RANCANG BANGUN ALAT PENCETAK BRIKET
BENTUK SILINDER
SKRIPSI
AHMAD QADRI SHIDQI
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
RANCANG BANGUN ALAT PENCETAK BRIKET
BENTUK SILINDER
SKRIPSI
Oleh :
AHMAD QADRI SHIDQI 040308012 / TEKNIK PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknologi PertanianFakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
ABSTRACT
The great number of chemical fertilizer used on crops can cause environmental impacts, such as damage to soil structure. Organic materials in compost can replace the role of chemical fertilizers and can improve the chemical and biological condition of soil. To be efficient and effective, the compost should be in the form of pellets. Discharge of nutrients in the pellet is longer than those in chemical fertilizer so that no refertilization is needed. The pellet was formed by using pellet molding equipment. The aim of this research was to design and to make the equipment. Pellet compost was formed by pressing. The capacity of the equipment was 32,78 kg/hour, with a 12,4 % failure.
Key words : Chemical Fertilizers, Pellet Compost, Pellet Compost Equipment.
ABSTRAK
Banyaknya penggunaan pupuk kimia pada tanaman dapat menyebabkan dampak lingkungan, seperti kerusakan struktur tanah. Kandungan bahan organik pada kompos dapat menggantikan peranan pupuk kimia dan dapat memperbaiki kondisi kimia dan biologi tanah. Untuk mengefisienkan dan mengefektifkan pemberian pupuk kompos pada tanaman perlu dibuat kompos dalam bentuk pelet. Pelepasan unsur hara pada kompos pelet lebih lama sehingga tidak perlu melakukan pemupukan yamg berulang-ulang. Kompos bentuk pelet dibentuk dengan menggunakan alat pencetak kompos bentuk pelet. Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang dan membuat alat pencetak kompos bentuk pelet. Kompos bentuk pelet dibentuk dengan sistem penekanan. Kapasitas alat yang diperoleh dari hasil penelitian adalah sebesar 32,78 kg/jam, dengan persentase ketidak terbentukan 12,4 %.
RIWAYAT PENULIS
Ahmad Qadri Shidqi, dilahirkan di Medan 19 April 1987, dari pasangan
ayahanda Hatta Arifin dan Mida Kemala Sari, dan merupakan anak ke-3 dari 3
bersaudara, beragama Islam.
Tahun 2004 penulis lulus pendidikan dari SMA Negeri 1, Medan dan pada
tahun yang sama masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur ujian tertulis
Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis memilih program studi
Teknik Pertanian.
Selama perkuliahan penulis aktif sebagai anggota Ikatan Mahasiswa
Teknik Pertanian (IMATETA) tahun 2007-2008. Penulis telah melakukan Praktek
Kerja Lapangan (PKL) dari tanggal 23 Agustus sampai 5 September 2008 di
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Adapun usulan penelitian ini berjudul “ RANCANG BANGUN ALAT
PENCETAK BRIKET BENTUK SILINDER” yang merupakan salah satu
syarat untuk dapat melaksanakan penelitian di Program Studi Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada
Ibu Ainun Rohanah,STP, M..Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada
Bapak Achwil Putra Munir, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang
telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa usulan penelitian ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang
bersifat membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini
bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Desember 2010
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ... i
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 2
Kegunaan Penelitian ... 2
TINJAUAN PUSTAKA Lokasi dan Waktu Penelitian ... 13
Bahan dan Alat Penelitian ... 13
Metode Penelitian ... 13
Pelaksanaan Penelitian ... 13
Komponen alat ... 13
Prosedur penelitian ... 15
Parameter yang Diamati ... 17
HASIL DAN PEMBAHASAN Prinsip Kerja Alat ... 20
Kapasitas Alat ... 21
Persentase Briket Bentuk Silinder yang Tidak Terbentuk(%) ... 21
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ... 26 Saran ... 26
DAFTAR PUSTAKA ... 27
DAFTAR TABEL
No.
Hal.
DAFTAR GAMBAR
No.
Hal.
1. Elektromotor ... 9
2. Reducer ... 12
3. Pencetak Briket Silinder Tampak Depan ... 32
4. Pencetak Briket Silinder Tampak Atas ... 33
5. Pencetak Briket Silinder pada Ulir ... 34
6. Plat Bentuk Silinder ... 35
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Diagram Alir Penelitian ... 29
2. Gambar Teknik Pencetak Briket Tampak Atas ... 30
3. Gambar Teknik Pencetak Briket Tampak Samping ... 31
4. Data Briket per 50 gr bahan yang akan dibentuk ... 37
5. Analisis Ekonomi ... 38
ABSTRACT
The great number of chemical fertilizer used on crops can cause environmental impacts, such as damage to soil structure. Organic materials in compost can replace the role of chemical fertilizers and can improve the chemical and biological condition of soil. To be efficient and effective, the compost should be in the form of pellets. Discharge of nutrients in the pellet is longer than those in chemical fertilizer so that no refertilization is needed. The pellet was formed by using pellet molding equipment. The aim of this research was to design and to make the equipment. Pellet compost was formed by pressing. The capacity of the equipment was 32,78 kg/hour, with a 12,4 % failure.
Key words : Chemical Fertilizers, Pellet Compost, Pellet Compost Equipment.
ABSTRAK
Banyaknya penggunaan pupuk kimia pada tanaman dapat menyebabkan dampak lingkungan, seperti kerusakan struktur tanah. Kandungan bahan organik pada kompos dapat menggantikan peranan pupuk kimia dan dapat memperbaiki kondisi kimia dan biologi tanah. Untuk mengefisienkan dan mengefektifkan pemberian pupuk kompos pada tanaman perlu dibuat kompos dalam bentuk pelet. Pelepasan unsur hara pada kompos pelet lebih lama sehingga tidak perlu melakukan pemupukan yamg berulang-ulang. Kompos bentuk pelet dibentuk dengan menggunakan alat pencetak kompos bentuk pelet. Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang dan membuat alat pencetak kompos bentuk pelet. Kompos bentuk pelet dibentuk dengan sistem penekanan. Kapasitas alat yang diperoleh dari hasil penelitian adalah sebesar 32,78 kg/jam, dengan persentase ketidak terbentukan 12,4 %.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dari kenyataan yang ada di lapangan menunjukkan bahwa pemakaian
bahan bakar fosil kian sedikit karena jumlah cadangan semakin menipis, harga
yang tidak stabil (kecenderungan terus meningkat) dan isu-isu bahwa bahan bakar
fosil menjadi penyebab pemanasan global serta penyebab terjadinya kerusakan
lingkungan sudah mulai terbukti. Untuk mengeliminasi kemungkinan terburuk
dampak pemakaian bahan bakar fosil, setidaknya ada beberapa alternatif jalan
keluar, yaitu :
a. Pencarian ladang baru
b. Penggunaan energi secara efisien
c. Pengembangan sumber energi terbarukan
Opsi yang pertama mempunyai kelemahan dalam investasi dan
memerlukan waktu yang lama untuk menemukan cadangan baru. Sedangkan
penggunaan energi secara efesien dalam jangka pendek memang bisa menjadi
salah satu solusi yang baik, tetapi ketika cadangan bahan bakar fosil di perut bumi
habis, tidak ada lagi yang bisa diefisienkan penggunaannya. Untuk opsi ketiga
merupakan pilihan yang dirasa ideal untuk dilakukan. Untuk menempuh pilihan
ini, diperlukan beberapa penekanan, diantaranya adalah mengenai pandangan dan
pemahaman serta perlakuan terhadap energi itu sendiri, yakni membuat,
menciptakan dan membudidayakan energi.
Ada beberapa jenis sumber energi alternatif yang bisa dikembangkan antara
lain, energi matahari, energi angin, energi panas bumi, energi panas laut (OTEC),
merupakan sumber energi alternatif yang perlu mendapat prioritas dalam
pengembangannya dibandingkan dengan sumber energi yang lain. Salah satu
sumber energi biomassa adalah limbah hasil pertanian.
Untuk proses pembuatan arang briket sangat mudah dan sederhana. Mulai
dari pengumpulan bahan pembuatan briket. Selanjutnya proses pengarangan
(karbonisasi). Proses pengarangan dilakukan dengan cara sama seperti
pengarangan yang lazim atau yang biasa digunakan pada proses pengarangan
kayu. Setelah selesai pengarangan bahan dasar ditumbuk sampai halus. Bahan
kemudian disaring, agar butiran hasil pengarangan menjadi lembut dan
mempunyai besar butir yang sama, sehingga kerapatan (densitas) yang dihasilkan
pada saat pengompaksian tinggi. Proses kompaksi dilakukan dengan variasi
pembebanan sebesar 7 ton, 8 ton, 9 ton (Husada, 2008).
Dari uraian diatas penulis melakukan penelitian dengan judul ” Rancang
Bangun Alat Pencetak Briket Bentuk Silinder dan Penambahan Pisau Pemotong
Briket ”. Diharapkan arang briket dengan nilai kalor tinggi mampu memenuhi
kebutuhan industri dan mampu menggantikan bahan bakar padat fosil.
Tujuan Penelitian
Adapun penelitian ini bertujuan untuk mencetak briket dalam bentuk
silinder.
Kegunaan Penelitian
Kegunaan penelitian ini berguna untuk agar dalam pemakaiannya mudah
untuk digunakan, dan juga bisa mengganti bentuk briket yang ingin kita gunakan
TINJAUAN PUSTAKA
Energi
Sumber energi secara sederhana dapat didefinisikan sebagai kekayaan
alam yang akan memberikan sejumlah daya dan tenaga apabila diproses dan
diolah serta bisa dinikmati oleh masyarakat luas di dalam penyebarannya
(Kurniawan dan Marsono, 2008).
Menurut KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia), energi adalah tenaga
atau gaya untuk berbuat sesuatu. Definisi ini merupakan perumusan yang lebih
luas daripada pengertian-pengertian mengenai energi yang umumnya dianut di
dunia ilmu pengetahuan. Dalam pengertian sehari-hari energi dapat didefinisikan
sebagai kemampuan untuk melakukan sesuatu pekerjaan (Kadir, 1995).
Seperti diketahui Indonesia sangat berkepentingan dengan sumber daya
energi minyak dengan sumber daya energi lainnya karena minyak merupakan
sumber daya energi yang menghasilkan devisa selain gas alam. Oleh karena itu,
sektor-sektor perekonomian yang memanfaatkan minyak sedapat mungkin
menggantikannya dengan sumber daya lain seperti gas alam, batubara, panas
bumi, listrik tenaga air, dan biomassa yang tersedia dalam jumlah besar
(Reksohadiprojo, 1988).
Biomassa
Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses
fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain
kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan, pakan
ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan
sebagai sumber energi (bahan bakar). Yang digunakan adalah bahan bakar
biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil
produk primernya (Pari, 2002).
Energi biomassa dapat menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan
bakar fosil (minyak bumi) karena beberapa sifatnya yang menguntungkan yaitu,
dapat dimanfaatkan secara lestari karena sifatnya yang dapat diperbaharui
(renewable resources), relatif tidak mengandung unsur sulfur sehingga tidak
menyebabkan polusi udara dan juga dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan
sumber daya hutan dan pertanian (Widarto dan
Potensi biomassa di Indonesia adalah cukup tinggi. Dengan hutan tropis
Indonesia yang sangat luas, setiap tahun diperkirakan terdapat limbah kayu
sebanyak 25 juta ton yang terbuang dan belum dimanfaatkan. Jumlah energi yang
terkandung dalam kayu itu besar, yaitu 100 milyar kkal setahun. Demikian juga
sekam padi, tongkol jagung, dan tempurung kelapa yang merupakan limbah
pertanian dan perkebunan, memiliki potensi yang besar sekali. Tabel 1.
memberikan suatu ikhtisar dari potensi energi biomassa yang terdapat di
Indonesia. Jenis energi ini adalah terbarukan, sehingga merupakan suatu produksi
yang tiap tahun dapat diperoleh.
Tabel 1. Potensi energi biomassa di Indonesia
(Kadir, 1995)
Bioarang
Arang merupakan bahan padat yang berpori dan merupakan hasil
pengarangan bahan yang mengandung karbon. Sebagian besar pori-pori arang
masih tertutup oleh hidrokarbon, tar, dan senyawa organik lain yang
komponennya terdiri dari karbon tertambat (Fixed Carbon), abu, air, nitrogen dan
sulfur. Sedangkan, bioarang merupakan arang (salah satu jenis bahan bakar) yang
dibuat dari aneka macam bahan hayati atau biomassa, misalnya kayu, ranting,
daun-daunan, rumput, jerami, ataupun limbah pertanian lainnya. Bioarang ini
dapat digunakan dengan melalui proses pengolahan, salah satunya adalah menjadi
briket bioarang (Pari dan
Sedangkan menurut Johannes (1991), bioarang adalah arang yang diproses
dengan membakar biomassa kering tanpa udara (pirolisis). Energi biomassa yang
diubah menjadi energi kimia inilah yang disebut dengan bioarang. Hartoyo, 1983).
Briket Bioarang
Briket bioarang adalah gumpalan-gumpalan atau batangan-batangan arang
yang terbuat dari bioarang (bahan lunak). Bioarang yang sebenarnya termasuk
bahan lunak yang dengan proses tertentu diolah menjadi bahan arang keras
Sumber energi Produksi
dengan bentuk tertentu. Kualitas dari bioarang ini tidak kalah dengan batubara
atau bahan bakar jenis arang lainnya (Joseph dan
Pembuatan briket arang dari limbah pertanian dapat dilakukan dengan
menambah bahan perekat, dimana bahan baku diarangkan terlebih dahulu
kemudian ditumbuk, dicampur perekat, dicetak dengan sistem hidrolik maupun
manual dan selanjutnya dikeringkan. Hasil penelitian yang dilakukan oleh
Hartoyo (1983) menyimpulkan bahwa briket arang yang dihasilkan setaraf dengan
arang buatan Inggris dan memenuhi persyaratan yang berlaku di Jepang karena
menghasilkan kadar abu dan zat yang mudah menguap (volatile matter) yang
rendah serta tinggi kadar karbon terikat (fixed carbon) dan nilai kalor. Hislop, 1981).
Briket arang yang baik diharapkan memiliki kadar karbon yang tinggi.
Kadar karbon sangat dipengaruhi oleh kadar zat mudah menguap dan kadar abu.
Semakin besar kadar abu aka akan menyebabkan turunnya kadar karbon briket
arang tersebut. Secara keseluruhan nilai kerapatan briket arang antara 0,45 g/cm3
sampai 0,59 g/cm3, kekuatan tekan antara 4,67 kg/cm2 sampai 6,72 kg/cm2, kadar
air antara 3,57% sampai 4,75%, kadar zat menguap antara 22,18% sampai
25,77%, kadar abu 3,56%, kadar karbon terikat antara 70,28% sampai 73,82% dan
nilai kalor berkisar antara 6198,99 kal/g sampai 6522,84 kal/g (Hendra dan
Dermawan, 2000).
Bahan Bakar
Bahan bakar adalah istilah popular media untuk menyalakan api. Bahan
bakar dapat bersifat alami (ditemukan langsung dari alam), tetapi juga bersifat
buatan (diolah dengan teknologi maju). Bahan bakar alami misalnya kayu bakar,
Sebenarnya, listrik tidak dapat disebut sebagai bahan bakar karena langsung
menghasilkan panas. Panas inilah yang sebenarnya dibutuhkan manusia dari
proses pembakaran, disamping cahaya akibat nyalanya (Ismun, 1993).
Menurut Adan (1998), pemakaian bahan bakar fosil sudah mendekati masa
pensiun. Sudah menjadi berita hangat bahwa bahan bakar fosil sudah mulai habis.
Lebih buruknya lagi penggunaan bahan bakar fosil menghasilkan polusi berupa
sulfur, CH4, dan N2O yang dapat merusak lingkungan dimana ikut andil
menyebabkan pemanasan global (Global Warming). Untuk mengeliminasi
kemungkinan terburuk dampak pemakaian bahan bakar fosil sangat tepat jika
bahan bakar dari biomassa sebagai penggantinya.
Pemerintah juga sedang menyusun langkah-langkah pengembangan energi
alternatif berbasis nabati atau biofuel. Program nasional ini telah dimulai sejak
tahun 2005 dengan pengembangan energi berbahan dasar kelapa sawit, jagung,
tebu, singkong, dan jarak. Untuk daerah tertentu, terutama daerah terpencil dan
belum berkembang, akan dilaksanakan program desa mandiri energi berbasis
pohon jarak. Dengan demikian desa-desa tersebut diharapkan akan mampu
memenuhi kebutuhan energinya, tanpa harus tergantung kepada solar dan minyak
tanah. Namun, terobosan antisipasi untuk menghasilkan energi alternatif lainnya
tetap perlu dilakukan. Bahan bakar tersebut harus murah, mudah dibuat, dan
mudah dicari sumber bahannya, seperti bioarang (Kurniawan dan Marsono, 2008).
Nilai Kalor
Menurut Koesoemadinata (1980), nilai kalor bahan bakar adalah jumlah
panas yang dihasilkan atau ditimbulkan oleh suatu gram bahan bakar tersebut
kalori. Dengan kata lain nilai kalor adalah besarnya panas yang diperoleh dari
pembakaran suatu jumlah tertentu bahan bakar di dalam zat asam. Makin tinggi
berat jenis bahan bakar, makin tinggi nilai kalor yang diperolehnya. Misal bahan
bakar minyak dengan berat jenis 0,75 atau grafitasi API 70,6 mempunyai nilai
kalor 11.700 kal/gr.
Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang dihasilkan., dan
diukur sebagai nilai kalor kotor/gross calorific value (GCV). Perbedaannya
ditentukan oleh panas laten kondensasi dari uap air yang dihasilkan selama proses
pembakaran. GCV mengasumsikan seluruh uap yang dihasilkan selama proses
pembakaran sepenuhnya terembunkan/terkondensasikan. Nilai kalor netto/netto
calor value (NCV) mengasumsikan air yang keluar dengan produk pengembunan
tidak seluruhnya terembunkan. Bahan bakar harus dibandingkan berdasarkan
NCV (www.energyefficiencyasia.org).
Elemen Mesin
Motor listrik
Mesin-mesin yang dinamakan motor listrik dirancang untuk mengubah
energi listrik menjadi energi mekanis, untuk menggerakkan berbagai peralatan,
mesin-mesin dalam industri, pengangkutan dan lain-lain. Setiap mesin sesudah
dirakit, porosnya menonjol melalui ujung penutup (lubang pelindung) pada
sekurang-kurangnya satu sisi supaya dapat dilengkapi dengan sebuah cakram
sabuk mesin (pulley) atau sebuah gandengan untuk hubungan ke suatu penggerak
Motor satu fase dengan kekuatan 1 HP banyak digunakan di
industri-industri rumah tangga, pabrik, bengkel, maupun perusahaan-perusahaan. Disebut
motor satu fase karena untuk menghasilkan tenaga mekanik, pada motor tersebut
dimasukkan tegangan satu fase. Untuk membentuk dua buah arus listrik yang
berbeda fase digunakan sistem penggeser fase sehingga dari satu fase listrik yang
dimasukkan akan membentuk listrik dua fase di dalam motor listrik. Umumnya
hal ini dapat dilaksanakan dengan memasang sebuah rangkaian kumparan
induktor maupun kapasitor secara seri pada kumparan bantu.
Gambar 1. Elektromotor
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan
utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros (Sularso dan Suga, 1997).
Poros dapat dibedakan kepada 2 macam, yaitu :
1. Poros dukung ; poros yang khusus diperuntukkan mendukung elemen
mesin yang berputar.
2. Poros transmisi/poros perpindahan ; poros yang terutama dipergunakan
Poros transmisi berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu
elemen mesin ke elemen mesin yang lain. Sedangkan poros dukung dapat dibagi
menjadi poros tetap atau poros terhenti dan poros berputar. Pada umumnya poros
dukung itu pada kedua atau salah satu ujungnya ditimpa atau sering ditahan
terhadap putaran. Poros dukung pada umumnya dibuat dari baja bukan paduan
(Stolk dan Kros, 1981).
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros
yang berbeban dan berputar. Dengan adanya bantalan, maka putaran dan gerakan
bolak-balik suatu poros berlangsung secara halus, aman dan tahan lama.
Bantalan terdiri dari dua jenis, antara lain :
a. Bantalan luncur, dimana yang terjadi adalah gesekan luncur.
b. Bantalan gelinding, merupakan tumpuan poros dengan elemen yang
menggelinding diantara dua buah cincin.
Bantalan gelinding radial yang banyak digunakan adalah bantalan peluru. Sebuah
bantalan peluru terdiri dari dua buah cincin jalan (cincin dalam dan cincin luar)
dan diantaranya terdapat peluru dengan sangkar (Stolk dan Kros, 1981).
Menurut Sularso dan Suga (1997), untuk memilih bantalan diperlukan
data-data sebagai berikut :
1. Nomor bantalan yang digunakan,
2. Putaran poros,
3. Diameter poros,
Bantalan dalam peralatan usaha tani diperlukan untuk menahan berbagai
suku pemindah daya tetap ditempatnya. Bantalan yang tepat untuk digunakan
ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan putar poros, beban yang harus
didukung, dan besarnya daya dorong akhir (Smith dan Wilkes, 1990).
Bantalan berguna untuk menumpu poros dan memberi kemungkinan poros
dapat berputar dengan leluasa (dengan gesekan yang sekecil mungkin)
(Daryanto, 1993).
Mata pisau
Mata pisau berfungsi untuk memotong briet yang sudah dicetak sehingga
sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Pemotongan yang baik harus
menggunakan mata pisau yang tajam. Hal ini dapat mempercepat pemotongan
bahan dan membutuhkan tenaga yang lebih kecil. Pisau yang digunakan dalam
penelitian ini terdiri dari sebuah pisau pemotong yang penggunaannya adalah
secara manual dengan penggunaan tenaga manusia atau operator.
Reducer
Reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini
perbandingan reducer putarannya dapat cukup tinggi.
I = 2 1
n n
………(1)
dimana :
i : Perbandingan reduksi
n2 : Output putaran (rpm)
(Nienman, 1986)
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitan
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September – Nopember 2010 di
Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara,
Medan.
Bahan dan Alat
Bahan– bahan yang digunakan dalam penelitian adalah briket, ulir, reducer,
kopling, bantalan, baut dan mur, plat seng, dan besi siku
Alat - alat yang digunakan dalam penelitian motor listrik, mesin las, gergaji
besi, mesin bor, kalkulator, mistar, dan pulpen/pensil.
Metode Penelitian
Dalam penelitian ini, pengumpulan data dilakukan dengan cara studi
literatur (kepustakaan), melakukan eksperimen, survei ke lapangan dan
melakukan pengamatan tentang alat pencetak briket bentuk silinder. Kemudian
dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan / perangkaian
komponen-komponen alat pencetak briket bentuk silinder. Setelah itu, dilakukan pengujian
alat, pengamatan parameter.
Pelaksanaan Penelitian
Komponen alat
Alat pencetak briket bentuk silinder ini mempunyai beberapa bagian
1. Kerangka alat
Kerangka alat ini berfungsi sebagai pendukung komponen
lainnya, yang terbuat dari besi plat. Alat ini mempunyai
panjang 80 cm, tinggi 50 cm, dan lebar 55 cm.
2. Motor listrik
Motor listrik adalah sumber penggerak untuk menggerakkan
setiap komponen alat pencacah sampah organik . Pada alat ini
digunakan motor listrik jenis AC satu fasa dengan spesifikasi
1 HP dan kecepatan putaran sebesar 1440 rpm.
3. Poros
Berletak ditengah yang terbuat dari besi As dengan diameter
1 inchi.
4. Bearing / bantalan
Berfungsi sebagai penumpu poros terletak di kerangka alat.
5. Roda gigi (reducer)
ialah kontak transmisi roda gigi berfungsi untuk
mentransmisikan putaran dari motor listrik dengan
perbandingan sesuai dengan kebutuhan.
6. Kopling
Elemen mesin berfungsi penerus putaran dan daya dari poros
7. Cetakan
Plat besi yang berlubang berfungsi sebagai tempat
terbentuknya briket berbentuk silinder.
8. Saluran pemasukan (Hopper)
Berfungsi sebagai tempat masuknya briket yang akan
dibentuk oleh alat.
9. Saluran pengeluaran kompos yang sudah terbentuk
Berfungsi sebagai saluran pengeluaran briket.
Prosedur Penelitian
1. Persiapan
Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan
persiapan untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran alat
pencetak briket berbentuk silinder, mempersiapkan bahan-bahan dan
peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam penelitian serta
menyediakan motor listrik yang akan digunakan pada alat pancetak briket
bentuk silinder.
2. Pembuatan alat
Adapun langkah pembuatan alat pencetak briket bentuk silinder adalah :
1) Dirancang bentuk alat pencetak briket bentuk silinder dan
2) Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat alat pencetak
briket bentuk silinder.
3) Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan
sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.
4) Dipotong bahan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan; dengan
panjang alat 80cm; tinggi 50cm; lebar 55cm kemudian dilakukan
pengeboran dan penglasan terhadap bahan.
5) Dilakukan pemasangan atau perangkaian bahan-bahan sesuai dengan
bentuk yang telah dirancang.
6) Dilakukan pemasangan mesin penggerak, reducer, kopling dan mesin
pencetak briket.
3. Spesifikasi alat
Adapun spesifikasi alat tersebut:
1) Menggunakan motor listrik dengan daya 1 HP, 220 volt dengan rpm 1440
2) Rangka mesin PxLxT = 80x55x50 cm.
3) Bahan besi siku, plat besi.
4) Diameter cetakan 25 mm
5) Menggunakan reducer 1 : 30
4. Pengujian alat
Adapun prosedur pengujian alat adalah :
2) Disiapkan briket yang akan dicetak berbentuk silinder.
3) Dihidupkan alat.
4) Dimasukkan briket yang akan dibentuk kedalam saluran pemasukan.
5) Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk mencetak briket.
6) Dihitung berat briket yang telah berbentuk silinder dan yang tidak
terbentuk / rusak.
7) Dilakukan analisis ekonomi.
Parameter yang diamati
1. Kapasitas alat (Kg/jam)
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi berat briket
yang akan dibentuk terhadap waktu yang dibutuhkan untuk membentuk
briket
2. Persentase briket yang tidak terbentuk
%
3. Analisis ekonomi
Biaya briket bentuk silinder (Rp/Kg).
Pengukuran biaya alat briket bentuk silinder dilakukan dengan cara
menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak
Biaya pokok BTT C
BT = Total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT = Total biaya tidak tetap (Rp/jam)
x = Total jam kerja pertahun (jam/tahun)
C = Kapasitas alat (jam/satuan produksi)
1.) Biaya tetap
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari :
- Biaya penyusutan (metode garis lurus)
(
)
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) alsin (Rp)
S = Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun)
- Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan,
I = Total persentase bunga modal dan asuransi (17% pertahun)
- Biaya pajak
Dinegara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk
mesin-mesin dan peralatan pertanian, namun beberapa literatur menganjurkan bahwa
biaya pajak alsin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya.
- Biaya gudang/gedung
Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5-1%, rata-rata
diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
1.) Biaya tidak tetap
Menurut Darun (2002), biaya tidak tetap terdiri dari :
- Biaya listrik (Rp/Kwh)
- Biaya perbaikan untuk sumber tenaga penggerak, mesin sumber
tenaga adalah mesin penggerak peralatan lainnya yang umumnya
dihubungkan dengan jenis-jenis transmisi tertentu. Biaya perbaikan
ini dapat dihitung dengan persamaan:
(
)
- Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini
tergantung kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji
HASIL DAN PEMBAHASAN
Prinsip Kerja Alat
Alat pencetak briket bentuk silinder ini, terbuat dari bahan tabung besi
dengan dimensi panjang 25 cm, diameter 10 cm, dan tebal 2,5 cm. Pada bagian
dalamnya terdapat ulir pengepres bahan briket bentuk silinder. Ulir pengepres ini
mendorong bahan adonan ke arah ujung silinder dan menekan plat berlubang
sebagai pencetak briket. Lubang plat berdiameter 25 mm.
Pada prinsipnya alat ini mempunyai prinsip yang sama dengan alat
pencetak pakan ternak, yaitu dengan menggunakan proses penekanan (press).
Bahan yang masuk melalui saluran pemasukan dibawa oleh ulir ke ruang diantara
ulir dan cetakan, bahan yang berkumpul diruang, ditekan (press) dan keluar
melalui lubang cetakan briket bentuk silinder.
Alat ini menggunakan reducer 1 : 30, yang berfungsi untuk mengurangi
putaran – putaran yang berlebihan dari motor listrik dan diubah menjadi putaran
yang lebih kecil dan bertenaga. Hal ini sesuai dengan pernyataan Smith dan
Wilkes (1990) yang menyatakan bahwa penggunaan roda gigi (reducer)
menghasilkan konstruksi yang lebih kokoh dan meniadakan sejumlah besar
gerakan yang hilang tak terduga.
Adapun jumlah putaran yang dihasilkan setelah menggunakan reducer
Kapasitas Alat
Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh bahwa kapasitas alat per
jam pencetak briket bentuk silinder adalah 1,805 kg/jam yang berbentuk silinder
dengan lubang plat sebesar 15 mm dan jarak antara ulir dengan cetakan sejauh 3
mm. Jarak ini dibuat untuk bahan agar ada ruang untuk bahan masuk berkumpul
kemudian ditekan (press) agar bahan dapat keluar melalui plat cetakan berbentuk
briket. Hal ini sesuai dengan (Satriyo dkk, 2008) Alat pencetak briket berbentuk
silinder, pada bagian dalamnya terdapat ulir pengepres briket bentuk silinder. Ulir
pengepres ini mendorong bahan adonan ke arah ujung silinder dan menekan plat
berlubang sebagai pencetak briket. Poros menggerakkan ulir untuk mencetak
briket agar keluar dari lubang plat sesuai dengan ukuran briket yang dikehendaki.
Persentase Briket Bentuk Silinder yang Tidak Terbentuk
Persentase briket yang tidak terbentuk ialah persentase briket yang masuk
dari saluran pemasukan pencetak briket dan tidak keluar melalui saluran
pencetakan, yang tertinggal didalam cetakan dan ulir serta tidak menjadi bentuk
briket bentuk silinder. Persentase briket bentuk silinder yang tidak terbentuk dapat
dihitung dengan membagikan berat briket yang tidak terbentuk dengan berat
briket yang akan dibentuk.
Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh bahwa persentase rata-rata
kerusakan briket yang tidak terbentuk adalah 20%. Persentase ketidak terbentukan
ini diakibatkan adanya jarak antara ulir dengan cetakan briket. Jarak itu
yang akan ditekan (press) sehingga briket yang ditekan (press) meninggalkan sisa
bahan pada ruang kosong tempat briket yang tidak terbentuk. Dimana jarak yang
terdapat pada alat sebesar 3 mm. Jika jarak yang terlalu rapat akan membuat
gesekan antara ulir dengan alat cetakan sehingga batang poros tidak dapat
berputar karena gesekan ulir dengan cetakan briket bentuk silinder tersebut.
Adapun hal lain yang menyebabkan briket tidak terbentuk yaitu pengaruh
komposisi bahan pembuat briket yaitu lem. Dari penelitian yang dilakukan
komposisi lem berpengaruh pada terbentuknya briket. Jika komposisi lem terlalu
kecil, maka briket akan terbentuk tidak sempurna, karena pada saat briket keluar
dari cetakan maka briket akan berai tidak sempurna. Dan pada ulir briket tersebut
melekat sehingga briket hanya keluar sedikit pada cetakan dan bahan akan tidak
dapat masuk kedalam ulir.
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan layak atau tidaknya suatu
alat untuk dioperasikan. Dengan analisa ekonomi dapat diketahui seberapa besar
biaya produksi sehingga keuntungan alat akan dapat diperhitungkan.
Perhitungan biaya dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang
1. Biaya Tetap (BT)
a. Biaya Penyusutan
Biaya penyusutan ini merupakan biaya untuk mengganti alat jika umur
ekonominya telah sampai atau alat itu dijual sebelum habis umur ekonominya.
Penyusutan ini biasanya disebabkan karena terjadinya kerusakan dari alat
tersebut. Biaya penyusutan dari alat sebesar Rp.269.550,00
b. Biaya Bunga Modal dan Asuransi
Biaya bunga modal dan asuransi ini merupakan uang yang dibayarkan ke bank
karena suatu transaksi peminjaman modal. Dalam hal ini persen bunga modal
dan asuransinya diasumsikan sebesar 17%. Biaya bunga modal dan asuransi
dari alat pencetak briket bentuk silinder sebesar Rp.209.440,00
c. Biaya Pajak
Biaya pajak dalam pembuatan alat pencetak briket bentuk silinder
diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya. Jadi biaya pajak dari alat
ini sebesar Rp.61.600
d. Biaya Gedung/Garasi
Biaya gedung/garasi ini diasumsikan sebagai biaya operasional penyewaan
gedung selama proses pembuatan alat. Biaya gedung ini rata-rata diperkirakan
1% pertahun nilai awal (P). Jadi biaya gedung dari alat pencetak briket ini
sebesar Rp 30.800,00
Jadi total biaya tetap (BT) dari alat pencetak briket bentuk silinder ini sebesar
2. Biaya Tidak Tetap (Rp/jam)
a. Biaya Listrik
Dalam pembuatan alat pencetak briket bentuk silinder digunakan motor listrik
sebagai sumber tenaga penggeraknya. Jadi biaya listrik dari alat ini sebesar
Rp.126.02/jam.
b. Biaya Reparasi
Biaya reparasi merupakan biaya yang diperlukan untuk memperbaiki alat jika
mengalami kerusakan. Biaya reparasi dari alat pencetak briket bentuk silinder
sebesar Rp.33,264/jam.
c. Biaya Perawatan
Biaya perawatan merupakan biaya yang diperlukan untuk membeli bahan agar
alat dapat bekerja dengan baik lagi. Bahan yang biasa digunakan seperti oli
dan minyak gemuk. Jadi biaya perawatan dari alat pencetak briket bentuk
silinder adalah sebesar Rp.308,00/jam.
d. Biaya Operator
Biaya operator merupakan biaya untuk menggaji operator dalam
pengoperasian alat. Jadi biaya operator dari alat pencetak briket bentuk
silinder sebesar Rp.5.000/jam.
Jadi total biaya tidak tetap (BTT) dari alat pencetak briket bentuk silinder
sebesar Rp.5467,284/jam.
Biaya pokok merupakan penjumlahan dari biaya tetap (BT) dan biaya
sebesar Rp3.345,43/kg. Jadi biaya pokok yang harus dikeluarkan untuk briket
agar berbentuk silinder sebanyak 0,05 kg adalah sebesar Rp 167,27,-.. Dengan
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Kapasitas rata-rata yang diperoleh dalam pengujian alat pencetak briket
bentuk silinder ini sebesar 1,805 kg/jam
2. Persentase rata-rata briket yang tertinggal pada alat pencetak briket bentuk
silinder yang diperoleh dalam pengujian pencetak briket bentuk silinder
sebesar 20 %
3. Biaya produksi alat pencetak briket bentuk silinder ini sebesar
Rp.3.345,43/kg
4. Biaya investasi untuk membuat alat pencetak briket bentuk silinder
sebesar Rp. 3.080.000
Saran
1. Pada alat ini perlu dilakukan pengujian lebih lanjut terutama tentang
saluran pengeluaran yang memungkinkan bentuk lainnya.
2. Perlu pemikiran lebih lanjut tentang cara pembersihan alat agar lebih
DAFTAR PUSTAKA
Anonim., 2006. Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia.
Adan, I. U., 1998. Teknologi Tepat Guna: Membuat Briket Bioarang. Yogyakarta: Kanisius.
Daryanto, 1993. Dasar-dasar Teknik Mesin. Rineka Cipta, Jakarta
Daryanto, 1986. Fisika Teknik. Rineka Cipta, Jakarta.
Daryanto, 2002. Pengetahuan Listrik. Bumi Aksara, Jakarta
Hartoyo, 1983. Pembuatan Arang dari Briket Arang Secara Sederhana dari Serbuk Gergaji dan Limbah Industri Perkayuan. Bogor: Puslitbang Hasil Hutan.
Hendra dan Darmawan, 2000. Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat dan Tekanan Kempa Terhadap Kualitas Briket Arang. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Johannes, H., 1991. Menghemat Kayu Bakar dan Arang Kayu untuk Memasak di Pedesaan dengan Briket Bioarang. Yogyakarta: UGM
Joseph, S., dan D., Hislop, 1981. Residu Briquetting in Developping Countries. London: Aplyed Sciense Publisher.
Kadir, A., 1995. Energi : Sumber daya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi Ekonomi. Cet.1. Edisi Kedua/revisi. Jakarta : Universitas Indonesia (UI-Press).
Koesoemadinata, 1980. Geologi Miyak dan Gas Bumi, Penerbit: ITB.
Kurniawan, O. Ir., dan Marsono Ir., 2008. Superkarbon Bahan Bakar Alternatif Pengganti Minyak Tanah dan Gas. Cetakan1. Jakarta : Penebar Swadaya.
Pari, G., 2002. Teknologi Alternatif Pemanfaatan Sampah Industri Pengolahan Kayu. Makalah Falsafah Sains (PPs) 70 L) Program Sarjana/C3. Bogor: Institut Pertanian Bogor
Pari, G., dan Hartoyo, 1983. Beberapa Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang dari Limbah Arang Aktif. Bogor: Jurnal Penelitian Hasil Hutan.
Reksohadiprojo, S., 1988. Ekonomi Energi. Edisi I. Yogyakarta: PAU Studi Ekonomi – Universitas Gajah Mada.
Smith, H. P., dan L. H. Wilkes, 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Terjemahan T. Purwadi. UGM Press, Yogyakarta
Stolk, J. dan C. Kros, 1981. Elemen Mesin, Elemen Konstruksi Bangunan Mesin. Terjemahan H. Hendarsin dan A. Rahman. Erlangga, Jakarta
Sularso dan K. Suga, 1997. dasar perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita. Jakarta
2
TGL : 4 DESEMBER 2010 DIP
PENCETAK BRIKET SLIND FP USU
KETERANGAN
1.Motor listrik : merek
:1 Hp, 1440r : 220 v
2.Rangka : besi sik
3.Cetakan : plat lin
: 11 luba
4.Tabung pencetak : selinder P
: tebal 4
5.Batang poros : 1 inchi
6.Reducer : 1:30, C
7.Bearing/Bantalan : 1inchi
8.Kopling/Pulley gandeng : 2,5 inc
9. Saluran pengeluaran : plat besi
10. Saluran pemasukan : besi plat
9
10
Lampiran 2. Gambar Teknik Pencetak Briket Bentuk Silinder Tampak Atas
5
Lampiran 4. Data briket per 50 gr bahan yang akan dibentuk.
Ulangan Berat Briket(gr) Waktu(det)
Berat
1. Kapasitas Alat
2. Persentase kerusakan
Lampiran 5. Analisis ekonomi
Analisis Ekonomi
Dalam analisa ekonomi variabel yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :
i : bunga modal (15%) + bunga asuransi (2%) = 17%
P : nilai awal alat = Rp. 3.080.000
S : nilai akhir alat = 10%.P = Rp. 308.000
n : 5 tahun
x : 1000 jam
Perhitungan biaya dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang
dikeluarkan, yaitu biaya tetap (BT) dan biaya tidak tetap (BTT).
• Biaya Tetap (BT)
a. Biaya Penyusutan
(
)
b. Biaya Bunga Modal dan Asuransi
d. Biaya Gudang/ gedung
BG=1%.P
• Biaya Tidak Tetap (Rp/jam)
a. Biaya Listrik
Tarif listrik/KWh = Rp.169/kWh
Motor listrik yang digunakan = 1 HP = 0.7457 kW
= Rp. 126,02/jam
b. Biaya Reparasi
BR=
c. Biaya Perawatan
Biaya perawatan adalah sebesar 10% dari nilai awal dibagi 1000 jam
d. Biaya Operator
Biaya operator = Rp. 5.000/jam
Total Biaya Tidak Tetap (BTT) = Rp. 5467,284/jam
Sehingga total biaya pokok dapat diperoleh dari persamaan berikut :
Lampiran 6. Daftar biaya meterial alat pencetak briket bentuk silinder
Nama Bahan Harga(Rp)
Motor listrik 650.000
Reducer 300.000
Batang as (poros) 70.000
Tabung 60.000
Hopper 92.000
Plat cetakan 20.000
Kopling 160.000
Baut 20.000
Cat 25000
Biaya las 500.000
Biaya bubut 500.000
Bearing P 207 GHB 110.000
Tiner, kertas pasir 30.000
Kuas 5.000
Saklar 8.000
Biaya lain - lain 330.000
Total 3.080.000
Biaya total pada pembuatan alat pencetak briket bentuk silinder
