METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai Juni tahun 2017 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Bahan dan Alat
Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah sabuk-v (v-belt), saklar, conveyor belt, bearing biasa, puli (pulley), besi pipa boring, besi siku, motor listrik, benih padi, tanah, pupuk, tray, air dan plat besi.
Adapun alat-alat yang digunakan adalah alat tulis, meteran, mesin bor, water pass, timbangan, wadah, stopwatch, kamera, gergaji besi, gerinda, kalkulator, komputer, ember, alat las, tachometer, wattmeter, dan software solidworks 2011.
Gambaran Umum Rancangan
15
Metode Penelitian
Optimalisasi kecepatan putaran penjatah
Pada penelitian ini dilakukan pengoptimuman kecepatan penjatah dengan menggantikan ukuran diameter puli. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kinerja alat penyemai benih padi sistem dapog sebelumnya. Adapun kekurangan dari alat sebelumnya yaitu tinggi tanah yang jatuh ke tray kurang 0,1 cm dan pupuk yang jatuh ke tray lebih 0,1 cm. Untuk mengatur kecepatan putaran penjatah menjadi sesuai dengan ukuran yang diinginkan maka diameter puli yang digunakan harus diubah. Ukuran diameter puli sebelumnya yaitu pada tanah 2,5 inci, benih 8 inci dan pupuk 2,5 inci. Kemudian setelah dilakukan perhitungan didapat ukuran diameter puli yang sesuai yaitu diameter puli tanah 2,3 inci, benih 8 inci dan pupuk 3 inci.
Mekanisme perataan media tanam
Pengoptimuman penyemai benih dengan cara penambahaan scraft yang berguna untuk meratakan bahan yang telah jatuh dari penjatah agar merata pada keseluruhan tray. Penambahan scraft pada penjatah tanah dan pupuk. Dimana scraft pada tanah berukuran lebar 12 cm dengan tinggi 13 cm dan scraft pada pupuk lebar 12 cm dan ketinggian 10,2 cm. Ukuran ini disesuaikan dengan lebar tray dan ketinggian penjatah ke tray.
Modifikasi tray pada penyemai benih
Rancangan Fungsional
Pembuatan tiga hopper penjatah dari rangka utama yaitu sebagai tempat pemasukan bahan-bahan penyemaian benih padi sebelum dijatuhkan ke tray yang berjalan. Pada tiga hopper terdapat tiga sistem penjatah yang akan mengatur proses penjatuhan bahan-bahan ke atas tray. Tiga sistem penjatah tersebut terdiri dari sistem penjatah tanah, benih dan pupuk. Pada sistem penjatah tanah memiliki diameter 75 mm dan panjang 140 mm dengan lebar kisi-kisi antar slip 28,10 mm dan tinggi slip 7,50 mm. Pada sistem penjatah benih memiliki diameter 75 mm dan panjang 140 mm dengan lebar kisi-kisi antar slip 43,56 mm dan tinggi slip 5 mm. Pada sistem penjatah pupuk memiliki diameter 75 mm dan panjang 140 mm dengan lebar kisi-kisi antar slip 28,10 mm dan tinggi slip 2,50 mm.
Rancangan Struktural
Alat penyemai ini mempunyai beberapa komponen, yaitu: 1. Hopper
17
2. Bearing
Bearing adalah suatu komponen yang berfungsi untuk mengurangi gesekan pada sistem putaran pada alat. Dimana gesekan yang terus-menerus akan menyebabkan panas yang makin lama semakin meningkat dan menyebabkan keausan pada komponen tersebut. Gesekan yang tidak berlebihan dapat menyebabkan kerusakan pada komponen dan alat menjadi tidak bisa bekerja, untuk menghindari hal tersebut dipakailah bearing. Pada model alat penyemai benih padi sistem dapog memakai bearing jenis UCP 204 sebanyak 10 buah. 3. Scraft
Scraft berfungsi untuk meratakan bahan yang telah jatuh dari penjatah agar merata pada keseluruhan tray. Penambahan scraft pada penjatah tanah dan pupuk ini membuat penyemaian benih lebih seragam, benih dapat tumbuh dengan baik, daya tahan tumbuh padi semakin meningkat dan pertumbuhan benih lebih seragam. Dimana scraft berukuran 12 cm yang disesuaikan dengan ukuran lebar tray dan tinggi bahan.
4. Gearbox
Speed reducer (gearbox) adalah jenis motor yang mempunyai sistem reduksi yang besar. Gearbox bersinggungan langsung ke dalam motor, dan secara bersamaan rangkaian ini mengurangi kecepatan keluaran (output speed). Pada alat penyemai benih padi ini akan menggunakan gear box 40.
5. Conveyor Belt
belt pada alat ini akan memakai jenis bahan dari karet. Conveyor belt (sabuk konveyor) memiliki komponen utama berupa sabuk yang berada diatas roller-roller penumpu. Sabuk digerakkan oleh motor penggerak melalui suatu puli, sabuk bergerak secara translasi dengan melintas datar atau miring tergantung kepada kebutuhan dan perencanaan. Material diletakkan diatas sabuk dan bersama sabuk bergerak kesatu arah. Pada pengoperasiannya sabuk konveyor menggunakan tenaga penggerak berupa motor listrik. Sabuk yang berada diatas roller-roller akan bergerak melintasi roller-roller dengan kecepatan sesuai putaran dan puli penggerak.
6. Puli (pulley)
Puli berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran yang dihasilkan dari motor yang selanjutnya diteruskan lagi ke v-belt dan akan memutar poros. Puli dibuat dari besi cor atau dari baja. Pada model alat penyemai benih padi sistem dapog menggunakan puli 2,3 inci, 8 inci, 5 inci, dan 3 inci.
7. Motor Listrik
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Spesifikasi motor listrik yang digunakan yaitu 0,5 HP atau 373 watt. Motor ini baik untuk digunakan untuk alat penyemai benih padi karena daya yang dihasilkan untuk menjalankan alat dibawah 373 watt yaitu sebesar 209,3 watt. Pembuatan Alat
Adapun langkah-langkah dalam membuat alat penyemaian benih padi sistem dapog yaitu:
19
3. Melakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.
4. Memotong bahan sesuai ukuran.
5. Membentuk dan mengelas puli pada alat.
6. Melakukan pemasangan scraft untuk meratakan tanah dan pupuk.
Pengujian alat
Adapun langkah-langkah dalam pengujian alat penyemaian benih padi sistem dapog yaitu:
1. Masukkan bahan-bahan penyemaian benih padi ke dalam masing-masing hopper yaitu hopper pertama berisi tanah, kedua berisi benih padi dan hopper ketiga berisi tanah bercampur dengan pupuk.
2. Meletakkan tray kosong ke bagian bawah sistem penjatah. 3. Mengidupkan motor listrik untuk menggerakkan conveyor. 4. Mengatur dan menjaga agar tray tetap berada di jalurnya. 5. Meletakkan kembali tray selanjutnya .
6. Mengamati waktu pada proses penjatuhan masing-masing bahan dari hopper. 7. Mengamati jarak benih yang jatuh ke tray.
8. Mengisi kembali hopper yang telah kosong dengan selang waktu 15 menit untuk setiap pengisian hopper.
9. Menghitung kecepatan putaran penjatah dan kecepatan conveyor yang berjalan. 10.Melakukan pengamatan parameter.
Parameter Pengujian
Kapasitas efektif alat.
Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung banyaknya kotak persemaian yang dapat di isi setiap satuan waktu.
KEA = Jumlah kotak persemaian/waktu yang dibutuhkan (kotak/menit) ... (4) Kebutuhan daya listrik
Dapat diukur dengan menggunakan alat wattmeter digital. Dimana wattmeter ialah instrument pengukur daya listrik yang pembacaannya dalam satuan KWH dimana merupakan kombinasi voltmeter dan amperemeter. Dengan alat wattmeter digital ini, dapat mengetahui informasi mengenai daya yang telah digunakan selama proses pengisian tray dan akan ditampilkan pada layar display LCD pada wattmeter digital.
Persentasi daya tumbuh (%)
Daya tumbuh padi adalah jumlah benih yang tumbuh yang dibagi dengan jumlah benih padi utuh yang jatuh pada tray. Benih yang ditanam akan mempengaruhi produktivitas padi yang dihasilkan sebelumnya. Persentasi daya tumbuh padi yaitu
% Daya Tumbuh =
Jumlah benih yang tumbuh pada tray
HASIL DAN PEMBAHASAN
Metode Optimum Pengoperasian Untuk Peningkatan Kerja Alat
Metode optimum pada alat penyemai benih padi sistem dapog merupakan suatu cara yang dilakukan untuk peningkatan kerja alat yang memiliki fungsi untuk menyemai benih padi agar dapat tumbuh menjadi bibit padi unggul dengan menggunakan aplikasi tray/kotak. Metode optimum dalam pengoperasian untuk peningkatan kerja alat penyemai benih padi sistem dapog ini diharapkan dapat meningkatkan kinerja dari alat sehingga alat dapat digunakan dengan baik dan benar sesuai dengan ketentuan yang sudah ditetapkan. Menurut Nassiri dan Singh (2009) bahwa metode optimum yaitu suatu kegiatan dengan melakukan penelitian terhadap suatu objek penelitian agar hasil yang didapatkan efektif dan efisien.
diameter puli awal 2,5 inci menjadi 3 inci dan setelah dilakukan pengujian maka kecepatan puli pada pupuk yaitu sebesar 18,51 rpm.
Dari alat sebelumnya, tebal tanah dan pupuk masih belum seragam sehingga dengan adanya penambahan scraft maka ketebalan tanah dan pupuk menjadi seragam, sehingga akan berpengaruh pada daya tumbuh tanaman padi. Karena menurut Man dan Sami (2009) bahwa keseragaman yang dilakukan pada tanaman akan meningkatkan produktivitas padi dan membuat tanaman padi menjadi tanaman unggul, layak untuk ditanam pada lahan persawahan dan hasil produksi akan lebih meningkat.
Dengan mengubah ukuran conveyor belt diharapkan tray dapat berjalan sesuai posisinya, hal ini akan mempermudah pekerjaan operator, karena pada alat sebelumnya konveyor terlalu kecil dan tidak berada di tengah hopper jatuhnya tanah, benih dan pupuk sehingga membuat bahan tidak jatuh ditengah tray dan operator sulit untuk menempatkan posisi tray. Kecepatan konveyor pada alat semakin lambat hal ini dikarenakan kecepatan penjatah pada bahan yang diperlambat sehingga mempengaruhi kecepatan putaran puli konveyor. Tray pada alat penyemai benih padi dibuat sedikit serong keluar hal ini berfungsi untuk mempermudah perataan tanah dan membuat posisi tray tetap sejajar dengan tray berikutnya.
23
banyaknya bahan yang jatuh pada tray, mempengaruhi kapasitas efektif alat dan daya listrik yang digunakan.
Cara kerja alat penyemai benih padi sistem dapog yaitu dengan mengisi tanah, benih dan pupuk ke dalam masing-masing hopper. Tray kosong disiapkan di atas konveyor dengan posisi berada dibawah lubang pengeluaran penjatah tanah. Kemudian motor listrik dihidupkan dan tray disusun sejajar dengan tray sebelumnya agar bahan jatuh tepat pada setiap tray dan tray bergerak secara beriringan secara kontiniu di atas konveyor. Apabila tray sudah terisi semua bahan atau sudah sampai ke ujung konveyor maka ditampung oleh operator kemudian siram air dengan shower dan disimpan di rak selama 15-20 hari untuk pertumbuhan bibit.
Kapasitas Efektif Alat
Tabel 1. Perbandingan kapasitas efektif alat sebelum dan sesudah modifikasi
Tabel 1 menunjukkan kapasitas efektif alat sebelum modifikasi pada ulangan I, ulangan II dan ulangan III sebesar 360 kotak/jam sedangkan pada kapasitas efektif alat sesudah modifikasi pada ulangan I, ulangan II dan ulangan III sebesar 288 kotak/jam. Sehingga rata-rata kapasitas efektif alat sebelumnya yaitu 360 kotak/jam dan rata-rata kapasitas efektif alat sesudah modifikasi yaitu 288 kotak/jam.
Gambar 4. Grafik kapasitas efektif alat sebelum dan sesudah modifikasi Gambar 4 menunjukkan bahwa grafik kapasitas efektif alat sebelum dan sesudah modifikasi memiliki perbedaan. Dimana kapasitas efektif alat sebelum modifikasi lebih besar dari pada kapasitas efektif alat setelah dilakukan modifikasi. Kapasitas efektif rata-rata sesudah modifikasi adalah 288 kotak/jam sedangkan pada percobaan sebelumnya kapasitas efektif rata-rata yaitu 360 kotak/jam. Maka dari itu kapasitas efektif alat menjadi rendah, hal ini dikarenakan alat yang dioperasikan berjalan sedikit lambat dari sebelumnya sehingga hasil
0 100 200 300 400
Ulangan I Ulangan II Ulangan III
25
Kebutuhan Daya Listrik
Dalam pengukuran kebutuhan daya listrik pada alat penyemai benih padi sistem dapog menggunakan alat yaitu wattmeter digital. Wattmeter digital digunakan untuk mengetahui informasi mengenai daya yang masuk ke alat dan wattmeter digital akan langsung dipasang ke arus listrik dan kabel pada alat, maka hasilnya akan ditampilkan pada layar display LCD pada wattmeter digital.
Tabel 2. Perbandingan kebutuhan daya listrik sebelum dan sesudah modifikasi Ulangan Arus Listrik sebelum
modifikasi(Watt)
Tabel 2 menunjukkan bahwa kebutuhan daya listrik tertinggi pada ulangan pertama yaitu 210 watt, dan kebutuhan daya listrik terendah pada ulangan kedua dan ketiga yaitu 209 watt, sehingga kebutuhan daya listrik rata-rata yaitu 209,3 watt. Pada percobaan sebelumnya kebutuhan daya listrik rata-rata yaitu 237,5 watt.
Gambar 5. Grafik kebutuhan daya listrik sebelum dan sesudah modifikasi 190
Ulangan I Ulangan II Ulangan III
Gambar 5 menunjukkan bahwa grafik kebutuhan daya listrik sebelum dan sesudah modifikasi memiliki perbedaan. Dimana kebutuhan daya listrik sesudah modifikasi mengalami penurunan. Pada ulangan II dan ulangan III kebutuhan daya listrik sebelum modifikasi mengalami penurunan sedangkan pada kebutuhan daya listrik sesudah modifikasi ulangan II mengalami penurunan dan pada ulangan III tidak ada penurunan daya listrik. Perubahan diameter puli pada penjatah mempengaruhi kecepatan puli, semakin lambat kecepatan putaran penjatah maka daya yang diperlukan semakin sedikit dan arus listrik yang masuk mempengaruhi tinggi rendahnya daya listrik yang digunakan pada alat. Hal ini sesuai dengan Suyamto (2009) yang menyatakan bahwa hubungan putaran (rpm) dan daya (W) menunjukkan suatu hubungan nilai yang berbanding lurus antara putaran (rpm) dan daya output (W).
Persentasi Daya Tumbuh
masing-27
Tabel 3. Jumlah Benih Padi yang Jatuh di Tray
Ulangan Benih Utuh (butir) Benih Rusak (butir) Benih yang Hilang (butir)
I 927 50 23
II 933 54 13
III 945 46 9
Rata-rata 935 50 15
Tabel 3 menunjukkan bahwa pada ulangan I jumlah benih utuh sebesar 927 butir, benih yang rusak 50 butir, dan benih yang hilang sebesar 23 butir. Pada ulangan II jumlah benih utuh sebesar 933 butir, benih yang rusak 54 butir, dan benih yang hilang sebesar 13 butir. Pada ulangan III jumlah benih utuh sebesar 945 butir, benih yang rusak 46 butir, dan benih yang hilang sebesar 9 butir. Dengan rata-rata jumlah benih utuh padi yaitu sebesar 935 butir, rata-rata benih yang rusak sebesar 50 butir dan rata-rata benih yang hilang sebesar 15 butir. Benih yang rusak dan hilang pada ulangan I, II, dan III yaitu sebesar 65 butir.
Gambar 6. Grafik jumlah benih yang jatuh di tray
Gambar 6 menunjukkan bahwa jumlah padi yang utuh paling sedikit ulangan I dan jumlah benih utuh yang terbanyak pada ulangan III. Benih yang paling banyak rusak pada ulangan II dan Benih yang paling sedikit rusak pada
0
Ulangan I Ulangan II Ulangan III
ulangan III. Benih yang paling banyak hilang pada ulangan I dan benih yang hilang paling sedikit pada ulangan III.
Tabel 4. Persentasi daya tumbuh padi Ulangan Jumlah Benih yang
Utuh (butir)
Tabel 4 menunjukkan bahwa jumlah benih padi yang banyak tumbuh pada ulangan III yaitu sebesar 862 dan jumlah benih padi yang sedikit tumbuh pada ulangan I yaitu sebesar 847. Persentasi daya tumbuh padi yang paling tinggi pada ulangan II yaitu sebesar 92% dan persentasi daya tumbuh padi yang paling rendah pada ulangan I dan ulangan III yaitu 91 %. Faktor yang mempengaruhi daya tumbuh padi yaitu kebutuhan air pada tanaman, gangguan serangga, sedikitnya cahaya matahari yang mengenai tanaman sehingga pertumbuhan tanaman sedikit
lambat dan membuat daun padi menguning. Hal ini sesuai dengan Najim dkk (2007) yang menyatakan bahwa pemeliharaan bibit perlu dilakukan
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Metode optimum pada alat penyemai benih padi sistem dapog merupakan suatu cara yang dilakukan untuk peningkatan kerja alat yang memiliki fungsi untuk menyemai benih padi agar dapat tumbuh menjadi bibit padi unggul dengan menggunakan aplikasi tray/kotak.
2. Pada alat penyemai benih padi sistem dapog hal yang perlu di optimumkan adalah kecepatan putaran penjatah, penambahan scraft, pengubahan conveyor belt dan pengubahan bentuk pada tray.
3. Kapasitas efektif rata-rata alat pada alat penyemai benih padi sistem dapog menurun dari percobaan sebelumnya 360 kotak/jam menjadi 288 kotak/jam. 4. Kebutuhan daya listrik alat penyemai benih padi sistem dapog setelah
dioptimalkan mengalami penurunan dari 237,5 watt menjadi 209,3 watt . 5. Rata-rata jumlah benih yang utuh pada alat penyemai benih padi sistem
dapog yaitu sebesar 935 butir, rata-rata benih yang rusak yaitu sebesar 50 butir dan rata-rata benih yang hilang yaitu sebesar 15 butir.
Saran
1. Pada saat pengoperasian alat penyemai benih padi sistem dapog harus dilihat kebersihan alat agar alat dapat beroperasi secara optimal.
2. Pada saat pengoperasian alat tray/kotak harus diletakkan sesuai pada hopper agar bahan jatuh tepat pada tray dan tidak mengganggu jalannya tray.
3. Pada alat penyemai benih padi sistem dapog harus menggunakan benih padi yang utuh dan unggul agar daya tumbuh padi lebih seragam dan jatuhnya padi menyebar disekitar tray dan tidak bertumpuk pada satu tempat.
