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,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Ketua Departemen Teknik Pertanian
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.
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.
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 0,33 hp 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%.
Pada saat alat dioperasikan untuk melakukan pemerahan, awalnya memang sulit untuk memasukkan puting ke alat, terkadang sapi merasa geli sambil mengibaskan ekornya. Tetapi bila sudah terjadi pemerahan dan berjalan sebagaimana mestinya, sapi akan merasa tenang dan tidak banyak bergerak.
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.
Pada tahun 2005 penulis melaksanakan praktek lapang di PT. Perkebunan Tambi, Wonosobo, Jawa Tengah. Praktek lapang yang dilaksanakan penulis berjudul Kinerja Alat dan Mesin yang Digunakan dalam Proses Pengolahan Teh Hitam di PT. Perkebunan Tambi, Wonosobo, Jawa Tengah. Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi otomatis
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.
13. Pak Parma, Pak Tatang, Ali, Pak Udin, Pak Pujo, Mas Joe dan mas-mas lain yang telah membantu dalam proses pembuatan alat perah susu sapi.
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
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR TABEL ... vii
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
E. Cara Pemerahan Otomatis ... 8
F. Ruang Vakum ... 11
G. Pompa.. ... 13
H. Stainless Steel ... 13
I. Aspek Ergonomika ... 14
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
