningkat dari 382 ribu hektar
dengan jumlah produksi 2.24 ton menjadi 442 ribu hektar dengan jumlah produksi
2.8 juta pada tahun 2007. Sedangkan kebutuhan nasional adalah 4 juta ton/tahun
sehingga jumlah impor gula adalah 1.2 juta ton per tahun (Ditjenbun 2007).
Pada saat pemanenan tebu, serasah tebu yang terhampar di lahan volumenya
sangat besar. Serasah tebu terdiri dari daun tebu kering, pucuk tebu, tebu muda,
tali tutus dan batang tebu. Hal ini merupakan suatu kendala yang dihadapi
perkebunan tebu di Indonesia karena jika dibiarkan di lahan akan menghambat
pertumbuhan tunas tebu pada saat ratoon cane dan juga dapat mengganggu
pengolahan tanah pada saat plant cane.
Hingga saat ini penanganan serasah tebu yang dilakukan oleh perkebunan
tebu adalah dengan cara dibakar (Gambar 1). Cara ini merupakan cara yang
kurang tepat karena dapat mengakibatkan degradasi lahan dalam bentuk
perubahan sifat fisik tanah, kesuburan tanah, mematikan biota tanah,
membahayakan pemukiman penduduk disekitar lahan perkebunan, global
warming, dan dapat mengakibatkan polusi udara serta gangguan pernafasan.
2 Serasah hasil tebangan di lahan tebu dapat mencapai 20-25 ton/ha
(Toharisman 1991). Pembakaran serasah yang jumlahnya sangat besar tersebut
hanya terbuang sia-sia, padahal jika dimanfaatkan dapat menjadi pupuk organik
bagi tanah. Menurut Dahiya dan Malik 2001 bahwa ketertarikan dalam
penggunaan bahan organik sebagai mulsa semakin meningkat karena bahan
organik memberikan keuntungan dan efek terhadap ketersediaan hara dan
perannya yang besar dalam memperbaiki produktivitas tanah. Mereka
mempelajari bahwa serasah tebu telah meningkatkan ketersediaan N dan P pada
tanah ketika digunakan sebagai mulsa hijauan.
Menurut Tan 1995 hanya dengan membiarkan daun tebu di lahan setelah
panen, ternyata dapat meningkatkan produktifitas tebu, kesuburan tanah dan
meningkatkan karbon dalam tanah. Mengingat ukuran serasah yang masih
panjang sebaiknya dicacah terlebih dahulu menjadi ukuran yang lebih pendek agar
mudah terdekomposisi di dalam tanah. Adapun persyaratan panjang cacahan
maksimal untuk pupuk organik berdasarkan SNI 7580:2010 adalah 50 mm.
Mengingat luasnya areal kebun tebu, kegiatan pencacahan hanya mungkin
dilakukan dengan mekanisasi. Spesifikasi mesin pencacah juga harus memenuhi
kebutuhan dan kondisi budidaya tebu di Indonesia. Beberapa penelitian yang
berhubungan dengan pencacahan seperti mekanisme pemotong rumput, mesin
perajang tembakau, pencacah kompos, pencacah hijauan telah dilakukan tetapi
penelitian yang khusus mengenai pencacah serasah tebu belum ada. Sehingga
perlu dilakukan penelitian tentang teknologi pencacahan serasah tebu.
Salah satu mekanisme pemotongan yang paling cocok diterapkan pada
mesin pencacah serasah tebu adalah tipe reel karena sifat tebu yang bulky juga
berkarakter liat. Untuk mendapatkan hasil potongan serasah tebu yang baik
diperlukan data – data mengenai karakteristik fisik serasah tebu yang sampai saat
ini belum diteliti dan dipublikasikan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendisain unit pencacah dari mesin pencacah
serasah tebu dan mengkaji kinerja pemotongan yang meliputi 3 hal yaitu torsi
3
Manfaat Penelitian
Secara umum manfaat dari penelitian ini adalah untuk membantu
perkebunan tebu yang ada di Indonesia dalam memecahkan persoalan khususnya
berkenaan dengan penanganan serasah tebu yaitu dengan mendisain unit pencacah
dari mesin pengangkut dan pencacah serasah tebu. Dengan mesin ini diharapkan
serasah tebu yang telah dicacah dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik dan
tidak menggangu proses pengolahan tanah maupun pemeliharaan selanjutnya.
Secara khusus manfaat dari penelitian ini adalah sebagai informasi untuk
mengetahui karakteristik fisik dan mekanik serasah tebu, kondisi lahan tebu, torsi
pemotongan, daya yang dibutuhkan untuk memotong serasah tebu dan panjang
4
TINJAUAN PUSTAKA
Budidaya Tanaman Tebu
Tanaman tebu (Saccharum officinarum L.) seperti terlihat pada Gambar 2
merupakan famili graminae yang dapat tumbuh di berbagai kondisi tanah dan
iklim. Menurut Notojoewono 1967, tebu semula dikatakan berasal dari India di
sekitar sungai Gangga dan ada lagi yang mengatakan dari kepulauan Pasifik
Selatan. Tanaman tebu tumbuh di daerah tropika dan sub tropika di sekitar
khatulistiwa sampai batas garis isotherm 20o yakni kurang lebih antara 30o lintang
utara dan 35o lintang selatan (Notojoewono 1967).
Gambar 2 Tanaman tebu. (http://arluki.files.wordpress.com)
Dalam masa pertumbuhannya tanaman tebu membutuhkan banyak air,
sedangkan ketika tebu akan menghadapi waktu masak menghendaki keadaan
kering sehingga pertumbuhan berhenti. Andaikata hujan terus menerus akan
menyebabkan tanaman tebu rendah rendemennya. Jadi jelas bahwa tebu selain
memerlukan daerah-daerah yang beriklim panas juga diperlukan adanya
perbedaan antara musim hujan dan musim kemarau (Notojoewono 1967).
Widiyoutomo 1983 mengatakan bahwa fase pertumbuhan tanaman tebu
jatuh pada umur 3 sampai 8 bulan dan fase pemasakan pada umur 9 sampai 12
bulan yang ditandai dengan tebu mengeras dan berubah warna menjadi kuning
5 dilakukan pada musim kemarau sampai akhir musim hujan. Penanaman dilakukan
di awal musim kemarau sampai menjelang musim hujan.
Menurut Khaerudin 2008 proses budidaya tanaman tebu secara garis besar
dibagi menjadi 2 cara yaitu budidaya tanaman tebu baru (Plant Cane) dan
budidaya tanaman tebu keprasan (Ratoon Cane) seperti yang terlihat pada
Gambar 3.
Mulai
Pengolahan tanah
Penanaman
Pemeliharaan
Pemanenan
Serasah Tebu Pembibitan
Pembersihan lahan (Trash Rake)
Pengeprasan
Pemeliharaan
Pemanenan
Batang Tebu
Selesai Plant Cane (PC)
Ratoon Cane (RC)
Batang Tebu
Selesai
Angkut Pembakaran
Serasah Tebu
Angkut Pembakaran
Subsoiler Penyiapan Lahan
Gambar 3 Skema budidaya tanaman tebu (Khaerudin 2008).
Plant Cane (PC) adalah budidaya tanaman tebu dengan cara menanami
lahan dengan bibit tebu baru yang berasal dari Kebun Bibit Dasar (KBD).
Sebelum proses penanaman dibutuhkan penyiapan lahan dan pengolahan tanah
terlebih dahulu agar tanah memiliki kondisi yang baik dan siap untuk ditanami
tebu. Setelah tebu ditanam proses selanjutnya adalah pemeliharaan dan
6 diangkut menggunakan truk atau trailer untuk dibawa ke pabrik tebu untuk diolah
menjadi gula sedangkan serasah tebu dibakar di lahan.
Ratoon Cane (RC) adalah budidaya tanaman tebu dengan cara
memanfaatkan tunas yang tumbuh dari tunggak pada lahan setelah tebu dipanen.
Pada budidaya tebu Ratoon Cane tidak membutuhkan proses pengolahan tanah
sehingga dapat menekan biaya opearasional. Cara budidaya Ratoon Cane
biasanya dapat dilakukan sampai 3 kali dengan indikator jarak tanaman tidak
terlalu jauh dan tunas tebunya masih bagus.
Batang Tebu
Panjang batang tebu pada saat panen berkisar antara 2 – 4 m dengan
diameter 2.5 - 5 cm. Pada kondisi ini batang tebu sudah layak untuk diproses
menjadi gula. Secara morfologi batang tebu dibagi menjadi 2 bagian yaitu node
dan internode. Bagian node terdiri dari lingkaran tumbuh (growth ring), bagian
akar (root band), bagian daun (leaf scar), sedangkan bagian internode terletak di
antara node berjumlah 20-30 ruas (Gambar 4) (James 2004).
Gambar 4 Struktur batang tebu (James 2004).
Di bagian akar (root promordia) akan tumbuh tunas baru yang berupa
kuncup yang merupakan cikal bakal batang tebu di mana batang tebu akan
tumbuh lebih dari satu batang. Mekanisme tumbuh dari batang tebu berasal dari
tunas yang tumbuh di bagian akar di mana batang tebu ditanam secara horizontal.
Apabila batang tebu dipotong maka batang tebu dibagi menjadi tiga bagian yaitu Node
7 batang primer, batang sekunder dan batang tersier seperti terlihat pada Gambar 5
(James 2004).
Daun Tebu
Posisi daun tebu melekat pada batang dan tumbuh pada pangkal node
(Gambar 6). Setiap daun terdiri dari bagian yang melekat (sheath) dan bagian
yang tidak melekat (blade or lamina). Bagian yang melekat (sheath) berbentuk
seperti pipa yang menyelimuti batang dengan panjang dari bawah sampai atas
[image:30.595.221.409.273.447.2]batang. Daun tebu mempunyai struktur yang tipis dan mudah sobek (James 2004).
Gambar 5 Tunas batang tebu (James 2004).
[image:30.595.251.374.492.661.2]8 Ketika tebu sudah mulai memasuki masa panen, daun tebu tumbuh sebagai
lamina. Daun tebu inilah yang merupakan salah satu serasah tebu paling banyak
jumlahnya pada saat setelah pemanenan.
Pucuk Tebu dan Bunga Tebu
Pucuk tebu terdiri dari beberapa daun tebu, untuk satu pucuk tebu terdiri
dari 3 sampai 4 daun (Gambar 7). Sedangkan bunga tebu (Gambar 8) terjadi pada
perubahan dari fase vegetative ke fase reproduktif. Menurut Steven 1965 bunga
tebu tumbuh setahun dua kali dengan penyinaran matahari yang baik (James
[image:31.595.151.469.278.604.2]2004).
Gambar 7 Pucuk tebu pada masa tebu siap dipanen (James 2004).
Gambar 8 Bunga tebu pada masa tebu siap dipanen (James 2004).
Sistem Pemanenan Tebu
Pemanenan tebu di Indonesia mayoritas masih dilakukan dengan cara
manual. Beberapa perkebunan tebu besar, pada masa-masa tertentu telah
menerapkan mesin panen. Mesikpun pada prinsipnya, metoda pemanenan adalah
9 Menurut Khaerudin 2008 panen tebu di pabrik gula Subang Jawa Barat
dilakukan dengan cara menebang tebu secara manual. Alat yang digunakan untuk
menebang adalah sabit. Pabrik gula menyediakan sabit yang dapat dibeli oleh
penebang. Tetapi banyak juga penebang yang membawa sendiri alat sabitnya.
Tenaga tebang ada 2 macam yaitu tenaga tebang lokal dan tenaga tebang luar.
Tenaga tebang lokal adalah tenaga tebang yang berasal dari masyarakat sekitar
pabrik, sedangkan tenaga tebang luar merupakan tenaga tebang yang berasal dari
luar daerah.
Setelah ditebang, tebu diangkut dari lahan ke pabrik menggunakan trailer
atau truk. Kapasitas angkut trailer sekitar 10 – 13 ton. Sedangkan kapasitas
[image:32.595.134.474.351.650.2]angkut truk antara 6 - 8 ton. Suasana pengangkutan tebu seperti disajikan pada
Gambar 9.
Gambar 9 Penebangan dan pengangkutan tebu.
Penebangan tebu diawali dengan membersihkan daun tebu (klaras) sampai
bersih, kemudian dilakukan pemotongan batang tebu sampai rata dengan tunggak
10 atau sekitar 30 cm dari titik tumbuh. Setelah tebu bersih dan dipotong kemudian
diikat per 12-15 batang tebu. Biasanya untuk tenaga lokal mengikat tebu dengan
menggunakan tali tulus sedangkan tenaga tebang luar menggunakan tali tebu yang
dibelah menjadi 2 atau 4 bagian.
Tebu kemudian ditumpuk di lahan untuk menunggu angkutan datang.
Sistem penebangan yang diterapkan di pabrik gula Subang Jawa Barat dikatakan
sebagai sistem tebang 4-2 (Gambar 10) atau sistem tebang 2-2 (Gambar 11).
Sistem tebang yang biasa dilakukan adalah 4-2, sedangkan untuk sistem 2-2
biasanya untuk lahan yang sulit seperti banyak tebu yang roboh atau tebu yang
melilit. Sistem tebang 4-2 artinya adalah 4 juring atau barisan digunakan sebagai
tempat meletakkan batang tebu hasil panen, dan 2 juring tempat meletakkan
sampah tebu berupa pucuk dan daun tebu yang disebut trash atau serasah. Begitu
juga untuk sistem tebang 2-2 hanya bedanya jumlah barisan tebu bersihnya hanya
2 barisan. Tujuan dari penerapan sistem 4-2 yaitu untuk menekan tunggak dan
mempermudah dalam pembersihan lahan.
Batang Tebu Serasah
[image:33.595.181.436.403.677.2]Serasah
11 Gambar 11 Sistem tebang 2 – 2 (Khaerudin 2008).
Batang tebu yang telah ditebang seperti pada Gambar 12 harus segera
diangkut ke pabrik. Tebu yang telah ditebang, jika dibiarkan cukup lama di lahan
bahkan sampai menginap akan mengalami penurunan rendemen. Jika ini terjadi,
pada akhirnya akan mengakibatkan kerugian perusahaan.
Setelah pemanenan, biasanya serasah terebut dibakar untuk memudahkan
operasi persiapan lahan atau pemeliharaan tanaman selanjutnya. Pembakaran
serasah tebu yang terhampar di lahan hal ini dimaksudkan selain menghemat
biaya diharapkan lahan tersebut bersih dari serasah. Karena serasah ini sangat
mengganggu proses pengolahan tanah maupun pemeliharaan tanaman selanjutnya.
Gambar 12 Tanaman tebu yang telah ditebang.
Batang Tebu Serasah
[image:34.595.181.446.521.698.2]12
Tipe Mekanisme Alat Pencacah
Alat Pencacah Kompos
Alat pencacah kompos (Gambar 13) merupakan salah satu alat yang dapat
membantu dalam proses pembuatan kompos secara anaerob dengan bahan baku
khususnya sampah organik. Alat pencacah kompos biasanya dipakai untuk
memperkecil ukuran sehingga proses pengomposan dapat dilakukan dengan baik
(Sudrajat 2006).
Gambar 13 Alat pencacah kompos (Sudrajat 2006).
Sistem kerja alat ini pada dasarnya sama dengan gilingan martil (hammer
mill). Menurut Kong Hwan Kim 1989 martil (hammer) pada mesin (hammer mill)
berfungsi sebagai batang pemukul atau dapat juga diganti dengan batang pisau
pemotong. Proses yang terjadi adalah bahan atau material seperti serat, dedaunan,
sayuran dimasukkan ke dalam hammer mill yang berputar kemudian produk yang
dihasilkan menjadi ukuran yang lebih kecil (size reduction). Di dalam industri
makanan, hammer mill banyak digunakan untuk menghancurkan lada, rempah –
rempah dan lain – lain.
Tub Grinders
Tub grinder (Gambar 14) adalah alat khusus yang digunakan untuk
memotong/membelah (chopping) kayu termasuk di dalamnya batang dan
dedaunan dalam jumlah yang besar. Sistem kerja dari tub grinder ini adalah
sistem kerja pisau pemotong (hammer mill) yang bergerak secara horizontal. Tub
13 semuanya terbuat dari plat baja. Tenaga penggerak menggunakan mesin diesel
[image:36.595.132.490.130.343.2]dengan tenaga sebesar 500 hp (Robert 1995).
Gambar 14 Tub grinders (Robert 1995).
Forage Chopper
Salah satu fungsi utama dari alat pencacah tanaman pakan ternak (forage
chopper) adalah memperkecil ukuran kemudian membawa produk hasil cacahan
tersebut ke dalam bak truk. ASAE (American Society Agricultural Engineering)
Standar S472 membagi 2 tipe penanganan dalam pemanenan untuk makanan
ternak. Tipe pertama adalah pemotongan bahan dengan presisi dan tipe kedua
adalah pemotongan bahan dengan tidak presisi. Untuk tipe pemotongan dengan
presisi biasanya alat yang digunakan adalah tipe silinder pemotong (a cylindrical
cutterhead) yang dilengkapi dengan bagian pisau yang diam (stationary
countershear) (Srivastava 1993).
Pemotongan bahan pakan ternak dengan presisi dibagi menjadi 3
mekanisme pemotongan yaitu pertama tipe dipotong lalu dilempar (Gambar 15a),
kedua tipe dipotong lalu dihembuskan (Gambar 15b), dan ketiga tipe pemotongan
dengan sistim hembusan menggunakan fasilitas auger konveyor yang dipasang di
14 Gambar 15 Mekanime pemanenan pakan ternak (Srivastava 1993).
Dalam penanganan mesin pemanen rumput pakan ternak ada 2 tipe
mekanisme pengambilan umpan yaitu tipe pengambilan dengan silinder penjepit
yang dilengkapi pegas pengatur dan tipe pengambilan yang dilengkapi konveyor
seperti yang terlihat pada Gambar 16. Panjang pemotongan dapat dihitung
berdasarkan kecepatan roda pengumpan (feed rolls) dibagi dengan kecepatan
silinder pencacah (cutterhead). Secara teori panjang pemotongan dapat dihitung
dengan persamaan (Srivastava 1993):
c k
f c
n v L
. . 60000
λ
= ...(1)
di mana : Lc : panjang pemotongan (mm)
vf : kecepatan roda pengumpan (m/s)
λk : jumlah pisau pada cutterhead
nc : kecepatan putar cutterhead (rpm)
15 Secara teoritis panjang pemotongan berkisar antara 3 sampai 90 mm.
Panjang pemotongan aktual berkisar 50% lebih panjang dari panjang teoririts
secara perhitungan. Pengaturan panjang pemotongan dapat juga diatur dari
kecepatan silinder pengumpanan.
Kecepatan putar pada cutterhead berkisar antara 850 rpm sampai 1000 rpm.
Dengan diameter silinder 520 mm sampai 620 mm dan panjang silinder 450 mm
sampai 620 mm (Srivastava 1993).
Perhitungan kapasitas pengumpanan dapat didekati dengan persamaan
berikut (Srivastava, 1993) :
8 10 60 . . . . ×
= f t c k c
f
n L A
M ρ λ ...(2)
mana : Mf : kapasitas pengumpanan (kg/s)
ρf : berat jenis bahan dalam silinder (kg/m3)
At : luas penampang silinder (m2
Tipe Pisau Pemotong
)
Pisau pemotong rumput dibedakan menjadi dua berdasarkan tipe pisau
pemotong yaitu pisau pemotong rumput tipe reel dan tipe slasher. Kedua tipe
pisau ini memiliki perbedaan yang dapat dilihat dari konstruksi dan hasil
potongannya (Beard 1993).
Pisau pemotong rumput tipe reel terdiri dari dua buah pisau antara lain reel
dan bedknife. Reel bergerak melingkar sedangkan bedknife diam. Reel terdiri dari
beberapa pisau (blade) yang ditempelkan ke rangka (Mardison 2000). Pisau
pemotong rumput tipe reel dapat dilihat pada Gambar 17.
pisau Reel Bedknife
(a) Pisau pemotong rumput tipe reel,
(b) Tipe Slasher
16 Pisau pemotong rumput tipe slasher terdiri dari satu bilah pisau yang
digerakkan secara rotasi dengan kecepatan tinggi, sehingga menghasilkan daya
pukul yang kuat untuk memotong rumput (Mardison 2000).
Pisau pemotong rumput tipe reel memberikan hasil potongan rata pada
bagian tajuk rumput yang dipotong sehingga tidak mengganggu pertumbuhan
rumput. Pisau pemotong rumput tipe slasher memberikan hasil potongan yang
tidak baik pada bagian tajuk rumput, di mana tajuk rumput bekas potongan jadi
pecah dan hasil potongan tidak rata (Beard 1993).
Metode Pemotongan (Cutting) Bahan Pertanian
Pemotongan (Cutting) bahan – bahan hasil pertanian merupakan salah satu
kegiatan yang paling sering dilakukan, misalnya pada saat panen (harvesting),
dalam pemisahan (separation) dan juga dalam proses pengecilan (comminution)
ukuran bahan. Pemotongan (dengan kebutuhan energi yang signifikan) juga
memainkan peran dalam pemisahan bahan makanan ternak. Dalam proses operasi
– operasi yang lain, kebanyakan melibatkan proses pemotongan (Sitkey 1986).
Pada saat pemotongan, mata pisau menembus ke dalam bahan, melewati
kekuatan bahan sehingga bahan menjadi terpisah. Pada saat pemotongan
berlangsung, terjadi perbedaan deformasi pada bahan, yang tergantung pada
bentuk mata pisau dan proses kinematik pemotongan (Sitkey 1986).
Gambar 18(a) memperlihatkan proses pemotongan yang menggunakan dua
mata pisau yang saling berhadapan dan terlibat pemotongan (countermoving
blade). Contoh untuk kasus ini adalah gunting. Gambar 18(b) memperlihatkan
tipe alat potong di mana bahan diletakkan pada landasan yang diam dan pisau
pemotong bergerak. Contoh praktis pada proses ini adalah pada perajangan
keripik singkong dengan alat chipper. Gambar 18(c) mengilustrasikan
pemotongan lapisan yang tipis, di mana distribusi tegangan di sekitar mata pisau
mengalami distorsi yang sangat besar akibat permukaan bebas pada sekitar bidang
pemotongan. Gambar 18(d) menunjukkan metode pemotongan bebas (free
cutting) yang saat ini banyak dilakukan. Pada kasus ini kecepatan mata pisau
17
(a) (b) (c) (d)
Gambar 18 Beberapa mekanisme pemotongan (Sitkey 1986).
Mekanisme Proses Pemotongan
Definisi pemotongan secara mekanik suatu bahan adalah terjadinya
pemisahan bahan sepanjang garis yang sebelumnya telah ditentukan dengan
menggunakan alat pemotong yang ditandai dengan kerusakan di bagian
permukaan bahan. Proses pemotongan dimulai ketika mata pisau menyentuh
bahan (Gambar 19a). Pada saat pisau bergerak masuk ke dalam bahan terjadi
peningkatan intensitas gaya pada suatu titik hingga tercapai pada kondisi
kerusakan bahan (Gambar 19b). Apabila tekanan pisau diteruskan maka
terpisahnya bahan akan tercapai (Gambar 19c) (Person 1987).
a b c
Kontak Penetrasi Pemisahan
18 Beberapa faktor yang mempengaruhi proses pemotongan adalah tipe dan
kondisi bahan yang akan dipotong, bentuk mata pisau, jari – jari dan sudut
kemiringan mata pisau, ketebalan mata pisau, kecepatan mata pisau pada saat
memotong, material yang digunakan untuk membuat pisau dan lain - lain (Perrson
1987).
Pada proses perajangan produk umbi – umbian, pertama – tama penetrasi
pisau ke dalam bahan yang mengakibatkan kompaksi (compaction) sampai pada
suatu tekanan tertentu tercapai di mana terjadi patahan (rupture). Selanjutnya
daerah kompaksi pisau berturut turut hingga patahan terjadi lagi. Permukaaan
patahan biasanya berbentuk conchoidal. Jarak antara patahan merupakan fungsi
dari ketebalan mata pisau dan sudut kemiringan mata pisau (Sitkei 1986).
Kebutuhan Daya Pemotongan
Kebutuhan daya silinder pencacah agar dapat memotong serasah dengan
baik dapat didekati dengan persamaan (Khurmi 2002) :
60 . . .
2 nT
P= π ...(3)
di mana :
P = daya pemotongan (N.m/detik) atau Watt
T = torsi pemotongan (N.m)
n = kecepatan putar (putaran/menit)
Dari persamaan tersebut dapat dijelaskan bahwa semakin besar kecepatan
putar yang terjadi maka semakin besar pula kebutuhan daya pemotongan yang
terjadi.
Dalam menyatakan daya keluaran dianjurkan menggunakan unit S.I (Satuan
Internasional) yaitu Watt atau Kilo-Watt. Akan tetapi unit konvensional seperti
horse power (hp) masih tetap populer digunakan terutama pada perusahaan –
perusahaan manufacturing dan nilai ilmiah dari standar industri masing – masing
19
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Januari 2010 sampai dengan bulan Agustus
2010. Tempat penelitian dilaksanakan dibeberapa tempat sebagai berikut.
1) Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian Departemen Teknik Mesin
dan Biosistem Fateta IPB untuk kegiatan desain unit pencacah dari mesin
pencacah tebu, pengukuran sifat dan mekanik serasah tebu.
Sifat fisik : dimensi (panjang, lebar, tebal), kadar air, kerapatan isi (bulk
density) dan berat. Sifat mekanik : perlakuan pemadatan terhadap kerapatan
isi (bulk density) serasah tebu. Pengujian torsi pemotongan untuk beberapa
variasi kecepatan putar, dan tingkat kepadatan serasah tebu pada sudut
pemotongan 3o
2) Bengkel Departemen Teknik Mesin dan Biosistem Fateta IPB untuk kegiatan
rancang bangun unit pencacah dari mesin pencacah dan pengangkut serasah
tebu dan desain peralatan pengujian. .
3) Perkebunan Tebu PG Subang Jawa Barat untuk kegiatan survey kondisi lahan,
pengukuran kerapatan isi (bulk density), pengukuran profil guludan lahan,
pengambilan sampel serasah tebu, pucuk dan batang tebu.
Alat dan Bahan
Alat – alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Alat Konstruksi : mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, mesin gergaji, las
listrik, tabung oksigen, (rancang bangun unit pencacah dari pencacah serasah
tebu).
2. Alat Ukur : tachometer digital (Krisbow KW06-303), brigde box (Kyowa,
DB-120), handy strain meter, (Kyowa, UCAM-1A), multimeter digital
(Masda, DT830B), slip ring (Michigan scientific, S10 SN2866), strain gauge
tipe silang (Kyowa,KGF-6-120-D16), dynamic strain amplifier (DPM 601A),
software analog to digital converter (ADC), stop watch, seperangkat
komputer (NEC PC 980 UV), timbangan analog, timbangan digital (Libror
20 3. Alat Pendukung : solder, timah, kamera digital, motor diesel, tool kit, caliver.
Bahan yang digunakan adalah daun tebu, pucuk tebu dan batang tebu yang
diambil langsung dari perkebunan tebu subang.
Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan sebagaimana ditunjukkan
[image:43.595.89.488.207.727.2]pada Gambar 20.
Gambar 20 Bagan alir dari tahapan penelitian kajian pemotongan sersah tebu dengan menggunakan pisau tipe reel.
Mulai
Analisis rancangan unit pencacah pada mesin pengangkat dan pencacah serasah tebu : rancangan silinder pisau pencacah, rancangan silinder penjepit, rancangan sistem transmisi, desain konstruksi dan mekanisme kerja
Uji fungsional mesin pencacah serasah tebu
Pengukuran karakteristik fisik serasah tebu (dimensi: panjang, lebar, berat ; kadar air, bulk density,elastisitas,) dan pengukuran profil guludan pada lahan
Kalibrasi torsi pemotongan Pembuatan prototipe mesin pencacah serasah tebu
Pengukuran torsi dengan berbagai variasi kepadatan serasah (8,16,24,32) kg/m3 Pengukuran torsi dengan
berbagai variasi kecepatan putar silinder pemotong (400 ,450, 500, 550 rpm)
Pengujian torsi pada silinder pencacah dan silinder penjepit dengan sudut pemotongan 30
Akusisi Dan Pengolahan data
Selesai
21
Pengukuran Karakteristik Fisik Serasah Tebu
Pengukuran karekteristik fisik tebu yang dilakukan terdiri dari dimensi
serasah tebu, bulk density, kadar air, elastisitas dan profil guludan pada lahan tebu
seperti yang disajikan pada Tabel 1. Data-data pengukuran tersebut sangat penting
terutama dalam menganalisis desain unit pencacah dari mesin pencacah serasah
tebu.
Tabel 1 Pengukuran karakteristik fisik dan mekanik serasah tebu.
Sifat Fisik Parameter dan cara pengukuran
1 Dimensi Serasah Tebu
Daun tebu : Panjang, lebar, ketebalan (cm), berat (gram) Pucuk tebu : Panjang, lebar, ketebalan (cm), berat (gram) Alat yang digunakan: meteran, jangka sorong, timbangan
2 Bulk Density Berat serasah tebu di lapangan
=
Alat yang digunakan patok, meteran dan timbangan gantung
3 Kadar air Pengukuran berat daun, batang dan pucuk dengan menggunakan timbangan digital. Kadar air diukur dengan metode gravimetri
KA % = W basah – W kering x 100 W kering
Kadar air yang dihutung adalah kadar air basis kering
4 Elastisitas • Pengukuran ketebalan serasah sebelum diberi tekanan (cm)
• Pengukuran ketebalan serasah setelah diberi tekanan (cm)
• Penentuan beban tekan dan luas penampang (kg) • Koefisien elastisitas (kg/cm)
• Ratio elastisitas (sebelum dan sesudah diberi tekanan)
5 Profil guludan
lahan tebu
• Lebar guludan (cm) • Jarak antar tanaman (cm) • Tinggi guludan (cm)
Adapun metode yang digunakan dalam pengukuran karakteristik serasah
tebu adalah dengan cara melakukan pengukuran langsung dengan alat ukur yaitu
mistar, jangka sorong dan timbangan digital. Jumlah data yang diukur untuk daun
22 Pengukuran kerapatan isi (bulk density) serasah tebu dilakukan langsung di
lahan tebu. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kondisi lahan sebenarnya karena
desain mesin serasah tebu akan diaplikasikan pada lahan tebu. Pengambilan
sampel tumpukan serasah dilakukan pada luasan 2 x 2 meter secara acak. Alat
yang digunakan adalah patok, meteran dan timbangan gantung.
Kadar air serasah tebu berfungsi untuk mengetahui kandungan air yang
terdapat pada serasah setelah pemanenan. Varietas tanaman tebu yang digunakan
adalah PS 865 langsung diambil di perkebunan tebu – PG Subang 1 minggu
setelah panen. Metode pengukuran kadar air bahan dilakukan dengan cara metode
gravimetrik yaitu dengan menimbang berat bahan serasah berupa daun, pucuk dan
tebu setelah pemanenan, setelah ditimbang selanjutnya bahan tersebut dimasukkan
kedalam oven denganm suhu 100oC lalu ditimbang ulang.
Elastisitas dilakukan dengan cara menekan serasah tebu dengan beban
hingga ketinggian tertentu beban yang diberikan adalah 80 kg dan 50 kg dengan
luas penampang 448 cm2
Pengukuran Kalibrasi Strain - Torsi
sebanyak 20 kali. Pengukuran ketinggian serasah
sebelum dan sesudah ditekan di catat sehingga rasio perbandingan pemadatan
dapat diperoleh.
Pengukuran profil guludan di lahan sangat diperlukan untuk menentukan
dimensi dari rancangan mesin yang akan dibuat. Adapun alat yang digunakan
pada saat pengukuran di lahan adalah relief meter, water pas dan penggaris.
Mekanisme pengukuran dilakukan dengan cara memasang relief meter pada lahan
guludan tebu yang dilengkapi dengan water pas dengan tujuan agar posisi relief
meter dalam posisi lurus seimbang. Setelah mendapatkan posisi lurus dan
seimbang langkah selanjutnya lebar guludan, ketinggian guludan dan jarak antar
tanaman diukur menggunakan penggaris.
Kalibrasi strain – torsi dilakukan sebelum pengukuruan torsi pemotongan
dengan tujuan untuk mendapatkan persamaan regresi yang menghubungkan antara
strain dengan torsi. Alat ukur yang digunakan pada kalibrasi ini adalah strain
gauge, brigde box, timbangan, beban, handy strain meter. Untuk mengindera
perubahan strain tersebut, pada poros pisau dipasang strain gauge tipe silang yang
23 Adapun skema pemasangan sensor strain gauge dan alat ukur yang lainnya
untuk kalibrasi strain torsi dapat disajikan pada Gambar 21.
Rg1
Tampak Atas
A
Tampak Samping
Gambar 21 Skema pengukuran kalibrasi strain – torsi.
Pengukuran kalibrasi strain - torsi dilakukan pada dua titik pengukuran
yaitu pada poros pisau pencacah dan poros penjepit (Gambar 22). Sensor strain
B
C Rg2
Poros pencacah
Bantalan
Strain gauge Lengan beban
Brigde box Handy
strain
Silinder pencacah
Pisau Pencacah
A B C
Lengan beban Beban
24 gauge dipasang pada kedua poros tersebut yang berfungsi untuk mengindra
regangan yang terjadi pada saat proses puntiran dilakukan. Lengan beban
dipasang tegak lurus pada setiap poros dengan panjang 1 meter yang ujungnya
diberi beban. Pada saat beban diberikan regangan yang terjadi dibaca
menggunakan alat handy strain meter.
Gambar 22 Pengukuran kalibrasi strain - torsi.
Ukuran beban yang digantung pada ujung lengan beban dilakukan secara
bertahap dari nilai yang terkecil hingga yang paling besar dan sebaliknya. Panjang
lengan beban yang dirancang adalah 1 m sedangkan beban yang diberikan adalah
2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 kg. Setiap pemberian beban dibaca besarnya
strain pada alat ukur handy strain meter (Gambar 23).
Gambar 23 Pembacaan strain pada saat diberi beban.
Strain gauge pada poros penjepit
Strain gauge pada poros pisau Lengan
beban
Beban
25
Instrumen dan Perlengkapan Pengukur Torsi
Pemilihan instrumen dan perlengkapan pada pengukur torsi pemotongan
merupakan langkah awal yang harus dilakukan sebelum melakukan pengukuran
torsi pemotongan ataupun kalibrasi sensor.
Adapun instrumen dan perlengkapan yang digunakan untuk mengukur torsi
pemotongan adalah sebagai berikut :
1. Strain Gauge tipe silang berfungsi untuk mengindera perubahan regangan
pada poros pencacah dan penjepit.
2. Slip ring yang berfungsi untuk meneruskan tegangan dari sensor strain gauge
yang menuju brigde box.
3. Brigde box yang berfungsi untuk meneruskan tegangan dari strain gauge
menuju strain amplifier.
4. Strain amplifier yang berfungsi untuk menaikkan tegangan sehingga bisa
dibaca pada analog to digital converter (ADC).
5. Analog to digital converter (ADC) berfungsi untuk membaca tegangan analog
menjadi digital.
6. Tachometer untuk mengukur kecepatan putar pada poros pencacah dan poros
penjepit.
7. Komputer berfungsi untuk menampilkan grafik tegangan pada saat
pencacahan berlansung.
8. Timbangan untuk menimbang berat serasah.
9. Multimeter dalam penelitian ini hanya untuk mengukur tegangan.
10.Alat uji berupa satu unit pencacah serasah tebu yang berfungsi untuk
mencacah serasah tebu hingga potongan kecil .
11.Bak pemadatan yang berfungsi sebagai landasan serasah tebu dan
memadatkan serasah tebu.
Instrumen dan perlengkapan pengukur torsi tersebut kemudian dipasang
pada alat uji unit pencacah yang dilengkapi dengan bak pemadatan. Setelah itu
mempersiapkan bahan serasah yang akan diuji. Adapun skema pemasangan alat
26 Gambar 24 Skema pengujian torsi pemotongan serasah tebu.
Pengkuran Kalibrasi Strain – Tegangan
Kalibrasi strain – tegangan dilakukan untuk memperoleh persamaan regresi
yang menghubungkan antara strain dengan tegangan. Pemasangan alat ukur untuk
kalibrasi ini adalah strain gauge, dynamic strain amplifier, brigde box, slip ring,
software analog to digital converter (ADC) dan 1 unit komputer (Gambar 25).
Pengukuran kalibrasi ini dilakukan sebelum pengujian berlangsung. Variasi beban
diperoleh dengan mengatur beban strain pada dynamic strain amplifier dengan
berbagai nilai strain. Nilai beban strain yang diberikan adalah 50, 100, 150, 200,
250, 300, 350, 400, 450 dan 500 με. Setiap kali pemberian beban strain dibaca
keluaran tegangan pada komputer.
Pendorong serasah
Bak pemadatan
Silinder penjepit
Silinder pencacah
Mesin diesel Gear box
Strain gauge
Slip ring
Brigde box ADC
Dynamic Strain Amplifier
Komputer
27 Gambar 25 Pengukuran kalibrasi strain – tegangan.
Pengukuran Torsi
Parameter yang diukur dalam pengujian adalah perubahan torsi akibat
pemotongan. Pengukuran torsi pemotongan dilakukan dengan cara memotong
serasah tebu yang masuk ke dalam mesin pencacah serasah tebu lalu sensor strain
gauge akan mengindera regangan yang terjadi. Alat ukur yang digunakan dalam
pengujian torsi pemotongan adalah strain gauge, dynamicstrain amplifier, brigde
box, slip ring, software analog to digital converter (ADC), stabilizer, tachometer,
stopwatch, 1 unit komputer, alat uji berupa unit pencacah dan bak pemadatan.
Bak pemadatan dirancang dengan ukuran panjang 1.2 m, lebar 60 cm dan
tinggi 10 cm yang berfungsi untuk memasukkan serasah tebu yang akan dicacah
Ukurun tersebut dirancang untuk memperoleh kecepatan umpan 0.3 m/s dan
kerapatan isi serasah tebu yang dapat ditekan hingga ketebalan 10 cm sesuai
[image:50.595.214.409.84.244.2]dengan jarak silinder penjepit (Gambar 26).
Gambar 26 Bak pemadatan.
Bak pemadatan
Alat uji Strain Amplifier
28 Slip ring dipasang pada ujung poros pencacah dan poros penjepit yang
berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik dari sensor strain gauge menuju brigde
box ketika pengujian berlangsung (Gambar 27). Agar kabel listrik tidak melilit
pada poros yang sedang berputar maka sepanjang poros dibuat alur dengan cara
membubut poros dengan kedalaman tertentu. Sinyal yang telah diterima oleh
brigde box selanjutnya diteruskan ke dynamic strain amplifier. Alat ukur ini
berfungsi untuk membesarkan atau menguatkan sinyal dari sensor yang relative
masih kecil. Untuk dapat dibaca di komputer maka dibutuhkan suatu software
analog to digital converter (ADC) yang berfungsi untuk merubah data analog ke
[image:51.595.215.409.311.466.2]digital.
Gambar 27 Posisi slip ring pada poros pencacah dan poros penjepit.
Setelah alat ukur terpasang seluruhnya pada alat uji, langkah awal adalah
melakukan kalibrasi strain - tegangan dengan tujuan agar alat ukur dapat
berfungsi dengan baik. Kalibrasi strain – tegangan selalu dilakukan setiap kali
akan melakukan pengujian. Pengujian dimulai dengan mempersiapkan serasah
tebu yang akan dicacah selanjutnya menghidupkan mesin diesel. Kecepatan putar
dari mesin diesel direduksi dengan rasio 1 : 4 dengan menggunakan belt dan puli
agar diperoleh kecepatan putar poros pencacah yang diinginkan. Adapun variasi
kecepatan putar pada saat pengujian adalah 400, 450, 500, 550 rpm dengan sudut
pemotongan pisau 3o. Mengingat serasah tebu bersifat bulky, serasah dapat
dipadatkan hingga 4 kali dengan variasi kepadatan dibuat 4 perlakuan yaitu 8, 16,
24, 32 kg/m3. Nilai tersebut diambil dengan dasar kapasitas lapang hasil
perhitungan adalah 1.9 ton/ jam yang bisa dipadatkan hingga 4 kalinya. Pada saat
29 alat uji mulai beroperasi kecepatan putar pada poros pencacah diukur dengan
menggunakan tachometer langkah selanjutnya adalah memasukkan serasah tebu
yang telah dipersiapkan ke dalam bak pemadatan. Mekanisme pengumpanan
dilakukan secara manual yaitu dengan cara mendorong serasah tebu dengan
menggunakan alat pendorong agar masuk pada silinder penjepit. Waktu yang
dibutuhkan untuk mendorong serasah tebu adalah 4 detik dengan jarak tempuh
adalah 1.2 m sehingga kecepatan maju serasah pada pengumpanan adalah 0.3 m/s.
Pengujian ini dilakukan dengan ulangan sebanyak 2 kali.
Persamaan Torsi Terukur
Kalibrasi strain – torsi dan kalibrasi strain – tegangan masing – masing
akan menghasilkan suatu persamaan regresi. Persamaan strain - tegangan yang
diperoleh kemudian disubsitusi ke dalam persamaan strain - torsi sehingga
diperoleh persamaan torsi terukur.
Akusisi dan Pengolahan Data
Akusisi data dilakukan sebelum pengujian berlangsung. Adapun dasar
dalam penentuan sampling data adalah kecepatan putar yang akan digunakan.
Kecepatan putar yang digunakan pada saat pengujian adalah 500 rpm dengan
jumlah pisau sebanyak 8 buah sehingga jumlah pemotongan setiap menitnya
adalah 500 x 8 = 4000 pemotongan/menit atau 66 pemotongan/detik. Frekuensi
sampling yang diperlukan jika 1 siklus diambil data sebanyak 5 kali adalah 5 x 66
= 333 Hertz. Frekuensi yang disetting pada software analog to digital converter
(ADC) yang digunakan adalah 500 Hertz. Nilai tersebut dipilih karena mendekati
nilai frekuensi hasil perhitungan. Adapun periode sampling untuk setiap data yang
terekam adalah T = 1/f = 1/500 = 2 ms (milli second). Skala tegangan yang
digunakan pada saat pengujian adalah 10 V dalam bentuk + 5 dan -5 V.
Data pengukuran terdiri dari 2 jenis yaitu data tegangan tanpa beban dan
data tegangan dengan beban yang dilakukan pada 2 titik sensor yaitu pada poros
pencacah dan poros penjepit. Hasil data pengukuran kemudian direkam oleh
komputer untuk keperluan analisis data.
Data hasil pengukuran selanjutnya diolah untuk memperoleh grafik torsi
pemotongan. Adapun cara pengolahan data hasil pengukuran adalah mencari
30 sebelum pembebanan, rata – rata tegangan setelah pembebanan dan rata – rata
tegangan pemotongan (Lampiran 5).
Voltase pemotongan (Vp) yang digunakan untuk torsi adalah voltase
pemotongan yang diperoleh dari persamaan berikut :
Vp = Vb – Vtb ...(4)
di mana :
Vp = voltase pemotongan (V)
Vb = voltase dengan beban (V)
Vtb = voltase tanpa beban (V)
Torsi pemotongan diperoleh dengan mensubsitusikan Vp ke persamaan yang
diperoleh dari hasil kalibrasi.
T = Vp . d . b……….….(5)
di mana :
T = torsi terukur (kg.m)
Vp
Pengukuran Kapasitas
= voltase pemotongan (V)
d = gradien kurva hasil kalibrasi strain - tegangan (με/V)
b = gradien kurva hasil kalibrasi strain – torsi (kg.m/ με)
Hasil dari akusisi dan pengolahan data pengukuran kemudian dianalisis
untuk memperoleh hubungan torsi pemotongan terhadap tingkat kepadatan
serasah dengan berbagai kecepatan putar unit pencacah, hubungan antara daya
pemotongan dengan tingkat kepadatan dengan berbagai kecepatan putar yang
terjadi untuk setiap perlakuan dan panjang serasah tebu hasil cacahan.
Kapasitas mesin dilakukan sebanyak 4 kali sesuai dengan tingkat kepadatan
yaitu 8,12,24 dan 32 kg/m3. Untuk mendekati kecepatan umpan 0.3 m/s maka
dirancang dimensi bak pemadatan dengan ukuran panjang 1.2 m, tinggi 0.1 m dan
lebar 0.6 cm dengan waktu yang dibutuhkan untuk sekali pengumpanan adalah 4
detik. Berdasarkan hasil perhitungan (Lampiran 19) berat serasah yang
diumpankan adalah 0.6 kg, 1.2 kg, 1.7 kg, 2.3 kg sehingga kapasitas teoritis untuk
masing – masing pengumpanan adalah 540 kg/jam, 1.08 ton/jam, 1.53 ton/jam
31
Pengukuran Panjang Potongan
Hasil cacahan berupa serasah tebu yang telah terpotong kemudian diambil
secara acak untuk setiap perlakuan. Adapun metode pengukuran yang dilakukan
yaitu dengan cara mengukur langsung setiap panjang potongan hasil cacahan
dengan menggunakan jangka sorong dan penggaris seperti yang disajikan pada
Gambar 28.
Gambar 28 Pengukuran panjang hasil pemotongan serasah.
Jumlah data yang diukur untuk setiap perlakuan adalah 30 potongan serasah
tebu. Perlakuan pada saat pengujian adalah 16 perlakuan sehingga total data
panjang serasah hasil pengukuran berjumlah 480 data. Data aktual panjang
pemotongan kemudian dianalisis untuk setiap kecepatan putar yang berbeda dan
32
PENDEKATAN DESAIN
Kriteria Desain dan Gambaran Umum Proses Pencacahan
Mengingat lahan tebu yang cukup luas kegiatan pencacahan serasah tebu
hanya bisa dilakukan dengan sistem mekanisasi. Mesin pencacah serasah tebu ini
dirancang khusus untuk mencacah serasah tebu yang terhampar dilahan yang
ditarik oleh traktor roda empat. Untuk itu unit pencacah yang merupakan bagian
dari mesin pencacah serasah tebu secara keseluruhan perlu dirancang dengan
dasar perancangan sebagai berikut.
1. Kecepatan maju (linier) serasah adalah 0.3 m/s yang bergerak dari unit
pengambil menuju unit penjepit dan akhirnya masuk pada unit pencacah.
Angka tersebut diambil sama dengan kecepatan maju traktor yang terendah.
2. Panjang silinder pemotong adalah 60 cm. Angka tersebut setengah dari lebar
jarak tanaman yaitu 120 cm dengan harapan serasah yang berada di antara
guludan dapat terangkat semua oleh unit pengangkat dan diteruskan menuju
unit pencacah.
3. Mekanisme pemotongan menggunkan tipe reel mengingat sifat serasah tebu
yang liat dan bulky.
4. Jumlah pisau dipasang 8 buah dengan harapan dapat memotong serasah
hingga panjang potongan 1 cm.
5. Diameter silinder pemotong adalah 429 mm dengan dasar lebar pisau
pemotong adalah 96 mm dan jarak antara pisau adalah 72 mm yang dipasang
pada silinder pemotong sebanyak 8 buah.
Secara umum proses pencacahan dimulai dengan pengambilan serasah
sambil mesin bergerak maju. Silinder pengambil serasah tebu dengan berputar
searah jarum jam kemudian mengambil serasah dari lahan dengan menggunakan
silinder batang pengait. Selanjutnya dengan arah maju traktor dan daya dorong
silinder batang pengait serasah masuk pada bagian pengangkat (konveyor). Pada
bagian konveyor, serasah bergerak menuju silinder penjepit untuk dipadatkan
hingga ketebalan yang lebih tipis. Pegas tekan dipasang di antara silinder penjepit
dan silinder pengarah dengan harapan agar tidak terjadi kemacetan pada arah maju
33 didorong menuju silinder pengumpan, dan akhirnya masuk pada silinder
pencacah. Pada bagian pencacah inilah diharapkan serasah tebu dapat dipotong
hingga panjang potongan 1 cm. Skema proses pengambilan dan pencacahan
serasah disajikan pada Gambar 29.
Pisau Pencacah SilinderPenjepit Konveyor Silinder pengambil (pengumpan)
[image:56.595.101.509.200.463.2]Arah Maju Traktor
Gambar 29 Mekanisme gerakan serasah tebu.
Desain Fungsional
Fungsi utama dari pencacahan serasah tebu adalah untuk mencacah serasah
tebu sesuai kondisi serasah dan panjang potongan yang diinginkan. Untuk
memenuhi fungsi utama maka diperlukan fungsi penunjang yaitu mengumpankan
serasah untuk dicacah dan memotong serasah yang diumpankan dengan panjang
potongan yang dikehendaki. Pada fungsi pengumpanan diperlukan fungsi
pengambilan serasah dan pengarah serasah sehingga serasah bisa masuk ke bagian
34 Gambar 30 Skema desain fungsional unit pencacah.
Untuk memenuhi fungsi – fungsi tersebut maka dipilih komponen –
komponen yang sesuai seperti yang disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Komponen untuk memenuhi fungsi desain
Fungsi/sub fungsi Alternatif komponen/ mekanisme
Komponen yang dipilih
Mengambilan serasah 1. Sepasang silinder dengan arah berlawanan
2. Sistem konveyor 3. Sistem auger
Sepasang silinder dengan arah berlawanan
Mengarahkan serasah ke bagian pencacah
1. Sepasang silinder dengan arah berlawanan
2. Mekanisme curah menggunakan hoper
Sepasang silinder dengan arah berlawanan
Memotong serasah yang diumpankan pada potongan yang dikendaki
1.Slinder pemotong tipe reel dengan bed knife 2.Pisau tipe cutter bar 3.Pisau tipe slasher
Silinder pemotong tipe reel dengan bed knife
Desain Struktural dan Analisis Teknik
Desain struktural dalam penelitian ini hanya dibatasi pada unit pencacah dan
unit penjepit. Kapasitas mesin yang dirancang dihitung berdasarkan jumlah
serasah di lapangan hasil pengukuran. Berdasarkan hasil pengukuran dan
perhitungan secara teoritis kerapatan isi (bulk density) serasah tebu adalah 7.7
Memotong serasah yang diumpankan pada potongan yang dikehendaki Mengumpankan serasah untuk
dicacah
Mencacah serasah tebu sesuai kondisi serasah dan panjang potongan yang diinginkan
35 kg/m3
Analisis Desain Silinder Pisau Pencacah
, ketebalan serasah di lapangan 40 cm, kecepatan maju traktor 0.3 m/s dan
lebar alur yang dirancang adalah 60 cm sehingga jumlah serasah yang ada di
lapangan yang dapat dicacah adalah 1.9 ton/jam (Lampiran 1).
Pisau yang dipakai adalah pisau tipe reel yang ditempatkan pada dudukan
pisau yang berbentuk silinder yang berfungsi sebagai pemotong serasah tebu. Tipe
ini dipakai karena sifat serasah yang liat dan bulky dengan harapan hasil
potongannya bisa merata. Pada konstruksi silinder pencacah, pisau bergerak
(movable blade) dipasang sebanyak 8 buah dan pisau diam (stasioner blade)
dipasang sebanyak 1 buah. Bahan pisau terbuat dari bahan baja yang dikeraskan
(heat treatment). Posisi pisau bergerak (movable) ditempatkan pada silinder
berdiameter 429 mm dengan berat silinder 80 kg. Untuk meneruskan sistem
transmisi pada rangkaian unit pencacah perlu direncanakan diameter poros
silinder sehingga sistem pengoperasian pencacahan dapat berjalan dengan baik.
Berdasarkan hasil perhitungan yang disajikan pada Lampiran 2 diperoleh bahwa
diameter poros minimal silinder pencacah adalah 40 mm dengan asumsi torsi
pemotongan serasah adalah 20 kg.m. Untuk faktor keamanan maka diameter
poros silinder yang dipakai adalah 45 mm. Hal ini disesuaikan dengan ukuran
yang ada di pasaran. Adapun rancangan diameter poros dan silinder pencacah
seperti yang disajikan pada Gambar 31.
Gambar 31 Silinder dudukan pisau pencacah.
Posisi penempatan pisau pada silinder pemotong dibuat miring sekitar 30
sehingga diharapkan dapat memotong (shear) serasah menjadi ukurun kecil. Cara
kerja dari pisau pencacah ini bergerak secara berputar ke arah pisau diam
36 (bedknife). Mengingat jenis pisau yang dipasang adalah pisau lurus maka
ketinggian dudukan pisau antara ujung pisau dibuat tidak sama yaitu 15 mm dan
37 mm. Hal ini dilakukan agar pada saat pemotongan berlangsung titik pisau dari
ujung ke ujung dapat bertemu dengan pisau diam dengan jarak 1 mm. Untuk
kepentingan pengujian skala laboratoriun sumber putaran diambil dari motor
diesel melalui poros pisau pencacah. Adapun bentuk pisau pencacah seperti
terlihat pada Gambar 32.
Gambar 32 Posisi pisau.
Bentuk pisau dibuat panjang dengan sudut mata pisau adalah 27o
Analisis Desain Silinder Penjepit
, panjang
pisau 60 cm, lebar pisau 9.6 cm, ketebalan pisau 1.2 cm dan berat pisau 4.3 kg.
Untuk mendapatkan panjang pemotongan 1 cm dengan kecepatan linier
serasah tebu pada pengumpanan adalah 0.3 m/s, jumlah pisau yang dipasang
sebanyak 8 buah maka kecepatan putar yang dihasilkan adalah 225 rpm
(Lampiran 3). Kecapatan putar tersebut merupakan kecepatan tanpa slip. Untuk
kepentingan pengujian maka diambil kecepatan putar yang lebih besar dari 225
rpm yaitu 400, 450, 500 dan 550 rpm. Berdasarkan hasil perhitungan secara
teoritis panjang potongan untuk 400 rpm adalah 5.6 mm, 450 rpm adalah 5 mm,
500 rpm adalah 4.5 mm dan 550 rpm adalah 4.1 mm.
Silinder penjepit berfungsi untuk menekan bulky dari serasah tebu hingga
ketebalan serasah 10 cm yang sebelumnya ketinggian di lapangan adalah 40 cm
dengan rasio 1:4. Hal ini dikarenakan hasil pengukuran di lapangan menunjukkan
37 dipasang pada luar silinder penjepit diharapkan dapat mencengkram dan menarik
serasah masuk pada silinder penjepit. Diameter sili
