TINJAUAN PUSTAKA
Limbah Pertanian
Sampah merupakan barang atau benda yang dibuang karena tidak terpakai lagi. Pada kenyataannya sampah menjadi masalah yang selalu timbul baik di kota besar maupun di daerah-daerah. Beberapa alternatif bagaimana cara memanfaatkan sampah kota, sehingga mempunyai nilai ekonomis yang cukup tinggi antara lain sampah dapat dimanfaatkan menjadi kompos, biogas (energi alternatif), papan komposit (komposit serbuk kayu plastik daur ulang), bahan baku dalam pembuatan bata (briket), pengisitanah, penanaman jamur, media produksi vitamin, media produksi Protein Sel Tunggal (PST), dan lain-lain.
Pengolahan sampah organik menjadi pupuk kompos merupakan biokonversi yang sangat baik dimana sampah yang merupakan masalah dikonversi menjadi pupuk tanaman yang memiliki kandungan unsur hara yang tinggi dimana unsur hara ini merupakan komponen utama metabolisme pada tanaman (Saputro, dkk; 2006).
Pelepah Kelapa Sawit
Pangkal pelepah daun (petiole) adalahtempat duduknya helaian daun (leaf let) dan terdiri dari rachis (basis foli), tangkai daun(petiole) dan duri (spine), helaian anak daun (lamina), ujung daun (apex foli), lidi (nervatio),daun (margo folii) dan daging daun (intervenium)(Fauzi, dkk., 2002).
Daun kelapa sawit mirip kelapa yaitu membentuk susunan daun majemuk, bersiripgenap dan bertulang sejajar. Daun-daun membentuk satu pelepah yang panjangnyamencapai lebih dari 7,5-9 meter. Jumlah anak daun disetiap pelepah
pucat. Pada tanah yang subur,daun cepat membuka sehingga makin efektif melakukan fungsinya sebagai tempatberlangsungnyafotosintesis dan sebagai alat respirasi. Semakin lama proses fotosintesisberlangsung, semakin banyak bahan makanan yang dibentuk sehingga produksi akanmeningkat. Jumlah pelepah, panjang pelepah, dan jumlah anak daun tergantung pada umur tanaman. Tanaman yang berumur tua, jumlah pelepah dan anak daun lebih banyak. Begitupula pelepahnya akan lebih panjang dibandingkan dengan tanaman yang masih muda (Fauzi, dkk., 2002).
Batang dan pelepah dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Pada prinsipnyaterdapat 3 cara pengolahan batang kelapa sawit untuk dijadikan pakan ternak yaitupengolahan menjadi silase, perlakuan NaOH dan pengolahan dengan menggunakan uap.Untuk pelepah sawit, pengolahan yang paling efisien adalah dengan membuat silase.Pengalaman peternak sapi di Malaysia pada usaha penggemukan sapi dengan skala 1.500ekor, menggunakan komposisi makanan campuran dengan perbandingan 50 % pelepahkelapa sawit dan 50 % konsentrat (Fauzi, dkk., 2002).
Pelepah kelapa sawit juga dapat dijadikan sebagai bahan dasar untuk pembuatan kompos. Data dari Badan Pusat Statistik Riau (2010), luas perkebunan kelapa sawit di Riau adalah 1.911 juta hektar. Luasnya perkebunan kelapa sawit ini juga akan menghasilkan bahan sisa (bahan buangan) dalam jumlah yang sangat besar diantaranya pelepah daun. Pelepah daun kelapa sawit yang selama ini kurang dimanfaatkan oleh masyarakat dan lebih bersifat limbah karena biasanya pelepah ini hanya ditumpuk disekitar pohon saja. Pelepah daun kelapa sawit ini berpotensi untuk digunakan sebagai bahan kompos. Proses dekomposisi pelepah
kelapa sawit secara alami membutuhkan waktu yang lama yaitu sekitar 3-4 bulan. Kondisi seperti ini kurang baik dampaknya terhadap lingkungan karena jumlah penumpukan tidak diimbangi dengan jumlah penguraian. Proses pengomposan dapat dipercepat dengan penambahan berbagai macam dekomposer yang mengandung mikroorganisme pengurai seperti efektif mikroorganisme, Trichoderma sp, orgadeg, stardec, dan mikroorganisme lokal yang juga dapat memperbaiki kualitas kompos (Sundari, 2011).
Gaya potong pelepah kelapa sawit dapat dihitung dengan meletakkan pisau diatas neraca (posisi tegak lurus terhadap neraca), kemudian pelepah dipecutkan kearah pisau. Ketika pelepah terpotong, pada saat yang bersamaan neraca akan menunjukkan berapa kg gaya potong maksimal yang terjadi. Hasil dari percobaan gaya potong terhadap pelepah kelapa sawit sebanyak 5 kali pengulangan diketahui gaya potong maksimal adalah 4,1 kg (Septiadi, 2013).
Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap uji fisik dan mekanik parenkim pelepah daun sawit, didapatkan bahwa pelepah kelapa sawit segar memiliki sifat fisik dengan kadar air rata-rata 0,83%; berat jenis pelepah kelapa sawit adalah 0,362 g/cm3; modulus elastisitas 11.345 Kg/cm2; tegangan pada batas proporsi 146,696 Kg/cm2; tegangan maksimum 178,521 Kg/cm2; daya lenting 0,165 Kg m; dan deformasi mulur 0,682 mm (Intara dan Dyah, 2012).
Berat jenis ini diduga sangat dipengaruhi oleh anatomi parenkim pelepah sawit. Anatomi batang parenkim pelepah sawit secara makro terdiri dari dua jaringan utama yaitu parenkim dasar dan pembuluh sangat mempengaruhi massa bahan. Jika dihubungkan dengan komponen kimia yang terdapat didalam parenkim pelepah sawit maka kandungan selulosa dan lignin berpengaruh
terhadap massa bahan. Kerapatan serat sangat ditentukan kandungan selulosa dan lignin parenkim. Serat yang satu dengan serat yang lain diikat oleh lignin dalam suatu ikatan yang kompak dan tersusun rapat pada batang parenkim pelepah sawit. Semakin tinggi kandungan selulosa maka semakin tinggi ikatan mikrofilbil. Semakin banyak ikatan mikrofibil semakin banyak serat-serat yang tersusun. Akan tetapi yang paling berperan dalam membentuk suatu ikatan yang kompak dan susunan yang rapat adalah kandungan lignin. Jadi secara tidak langsung berat jenis dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin (Pasaribu, 1990).
Komponen Alat Motor bakar
Motor penggerak adalah motor yang dapat mengubah tenaga panas hasil dari suatu pembakaran menjadi tenaga mekanik. Motor penggerak dapat dibedakan dalam 2 golongan, yaitu:
1. Motor dengan pembakaran diluar.
2. Motor dengan pembakaran didalam silinder. (Hadjosentono, dkk., 1996).
Sifat berikut, mempengaruhi prestasi dan keandalan dari mesin diesel: penguapan, residu karbon, viskositas, kandungan belerang, abu, air dan endapan, titik nyala, titik tuang, sifat korosif dan keasaman serta mutu penyalaan. Tetapi mutu penyalaan hanya penting untuk mesin kecepatan tinggi dan oleh karenanya didaftarkan paling akhir dalam urutan pentingnya untuk mesin ini (Maleev, 1991).
Minyak bakar yang disemprotkan kedalam silinder berbentuk butir-butir cairan yang halus. Oleh karena udara didalam silinder pada saat tersebut sudah bertemperatur dan bertekanan tinggi maka butir-butir tersebut akan menguap.
Penguapan butir bahan bakar itu dimulai pada bagian permukaan luarnya, yaitu bagian yang terpanas. Uap bahan bakar yang terjadi itu selanjutnya bercampur dengan udara yang ada disekitarnya. Proses penguapan itu berlangsung terus selama temperatur sekitarnya mencukupi (Arismunandar dan Koichi, 2004).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menjadi poros transmisi(line shaft), spindle(spindle), gandar(axle), poros (shaft) dan poros luwes (Achmad, 2006).
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan sebuah poros, yaitu:
1. Kekuatan poros
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur.Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan.Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya. 2. Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.
3. Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya.Putaran ini disebut putaran kritis.Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya.
4. Korosi
Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yangterancam kavitasi, dan poros-poros-poros-poros mesin yang berhenti lama sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi. 5. Bahan poros
Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difis, baja karbon konstruksi mesin yang dihasilkan dari baja yang di-deokasi dengan ferrosilikon. Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan kulit yang sangat tahan terhadap keausan seperti baja khrom nikel, baja khrom nikel molibden, baja khrom dan baja khrom molibden
(Sularso dan Suga, 2002).
Puli
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.Puli kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan puli dari paduan aluminium (Stolk dan Kross, 1981).
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan pulley V ini adalah besi tuang kelabu. Alasan menggunakan besi tuang kelabu adalah tahan panas, tahan korosi, mampu meredam getaran, mudah didapat dan murah harganya. Pola dibuat pola pejal belahan dengan bahan dari kayu mahoni. Dan untuk pembuatan cetakan menggunakan pasir silica dan waterglass sebagai pengikat dengan proses CO2.
Sedangkan proses peleburan menggunakan dapur kupola. Dalam proses pengecoran akan terjadi perubahan bentuk akibat dari proses pembekuan logam cair. Hal ini dapat diatasi dengan penambahan penyusutan dan penambahan permesinan, sehingga didapatkan bentuk dimensi yang sesuai dengan yang kita inginkan dan tecapai produk yang berkualitas (Malik, 2002).
Menurut Daryanto (1994), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan untuk sabuk penggerak yaitu:
1. Pulley datar, pulley ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari baja dengan bentuk yang bervariasi.
2. Pulley mahkota, pulley ini lebih efektif dari pulley datar karena sabuknya sedikit menyudutsehingga untuk slip relatif sukar, dan derajat ketirusannya bermacam-macam menurut kegunaannya.
3. Tipe lain, pulley ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar urat pada sabuk penggeraknya.
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara:
1. Horizontal, pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara mendatar dimana pasangan pulley terletak pada sumbu mendatar.
2. Vertikal, pemasangan pulley dilakukan tegak dimana letak pasangan pulley adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran
pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk (Mabie and Overirick, 1967).
Hal – hal yang harus diperhatikan dalam instalasi sabuk puliadalah:
1. Kedua poros harus benar-benar sejajar, agar kekencangan sabuk bisa seragam.
2. Jarak kedua puli jangan terlalu dekat, agar sudut kontak pada puli kecil sebesar mungkin.
3. Jarak kedua puli tidak boleh terlalu jauh, karena akan menyebabkan sabuk membebni poros.
4. Sabuk yang panjang cenderung berayun dari sisi ke sisi yang menyebabkan sabuk aus.
5. Sisi kencang sabuk harus dibawah, sehingga jika sabuk turun pada sisi kendor akan menambah besar sudut kontak pada puli.
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SDpenggerak = SDyang digerakkan ...(1)
dimana,
S = Kecepatan putar puli (rpm) D = Diameter puli (mm) (Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium.Sabuk V dibelitkan di sekitar alur pulleyyang berbentuk V pula.Transmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan.Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinyaslip antara sabuk dan pulleysehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atauperbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1984).
Susunan khas sabuk V terdiri atas:
- Bagian elasticyang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi
- Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut
(Smith dan Wilkes, 1990).
Menurut Smith dan Wilkes (1990), apabila pemindahan daya menggunakan dua roda transisi, maka hubungan antara jarak kedua titik pusat sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat ditentukan dengan rumus:
L=2C+1,57(D+d)+(D-d)
2
4C ...(2)
dimana:
L = Panjang efektif sabuk (mm)
C = Jarak antara kedua sumbu roda transmisi (mm) D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm) d = Diameter luar efektif transmisi yang kecil (mm)
Pisau pencacah
Pisau pencacah pada alat ini berfungsi sebagai komponen pencacah yang akan mengubah bentuk dan ukuran bahan yang akan dimasukkan ke dalam pisau pencacah. Pisau pencacah ini memiliki jumlah pisau sebanyak 12 mata pisau dengan 3 section masing-masing section memiliki 3 buah pisau pencacah.
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang mampu menumpu poros berbeban,sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus,aman dan tahan lama.Bantalan harus cukup kokoh untuk menghubungkan porosserta elemen mesin lainnya agar bekerja dengan baik.Bantalan dapat diklasifikasikan berdasarkan pada:
1. Gerakan bantalan terhadap poros - Bantalan luncur
- Bantalan gelinding 2. Beban terhadap poros
- Bantalan radial - Bantalan aksial
- Bantalan gelinding khusus (Sularso dan Suga, 2002).
Pengecilan Ukuran
Semua cara yang digunakan untuk memotong partikel zat padat dan dipecahkan menjdi kepingan-kepingan yang lebih kecil dinamakan size reduction atau pengecilan ukuran. Didalam industri pengolahan, zat padat diperkecil dengan berbagai cara yang sesuai dengn tujuannya.
Secara umum tujuan dari pengecilan ukuran adalah:
1. Menghasilkan padatan dengan ukuran maupun spesifik permukaan tertentu,
2. Memecahkan bagian dari mineral atau kristal dari persenyawaan kimia yang terpaut pada padatan.
Beberapa cara untuk memperkecil ukuran zat padat dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai cara, yaitu: kompresi (tekanan), impak (pukulan), gesekan dan pemotongan/pencacahan (Sukma, 2009).
Hijauan yang telah dicacah memungkinkan ternak dapat mengkonsumsi/mengunyah hijauan tersebut dengan lebih baik. Disamping itu dalam proses pembuatan silase diperlukan hijauan yang telah tercacah agar prosesnya berlangsung lebih cepat dan hasilnya lebih seragam. Alsin memungkinkan pencacahan menjadi potongan-potongan secara seragam dengan panjang potongan 2-5 cm (Unadi, 2003).
Prinsip Keja Alat Pencacah Sampah Organik
Tujuan dari pencacahan adalah untuk menghasilkan ukuran bahan menjadi lebih kecil sehingga dapatdigunakan sesuai dengan kebutuhan seperti untuk bahan baku pembuatan pupuk dan untuk pakan ternak. Alat pencacah sampah organik merupakan salah satu mesin teknologi tepat gunauntuk mencacah sampah organik seperti rerumputan, dedaunan ataupun pelepah pepohonan. Prinsip kerja dari alat tersebut yaitu rerumputan atau dedaunan yang telah dikumpulkan dimasukkan kedalam saluran pemasukan. Selanjutnya, pisau pencacah yang di dalam tabung akan mencacah bahan dan bahan akan keluar melalui lubang keluaran dalam
Kapasitas Kerja Alatdan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., (2008), kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh : ha, kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dokonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Persamaan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut :
Kapasitas Alat = Produk yang diolah
waktu ...……...…………...(3)
Rendemen
Rendemen menyatakan persentase bahan hasil olahan terhadap bahan mentah atau bahan baku yang diolah per satuan berat bahan. Perhitungan rendemen diperlukan untuk mengetahui banyaknya jumlah kebutuhan bahan baku dalam suatu proses industri yang menggunakan alat atau mesin untuk menghasilkan jumlah produk yang diinginkan. Rendemen dapat dihitung dengan membandingkan berat hasil olahan dengan berat bahan baku sebelum dilakukan pengolahan (Lubis, 2008).
Persentase Bahan Tertinggal
Persentase bahan tertinggal adalah banyaknya bahan yang tidak dapat keluar dari alat secara otomatis setelah saluran pengeluaran bahan dibuka setelah proses pengolahan selesai dilakukan. Bahan yang tidak dapat keluar dari mesin pengolahan membutuhkan tenaga operator untuk mengeluarkannya secara manual. Hal ini menyebabkan efisiensi pengolahan dan biaya produksi meningkat untuk upah operator (Nugraha, dkk., 2012).
