SKRIPSI
RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS
Oleh : REZA NUGRAHA
F14102050
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
REZA NUGRAHA F14102050
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh : REZA NUGRAHA
F14102050
Dilahirkan pada tanggal 21 Maret 1984 di Bogor
Tanggal lulus : Juni 2006
Menyetujui , Bogor, Juni 2006
Ir. Agus Sutejo, M.Si Dosen Pembimbing
Mengetahui,
Reza Nugraha. F14102050. Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis. Di bawah bimbingan Ir. Agus Sutejo, M.Si. 2006.
RINGKASAN
Sapi perah merupakan ternak yang banyak bermanfaat bagi manusia, antara lain sebagai penghasil susu, daging, kulit serta kotorannya dapat digunakan sebagai pupuk pertanian dan biogas. Dalam usaha untuk meningkatkan kebutuhan gizi masyarakat, salah satu sumber protein yang potensial adalah susu. Cara memerah yang baik dan higienis akan meningkatkan pendapatan peternak sapi perah. Di masa mendatang kebutuhan susu sapi yang lebih higienis harus lebih ditingkatkan. Cara pemerahan oleh para peternak sapi perah di Indonesia masih banyak yang manual menggunakan tangan, walupun sebenarnya sudah ada mesin pemerah susu sapi otomatis. Ini disebabkan karena mahalnya harga mesin pemerah susu sapi otomatis.
Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat alat pemerah susu sapi semi otomatis yang harganya terjangkau oleh para peternak kecil dalam usaha menghasilkan susu yang bersih dan higienis serta menguji unjuk kerja alat hasil rancangan.
Susu adalah cairan yang mengandung lemak, protein, laktosa, berbagai jenis garam, asam sitrat dan beberapa vitamin yang dihasilkan dari ambing seekor sapi perah. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dan susunan susu adalah genetika (sifat keturunan), lama bunting, masa laktasi, masa kering, besarnya sapi, birahi, umur, frekuensi pemerahan, selang beranak, makanan dan tata laksana (Sudono, 1983).
Mikroorganisme yang berada dalam susu dapat berasal dari badan sapi, kandang, alat pemerah, proses pemerahan dan debu (Gilmour dan Rowe, 1990). Pada umumnya jumlah bakteri yang ada dalam susu sapi yang sehat sangat sedikit. Apabila penanganan setelah proses pemerahan baik, sudah cukup untuk menghambat pertumbuhan bakteri.
Pemerahan sapi perah secara otomatis yaitu dengan menggunakan mesin perah susu sapi otomatis. Prinsip kerja mesin pemerah susu sapi otomatis yaitu dengan pemijatan puting dan penghisapan susu, dua mekanisme tersebut dikerjakan oleh pompa vakum dengan penggerak motor listrik. Dalam mesin pemerah susu sapi otomatis terdapat komponen yang bernama pulsator, berfungsi sebagai pengatur ritme pemijatan dan penghisapan yang dikerjakan per menit.
Pompa vakum adalah sebuah peralatan yang dapat mengeluarkan udara dan gas-gas lain dari suatu ruangan tertutup. Sebagai hasil dari pengeluaran gas ini adalah terbentuknya ruangan yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir lingkungan. Ada beberapa jenis pompa vakum yang dipergunakan secara luas, beberapa diantaranya yaitu Ejector (jet pumps) Liquid Ring Pumps, Dry Vacuum Pumps.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat komputer, alat tulis dan peralatan bengkel yang terdiri dari jangka sorong, penggaris, meteran, las listrik, las argon, mesin bubut, gerinda, kunci pas, kunci ring, tang dan obeng. Bahan penelitian yang digunakan terdiri dari pipa stainless steel, pipa pejal, klem, selang, karet pemerah, pompa vakum, pompa injak, naple selang, plat stainless steel, socket, kuningan cabang tiga.
Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini tersusun dari beberapa bagian. Bagian-bagian utama dari alat perah susu sapi semi otomatis ini adalah : bagian pemerah, karet pemerah, selang, pompa vakum, pompa injak dan wadah penampung susu (ruang vakum).
Tahapan penelitian yang dilakukan adalah : identifikasi masalah, analisis rancangan, pembuatan mekanisme alat pemerah, uji fungsional, perakitan, uji performansi dan modifikasi.
Dari hasil pengujian pemerahan terhadap sapi didapatkan hasil rata-rata setiap kali melakukan pemerahan dengan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis hanya 93.3333 ml. Kapasitas ini sangatlah kecil jika dibandingkan dengan memerah secara manual yang dapat mencapai 1000 ml hingga 8000 ml per sapi per pemerahan dalam selang waktu antara 2 menit hingga 17 menit. Sedangkan hasil pengujian dengan menggunakan pompa vakum bertenaga 0,33hp dan mempunyai laju aliran udara 94 liter/menit, menghasilkan susu sebanyak 1175 ml selama 8 menit 30 detik. Maka untuk lima menit pemerahan pompa ini menghasilkan 691,18 ml.
Dari data yang diperoleh pada saat step test, waktu paling lama adalah 131 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 24,36 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 120 pulsa/menit, sedangkan waktu tercepat adalah 60 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 53,20 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 166 pulsa/detik. Dari data terlihat bahwa semakin cepat irama langkah yang dilakukan, maka konsumsi tenaga yang terpakai semakin banyak dan denyut jantung semakin cepat.
Perhitungan tenaga menggunakan rumus y = 0,5321x – 42,336. Pada saat melakukan pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis, konsumsi tenaga terendah terjadi pada awal pemerahan yaitu bernilai 19,919 kal/detik dan konsumsi tenaga tertinggi sebesar 32,158 kal/detik, dengan konsumsi rata-rata tenaga yang terpakai sebesar 26,368 kal/detik. semakin lama melakukan pemerahan konsumsi tenaga per detik semakin besar seiring dengan meningkatnya denyut jantung operator.
Efisiensi alat menggunakan pompa vakum 0,25 hp hanya 3,11 % masih jauh dari sempurna, oleh karena itu perlu dilakukan kajian ulang untuk meningkatkan efisiensi alat. Bila menggunakan pompa vakum 0,33 hp dengan laju aliran udara 94 liter/menit, alat ini mempunyai nilai kapasitas pemerahan selama lima menit adalah 691,18 ml efisiensi alat sebesar 23%.
RIWAYAT HIDUP
Ρεζα Νυγραηα
Penulis adalah putra dari bapak Endang Zenal Arifin dan ibu Deti Heryanti. Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 21 Maret 1984, merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis memulai pendidikan formal di TK Sandhy Putra pada tahun 1988, pada tahun 1990 penulis melanjutkan pendidikan di SD Pengadilan 3, pada tahun 1996 penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 4 Bogor dan pada tahun 1999 penulis melanjutkan studi di SMU Negeri 5 Bogor dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama masa perkuliahan di Institut Pertanian Bogor penulis pernah mengikuti beberapa kegiatan menjadi bagian dalam kepanitiaan, serta mengikuti berbagai pelatihan dan seminar yang pernah diadakan dalam ruang lingkup Institut Pertanian Bogor.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Alloh SWT yang telah senantiasa melimpahkan rahmat, hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis. Penelitian ini merupakan dasar yang digunakan dalam penyusunan skripsi. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini tersusun atas kerjasama dan bimbingan dari orang-orang yang telah membantu penulis. Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Ir. Agus Sutejo, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahannya.
2. Ir. Mad Yamin, M.T. selaku dosen penguji atas segala saran dan masukan terutama dalam pengujian.
3. Sri Usmiati, SPt, MSi. selaku dosen penguji atas segala saran dan masukkan terutama dalam pengujian.
4. Bapak, ibu dan adik tercinta yang telah memberikan doa serta dorongan moral dan material kepada penulis.
5. Ahmad Karim atas bantuan dalam menggambar Auto CAD. 6. Bagdo dan Delli sebagai teman seperguruan.
7. Ika Mustika atas pinjaman bukunya 8. Endah Mawarti atas pinjaman HRM.
9. Sammy atas bantuannya dalam menerjemahkan buku.
10. Teman-teman di Panorama dan Kejora yang telah banyak membantu dan atas kebersamaannya.
11. Team CeuCeu The Explorer.
12. Teman-teman di TEP’ 39 khususnya di Teknik Mesin Pertanian atas dukungan dan kebersamaannya selama ini.
14. Semua pihak yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat ditulis satu per satu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangannya dan masih jauh dari sempurna, hal ini disebabkan karena keterbatasan kemampuan dalam diri penulis. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diperlukan untuk kemajuan penulis. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, Juni 2006
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan... ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. Kimia Susu ... 3
B. Mikroorganisme Dalam Susu ... 4
C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Susu ... 6
D. Cara Pemerahan Manual ... 6
J. Perancangan (Desain) ... 16
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 17
A. Waktu dan Tempat ... 17
B. Bahan dan Alat ... 17
1. Bahan Penelitian ... 17
2. Alat Penelitian ... 17
C. Metode Penelitian ... 18
1. Identifikasi Masalah ... 19
2. Analisis Perancangan ... 22
4. Uji Fungsional ... 24
5. Perakitan (Assembling) ... 24
6. Uji Performansi ... 24
7. Modifikasi ... 25
IV. ANALISIS RANCANGAN ... 26
A. Kriteria Rancangan ... 26
B. Rancangan Fungsional ... 26
C. Rancangan Struktural ... 27
V. HASIL DAN PEMBAHASAN... ... 32
A. Rancang Bangun Alat Pemerah ... 32
B. Proses Perakitan ... 37
C. Modifikasi ... 39
D. Uji Performansi Alat ... 40
E. Beban Kerja ... 43
F. Tingkat Efisiensi Alat ... 48
G. Nilai Ekonomis Alat ... 49
H. Pengaruh Alat Terhadap Sapi ... 50
VI. KESIMPULAN DAN SARAN ... 53
A. Kesimpulan ... 53
B. Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55
SKRIPSI
RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS
Oleh : REZA NUGRAHA
F14102050
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
REZA NUGRAHA F14102050
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh : REZA NUGRAHA
F14102050
Dilahirkan pada tanggal 21 Maret 1984 di Bogor
Tanggal lulus : Juni 2006
Menyetujui , Bogor, Juni 2006
Ir. Agus Sutejo, M.Si Dosen Pembimbing
Mengetahui,
Reza Nugraha. F14102050. Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis. Di bawah bimbingan Ir. Agus Sutejo, M.Si. 2006.
RINGKASAN
Sapi perah merupakan ternak yang banyak bermanfaat bagi manusia, antara lain sebagai penghasil susu, daging, kulit serta kotorannya dapat digunakan sebagai pupuk pertanian dan biogas. Dalam usaha untuk meningkatkan kebutuhan gizi masyarakat, salah satu sumber protein yang potensial adalah susu. Cara memerah yang baik dan higienis akan meningkatkan pendapatan peternak sapi perah. Di masa mendatang kebutuhan susu sapi yang lebih higienis harus lebih ditingkatkan. Cara pemerahan oleh para peternak sapi perah di Indonesia masih banyak yang manual menggunakan tangan, walupun sebenarnya sudah ada mesin pemerah susu sapi otomatis. Ini disebabkan karena mahalnya harga mesin pemerah susu sapi otomatis.
Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat alat pemerah susu sapi semi otomatis yang harganya terjangkau oleh para peternak kecil dalam usaha menghasilkan susu yang bersih dan higienis serta menguji unjuk kerja alat hasil rancangan.
Susu adalah cairan yang mengandung lemak, protein, laktosa, berbagai jenis garam, asam sitrat dan beberapa vitamin yang dihasilkan dari ambing seekor sapi perah. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dan susunan susu adalah genetika (sifat keturunan), lama bunting, masa laktasi, masa kering, besarnya sapi, birahi, umur, frekuensi pemerahan, selang beranak, makanan dan tata laksana (Sudono, 1983).
Mikroorganisme yang berada dalam susu dapat berasal dari badan sapi, kandang, alat pemerah, proses pemerahan dan debu (Gilmour dan Rowe, 1990). Pada umumnya jumlah bakteri yang ada dalam susu sapi yang sehat sangat sedikit. Apabila penanganan setelah proses pemerahan baik, sudah cukup untuk menghambat pertumbuhan bakteri.
Pemerahan sapi perah secara otomatis yaitu dengan menggunakan mesin perah susu sapi otomatis. Prinsip kerja mesin pemerah susu sapi otomatis yaitu dengan pemijatan puting dan penghisapan susu, dua mekanisme tersebut dikerjakan oleh pompa vakum dengan penggerak motor listrik. Dalam mesin pemerah susu sapi otomatis terdapat komponen yang bernama pulsator, berfungsi sebagai pengatur ritme pemijatan dan penghisapan yang dikerjakan per menit.
Pompa vakum adalah sebuah peralatan yang dapat mengeluarkan udara dan gas-gas lain dari suatu ruangan tertutup. Sebagai hasil dari pengeluaran gas ini adalah terbentuknya ruangan yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir lingkungan. Ada beberapa jenis pompa vakum yang dipergunakan secara luas, beberapa diantaranya yaitu Ejector (jet pumps) Liquid Ring Pumps, Dry Vacuum Pumps.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat komputer, alat tulis dan peralatan bengkel yang terdiri dari jangka sorong, penggaris, meteran, las listrik, las argon, mesin bubut, gerinda, kunci pas, kunci ring, tang dan obeng. Bahan penelitian yang digunakan terdiri dari pipa stainless steel, pipa pejal, klem, selang, karet pemerah, pompa vakum, pompa injak, naple selang, plat stainless steel, socket, kuningan cabang tiga.
Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini tersusun dari beberapa bagian. Bagian-bagian utama dari alat perah susu sapi semi otomatis ini adalah : bagian pemerah, karet pemerah, selang, pompa vakum, pompa injak dan wadah penampung susu (ruang vakum).
Tahapan penelitian yang dilakukan adalah : identifikasi masalah, analisis rancangan, pembuatan mekanisme alat pemerah, uji fungsional, perakitan, uji performansi dan modifikasi.
Dari hasil pengujian pemerahan terhadap sapi didapatkan hasil rata-rata setiap kali melakukan pemerahan dengan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis hanya 93.3333 ml. Kapasitas ini sangatlah kecil jika dibandingkan dengan memerah secara manual yang dapat mencapai 1000 ml hingga 8000 ml per sapi per pemerahan dalam selang waktu antara 2 menit hingga 17 menit. Sedangkan hasil pengujian dengan menggunakan pompa vakum bertenaga 0,33hp dan mempunyai laju aliran udara 94 liter/menit, menghasilkan susu sebanyak 1175 ml selama 8 menit 30 detik. Maka untuk lima menit pemerahan pompa ini menghasilkan 691,18 ml.
Dari data yang diperoleh pada saat step test, waktu paling lama adalah 131 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 24,36 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 120 pulsa/menit, sedangkan waktu tercepat adalah 60 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 53,20 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 166 pulsa/detik. Dari data terlihat bahwa semakin cepat irama langkah yang dilakukan, maka konsumsi tenaga yang terpakai semakin banyak dan denyut jantung semakin cepat.
Perhitungan tenaga menggunakan rumus y = 0,5321x – 42,336. Pada saat melakukan pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis, konsumsi tenaga terendah terjadi pada awal pemerahan yaitu bernilai 19,919 kal/detik dan konsumsi tenaga tertinggi sebesar 32,158 kal/detik, dengan konsumsi rata-rata tenaga yang terpakai sebesar 26,368 kal/detik. semakin lama melakukan pemerahan konsumsi tenaga per detik semakin besar seiring dengan meningkatnya denyut jantung operator.
Efisiensi alat menggunakan pompa vakum 0,25 hp hanya 3,11 % masih jauh dari sempurna, oleh karena itu perlu dilakukan kajian ulang untuk meningkatkan efisiensi alat. Bila menggunakan pompa vakum 0,33 hp dengan laju aliran udara 94 liter/menit, alat ini mempunyai nilai kapasitas pemerahan selama lima menit adalah 691,18 ml efisiensi alat sebesar 23%.
RIWAYAT HIDUP
Ρεζα Νυγραηα
Penulis adalah putra dari bapak Endang Zenal Arifin dan ibu Deti Heryanti. Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 21 Maret 1984, merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis memulai pendidikan formal di TK Sandhy Putra pada tahun 1988, pada tahun 1990 penulis melanjutkan pendidikan di SD Pengadilan 3, pada tahun 1996 penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 4 Bogor dan pada tahun 1999 penulis melanjutkan studi di SMU Negeri 5 Bogor dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama masa perkuliahan di Institut Pertanian Bogor penulis pernah mengikuti beberapa kegiatan menjadi bagian dalam kepanitiaan, serta mengikuti berbagai pelatihan dan seminar yang pernah diadakan dalam ruang lingkup Institut Pertanian Bogor.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Alloh SWT yang telah senantiasa melimpahkan rahmat, hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis. Penelitian ini merupakan dasar yang digunakan dalam penyusunan skripsi. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini tersusun atas kerjasama dan bimbingan dari orang-orang yang telah membantu penulis. Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Ir. Agus Sutejo, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahannya.
2. Ir. Mad Yamin, M.T. selaku dosen penguji atas segala saran dan masukan terutama dalam pengujian.
3. Sri Usmiati, SPt, MSi. selaku dosen penguji atas segala saran dan masukkan terutama dalam pengujian.
4. Bapak, ibu dan adik tercinta yang telah memberikan doa serta dorongan moral dan material kepada penulis.
5. Ahmad Karim atas bantuan dalam menggambar Auto CAD. 6. Bagdo dan Delli sebagai teman seperguruan.
7. Ika Mustika atas pinjaman bukunya 8. Endah Mawarti atas pinjaman HRM.
9. Sammy atas bantuannya dalam menerjemahkan buku.
10. Teman-teman di Panorama dan Kejora yang telah banyak membantu dan atas kebersamaannya.
11. Team CeuCeu The Explorer.
12. Teman-teman di TEP’ 39 khususnya di Teknik Mesin Pertanian atas dukungan dan kebersamaannya selama ini.
14. Semua pihak yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat ditulis satu per satu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangannya dan masih jauh dari sempurna, hal ini disebabkan karena keterbatasan kemampuan dalam diri penulis. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diperlukan untuk kemajuan penulis. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, Juni 2006
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan... ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. Kimia Susu ... 3
B. Mikroorganisme Dalam Susu ... 4
C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Susu ... 6
D. Cara Pemerahan Manual ... 6
J. Perancangan (Desain) ... 16
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 17
A. Waktu dan Tempat ... 17
B. Bahan dan Alat ... 17
1. Bahan Penelitian ... 17
2. Alat Penelitian ... 17
C. Metode Penelitian ... 18
1. Identifikasi Masalah ... 19
2. Analisis Perancangan ... 22
4. Uji Fungsional ... 24
5. Perakitan (Assembling) ... 24
6. Uji Performansi ... 24
7. Modifikasi ... 25
IV. ANALISIS RANCANGAN ... 26
A. Kriteria Rancangan ... 26
B. Rancangan Fungsional ... 26
C. Rancangan Struktural ... 27
V. HASIL DAN PEMBAHASAN... ... 32
A. Rancang Bangun Alat Pemerah ... 32
B. Proses Perakitan ... 37
C. Modifikasi ... 39
D. Uji Performansi Alat ... 40
E. Beban Kerja ... 43
F. Tingkat Efisiensi Alat ... 48
G. Nilai Ekonomis Alat ... 49
H. Pengaruh Alat Terhadap Sapi ... 50
VI. KESIMPULAN DAN SARAN ... 53
A. Kesimpulan ... 53
B. Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Cara pemerahan manual ... 8
Gambar 2.2. Sistematika mesin pemerah susu sapi otomatis ... 9
Gambar 2.3. Bagian pemerah ... 9
Gambar 2.4. Berbagai macam tipe karet pemerah ... 10
Gambar 2.5. Diagram alir proses perancangan ... 16
Gambar 3.1. Tahapan penelitian ... 18
Gambar 3.2. Pemerahan secara manual ... 19
Gambar 3.3. Keadaan kandang yang kotor ... 20
Gambar 3.4. Sapi yang sedang duduk di kandang ... 20
Gambar 3.5. Sapi yang sedang dibersihkan ... 21
Gambar 4.1. Bagian pemerah (struktural) ... 28
Gambar 4.2. Karet pemerah (struktural) ... 28
Gambar 4.3. Selang (struktural) ... 29
Gambar 4.4. Pompa injak (struktural) ... 29
Gambar 4.5. Pompa vakum (struktural) ... 30
Gambar 4.6. Wadah penampung susu (struktural) ... 31
Gambar 5.1. Alat pemerah susu sapi semi otomatis ... 32
Gambar 5.2. Bagian pemerah ... 33
Gambar 5.8. Wadah penampung susu ... 37
Gambar 5.9. Bagan perakitan (assembling) alat pemerah susu sapi semi otomatis ... 38
Gambar 5.10. Dua bentuk wadah penampung susu sebelumnya ... 40
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Komposisi kimia susu ... 4 Tabel 2.2. Jenis mikroba utama dalam susu segar ... 5 Tabel 2.3. Tingkat kerja fisik yang diukur berdasarkan tingkat
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data kapasitas susu hasil pemerahan secara manual ... 61 Lampiran 2. Data kapasitas alat pemerah susu sapi semi otomatis. ... 63 Lampiran 3. Daftar alat dan bahan ... 64 Lampiran 4. Spesifikasi pompa vakum yang digunakan ... 65 Lampiran 5. Syarat mutu susu segar berdasarkan SNI 01-3141-1998 ... 66 Lampiran 6. Syarat-syarat mutu susu berdasarkan Surat Keputusan
Direktorat Jendral Peternakan No. 17/1983...67 Lampiran 7. Standar kualitas susu segar berdasarkan Standar Industri
Indonesia (SII) tahun 1995...68 Lampiran 8. Produksi susu di beberapa daerah di Indonesia...69 Lampiran 9. Karakteristik silicon (Si)...70 Lampiran 10. Karakteristik Aluminum (Al)...72 Lampiran 11. Karakteristik Stainless Steel - AISI 302...74 Lampiran 12. Karakteristik Stainless Steel – AISI 304...75 Lampiran 13. Karakteristik Stainless Steel – AISI 316...76 Lampiran 14. Karakteristik Polytetrafluoroethylene filled with Glass
( PTFE 25% GF ) atau Teflon...77 Lampiran 15. Karet pemerah...79 Lampiran 16. Bagian pemerah...80 Lampiran 17. Wadah penampung susu...81 Lampiran 18. Tutup wadah...82 Lampiran 19. Pompa vakum...83 Lampiran 20. Pompa injak...84
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam rangka mempersiapkan diri menghadapi persaingan di pasar global, pengendalian mutu dan keamanan pangan terhadap produk yang dihasilkan harus ditingkatkan. Kemampuan setiap industri pangan untuk menghasilkan produk bermutu, aman dan dapat diterima oleh konsumen telah menjadi suatu tantangan dan sekaligus peluang. Oleh karena itu kegiatan berproduksi yang baik yang diikuti dengan pengendalian mutu dan keamanan di industri pangan, baik skala kecil, menengah dan besar telah menjadi hal penting.
Sapi perah merupakan hewan ternak yang bermanfaat bagi kehidupan
manusia, antara lain sebagai penghasil susu, daging, kulit dan kotorannya
dapat digunakan sebagai pupuk pertanian dan biogas. Peternakan sapi perah
ada yang diusahakan secara besar-besaran dan ada juga yang hanya dipelihara
beberapa ekor saja oleh para peternak sapi perah.
Susu didefinisikan sebagai air susu yang berasl dari ambing hewan sehat yang
tidak ditambahi atau dikurangi suatu apapun. Susu diperoleh dari hasil sekresi
normal kelenjar susu pada hewan sehat secara teratur dan sekaligus. Susu
dikenal sebagai bahan pangan bergizi yang hampir sempurna, karena
mengandung zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhan, yaitu protein
dengan asam-asam amino esensial dalam jumlah cukup dan seimbang.
Dalam usaha untuk memenuhi kebutuhan gizi masyarakat, salah satu sumber
gizi yang potensial adalah susu. Susu sapi diperoleh dari hasil produksi sapi
perah yang umumnya sudah tidak asing lagi bagi masyarakat. Konsumennya
tidak hanya terbatas di kota-kota besar, melainkan sudah meluas sampai ke
sebesar 5 kg/kapita/tahun. Dibandingkan dengan negara-negara ASEAN
lainnya yang konsumsi susunya lebih dari 20 kg/kapita/tahun.
Produksi susu lebih banyak dipengaruhi oleh keadaan lingkungan dari pada sifat keturunannya, walaupun keadaan keturunan tidak dapat diabaikan. Oleh karena itu cara-cara memelihara sapi perah perlu dikuasai oleh para peternak sapi perah. Cara memerah yang baik dan higienis akan meningkatkan pendapatan peternak sapi perah. Di masa mendatang kebutuhan susu sapi yang lebih higienis harus lebih ditingkatkan.
Cara pemerahan oleh para peternak sapi perah di Indonesia masih banyak yang manual dengan menggunakan tangan, walaupun sebenarnya sudah ada mesin pemerah susu sapi otomatis. Hal ini disebabkan oleh mahalnya harga mesin pemerah susu sapi jika dibandingkan dengan sapi perah yang dimiliki para peternak yang pada umumnya hanya beberapa ekor saja, sehingga keuntungan yang diperoleh tidak dapat menutupi biaya produksi jika petani membeli mesin pemerah susu sapi otomatis.
B. Tujuan
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Kimia Susu
Susu adalah cairan yang mengandung lemak, protein, laktosa, berbagai jenis garam, asam sitrat dan beberapa vitamin yang dihasilkan dari ambing seekor sapi perah. Susu juga dapat didefinisikan sebagai cairan yang berasal dari ambing sapi sehat, yang diperoleh dengan cara pemerahan yang benar tanpa mengurangi atau menambah suatu komponen (SK. Dirjen Peternakan No. 17 Tahun 2000).
Susu merupakan bahan pangan yang dihasilkan selama periode laktasi oleh hewan menyusui dengan tujuan utama sebagai sumber nutrisi dan memberikan sistem kekebalan bagi anak yang baru dilahirkannya. Susu sapi merupakan bahan pangan hasil laktasi yang telah bebas dari kolostrum, diperah dari sapi yang sehat dan setidaknya mengandung 8,25% padatan bukan lemak (solid non fat) dan 3,25 % lemak susu (fat) (Jennes, 1988). Umumnya berat jenis susu adalah 1032 kg/m3 dan titik bekunya –0,531 (± 0,008)°C. Bila titik beku semakin mendekati titik beku air (0°C) berarti susu tersebut makin banyak mengandung air.
Susu diproduksi di kelenjar susu (mammary gland) dengan alveolus sebagai
unit penghasil susu utama pada kelenjar tersebut. Ditinjau dari berbagai sudut
pandang, susu dapat diartikan sebagai :
Emulsi dari globula lemak yang mengandung lemak susu, vitamin larut lemak dan membran dari globula. Suspensi koloid dari misel kasein (yang mengandung protein kasein,
kalsium phospat, sitrat dan air), partikel lipoprotein dan protein globular.
Larutan yang tersusun atas laktosa, protein terlarut, mineral, vitamin,
enzim, zat asam dan berbagai komponen lainnya.
enzim, vitamin dan leukosit (white blood corpuscles). Komposisi utama susu ini dapat dilihat dari Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Komposisi kimia susu (Goff and Hill, 1993)
Komposisi
Berbagai faktor diketahui mempengaruhi komposisi kimia susu. Diantara faktor tersebut adalah genetik (bangsa) sapi, pakan, musim dan status kesehatan sapi perah. Dua faktor pertama yaitu genetik sapi dan pola pakan adalah dua hal utama yang paling memungkinkan untuk dilakukan dalam rangka mengubah komposisi kimia susu.
Susu dikenal sebagai bahan pangan bergizi hampir sempurna, karena susu mengandung zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhan. Kandungan gizi susu cukup tinggi, karena susu mengandung protein dengan asam-asam amino esensial dalam jumlah cukup dan seimbang. Susu merupakan bahan yang mudah rusak (perishable), baik oleh mikroorganisme maupun perlakuan-perlakuan fisik dan kimia, sehingga memerlukan penanganan yang baik (Good Fresh Handling) serta sebelum dikonsumsi perlu diolah terlebih dahulu. Untuk meningkatkan daya tahan susu, proses pengolahan susu ditujukan untuk meningkatkan kandungan nutrisi, yaitu dengan penambahan vitamin, protein dan lemak, sehingga produk susu olahan bahan makanan bergizi tinggi (Farral, 1963).
B. Mikroorganisme Dalam Susu
untuk pertumbuhan berbagai mikroorganisme. Mikroorganisme penyebab kerusakan pada susu terutama dari golongan bakteri (Rahman et al., 1992)
Mengingat susu merupakan media terbaik untuk hidup mikroorganisme, maka pertambahan bakteri dalam susu sangat cepat. Secara teoritis, setiap 20 – 30 menit jumlah bakteri akan berlipat ganda (Dwidjoseputro, 1987).
Menurut internasional Dairy Federation dalam Cousins dan Bramley (1981), total kandungan bakteri awal pada susu mulai dari 1 x 103 cfu/ml sampai 1 x 106 cfu/ml. Jumlah dan jenis bakteri dalam susu sangat bervariasi. Umumnya jenis bakteri yang terbanyak dalam susu adalah Streptococcus (0 – 50%) dan Micrococcus (30 – 39%), sedangkan bakteri Gram positif, Gram negatif, bacillus lainnya mempunyai rataan sekitar 10% (Cariera et al., dalam Cousins dan Bramley, 1981). Adapun jenis mikroba utama dalam susu segar dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Jenis mikroba utama dalam susu segar (Cariera et al., dalam Cousins dan Bramley,
1981)
Jenis Mikroba Jumlah Mikroba (%)
Micrococcus 30 – 39
Streptococcus 0 – 50
Gram positif batang berspora 10 Gram negatif batang koliform 10
Bacillus 10
dll. 10
Masalah kontaminasi bakteri kedalam susu sangat erat hubungannya dengan sanitasi dan hygiene yang dilaksanakan pada waktu penanganan susu tersebut. Menurut Foster et al. (1957) adanya bakteri didalam susu disebabkan oleh dua faktor, yaitu sapinya sendiri atau faktor internal dan faktor lingkungan atau eksternal.
sangat sedikit. Apabila penanganan dalam proses pemerahan sudah baik, hal tersebut cukup dapat menghambat pertumbuhan bakteri.
Menurut Sudono (1983) jumlah bakteri yang terdapat didalam susu hasil pemerahan sapi di peternakan rakyat masih memenuhi ketentuan yaitu 335.000 cfu/ml susu dibawah standar Milk Codex 1 x 106 cfu/ml susu, namun setelah diangkut dengan tangki pengangkutan jumlahnya sudah melebihi 1 x106 cfu/ml susu.
C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Susu
Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dan komposisi susu adalah genetika (sifat keturunan), lama bunting, masa laktasi, masa kering, besarnya sapi, birahi, umur, frekuensi pemerahan, selang beranak, makanan dan tata laksana (Sudono, 1983).
Variasi dalam kemampuan sapi untuk memproduksi total produksi susu merupakan karakteristik dari keturunan (genetik) berbeda antar bangsa dan individu (Ensminger, 1971). Kemampuan produksi susu tersebut juga tergantung umur sapi (Eckles, 1957), produksi susu akan bertambah sampai kira-kira sapi berumur delapan tahun (Bath, 1985).
Brody (1948) yang membahas pengaruh lingkungan pada pengelolaan ternak menyatakan bahwa performansi ternak dipengaruhi oleh lingkungan. Menurutnya lingkungan yang buruk, peralatan dan fasilitas penanganan ternak mengakibatkan perubahan fisiologis dan tingkah laku ternak.
Eckles dan Anthony (1956) menambahkan bahwa banyaknya produksi susu tergantung pada nutrisi yang dikonsumsi. Sapi perah mempunyai daya produksi yang tinggi, sehingga jika tidak mendapatkan makanan yang cukup sapi tidak akan dapat menghasilkan susu yang sesuai dengan kemampuannya (Sudono, 1983), terutama energi untuk memproduksi susu (Ensminger, 1971).
D. Cara Pemerahan Manual
a. Tekankan ibu jari dan jari telunjuk melingkari pangkal puting sehingga susu tidak dapat kembali lagi ke ambing.
b. Tekan jari tengah pada puting untuk memancarkan susu keluar. Pancaran susu yang keluar pertama sebaiknya diperiksa dengan uji mastitis. Uji mastitis dilakukan untuk mengetahui apakah ada darah atau nanah pada susu.
c. Tekanlah jari manis pada puting, dan perah dengan tekanan yang tetap, tetapi puting jangan ditarik kuat ke bawah.
d. Akhirnya, tekankan jari kelingking pada puting dan perahlah dengan seluruh jari tangan sampai susu keluar semua.
e. Kemudian lepaskan tekanan tangan dari puting dengan membuka semua jari, sehingga puting diisi susu kembali. Ulangi cara pemerahan tersebut dengan menggunakan tangan yang lain. Lanjutkan proses pemerahan tersebut secara berganti-ganti antara jari kiri pada puting yang sebelah, dan tangan kanan pada puting yang sebelahnya, sampai susu yang keluar sedikit.
f. Jika susu yang keluar sudah sangat sedikit, tekan ambing menggunakan siku untuk menguji apakah susu telah keluar sama. Kadang-kadang menekan ambing dengan siku menyebabkan sisa-sisa susu masuk kedalam puting. g. Agar sisa-sisa tersebut keluar, maka perahlah puting menggunakan ibu jari
dan jari telunjuk.
h. Dengan menggunakan kedua jari pemerahan dilanjutkan sepanjang puting, tetapi pemerahan ini tidak boleh dengan menarik-narik puting yang dapat mengakibatkan rusaknya puting. Memerah dengan kedua jari tersebut pada akhir pemerahan akan mengeluarkan sisa-sisa susu yang masih terdapat pada puting guna mencegah terjadinya mastitis.
Cara pemerahan manual dengan menggunakan tangan dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Cara pemerahan manual (Sudono, 1999)
E. Cara Pemerahan Otomatis
Gambar 2.2. Sistematika mesin pemerah susu sapi otomatis (Walser, 1966)
Salah satu bagian atau komponen dari mesin pemerah susu otomatis adalah pada bagian pemerah yang didalamnya terdapat karet pemerah, prinsip kerjanya yaitu pada saat karet melakukan penekanan terhadap puting susu, kemudian susu akan keluar dengan sendirinya dengan adanya gaya hisap dari pompa vakum. Bagian pemerah dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Bagian pemerah (Lowe, 1981) dan (Walser, 1966)
memiliki berbagai macam tipe, tergantung pada merk dari pabrik pembuat alat. Berbagai macam tipe karet pemerah dapat dilihat pada Gambar 2.4.
F. Ruang Vakum
Galileo Galilei pada awal 1630 melaporkan terbentuknya bagian vakum dengan cara menarik keluar piston dari dalam silinder. Tahun 1643 Evangelista Torricelli menemukan barometer air raksa. Pompa vakum ditemukan oleh Otto Von Guericke pada sekitar tahun 1650. Pompa inilah yang dipergunakan pada percobaan ”Bola Magdeburg” oleh Guericke di Jerman Utara pada tahun 1654.
Pada percobaa ini bola yang terdii dari dua bagian hemispere tidak dapat dipisahkan wlaupun ditarik oleh 16 ekor kuda. Kedua bagian hemispere itu disatukan oleh gaya yang terbentuk akibat perbedaan tekanan antara udara luar dan bagian dalam boal dimana tekanan dalam bola adalah vakum. Percobaan bola Magdeburg menandai sejarah dimulainya teknik pemompaan sistem vakum (Ryans dan Roper, 1986).
Kata vakum berasal dari bahasa latin, vacuus, yang berarti kosong. Kata ini merefleksikan kondisi vakum ideal atau vakum sempurna (tekanan absolut nol). Tekanan absolut nol ini, seperti juga halnya suhu absolut nol kelvin tidak pernah terealisasi di dunia nyata. Walaupun demikian, tekanan nol atm tetap dipergunakan sebagai acuan pada alat ukur tekanan. Vakum terdapat pada sistem yang sedang melakukan suatu proses, dan proses tersebut dikatakan bekerja dibawah kondisi vakum jika tekanan di dalam sistem tersebut lebih rendah dari pada tekanan barometrik (Ryans dan Roper, 1986).
Menurut Dimyati (1983), diatas permukaan bumi terbukti sangat sulit menciptakan peralatan untuk mencapai vakum mutlak, dengan perkataan lain tidak mungkin diperoleh tekanan sama dengan nol. Penelitian intensif mengenai teknik pompa dan metoda-metoda pengukuran membuktikan bahwa tekanan terendah yang dapat dicapai oleh sistem vakum adalah 10-17 dari tekanan atmosfir (10-15 Torr).
Menurut Trott (1989), vakum berasal dari bahasa latin yang berarti kosong atau hampa, tapi objek dari teknologi vakum jauh dari nyata tanpa unsur (benda nyata atau solid). Pada tekanan paling rendah dimana dapat dicapai dengan metoda pemompaan modern, masih saja ada ratusan molekul di dalam setiap volume cm3 dari ruang yang divakumkan.
Menurut Wulandani (2002) Pompa vakum merupakan peralatan utama yang digunakan untuk mengeluarkan udara dari sebuah ruang. Pemilihan jenis pompa ini didasarkan pada tekanan dan kapasitas, selain itu perlu dipertimbangkan pula sistem perawatan, biaya operasi, biaya perbaikan, serta tahan uji dan handal dalam pemakaian.
Berdasarkan definisi dari American Vacuum Society (1958) dalam Trott (1989), bahwa vakum menunjukan suatu ruang yang diisikan gas pada tekanan dibawah atmosfir, yang memiliki kerapatan (density) molekul kurang dari 2.5 x 1019 molekul/cm3.
Kondisi vakum pada peralatan vakum buatan dicapai dengan memompa tabung silinder. Tingkat kevakuman dicapai sebagai usaha tekanan dengan menurunkan sisa gas dibawah atmosfir. Mengukur sebuah sistem tekanan absolut adalah cara tradisional untuk mengklasifikasi tingkat kevakuman (pada vakum rendah, sedang, tinggi, dan sangat tinggi untuk daerah atau bagian rendah dan bagian tekanan rendah).
Beberapa tingkat kevakuman menunjukan pada sebuah situasi fisik yang berbeda. Untuk mendeskripsikan situasi ini dapat digunakan konsep kerapatan molekul (molecular density), mean free path, dan waktu konstan menuju bentuk lapisan tunggal (the time constant to form monolayer), konsep yang berhubungan dengan tekanan, gas dan suhu.
Menurut Gilles (1984), fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan bentuk wadahnya. Bila berada dalam keseimbangan, fluida tidak dapat menahan gaya tangensial atau gaya geser. Semua fluida memiliki suatu derajat kompresibilitas dan memberikan tahanan yang kecil terhadap perubahan bentuk.
terjadinya benturan-benturan. Benturan-benturan tersebut dapat menghambat proses alir sikulasi fuida pada sistem pemompaan vakum yang tertutup. Akibatnya tekanan dorong pompa yang dipengaruhi oleh debit fluida menjadi tidak optimum.
G. Pompa
Ada pandangan umum yang salah mengenai pompa vakum sebagai alat yang dapat menyedot gas dari suatu ruangan karena sebenarnya tidak ada gaya sedotan. Apabila beberapa molekul di suatu bagian ruangan dikeluarkan, maka molekul yang tertinggal akan segera bergerak mengisi ruangan yang ditinggalkan (memiliki kepadatan yang lebih rendah). Dengan kata lain, pompa vakum tidak dapat mengeluarkan molekul gas hingga ada molekul gas yang memasuki dari pompa vakum tersebut.
Pompa vakum adalah sebuah peralatan yang dapat mengeluarkan udara dan gas-gas lain dari suatu ruangan tertutup. Sebagai hasil dari pengeluaran gas ini adalah terbentuknya ruangan yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir lingkungan. Ada beberapa jenis pompa vakum yang dipergunakan secara luas, beberapa diantaranya yaitu Ejector (jet pumps) Liquid Ring Pumps, Dry Vacuum Pumps.
H. Stainless Steel
Stainless steel adalah deskripsi umum untuk kelompok produk baja yang memiliki unsur tambahan krom sebanyak minimum 12% dan bahan lain seperti nikel, molibdenum, titanium, dan karbon dalam jumlah yang bervariasi. Dalam perkembangan selanjutnya, stainless steel dikenal dari dua sifatnya yaitu daya tahan terhadap korosi dan kebutuhan perawatan minimal.
apabila lapisan ini mengalami pengikisan maka lapisan yang baru akan segera terbentuk secara langsung.
Ada beberapa jenis stainless steel, yang mana memiliki perbedaan pada kemampuannya terhadap korosi. Beberapa jenis stainless steel yang paling penting dan umum digunakan mengandung 18% krom dan 8% nikel. Rasio 18/8 menghasilkan daya tahan terhadap korosi yang tinggi pada selang suhu -160° C hingga titik cair baja yaitu sekitar 1450° C.
Dua jenis bahan stainless steel yang umum di pasaran adalh jenis 304 dan 316. stainless steel tipe 316 memiliki keunggulan disbanding tipe 304 dalam hal ketahanan terhadap bahan yang bersifat korosif sebab jenis ini memiliki tambahan unsure molybdenum. Secara lengkap sifat dari kedua jenis bahan stainless steel tipe 304 dapat dilihat pada Lampiran 12. dan stainless steel tipe 316 dapat dilihat pada Lampiran 13.
I. Aspek Ergonomika
Kata ”Ergonomika” berasal dari bahasa Yunani dan berdasarkan asal katanya, Ergonomika tersusun atas kata Ergos yang berarti kerja dan Nomos yang berarti aturan atau hukum. Pada mulanya ilmu ini hanya terbatas pada studi waktu dan gerak, namun kemudian di Amerika berkembang dan terkenal dengan hukum Engineering. Di Inggris terkenal dengan nama Ergonomies, di Belanda Ergonomie, di Jepang Labor Science dan di Indonesia dikenal dengan nama Ergonomika (Kusen, 1989).
Penerapan Ergonomika pada desain alat, sudah semakin berkembang sejalan dengan perkembangan teknologi. Menurut Kusen (1989), penerapan Ergonomika pada berbagai jenis pekerjaan telah terbukti menyebabkan perbaikan efisiensi dan kenaikan produktivitas yang dapat dilihat dari kualitas dan kuantitas hasil kerja sebesar 10% atau lebih.
Tujuan yang hendak dicapai dengan ergonomika adalah :
2. Kesehatan kerja yang merupakan pencegahan atau minimisasi kemungkinan terjadinya penyakit sebagai akibat dari kerja yang dilakukan. 3. Keselamatan kerja, artinya perencanaan hubungan kerja sedemikian rupa
sehingga terjamin suatu kemungkinan terhadap kecelakaan kerja.
4. Kenyamanan kerja, dimana terciptanya hubungan kerja untuk memperoleh kenyamanan terhadap pekerja.
Pengeluaran tenaga seseorang dapat ditinjau dari segi pengeluaran tenaga total tubuh atau laju metabolisme dan pengeluaran tenaga mekanis. Tenaga makanis tubuh nerupakan tenaga yang dapat dimanfaatkan dan disalurkan melalui kerja otot. Sedangkan tenaga total tubuh adalah seluruh tenaga yang digunakan oleh tubuh manusia untuk melakukan suatu pekerjaan.
Besarnya tenaga mekanis seseorang yang disalurkan akan berbeda jika disalurkan melalui tangan dengan tenaga yang disalurkan melalui kaki atau kombinasi keduanya. Perbedaan kapasitas kerja seseorang sangat ditentukan oleh faktor somatik, adaptasi, psikis, cara kerja dan lingkungan fisik. Tingkat kerja fisik yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.3. Tingkat kerja fisik yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi (Pria dewasa
sehat) (Mc Cormick, 1984)
Perhitungan besarnya tenaga yang digunakan dalam dalam step test dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
P =
Menurut Harsokoesoemo (1999) perancangan adalah kegiatan awal dari usaha merealisasikan suatu produk yang keberadaannya dibutuhkan oleh masyarakat untuk meringankan hidupnya. Perancangan itu sendiri terjadi melalui serangkaian kegiatan yang berurutan. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan dinamakan fase. Fase–fase proses perancangan tersebut dapat digambarkan pada suatu diagram alir sebagaimana terlihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Diagram alir proses perancangan Kebutuhan
Analisis masalah, spesifikasi produk dan perencanaan proyek
Perancangan konsep produk
Evaluasi produk hasil rancangan Perancangan produk
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2005 sampai dengan bulan Mei 2006, bertempat di Laboratorium Perbengkelan, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian dan Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
B. Bahan dan Alat 1. Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Pipa silinder terbuat dari stainless steel untuk bagian pemerah. b. Silinder pejal terbuat dari stainless steel untuk bagian pemerah. c. Naple selang terbuat dari stainless steel untuk dudukan selang.
d. Karet pemerah berwarna hitam sebagai media pengganti tangan manusia dalam melakukan pemijitan dan pemerahan.
e. Klem berfungsi sebagai pengencang.
f. Selang sebagai penghubung dalam penyaluran udara dan aliran susu. g. Pompa injak sebagai pemberi tekanan udara ke bagian pemerah.
h. Wadah penampung susu terbuat dari Alumunium untuk menampung susu.
i. Pompa vakum untuk membantu dalam penghisapan susu.
j. Triple joint sebagai pembagi aliran udara dari pompa injak menuju bagian pemerah.
k. Soket sebagai dudukan untuk naple selang. 2. Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam membantu proses penelitian alat pemerah susu sapi adalah sebagai berikut:
a. Meteran untuk mengukur panjang.
c. Mesin bubut untuk mengecilkan ukuran socket dan membuat lubang pada silinder pejal.
d. Gerinda dan amplas untuk menghaluskan bahan.
Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum yaitu berdasarkan pendekatan rancangan fungsional dan pendekatan rancangan struktural. Adapun tahapan penelitian yang dilaksanakan yaitu seperti tampak pada Gambar 3.1.
MULAI
IDENTIFIKASI MASALAH
ANALISIS PERANCANGAN
PEMBUATAN MEKANISME ALAT PEMERAH
UJI FUNGSIONAL
PERAKITAN
MODIFIKASI
SELESAI UJI PERFORMANSI
1. Identifikasi Masalah
Pemerahan sapi secara manual banyak dilakukan oleh para peternak kecil di seluruh Indonesia. Walaupun sudah ada mesin pemerah sapi otomatis yang banyak dijual di toko alat-alat pertanian, peternak tidak pernah berniat untuk membelinya karena harganya sangat mahal dan tidak terjangkau oleh para peternak yang pada umumnya hanya memiliki beberapa ekor sapi. Harga mesin pemerah susu sapi otomatis berkisar antara 18 juta rupiah hingga 30 juta rupiah.
Pemerahan secara manual dilakukan dengan menggunakan tangan secara satu per satu memerah setiap puting susu sapi. Pada umumnya setiap ekor sapi memiliki empat puting dalam satu ambing sapi, sehingga setiap kali memerah seekor sapi membutuhkan empat kali pemerahan ke setiap puting susu sapi. Pemerahan secara manual dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Pemerahan secara manual
Gambar 3.3. Keadaan kandang yang kotor
Setiap kali melakukan pemerahan, susu yang terdapat dalam ambing sapi harus benar-benar habis. Ini dikarenakan adanya penyakit mastitis yang disebabkan oleh sisa susu yang tidak dikeluarkan habis sehingga susu menjadi bakteri dan penyakit bagi sapi. Hinggapnya kotoran dan bakteri pada susu sapi dikarenakan pada saat sapi duduk di lantai kandang yang kotor seperti terlihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Sapi yang sedang duduk di kandang
perlu dibersihkan terlebih dahulu terutama di bagian ambingnya. Sapi yang sedang dibersihkan dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Sapi yang sedang dibersihkan
Susu mempunyai kandungan air yang tinggi, pH yang mendekati normal dan kandungan nutriennya yang tinggi. Faktor-faktor ini merupakan habitat yang cocok untuk pertumbuhan optimum mikroorganisme (Fatmawati, 2003). Susu juga mengandung vitamin, dimana beberapa spesies bakteri dapat memanfaatkannya untuk proses fermentasi dan berkembang. Oleh karena itu diperlukan penanganan khusus (Walstra dan Jenner, 1983; Jay , 1997)
2. Analisis Perancangan
Analisis perancangan digunakan untuk menentukan kebutuhan komponen-komponen yang digunakan untuk membuat mekanisme alat pemerah. Analisis ini terdiri dari analisis fungsional dan analisis struktural. Dalam analisis fungsional dilakukan penentuan fungsi komponen-komponen yang diperlukan untuk membuat alat pemerah. Sedangkan analisis struktural menentukan bentuk dan komponen-komponen yang sesuai dengan besarnya kebutuhan bahan yang telah dianalisis melalui pendekatan-pendekatan teoritis. Dasar-dasar perancangan mekanisme alat pemerah dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Rancangan mekanisme alat pemerah terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu :
Tabel 3.1. Dasar-dasar perancangan mekanisme alat pemerah
No. Nama Bagian Dasar Rancangan
1. Bagian Pemerah
Dirancang sebagai rangka atau dudukan bagi karet pemerah dan selang-selang yang akan dihubungkan. Bagian ini diusahakan tidak terlalu berat agar nyaman bagi sapi. Bahan harus stainless steel agar tidak mudah berkarat dan aman untuk produk pangan. Ukuran bagian ini disesuaikan dengan ukuran karet pemerah yang ada di pasaran.
2. Karet Pemerah
3. Selang
Selang yang digunakan harus kuat dan tahan terhadap tekanan tinggi. Bahan dalam selang harus aman bagi pangan terutama selang yang dilalui aliran susu tidak mengandung bahan kimia yang membahayakan kesehatan.
4. Pompa Injak
Pompa injak harus mampu menggerakkan karet memijat dan memerah. Tabung pompa tidak boleh ada kebocoran karena dapat mengurangi tekanan yang diberikan ke karet pemerah. Kuda-kuda atau dudukan pompa harus kuat dan kokoh agar dalam penggunaan tidak mudah patah karena terinjak.
5. Pompa Vakum
Pompa harus mampu membuat vakum wadah penampung susu dan bagian dalam karet pemerah, agar saat melakukan pemerahan, bagian pemerah tidak jatuh ke lantai karena gravitasi dan dapat membantu dalam pengeluaran susu dari puting sapi.
6. Wadah Penampung Susu
Wadah penampung susu harus kuat dan tahan terhadap proses penghisapan vakum. Minimal ketebalan bahan yaitu 1 mm. wadah penampung susu terbuat dari bahan Alumunium. Kapasitas minimal adalah mampu menampung lima liter susu, karena biasanya setiap kali pemerahan sapi mampu menghasilkan lima liter susu.
3. Pembuatan Mekanisme Alat Pemerah
karet pemerah, selang, pompa injak, pompa vakum dan wadah penampung susu didapat dengan membeli dan disesuaikan dengan kebutuhan yang sudah dianalisis secara fungsional dan struktural.
4. Uji Fungsional
Uji fungsional dilakukan untuk manguji setiap bagian alat apakah dapat bekerja sesuai dengan fungsi masing-masing. Setiap bagian diuji secara terpisah, karena bila ada kerusakkan atau sistem tidak bekerja, dapat diketahui bagian mana yang rusak atau tidak bekerja sebagaimana mestinya. Ada kemungkinan alat dimodifikasi sebelum uji performansi yang disebabkan karena munculnya ide baru atau ada sedikit permasalahan yang dirasa dapat mempengaruhi kinerja alat. Uji fungsional ini juga berguna sebagai uji pendahuluan sebelum alat diuji untuk memerah susu sapi.
5. Perakitan
Setelah semua bagian-bagian utama siap, yang dilakukan selanjutnya adalah perakitan bagian-bagian tersebut menjadi suatu sistem alat pemerah. Yang dilakukan pada proses perakitan ini adalah menghubungkan bagian-bagian utama dengan selang. Agar tidak ada kebocoran udara, maka pada setiap pangkal dan ujung selang harus dikencangkan dengan menggunakan klem.
6. Uji Performansi
Uji performansi berbeda dengan uji fungsional, pada uji performansi yaitu menguji alat langsung diterapkan dalam memerah susu dan melakukan pengukuran-pengukuran seperti kapasitas pemerahan, energi yang digunakan operator saat memerah.
Uji performansi kapasitas alat pemerahan dengan mengukur banyaknya susu yang dihasilkan selama 5 menit pemerahan dengan menggunakan pompa vakum 0,25 hp dan mengukur kapasitas dengan menggunakan pompa vakum 0,33 hp selama 8 menit 30 detik.
kursi, kemudian diukur waktu lamanya step test dan mengukur denyut jantung per menit setelah step test dengan menggunakan HRM (Heart Rate Monitor)
7. Modifikasi
IV. ANALISIS RANCANGAN
A. Kriteria Rancangan
Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini merupakan modifikasi dari mesin pemerah susu sapi otomatis yang sudah ada. Alat ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan alat pemerah susu sapi yang harganya terjangkau oleh para peternak kecil.
Perbedaannya dengan mesin pemerah susu sapi otomatis yaitu pada alat ini tidak adanya pulsator sebagai pengatur irama pemijitan dan penghisapan. Pada alat pemerah susu sapi semi otomatis ini pemijitan dilakukan oleh mekanisme pompa injak sedangkan penghisapan dilakukan oleh mekanisme pompa vakum. Pada mesin pemerah susu sapi otomatis pemijitan dan penghisapan hanya dilakukan oleh pompa vakum yang memiliki pulsator sebagai pengatur irama pemijatan dan penghisapan.
B. Rancangan Fungsional
Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini terbuat dari beberapa bagian utama. Bagian-bagian tersebut adalah : bagian pemerah, karet pemerah, selang, pompa injak, pompa vakum dan wadah penampung susu. Fungsi dari bagian-bagian tersebut adalah sebagai berikut :
1. Bagian Pemerah
Bagian pemerah berfungsi sebagai rangka bagi karet pemerah dan selang-selang yang akan dihubungkan. Bagian pemerah harus ringan dan kuat agar bila jatuh tidak mudah hancur.
2. Karet Pemerah
Karet pemerah berfungsi menggantikan gerakan tangan manusia dalam memijat dan memerah puting susu. Karet pemerah terdapat di dalam bagian pemerah. Karet pemerah bersifat elastis tetapi tidak terlalu elastis dan harus agak keras.
3. Selang
berfungsi mengalirkan susu dari bagian pemerah ke wadah penampung susu serta menghubungkan wadah penampung susu dengan pompa vakum. Selang ini harus mampu menahan udara bertekanan tinggi, terutama pada bagian yang dilalui udara vakum.
4. Pompa Injak
Pompa injak berfungsi sebagai pemberi tekanan udara ke bagian pemerahan agar dapat menggerakkan karet seperti memijat puting susu. Pompa injak digerakkan oleh kaki manusia dengan menginjak pada pijakan pompa secara naik turun.
5. Pompa Vakum
Pompa vakum berfungsi memberikan gaya hisap terhadap puting susu, sehingga pada saat keadaan vakum bagian pemerah tidak jatuh ke lantai dan dapat terus menempel pada puting susu serta membantu dalam pengeluaran susu dari ambing sapi.
6. Wadah Penampung Susu
Wadah penampung susu berfungsi menampung susu yang telah melewati selang dari bagian pemerah. Wadah terbuat dari bahan yang steril untuk pangan dan tidak mengandung unsur logam berat yang membahayakan. Wadah ini harus dalam keadaan vakum agar proses penghisapan susu oleh pompa vakum berjalan sempurna.
C. Rancangan Struktural 1. Bagian Pemerah
Gambar 4.1. Bagian pemerah
2. Karet Pemerah
Karet pemerah berukuran panjang 17,96 cm dengan diameter bagian atas 5 cm, diameter bagian bawah 2,7 cm. Karet pemerah ini akan dimasukan kedalam bagian pemerah, oleh karena itu karet tidak boleh longgar agar dapat masuk dengan tepat sehingga bekerja sesuai dengan yang diharapkan yaitu memerah puting susu sapi. Karet pemerah ini dapat dibeli di toko alat pertanian. Karet pemerah dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2. Karet pemerah
3. Selang
yang dipakai mempunyai diameter dalam 1/3 inchi. Selang ini terbuat dari bahan khusus yang dipergunakan untuk penyaluran udara bertekanan tinggi hingga 250 kgf/cm2, sehingga tidak mudah berubah bentuk. Gambar selang dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Selang
4. Pompa Injak
Pompa injak yang digunakan menggunakan dua tabung dalam satu sistem pompa. Masing-masing tabung memberikan tekanan udara ke dua bagian pemerah. Kedua tabung ini bekerja bersama-sama karena dibuat secara paralel sehingga dalam sekali injak keduanya langsung bekerja memberikan tekanan bersama-sama. Volume satu tabung adalah 273 cm3, dalam hal ini berarti satu bagian pemerah memperoleh tekanan udara sebanyak 136.5 cm3. Pompa injak dapat dilihat pada Gambar 4.4.
5. Pompa Vakum
Pompa vakum bertenaga motor listrik 0,25 hp, dengan laju aliran 1,5 CFM dan tekanan vakum hingga 0,05 mbar (5 Pa). Pompa ini berdaya 180 watt dengan bobot 6,5 kg. Pada sistem vakum di pompa ini menggunakan oli. Pompa vakum struktural dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5. Pompa vakum
6. Wadah Penampung Susu
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat pemerah susu sapi semi otomatis telah berhasil dirancang bangun, terdiri dari enam bagian utama, yaitu bagian pemerah, karet pemerah, selang, pompa injak, pompa vakum dan wadah penampung susu. Hasil rancangan alat pemerah susu sapi semi otomatis dapat dilihat pada Gambar 5.1.
Gambar 5.1. Alat pemerah susu sapi semi otomatis
A. Rancang Bangun Alat Pemerah
Proses pembuatan mekanisme alat pemerah dijelaskan satu per satu untuk setiap bagian utama. Adapun penjelasannya adalah sebagai berikut : a. Bagian Pemerah
Pada sisi bagian pemerah harus dilubangi sebagai tempat saluran udara dari pompa injak dalam mekanisme penggerakkan karet pemerah. Lubang ini berada 3 cm diatas lubang yang berdiameter dalam 2.7 cm. Pelubangan dilakukan menggunakan mesin bor dengan mata bor berukuran 8 mm. Setelah selesai dilubangi, proses selanjutnya adalah penyambungan dengan naple selang. Naple selang tepat berada diatas lubang, kemudian dilakukan pengelasan dengan las argon.
Setelah semua komponen terpasang, proses selanjutnya adalah pembersihan, pencucian dan penghalusan agar bagian pemerah tampak lebih bagus dan rapi. Bagian pemerah dapat dilihat pada Gambar 5.2.
Gambar 5.2. Bagian pemerah
b. Karet Pemerah
Gambar 5.3 Karet pemerah
c. Selang
Selang yang digunakan adalah selang untuk tekanan tinggi berdiameter 8.5 mm yang mampu hingga tekanan 250 kg/cm2. Selang ini diperoleh dengan cara membeli. Kebutuhan selang untuk alat pemerah susu sapi semi otomatis ini adalah 8 m. kemudian dipotong menjadi beberapa bagian sebagai berikut :
1. Selang dengan panjang 50 cm untuk saluran susu dari bagian pemerah ke wadah penampung susu sebanyak empat buah
2. Selang dengan panjang 2 m untuk udara vakum dari wadah penampung susu ke pompa vakum
3. Selang dengan panjang 2 m untuk saluran udara dari pompa injak ke bagian pemerah sebanyak dua buah. Selang dapat dilihat pada Gambar 5.4.
d. Pompa Injak
Pompa injak mempunyai dua tabung udara yang masing-masing tabung untuk menggerakkan dua karet pemerah. Pompa injak diperoleh dengan cara membeli. Dengan memodifikasi sistem triple joint pompa injak kemudian sistem dirubah sesuai dengan yang dibutuhkan untuk alat pemerah susu sapi. Pompa injak dapat dilihat pada Gambar 5.5.
Gambar 5.5. Pompa injak
e. Pompa Vakum
Gambar 5.6. Pompa vakum 0,25 hp.
Pompa vakum lain yang dipakai memiliki tenaga 0,33 hp dan berdaya 250 watt, dengan laju aliran udara (flow rate) 94 liter/menit. Pompa ini digerakkan oleh motor listrik 220 volt. Pompa ini juga dilumasi oli pada bagian vakumnya. Pompa vakum 0,33 hp dapat dilihat pada Gambar 5.7.
f. Wadah Penampung Susu
Wadah penampung susu terbuat dari bahan alumunium yang didapat dengan cara membeli. Di bagian tutup dilubangi dengan mata bor berdiameter 8 mm sebanyak empat lubang, dan pada sisinya juga dilubangi dengan mata bor berdiameter 8 mm. Setelah semua dilubangi kemudian pemasangan naple selang dan soket dengan memakai seal teflon agar tidak ada kebocoran. Wadah penampung susu dapat dilihat pada Gambar 5.8.
Gambar 5.8. Wadah penampung susu
B. Proses Perakitan
Selanjutnya adalah menghubungkan bagian pemerah dan pompa injak dengan menggunakan selang. Selang antara bagian pemerah dengan pompa injak terdapat triple joint yang terbuat dari kuningan. Ini digunakan karena tekanan udara dari satu tabung harus terbagi dua menuju dua bagian pemerah. Pada setiap ujung-ujung selang yang telah dihubungkan harus dikencangkan dengan klem agar tidak ada kebocoran udara.
Selang dari bagian pemerah yang menuju wadah penampung susu dihubungkan ke naple selang yang terdapat pada tutup wadah penampung susu. Kemudian naple selang yang terdapat di sisi wadah penampung susu dihubungkan ke pompa vakum dengan menggunakan selang. Urutan dari proses perakitan alat pemerah susu sapi semi otomatis dapat dilihat pada Gambar 5.9.
C. Modifikasi
Modifikasi dalam membuat alat pemerah susu sapi semi otomatis ini pernah dilakukan di bagian pemerah, pompa injak dan wadah penampung susu.
Bagian pemerah susu dimodifikasi karena pada pembuatan pertama hasilnya terlalu berat dan diperkirakan akan membebani sapi dan tidak merasa nyaman saat diperah. Oleh karena itu pada saat pembuatan yang kedua kali dipilih pipa silinder yang agak tipis untuk mengurangi berat beban bagian pemerah.
Pompa injak pernah dilakukan modifikasi karena pada rancangan awal pompa yang telah didesain dan dibuat kurang memberikan tekanan yang besar terhadap karet pemerah sehingga karet tidak bekerja sesuai dengan fungsinya, ini disebabkan karena adanya kebocoran dipompa dan klep yang dipakai kurang berfungsi dengan baik. Akhirnya diputuskan untuk membeli pompa dua tabung yang setelah diuji ternyata berhasil bekerja sesuai dengan yang diharapkan.
(a) (b)
Gambar 5.10. Dua bentuk wadah penampung susu sebelumnya
Wadah penampung susu hasil modifikasi akhir terbuat dari bahan alumunium dengan tebal 1 mm, wadah ini mempunyai kapasitas yang cukup besar untuk menampung susu, mudah dalam pembersihan serta kuat dan tidak mudah mengempot.
D. Uji Performansi Alat
Metode pengujian adalah metode uji fungsional dari masing-masing bagian yang telah digabungkan. Bagian-bagian alat diuji sesuai dengan fungsinya masing-masing, bila masih ada bagian yang tidak berfungsi sebagaimana yang diharapkan, maka perlu adanya perbaikan dan modifikasi pada bagian tersebut.
Pengujian selanjutnya adalah menguji mekanisme penghisapan oleh pompa vakum. Sistem mekanisme penghisapan yang telah dirakit kemudian diuji dengan menjalankan pompa vakum. Wadah penampung susu harus dalam keadaan vakum dan tidak boleh ada kebocoran udara. Setelah dilakukan pengujian, pompa bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya yaitu memberikan gaya hisap di bagian pemerah dalam membantu pengeluaran susu serta mencegah agar bagian pemerah tidak jatuh ke lantai karena gaya gravitasi.
Setelah semua berhasil dan tidak ada masalah, uji selanjutnya adalah manguji performansi alat saat memerah susu sapi. Uji ini dilakukan di Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor. Tempat pengujian alat dapat dilihat pada Gambar 5.11. Adapun data hasil pengujian alat dapat dilihat pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1. Data kapasitas alat menggunakan pompa vakum 0,25 hp.
Tanggal SUSU YANG DIHASILKAN DALAM 5 MENIT
3 Maret 2006 90 ml
24 Maret 2006 90 ml
24 Mei 2006 100 ml
RATA-RATA 93,3333 ml
Gambar 5.11. Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan
Alat ini memang dinilai kurang efisien dan efektif dan masih perlu banyak perbaikan dan modifikasi untuk menambah kapasitas pemerahan agar lebih produktif dan lebih bermanfaat dalam membantu mempercepat pemerahan daripada memerah secara manual. Susu hasil pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis dapat dilihat pada Gambar 5.12.
Kurangnya kapasitas pemerahan ini dikarenakan ada mekanisme yang tidak berjalan sempurna yaitu mekanisme karet pemerah yang kurang berfungsi. Karet tersebut pada saat pompa vakum bekerja sudah ikut mengempot sehingga mempersempit celah penyaluran susu di bagian pemerah, karena penyempitan tersebut akhirnya susu yang keluar hanya sedikit dan laju aliran susu tidak begitu besar.
Hasil pengujian dengan menggunakan pompa vakum bertenaga 0,33hp dan mempunyai laju aliran udara 94 liter/menit, menghasilkan susu sebanyak 1175 ml selama 8 menit 30 detik. Maka untuk lima menit pemerahan pompa ini menghasilkan 691,18 ml. Adapun susu hasil pemerahan menggunakan pompa vakum ini terdapat pada Gambar 5.13.
Gambar 5.13. Susu hasil pemerahan menggunakan pompa vakum 0,33 hp.
Susu hasil pemerahan menggunakan alat pemerah susu semi otomatis ditampung dalam wadah penampung sementara untuk kemudian diukur banyaknya hasil pemerahan menggunakan gelas ukur.
E. Beban Kerja
diperkirakan bahwa seorang operator mampu memerah hingga jumlah tertentu.
Untuk mengetahui besarnya tenaga yang digunakan (beban kerja) dalam melakukan pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis, perlu dilakukan step test terlebih dahulu untuk mengetahui laju denyut jantung setelah melakukan step test dan mengetahui besarnya tenaga yang digunakan saat melakukan step test. Setelah itu, data yang telah diperoleh dijadikan acuan untuk mengetahui besarnya tenaga yang digunakan pada saat melakukan pemerahan. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
P = Dimana : P = Tenaga yang digunakan (kal/detik)
m = beban badan (kg)
g = Gaya gravitasi (9,8 m/s2) s = Jarak yang ditempuh (m) t = Waktu (detik)
Dalam pengujian beban kerja, dilakukan step test pada kursi dengan tinggi 38 cm, ditetapkan kegiatan naik turun kursi sebanyak 30 kali, jadi jarak yang ditempuh adalah = 38 cm x 2 x 30 = 2280 cm = 22,8 m.
Data yang diukur adalah waktu tempuh yang dicapai setelah melakukan 30 kali naik turun kursi, dengan kecepatan langkah yang berbeda dalam setiap pengukuran. Setelah waktu yang ditempuh diketahui kemudian dilakukan perhitungan tenaga yang digunakan menggunakan rumus.
Tabel 5.2. Data denyut jantung dan tenaga pada saat step test
No. Langkah Waktu (detik)
Tenaga (kal/detik)
Denyut Jantung (pulsa/menit)
1. 30 131 24,36 120
2. 30 121 26,38 124
3. 30 118 27,00 128
4. 30 104 30,69 142
5. 30 89 35,86 147
6. 30 107 29,83 148
7. 30 99 32,24 152
8. 30 89 35,86 159
9. 30 61 52,32 163
10. 30 60 53,20 166
y = 0.5321x - 42.336
Gambar 5.14. Grafik hubungan antara tenaga dengan denyut jantung
Nilai y adalah denyut jantung dan nilai x adalah tenaga, maka untuk mengetahui mengetahui persamaan x adalah sebagai berikut :
y = 0,5321x – 42,336……….(2) dimana : y = Tenaga yang digunakan (kal/detik)
x = Denyut jantung (pulsa/menit)
