DESIGN OF AUTOMATIC MILKING MACHINE WITH
SPRING TYPE PULSATOR
Dadang Arief Hidayat and M. Faiz Syuaib
Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java,
Indonesia.
e-mail : dadang.arief@gmail.com
ABSTRACT
Milk is an important commodity for improving people nutrition. The main source of milk production is dairy cow. In Indonesia, milk production is dominated by local dairy herdsmen who are still applying milking manually by hand. Actually local dairy herdsmen can use milking machine which is built simple and appropriate with common components. This study aims at design and build automatic milking machine with spring type pulsator. This milking machine can be used by small-scale dairy herdsmen because it is easy to use and maintaince. By using this milking machine, milk is also expexted to be more hygienic. The main components to make up this milking machine are teat cups, spring type pulsator, DC Motor, AC-DC regulator, vacuum pump, milkcan, and frame. The specific distinction of this milking machine with the modern milking machine is no need a claw to connect 4 milk tubes on teat cups with 4 pulse tubes on pulsator. Claw’s function is not replaced by any component, but the milkcan itself is made as direct vacuum reservoir.
Power source to run this milking machine is entirely using electricity. Vacuum pump requires 250 watt power to produce vacuum pressure up to 50 kPa at milkcan as vacuum reservoir. And DC motor requires DC voltage at 3-12 V with current 5A to drive the pulsator. Spring type pulsator can produce pulsation rate 60 cycle per minute with pulse ratio 2.5:1, which means the resting phase on teat cups is 2.5 times longer than massage phase. Testing result revealed that the performance of the machine has not produced milk as expexted. Vacuum flow rate which is produced by pump is less efficient if it works at very short time interval. While the resting phase, the pulsation chamber has just begun to connect with vacuum and the interval 5/7 second is too short to produce enough vacuum in
order to open the teat cup liners. It is because the vacuum flow rate is nullified at a moment before, while the massage phase running.
DADANG ARIEF HIDAYAT. F14053086. Rancang Bangun Alat Pemerah Susu Sapi Otomatis dengan Pulsator Tipe Pegas. Di bawah bimbingan M. Faiz Syuaib. 2012
RINGKASAN
Susu merupakan salah satu komoditi penting untuk meningkatkan gizi masyarakat. Sumber utama dari produksi susu adalah sapi perah. Produksi susu di Indonesia masih lebih banyak bergantung dari peternak-peternak sapi perah skala kecil yang terhimpun dalam koperasi yang hampir semuanya menerapkan pemerahan manual menggunakan tangan. Para peternak skala kecil juga seharusnya dapat menggunakan alat pemerah susu yang tidak harus didatangkan dari luar Indonesia.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang-bangun alat pemerah susu sapi otomatis dengan pulsator tipe pegas. Alat dibuat sesederhana mungkin karena bertujuan untuk digunakan peternak skala kecil dengan memperhitungkan kemudahan penggunaan dan perawatan. Dengan menggunakan alat pemerah juga diharapkan susu sapi yang dihasilkan lebih higienis.
Metode penelitian dilakukan dengan melakukan pendekatan analisis fungsional dan struktural dari tiap komponen penyusun alat. Komponen-komponen yang menyusun alat pemerah susu ini antara lain teat cup, pulsator tipe pegas, motor penggerak pulsator, regulator AC-DC, pompa vakum, tangki susu, selang aliran susu, selang udara, dan rangka besi. Perbedaan utama dari alat pemerah susu yang dibuat ini dengan alat pemerah susu modern adalah tidak menggunakan claw sebagai penghubung baik dari keempat saluran susu pada teat cup maupun saluran udara pada pulsator. Fungsi pada claw
tidak digantikan dengan komponen apapun, karena tangki susu yang dibuat sekaligus difungsikan sebagai reservoir vakum.
Sumber tenaga untuk menjalankan alat dibuat seluruhnya menggunakan listrik. Pompa vakum yang digunakan membutuhkan daya 250 watt dan dapat menghasilkan tekanan vakum hingga 50 kPa pada tangki susu sebagai reservoir. Sementara itu motor penggerak pulsator membutuhkan tegangan DC 3 hingga 12 volt dengan arus 5 ampere. Kecepatan denyut yang dihasilkan oleh pulsator adalah 60 denyut untuk tiap menit dan memiliki rasio denyut 2.5:1, dimana waktu selama fase istirahat pada teat cup 2.5 kali lebih lama dibandingkan fase pemijatan puting sapi.
Hasil dari pengujian alat setelah selesai dirakit ternyata tekanan vakum pada ruang denyut teat cup tidak dapat mengimbangi tekanan vakum pada saluran susu sehingga tidak terjadi fase istirahat pada puting sapi. Hal ini berakibat tidak ada susu sapi yang keluar. Kecepatan aliran vakum yang dihasilkan pompa kurang efisien jika digunakan dalam interval denyut yang sangat singkat. Ketika fase istirahat pada teat cup, pulsator baru mulai terhubung dengan vakum sehingga kecepatan aliran vakum dari pompa belum cukup kuat untuk mengkondisikan vakum pada ruang denyut teat cup dalam waktu 5/7 detik karena pada fase pemijatan sebelumnya telah terhubung dengan atmosfer sehingga
I.
PENDAHULUAN
A.
LATAR BELAKANG
Susu merupakan salah satu komoditi penting untuk meningkatkan gizi masyarakat. Selain diproduksi dalam bentuk minuman, susu juga dapat diolah menjadi berbagai macam produk lain seperti mentega dan keju. Sumber utama dari produksi susu adalah sapi perah. Sapi perah merupakan ternak yang dipelihara khusus untuk menghasilkan susu. Beragam jenis sapi perah unggul yang biasa diternakan antara lain shorhorn, frissian holstein, jersey, brown swiss, red danish, dan droughtmaster. Di Indonesia, frissian holstein (FH) adalah jenis yang paling umum dibudidayakan.
Produksi susu di Indonesia masih lebih banyak bergantung dari peternak-peternak sapi perah skala kecil yang terhimpun dalam koperasi. Bahkan perusahaan-perusahaan besar pengolahan susu lebih banyak mendapat pasokan susu steril hasil dari Milking Cooling Unit milik koperasi lokal dibandingkan peternakan sapi perah skala besar. Tingkat konsumsi susu di Indonesia yang masih terbilang rendah dibandingkan negara lain ternyata masih tidak dapat diimbangi oleh tingkat produksinya. Hal ini terlihat dari kenyataan bahwa Indonesia masih mengimpor susu.
Selain produksi yang perlu ditingkatkan lagi, kehigienisan susu juga perlu diperhatikan. Peternak-peternak sapi perah skala kecil yang terhimpun dalam koperasi lokal hampir semuanya menerapkan pemerahan manual menggunakan tangan. Sebenarnya alat pemerah susu dalam berbagai tipe telah sejak lama dikembangkan selain untuk meningkatkan efisiensi pemerahan juga untuk menghindari kontak langsung antara ambing sapi dengan tangan. Pada peternakan sapi perah skala besar, alat pemerah susu modern telah banyak digunakan. Namun di Indonesia yang produksi susunya didominasi peternak skala kecil, harga dan ketersediaan alat menjadi kendala. Alat pemerah susu modern yang ada adalah alat yang diproduksi dari luar Indonesia sehingga yang sanggup mendatangkannya adalah peternakan sapi perah skala besar.
2
B.
TUJUAN
3
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A.
SUSU
Susu merupakan makanan yang hampir sempurna dan alamiah terutama bagi mamalia menyusui yang baru lahir. Bagi mamalia, susu adalah satu-satunya sumber pemberi makanan segera setelah kelahiran yang dapat memberikan nutrisi juga sistem kekebalan. Susu didefinisikan sebagai hasil sekresi dari kelenjar susu mamalia yang baru melahirkan.
Sebagai produk pangan komersial bagi manusia, sumber susu yang digunakan umumnya merupakan produk dari ternak sapi perah. Ternak lain yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber penghasil susu adalah domba dan kambing seperti yang biasa dilakukan di negara Italia dan Perancis. Namun yang paling efisien adalah sapi perah. Menurut Buckle (1985), sapi dapat menghasilkan susu hingga 5000 liter dalam setahun tiap ekornya, atau kira-kira sepuluh kali lipat berat badan sapi itu. Menurut Sudono (1999) sapi-sapi yang beranak pada umur yang lebih tua (3 tahun) akan menghasilkan susu yang lebih banyak daripada sapi-sapi yang beranak pada umur muda. Produksi susu akan meningkat dengan bertambahnya umur sapi hingga berumur 7-8 tahun. Setelah umur tersebut, produksi susu akan menurun sedikit demi sedikit sampai sapi berumur 11-12 tahun.
Susu memiliki komposisi yang sangat beragam bergantung pada beberapa faktor diantaranya pemberian pakan, musim, mastitis/penyakit, dan frekuensi pemerahan. Akan tetapi angka rata-rata komposisi susu untuk jenis sapi perah dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi bahan penyusun susu sapi (Buckle, 1985)
Bahan Persentase Bahan Persentase
Lemak Protein Laktosa 3.9% 3.4% 4.8% Abu Air 0.72% 87.1%
*bersama dengan bahan-bahan lain dalam jumlah sedikit seperti berbagai enzim dan vitamin.
4
Menurut Buckle (1985) jenis bakteri yang sering terdapat pada susu sapi yang baru diperah adalah Micrococcus dan Corybacterium. Pencemaran lainnya timbul dari alat-alat pemerahan yang kurang bersih dan tempat penyimpanan yang kurang bersih dari debu, udara, lalat, dan penanganan oleh manusia. Sesudah terlepas dari sapi, kandungan mikroorganisme pada susu merupakan fungsi dari umur yang menentukan tingkat perkembangan flora alam, penanganan susu yang menentukan jenis-jenis organisme yang terbawa, dan suhu penyimpanan yang menentukan kecepatan perkembangbiakan semua jenis organisme.
B.
ANATOMI AMBING SAPI
Organ penghasil susu pada sapi disebut ambing (udder). Ambing terdiri dari empat kelenjar yang berlainan atau dikenal sebagai perempatan (quarters). Pada tiap kelenjar terdiri dari banyak saluran cabang yang lebih kecil dan berakhir pada suatu pelebaran yang disebut alveoli, di mana susu dihasilkan. Di dalam alveoli terdapat sel-sel yang berfungsi untuk mensintesis susu. Sel-sel tersebut mendapat pasokan nutrisi secara terus-menerus dari pembuluh darah yang melewati kelenjar susu. Untuk menghasilkan 1 liter susu dibutuhkan setidaknya 500 liter darah yang melewati pembuluh darah pada ambing (Svennersten-Sjaunja, 2001). Masing-masing perempatan ambing dilengkapi dengan suatu saluran ke bagian luar yang disebut puting (teat). Pada puting terdapat sensor saraf yang sensitif terhadap tekanan dan hisapan. Pada ambing juga terdapat sistem limfa yang berfungsi untuk melawan infeksi.
Gambar 2.1 Anatomi ambing (Svennersten-Sjaunja, 2001)
5
dan 2.6 cm untuk diameter. Selain dari ukuran, kriteria puting sapi juga dibedakan dari bentuk ujung puting, kesimetrisan letak puting pada tiap perempatan, dan arah puting yang tepat menuju bawah atau tidak.
Gambar 2.2 Contoh kriteria ukuran dan posisi puting sapi (http://www.beef-cattle.com/beef-cow-udder-teat-score.htm)
C.
PEMERAHAN SUSU
Pemerahan susu pada sapi perah bertujuan utama untuk memanfaatkan susu sapi sebagai sumber bahan pangan bagi manusia. Pemerahan susu dilakukan pada saat sapi perah dalam masa laktasi yakni 10 bulan antara saat beranak dan masa kering. Produksi susu per hari mulai menurun setelah laktasi dua bulan. Demikian pula kadar lemak susunya, akan menurun setelah 1-2 bulan masa laktasi. Dari 2-3 bulan masa laktasi, kadar lemak susu mulai konstan, kemudian naik sedikit (Sudono, 1999).
Yang harus diperhatikan ketika hendak melakukan pemerahan adalah kebersihan baik tubuh sapi, kandang, maupun peralatan yang akan digunakan. kandang harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran sapi dan sisa-sisa pakan. Tubuh sapi perlu dibersihkan terutama bagian ambing dan lipatan pahanya. Ambing juga perlu dibilas dengan menggunakan air hangat selain untuk mengurangi pencemaran kuman juga dapat merangsang proses pemerahan agar susu mudah keluar.
Selain kebersihan, faktor lain yang harus diperhatikan ketika hendak melakukan pemerahan adalah mengkondisikan sapi agar tenang. Agar sapi tenang, pemberian pakan konsentrat dilakukan sebelum pemerahan. Interaksi antara pemerah dengan sapi perah juga perlu diperhatikan. Sapi akan merasa lebih tenang jika diperah oleh pemerah yang biasa memerah sapi tersebut sejak dari masa laktasi pertama.
1.
Pemerahan Manual
6
hanya ditekan tanpa ditarik ke bawah agar tidak cidera. Setelah itu semua jari dilepaskan agar susu dari ambing dapat mengisi puting lagi. Masing-masing tangan memerah pada puting yang berbeda secara bergantian dan berpindah pada puting lainnya. Proses tersebut dilakukan selama susu masih keluar dengan lancar dan banyak.
Gambar 2.3 Cara pemerahan manual (Sudono, 1999)
Jika susu yang keluar sudah tidak lancar atau hampir habis, ambing ditekan menggunakan siku agar sisa-sisa susu yang masih terdapat di ambing dapat turun. Kemudian puting ditekan-tekan dari atas ke bawah hanya menggunakan telunjuk dan ibu jari tanpa menarik puting. susu harus dipastikan telah habis ketika menyelesaikan pemerahan karena sisa-sisa susu yang masih ada akan menyebabkan mastitis.
2.
Pemerahan Otomatis
Alat pemerah susu dikembangkan untuk mengurangi beban kerja pada pemerahan manual menggunakan tangan. Menurut Svennersten-Sjaunja (2001), percobaan untuk melakukan pemerahan menggunakan alat pada puting sapi telah dilakukan sejak dulu oleh bangsa mesir kuno. Tapi bagaimanapun juga alat pemerah susu baru mulai berkembang pada abad ke 19. Pada awal perkembangannya alat dibuat dengan menggunakan semacam pipa pembuluh yang dimasukkan ke dalam puting sapi seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.4, namun karena berbahaya kemudian metode ini tidak digunakan. Alat pemerah kemudian dikembangkan dengan cara meniru gerakan tangan pada saat pemerahan manual seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.5. Alat tersebut menggunakan prinsip pemberian tekanan pada puting sapi.
7
Gambar 2.4 Pipa pembuluh yang dimasukkan pada puting sapi (Erf, 1906)
Gambar 2.5 Pressure devices pada puting sapi (Erf, 1906)
8
Pada alat pemerah susu modern, interval denyut dihasilkan oleh sebuah alat elektrik yang disebut pulsator. Pulsator ini berfungsi untuk menghubung dan memutuskan vakum bergantian dengan atmosfer sehingga tercipta denyut pada alat yang terpasang pada puting sapi yang disebut teat cup. Komponen penting lainnya adalah claw. Claw berfungsi untuk menghubungkan keempat saluran susu dari dalam teat cup melalui short milk tube yang kemudian dari claw aliran dilanjutkan menuju tangki susu melalui satu saluran (long milk tube), dan juga menghubungkan keempat ruang denyut pada teat cup melalui short pulse tube yang kemudian dari claw aliran dilanjutkan menuju pulsator melalui satu saluran (long pulse tube).
Gambar 2.7 Claw yang terhubung dengan teat cup
(Svennersten-Sjaunja, 2001)
Di Indonesia sendiri, beberapa penelitian oleh mahasiswa tentang rancang bangun alat pemerah susu telah dilakukan. Misalnya alat pemerah susu semi otomatis tipe engkol yang dirancang oleh Budi Setiawan (2007) di bawah bimbingan Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr. Alat pemerah susu tersebut dibuat dengan tidak sepenuhnya otomatis karena masih membutuhkan tenaga manusia untuk mengengkol. Tenaga manusia digunakan untuk mengengkol alat pengatur denyut vakum yang berfungsi sebagai mekanisme buka-tutup untuk menyambungkan aliran udara terhadap bagian pemerah (shells) dan karet pemerah (liner). Sementara vakum yang dihasilkan menggunakan pompa vakum bertenaga listrik. Komponen lainnya yang penting pada alat pemerah susu tersebut adalah
9
Gambar 2.8 Alat pemerah susu semi otomatis tipe engkol (Setiawan, 2007)
D.
VAKUM
Vakum berasal dari kata vacuus yang berarti kosong. Vakum adalah kondisi suatu ruang dengan tanpa molekul di dalamnya. Namun sangat tidak mungkin sebuah sistem untuk mencapai kondisi vakum sempurna. Bagaimanapun canggihnya sistem vakum pasti masih terdapat sejumlah kecil molekul gas di dalamnya. Untuk kegunaan praktis, American Vacuum Society mendefinisikan vakum sebagai sebuah ruang berisi molekul gas yang lebih kecil nilai tekanannya dari atmosfer (Hoffman, 1997).
Pengukuran tekanan gas pertama kali dilakukan dengan menggunakan barometer air raksa oleh Evangelista Torriceli pada tahun 1643. Tekanan gas diukur dengan satuan torr, di mana satu torr adalah nilai tekanan gas yang dapat menaikan air raksa 1 mm dalam suatu kolom pada suhu 0°C. Standar tekanan atmosfer adalah 760 torr atau 760 mmHg. Kini penggunaan satuan torr mulai digantikan dengan satuan mmHg. Sementara dalam sistem metrik tekanan diukur dalam satuan pascal, di mana 1 pascal adalah sekitar 7.5006 x 10-3 mmHg.
Pengukuran nilai tekanan vakum juga dapat menggunakan vacuum gauge yaitu alat yang memiliki skala ditunjukan oleh jarum. Jarum pada skala digerakkan oleh mekanisme pegas di dalam alat yang mendapat gaya dari tekanan vakum di dalam sistem. Angka yang ditunjukan menunjukan nilai di bawah tekanan atmosfer. Penyebutan nilai tekanan vakum menggunakan vacuum gauge adalah berupa selisih antara tekanan atmosfer dengan tekanan di dalam sistem. Jadi angka 0 pada vacuum gauge menunjukan bahwa tekanan di dalam sistem adalah sama dengan tekanan atmosfer.
10
Guericke. Pompa vakum kemudian dikembangkan dalam berbagai tipe diantaranya rotary vane pump, diaphragm pump, dan liquid ring pump. Berdasarkan prinsip kerjanya pompa vakum terbagi dalam tiga macam yaitu positive displacement pump, momentum transfer pump, dan entrapment pump.
Pada pompa dengan prinsip positive displacement, terdapat sebuah mekanisme ruang dengan volume yang dapat membesar dan kembali ke semula secara berulang. Volume ruang pada pompa ketika membesar dapat menciptakan perbedaan tekanan sehingga molekul udara dari sistem dapat berpindah kemudian terperangkap dan selanjutnya dikeluarkan ke atmosfer. Sementara pada pompa yang menggunakan prinsip momentum transfer memiliki bilah-bilah yang berputar dengan kecepatan tinggi sehingga molekul udara dipaksa untuk keluar dari sistem. Kemudian pada entrapment pump, prinsipnya adalah dengan menggunakan sebuah permukaan untuk menyerap molekul udara dari sistem.
E.
STAINLESS STEEL
Stainless steel merupakan campuran besi dan krom dengan atau tanpa elemen lainnya, setidaknya paling sedikit memiliki 11% krom (Kelly, 2006). Elemen lain yang biasanya ditambahkan adalah nikel, karbon, molibdenum, mangan, dan silika. Unsur 11% krom yang ditambahkan merupakan jumlah minimal yang sangat penting untuk membentuk lapisan oksida yang stabil. Selain stabil, lapisan oksida krom yang terbentuk memiliki sifat tipis dan tahan lama. Stainless steel banyak digunakan untuk keperluan alat pengolahan bahan pangan karena sifatnya yang tahan terhadap korosi dan mudah dibersihkan.
Tingkat ketahanan korosi pada berbagai jenis stainless steel berbeda-beda bergantung pada persentase campurannya. Jenis stainless steel yang banyak tersedia dalam industri logam antara lain adalah 304L dan 316L. Jenis 304L memiliki campuran 70% Fe, 18.3% Cr, 9% Ni, 9.5% Si, 1.7% Mn, dan 0.02% C, sementara jenis 316L memiliki campuran 69% Fe, 16.4% Cr, 10.2% Ni, 2.1% Mo, 0.5% Si, 1.6% Mn, dan 0.02% C. Tambahan elemen molibdenum pada jenis 316L selain membuat lebih tahan terhadap karat juga dapat lebih tahan terhadap asam.
F.
ERGONOMI DAN ANTROPOMETRI
11
yang berarti kerja dan “nomos” yang berarti ilmu atau hukum alam. Istilah lain untuk disiplin ilmu ini adalah Human Engineering dan Labour Science.
Definisi lain tentang ergonomi adalah seperti yang dikemukakan oleh Iftikar Z. Sutalaksana (dikutip oleh Santoso, 2004), yaitu suatu cabang ilmu yang sistematis untuk memanfaatkan informasi-informasi mengenai sifat, kemampuan, dan keterbatasan manusia untuk merancang suatu sistem sehingga orang dapat hidup dan bekerja pada sistem itu dengan baik, mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerjaan itu, dengan efektif, nyaman, dan aman. Dari definisi di atas terlihat bahwa pada dasarnya pendekatan ergonomi terdiri atas dua sub-sistem, yaitu sub sistem lingkungan kerja serta sub sistem manusia. Sub-sistem lingkungan kerja meliputi aspek-aspek yang terkait dengan desain alat/mesin, desain operasi/proses serta desain lingkungan kerja. Sedangkan sub-sistem manusia meliputi aspek-aspek yang terkait dengan kemampuan dan keterbatasan manusia.
Salah satu bidang yang dipelajari dalam ergonomi adalah antropometri. Istilah Antropometri berasal dari “anthropos” yang berarti manusia dan “metron” yang berarti ukuran. Secara definitif, antropometri dapat dinyatakan sebagai suatu studi yang berkaitan dengan pengukuran dimensi tubuh manusia (Wignjosoebroto, 2000). Pada dasarnya manusia mempunyai perbedaan fisik yang nyata terlihat, antara lain berupa perbedaan bentuk, ukuran (tinggi dan lebar), dan berat.
Pendekatan antropometri digunakan sebagai pertimbangan untuk desain perancangan suatu produk maupun fasilitas kerja lainnya yang memerlukan interaksi dengan manusia. Kegunaan data antropometri menurut Wignjosoebroto (2000) dapat dijadikan acuan untuk perancangan area kerja, peralatan kerja, dan lingkungan kerja secara fisik.
G.
PERANCANGAN
Perancangan menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia diartikan sebagai perencanaan membuat sesuatu atau mengatur segala sesuatu sebelum mengerjakan serta melakukannya. Dengan kata lain, perancangan dapat diartikan sebagai perencanaan yang diikuti dengan langkah realisasi atau perwujudan dari rencana yang telah dibuat sebelumnya. Dari definisi di atas, perancangan dapat berwujud fisik yaitu berupa rancangan produk ataupun berwujud abstrak seperti berupa sistem informasi dan manajemen.
12
III.
METODE PENELITIAN
A.
WAKTU DAN TEMPAT
Proses perancangan alat pemerah susu dilakukan dari mulai bulan Juni hingga Oktober 2011. Sementara pembuatan dan perakitan alat dimulai sejak bulan Agustus hingga Desember 2011 bertempat di salah satu bengkel teknik di kota Cirebon. Sebagian komponen sederhana yang pembuatannya tidak memerlukan peralatan bengkel dibuat di tempat tinggal penulis. Kemudian pengujian alat dilakukan pada bulan Februari 2012 di Koperasi Laras Ati, Desa Cigugur, Kecamatan Cigugur, Kabupaten Kuningan.
B.
ALAT DAN BAHAN
Peralatan yang digunakan meliputi peralatan dalam bidang teknik baik untuk pengukuran, pembuatan, maupun pengujian. Untuk pengukuran antara lain: jangka sorong, meteran, multimeter,
timbangan, stopwatch, dan gelas ukur. Untuk pembuatan meliputi peralatan bengkel dan peralatan elektronik. Peralatan bengkel yang digunakan antara lain mesin bubut, las argon, las listrik, pemotong pelat, penggulung pelat, dan gerinda tangan (dengan mata gerinda baik untuk memotong maupun menghaluskan). Sementara peralatan elektronik misalnya perlengkapan untuk mensolder. Selain itu ada juga peralatan yang merupakan komponen utama pada alat pemerah susu yang dibuat yaitu pompa vakum dan motor penggerak pulsator. Peralatan standar dalam perbengkelan juga dibutuhkan seperti obeng, kunci pas, kunci ring, dan tang.
Material utama yang digunakan untuk membuat alat pemerah susu ini antara lain: pelat
stainless steel, pipa PVC, pegas, karet liner untuk teat cup, pipa galvanis, dan besi siku. Bahan lainnya yang juga merupakan komponen dari alat pemerah susu adalah selang transparan untuk mengalirkan susu, selang udara untuk pulsator, napel selang, keran, dan roda troli. Ketika proses pembuatan, bahan lain yang juga diperlukan antara lain: lem pipa, sekrup, baut, mur, kawat las, dan kawat stainless steel. Untuk proses penyelesaian, digunakan amplas dan cat semprot akrilik.
C.
METODE RANCANG BANGUN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan pendekatan rancangan fungsional dan struktural seperti digambarkan dengan diagram alir pada Gambar 3.1.
13
Gambar 3.1 Tahapan penelitian
1.
Identifikasi Masalah
Harga dan ketersediaan alat pemerah susu modern di Indonesia menjadi permasalahan untuk produksi susu sapi yang didominasi oleh peternak skala kecil. Para peternak sapi perah yang terhimpun dalam berbagai koperasi lokal, hampir keseluruhannya masih melakukan pemerahan manual menggunakan tangan. Dalam proses pemerahan, kehigienisan susu yang dihasilkan menjadi faktor yang penting. Ketika melakukan pemerahan manual menggunakan tangan, maka masih terdapat resiko pencemaran bakteri terhadap susu. Kekurangan lainnya pada pemerahan manual adalah pemerah tidak dapat langsung melakukan pemerahan pada keempat puting sapi.
14
2.
Analisis Rancangan
Analisis rancangan meliputi rancangan fungsional dan struktural. Analisis dilakukan untuk menentukan bagian-bagian atau komponen yang menyusun alat pemerah. Penentuan kegunaan dari tiap komponen ditentukan melalui rancangan fungsional, sementara bentuk dan kesesuaian mekanisme tiap komponen ditentukan dengan rancangan struktural. Komponen-komponen utama yang dirancang dalam pembuatan alat pemerah susu antara lain: teat cup, pulsator, tangki susu, sistem vakum, dan rangka. Proses perancangan juga memperhitungkan faktor ergonomi bagi pemerah dan juga sapi perah. Alat pemerah harus dibuat aman dan nyaman ketika digunakan.
3.
Pembuatan dan Perakitan
Proses pembuatan alat dilakukan berdasarkan dari hasil analisis perancangan yang telah dibuat. Konsep dasar yang telah ditentukan selama perancangan kemudian dikembangkan secara detail dengan menentukan perhitungan dimensi dan pemilihan bahan untuk tiap komponen. Dalam proses ini, pembuatan tiap komponen penyusun alat dilakukan dengan berbagai cara antara lain pemotongan, pengelasan, penghalusan dengan gerinda, dan perlakuan mesin lainnya. Setelah setiap komponen telah selesai dibuat, maka dilakukan perakitan yaitu menyusun setiap komponen agar membentuk suatu kesatuan yang utuh.
4.
Uji Fungsional
Setelah proses perakitan selesai, uji fungsional dilakukan untuk memeriksa fungsi dari masing-masing komponen penyusun alat pemerah. Setelah dilakukan uji fungsional, dapat diketahui jika ada salah satu atau beberapa bagian yang tidak bekerja sesuai dengan apa yang telah dirancang. Ketidaksesuaian dari fungsi tiap bagian dapat mempengaruhi kerja dari keseluruhan alat pemerah.
5.
Uji Kerja
15
IV.
ANALISIS RANCANGAN
A.
KRITERIA RANCANGAN
Alat pemerah susu sapi ini dibuat sesederhana mungkin dengan memperhitungkan kemudahan penggunaan dan perawatan. Prinsip pemerahan yang dilakukan adalah dengan menggunakan metode vakum dua ruang yang meniru proses anak sapi ketika menyusu pada induknya. Pada ruang vakum yang berfungsi sebagai ruang untuk air susu mengalir dari puting ke tangki susu dikondisikan secara terus menerus dalam keadaan vakum yang sesuai untuk puting sapi. Sementara pada ruang vakum untuk menghasilkan interval denyut pemerahan, tidak selalu dalam kondisi vakum namun bergantian dengan atmosfer dengan interval yang disesuaikan untuk kondisi pemerahan.
Pada penelitian mahasiswa sebelumnya telah dilakukan sebuah rancang bangun alat pemerah susu semi otomatis. Pada alat tersebut denyut pemerahan masih dihasilkan dari tenaga manusia yaitu dengan cara mengengkol. Untuk alat pemerah susu yang dirancang kali ini, sumber tenaga untuk menjalankan alat dibuat seluruhnya menggunakan listrik. Salah satu ruang vakum dihubungkan dengan pengatur denyut / pulsator yang digerakkan oleh tenaga listrik DC melalui regulator AC-DC, sementara sistem vakum dihasilkan dengan menggunakan pompa vakum yang langsung mendapat tenaga listrik AC. Ruang vakum yang terhubung pada pulsator inilah yang akan dikondisikan bergantian antara vakum dengan atmosfer. Pengkondisian tersebut menggunakan katup buka-tutup berupa pegas yang bergerak secara linear seperti piston. Gerakan linear pada pegas dihasilkan melalui gerak rotasi dari motor penggerak bertenaga listrik DC.
Perbedaan utama dari alat pemerah susu yang dibuat ini dengan alat pemerah susu modern adalah tidak menggunakan claw sebagai penghubung baik dari keempat saluran susu pada teat cup
maupun saluran udara pada pulsator. Fungsi pada claw tidak digantikan dengan komponen apapun, karena tangki susu yang dibuat sekaligus difungsikan sebagai reservoir vakum. Selama proses pemerahan berlangsung, saluran susu dari teat cup ke tangki susu akan dibuat tertutup bahkan tidak terhubung dengan pompa vakum karena sebelumnya tangki susu sebagai reservoir sudah dikondisikan dalam keadaan vakum yang sesuai untuk puting sapi.
B.
RANCANGAN FUNGSIONAL
16
Gambar 4.1 Skema alat pemerah susu dengan pulsator tipe pegas
1.
Teat Cup
17
denyut atau pulsation chamber. Ruang denyut dikondisikan bergantian antara vakum dan atmosfer selama proses pemerahan berlangsung. Denyut yang dihasilkan pada ruang denyut teat cup akan berfungsi sebagai pergantian fase pemijatan dan istirahat pada puting sapi, sementara ruang vakum lainnya di dalam teat cup yang juga sebagai aliran susu dari puting akan membuat teat cup tetap menempel pada puting sapi.
Gambar 4.2 Rancangan fungsional teat cup
(kiri: fase istirahat puting sapi, kanan: fase pemijatan puting sapi)
2.
Pulsator Tipe Pegas
18
Gambar 4.3 Skema sistem pulsator tipe pegas
Hal pertama yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja pulsator adalah pulsation rate
(kecepatan denyut). Pulsation rate adalah jumlah siklus denyut dalam satu menit. Satu siklus denyut adalah saat pulsator terhubung dengan tekanan vakum juga termasuk saat terhubung dengan tekanan atmosfer. Hal tersebut berarti satu siklus denyut adalah satu fase pemijatan dilanjutkan satu fase istirahat. Pulsation rate pada alat pemerah susu sapi biasanya antara 45 hingga 65 siklus per menit.
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah pulsation ratio (rasio denyut). Rasio denyut merupakan perbandingan lamanya waktu antara pengkondisian tekanan vakum dengan tekanan atmosfer untuk ruang denyut. Rasio yang biasa dipakai adalah 1:1 hingga 2.5:1. Rasio denyut 2.5:1 berarti pulsator mengkondisikan tekanan vakum dengan waktu 2.5 kali lebih lama dibandingkan waktu ketika mengkondisikan tekanan atmosfer. Hal tersebut berarti juga fase istirahat puting sapi memiliki waktu yang lebih lama 2.5 kali dibanding ketika fase pemijatan.
Agar pulsator dapat berfungsi sesuai rasio dan kecepatan denyut yang diinginkan maka dilakukan analisis perhitungan sebagai berikut:
Satu siklus denyut dapat dilakukan dalam satu putaran penub motor penggerak sementara kecepatan denyut yang diinginkan adalah 60 siklus per menit,
maka, ω = kecepatan putar motor penggerak = 60 rpm = 2π �� �
Jika l = panjang poros engkol yang digunakan adalah 3 cm Maka, v = kecepatan linear katup pegas
19
Rasio denyut yang diinginkan adalah 2.5:1, sementara untuk satu siklus dibutuhkan waktu satu detik. Maka, t = waktu selama katup pegas dalam keadaan membuka saluran atmosfer
= 1�(2.5 + 1) x 1 detik = 2�7 detik
s = total jarak pergerakan selama katup pegas dalam keadaan membuka = v t = 18.85 �� �� x 2�7detik = 5.39 cm
h= ketinggian katup pegas ketika dalam keadaan membuka = �2 = 2.7 cm
Sementara itu dalam satu siklus, waktu yang dibutuhkan katup pegas selama menutup harus dibuat agar lebih lama 2.5 kali daripada ketika membuka yaitu 5/7 detik seperti tampak pada ilustrasi berikut.
1
�
7
detik
1
�
7
detik
5
�
7
detik
fase pemijatan
fase istirahat
Gambar 4.4 Perbandingan waktu buka-tutup katup pegas dalam satu siklus denyut
20
Jika t = total waktu selama fase pemijatan = 5�7 detik
Maka, s = total jarak pergerakan pegas seharusnya selama fase istirahat = v t = 18.85 �� �� x 5�7detik = 13.46 cm
h = kedalaman katup pegas seharusnya selama fase istirahat = �2 = 6.73 cm
3.
Tangki Susu
Tangki susu merupakan wadah penampungan dari susu yang telah diperah sehingga harus dibuat dari bahan yang aman untuk produk pangan. Kapasitas tangki susu dibuat agar dapat menampung susu dari beberapa ekor sapi perah. Peternak skala kecil biasanya memiliki 7 hingga 10 ekor sapi perah, namun yang sedang dalam masa laktasi biasanya sekitar 3 hingga 5 ekor. Jika diasumsikan seekor sapi perah dapat menghasilkan maksimal 6 liter dalam sekali pemerahan maka kapasitas tangki dibuat agar dapat menampung 5 x 6 liter yaitu 30 liter susu. Agar susu yang dihasilkan setelah proses pemerahan dapat dipindahkan dari dalam tangki susu, maka dibuat tutup yang dapat dilepas.
21
Gambar 4.5 Rancangan fungsional tangki susu
4.
Pompa dan Sistem Vakum
Pompa vakum berfungsi sebagai penghasil tekanan vakum baik untuk tangki susu maupun untuk pulsator. Pompa vakum harus dapat menghasilkan tekanan vakum sesuai kondisi pemerahan yaitu 40-50 kPa. Untuk mencapai tekanan vakum tersebut dapat menggunakan pompa vakum dengan tenaga 1/3 hp. Pompa dengan daya tersebut dapat memberikan tekanan ultimate hingga 5 Pa yang
berarti bertekanan hingga 101.32 kPa di bawah tekanan atmosfer. Sebagai catatan, tekanan vakum sempurna adalah 102.325 kPa di bawah tekanan atmosfer.
Pompa vakum dirancang untuk memberikan tekanan vakum terhadap tangki susu hanya ketika sebelum proses pemerahan. Sedangkan selama proses pemerahan berlangsung, pompa vakum hanya terhubung dengan pulsator. Maka dari itu saluran udara dari pompa vakum perlu dibuat percabangan dengan dilengkapi keran buka-tutup untuk masing-masing saluran. Penggunaan pompa vakum dapat dilihat pada ilustrasi berikut.
Gambar 4.6 Skema sistem vakum
22
dari pompa vakum menuju tangki susu. Karena di dalam tangki susu telah tersimpan tekanan vakum maka keran dari tangki susu menuju teat cup dapat dibuka selama proses pemerahan.
Agar terjadi fase istirahat pada teat cup, maka pengkondisian vakum pada ruang denyut harus lebih besar daripada vakum pada ruang aliran susu. Selama proses pemerahan, ruang aliran susu pada
teat cup mendapat tekanan vakum dari tangki susu yang telah berfungsi sebagai reservoir dengan nilai tekanan vakum hingga 50 kPa. Maka untuk ruang denyut harus mendapat tekanan vakum yang lebih besar. Besarnya nilai tekanan vakum pada ruang denyut ini bergantung pada kecepatan aliran atau
flow rate dari pompa vakum karena fase istirahat hanya memiliki waktu yang sangat singkat dalam satu siklus denyut. Kecepatan aliran dari pompa vakum yang digunakan adalah 3.5 hingga 4 CFM (cubic feet per minute).
5.
Selang Aliran Susu dan Selang Udara
Selang aliran susu berfungsi untuk mengalirkan susu dari teat cup menuju tangki susu. Karena terhubung dengan vakum, selang aliran susu dibuat dengan bahan yang kuat agar tidak mengalami deformasi ketika pemerahan berlangsung. Agar aliran susu dapat terlihat maka selang juga harus terbuat dari bahan transparan. Diameter dari selang susu juga harus disesuaikan dengan diameter keran pada tangki susu dan diameter ujung bawah teat cup sehingga susu dapat lancar mengalir.
Selang udara berfungsi menghubungkan pulsator dengan ruang denyut pada teat cup. Selang udara ini terhubung dengan tekanan vakum dan atmosfer bergantian secara cepat. Agar aliran udara di dalam selang dapat mengalir dengan cepat, maka diameter selang harus sekecil mungkin namun masih dapat mengalirkan udara dengan lancar.
6.
Rangka
Rangka berfungsi sebagai dudukan untuk komponen lainnya. Rangka harus dibuat kuat untuk menopang komponen lain. Pengaturan posisi masing-masing komponen pada rangka dibuat seringkas mungkin tanpa mengganggu fungsi dari tiap komponen. Agar dapat mudah dalam pemindahan, maka rangka juga dibuat portabel dengan menggunakan roda. Komponen alat pemerah susu yang dapat dibuat dudukan dalam posisi permanen pada rangka adalah pompa vakum dan sistem pulsator tipe pegas. Sementara tangki susu karena merupakan komponen yang sering dipindah maka dibuat terpisah dari rangka.
Agar rangka kuat untuk menopang komponen yang terpasang, maka perlu diperkirakan berat total dari komponen-komponen tersebut. Komponen yang paling berat adalah pompa vakum dengan berat 8 kg, sedangkan sistem pulsator yang terdiri dari katup pegas, motor penggerak, dan regulator AC-DC memiliki berat total 3.5 kg. Untuk perkiraan berat total dari semua komponen yang terpasang, maka rangka dibuat dengan menggunakan bahan dari besi dan dipasang roda troli ukuran 4 inci sebanyak 4 buah.
23
katup pegas. Dalam perancangannya, perkiraan kebutuhan ruang pada rangka antara katup pegas dengan motor penggerak memiliki dimensi panjang 7 cm, lebar 7 cm, dan tinggi 50 cm. Kemudian untuk regulator AC-DC membutuhkan ruang dengan dimensi panjang 18 cm, lebar 10 cm, dan tinggi 13 cm.
Handle pendorong pada rangka dirancang dengan memperhitungkan kenyamanan bagi operator. Ketinggian handle ditentukan dengan menggunakan data antropometri. Berdasarkan referensi dari produk-produk industri yang memerlukan pekerjaan mendorong, ketinggian handle
dirancang agar berada di dalam jangkauan antara tinggi pinggul hingga tinggi siku. Namun berdasarkan data antropometri yang di dapat, daerah jangkauan untuk persentil 95th berada di atas daerah jangkauan untuk persentil 5th sehingga tidak terdapat irisan dari jangkauan kedua persentil tersebut. Agar ketinggian handle dapat terjangkau oleh persentil 5th hingga persentil 95th (90% dari populasi data) maka diasumsikan ketinggian yang nyaman untuk mendorong adalah ketika lengan bawah terangkat sekitar 30° hingga 60° dari garis vertikal. Daerah jangkauan tersebut masih terletak di bawah siku dan berada di sekitar tinggi pinggul.
Dari hasil pengukuran antropometri yang dilakukan Rahmawan (2011), didapatkan data antropometri yang diperlukan yaitu pada tabel di bawah. Pengukuran tersebut dilakukan pada 60 petani pria dengan selang umur 20-45 tahun di Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor.
Tabel 4.1 Data Antropometri petani pria 20-45 tahun (Rahmawan, 2011) Jenis Antropometri Percentil
5th (cm) Percentil 50th (cm) Percentil 95th (cm) Standar Deviasi Tinggi pinggul 87.69 94.82 101.95 4.35 Tinggi siku 95.36 102.52 109.68 4.37 Panjang siku ke genggaman 31.29 34.40 37.50 1.89
Untuk perhitungan ketinggian minimal digunakan data percentil 95th agar orang yang lebih tinggi tidak perlu membungkuk untuk memegang handle. Sedangkan untuk perhitungan ketinggian maksimal digunakan data percentil 5th agar orang yang lebih pendek masih dapat nyaman memegang
handle.
Untuk posisi nyaman ketinggian handle minimal jika lengan bawah terangkat 30° dapat dihitung sebagai berikut.
TH = TS - PSG cos 30° = 77.21cm
TH = ketinggian genggaman handle minimal TS = ketinggian siku percentil 95th
PSG = panjang siku ke genggaman tangan percentil 95th
24
TH = TS - PSG cos 60° = 79.12cm
TH = ketinggian genggaman handle maksimal TS = ketinggian siku percentil 5th
PSG = panjang siku ke genggaman tangan percentil 5th
Dari perhitungan diatas maka ketinggian handle rangka dirancang antara 77.21 cm hingga 79.12 cm.
C.
RANCANGAN STRUKTURAL
1.
Teat Cup
Teat Cup dirancang dengan memiliki dua komponen utama yaitu karet liner dan shell
(selongsong). Selama proses pemerahan, bagian pada teat cup yang berdenyut langsung pada puting sapi adalah karet liner. Maka dari itu karet liner terbuat dari bahan karet sintetis fleksibel dengan profil yang disesuaikan untuk puting susu sapi. Secara struktur bahan, bagian atas karet liner yang berfungsi untuk mencengkeram selongsong memiliki sifat elastis namun cukup keras jika dibandingkan bagian tengah karet liner. Bagian tengah karet liner sifatnya cukup lunak sebagai bagian yang akan berdenyut dan memijat puting susu sapi. Sementara bagian bawah karet yang terhubung dengan selang aliran susu juga memiliki bahan karet yang cukup keras untuk memudahkan penyambungan dengan selang. Sementara itu, selongsong teat cup memiliki bentuk silinder berongga dengan kedua mulut yang dibuat sesuai untuk karet liner. Selongsong dirancang dari bahan yang kaku dan kuat terhadap tekanan. Bahan tersebut agar memiliki berat yang ringan maka dapat dibuat dari jenis PVC yang tahan terhadap tekanan.
Di dalam teat cup terdapat celah udara antara permukaan luar karet liner dengan permukaan bagian dalam selongsong yang dijadikan sebagai pulsation chamber (ruang denyut). Sementara saluran udara di dalam karet liner yang juga sebagai aliran susu terus-menerus dikondisikan dalam tekanan vakum, maka pada ruang denyut dikondisikan bergantian antara tekanan vakum dengan tekanan atmosfer. Pada ruang denyut diberi sebuah saluran kecil untuk menghubungkan dengan pulsator. Rancangan struktural teat cup dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Pada saat ruang denyut mendapat tekanan atmosfer, maka karet liner akan menutup dan menjepit puting susu sapi. Hal tersebut dikarenakan saluran udara di dalam karet liner selalu dalam kondisi vakum. Sedangkan pada saat ruang denyut mendapat tekanan vakum, maka karet liner akan terbuka sehingga susu sapi dapat mengalir. Karet liner menjadi terbuka dikarenakan tekanan vakum pada ruang denyut menyebabkan volume udara pada ruang denyut menjadi mengecil sehingga karet
25
Gambar 4.7 Rancangan struktural teat cup
2.
Pulsator Tipe Pegas
Katup pegas yang digunakan pada pulsator dirancang dengan menggunakan struktur pegas besi yang diselubungi karet fleksibel agar dapat menutup sempurna celah udara. Sebagai selongsong bagi katup, maka bahan yang diperlukan haruslah kuat terhadap tekanan vakum. Bahan yang cocok untuk dijadikan selongsong katup pegas dan mudah didapat adalah bahan yang biasa digunakan pada sambungan PVC. Pada selongsong katup pegas dibuat celah udara untuk saluran atmosfer. Saluran dari pulsator kemudian dibuat percabangan untuk masing-masing ruang denyut teat cup yang berjumlah empat. Ujung atas katup pegas dihubungkan dengan batang penggerak dari motor dengan menggunakan mata rantai sebagai jarak bebas yang telah dijelaskan pada rancangan fungsional. Sebagai sumber listrik untuk motor penggerak pulsator, digunakan regulator AC-DC berupa satu kesatuan rangkaian elektronik yang diletakan dalam sebuah boks.
26
3.
Tangki Susu
Penggunaan tangki susu harus dirancang dari struktur yang kuat terhadap tekanan vakum juga aman untuk bahan makanan. Material yang digunakan adalah bahan stainless steel dengan ketebalan 1.8 mm. Bentuk dari tangki susu dibuat berupa ruang silinder dengan ketinggian rendah agar aliran susu dari teat cup dapat mengalir lancar dengan bantuan gravitasi. Aliran susu perlu dibantu gravitasi karena vakum pada tangki susu hanya sebagai reservoir sehingga tidak ada gaya hisap yang disebabkan perpindahan molekul udara. Karena kapasitas tangki yang dibutuhkan setidaknya adalah 30 liter, maka tangki susu dibuat dengan diameter 36 cm dan ketinggian 30 cm
Sebagai pengunci pada tutup tangki, digunakan baut baja ukuran 14 pada empat titik. Agar celah pada tutup tangki tidak mengalami kebocoran udara ketika terkunci, maka digunakan karet dengan struktur yang lunak pada tepi tutup tangki. Empat keran dan satu vacuum gauge yang dipasang pada tutup tangki juga harus dipastikan tidak memiliki celah udara yang menyebabkan kebocoran. Untuk menutup celah udara tersebut dapat menggunakan sealant yang berbahan silikon.
Gambar 4.9 Rancangan struktural tangki susu
4.
Pompa dan Sistem Vakum
Pompa vakum yang digunakan adalah berjenis rotary vane. Pompa vakum ini memiliki pelindung luar yang terbuat dari bahan die cast aluminum. Motor penggerak pada pompa dilengkapi dengan sistem pendingin berupa kipas dan sirip-sirip pendingin pada pelindung luarnya, sementara
rotary vane menggunakan oli dan juga sirip-sirip pendingin. Pompa vakum dilengkapi grip dari karet bertekstur dengan inti handle dari stainless steel agar mudah dipindahkan.
27
Karena saluran vakum yang dibutuhkan adalah berjumlah dua, maka dirancang sebuah pipa percabangan yang dilengkapi keran pada masing-masing cabang. Bahan yang digunakan untuk membuat percabangan ini dapat menggunakan pipa besi dan keran stainless steel.
Gambar 4.10 Rancangan struktural pompa vakum
5.
Selang Aliran Susu dan Selang Udara
Selang aliran susu terbuat dari bahan plastik sintetis transparan. Ukuran dari selang ini adalah 5/8 inci agar sesuai untuk keran pada tutup tangki susu yang berukuran ½ inci. Selang ini
memiliki dua lapisan yang ditengahnya terdapat serat dari benang agar selang tidak mudah robek. Sementara untuk selang udara pada pulsator, ukuran selang yang digunakan adalah ¼ inci.
6.
Rangka
28
[image:30.595.234.400.138.383.2]bagian belakang karena handle rangka terdapat di bagian belakang. Handle rangka sendiri terbuat dari pipa stainless steel.
29
V.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
PEMBUATAN DAN PERAKITAN ALAT
[image:31.595.114.503.206.455.2]Pembuatan alat dilakukan berdasarkan rancangan yang telah dilakukan. Gambar rancangan alat secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 5.1.
Gambar 5.1 Rancangan alat pemerah susu sapi otomatis dengan pulsator tipe pegas
Fungsi secara umum untuk masing-masing komponen yang menyusun alat pemerah susu sapi otomatis ini dijelaskan pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1 Fungsi masing-masing komponen penyusun alat No Komponen Fungsi
1 Teat cup Memerah puting sapi
2 Pulsator pegas Menghubungkan dan menutup aliran vakum bergantian dengan atmosfer
3 Motor penggerak pulsator Menggerakan katup pegas pada pulsator
4 Regulator AC-DC Sumber tenaga listrik untuk motor penggerak pulsator 5 Tangki susu Reservoir vakum dan menampung susu hasil pemerahan 6 Pompa vakum Menghasilkan tekanan vakum
7 Selang udara Menghubungkan udara dari pulsator ke ruang denyut 8 Selang aliran susu Menghubungkan aliran susu dari teat cup ke tangki susu 9 Rangka Menopang komponen lain dan memudahkan pemindahan
alat
1
6
5
3
7
9
8
[image:31.595.115.528.533.786.2]30
1.
Teat Cup
Karet liner yang digunakan pada teat cup merupakan sebuah produk jadi yang dapat dicari di toko perlengkapan peternakan. Karet liner ini memiliki bentuk yang khas sehingga pembuatan selongsong harus disesuaikan dengan bentuk karet liner. Selongsong teat cup dibuat dari pipa PVC ukuran 1 ¼ inchi jenis AW. Jenis AW merupakan jenis yang paling tebal di antara sistem JIS (Japanese Industrial Standard) untuk pipa PVC. Jenis AW biasanya digunakan untuk perpipaan yang membutuhkan aliran bertekanan tinggi. Untuk satu selongsong teat cup dibutuhkan pipa PVC dengan panjang 9 cm. Pemotongan pipa PVC dilakukan dengan menggunakan gergaji tangan. Bagian bekas pemotongan kemudian dihaluskan menggunakan ampelas agar tidak merusak karet liner ketika terpasang.
Untuk membuat ruang denyut pada teat cup, maka pipa PVC dihubungkan dengan ploksok
(sambungan untuk pipa PVC yang berbeda diameter). Ploksok yang digunakan adalah ukuran 1 ¼ inci ke ¾ inci. Penyambungan dilakukan dengan menggunakan lem pipa, kemudian dilapisi sedikit resin pada celah sambungan agar tidak ada kebocoran udara. Diameter terkecil di bagian dalam ploksok
sesuai dengan diameter karet liner pada batas antara bagian tengah karet yang lunak dan bagian bawah karet yang keras untuk penyambungan selang. Kesesuaian tersebut akan menciptakan sebuah ruang udara antara permukaan bagian dalam selongsong dengan permukaan luar karet liner di bagian yang lunak. Ruang udara yang terjadi akan berfungsi sebagai ruang denyut. Untuk menghubungkan ruang denyut dengan pulsator, maka dipasang sebuah dop di bagian samping ploksok. Pemasangan dop
dilakukan dengan melubangi ploksok menggunakan mata bor yang sesuai dengan ukuran dop. Celah udara pada sambungan dilapisi karet tipis dan dilem agar tidak ada kebocoran.
(a) (b)
(c)
Keterangan: (a) karet liner
(b) selongsong teat cup
[image:32.595.94.522.42.800.2](c) teat cup yang telah dirangkai
31
2.
Pulsator Tipe Pegas
Pembuatan selongsong katup pegas juga menggunakan bahan ploksok dari plastik keras ukuran 1 ½ inci ke ¾ inci. Bagian ploksok yang memiliki diameter lebih besar kemudian dilubangi dindingnya dengan menggunakan bor tangan sebagai jalur masuk atmosfer. Selanjutnya pegas besi yang telah diselubungi karet dimasukan ke dalam bagian ploksok yang berdiameter lebih besar. Karet selubung pada pegas besi dipastikan dapat menutup celah udara pada bagian ploksok yang berdiameter lebih kecil. Bagian ploksok dengan diameter lebih kecil ini kemudian dihubungkan dengan pipa sambungan T (percabangan dua) berbahan plastik keras juga yang kemudian menghubungkan saluran antara pompa vakum dengan ruang denyut pada teat cup. Bagian atas selongsong katup pegas kemudian dipasang penutup dari bahan plastik keras. Bagian tutup dilubangi untuk jalur penarik pegas besi. Celah udara antara selongsong katup dengan penutup katup kemudian diberi lem resin agar kuat ketika pegas ditarik.
Motor penggerak katup pegas kemudian diberi poros engkol dan juga batang penggerak untuk dihubungkan dengan ujung atas penarik pegas. Pengaturan jarak antara batang penggerak dari motor dengan penarik pegas kemudian disesuaikan berdasarkan perhitungan yang telah dibahas pada rancangan fungsional. Sebagai sumber listrik untuk motor penggerak pulsator, digunakan rangkaian elektronik regulator AC-DC yang menggunakan trafo 5 A dan pengatur tegangan output berupa potensiometer. Rangkaian elektronik tersebut diberi housing berupa boks dari bahan pelat besi tipis. Motor penggerak pulsator kemudian dihubungkan dengan regulator AC-DC menggunakan dua utas kabel sesuai kutub positif dan negatif. Kecepatan putar dari motor penggerak ditentukan dari besarnya tegangan regulator AC-DC yang diatur menggunakan potensiometer 3 hingga 12 volt.
[image:33.595.99.525.0.825.2]32
3.
Tangki Susu
Tangki susu dibuat dari bahan lembaran stainless steel dengan ketebalan 1.8 mm. Pembuatan tangki susu meliputi pembuatan alas, dinding, dan tutup tangki. Alas tangki dibuat berupa lingkaran dengan diameter 36 cm. Untuk pembuatan dinding tangki, dibutuhkan lembaran stainless steel dengan panjang 114 cm dan tinggi 30 cm. Lembaran tersebut kemudian dilengkungkan sesuai bentuk alas tangki. Penyatuan alas dan dinding dilakukan dengan menggunakan las argon. Pada bagian pingir mulut tangki kemudian diberikan rangka dari kawat stainless steel agar tangki tidak mudah berubah bentuk karena tekanan vakum.
Pembuatan tutup tangki susu juga kemudian disesuaikan dengan bentuk lingkaran mulut tangki. Tutup tangki kemudian dilubangi menggunakan bor listrik sebagai tempat pemasangan 4 keran dan 1 vacuum gauge. Posisi lubang dibuat simetris dengan pusatnya adalah lubang untuk vacuum gauge. Celah-celah udara yang terjadi akibat pemasangan keran dan vacuum gauge kemudian dilapisi
sealant dari bahan silikon.
Pinggiran tutup pada bagian bawah yang akan menutup mulut tangki kemudian diberi karet lunak agar ketika ditutup tidak terjadi kebocoran udara. Untuk mengunci posisi tutup tangki terhadap mulut tangki digunakan 4 buah baut baja. Pada awalnya pengunci yang digunakan adalah pengunci jenis engsel dari plastik keras, namun ternyata tidak cukup kuat ketika tangki susu diberi tekanan vakum.
Gambar 5.4 Tangki susu
4.
Pompa Vakum
33
tengah dindingnya sesuai dengan ukuran mulut pipa yang satunya lagi kemudian disambung menggunakan las listrik.
[image:35.595.116.525.133.301.2]Gambar 5.5 Pompa vakum
5.
Selang Aliran Susu dan Selang Udara
Selang yang digunakan sebagai aliran susu dan udara menggunakan jenis selang yang mudah didapatkan di toko bahan bangunan. Untuk satu selang aliran susu dari teat cup ke keran pada tangki susu dibutuhkan selang sepanjang 1 meter. Selang aliran susu yang berukuran 5/8 inci mudah untuk
disambungkan pada keran ½ inci namun perlu dikencangkan menggunakan klem pengunci dari bahan
stainless steel. Sementara itu diameter dari bagian bawah karet liner pada teat cup adalah sama dengan diameter selang aliran susu sehingga membutuhkan penyambungan dengan sepotong kecil selang lain yang berdiameter sedikit lebih besar. Sementara itu untuk penggunaan selang udara, digunakan selang sepanjang 2 meter untuk satu aliran dari ruang denyut teat cup ke pulsator. Selang yang digunakan untuk aliran udara berukuran ¼ inci.
[image:35.595.114.497.499.715.2]34
6.
Rangka
Rangka dibuat dari besi siku 3 cm x 3 cm dengan tebal 2 mm. Total panjang besi siku yang diperlukan dalam pembuatan rangka tidak lebih dari 6 meter. Bagian alas rangka dibuat dengan ukuran 40 cm pada bagian samping dan 50 cm pada bagian muka. Ketinggian rangka tanpa roda adalah 70 cm. Penyambungan besi siku dilakukan dengan menggunakan las listrik. Pada rangka dibuat dudukan untuk pompa vakum dari besi balok berongga berpenampang 12 mm x 12 mm. dimensi dudukan pompa dibuat dengan ukuran bagian dalam dudukan 22 cm x 12 cm. Untuk dudukan pulsator tipe pegas, dibuat tiang vertikal dengan tinggi 45 cm. Tiang ini berfungsi untuk menopang selongsong katup pegas dan motor penggerak pulsator. Agar selongsong katup pegas dan motor penggerak lebih stabil ketika bekerja maka dibuat semacam clamp untuk mencengkeram selongsong katup pegas dan motor penggerak pulsator. Clamp dibuat dari pelat besi yang dilengkungkan. Di bagian atas dudukan motor penggerak pulsator dibuat dudukan untuk boks regulator AC-DC. Untuk bagian handle, digunakan pipa stainless steel berdiameter 3 cm. Handle dipasang melintang pada bagian atas diantara 2 tiang utama besi siku. Pemasangan roda troli ukuran 4 inci kemudian dilakukan pada keempat sudut alas rangka. Dua roda bagian belakang dipasang agar dapat berbelok, sedangkan dua roda lainnya pada bagian depan tidak dapat berbelok. Setelah rangka selesai dibuat, agar besi siku tidak mudah berkarat maka dilakukan pengecatan dengan menggunakan cat semprot akrilik.
Gambar 5.7 Rangka
B.
PENGUJIAN ALAT
1.
Uji Fungsional
Uji fungsional dilakukan setelah alat selesai dirakit. Yang pertama diuji adalah fungsi tangki susu sebagai reservoir vakum. Tangki susu diberi tekanan vakum hingga angka pada vacuum gauge
35
fungsi pada tangki susu menunjukkan jika tangki susu dapat bekerja sebagai reservoir vakum, tekanan vakum dalam tangki dapat disimpan dengan baik.
Pengujian selanjutnya adalah pergerakan katup pegas pada pulsator. Pengujian dilakukan dengan mengukur interval buka-tutup katup pegas dan jumlah siklus pergerakkan dalam satu menit. Jumlah siklus dapat dilihat dari jumlah putaran motor penggerak pulsator. Kecepatan putar kemudian diatur menggunakan potensiometer pada regulator AC-DC hingga motor penggerak berputar dengan kecepatan 60 rpm. Dari hasil pengukuran terlihat katup pegas dapat menutup lebih lama dibandingkan ketika membuka.
Selanjutnya dilakukan pengujian terhadap sambungan-sambungan selang untuk memeriksa ada tidaknya kebocoran. Setelah itu salah satu teat cup diuji dengan menghubungkannya pada salah satu keran pada tangki susu. Ketika keran tersebut dibuka, karet liner pada teat cup dapat menutup dan menempel karena mendapat tekanan vakum. Kemudian ketika pulsator dijalankan, karet liner dapat berdenyut sesuai interval pergerakan katup pegas.
2.
Uji Kerja
Uji kerja alat dilakukan di kandang sapi perah milik peternak anggota Koperasi Laras Ati, Kabupaten Kuningan. Sapi yang digunakan adalah sapi perah yang dapat menghasilkan susu 12 sampai 16 liter setiap hari dalam 2 periode pemerahan yaitu pagi dan petang. Pengujian alat pemerah susu dilakukan pada petang hari dengan melibatkan pegawai setempat yang biasa melakukan pemerahan manual.
Pada saat pengujian, alat dioperasikan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
a. Semua bagian alat yang akan berhubungan langsung dengan aliran susu sapi dipastikan dalam keadaan higienis dengan mencuci menggunakan air panas dan larutan anti bakteri kemudian dikeringkan. Pompa vakum juga dipastikan dalam kondisi yang baik dengan memeriksa keadaan oli dan menjalankannya beberapa saat.
b. Pengunci pada tutup tangki susu dipastikan serapat mungkin agar kondisi vakum di dalam tangki tidak bocor, begitu pula pada sambungan-sambungan selang baik selang untuk ruang denyut maupun aliran susu dipastikan tidak ada kebocoran.
c. Pompa vakum dihubungkan terlebih dahulu hanya pada tangki susu dengan cara membuka keran pada pompa vakum yang menuju tangki susu dan menutup keran yang menuju pulsator. Pompa vakum dijalankan hingga tekanan vakum di dalam tangki susu mencapai 40 kPa. Tekanan vakum pada tangki susu disesuaikan agar nantinya teat cup tidak terjatuh dari puting sapi namun tidak terlalu keras agar tidak membuat cidera puting sapi.
d. Setelah tekanan vakum pada tangki susu sesuai dengan yang diinginkan, keran yang menuju tangki susu ditutup dan keran yang menuju pulsator dibuka. Kemudian pulsator dijalankan. e. Keran pada tangki susu yang menuju teat cup dibuka setelah memastikan posisi teat cup
dengan benar pada puting sapi.
f. Selama proses pemerahan berlangsung, besarnya tekanan vakum yang ditunjukkan oleh
36
keran pada pompa vakum yang menuju pulsator ditutup terlebih dahulu dan keran yang menuju tangki susu dibuka hingga tekanan vakum pada tangki susu sesuai kembali. Setelah tekanan vakum pada tangki susu sesuai, keran pada pompa vakum dikondisikan lagi seperti keadaan sebelumnya.
g. Setelah proses pemerahan selesai, keran pada pompa vakum baik yang menuju tangki susu maupun pulsator dibuka kemudian pulsator dihentikan dalam kondisi terhubung dengan atmosfer. Hal ini dilakukan agar teat cup dapat terlepas dengan sendirinya dari puting sapi (tidak dicabut paksa).
Gambar 5.7 Pengujian alat
Berdasarkan hasil yang didapat dari uji kerja alat, teat cup dapat menempel dengan baik pada puting sapi namun ternyata susu sapi tidak dapat terhisap keluar. Denyut yang terjadi pada karet liner
tidak cukup kuat untuk membuka secara penuh karet liner pada teat cup sehingga pada fase istirahat susu sapi tidak dapat mengalir keluar ke selang aliran susu. Interval denyut yang sangat cepat tidak dapat mengimbangi tekanan vakum yang seharusnya terjadi pada ruang denyut teat cup. Hal ini mengakibatkan ketika fase istirahat pada teat cup, tekanan vakum pada ruang denyut belum cukup besar untuk mengimbangi tekanan vakum pada saluran susu sapi.
Laju aliran vakum yang dihasilkan oleh pompa vakum adalah 4 CFM atau sekitar 1888 cc dalam tiap detik. Volume ruang denyut pada satu teat cup adalah sekitar 110 cc dan volume selang udara dari satu ruang denyut ke pulsator adalah sekitar 70 cc. Ditambah dengan volume selang yang menghubungkan pulsator dengan pompa vakum adalah sebesar 60 cc. Jadi total untuk volume udara pada keempat ruang denyut dan keempat selang udara adalah sekitar 780 cc. Sementara itu, total waktu selama satu kali fase pemijatan pada ruang denyut adalah sangat singkat yaitu 5/7 detik, dan
ruang denyut seharusnya sudah dalam keadaan tekanan vakum yang cukup sebelum waktu satu fase pemijatan selesai yaitu di bawah 5/7 detik. Tekanan vakum pada ruang denyut ketika fase pemijatan
37
sempurna ketika fase istirahat. Untuk laju aliran vakum 4 CFM maka untuk waktu 5/7 detik volume
udara yang dapat dipindahkan adalah sekitar 1348 cc. Untuk memindahkan 50 % volume dari total keempat ruang denyut dan selang udara yaitu 390 cc waktu yang dibutuhkan adalah sekitar 1/5 detik.
Laju aliran tersebut secara perhitungan seharusnya cukup untuk membuka sempurna karet liner dalam waktu sangat singkat di bawah 5/7 detik. Namun pada kenyataannya berdasarkan hasil uji kerja alat,
susu sapi tidak dapat terhisap keluar karena karet liner tidak dapat membuka sempurna selama fase istirahat. Hal tersebut kemungkinan disebabkan oleh kurang efisiennya laju aliran pompa jika dihadapkan dengan waktu yang sangat singkat. Ketika fase istirahat pada teat cup, pulsator baru mulai terhubung dengan vakum sehingga kecepatan aliran vakum dari pompa belum cukup kuat untuk mengkondisikan vakum pada ruang denyut teat cup dalam waktu 5/7 detik karena pada fase pemijatan
sebelumnya telah terhubung dengan atmosfer sehingga kecepatan aliran vakum menjadi nol untuk sesaat.
Agar pengkondisian vakum pada ruang denyut ketika fase istirahat lebih efisien, maka sebaiknya perlu ditambahkan sebuah akumulator vakum yang dipasang pada sistem vakum. Akumulator tersebut berfungsi untuk menyediakan tekanan vakum dalam waktu yang sangat singkat ketika fase istirahat. Akumulator juga dapat dihubungkan dengan tangki susu karena sebenarnya jika proses pemerahan berlangsung, tekanan vakum di dalam tangki susu akan berkurang seiring masuknya aliran susu ke dalam tangki. Pengkondisian ulang tekanan vakum pada tangki susu oleh akumulator dilakukan ketika tekanan vakum di dalam tangki susu sudah tidak cukup lagi untuk membuat teat cup tetap mencengkeram puting sapi, dan harus dapat berhenti secara otomatis ketika tekanan vakum tangki susu sudah mencapai batas maksimal yang sesuai untuk puting sapi.
38
Kemudian juga agar liner teat cup dapat lebih mudah membuka ketika fase istirahat, maka perlu dilakukan penyempurnaan pada celah udara selongsong teat cup yang menuju ruang denyut. Celah udara yang telah dirancang ternyata terlalu rendah jika dibandingkan profil karet liner bagian tengah yang berfungsi membuka dan menutup aliran susu. Seharusnya ketinggian celah udara adalah sejajar dengan posisi ujung puting sapi ketika masuk ke dalam karet liner, sehingga bagian karet liner
yang membuka pertama kali ketika fase istirahat adalah tepat di bawah puting sapi. Agar pengamatan gerak denyut pada karet liner dapat teramati dengan jelas, maka selongsong dapat dibuat menggunakan bahan pipa transparan. Ukuran puting sapi yang berbeda-beda juga perlu diatasi dengan menyediakan profil karet liner yang sesuai.
Gambar 5.9 Perbandingan ketinggian celah udara pada ruang denyut teat cup
39
40
VI.
PENUTUP
A.
KESIMPULAN
Dari penelitian tentang rancang bangun alat pemerah susu otomatis dengan pulsator tipe pegas yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Alat pemerah susu otomatis dapat dibuat dengan menggunakan komponen sederhana yang mudah didapat dan mudah dalam perawatannya sehingga dapat digunakan oleh peternak sapi perah skala kecil.
2. Pulsator tipe pegas dapat berfungsi dengan kecepatan denyut 60 siklus per menit dan rasio denyut 2.5:1 secara otomatis dengan menggunakan tenaga listrik.
3. Laju aliran vakum masih kurang efisien untuk memindahkan molekul udara dari ruang denyut dalam waktu yang sangat singkat sehingga karet liner tidak dapat membuka untuk fase istirahat pada teat cup.
4. Akibat dari karet liner yang tidak dapat membuka ketika fase istirahat maka hasil pemerahan tidak terjadi karena susu sapi tidak dapat keluar
B.
SARAN
Beberapa saran yang dapat diberikan untuk menyempurnakan alat pemerah susu sapi otomatis dengan pulsator tipe pegas adalah sebagai berikut:
1. Agar lebih mudah dalam pengamatan gerak denyut pada karet liner, maka selongsong teat cup
dapat dibuat dari bahan pipa berbahan transparan. Ketinggian celah udara ruang denyut pada selongsong teat cup juga perlu disempurnakan sesuai profil karet liner.
2. Untuk ukuran puting sapi yang berbeda-beda, sebaiknya diperlukan beberapa ukuran karet
liner yang sesuai sebagai cadangan.
3. Penggunaan tangki susu sebagai reservoir vakum sebaiknya juga dihubungkan dengan pulsator agar ketika teat cup dalam fase istirahat, tekanan vakum dalam tangki susu dapat berkurang sebagian namun masih cukup kuat untuk memberikan tekanan vakum di dalam saluran susu pada teat cup untuk dapat tetap menempel pada puting sapi.
4. Untuk mengatasi kondisi vakum pada ruang denyut ketika fase istirahat yang sangat singkat dapat digunakan akumulator yang dipasang padasistem vakum. Akumulator tersebut dapat berfungsi untuk kebutuhan vakum yang sesaat sehingga laju aliran vakum lebih efisien pada ruang denyut teat cup ketika fase istirahat.
RANCANG BANGUN ALAT PEMERAH SUSU SAPI OTOMATIS
DENGAN PULSATOR TIPE PEGAS
SKRIPSI
DADANG ARIEF HIDAYAT
F14053086
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
41
DAFTAR PUSTAKA
Buckle, KA. 1985. Ilmu Pangan. Jakarta: UI Press.
Erf, Oscar. 1906. Milking Machine. Kansas State Agricultural College.
Hoffman, Dorothy M. 1997. Handbook of Vacuum Science and Technology. San Diego: Academic Press.
Kelly, James. 2006. Stainless Steel, In: Myer Kutz (editor) Materials and Mechanical Design. New Jersey: John Willey and Sons.
Rahmawan, M. Dani. 2011. Antropometri Petani Pria dan Aplikasinya pada Desain Tangkai Cangkul (Studi Kasus di Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor) [skripsi]. Bogor: Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Santoso, Gempur. 2004. Ergonomi, Manusia, Peralatan dan Lingkungan. Jakarta: Prestasi Pustaka. Setiawan, Budi. 2007. Rancang Bangun Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis Tipe Engkol [skripsi].
Bogor: Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. SNI 3141.1:2011. Susu Segar, bagian 1: Sapi. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
Sudono, A. 1999. Ilmu Produksi Ternak Perah. Bogor: Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Svennersten-Sjaunja. 2001. Efficient Milking. DeLaval Holding.
Ullman, David G. 1992. Mechanical Design Process. New York: McGraw-Hill.
RANCANG BANGUN ALAT PEMERAH SUSU SAPI OTOMATIS
DENGAN PULSATOR TIPE PEGAS
SKRIPSI
DADANG ARIEF HIDAYAT
F14053086
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
DESIGN OF AUTOMATIC MILKING MACHINE WITH
SPRING TYPE PULSATOR
Dadang Arief Hidayat and M. Faiz Syuaib
Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java,
Indonesia.
e-mail : dadang.arief@gmail.com
ABSTRACT
Milk is an important commodity for improving people nutrition. The main source of milk production is dairy cow. In Indonesia, milk production is dominated by local dairy herdsmen who are still applying milking manually by hand. Actually local dairy herdsmen can use milking machine which is built simple and appropriate with common components. This study aims at design and build automatic milking machine with spring type pulsator. This milking machine can be used by small-scale dairy herdsmen because it is easy to use and maintaince. By using this milking machine, milk is also expexted to be more hygienic. The main components to make up this milking machine are teat cups, spring type pulsator, DC Motor, AC-DC regulator, vacuum pump, milkcan, and frame. The specific distinction of this milking machine with the modern milking machine is no need a claw to connect 4 milk tubes on teat cups with 4 pulse tubes on pulsator. Claw’s function is not replaced by any component, but the milkcan itself is made as direct vacuum reservoir.
Power source to run this milking machine is entirely using electricity. Vacuum pump requires 250 watt power to produce vacuum pressure up to 50 kPa at milkcan as vacuum reservoir. And DC motor requires DC voltage at 3-12 V with current 5A to drive the pulsator. Spring type pulsator can produce pulsation rate 60 cycle per minute with pulse ratio 2.5:1, which means the resting phase on teat cups is 2.5 times longer than massage phase. Testing result revealed that the performance of the machine has not produced milk as expexted. Vacuum flow rate which is produced by pump is less efficient if it works at very short time interval. While the resting phase, the pulsation chamber has just begun to connect with vacuum and the interval 5/7 second is too short to produce enough vacuum in
order to open the teat cup liners. It is because the vacuum flow rate is nullified at a moment before, while the massage phase running.
DADANG ARIEF HIDAYAT. F14053086. Rancang Bangun Alat Pemerah Susu Sapi Otomatis dengan Pulsator Tipe Pegas. Di bawah bimbingan M. Faiz Syuaib. 2012
RINGKASAN
Susu merupakan salah satu komoditi penting untuk meningkatkan gizi masyarakat. Sumber utama dari produksi susu adalah sapi perah. Produksi susu di Indonesia masih lebih banyak bergantung dari peternak-peternak sapi perah skala kecil yang terhimpun dalam koperasi yang hampir semuanya menerapkan pemerahan manual menggunakan tangan. Para peternak skala kecil juga seharusnya dapat menggunakan alat pemerah susu yang tidak harus didatangkan dari luar Indonesia.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang-bangun alat pemerah susu sapi otomatis dengan pulsator tipe pegas. Alat dibuat sesederhana mungkin karena bertujuan untuk digunakan peternak skala kecil dengan memperhitungkan kemudahan penggunaan dan perawatan. Dengan menggunakan alat pemerah juga diharapkan susu sapi yang dihasilkan lebih higienis.
Metode penelitian dilakukan dengan melakukan pendekatan analisis fungsional dan strukt
