RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR
Oleh :
HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114
RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114
2006
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114
Dilahirkan pada tanggal 26 November 1983 di Bandung Tanggal lulus: 28 September 2006
Menyetujui,
Bogor, 28 September 2006
Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. Dosen Pembimbing
Hanhan A. Sofiyuddin. Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan Ikan Hias Air Tawar. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. 2006.
RINGKASAN
Komoditas ikan hias sangat berprospek untuk dikembangkan. Baik kondisi sumberdaya, pasar maupun kondisi alam di Indonesia sangat mendukung pengembangan komoditas ini untuk tujuan komersial. Salah satu faktor yang cukup berpengaruh terhadap keberhasilan budidaya ikan hias adalah air sebagai media hidup ikan, baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Budidaya ikan hias secara konvensional cenderung memerlukan air dalam jumlah yang cukup banyak. Disamping itu, kualitas air tidak terjaga secara kontinu disebabkan baik karena faktor alam maupun faktor operasional budidaya. Sistem resirkulasi akuakultur (SRA) mampu untuk menghemat penggunaan air dan menjaga kualitasnya secara kontinu. Penggunaan SRA dalam pembenihan ikan hias air tawar diharapkan dapat meningkatkan produktivitas dan keuntungan proses budidaya ikan hias air tawar.
Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang bangun sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan ikan hias air tawar.
Penelitian ini dilakukan mengacu pada metode perancangan teknik yang diajukan oleh Harsokoesoemo (1999). Tahapan yang dilakukan yaitu: 1) identifikasi permasalahan, 2) perancangan konsep rancangan, 3) pembuatan prototipe, 4) evaluasi prototipe, 5) modifikasi prototipe dan 5) pembuatan gambar serta dokumentasi produk.
Kriteria perancangan yang ditetapkan dalam perancangan ini mengacu pada empat aspek, yaitu reabilitas, fungsionalitas, ergonomitas dan fleksibilitas. Hasil rancangan nantinya dapat dibuat dengan mudah menggunakan bahan-bahan dan alat-alat yang tersedia di pasaran. Hasil rancangan dapat mendukung kegiatan pembenihan terutama untuk menjaga kualitas air dan mempermudah proses operasional pembenihan. Selain itu, hasil rancangan nantinya dapat dimodifikasi dengan mudah menyesuaikan dengan kebutuhan lingkungan ikan yang akan dibudidayakan.
Berdasarkan hal tersebut SRA dirancang terdiri dari tiga sub-sistem, yaitu sub-sistem budidaya, pengkondisian dan penyaluran. Sub-sistem budidaya merupakan tempat dilakukannya kegiatan pembenihan. Sub-sistem budidaya terdiri dari 12 bak budidaya berdiameter 40 cm yang tersusun dalam dua blok, masing-masing blok berjumlah enam bak. Sub-sistem pengkondisian merupakan tempat pengkondisian air sehingga kualitas dan kuantitas air yang masuk ke sub-sistem budidaya terjaga. Sub-sub-sistem pengkondisian terdiri dari tiga bak berdiameter 75 cm. Ketiga bak tersebut yaitu: 1) bak filter sebagai tempat terjadinya proses filtrasi, 2) bak tandon sebagai penampung kelebihan air dan 3) bak pengkondisi sebagai bak penstabil debit dan tempat dilakukannnya pengkondisian tambahan kualitas air. Pendistribusian air dilakukan oleh sub-sistem penyaluran. Sub-sub-sistem penyaluran terdiri dari pipa PVC, selang, katup dan pompa.
disebabkan karena keterbatasan sifat bahan yang tersedia, peralatan dan keterampilan pembuat. Walaupun demikian, perbedaan tersebut tidak terlalu berpengaruh terhadap kinerja SRA.
Hasil evaluasi menunjukkan bahwa SRA yang telah dirancang bangun dapat mengalirkan debit 0.016-0.017 l/s air ke setiap bak budidaya. Ketinggian air di bak budidaya pada saat SRA beroperasi adalah 18.4-20.7 cm dari dasar bak.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 26 November 2006 di Bandung dari orang tua bernama Ahmad Saefudin dan Nendeh Hasanah. Penulis adalah anak ketiga dari delapan orang bersaudara.
Penulis menamatkan sekolah dasar dari SD Pabrik Gas IV pada tahun 1995 lalu melanjutkan ke SLTP Negeri 7 Bogor. Penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah pertama pada tahun 1998. Pada tahun 2001, penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah umum dari SMU Negeri 1 Bogor.
Penulis kemudian melanjutkan studi di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Sub-program studi yang diambil adalah Teknik Sipil Pertanian.
Tahun 2005 penulis melaksanakan Praktek Lapang di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat dengan judul ”Aspek Keteknikan Pertanian pada Pembenihan Ikan Gurami di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat”.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT., karena atas karunia-Nya lah akhirnya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil penelitan penulis yang berjudul Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan ikan Hias Air Tawar. Skripsi ini mengkaji proses pendesainan, manufaktur dan analisis rancangan sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan beberapa jenis ikan hias air tawar.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian maupun penulisan skripsi, yaitu:
1. Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr., selaku dosen pembimbing, atas segala bimbingan, arahan dan dukungannya.
2. Dr. Satyanto K. Saptomo dan atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.
3. Rudiyanto, STP M.Si. atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.
4. Ibu dan kakak tercinta atas doa dan dukungannya.
5. Rekan sebimbingan: Sanz dan Didik atas kerjasama dan bantuannya. 6. Teman-teman TEP 39 atas dorongan semangatnya.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Penulis berharap tulisan ini bermanfaat bagi pembaca secara umum maupun pihak yang ingin mengembangkan pembenihan ikan secara intensif menggunakan sistem resirkulasi.
Bogor, 28 September 2006
DAFTAR ISI
halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI... ii
DAFTAR TABEL... iv
DAFTAR GAMBAR ...v
DAFTAR LAMPIRAN... vi
I. PENDAHULUAN ...1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA...3
A. PROSES PERANCANGAN TEKNIK ... 3
B. PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR ... 5
C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA)... 7
D. ALIRAN AIR DALAM PIPA ... 9
III. METODOLOGI...13
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN ... 13
B. BAHAN DAN ALAT ... 13
C. TAHAPAN PENELITIAN... 14
D. METODE EVALUASI PROTOTIPE... 16
a. Pengukuran Debit dan Tinggi ... 16
b. Analisis Hidrolis ... 16
c. Analisis Keseragaman ... 19
d. Efisiensi pompa... 19
e. Analisis Pola Operasional SRA... 19
e.1. Pengisian Air ... 19
e.2. Bukaan Katup ... 20
IV. PENDEKATAN RANCANGAN...21
A. IDENTIFIKASI PERMASALAHAN... 21
B. PERANCANGAN KONSEP PRODUK... 22
b. Rancangan Tinggi Peletakan Bak ... 29
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...30
A. PEMBUATAN PROTOTIPE ... 30
B. EVALUASI PROTOTIPE ... 31
a. Analisis Hidrolis... 31
b. Efisiensi Pompa... 33
c. Analisis Keseragaman ... 34
d. Analisis Pola Operasional SRA ... 35
d.1. Pengisian Air... 35
d.2. Bukaan Katup... 35
V. KESIMPULAN...37
A. KESIMPULAN ... 37
B. SARAN ... 37
DAFTAR PUSTAKA ...38
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 1. Nilaiksuntuk beberapa bahan pipa komersial...11
Tabel 2. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem pengkondisian ...25
Tabel 3. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya...28
Tabel 4. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 1 ...31
Tabel 5. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 2 ...31
Tabel 6. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3 ...31
Tabel 7. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 4 ...32
Tabel 8. Nilaiksub-sistem penyaluran 4...32
Tabel 9. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 5 ...32
Tabel 10. Koefisien kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran. ...33
Tabel 11. Perhitungan efisiensi pompa ...34
Tabel 12. Analisis keseragaman debit ...34
Tabel 13. Perhitungan nilai nisbah void material filter...35
RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR
Oleh :
HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114
RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114
2006
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114
Dilahirkan pada tanggal 26 November 1983 di Bandung Tanggal lulus: 28 September 2006
Menyetujui,
Bogor, 28 September 2006
Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. Dosen Pembimbing
Hanhan A. Sofiyuddin. Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan Ikan Hias Air Tawar. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. 2006.
RINGKASAN
Komoditas ikan hias sangat berprospek untuk dikembangkan. Baik kondisi sumberdaya, pasar maupun kondisi alam di Indonesia sangat mendukung pengembangan komoditas ini untuk tujuan komersial. Salah satu faktor yang cukup berpengaruh terhadap keberhasilan budidaya ikan hias adalah air sebagai media hidup ikan, baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Budidaya ikan hias secara konvensional cenderung memerlukan air dalam jumlah yang cukup banyak. Disamping itu, kualitas air tidak terjaga secara kontinu disebabkan baik karena faktor alam maupun faktor operasional budidaya. Sistem resirkulasi akuakultur (SRA) mampu untuk menghemat penggunaan air dan menjaga kualitasnya secara kontinu. Penggunaan SRA dalam pembenihan ikan hias air tawar diharapkan dapat meningkatkan produktivitas dan keuntungan proses budidaya ikan hias air tawar.
Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang bangun sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan ikan hias air tawar.
Penelitian ini dilakukan mengacu pada metode perancangan teknik yang diajukan oleh Harsokoesoemo (1999). Tahapan yang dilakukan yaitu: 1) identifikasi permasalahan, 2) perancangan konsep rancangan, 3) pembuatan prototipe, 4) evaluasi prototipe, 5) modifikasi prototipe dan 5) pembuatan gambar serta dokumentasi produk.
Kriteria perancangan yang ditetapkan dalam perancangan ini mengacu pada empat aspek, yaitu reabilitas, fungsionalitas, ergonomitas dan fleksibilitas. Hasil rancangan nantinya dapat dibuat dengan mudah menggunakan bahan-bahan dan alat-alat yang tersedia di pasaran. Hasil rancangan dapat mendukung kegiatan pembenihan terutama untuk menjaga kualitas air dan mempermudah proses operasional pembenihan. Selain itu, hasil rancangan nantinya dapat dimodifikasi dengan mudah menyesuaikan dengan kebutuhan lingkungan ikan yang akan dibudidayakan.
Berdasarkan hal tersebut SRA dirancang terdiri dari tiga sub-sistem, yaitu sub-sistem budidaya, pengkondisian dan penyaluran. Sub-sistem budidaya merupakan tempat dilakukannya kegiatan pembenihan. Sub-sistem budidaya terdiri dari 12 bak budidaya berdiameter 40 cm yang tersusun dalam dua blok, masing-masing blok berjumlah enam bak. Sub-sistem pengkondisian merupakan tempat pengkondisian air sehingga kualitas dan kuantitas air yang masuk ke sub-sistem budidaya terjaga. Sub-sub-sistem pengkondisian terdiri dari tiga bak berdiameter 75 cm. Ketiga bak tersebut yaitu: 1) bak filter sebagai tempat terjadinya proses filtrasi, 2) bak tandon sebagai penampung kelebihan air dan 3) bak pengkondisi sebagai bak penstabil debit dan tempat dilakukannnya pengkondisian tambahan kualitas air. Pendistribusian air dilakukan oleh sub-sistem penyaluran. Sub-sub-sistem penyaluran terdiri dari pipa PVC, selang, katup dan pompa.
disebabkan karena keterbatasan sifat bahan yang tersedia, peralatan dan keterampilan pembuat. Walaupun demikian, perbedaan tersebut tidak terlalu berpengaruh terhadap kinerja SRA.
Hasil evaluasi menunjukkan bahwa SRA yang telah dirancang bangun dapat mengalirkan debit 0.016-0.017 l/s air ke setiap bak budidaya. Ketinggian air di bak budidaya pada saat SRA beroperasi adalah 18.4-20.7 cm dari dasar bak.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 26 November 2006 di Bandung dari orang tua bernama Ahmad Saefudin dan Nendeh Hasanah. Penulis adalah anak ketiga dari delapan orang bersaudara.
Penulis menamatkan sekolah dasar dari SD Pabrik Gas IV pada tahun 1995 lalu melanjutkan ke SLTP Negeri 7 Bogor. Penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah pertama pada tahun 1998. Pada tahun 2001, penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah umum dari SMU Negeri 1 Bogor.
Penulis kemudian melanjutkan studi di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Sub-program studi yang diambil adalah Teknik Sipil Pertanian.
Tahun 2005 penulis melaksanakan Praktek Lapang di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat dengan judul ”Aspek Keteknikan Pertanian pada Pembenihan Ikan Gurami di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat”.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT., karena atas karunia-Nya lah akhirnya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil penelitan penulis yang berjudul Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan ikan Hias Air Tawar. Skripsi ini mengkaji proses pendesainan, manufaktur dan analisis rancangan sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan beberapa jenis ikan hias air tawar.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian maupun penulisan skripsi, yaitu:
1. Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr., selaku dosen pembimbing, atas segala bimbingan, arahan dan dukungannya.
2. Dr. Satyanto K. Saptomo dan atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.
3. Rudiyanto, STP M.Si. atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.
4. Ibu dan kakak tercinta atas doa dan dukungannya.
5. Rekan sebimbingan: Sanz dan Didik atas kerjasama dan bantuannya. 6. Teman-teman TEP 39 atas dorongan semangatnya.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Penulis berharap tulisan ini bermanfaat bagi pembaca secara umum maupun pihak yang ingin mengembangkan pembenihan ikan secara intensif menggunakan sistem resirkulasi.
Bogor, 28 September 2006
DAFTAR ISI
halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI... ii
DAFTAR TABEL... iv
DAFTAR GAMBAR ...v
DAFTAR LAMPIRAN... vi
I. PENDAHULUAN ...1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA...3
A. PROSES PERANCANGAN TEKNIK ... 3
B. PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR ... 5
C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA)... 7
D. ALIRAN AIR DALAM PIPA ... 9
III. METODOLOGI...13
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN ... 13
B. BAHAN DAN ALAT ... 13
C. TAHAPAN PENELITIAN... 14
D. METODE EVALUASI PROTOTIPE... 16
a. Pengukuran Debit dan Tinggi ... 16
b. Analisis Hidrolis ... 16
c. Analisis Keseragaman ... 19
d. Efisiensi pompa... 19
e. Analisis Pola Operasional SRA... 19
e.1. Pengisian Air ... 19
e.2. Bukaan Katup ... 20
IV. PENDEKATAN RANCANGAN...21
A. IDENTIFIKASI PERMASALAHAN... 21
B. PERANCANGAN KONSEP PRODUK... 22
b. Rancangan Tinggi Peletakan Bak ... 29
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...30
A. PEMBUATAN PROTOTIPE ... 30
B. EVALUASI PROTOTIPE ... 31
a. Analisis Hidrolis... 31
b. Efisiensi Pompa... 33
c. Analisis Keseragaman ... 34
d. Analisis Pola Operasional SRA ... 35
d.1. Pengisian Air... 35
d.2. Bukaan Katup... 35
V. KESIMPULAN...37
A. KESIMPULAN ... 37
B. SARAN ... 37
DAFTAR PUSTAKA ...38
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 1. Nilaiksuntuk beberapa bahan pipa komersial...11
Tabel 2. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem pengkondisian ...25
Tabel 3. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya...28
Tabel 4. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 1 ...31
Tabel 5. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 2 ...31
Tabel 6. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3 ...31
Tabel 7. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 4 ...32
Tabel 8. Nilaiksub-sistem penyaluran 4...32
Tabel 9. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 5 ...32
Tabel 10. Koefisien kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran. ...33
Tabel 11. Perhitungan efisiensi pompa ...34
Tabel 12. Analisis keseragaman debit ...34
Tabel 13. Perhitungan nilai nisbah void material filter...35
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 1. Skema SRA yang dikembangkan Setiawanet. al.(2004). ...8
Gambar 2. Diagram alir tahapan penelitian. ...14
Gambar 3. Skema sub-sistem penyaluran. ...17
Gambar 4. Skema rancangan SRA...23
Gambar 5. Skema konsep rancangan bak pengkondisi, tandon dan filtrasi...24
Gambar 6. Pipa penjaga tinggi muka air bak pengkondisi (satuan cm)...25
Gambar 7. Skema konsep rancangan bak budidaya (satuan cm)...27
DAFTAR LAMPIRAN
halaman Lampiran 1. Gambar rancangan sistem resirkulasi untuk pembenihan
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Komoditas ikan hias air tawar sangat berprospek untuk dikembangkan.
Permintaan ikan hias selalu bertambah, baik permintaan untuk konsumsi lokal
ataupun ekspor. Jumlah penawaran ikan hias air tawar untuk diekspor selama ini
selalu lebih kecil dari pada permintaan importir di luar negeri (Daelami, 2001).
Peluang pasar untuk ekspor masih terbuka luas ke berbagai negara-negara di Asia,
Amerika, Eropa, Timur Tengah dan Australia (Lesmana dan Dermawan, 2001).
Kondisi lingkungan di Indonesia pun cukup kondusif bagi pembudidayaan ikan hias
air tawar. Iklim tropis sangat cocok untuk budidaya ikan hias air tawar dan
memungkinkan untuk dilakukannya produksi sepanjang tahun (Lesmana dan
Dermawan, 2001).
Salah satu hal pokok yang harus diperhatikan dalam pembenihan ikan hias air
tawar adalah kondisi lingkungan untuk memijah (Lesmana dan Dermawan, 2001).
Salah satu parameter penting yang harus diperhatikan adalah kualitas air. Saat ini,
cara yang paling umum digunakan untuk mengontrol kualitas air adalah dengan
melakukan pembaruan air dengan pengaliran air secara kontinu atau dengan
mengganti air secara berkala menggunakan sifon. Pembenihan dengan menggunakan
kedua metode tersebut memerlukan jumlah air yang cukup banyak. Oleh karena itu,
pada usaha pembenihan skala besar, air dapat menjadi komponen biaya yang patut
diperhitungkan.
Sistem resirkulasi akuakultur (SRA) merupakan sistem budidaya hemat air.
Pada sistem ini, air yang diperlukan adalah air untuk mengisi tangki (pada saat mulai
beroperasi) dan air untuk mengganti kebocoran dan penguapan (pada saat
beroperasi). Penelitian yang dilakukan Hanifah (2004) membuktikan bahwa SRA
dapat menghemat penggunaan air hingga 96%.
Kondisi lingkungan dalam SRA relatif mudah dikendalikan (Yanong, 2003).
menghasilkan tingkat produktifitas yang tinggi dalam waktu budidaya yang singkat
dengan tingkat kelulusan hidup ikan mencapai 100%.
Pembenihan ikan hias dengan menggunakan SRA diharapkan dapat
mengurangi penggunaan air dan meningkatkan produktivitas serta keuntungan
budidaya ikan hias.
B. TUJUAN
Tujuan utama penelitian ini adalah merancang bangun sistem resirkulasi
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. PROSES PERANCANGAN TEKNIK
Rancangan adalah suatu proses sistematik yang merupakan solusi dari sesuatu
yang dibutuhkan manusia Harsokoesoemo (1999). Perancangan teknik dapat
diartikan sebagai suatu metode terstruktur untuk memecahkan masalah dalam bidang
perteknikan. Secara umum tahapan-tahapan pada suatu proses perancangan adalah
sebagai berikut:
1. Analisa masalah, spesifikasi produk dan perencanaan proyek
Perancangan dilakukan karena adanya kebutuhan akan suatu produk baru.
Dalam proses perancangan, kebutuhan produk baru tersebut dijadikan sebagai
problem perancangan atau masalah perancangan. Problem atau masalah
perancangan tersebut kemudian dipecahkan menggunakan solusi yang didapatkan
melalui analisis masalah. Solusi yang dihasilkan selama proses analisis dapat terdiri
dari beberapa solusi alternatif. Solusi yang dipilih merupakan solusi alternatif
terbaik.
Hasil analisis yang utama adalah pernyataan masalah atau problem
statement tentang produk baru. Pernyataan masalah tersebut belum berupa
solusi/produk baru, tetapi baru mengandung keterangan-keterangan tentang produk
yang akan dirancang. Pernyataan masalah setidaknya mengandung tiga buah unsur,
yaitu:
- Pernyataan masalah itu sendiri
- Kendala-kendal atauconstraints yang membatasi solusi masalah tersebut dan
spesifikasi produk
- Kiteria keterterimaan (acceptability criteria) dan kriteria lain yang harus
dipenuhi produk
Spesifikasi produk merupakan dokumen yang sangat penting dalam proses
perancangan. Spesifikasi produk mengandung keinginan-keinginan pengguna
menjadi tolak ukur pada evaluasi hasil rancangan dan evaluasi produk yang sudah
jadi. Spesifikasi produk mengandung hal-hal berikut :
- Kinerja atauperfomanceyang harus dapat dicapai suatu produk
- Kondisi lingkungan seperti temperatur, tekanan dan lain-lain yang akan
dialami produk
- Kondisi operasi lain
- Jumlah produk yang akan dibuat
- Dimensi produk dan berat produk
- Ergonomika dan keamanan
- Harga produk
2. Perancangan konsep produk
Konsep produk adalah solusi alternatif terbaik dari masalah perancangan.
Pada tahap ini, konsep produk dicari sehingga memenuhi fungsi dan karakteristik
produk sebagaimana tercantum dalam spesifikasi produk. Konsep produk disajikan
dalam bentuk skema.
3. Perancangan produk
Dalam tahapan perancangan produk, solusi alternatif dalam bentuk skema
dikembangkan lebih lanjut menjadi produk atau benda teknik yang lebih nyata.
Tahapan perancangan produk diakhiri dengan dengan perancangan detail
komponen-komponen produk, yang kemudian akan dituangkan dalam
gambar-gambar detail untuk proses pembuatan.
4. Evaluasi hasil perancangan produk
Sebelum produk dibuat berdasarkan gambar perancangan produk, maka
produk tersebut harus dievaluasi terlebih dahulu. Produk harus dievaluasi apakah
produk tersebut memenuhi spesifikasi produk yang telah ditentukan pada fase
pertama perancangan produk. Produk memenuhi spesifikasi apabila dapat
memenuhi fungsinya, mempunyai karakteristik yang harus dipunyainya dan dapat
5. Dokumentasi rancangan produk
Dokumentasi rancangan produk dilakukan untuk membuat arsip produk
sehingga memudahkan proses produksi massal nantinya. Tahapan ini merangkum
seluruh hasil perancangan. Dokumentasi rancangan produk terdiri dari:
- Gambar semua komponen produk lengkap dengan bentuk geometrinya,
dimensi, kekasaran/kehalusan permukaan dan material
- Gambar susunan
- Spesifikasi yang memuat keterangan-keterangan yang tidak terdapat pada
gambar dan
- Daftar kebutuhan bahan
B. PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR
Ikan hias merupakan ikan eksotik yang memiliki bentuk tubuh yang indah.
Sedikitnya ada 176 jenis ikan hias yang dibudidayakan di Indonesia. Hampir 90 %
ikan hias tersebut adalah ikan tropis yang merupakan ikan asli Indonesia ataupun ikan
introduksi (Lesmana dan Dermawan, 2001).
Fasilitas dan tata cara pembenihan ikan hias sebaiknya dilakukan bersesuaian
dengan karakteristik sifat ikan yang dipijahkan (Daelami, 2001). Hampir setiap jenis
ikan hias memiliki karakteristik sifat yang berbeda satu sama lainnya. Beberapa
spesies ikan hias tertentu memerlukan kualitas air yang berbeda dengan kualitas air
yang umum dibutuhkan untuk memijahkan ikan hias lainnya. Beberapa jenis ikan
hias memerlukan tempat yang gelap untuk memijah, sebaliknya, ada juga beberapa
jenis ikan hias lainnya yang memerlukan pencahayaan untuk memijah.
Ketidakcocokan fasilitas dan tata cara pembenihan sering menjadi faktor utama
penyebab kegagalan proses pemijahan.
Ciri, sifat dan pola perkembangbiakan ikan hias menentukan fasilitas dan tata
cara yang diperlukan. Daelami (2001) mengelompokkan ikan hias air tawar
berdasarkan pola perkembangbiakannya ke dalam dua kelompok, yaitu ikan hias
bertelur dan ikan hias beranak.
kemudian keluar sebagai anakan ikan. Pemijahan ikan hias kelompok ini biasa
dilakukan secara massal dengan perbandingan jantan betina 1:4-6. Anakan hasil
pemijahan harus mendapat perlindungan karena umumnya induk (khususnya induk
betina) bersifat kanibal. Oleh karena itu, wadah pemijahan biasanya dilengkapi jaring
pemisah induk dan anakan atau tanaman air sebagai tempat berlindung anakan.
Cust dan Coc (1983) dalam Daelami (2001) mengelompokkan jenis ikan
bertelur ke dalam lima kelompok, yaitu ikan yang menguburkan telur, ikan yang
menghamburkan telur, ikan yang membangun sarang, ikan yang menggantungkan
telur dan ikan yang meletakkan telur.
Kelompok ikan yang mengubur telur meletakkan telur dalam lubang yang
digali induk sesaat setelah memijah kemudian menutupnya dengan lumpur. Beberapa
jenis ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini adalah Black Ghost. Ramiresi,
Badis-badis dan Krisbensis. Pada saat dipijahkan, wadah pemijahan harus dilengkapi
media yang dapat digunakan oleh ikan untuk menyembunyikan telurnya, seperti akar
pakis, potongan pipa, ataupun pot kecil yang dimiringkan.
Kelompok ikan yang menghamburkan telur memiliki telur yang bersifat
adhesif maupun semi-adhesif sehingga telurnya mudah menempel pada tanaman
ataupun benda-benda di dasar wadah pemijahan. Oleh karena itu, wadah pemijahan
biasanya dilengkapi kerikil, tanaman air, ataupun rafia ijuk untuk tempat
menempelnya telur. Telur-telur tersebut sangat sensitif terhadap guncangan dan
perubahan kualitas air. Oleh karena itu, pada saat penetasan, telur sebaiknya tidak
dipindahkan ataupun dialiri air yang berbeda kualitasnya dengan air pada media
pemijahan. Ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini diantaranya Sumatera Barb,
Tiger Barb, Red Barb, Rosy Barb, Zebra Danio dan Stripped Danio.
Kelompok ikan yang membuat sarang meletakkan telur yang telah dibuahi di
dalam sarang. Setelah memijah, telur-telur yang berserakan diambil dan diletakkan
oleh induk ke dalam sarang. Bahan penyusun sarang dapat terbuat dari buih ataupun
akar, rumput dan ranting tanaman yang diletakkan di bawah permukaan air. Oleh
karena itu, pada wadah pemijahan jenis ikan yang sarangnya tidak terbuat dari buih
ataupun potongan rumput. Beberapa jenis ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini
adalah Cupang, Thick Lipped Gouramy, Sepat dan Dwarf Gouramy.
Kelompok ikan yang menggantungkan telur memerlukan tanaman air terapung
atau benda-benda terapung lainnya untuk menggantungkan telur setelah pemijahan.
Ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini antara lain Aphyosemion gardneri.
Kelompok ikan yang meletakkan telur menyusun telur secara teratur dan
bergerombol pada sebuah benda. Sebagai tempat menempelkan telur, wadah
pemijahan biasanya dilengkapi benda berbentuk bidang datar, seperti pipa,
lempengan batu, potongan keramik, ataupun lembaran daun.
C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA)
SRA didesain untuk meminimalisai atau mengurangi ketergantungan terhadap
penggantian air dan pembilasan pada proses budidaya perikanan (McGee dan Cichra,
1988). Selain itu, SRA juga memudahkan untuk pengontrolan kualitas air dan
pemberian nutrisi (Yanong, 2003). Ada lima jenis SRA yang umum digunakan, yaitu
SRA pembesaran, SRA pembenihan, SRA pemeliharaan, SRA penampungan
sementara, SRA display (Yanong, 2003).
SRA pembesaran digunakan untuk melakukan pembesaran (pendederan) ikan
dengan padat tebar yang tinggi. SRA ini memerlukan manajemen yang terpadu
terutama dalam hal kualitas air dan pemberian nutrisi.
SRA pembenihan digunakan untuk memijahkan ikan. Parameter lingkungan,
seperti suhu, photoperiodisme (interval gelap dan terang dalam satu hari), pH,
kesadahan dan konduktifitas perlu dikontrol untuk memicu terjadinya pemijahan.
Selain itu, ukuran, kebiasaan dan prilaku ikan perlu diperhitungkan pada saat memilih
tipe dan ukuran tangki.
SRA pemeliharaan digunakan untuk memelihara ikan dalam jangka waktu
yang cukup lama, seperti untuk pemeliharaan dan pematangan gonad induk. Dalam
SRA ini, ikan yang dipelihara umumnya tidak dalam fase pertumbuhan yang cepat,
sehingga pemberian nutrisi tidak seefektif seperti dalam SRA pembesaran.
biofilter perlu dirancang agar memiliki fleksibilitas yang tinggi dalam hal bentuk dan
kapasitas.
SRA display digunakan untuk menampilkan keindahan ikan, umum digunakan
di akuarium ikan hias. Oleh karena itu, manajemen kualitas air perlu ditekankan
kepada pengontrolan partikulat terlarut dan kejernihan air.
Setiawan et. al. (2004) mengembangkan SRA untuk pendederan benih ikan
patin pada ruangan berpemanas kolektor surya. Komponen SRA tersebut yaitu
akuarium budidaya, tangki sedimentasi/filtrasi, tangki pengkondisi dan sistem
penyaluran air. Skema komponen-komponen tersebut adalah sepeti yang terdapat
pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema SRA yang dikembangkan Setiawanet. al.(2004).
Akuarim budidaya digunakan sebagai tempat pembesaran/pendederan benih
ikan patin. Akuarium ini berbentuk persegi panjang tebuat dari bahan fiberglass
dengan lubang drainase di bagian bawah akuarrium. Dalam SRA tersebut terdapat
enam buah akuarium budidaya.
Tangki pengkondisi berbentuk sama seperti akuarium budidaya. Tangki
pengkondisi digunakan untuk mengkondisikan air (mengatur DO dan suhu) dan untuk
menjaga head aliran suplai air ke akuarium budidaya.
Bak pengkondisi
Bak budidaya Bak
tandon
Tangki filtrasi digunakan untuk menjaga kualitas air. Sistem filtrasi yang
digunakan adalah filtrasi biologi (biofilter) dan filtrasi fisik (sedimentasi dan
penyaringan menggunakan kerikil).
Sistem penyaluran air yang digunakan terdiri dari pompa, pipa PVC dan
selang plastik. Suplai air diberikan menggunakan pipa PVC ½”. Drainase dilakukan
dengan menggunakan pipa PVC 1” dan selang plastik.
D. ALIRAN AIR DALAM PIPA
Aliran fluida tak ideal dibedakan menjadi dua jenis yaitu aliran laminer dan
turbulen. Pada aliran laminar, partikel-partikel zat cair bergerak teratur mengikuti
lintasan yang saling sejajar. Sedangkan pada aliran turbulen, gerak partikel-partikel
zat cair tidak teratur. Reynold menunjukkan bahwa aliran laminer dan aliran turbulen
dalam pipa dapat diklasifikasikan dengan suatu bilangan tertentu. Bilangan tersebut
disebut bilangan Reynold dengan rumus sebagai berikut:
Aliran air dalam pipa dapat dianalisis menggunakan Hukum Bernoulli. Hukum
Bernoulli menyatakan bahwa total energi (head) sepanjang garis aliran tidak berubah.
Hukum Bernoulli dapat dituliskan dalam persamaan (1).
2
jenis fluida (M L-3); g = percepatan gravitasi (L T-2).
Persamaan Bernoulli hanya berlaku untuk aliran mantap (steady), densitas
konstan (incompressible fluid), kehilangan head karena gesekan diabaikan dan
Pada kenyataannya, dalam suatu garis aliran dalam pipa, sejumlah energi akan
hilang karena gesekan, sambungan, ataupun perubahan diameter pipa. Dengan
demikian persamaan Bernoulli dapat ditulis menjadi (Sleigh, 2001) :
L
dimana hL = kehilangan head lokal karena belokan atau sambungan (L); hf =
kehilanganheadkarena gesekan (L).
Pada aliran laminer, kehilangan tekanan karena gesekan dapat dihitung secara
teoretis apabila diketahui data kecepatan aliran, sifat-sifat fluida dan dimensi pipa.
Kehilangan tekanan karena gesekan dihitung menggunakan persamaan
Hagen-Poiseuille (Sleigh, 2001):
Apabila persamaan ΔP dinyatakan dalam kehilangan tekanan per berat jenis fluida,
persamaan (4) dapat dirubah menjadi:
2
Pada aliran turbulen, kehilangan head dapat dihitung secara teoretis
menggunakan persamaan Darcy-Weisbach:
dimanafadalah koefisien gesekan.
Nilaifpada aliran laminer dapat dihitung menggunaan persamaan:
Re 16
Pada aliran turbulen pada pipa halus, nilaifpada dapat dihitung menggunakan
Persamaan ini memberikan nilai f yang cukup akurat untuk Re kurang dari 100000
(Sleigh, 2001).
Colebrook dan White telah melakukan eksperimen menggunakan beberapa
pipa komersial dengan berdasarkan persamaan yang diberikan oleh von Karman dan
Prandtl. Eksperimen tersebut menghasilkan persamaan Colebrook-White sebagai
berikut:
dimanaks= koefisien kekasaran efektif pipa. Nilai ks untuk beberapa pipa komersial
terdapat pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilaiksuntuk beberapa bahan pipa komersial
Bahan Pipa ks(mm)
Sumber : Sleigh (2001)
Persamaan (9) dapat diaplikasikan untuk menghitung nilai f pada seluruh
rentang Re dalam aliran turbulen (Sleigh, 2001). Untuk mempermudah perhitungan f,
Moody mengembangkan diagram dan persamaan 10. Persamaan 10 cukup akurat
Untuk Re > 105, perhitungan Re lebih akurat bila dihitung menggunakan persamaan
(11) yang disusun oleh Barr (Sleigh, 2001).
2
Kehilangan head lokal terjadi pada belokan, percabangan, sambungan, katup
atau perubahan diameter pipa. Pada jaringan pipa yang panjang kehilanganheadlokal
dapat diabaikan, tetapi pada jaringan pipa yang pendek kehilangan head lokal jauh
lebih besar jika dibandingkan dengan kehilangan head akibat gesekan. Secara umum
kehilangan head lokal dinyatakan sebagai berikut:
g
III. METODOLOGI
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di labolatorium Wageningen, Departemen Teknik
Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian
dilaksanakan mulai bulan Juli 2006 sampai bulan September 2006.
B. BAHAN DAN ALAT
Bahan yang digunakan dalam pembuatan prototipe sistem resirkulasi adalah
sebagai berikut:
1. Bak fiber berdiameter 40 cm dan 80 cm
2. Pipa PVC 1” dan ½” 3. Selang plastik 1.5”
4. Pompa submersibel (hmaksimum 3.5 m;Qmaksimum 4000 l/jam; daya 83 W)
5. Besi siku 30 x 30 x 3 mm dan 50 x 50 x 5 mm
6. Zeolit
7. Plat alumunium tebal 2 mm
8. Plat strip alumunium 20 x 2 mm dan 20 x 1 mm
9. Kasa kawat
10. Katup ½”
11. Sambungan-sambungan pipa PVC 1” dan ½”, yaitu knee, tee, sok drat luar, dop
ulir, reducer 1½” ke ½”dan katup ½” 12.Klem selang 1” dan 2”
13. Karet dudukan besi siku 30x30 dan 50x50.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Satu unit komputer lengkap dengan software aplikasi wordprocessing,
spreadsheetdan CAD
5. Stopwatch dan mistar
6. Peralatan bengkel lainnya seperti obeng, kunsi pas, ragum dan amplas.
C. TAHAPAN PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini mengacu pada metode
perancangan teknik yang diusulkan Harsokoeseoemo (1999). Tahapan penelitian
yang digunakan adalah seperti yang terdapat pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram alir tahapan penelitian.
Tahapan identifikasi permasalahan dilakukan untuk menganalisis kriteria
perancangan. Kriteria perancangan disusun berdasarkan aspek-aspek sebagai berikut:
- Reabilitas
Hasil perancangan dapat dibuat dengan mudah dan menggunakan bahan-bahan
yang umum terdapat di pasaran.
Mulai
Identifikasi permasalahan
Perancangan Konsep Produk
Pembuatan Prototipe
Pembuatan Gambar dan Dokumentasi Produk
Evaluasi Prototipe Modifikasi
- Fungsionalitas
Hasil perancangan mampu memenuhi fungsi untuk mendukung proses
pembenihan ikan hias air tawar, terutama dalam hal penghematan air dan
pengendalian kualitas air.
- Ergonomitas
Hasil perancangan dapat memudahkan proses operasional pembenihan dan
perawatan produk.
- Fleksibilitas
Hasil perancangan dapat digunakan untuk pembenihan beberapa jenis ikan hias
tertentu dan dapat dengan mudah mengakomodir perubahan-perubahan tertentu
untuk mendukung kegiatan pembenihan.
Kriteria perancangan tersebut kemudian digunakan untuk menentukan spesifikasi
produk yang diinginkan.
Spesifikasi produk yang telah ditentukan kemudian digunakan sebagai patokan
dalam perancangan konsep produk. Bentuk, dimensi dan susunan produk dirancang
sehingga memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan. Hasil perancangan kemudian
direalisasikan dalam bentuk prototipe.
Prototipe yang telah dibuat kemudian dievaluasi kesesuaiannya dengan
spesifikasi produk yang diinginkan. Ketidaksesuaian rancangan dianalisis untuk
mencari ide perbaikan rancangan produk. Modifikasi kemudian dilakukan
berdasarkan ide perbaikan tersebut. Prototipe yang telah sesuai dengan spesifikasi
lalu dianalisis kinerjanya. Analisis yang dilakukan meliputi pengujian kinerja pompa,
analisis hidrolis dan pola operasional produk.
Hasil rancangan yang telah terbentuk kemudian didokumentasikan.
Dokumentasi hasil rancangan yang disajikan adalah gambar rancangan, data
spesifikasi teknik aktual, daftar kebutuhan material dan anjuran pola operasional
D. METODE EVALUASI PROTOTIPE
a. Pengukuran Debit dan Tinggi
Pengukuran debit air menggunakan metode volumetrik menggunakan gelas
ukur 1000 ml dan 45 ml. Waktu yang diperlukan untuk mengisi gelas ukur diukur
kemudian dimasukkan ke dalam persamaan (13) untuk menentukan debit aliran.
Pengukuran waktu dilakukan dengan tiga kali pengulangan.
t V
Q gelas ...(13)
dimana Q = debit aliran (L3 T-1); Vgelas = volume gelas ukur (L3); t = waktu yang
dibutuhkan untuk mengisi gelas ukur (T)
Pengukuran tinggi dilakukan dengan menggunakan mistar. Pengukuran tinggi
muka air dalam bak diukur relatif terhadap dasar bak. Data tinggi tersebut kemudian
ditambahkan dengan data tinggi dudukan untuk mencari tinggi muka air relatif
terhadap datum (lantai ruangan).
b. Analisis Hidrolis
Analisis hidrolis dilakukan untuk menentukan persamaan hidrolis sistem
resirkulasi. Analisis dilakukan terhadap sub-sistem penyaluran air pada kondisi
steady menggunakan prinsip hukum kekekalan massa dan persamaan Bernoulli.
Faktor kehilangan head total dianalisis dengan mengasumsikan bahwa pengaruh
perubahan nilai hf terhadap perubahan nilai kehilangan head total sangat kecil bila
dibandingkan dengan pengaruh perubahan nilai hL, sehingga perubahan nilai hf
diabaikan.
Sub-sistem penyaluran air pada SRA terdiri dari lima komponen, yaitu
1. Penyaluran bak pengkondisi ke bak budidaya
2. Penyaluran bak kondisi ke bak filtrasi
3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon
4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi
5. Penyaluran overflow bak pengkondisi
Gambar 3. Skema sub-sistem penyaluran.
Persamaan hidrolis untuk masing-masing komponen adalah sebagai berikut:
1. Penyaluran bak pengkondisi ke bak budidaya (sub-sistem penyaluran 1)
2. Penyaluran bak budidaya ke bak filtrasi (sub-sistem penyaluran 2)
3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon (sub-sistem penyaluran 3)
g
4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 4)
5. Penyaluran overflow bak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 5)
6. Kekekalan massa dalam sub-sistem resirkulasi
Q1=Q2=Q3...(19)
Q4=Q5+Q1...(20)
dimana:z1= tinggi air di bak pengkondisi (m)
z2= tinggi outlet suplay air bak budidaya (m)
z3= tinggi permukaan air di bak budidaya (m)
z4= tinggi outlet drainase bak budi daya (m)
z5= tinggi air di bak filtrasi (m)
z6= tinggi air di bak tandon (m)
z7= tinggi outlet pompa (m)
z8= tinggi outlet pipa overflow (m)
hpompa= pertambahan head yang dihasilkan oleh pompa (m)
k1=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 1
k2=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 2
k3=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 3
k4=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 4
k5=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 5
v1=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 1 (m/s)
v2=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 2 (m/s)
v3=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 3 (m/s)
v4=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 4 (m/s)
v5=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 5 (m/s)
Q1=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 1 (m3/s)
Q2=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 2 (m3/s)
Q3=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 3 (m3/s)
Q4=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 4 (m3/s)
Q5=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 5 (m3/s)
Dataz1,z3,z5,z6,Q1, Q2,Q3, Q4,danQ5diambil pada saat aliran air SRA dalam
keaadan stabil. Nilai koefisien kehilangan head sub-sistem penyaluran 1, 2, 3 dan 5
tersebut. Nilai koefisien kehilangan head sub-sistem penyaluran 4 dihitung
menggunakan persamaan 1, 8, 11, 12, 17, 19 dan 20.
c. Analisis Keseragaman
Keseragaman debit dianalisis menggunakan persamaan:
%
dimana n= jumlah bak budidaya; Qi = debit bak budidaya ke-i; Q = rata-rata debit
seluruh bak budidaya.
d. Efisiensi pompa
Efisiensi pompa dinyatakan sebagai perbandingan antara daya kerja aktual dan
daya kerja ideal pompa. Efisiensi ( ) dihitung menggunakan persamaan 22.
%
dimana = massa jenis air (kg/m3); Q4 = debit aliran air pompa (debit aliran air
pada sub-sistem pengaliran 4, m3/s); g = percepatan gravitasi (m/s2);
hpompa= pertambahan head yang dihasilkan oleh pompa (m).
e. Analisis Pola Operasional SRA
e.1. Pengisian Air
Dalam SRA, terjadi kesetimbangan massa pada setiap
sub-sistem-sub-sistemnya. Volume air dalam SRA dapat dianggap tetap. Pada saat mulai beroperasi,
pengisian air dilakukan sampai volume air pada masing-masing bak terpenuhi.
Pengisian air dilakukan dengan mengoperasikan pompa sampai muka air di bak filter
(h5) mencapai tinggi tertentu. Volume air yang diisikan sebaiknya tidak berlebih
sehingga pada saat pasokan listrik terputus tidak ada air yang terbuang. Hal tersebut
Dengan demikian:
dimana ∆h6 = perubahan tinggi muka air bak tandon (cm); ∆h5 = perubahan tinggi
muka air bak filter (cm); Ab= luas permukaan bak tandon, pengkondisi, atau filtrasi
(cm2);f = nisbah void material filter;Af= luas permukaan filter (cm2);h1= tinggi
muka air bak pengkondisi (cm);ppt= tinggi pipa penjaga tinggi air bak pengkondisi
(cm); Ak = luas permukaan bak budidaya (cm2); z3 = tinggi outlet drainase bak
budidaya dari lantai (cm); z4= tinggi muka air bak budidaya dari lantai (cm). Nilai
rekomendasi batas tinggi muka air bak filter pada saat pengisian air ke SRA adalah:
5 5
5 h h
h o ...(24)
Nilai f diukur menggunakan bejana berkapasitas 8 l. Material filter diisikan
dalam bejana sampai mencapai volume 8 l. Sejumlah air (V,liter) kemudian diisikan
sampai permukaan air mencapai batas 8 l. Nilaif dirumuskan sebagai:
8 V f
...(25)
e.2. Bukaan Katup
Analisis bukaan katup dilakukan untuk menentukan rekomendasi persentase
bukaan katup SRA. Bukaan stopkran yang terlalu besar dapat menyebabkan air
meluap sampai overflow bak budidaya dan bukaan katup yang terlalu kecil dapat
menyebabkan suplai air ke bak budi daya terlalu kecil. Analisis dilakukan dengan
mengambil data z3dan Q1pada persentase bukaan katup tertentu pada saat aliran air
IV. PENDEKATAN RANCANGAN
A. IDENTIFIKASI PERMASALAHAN
SRA direncanakan akan digunakan untuk pembenihan ikan hias air tawar
berukuran kecil, seperti Guppy, Black Molly, Sumatera dan lain sebagainya. Ikan
hias tersebut umumnya memiliki pola perkembangbiakan beranak atau bertelur
(menempelkan telur). Kondisi lingkungan yang dibutuhkan oleh satu jenis ikan dapat
berbeda dengan kondisi yang diperlukan ikan lainnya. Oleh karena itu, SRA
dirancang agar dapat mengakomodir variasi kebutuhan kondisi lingkungan tersebut
sehingga SRA dapat digunakan untuk berbagai jenis ikan hias. Beberapa parameter
kondisi lingkungan pemijahan yang biasanya berbeda diantaranya:
- kondisi pencahayaan
- suhu air
- pH dan kesadahan
- kebutuhan komponen tembahan, seperti tanaman air, kasa pemisah induk dan
anakan dan tempat berlindung induk.
Kondisi air yang diperlukan umumnya sedikit basa dengan kesadahan sedang.
Jenis ikan kelompok Tetra membutuhkan kondisi air yang sedikit asam dengan
kesadahan lunak. Beberapa jenis ikan hias, seperti Neon Tetra, memerlukan kondisi
wadah budidaya yang gelap untuk memijah.
Selain faktor lingkungan pembenihan, faktor operasional pembenihan juga
mempengaruhi kinerja dari SRA. Kemudahan pelaksanaan pada saat pemberian
pakan, pencegahan dan pengobatan penyakit serta pengawasan benih sangat
dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran wadah yang digunakan dalam pembenihan.
Wadah yang kecil akan lebih mempermudah pelaksanaan pembenihan dibandingkan
wadah yang besar.
Verdasarkan hal-hal tersebut, kriteria perancangan yang digunakan dalam
perancangan SRA ini adalah:
mengakomodir penambahan komponen tambahan, seperti tanaman air, sebagai
tempat berlindung ikan ataupun sebagai tempat meletakkan atau menempelkan
telur.
- Kondisi air dalam SRA terjaga, baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Debit
air yang masuk ke dalam bak budidaya cukup besar untuk menjaga agar air
berada dalam kondisi yang sesuai dengan kondisi air yang diperlukan ikan.
- Ukuran bak yang digunakan memudahkan dalam perawatan, pengontrolan dan
pengaturan lingkungan air ikan. Bak cukup besar sehingga ikan dapat ditebar
dengan kepadatan yang sesuai. Selain itu, bak cukup kecil sehingga memudahkan
proses pengontrolan dan pengaturan kondisi lingkungan ikan.
- SRA dapat dengan mudah dibuat menggunakan bahan yang terdapat secara umum
di pasaran.
- Kehilangan dan penggantian air dalam SRA sangat kecil.
- SRA memudahkan kegiatan operasional pembenihan.
- Komponen penyususun SRA dapat dengan mudah diganti apabila terjadi
kerusakan
B. PERANCANGAN KONSEP PRODUK
a. Rancangan Komponen SRA
Rancangan komponen SRA untuk pembenihan ikan hias ini mengacu pada
rancangan yang dibuat oleh Setiawan et. al. (2004). SRA terbagi menjadi 3
sub-sistem, yaitu sub-sistem pengkondisian, sub-sistem budidaya dan sub-sistem
Gambar 4. Skema rancangan SRA.
1. Sub-sistem pengkondisian
Sub-sistem pengkondisisan merupakan tempat pengkondisian kembali air
setelah melewati bak budidaya. Komponen utama sub-sistem ini adalah bak
filtrasi, bak tandon dan bak pengkondisian. Bak filtrasi adalah tempat terjadinya
pemisahan bahan polutan dari air. Proses filtrasi yang dilakukan adalah melalui
proses fisik (pengendapan dan penyaringan), kimia (pertukaran kation) dan
biologi (tanaman hias dan bakteri pengurai nitrogen). Bak tandon digunakan
untuk menampung cadangan dan kelebihan air dari bak-bak lainnya. Bak
pengkondisian digunakan untuk menjaga kestabilan debit yang mengalir ke bak
budidaya. Selain itu, bak pengkondisi juga berfungsi sebagai tempat pengaturan
komponen parameter air, diantaranya adalah penambahan DO, pengaturan suhu
dan lain sebagainya. Konsep rancangan penyusun sub-sistem ini adalah sebagai
berikut.
Bak filter, tandon dan pengkondisi digunakan untuk menampung air pada
dirancang sama. Gambar skema konsep rancangan bak tersebut terdapat pada
Gambar 5.
Gambar 5. Skema konsep rancangan bak pengkondisi, tandon dan filtrasi
(satuan cm).
Bak filter digunakan sebagai wadah yang tampungan air agar proses filtrasi
oleh filter dapat berlangsung. Proses filtrasi dilakukan secara fisik, kimia dan
biologis oleh material filter. Material filter yang dipilih pada rancangan ini adalah
zeolit. Zeolit mampu menyerap senyawa nitrogen hasil metabolisme ikan melalui
proses penukaran kation. Kemampuan zeolit lebih baik bila dibandingkan dengan
kemampuan filter biologis dengan media arang aktif (Emadi et. al., 2001). Filtrasi
biologi dilakukan oleh tanaman yang ditanam di atas zeolit dan bakteri pengurai
nitrogen yang akan tumbuh pada permukaan zeolit pada saat kapasitas tukar
kation zeolit mulai menurun. Proses filtrasi fisik dilakukan melalui mekanisme
dan sedimentasi. Zeolit bertindak sebagai filter fisik dengan menyaring padatan
yang terbawa aliran air di sela-sela bongkahan zeolit. Proses sedimentasi terjadi
pada ketiga bak dalam sub-sistem pengkondisian.
Agar bongkahan zeolit tidak berhamburan di bak filtrasi, zeolit ditempatkan
dalam rangka filter. Selain itu, rangka filter juga menjaga agar zeolit tidak masuk
ke pipa sub-sistem penyaluran 3. Karena rangka ditempatkan dalam air, rangka
dibuat dengan bahan yang tidak korosif. Untuk memperkokoh filter, pipa PVC
Bak tandon bersama dengan bak filter berfungsi sebagai tempat
penampungan air berlebih, terutama saat pompa tidak beroperasi. Bak filter
diletakkan sejajar atau lebih tinggi dibandingkan bak tandon. Untuk menghemat
ruangan, bak tandon diletakkan di bawah bak filter dalam satu dudukan.
Bak pengkondisi digunakan untuk menjaga kestabilan debit aliran. Oleh
karena itu, bak pengkondisi didesain lebih tinggi dari bak-bak lainnya dan tinggi
air di bak pengkondisi dijaga agar tetap stabil. Tinggi air dijaga dengan mengatur
agar debit pompa selalu lebih besar dari debit suplai air ke bak-bak budidaya.
Kelebihan debit dibuang melalui pipa overflow. Untuk menciptakan mekanisme
sedimentasi dan agar air sedikit yang terbuang ketika pompa tidak beroperasi,
pada lubang saluran suplai air dipasang pipa penjaga muka tinggi air. Skema
rancangan pipa tersebut terdapat pada Gambar 6.
Gambar 6. Pipa penjaga tinggi muka air bak pengkondisi (satuan cm).
Berdasarkan hal-hal tersebut, konsep rancangan komponen pada sub-sistem
Tabel 2. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem pengkondisian
No Komponen Fungsi Bahan dan Spesifikasi
1 Bak filter Menampung air agar
proses filtrasi terjadi dan
menampung kelebihan
air
Bak fiber (tinggi 60 cm;
diameter 80 cm; 2overflow
½”; outlet reducer 4”x1 ½”)
2 Bak tandon Menampung kelebihan
air dan tempat terjadinya
sedimentasi
Bak fiber (tinggi 60 cm;
diameter 80 cm; 2 overflow
½” ; outlet reducer 4”x1 ½”)
3 Rangka
filter
Tempat diletakkannya
material filter
Alumunium dan kasa kawat
stainless
Bak fiber (tinggi 60 cm;
diameter 80 cm; 2 overflow
½” ; outlet reducer 4”x1 ½”)
5 Pipa
penjaga
tinggi air
Menjaga tinggi air dan
memungkinkan
terjadinya sedimentasi di
bak pengkondisi
Pipa PVC 4” panjang 40 cm
No Komponen Fungsi Bahan dan Spesifikasi
6 Dudukan
bak filter
Tempat meletakkan bak
filter
Besi siku 50x50x 3 mm;
sambungan baud (diameter 12
mm)
Besi siku 50x50x 3 mm;
sambungan baud (diameter 12
2. Sub-sistem budidaya
Sub-sistem budidaya merupakan wadah tempat pembenihan dilakukan.
Kondisi air dalam subsistem ini harus dijaga sehingga sesuai dengan kondisi air
yang dibutuhkan oleh ikan. Penambahan bahan polutan ke dalam air terjadi dalam
sub-sistem ini. Sirkulasi air yang terjadi harus dapat mengencerkan polutan
tersebut sehingga konsentrasinya tidak melampaui batas konsentrasi yang
diizinkan.
Bak budidaya didesain lebih kecil dari bak-bak dalam sistem
pengkondisian. Oleh karena pembenihan yang akan dilakukan di dalam SRA ini
adalah pembenihan ikan hias kecil, maka wadah pembenihan didesain tidak
terlalu besar sehingga memudahkan proses perawatan, pengontrolan dan
pengaturan lingkungannya. Warna bak budidaya didesain transparan sehingga
pencahayaan dalam bak dapat dengan mudah diatur dengan menyelimuti bak
menggunakan karton ataupun kertas karbon. Skema rancangan bak budidaya
terdapat pada Gambar 7.
Gambar 7. Skema konsep rancangan bak budidaya (satuan cm).
Bak budidaya diletakkan memanjang dua blok. Masing-masing blok berisi
enam bak. Dengan demikian, panjang dudukan dirancang sekitar 3 m. Dudukan
bak budidaya didesain menggunakan besi siku 30x30x3 mm.
Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya terdapat pada
Tabel 3. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya
No Komponen Fungsi Bahan dan Spesifikasi
1 Bak
budidaya
Wadah pembenihan Bak fiber (tinggi 40 cm;
diameter 30 cm; 2overflow
½” ; outlet reducer 3”x1”)
Besi siku 30x30x3 mm;
sambungan baut 12 mm
3. Sub-sistem penyaluran
Sub-sistem penyaluran terdiri dari pipa dan selang yang menghubungkan
sub-sistem budidaya dan pengkondisian. Debit dan tinggi muka air pada saat
operasional SRA diatur pada sub-sistem ini. Sub-sistem pengkondisian terdiri dari
5 komponen yaitu:
1. Penyaluran bak pengkondisi ke bak budidaya (sub-sistem penyaluran 1)
2. Penyaluran bak kondisi ke bak filtrasi (sub-sistem penyaluran 2)
3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon (sub-sistem penyaluran 3)
4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 4)
5. Penyaluranoverflowbak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 5)
Pemberian suplai air ke bak budidaya dilakukan melalui sub-sistem
penyaluran 1.Distribusi antar bak dilakukan menggunakan pipa PVC ½” melalui
overflowsetiap bak budidaya. Pengaturan debit air dilakukan menggunakan katup
(globe valve). Untuk kemudahan pemasangan, inlet pipa distribusi antar bak
dihubungkan dengan outlet bak pengkondisi menggunakan selang plastik 1”. Drainase dilakukan melalui sub-sistem penyaluran 2 menggunakan jaringan
pipa PVC 1”. Untuk kemudahan pemasangan, jaringan pipa tersebut dihubungkan
dengan outlet setiap bak budidaya menggunakan selang plastik 1 ¼”.
Sub-sistem penyaluran 3 menghubungkan bak filtrasi dengan bak tandon.
Oleh karena outlet bak filtrasi dan tandon berukuran 1 ½”, sub-sistem penyaluran
Penyaluran air ke bak pengkondisi dari bak tandon dilakukan menggunakan
pompa. Penyaluran dilakukan menggunakan selang plastik 1” untuk kemudahan pemasangan.
Jaringan perpipaan dipasang tanpa menggunakan lem untuk mempermudah
penggantian pipa bila terjadi kerusakan. Untuk mengatasi kebocoran pada
sambungan, bagian ujung pipa yang akan disambung dilapisi dengan selotape
pipa.
b. Rancangan Tinggi Peletakan Bak
Tinggi peletakan setiap komponen dalam SRA mempengaruhi kinerja
penyaluran air. Perencanaan tinggi peletakan setiap komponen harus
memperhitungkan tinggi ideal, kemudahan operasional dan kondisi lapang. Dudukan
didesain setinggi tinggi peletakan dasar bak setiap komponen.
Idealnya, bak pengkondisi diletakkan setinggi mungkin. Walupun demikian,
ruangan tempat meletakkan ruang resirkulasi umumnya hanya setinggi 3 m. Tinggi
bak pengkondisi adalah 60 cm. Oleh karena itu, bak pengkondisi didesain diletakkan
setinggi 2 m dari lantai.
Letak bak tandon dan bak filtrasi didesain serendah mungkin. Untuk
kemudahan pemasangan, bak tandon dan bak filtrasi diletakkan pada tinggi 30 cm
dari lantai.
Tinggi peletakan bak budidaya didesain menyesuaikan dengan tinggi letak bak
filtrasi. Tinggi bak filtrasi adalah 60 cm. Dasar bak diletakkan 30 cm dari lantai,
Dengan demikian, tinggi bagian atas bak dari lantai adalah 90 cm. Outlet drainase
bak budidaya diletakkan pada bagian atas bak. Agar bak tetap terisi walaupun aliran
air dari bak pengkondisi terhenti, bak budidaya didesain diletakkan lebih rendah dari
outlet drainase. Akan tetapi, untuk menghindari meluapnya air sampaioverflowpada
saat pengoperasian, tinggioverflowbak bududaya didesain lebih tinggi sekitar 15 cm
dari outlet drainase. Dengan demikian, tinggi peletakan dasar bak budidaya dari
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PEMBUATAN PROTOTIPE
Pembuatan prototipe mengacu pada hasil perancangan konsep produk. Bagian
yang pertama kali dibentuk adalah dudukan bak budidaya, filter, tandon dan
pengkondisi. Bak-bak kemudian disusun di atas dudukan untuk memperkirakan
panjang pipa dan selang yang diperlukan.
Prototipe yang telah dibuat cenderung memiliki dimensi yang berbeda dengan
konsep rancangan. Hal ini disebabkan keterbatasan sifat bahan yang tersedia di
pasaran, keterampilan pembuat dan keterbatasan fungsi peralatan. Umumnya,
perbedaan ini tidak terlalu mempengaruhi kinerja SRA.
Selang penghubung outlet bak dan pipa drainase tidak dapat dipasang tegak
lurus. Pemasangan yang tegak lurus akan menyebabkan selang melipat sehingga
menghambat penyaluran air. Untuk mengatasi hal ini, pipa drainase dipasang
menyesuaikan dengan bentuk selang sehingga tee penghubung jaringan pipa drainase
dan selang dipasang agak miring.
Pada beberapa bak budidaya, bagian overflow yang digunakan sebagai inlet
suplai air tidak sepenuhnya datar, seperti pada Gambar 8. Hal ini menyebabkan
berkurang ataupun bertambahnya debit suplai air ke bak. Oleh karena debit aliran
tidak terlalu besar dan jaringan distribusi air antar bak cukup kecil, penyimpangan ini
menyebabkan keseragaman debit yang kecil.
B. EVALUASI PROTOTIPE
a. Analisis Hidrolis
Koefisien hidrolis sub-sistem penyaluran 1 sangat dipengaruhi oleh bukaan
katup. Data z1 dan Q1 diambil pada 2 kondisi bukaan katup, yaitu bukaan 70% dan
60%. Bukaan katup lebih besar dari 70% tidak dianalisis karena menyebabkan air
melimpas melalui overflow bak budidaya. Bukaan katup kurang dari 60% tidak
dianalisis karena menyebabkan salah satu bak budidaya tidak menerima suplay air
(Q= 0 l/s). Hasil analisis data terdapat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 1
Bukaan (%) Q1(m3/s) z1- z2(m) A(m2) k1
70 0,00020 150,30 0,0015 1728,7
60 0,00019 150,70 0,0015 2407,7
Pengambilan data untuk menghitung nilai koefisisen sub-sistem penyaluran 2,
3 dan 5 dilakukan pada dua kondisi debit yang berbeda. Hasil analisis data
perhitungan k sub-sistem penyaluran 2 terdapat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 2
Ulangan Q2(m3/s) z3–z4(m) A(m2) k2
1 0,00020 0,11 0,0061 1976,9
2 0,00019 0,08 0,0061 2149,3
Rata-rata 2063.1
Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3 terdapat pada
Tabel 6.
Tabel 6. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3
Ulangan Q3(m3/s) z5–z6(m) A(m2) k3
1 0,00020 0,03 0,0023 63,7
2 0,00019 0,02 0,0023 81,7
kehilangan head dihitung menggunakan persamaan 6. Dengan menyetarakan
persamaan 6 dan persamaan 12 maka nilai koefisien kehilanganheadadalah:
d fL
k 4 ...(26)
Pengukuran debit aliran pompa dilakukan dua kali, data yang didapat dan
bilangan Reynold aliran adalah seperti yang terdapat pada Tabel 7. Pada perhitungan
tersebut, nilai ks selang plastik adalah 0.00003 m dan suhu air diasumsikan sebesar
27oC (massa jenis = 996.64 kg/m3; viskositas dinamis = 8.468x10-4kg/m s).
Tabel 7. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 4
Ulangan Q4(m3/s) z6(m) Re
1 0,00034 66.7 20371,9
2 0,00038 72.3 22768,6
Re aliran air pada kedua ulangan tersebut menunjukkan aliran berada pada
kondisi turbulen. Nilai f dihitung menggunakan persamaan 8, 10 dan diagram
Moody. Dengan demikian nilaik4adalah seperti pada Tabel 8.
Tabel 8. Nilaiksub-sistem penyaluran 4
f
0,0066 0,0070 0,0067 2.4
2 22768,6 0,0062
0,0064 0,0068 0,0065 2.3
Rata-rata 2.3
Tabel 9. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 5
Ulangan Q5(m3/s) z1–z8(m) A(m2) k5
1 0,00014 1,10 0,0003 99.1
2 0,00021 1,65 0,0003 45,9
Rata-rata 72.5
Berdasarkan data tersebut, asumsi bahwa pengaruh perubahan nilai hfterhadap
pengaruh perubahan nilai hL terbukti dapat diterima. Sub-sistem penyaluran 4 yang
tidak memiliki komponen belokan ataupun sambungan hanya memiliki nilai
kehilangan head sebesar 2.3 jauh lebih kecil dibandingkan koefisien kehilangan head
sub-sistem penyaluran lainnya yang memiliki banyak belokan, sambungan dan
komponen penyebab kehilangan head lokal. Dengan demikian, nilai koefisien
kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran hasil analisis diatas dapat
disimpulkan pada Tabel 10.
Tabel 10. Koefisien kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran.
Sub-sistem penyaluran k
Bukaan katup 70% 1728.7 1
Bukaan katup 60% 2407.7
2 2063,1
3 72,7
4 2,3
5 48,0
Berdasarkan data debit pada Tabel 4, 7 dan 9, terlihat bahwa debit yang
dimanfaatkan untuk mensuplai air ke sub-sistem budidaya hanya 58% pada bukaan
katup 70% dan 44% pada bukaan katup 60%. Sisa kelebihan debit dikembalikan ke
bak tandon melalui sub-sistem penyaluran 5. Kelebihan potensi debit yang cukup
besar ini dapat sebenarnya dimanfaatkan dengan menambah unit bak budidaya. Debit
sub-sistem penyaluran 5 yang terjadi kurang lebih sama dengan debit suplai air ke
bak budidaya, dengan demikian, jumlah bak budidaya dapat ditambahkan sebanyak
bak budidaya yang ada pada SRA ini, sebanyak 12 unit dengan konfigurasi sama. Hal
ini memerlukan pengkajian lebih lanjut terutama mengenai kemungkinan
pengurangan debit suplai air ke sub-sistem budidaya karena penambahan bak.
b. Efisiensi Pompa
dengan tinggi angkat maksimal 3.5 m, debit maksimal 4000 l/jam dan daya 83 W.
Perhitungan efisiensi pompa terdapat pada Tabel 11.
Tabel 11. Perhitungan efisiensi pompa
Ulangan Q4 (m3/s) z6-z7(m) k4 hL(m) hpompa(m) (%)
1 0,00034 1,643 2.3 0,014 1,953 7.8
2 0,00038 1,647 2.3 0,017 1,902 8.4
Rata-rata 8.2
Efisiensi pompa menunjukkan bahwa pompa bekerja dalam kondisi yang tidak
efisien. Hanya 8.2% dari keseluruhan energi yang dipasok digunakan untuk
mengalirkan air ke bak pengkondisi. Untuk penghematan energi, pompa sebaiknya
diganti dengan pompa yang memiliki kinerja yang lebih baik.
c. Analisis Keseragaman
Analisis keseragaman debit dilakukan pada dua kondisi bukaan katup yang
berbeda, yaitu bukaan 70% dan 60%. Hasil analisis data terdapat padaTabel 12.
Tabel 12. Analisis keseragaman debit
Q(l/s) QQ (l/s) Bak
Budidaya 70% 60% 70% 60%
1 0,012 0,010 0,004 0,004
2 0,008 0,005 0,009 0,009
3 0,010 0,012 0,007 0,002
4 0,017 0,019 0,001 0,005
5 0,014 0,011 0,002 0,003
6 0,010 0,007 0,007 0,007
7 0,017 0,016 0,001 0,002
8 0,026 0,024 0,009 0,010
9 0,017 0,015 0,001 0,001
10 0,020 0,014 0,004 0,000
11 0,025 0,023 0,008 0,009
12 0,022 0,013 0,005 0,001
Jumlah 0,199 0,168 0,057 0,053
Rata-rata 0,017 0,014
Berdasarkan Tabel 12, keseragaman debit yang tercapai sangat kecil. Hal ini
disebabkan kesalahan pada pembuatanoverflowbak budidaya.
d. Analisis Pola Operasional SRA
d.1. Pengisian Air
Pengisian air dilakukan dengan mengoperasikan pompa sehingga pasokan air
cukup diberikan di bak tandon. Batas pengisian air dapat dihitung menggunakan
persamaan 22. Apabila selisih nilai∆h5dan∆h6dianggap tidak terlalu besar sehingga
h5dapat dianggap sama denganh6. Dengan demikian,
)
Berdasarkan hasil pengukuran, nilai f yang didapatkan adalah seperti yang
terdapat pada Tabel 13.
Tabel 13. Perhitungan nilai nisbah void material filter
Ulangan Volume
Apabila tinggi muka air bak pengkondisi saat beroperasi sama dengan tinggi
overflow dan tinggi muka air bak budi daya berada 1 cm di bawah overflow bak
budidaya. Nilaipptsebesar 40 cm dan z3sebesar 92 cm, maka nilaih5adalah sebesar
24 cm. Dengan demikian pengisian sebaiknya dilakukan sampai tinggi muka air di
bak filter adalah 28 cm.
lebih besar dari 70% tidak dianalisis karena menyebabkan air melimpas melalui
overflow bak budidaya. Bukaan katup kurang dari 60% tidak dianalisis karena
menyebabkan salah satu bak budidaya tidak menerima suplai air (Q = 0 l/s). Hasil
analisis data terdapat pada
Tabel 14.
Tabel 14. Hasil analisis data bukaan katup
Bukaan (%) Q(l/s) Qbak rata-rata
(l/s) h2(cm)
70 0,199 0.017 20.7
60 0,186 0.016 18.4
Berdasarkan hasil analisis tersebut, nilai bukaan katup yang direkomendasikan