SKRIPSI
Oleh:
RAFAEL GUNAWAN SILABAN 080308023
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
SKRIPSI
Oleh:
RAFAEL GUNAWAN SILABAN 080308023/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh: Komisi Pembimbing
Achwil Putra Munir STP, M.Si Riswanti Sigalingging, STP, MSi Ketua Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
Pengupas Sabut Kelapa, dibimbing oleh ACHWIL PUTRA MUNIR dan RISWANTI SIGALINGGING.
Penelitian ini adalah uji jumlah alur sproket pada alat mekanis pengupas sabut kelapa. Penelitian dilakukan untuk mengetahui jumlah alur sproket yang baik hingga mendapatkan efektifitas alat yang optimal, persentase bahan yang tidak terkupas dan hancur yang rendah dan berapa banyak daya mesin yang dibutuhkan. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara pada April-Juni 2012 menggunakan rancangan acak lengkap non factorial yaitu jumlah alur sproket 27, 29, dan 31 buah. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, persentase bahan yang tidak terkupas dan hancur dan seberapa besar daya yang dibutuhkan untuk mengupas sabut kelapa.
Hasil penelitian menunjukkan jumlah alur sproket memberikan pengaruh berbeda nyata terhadap kapasitas efektif alat dan berbeda tidak nyata terhadap persentase bahan tidak terkupas dan hancur. Jumlah alur sproket yang terbaik dari hasil pengujian ini adalah pada jumlah alur sproket 27 buah yaitu 537 buah/jam dengan persentase bahan tidak terkupas dan hancur pada jumlah alur sproket 27 buah yaitu sebesar 11 %.
Kata Kunci : Jumlah alur sproket, pengupas sabut kelapa.
ABSTRACT
RAFAEL GUNAWAN SILABAN: Test of number of sprocket groove of Mechanical coconut fiber Peeler supervised by ACHWIL PUTRA MUNIR and RISWANTI SIGALINGGING.
This study is aimed at testing the number of sprocket groove on coconut fiber mechanical peeler. The study was conducted to determine the number of sprocket groove to get optimal effectiveness of equipment, the percentage of material that is not peeled and less broken yield and the amount of power needed. The research was conducted at the Laboratory of Faculty of Agriculture, Agricultural engineering, University of North Sumatra in April-June 2012 using the of non-factorial randomized block design using number of sprocket grooves of 27, 29, and 31 pieces. Observed parameters was the effective capacity of the tool, the percentage of material and broken pieces and the amount of power needed to strip the coconut husk.
The results showed that the number of sprocket groove significantly affected the effective capacity and had no effect on the percentage of defect peeling and broken pieces. The highest effective capacity was obtained on sprocket groove of 27 pieces i.e 537 coconut / hour and the percentage of unpeeled material and broken pieces was 11%.
ayah Hotman Silaban dan ibu Ostani Pasaribu. Penulis merupakan anak kedua dari lima bersaudara.
Tahun 2008 penulis lulus dari SMA N 2 Medan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkulihan, penulis aktif sebagai Badan Pengurus Harian Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA), sebagai anggota Gerakan Mahasiswa Kristen Indonesia.
segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Uji Jumlah Alur Sproket pada Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada kedua orang tua penulis yang telah membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Bapak Achwil Putra Munir, STP, M.Si dan Ibu Riswanti Sigalingging, STP, M. Si selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan untuk kelancaran penelitian ini.
Disamping itu, penulis juga mengucapkan terimakasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian, serta semua rekan mahasiswa yang tak dapat disebutkan satu persatu disini yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juni 2012
DAFTAR ISI
Kegunaan Penelitian ... 4
Hipotesa Penelitian ... 4
TINJAUAN PUSTAKA... 5
Kelapa... 5
Biologi Tanaman... ... 5
Bagian-Bagian Tanaman Kelapa dan Kegunaannya. ... 6
Peran Mekanisasi Pertanian ... 9
Mekanisasi pada Kelapa... ... 10
Kapasitas kerja alat dan mesin pertanian ... 22
BAHAN DAN METODE ... 23
Waktu dan Tempat Penelitian... 23
Bahan dan Alat Penelitian... 23
Metode Penelitian ... 23
Pelaksanaan Penelitian ... 24
Prosedur Penelitian ... 26
Parameter yang Diamati ... 26
Kapasitas efektif alat ... 26
Persentase kerusakan hasil... 27
Daya mesin yang dibutuhkan ... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
KESIMPULAN DAN SARAN ... 38
DAFTAR TABEL
No Hal 1. Data pengamatan hasil penelitian... 30
DAFTAR LAMPIRAN
No Hal
1. Data pengamatan hasil penelitian... 42
2. Kapasitas efekti alat (buah/jam) ... 45
3. Data pesentase bahan yang tidak terkupas dan hancur (%) ... 46
4. Flow chart pelaksanaan penelitian ... 47
5. Gambar teknik alat tampak atas ... 49
6. Gambar teknik alat tampak belakang ... 50
7. Gambar teknik alat tampak depan ... 51
8. Gambar teknik alat tampak samping ... 52
9. Spesifikasi alat mekanis pengupas sabut kelapa dimensi ... 52
10. Foto buah kelapa dan alat pengupas sabut kelapa mekanis ... 53
11. Perhitungan kecepatan putaran pada poros dengan jumlah alur pada ... 55
12. Perhitungan kecepatan putaran pada poros dengan jumlah alur pada ... 56
13. Perhitungan kecepatan putaran pada poros dengan jumlah alur pada ... 57
14. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk mengupas kelapa pada ... 58
15. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk mengupas kelapa pada... 59
16. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk mengupas kelapa pada sproket dengan jumlah alur pada sproket 29 ... 60
17. Perawatan alat... 61
DAFTAR GAMBAR
No. Hal
Pengupas Sabut Kelapa, dibimbing oleh ACHWIL PUTRA MUNIR dan RISWANTI SIGALINGGING.
Penelitian ini adalah uji jumlah alur sproket pada alat mekanis pengupas sabut kelapa. Penelitian dilakukan untuk mengetahui jumlah alur sproket yang baik hingga mendapatkan efektifitas alat yang optimal, persentase bahan yang tidak terkupas dan hancur yang rendah dan berapa banyak daya mesin yang dibutuhkan. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara pada April-Juni 2012 menggunakan rancangan acak lengkap non factorial yaitu jumlah alur sproket 27, 29, dan 31 buah. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, persentase bahan yang tidak terkupas dan hancur dan seberapa besar daya yang dibutuhkan untuk mengupas sabut kelapa.
Hasil penelitian menunjukkan jumlah alur sproket memberikan pengaruh berbeda nyata terhadap kapasitas efektif alat dan berbeda tidak nyata terhadap persentase bahan tidak terkupas dan hancur. Jumlah alur sproket yang terbaik dari hasil pengujian ini adalah pada jumlah alur sproket 27 buah yaitu 537 buah/jam dengan persentase bahan tidak terkupas dan hancur pada jumlah alur sproket 27 buah yaitu sebesar 11 %.
Kata Kunci : Jumlah alur sproket, pengupas sabut kelapa.
ABSTRACT
RAFAEL GUNAWAN SILABAN: Test of number of sprocket groove of Mechanical coconut fiber Peeler supervised by ACHWIL PUTRA MUNIR and RISWANTI SIGALINGGING.
This study is aimed at testing the number of sprocket groove on coconut fiber mechanical peeler. The study was conducted to determine the number of sprocket groove to get optimal effectiveness of equipment, the percentage of material that is not peeled and less broken yield and the amount of power needed. The research was conducted at the Laboratory of Faculty of Agriculture, Agricultural engineering, University of North Sumatra in April-June 2012 using the of non-factorial randomized block design using number of sprocket grooves of 27, 29, and 31 pieces. Observed parameters was the effective capacity of the tool, the percentage of material and broken pieces and the amount of power needed to strip the coconut husk.
The results showed that the number of sprocket groove significantly affected the effective capacity and had no effect on the percentage of defect peeling and broken pieces. The highest effective capacity was obtained on sprocket groove of 27 pieces i.e 537 coconut / hour and the percentage of unpeeled material and broken pieces was 11%.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanaman kelapa yang juga disebut sebagai pohon kehidupan, merupakan tanaman serba guna, karena dari setiap bagian dapat diambil hasilnya untuk memenuhi sebagian kebutuhan hidup manusia. Di samping itu, tanaman kelapa juga merupakan komoditi sosial, mengingat tanaman ini dibudidayakan oleh jutaan petani pengebun dan mampu menopang kehidupan puluhan juta keluarga. Karena tanaman kelapa merupakan komoditi sosial, dengan demikian setiap kali terjadi perubahan harga terhadap komoditi kelapa, maka akan secara langsung mempengaruhi tingkat hidup dan kehidupan petani pengebun beserta seluruh keluarganya (Suhardiyono, 2000).
Indonesia merupakan salah satu negara tropika yang terkenal karena hasil kelapanya, bahkan pernah menjadi pengekspor kelapa terbesar di dunia. Di Jawa dan Bali tanaman kelapa lebih banyak ditanam sebagai tanaman pekarangan, sedangkan di pulau-pulau lain tanaman kelapa ditanam dalam areal luas berbentuk monokultur perkebunan kelapa. Tanaman kelapa merupakan tanaman asli daerah tropis dan dapat ditemukan di seluruh wilayah Indonesia, mulai dari daerah pesisir pantai hingga daerah pegunungan yang agak tinggi. Bagi rakyat Indonesia kelapa merupakan salah satu komoditas terpenting sesudah padi dan merupakan sumber pendapatan yang dapat diandalkan (Warsiono, 2002).
perkakas yang selanjutnya mengurangi tenaga otot manusia. Peralihan dari usaha tani dengan menggunakan tangan ke abad usaha tani dengan menggunakan tenaga modern mula-mula berjalan sangat lambat, tetapi perkembangan bajak baja, motor bakar, traktor usaha tani dan mesin usaha tani modern lainnya mendorong pekembangan ke arah yang lebih maju. Perubahan-perubahan yang terjadi dalam dua dasawarsa terakhir ini sangat memberikan pengaruh yang sangat besar bagi manusia terutama dalam pemenuhan dari kesejahterahan manusia
Peralatan pertanian ditingkatkan ukuran dan efisiensinya, sehingga petani dapat menghasilkan lebih banyak dengan tenaga kerja dan biaya yang lebih rendah. Bagian yang merupakan kunci revolusi teknologi dalam pertanian yang sedang berlangsung, dan sebagian besar merupakan hasil revolusi teknologi itu sendiri, adalah meningkatnya dengan cepat keluaran (output) per jam kerja dalam usaha tani (Smith dan Wilkes, 2000).
Pengolahan dari hasil-hasil pertanian menjadi suatu bahan pangan yang nanti dapat berguna bagi kehidupan menjadi hal menarik untuk diketahui lebih dalam. Banyak dari hasil-hasil pertanian langsung dipasarkan setelah dipanen namun itu tidak memberikan nilai ekonomis yang tinggi tetapi setelah mengalami proses olahan tambahan dapat maka produk pertanian memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan sebelum dilakukan proses pengolahan. Hal ini menimbulkan banyak pemikiran dan kreatifitas untuk mengembangkan teknologi pengolahan bahan hasil-hasil pertanian menjadi produk olahan lebih lanjut sehingga meningkatkan nilai tambah dan ekonomis yang tinggi.
yang juga sering disebut pohon kehidupan (the tree of life) tumbuh dominan di kawasan pantai. Disebut pohon kehidupan karena seluruh bagian tanamannya sangat bermanfaat bagi manusia. Buah kelapa yang terdiri atas sabut kelapa, tempurung, daging buah dan air kelapa tidak ada yang terbuang dan dapat dimanfaatkan untuk dapat menghasilkan produk industri, antara lain sabut kelapa dapat dibuat coir fibre, keset, sapu dan matras (Sukamto, 2001).
Hingga saat ini, untuk mengupas sabut kelapa dari kelapanya masih banyak yang menggunakan peralatan tradisional ataupun konvensional yang ada dimasyarakat yaitu dengan menggunakan suatu alat yang berbentuk “linggis” yang terbuat dari besi ataupun kayu yang dipasang berdiri vertikal dengan ujung yang runcing mengarah keatas, dengan tinggi alat sekitar ± 70 cm di atas tanah. Pengupasan sabut kelapa yang dilakukan dengan cara manual/tradisional ini memiliki keterbatasan antara lain: operator yang mengupas sabut kelapa harus berpengalaman dan memiliki tingkat ketelitian yang tinggi apalagi jika menggunakan alat yang terbuat dari besi jika tidak akan mencederai diri sendiri serta kapasitas kerja manusia yang relatif terbatas.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menguji rpm dengan cara menggantikan jumlah alur sproket yang berbeda pada alat mekanis pengupas sabut kelapa.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pengupas sabut kelapa mekanis.
3. Bagi masyarakat, khususnya bagi petani kelapa agar dapat membantu proses produksi lebih efektif dan efisien.
Hipotesa Penelitan
TINJAUAN PUSTAKA
Kelapa
Mengenai asal usul kelapa belum ada kesepakatan diantara para ahli. Pada abad ke-9, pertama kali dikenal mata dagangan serat dan minuman yang dibuat dari kelapa, diproduksi oleh pedagang bangsa Arab bernama Soleyman yang mengujungi negeri Cina. Penulis abad pertengahan yang membuat referensi tentang kelapa adalah Marco Polo dan Friar Jordanas. Kelapa (coconut) dikenal dengan berbagai sebutan seperti Nux Indica, al djanz al kindi, ganz-ganz, nargil, narle, tenga, temuai dan pohon kehidupan
(Suhardiyono, 2000). Biologi Tanaman
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Sub Divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Ordo : Palmales
Famili : Palmae Genus : Cocos
Spesies : Cocos nucifera
Sabut kelapa merupakan bahan berserat dengan ketebalan sekitar 5 cm, dan merupakan bagian terluar dari buah kelapa. Sabut kelapa terdiri atas kulit ari, serat dan sekam (dust). Diantara komponen penyusun sabut kelapa tersebut penggunaan serat adalah yang paling banyak dan telah berkembang. Penggunaannya sangat luas antar lain untuk pembuatan tali, sapu, keset, sikat pembersih, media penanam anggrek, saringan, pengaturan akustik dan lainnya (Suhardiman, 1999).
Bagian-Bagian Tanaman Kelapa dan Kegunaannya
Tanaman kelapa dikenal sebagai pohon yang mempunyai banyak kegunaan, mulai dari akar sampai pada ujungnya (daun), dari produk non-kuliner maupun kuliner/makanan, dan juga produk industri sampai produk obat-obatan. Bagi banyak negara di dunia, tanaman ini disebut sebagai "Pohon Kehidupan". Berikut adalah bagian-bagian dan kegunaan dari tanaman kelapa:
1. Daun
sedangkan daun yang tua dijadikan atap, lidinya untuk sapu, tusuk sate, dan lain-lain.
2. Bunga
Bunga jantan dan betina berkembang pada tanaman yang sama dengan dahan-dahan yang berbunga. Warna bunga adalah kuning pucat dengan panjang kira-kira 1 cm. Pangkal batang yang berbunga disadap untuk diambil getahnya.
3. Buah
Buah kelapa terdiri atas:
- sabut kelapa yang dapat dijadikan sebagai bahan baku industri, seperti: karpet, sikat, keset, bahan pengisi jok mobil, tali dan lain-lain selain itu sabut kelapa dapat dimanfaatkan juga sebagai pupuk dengan cara membakarnya terlebih dahulu.
- tempurung kelapa dapat dimanfaatkan untuk berbagai industri seperti: arang tempurung dan karbon aktif yang berfungsi untuk mengabsorbsi gas dan uap.
- daging buah dapat diolah untuk keperluan rumah tangga, seperti bumbu dapur, santan, kopra, minyak kelapa dan kelapa parut kering. - air kelapa dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Selain sebagai
penyegar tenggorokan, juga dapat diolah menjadi sirup, nata de coco, dan lain-lain.
4. Batang
sebagai bahan bangunan, batang kelapa dibelah dulu menjadi beberapa bagian. Kemudian dihaluskan menyerupai balok-balok atau silinder.
(Wikipedia, 2012).
Indonesia merupakan negara yang memiliki lahan tanaman kelapa terbesar di dunia dengan luas areal 3,88 juta hektar (97% merupakan perkebunan rakyat), memproduksi kelapa 3,2 juta ton setara kopra, dimana lebih dari 98 % diusahakan oleh perkebunan rakyat yang tersebar hampir diseluruh wilayah Indonesia dengan daerah penghasil utama Riau (627.978 ha) Sulawesi Utara (268.737 ha), Jawa Tengah (234.453 ha), Jawa Timur (288.841 ha) dan Jawa Barat (190.452 ha). (Wikipedia, 2012).
Dengan adanya tanaman kelapa program pengembangan industri pengolahan kelapa terpadu melalui penerapan teknik-teknik mekanis akan memberikan banyak manfaat, seperti yang disampaikan oleh Sukamto (2001) antara lain:
1. Menambah keragaman produk industri yang dapat diperoleh.
2. Menghasilkan sumber energi dan bahan mentah bernilai tinggi bagi sektor lain.
3. Meningkatkan devisa negara dengan adanya ekspor produk jadi dan setengah jadi yang bernilai ekonomis tinggi.
4. Mengembangkan bahan baku lokal untuk subsitusi impor. 5. Meningkatkan tenaga kerja produktif di sentra-sentra industri.
7. Meningkatkan pendapatan petani di pedesaan.
8. Memanfaatkan hasil samping yang sebelumnya tidak atau kurang dimanfaatkan
Peranan Mekanisasi Pertanian
Perkembangan ilmu sistem pada tahun 1980-an memberikan imbas pada bidang pertanian, dengan berkembangnya ranah sistem dan manajemen mekanisasi pertanian, merupakan penerapan manajemen dan analisis sistem untuk penerapan mekanisasi pertanian. Penerapan ilmu sistem sacara lebih khusus sangat menopang cabang/sub spesies atau bahkan hibrida ilmu teknik sistem industri (industrial system engineering), yang kemudian menjadi landasan teknologi industri pertanian (Mangunwidjaja dan Sailah, 2002).
Setiap perubahan usaha tani melalui mekanisasi didasari tujuan tertentu yang membuat perubahan tersebut sulit dimengerti, logis dan dapat diterima. Diharapkan perubahan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang menguntungkan dan sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan. Secara umum tujuan mekanisasi pertanian adalah:
a) Mengurangi kejerihan kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga manusia. b) Mengurangi kerusakan produksi pertanian.
c) Menurunkan ongkos pruduksi.
d) Menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi dan
e) Memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsistem (tipe pertanian kebutuhan keluarga) menjadi tipe pertanian komersil (comercial farming). f) Mempercepat transisi bentuk ekonomi Indonesia dari sifat agraris menjadi
Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemilihan alat mesin pertanian secara tepat, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya tidak tepat hal sebaliknya akan terjadi (Rizaldi, 2006).
Ilmu mekanisasi pertanian di Indonesia telah dipraktekkan atau dilaksanakan untuk mendukung berbagai usaha pembangunan pertanian terutama dibidang usaha swasembada pangan. Dengan mempertimbangkan aspek kepadatan penduduk, nilai sosial ekonomi, dan teknis, maka pengembangan mekanisasi pertanian di Indonesia dilaksanakan melalui sistem pengembangan selektif. Sistem mekanisasi pertanian selektif adalah usaha memperkenalkan, mengembangkan, dan membina pemakaian jenis atau kelompok jenis alat dan mesin pertanian yang serasi atau yang sesuai dengan keadaan wilayah setempat. Oleh karena itu, ditinjau dari segi tingkat teknologinya, mekanisasi pertanian dibedakan atas: mekanisasi pertanian sederhana, mekanisasi pertanian madya, dan mekanisasi pertanian mutakhir. Wilayah pengembangan mekanisasi pertanian dibagi atas: wilayah tipe I-A atau wilayah lancar, wilayah tipe I-B atau wilayah siap, wilayah tipe II atau wilayah setengah siap atau secara ekonomi kurang menguntungkan, dan wilayah tipe III atau wilayah mekanisasi pertanian terbatas (Hardjosentono, dkk., 2000).
Mekanisasi pada Kelapa
terluar dari buah kelapa. Sabut kelapa terdiri atas kulit ari, serat dan sekam (dust). Pengupas sabut kelapa pada saat yang banyak digunakan di masyarakat masih bersifat konvensional yaitu dengan menggunakan suatu alat yang berbentuk “linggis” yang terbuat dari besi ataupun kayu yang dipasang berdiri tegak dengan bagian yang runcing mengarah keatas, setinggi ± 75-85 cm di atas tanah. Cara pengupasan dari sabut kelapa dilakukan dengan buah kelapa diangkat dengan kedua belah tangan, bagian tangkai menghadap ke depan. Dengan keras buah ditancapkan ke mata linggis, menembus sabut sampai batas tempurung. Tangan yang satu memegang ujung bagian sabut yang sudah terbelah dan tangan lainnya menekan buah ke bawah sedikit memutar. Dengan cara demikian sabut terkupas bagian demi bagian sampai habis.
Pengupasan sabut kelapa dengan cara manual/tradisional ini memiliki kelemahan antara lain: operator yang mengupas sabutnya harus benar-benar berpengalaman dan memiliki tingkat ketelitian yang tinggi apalagi jika menggunakan alat yang terbuat dari besi serta kapasitas kerja manusia yang relatif terbatas dimana seorang pengupas berpengalaman dapat mengupas buah sebanyak 1500-2000 buah per hari (Suhardikono, 1988).
Ge r a k M e ling kar
Jika sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan pada suatu lingkaran (di sekeliling lingkaran), maka dikatakan bahwa benda tersebut melakukan gerak melingkar beraturan. Kecepatan pada gerak melingkar beraturan besarnya selalu tetap namun arahnya selalu berubah, arah kecepatan selalu menyinggung lingkaran, maka v selalu tegak lurus garis yang ditarik melalui pusat lingkaran ke sekeliling lingkaran tersebut 1 (satu) radian adalah besarnya sudut tengah lingkaran yang panjang busurnya sama dengan jari-jarinya. Besarnya sudut :
θ = RS radian...………(1) S = panjang busur
R = jari-jari
Satuan dari sudut biasanya dinyatakan dalam radian, namun kadang juga dinyatakan dalam derajat, dimana:
2π radian = 3600
= 1 putaran, dengan hubungan ini maka: 1 rad = 360°
Kecepatan translasi dalam hal ini kecepatan tangensial VT arahnya selalu
V = ds dt
r =
dQ
dt
.
...………(2)Sehingga diperoleh : V = r.ω...………...(3) dimana: V = kecepatan linier (meter/detik)
r = jarak (meter)
ω = kecepatan angular (radian/detik) (Ishaq, 2006).
Daya
Daya rata-rata didefinisikan sebagai kecepatan dilakukannya kerja (= kerja yang dilakukan dibagi waktu untuk melakukannya), atau kecepatan perubahan energi. Artinya
dimana v = d/t adalah laju rata rata benda F = m
α
adalah gaya yang berkerjaPenelaian daya sebuah mesin menyatakan seberapa besar energi kimia atau energi listrik yang bisa di ubah menjadi energi mekanik per satuan waktu. Dalam satuan SI, daya diukur dalam joule per sekon dan satuan ini diberi nama khusus, Watt (W): 1 W = 1J/s. Satuan daya lainnya sering digunakan adalah tenaga kuda (horsepower): 1 hp = 746 W (Giancoli, 2001).
Kecepatan Putaran
untuk membuat suatu mesin beroperasi pada kondisi yang seharusnya. Dalam hal ini permasalahan yang akan muncul yaitu :
- Berapa besar kecepatan yang diinginkan?
- Berapa besar perubahan kecepatan yang akan diperoleh jika kita mengganti puli pada mesin?
- Berapa ukuran puli atau roda gigi yang dibutuhkan untuk mendapatkan kecepatan yang diinginkan?
- Kecepatan putaran dan pada bagian penggerak harus sama dengan kecepatan putaran pada bagian yang digerakkan. Maka daripada itu rumus yang digunakan untuk mengetahui perubahan kecepatan ini adalah :
- D1 x rpm1 = D2 x rpm2……… (4)
dimana D merupakan diameter puli (biasanya dalam satuan inci), kedua diameter harus mempunyai unit / satuan yang sama dan rpm merupakan jumlah putaran dalam tiap menitnya (Roth, et al, 1982).
Elemen mesin
Motor bensin
penyalaan bunga api” (“Spark-Inition engine”) karena penyalaan bahan bakar dilakukan dengan pertolongan bunga api (listrik)
(Arismunandar dan Suga, 1975).
Motor tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan api listrik yang menyalakan campuran bahan bakar dan udara segar, karena itu motor bensin cendrung dinamai Spark Ignition Engine. Karburator adalah tempat pencampuran bahan bakar dengan udara. Pencampuran tersebut terjadi karena bahan bakaSr terhisap masuk atau disemprotkan ke dalam arus udara segar yang masuk ke dalam karburator. Campuran bahan bakar dan udara segar yang terjadi itu sangat mudah terbakar. Campuran tersebut kemudian masuk ke dalam slinder yang dinyalakan oleh loncatan api listrik dari busi, menjelang akhir langkah kompresi. Pembakaran bahan bakar-udara ini menyebabkan mesin menghasilakan daya. Di dalam siklus Otto (ideal) pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas pada volume konstan (Arismunandar, 2005).
Pada umumnya motor bensin (Otto) lebih kecil daripada 20 PS adalah paling banyak digunakan, dan berikut ini adalah karakteristik daripada mengapa banyak digunakan.
1. Ukuran kecil dan ringan. Kebanyakan didinginkan oleh udara.
2. Baik sekali ketahanannya dan baik untuk operasi terus menerus dengan beban berat beberapa jam.
4. Dilengkapi dengan pengatur, motornya berputar stabil pada deretan putaran tertentu.
5. Baik dengan penggerak sabuk ataupun dengan penggerak langsung, dayanya dapat mudah dihubungkan dengan semua mesin.
6. Untuk memenuhi segala macam mesin yang akan digunakan, tersedia perlengkapan tambahan
(Soenarta dan Furuhama, 2002).
Proses teoritis motor bensin adalah proses yang berkerja berdasarkan siklus otto dimana proses pemasukan kalor berlangsung pada volume konstan. Beberapa asumsi yang digunakan adalah:
- Kompresi berlangsung isentropik.
- Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu. Ekspansi isentropik.
- Pembuangan kalor pada volume konstan.
- Fluda kerja adalah udara dengan sifat gas ideal dan proses panas jenis konstan
(Pudjanarsa dan Nursuhud, 2010). Transmisi tenaga
1. Transmisi langsung dimana sebuah piringan atau roda pada poros yang satu dapat menggerakkan roda serupa pada poros kedua melalui kontak langsung. Dalam kategori ini termasuk roda gesek dan roda gigi.
2. Perpindahan dimana suatu elemen sebagai penghubung antara, sabuk atau rantai, menggerakkan poros kedua. Bagaimanapun perpindahan serupa itu harus diterapkan apabila jarak antara dua poros yang sejajar agak besar, sebab kalau diterapkan perpindahan langsung, roda akan menjadi tidak praktis besarnya.
(Stolk dan Kros, 1986). Rantai
Rantai transmisi daya digunakan dimana jarak poros lebih besar dari pada transmisi roda gigi tetapi lebih pendek dari pada transmisi sabuk. Rantai mengait pada roda gigi sproket dan meneruskan daya tanpa slip, jadi menjamin putaran tetap sama. Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungan-keuntungan seperti: 1. Mampu meneruskan daya yang besar karena kekuatannya yang besar.
2. Tidak memerlukan tegangan awal. 3. Keausan kecil pada bantalan. 4. Pemasangan yang mudah. Kekurangan rantai :
1. Variasi kecepatan yang tidak dapat dihindari karena lintasan busur pada sproket yang mengait mata rantai.
3. Perpanjangan rantai karena keausan penadan bus yang diakibatkan gesekan dengan sproket.
Gambar 1. Mekanisme sprocket dan rantai
Rantai dapat dibagi atas dua jenis. Yang pertama disebut rantai rol, terdiri atas pena, bus, rol, dan plat mata rantai. Yang lain disebut rantai gigi, terdiri atas plat-plat berprofil roda gigi dan pena berbentuk bulan sabit yang disebut sambungan kunci. Rantai rol dipakai bila diperlukan transmisi positif (tanpa slip) dengan kecepatan sampai 600 (m/min), tanpa pembatasan bunyi, dan murah harganya.
Rantai dengan rangkaian tunggal adalah yang paling banyak dipakai. Rangkaian banyak, seperti 2 atau 3 rangkaian dipergunakan untuk transmisi beban berat. Ukuran dan kekuatannya distandarkan dengan kemajuan teknologi yang terjadi akhir-akhir ini, kekuatan rantai semakin meningkat.
(Shin and Curtis, 1978) Sproket
Sproket adalahtrack, atau
tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak pernah cocok. Sproket juga berbeda denga pada umumnya tidak memiliki gigi. Sproket yang digunakan pada mentransmisikan gaya putar antara dua poros di mana roda gigi tidak mampu menjangkaunya (Anonimous, 2010).
Dalam demikian, cara transmisi putaran dan daya lain yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan rantai yang dibelitkan di sekeliling sproket pada poros. Jika pada suatu konstruksi mesin putaran sproket penggerak dinyatakan n1 dengan diameter dp dan sproket yang digerakkan n2 dan diameternya
Dp, maka perbandingan putaran dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
2
N1 = kecepatan putar sproket penggerak (rpm) N2 = kecepatan putar sproket pengikut (rpm) T1 = jumlah gigi sproket penggerak
T2 = jumlah gigi sproket pengikut
Sproket rantai dibuat dari baja karbon untuk ukuran kecil, dan besi cor atau baja cor untuk ukuran besar. Pemasangan sprocket atau rantai secara mendatar adalah yang paling baik. Pemasangan tegak akan menyebab kan rantai mudah lepas dari sproket.
Tata cara pemilihan rantai dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Daya yang ditransmisikan (kW).
3. Jarak sumbu poros. (Wiheta, 2010). Reducer speed
Gearbox atau sering dikenal reducer pada mesin extrusion merupakan komponen yang utama karena berfungsi mengurangi kecepatan motor yaitu antara 900 s/d 1500 rpm menjadi 20 s/d 150 rpm pada screw extruder. Karena kecepatan motor tidak dapat langsung di pakai untuk extruder dipakailah gearbox ini. Rasio gearbox ada 1:6, 1:10, 1:12 atau tergantung permintaan. Kekuatan dan ketahanan gearbox disesuaikan dengan beban yang diizinkan (Anonimous, 2010).
Reducer speed digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini perbandingan reducer speed putarannya dapat cukup tinggi.
i =
N1Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesinlainnya berkerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan akan menurun atau tak dapat berkerja dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat berkerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung. Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1) Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros
a) Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.
b) Bantalan gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antar bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat.
2) Atas dasar arah beban terhadap poros
a) Bantalan radial. Arah beban yang di tumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.
a) Bantalan aksial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros. b) Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang
Roda gigi
Roda gigi merupakan komponen/alat untuk menghubungkan satu poros ke lain poros dengan jumlah putaran dan arah posisi sumbu yang berbeda (tegak lurus, menyudut maupun searah) dengan jumlah putaran yang sama maupun diperbesar atau diperkecil.
Roda gigi mempunyai keunggulan dibandingkan dengan sabuk ataupun rantai karena lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih besar. Kelebihan ini tidak selalu menyebabkan dipilihnya roda gigi di samping cara lain, karena memerlukan ketelitian yang besar dalam pembuatan, pemasangan, pemeliharaannya. Roda dapat mengalami kerusakan berupa patah gigi keausan atau berlubang-berlubang permukaannya dan tergores permukaannya
(Daryanto, 2007).
Kapasitas kerja alat dan mesin pertanian
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan pada bulan April sampai Juni 2012
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah : kelapa, baut dan mur, ring, pipa besi steam 4 inchi, besi UNP, plat siku, AS 1 inchi, plat baja tebal 10 mm, bearing, sprocket dengan jumlah alur 27, 29 dan 31, kawat las, roda gigi, rantai, cat, thinner, motor bensin, reducer speed, bensin.
Adapun alat-alat yang digunakan adalah : meteran, jangka sorong, mesin bubut, mesin bor, mata bor, mesin gerinda, mesin las, obeng, kunci L, kunci ring, kunci pas, kunci T, kuas, stop watch, kalkulator, komputer dan alat tulis.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode perancangan percobaan rancangan acak lengkap (RAL) non faktorial. Adapun jumlah alur pada sproket yang diuji adalah :
A = 27 buah B = 29 buah C = 31 buah
Maka jumlah ulangan minimum perlakuan (n) adalah : Tc (n-1) ≥ 15
9 (n-1) ≥ 15 9n – 9 ≥ 15
n ≥ 2.67 n ≥ 3
Jumlah ulangan dilakukan sebanyak 3 (tiga kali). Model rancangan yang digunakan yaitu:
Yik = µ + Ti + εik
Yik = hasil pengamatan dari perlakuan faktor jumlah alur pada sproket pada
taraf ke-i dan pada ulangan ke-k µ = nilai tengah umum
Ti = pengaruh perlakuan ke-i
εik = pengaruh galat percobaan dari perlakuan pergantian jumlah alur sproket
pada taraf ke-i dan ulangan ke-ks Pelaksanaan Penelitian
Komponen Alat
Alat pengupas kelapa mekanis ini mempunyai beberapa bagian penting, yaitu:
1. Kerangka alat
2. Silinder pengupas
Silinder pengupas adalah komponen utama yang akan mengupas bahan. Pada alat ini digunakan dua buah silinder. Satu silinder untuk memarut bahan dan silinder yang lain untuk menahan bahan.
3. Poros
Terletak ditengah yang terbuat dari besi as dengan diameter 11/4 inchi. 4. Bearing/bantalan
Berfungsi sebagai penumpu poros terletak di kerangka alat. 5. Gear
Gear berguna untuk memutar salah satu silinder pemarut yang diputar oleh motor listrik. Kedua gear ini akan berputar berlawanan arah.
6. Motor bensin
Motor bensin berguna sebagai sumber penggerak. Pada alat ini digunakan motor bakar berkekuatan 7 HP.
7. Saluran pengeluaran saluran pengeluaran ini berguna untuk menyalurkan bahan yang sudah dikupas dengan
8. Persiapan bahan
1. Disiapkan bahan yang akan dikupas (dalam penelitian bahan yang ddikupas adalah kelapa).
2. Diatur jumlah bahan (kelapa) yang akan dikupas (dimana dalam penelitian jumlah bahan adalah 1 buah) dalam satu kali ulangan.
Prosedur Penelitian
Adapun prosedur pengujian alat adalah :
1. Disiapkan buah kelapa sebanyak 1 buah
2. Dinyalakan motor bensin dengan menarik tuas pemutar motor hingga mesin hidup
3. Diletakkan buah kelapa diatas roller pengupas dengan posisi buah sejajar dengan arah roller dan ditekan perlahan pada kelapa hingga buah kelapa terkupas dengan bersih
4. Dicatat waktu yang dibutuhkan alat untuk melakukan pengupasan per buah 5. Dihitung kapasitas pengupasan buah yang dihasilkan alat ini per jam dan
persentase kerusakan hasil serta daya mesin yang dibutuhkan. 6. Perlakuan tersebut diulangi sebanyak 3 kali ulangan.
Parameter yang Diamati
1. Kapasitas efektif alat (buah/jam)
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi jumlah bahan yang diparut terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mengupas bahan.
T B B
K A= ………(1)
Keterangan:
KA = kapasitas alat (buah/jam)
BB = jumlah bahan yang telah dikupas (buah)
2. Persentase bahan yang tidak terkupas dan hancur
Kriteria bahan yang tidak terkupas dan hancur yaitu bahan yang hancur, bahan dalam bentuk butiran kelapa yang masih ada sabut kelapa sekitar 50% dari jumlah sabut kelapa yang ada dan kelapa hancur. Pengukuran persentase bahan yang tidak teriris dapat ditentukan dengan rumus:
= P tt
% x 1 0 0%
B A B T T
... (2) dimana:
Ptt : persentase kelapa yang tidak tekupas dan hancur (%) BTT : bahan yang tidak terkupas dan hancur (buah)
BA : jumlah bahan bahan awal (buah) 3. Daya mesin yang dibutuhkan
Daya yang dibutuhkan mesin untuk mengupas sabut kelapa berdasarkan kapasitas efektif alat yang dibutuhkan. Pengukuran daya ini dilakukan dengan perhitungan:
D = F x V... (3)
dimana :
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebelum dilakukan proses pengupasan sabut kelapa pada alat, terlebih dahulu dilakukan persiapan bahan dimana kelapa yang akan dikupas disatukan pada suatu tempat yang bertujuan untuk mempermudah operator untuk melakukan perkerjaan pengupasan. Selanjutnya dilakukan persiapan dari alat pengupas sabut kelapa. Dimana pada alat dipasang sproket yang akan diuji dan dipasang rantai yang bertujuan untuk mentransmisikan putaran dari mesin. Mesin kemudian dinyalakan. Kelapa yang akan dikupas diletakkan pada bagian atas roller pengupas satu demi satu. Kelapa yang telah diletakkan di atas roller akan terkupas dengan sendirinya. Pada dua buah roller akan berputar saling berlawan arah. Dimana putaran yang berlawanan arah tesebut akan membantu kelapa untuk dikupas.
Selama pengupasan kelapa akan berputar di tempat. Pada roller terdapat mata pisau yang digunakan untuk mengupas sabut kelapa dari kelapa. Sabut kelapa akan tertusuk pada mata pisau dan kemudian tertarik ke arah dalam akibat dari putaran roller tersebut. Sampai pada akhirnya sabut kelapa yang menempel pada kelapa terkupas habis semua dan kelapa akan berputar sendiri di atas roller dan sabut kelapa akan tertampung pada saluran pengeluaran dari alat tersebut. Setelah kelapa terkupas habis maka kelapa tersebut diambil untuk kemudian digantikan untuk kelapa selanjutnya untuk dikupas hingga bersih. Roller pengupas yang digunakan memiliki panjang 70 cm dan diameter tiap roller sebesar 10 cm.
47 mata pisau yang masing-masing tinggi tiap mata pisau 2,3 cm. Mata pisau yang digunakan menggunakan besi plat dengan tebal 0,5 cm. Dalam pengaturan
Barisan mata pisau setiap roller dibuat sedemikian rupa agar tiap baris tidak berjumpa atau berhadapanya bertujuan agar kelapa yang akan dikupas tidak pecah akibat putaran dan hantaman mata pisau terhadap kelapa dan hasil dari pengupasan dari sabut kelapa akan bagus.
Dari hasil penelitian yang telah dilakuakan dengan menggunakan alat Universal Tensile Testing Machine di laboratorium teknik mesin di Politeknik Negeri Medan dihasilkan bahwa untuk mengupas satu buah kelapa dibutuhkan gaya sebesar 5400-5700 Newton yang dilakukan dengan menggunakan alat.bantu berupa besi berbentuk yang huruf L dengan pada bagian ujung yang pendek dibuat runcing agar menyerupai pengkait. Penggkait ini yang digunakan untuk membantu mengupas kelapa dengan alat Universal Tensile Testing Machine.
Dari penelitian pengujian jumlah alur sproket pada alat mekanis pengupas sabut kelapa dangan perlakuan menggantikan sproket dengan jumlah alaur yang berbeda dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data pengamatan hasil penelitian Jumlah Alur
Sproket
Kapasitas Efektif Alat (buah/jam)
Persentase Kerusakan Hasil dan Buah Pecah (%)
A (27) 537,32 11,11
B (29) 495,39 0,00
C (31) 383,72 0,00
Persentase Kerusakan hasil dan buah pecah diperoleh pada perlakuan A dengan jumlah alur sproket 27 buah sebesar 11,11 %, sedangkan persentase bahan yang tertinggal di dalam alat terendah diperoleh pada perlakuan B dan C dengan jumlah alur sproket 29 buah dan jumlah alur sproket 31 buah sebesar 0 %. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat ditarik dilihat bahwa semakin besar jumlah alur pada sproket yang digunakan pada alat tersebut maka akan menghasilkan kapasitas dari alat tersebut hal ini disebabkan oleh semakin cepat putaran roller yang terjadi yang dimana pada sproket dengan jumlah alur 27 menghasilkan putaran sebesar 23 rpm, pada sproket dengan jumlah alur 29 menghasilkan putaran sebesar 21 rpm dan pada sproket dengan jumlah alur 31 menghasilkan putaran sebesar 19 rpm. Hal ini sesuai dengan literatur dari Shin dan Curtis (1978) yang menyatakan bahwa variasi kecepatan daripada sproket tidak bisa dihindari karena lintasan busur sproket yang mengenai mata rantai, serta persentase dari kerusakan bahan atau bahan yang pecah akan bertambah juga. Kerusakan ini terjadi sebagai akibat intensitas dari mata pisau yang berputar akan semakin sering menghantam dari buah kelapa yang berakibat sabut kelapa akan tidak terkupas dengan baik dan kelapa akan menjadi pecah.
Kapasitas efektif alat
Dari hasil sidik ragam (Lampiran 2) dapat dilihat bahwa perbedaan jumlah alur pada sproket memberikan pengaruh berbeda nyata terhadap kapasitas alat.
Hasil pengujian
(DMRT) untuk mengetahui
pengaruh perbedaan jumlah alur terhadap kapasitas alat pada masing-masing taraf perlakuan, dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil uji(DMRT) pengujian jumlah alur pada sproket terhadap kapasitas alat
Uji(DMRT)
Keterangan : Notasi huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5% dan berbeda sangat nyata pada taraf 1%
Tabel 2 di atas dapat dilihat bahwa perlakuan C memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap perlakuan A dan perlakuan B. Perlakuan B memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap perlakuan C. Sehingga seluruh taraf perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap satu dengan yang lainnya.
semakin sesdikit yang berakibat bertambahnya kecepatan putar daripada roller pengupas dan semakin cepat juga waktu yang dibutuhkan untuk.
Hubungan dari jarak mata pisau terhadap kapasitas efektif alat dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah ini.
Gambar 2. Hubungan jumlah alur pada sproket terhadap kapasitas efektif alat (buah/jam).
mengupas sabut kelapa dengan roller pengupas sehingga kapasitas alat akan semakin besar, demikian juga sebaliknya. Hal ini sesuai dengan literatur dari Wiheta (2010) yang menyatakan bahwa jika pada suatu konstruksi mesin putaran sproket penggerak dinyatakan n1 dengan diameter dp dan sproket yang digerakkan
n2 dan diameternya Dp, maka perbandingan putaran dinyatakan dengan
2
Persentase bahan yang tidak terkupas dan bahan pecah
Dari hasil tabel sidik ragam pada lampiran 3 dapat dilihat bahwa bahan tidak terkupas dan bahan pecah memberikan pengaruh tidak nyata terhadap persentase bahan tidak terkupas dan bahan pecah dari hasil pengujian Uji Sidik Ragamya. Hal ini terjadi dikarenakan dari nilai F hitung pada tabel yang terdapat pada lampiran 3 lebih kecil daripada nilai yang hterdapat pada F tabel yang tidak melewati nilai pada batas atas dan batas bawah. Sehingga hasil pengujian
(DMRT)
tidak dilanjutkan. Hal ini terjadikarena jika tetap dilanjutkan maka akan memberikan hasil yang sama yaitu berbeda tidak nyata seperti pada tabel analisa sidik ragamnya.
Hal ini dikarenakan akibat dari pengaruh kecepatan putaran dari roller pengupas. Diamana jumlah mata alur pada sproket akan memberikan pengaruh pada putaran roller pengupas. Semakin banyak jumlah alur pada sproket maka putaran dari roller pengupas akan semakin kecil. Adapun kelapa yang terkupas sempurna dan pecah disebabkan terlalu besarnya tenaga yang diberikan oleh barisan mata pisau pada roller pengupas yang menghantam kelapa pada roller sehingga kelapa akan hancur.
Gambar 3. Hubungan perbedaan jumlah alur pada sproket terhadap persentase bahan tidak terkupas dan bahan pecah.
Daya mesin yang dibutuhkan
Daya yang dibutuhkan mesin untuk mengupas sabut kelapa diperoleh dari hasil perkalian antara gaya yang didapat dari alat Universal Tensile Testing Machine dengan kecepatan pengupasan dari kelapa tersebut. Untuk mengupas sabut kelapa ini dibantu dengan bantuan alat berupa penggkait. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan untuk mengupas satu buah kelapa maka daya yang dibutuhkan adalah 1,08 W atau 0,00145 HP.
Pada sproket dengan jumlah alur 27 membutuhkan total daya sebesar 580 W. Sedangkan untuk perlakuan dua yang menggunakan sproket dengan jumlah alur 29 membutuhkan total daya sebesar 580 W buah/jam atau 0,80 HP buah/jam. Sedangkan untuk perlakuan dua yang menggunakan sproket dengan jumlah alur 29 membutuhkan total daya sebesar 535 W buah/jam atau 0,72 HP buah/jam. Serta untuk perlakuan tiga yang menggunakan sproket dengan jumlah alur 31
-
Jumlah Alur pada Sproket s
membutuhkan total daya sebesar 414 W buah/jam atau 0,55 HP buah/jam. Hal ini sesuai dengan literatur Giancoli (2001) yang menyatakan bahwa daya rata-rata didefinisikan sebagai kecepatan dilakukannya kerja (= kerja yang dilakukan dibagi waktu untuk melakukannya), atau kecepatan perubahan energi.
Pada alat mekanis pengupas sabut kelapa ini efektifnya dilakukan pengupasan sabut kelapa sebanyak satu buah kelapa, namun bisa juga dilakukan pengupasan dua buah kelapa ataupun lebih secara bersamaan.Tetapi akan berakibat putaran pada roller akan berhenti dan berakibat rusaknya komponen alat.
Hal ini dikarenakan akibat dari poros pada reduser tidak sesuai dengan motor bakar yang digunakan dan efisiensi tenaga yang bertransmisi ke roller lebih kecil atau sama dengan tenaga yang dibutuhkan untuk mengupas dua buah kelapa. Jika dilakukan pengupasan dua buah kelapa secara bersamaan maka tansmisi poros motor bakar ke reduser dan dari reduser ke sproket terhenti sementara akan tetapi motor bakar tetap berjalan akibat dari efisiensi tenaga yang bertransmisi ke roller lebih kecil atau sama dengan tenaga yang dibutuhkan untuk mengupas dua buah kelapa.
terhenti sementara akan tetapi motor bakar tetap berjalan terjadi maka salah satu poros baik dari pada reduser ataupun dari motor bakar akan putus yang berakibat pada kerusakan daripada reduser dan motor bakar tersebut. Hal ini berdasarkan dari hasil penelitian yang telah saya lakukan telah terjadi poros patah. Pada saat tersebut saya menggunakan reduser rasio 1 : 60 dengan tipe dari pada reduser 50. Ternyata dengan menaikkan tipe dari reduser menjadi 70 dan rasio reduser tetap, reduser juga akan berhenti tiba-tiba. Hal ini sesuai dengan literatur dari Stolk dan Kros (1986) dengan transmisi umumnya dimaksudkan suatu mekanisme yang dipergunakan untuk memindahkan gerakan elemen mesin yang satu ke elemen mesin yang kedua. Dalam hal ini juga merupakan perpindahan suatu gerakan putar poros dari satu poros ke poros yang lainnya. Pada alat mekanis pengupas sabut kelapa smempunyai beberapa kekurangan antara lain adalah sebagai berikut:
1. Pada bagian kopling penyambung antara reduser dengan motor bensin tidak sesuai. Dimana kopling penyambung yang dipergunakan tidak sesuai dengan tenaga yang akan ditransmisikan karena besar kopling penyambung pada alat mekanis pengupas sabut kelapa.
2. Tipe daripada reduser yang dipergunakan terlalu kecil. Pada alat mekanis pengupas sabut kelapa ini menggunakan reduser dengan perbandingan 1 : 60 dengan tipe 70. Pada tipe 70 ini mempunyai poros reduser yang kecil. Dimana semakin tinggi dari tipe reduser ini maka akan semakin besar ukuran dari pada poros reduser tersebut.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Perbedaan jumlah alur pada sproket akan memberikan perbedaan rpm dan memberikan pengaruh berbeda nyata terhadap kapasitas efektif alat dan memberikan pengaruh tidak nyata pada persentase bahan tidak terkupas dan hancur.
2. Pada alat mekanis pengupas sabut kelapa dengan menggunakan sproket dengan jumlah 27 mempunyai kecepatan putaran sebesar 23 rpm, untuk sproket dengan jumlah alur 29 mempunyai kecepatan putaran sebesar 21 rpm dan untuk sproket dengan jumlah alur 31 mempunyai kecepatan putaran sebesar 19 rpm.
3. Kapasitas efektif kerja alat tertinggi terdapat pada perlakuan A (sproket dengan jumlah alur 27) yaitu sebesar 537,32 buah/jam sedangkan kapasitas kerja alat terendah terdapat pada perlakuan C (sproket dengan jumlah alur 31) yaitu sebesar 383,72 buah/jam.
4. Persentase bahan yang tidak terkupas dan hancur tertinggi terdapat pada perlakuan A dengan (sproket dengan jumlah alur 27) yaitu sebesar 11,00 % sedangkan yang terendah terdapat pada perlakuan perlakuan B (sproket dengan jumlah alur 29) dan C (sproket dengan jumlah alur 31) yaitu sebesar 0%.
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut yaitu memodifikasi alat ini sehingga pengambilan buah kelapa yang terkupas tidak lagi secara manual melainkan dapat langsung tersalur ke saluran penampungan buah.
2. Perlu dicari sumber tenaga yang dapat mengupas buah kelapa lebih dari satu buah dalam satu kali operasi.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Z. 2006. Elemen Mesin 1. Penerbit PT Refika Aditama, Bandung.
Anonimous. 2012. Tanaman Kelapa. Wikipedia.
http://id.wikipedia.org/wiki/tanaman Kelapa. [28 febuari 2012].
Anonimous. 2012. Hasil Pertanian di Indonesia. Wikipedia.
Anonimous. 2012. Reducer. Wikipedia. [25 Juni 2012].
Anonimous. 2012. Sproket. Wikipedia. http://id. wikipedia. org/ wiki/ Sproket. [02 Juni 2012].
Anwari dan Raffei, M. 1980. Bagian-Bagian Mesin. Departemen pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, Jakarta.
Arismunandar, W. 2005. Penggerak Mula Motor Bakar Torak. ITB, Bandung. Arismunandar dan K. Suga. 1990. Elemen-Elemen Mesin. Pradya Paramitha,
Jakarta.
Daryanto. 2007. Dasar-Dasar Teknik Mesin. Rineka Cipta, Jakarta. Giancoli. 2001. Fisika. Erlangga, Jakarta.
Hardjosentono, dkk. 2000. Mesin-Mesin Pertanian. Bumi Aksara, Jakarta. Ishaq, M. 2006. Fisika Dasar. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Mangunwidjaja dan Sailah. 2002. Pengantar Teknologi Pertanian. Penebar Swadaya, Depok.
Pudjanarsa, A dan Nursuhud, D. 2010. Mesin Konversi Energi. Andi Offest, Yogyakarta.
Rizaldi, T. 2006. Mesin Peralatan. Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Roth, L.O. F.R.Crow, and G.W.A. Mahoney. 1982. Agriculture Engineering. AVI Publishing.Westport, USA.
Smith dan Wilkes. 2000. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Gajah Mada University Press, Yoyakarta.
Smith and Wilkes. 1977. Farm Machinery And Equipment. Mc Graw-Hill, New York.
Soenarta , N. dan S. Furuhama. 2002. Motor Serbaguna. Pradnya Paranitha Jakarta.
Stolk, J dan C. Kros, 1986. Elemen Mesin, Elemen Konstruksi Bangunan Mesin. Terjemahan H. Hendarsin dan A. Rahman, Erlangga, Jakarta.
Suhardiyono, L. 1988. Tanaman Kelapa. Kanisius, Yogyakarta.
Suhardiman, P. 1999. Bertanam Kelapa Hibrida. Penebar Swadaya, Bogor. Suhardiyono, L. 1988. Tanaman Kelapa. Kansius, Yogyakarta.
Suhardiyono, L. 2000. Tanaman Kelapa. Kansius, Yogyakarta.
Sukamto. 2001. Upaya Meningkatkan Produksi Kelapa. Penebar Swadaya, Jakarta.
Sularso dan K. Suga. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradya Paramitha, Jakarta.
Warsiono, 2002. Budidaya Kelapa Kopyor. Kanisius, Yogyakarta.
Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II III
A 593,41 469,78 548,78 1611,97 537,32
B 437,6 526,83 521,74 1486,17 495,39
C 409,4 370,37 371,39 1151,16 383,72
Total 1440,41 1366,98 1441,91 4249,30
Rataan 480,14 455,66 480,64 472,14
Jumlah
Alur Kapasitas Persentase Bahan Pada
Sproket Efektif Alat yang Tertinggal (buah/jam) di Dalam Alat
(%)
27 537,32 11,11
29 495,39 0,00
Lampiran 2. Kapasitas efekti alat (buah/jam) Analisis sidik ragam kapasitas efektif alat
Lampiran 3. Data pesentase bahan yang tidak terkupas dan hancur (%) Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II III
A 0 33,33 0 33,33 11,11
B 0 0 0 0,00 0,00
C 0 0 0 0,00 0,00
Total 0,00 33,33 0,00 33,33
Rataan 0,00 11,11 0,00 3,70
Analisis sidik ragam pesentase bahan yang tidak terkupas dan hancur
SK Db JK KT Fhit. F.05 F.01
Perlakuan 2 246,864 123,432 1,000 tn 5,14 10,92
Linier 1 185,148 185,148 1,5 tn 5,99 13,7
Kuadratik 1 61,78 61,78 0,05 tn 5,99 13,7
Galat 6 740,593 123,432
Total 8 987,457
Ket : FK = 123,4321 ** = sangat nyata
Lampiran 4. Flow chart pelaksanaan penelitian
Pemasangan Pulley
Memasukkan Bahan Keatas Roller Pengupas
Catat Waktu Pengupasan
Pengukuran Parameter: sitas Hasil
Persentase Bahan yang Tidak Terkupas dan Pecah Daya yang Dibutuhkan Mesin
Mulai
Analisis
Lampiran 5. Spesifikasi alat mekanis pengupas sabut kelapa Dimensip
Panjang : 116 cm
Lebar : 51 cm
Tinggi : 91 cm Roller pengupas
Panjang : 70 cm Diameter : 10 cm
Jarak : 3,2 cm
Mata pisau
Bentuk : segitiga jumlah : 48 buah Tinggi : 2,4 cm
Lampiran 6. Foto buah kelapa dan alat pengupas sabut kelapa mekanis
Kelapa setelah dikupas
Sabut kelapa
Alat tampak depan
Alat tampak belakang
Lampiran 7. Perhitungan kecepatan putaran pada poros dengan jumlah alur pada sproket 27
Kecepatan putaran pada motor bensin (RPM) = 3050 rpm Gearbox yang digunakan memiliki perbandingan = 60:1 Kecepatan putaran pada gearbox (Rg) adalah
Rg = Rm/ 60 = 3050 rpm / 40 = 51 rpm
Jumlah alur pada sproket gearbox (Ag) = 12 Jumlah alur pada sproket poros(Ap) = 27
Maka kecepatan putaran poros (Pr) yang dihasilkan jika menggunakan dengan jumlah alur pada sproket 27 adalah
Pr = Rg × Ag Ap
Lampiran 8. Perhitungan kecepatan putaran pada poros dengan jumlah alur pada sproket 29
Kecepatan putaran pada motor bensin (RPM) = 3050 rpm Gearbox yang digunakan memiliki perbandingan = 60:1 Kecepatan putaran pada gearbox (Rg) adalah
Rg = Rm/ 60 = 3050 rpm / 40 = 51 rpm
Jumlah alur pada sproket gearbox (Ag) = 12 Jumlah alur pada sproket poros(Ap) = 29
Maka kecepatan putaran poros (Pr) yang dihasilkan jika menggunakan dengan jumlah alur pada sproket 29 adalah
Pr = Rg × Ag Ap
Pr = 51 rpm × 12 29
Lampiran 9. Perhitungan kecepatan putaran pada poros dengan jumlah alur pada sproket 31
Kecepatan putaran pada motor bensin (RPM) = 3050 rpm Gearbox yang digunakan memiliki perbandingan = 60:1 Kecepatan putaran pada gearbox (Rg) adalah
Rg = Rm/ 60 = 3050 rpm / 40 = 51 rpm
Jumlah alur pada sproket gearbox (Ag) = 12 Jumlah alur pada sproket poros(Ap) = 31
Maka kecepatan putaran poros (Pr) yang dihasilkan jika menggunakan dengan jumlah alur pada sproket 31 adalah
Pr = Rg × Ag Ap
Pr = 51 rpm × 12 31
Lampiran 10. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk mengupas kelapa pada sproket dengan jumlah alur pada sproket 27
Gaya yang dibutuhkan = 450 N
Menggunakan pengkait yang panjang = 5 cm untuk mengupas sabut kelapa dengan lebar = 5 cm
dengan waktu selama = 8 menit
Dengan perbedaan jarak = 11,7 cm
Keliling Kelapa = 60 cm
Maka 60 cm : 5 cm = 12 kali
Jadi total gaya untuk mengupas satu buah sabut kelapa secara keseluruhan 450 n x 12 = 5400 N
Maka daya yang diperlukan untuk mengupas satu kelapa adalah D = F x V
D = F x (s/t)
D = 5400 N x (0,117 m/480 s) D = 5400 N X 0,0002 m/s D = 1, 08 W
Total daya yang dibutuhkan = D x jumlah dari kapasiitas efektif alat = 1,08 W x 537 buah/jam
Lampiran 11. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk mengupas kelapa pada sproket dengan jumlah alur pada sproket 29
Gaya yang dibutuhkan = 450 N
Menggunakan pengkait yang panjang = 5 cm untuk mengupas sabut kelapa dengan lebar = 5 cm
dengan waktu selama = 8 menit
Dengan perbedaan jarak = 11,7 cm
Keliling Kelapa = 60 cm
Maka 60 cm : 5 cm = 12 kali
Jadi total gaya untuk mengupas satu buah sabut kelapa secara keseluruhan 450 n x 12 = 5400 N
Maka daya yang diperlukan untuk mengupas satu kelapa adalah D = F x V
D = F x (s/t)
D = 5400 N x (0,117 m/480 s) D = 5400 N X 0,0002 m/s D = 1, 08 W
Total daya yang dibutuhkan = D x jumlah dari kapasiitas efektif alat = 1, 08 W x 495 buah/jam
Lampiran 12. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk mengupas kelapa pada sproket dengan jumlah alur pada sproket 31
Gaya yang dibutuhkan = 450 N
Menggunakan pengkait yang panjang = 5 cm untuk mengupas sabut kelapa dengan lebar = 5 cm
dengan waktu selama = 8 menit
Dengan perbedaan jarak = 11,7 cm
Keliling Kelapa = 60 cm
Maka 60 cm : 5 cm = 12 kali
Jadi total gaya untuk mengupas satu buah sabut kelapa secara keseluruhan 450 n x 12 = 5400 N
Maka daya yang diperlukan untuk mengupas satu kelapa adalah D = F x V
D = F x (s/t)
D = 5400 N x (0,117 m/480 s) D = 5400 N X 0,0002 m/s D = 1, 08 W
Total daya yang dibutuhkan = D x jumlah dari kapasiitas efektif alat = 1, 08 W x 383 buah/jam
Lampiran 13. Perawatan alat
Lampiran 14. Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja merupakan suatu usaha yang dilakukan untuk menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan selama proses kerja. Keselamatan kerja pada alat pengupas sabut kelapa mekanis ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu:
1. Keselamatan alat
Keselamatan alat yang dimaksud adalah jangan memaksakan buah kelapa dikupas lebih dari satu buah sekali operasi pada alat ini karena dapat mengakibatkan motor bensin menjadi rusak dan poros pada reducer speed menjadi patah.
2. Keselamatan operator
Lampiran 15. Gambar sproket
sproket 27
sproket 29
