BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai April 2016 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tulang sapi yang telah dikeringkan, sabuk V, puli 2,5 inci, 4 inci, dan 5,5 inci.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat penggiling tulang sapi kering, kunci L, kunci pas, obeng, timbangan, stopwatch, kalkulator, dan alat tulis.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode perancangan percobaan rancangan acak lengkap (RAL) non faktorial dengan satu faktor yaitu kecepatan putaran alat penggiling tulang sapi kering dengan tiga kali ulangan pada tiap perlakuan.
Faktor kecepatan putaran pada alat penggiling tulang sapi kering: R1 = 2418 RPM (diameter 5,5 inci)
23
Model Rancangan Penelitian
Model rancangan penelitian yang akan digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL)
= pengaruh perlakuan ke-i
ik
ke-k.
= pengaruh galat percobaan dari perlakuan rpm pada taraf ke-i dan ulangan
Komponen Alat
Alat penggiling tulang sapi kering ini mempunyai beberapa komponen penting sebagai berikut.
1. Rangka alat
Rangka alat terbuat dari besi siku, berfungsi sebagai penyokong komponen alat lainnya. Alat ini memiliki dimensi 80 cm × 48,5 cm × 43 cm.
2. Motor bakar
3. Tabung penggiling
Tabung penggiling terdiri dari penggiling berputar dan penggiling statis. Penggiling berputar dilengkapi dengan empat buah mata pisau berbentuk L, dua buah penyeimbang, dan tiga buah kipas. Sedangkan penggiling statis dilengkapi dengan 14 sisir penggiling. Pada bagian dasar tabung penggiling terdapat ayakan berukuran 200 mesh.
4. Saluran masukan (hopper)
Saluran masukan berfungsi untuk memasukkan tulang sapi kering yang akan digiling.
5. Saluran keluaran
Saluran keluaran berfungsi untuk menyalurkan tulang sapi yang sudah digiling ke tempat penampungan yang telah disediakan.
6. Sistem transmisi
Sistem tranmisi ini menggunakan puli dan sabuk V yang dihubungkan dengan tenaga penggerak berupa motor bakar. Tenaga penggerak ini digunakan untuk menggerakkan poros yang terhubung ke piringan pisau untuk menghancurkan tulang sapi kering.
Prosedur Penelitian
A. Pembuatan Puli dan Persiapan Bahan 1. Pembuatan dan Pemasangan Puli
a. Disiapkan bahan untuk membuat puli.
25
c. Dipotong besi yang sudah diukur.
d. Dilubangi bagian tengah untuk lubang poros.
e. Dibuat penampang/alur untuk sabuk V yang akan digunakan. f. Setelah dibubut kemudian dihaluskan seluruh permukaan puli. g. Dipasangkan puli ke poros.
h. Dihubungkan sabuk V pada puli motor bakar dan puli silinder untuk mentransmisikan tenaga putar dari motor bakar terhadap silinder. 2. Persiapan Bahan
a. Disiapkan tulang yang akan digiling. b. Ditimbang tulang yang akan digiling. c. Tulang siap untuk digiling.
B. Pelaksanaan Penelitian
a. Dipasang puli sesuai kecepatan yang diinginkan. b. Dinyalakan alat penggiling tulang.
d. Dimasukkan tulang melalui saluran pemasukan.
e. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk menggiling tulang.
f. Dilakukan pengamatan sesuai dengan parameter yang ditentukan. g. Dicatat hasil pengamatan.
Parameter yang Diamati
1. Kapasitas Olah
2. Kapasitas Hasil
Pengukuran kapasitas hasil dilakukan dengan membagi berat tulang yang tergiling (kg) terhadap waktu (jam) yang dibutuhkan untuk menggiling tulang, dihitung dengan menggunakan rumus
Kapasitas hasil = berat hasil gilingan
waktu (kg/ jam) ...(8) 3. Kerusakan Hasil
HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara umum, perbedaan kecepatan putaran alat memberikan pengaruh terhadap kapasitas olah, kapasitas hasil, dan kerusakan hasil. Hal ini dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4. Data hasil pengamatan parameter
Perlakuan Kapasitas olah
(kg/jam)
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa kapasitas olah tertinggi terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 12,63 kg/jam dan kapasitas olah terendah terdapat pada perlakuan R1 yaitu sebesar 4,63 kg/jam. Sementara itu, kapasitas hasil tertinggi terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 10,81 kg/jam dan kapasitas hasil terendah terdapat pada perlakuan R1 yaitu sebesar 4,07 kg/jam. Untuk kerusakan hasil terbesar terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 14,33% dan kerusakan hasil terendah terdapat pada perlakuan R1 yaitu sebesar 6,66%.
Kapasitas Olah
didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk per satuan waktu (jam).
Hasil sidik ragam (lampiran 4) menunjukkan bahwa perbedaan kecepatan putaran alat memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kapasitas olah. Hasil pengujian dengan menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT) yang menunjukkan pengaruh perbedaan kecepatan putaran alat terhadap kapasitas olah pada masing-masing perlakuan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 5. Hasil uji DMRT pengujian perbedaan kecepatan putaran alat terhadap kapasitas olah
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- R1 4,36 a A
2 1,9795 2,9996 R2 9,39 b B
3 2,0516 3,1118 R3 12,63 c C
Keterangan: notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
Berdasarkan tabel di atas, hasil uji DMRT dengan taraf uji 0,05 menunjukkan bahwa perlakuan R1, perlakuan R2, dan perlakuan R3 saling berbeda nyata. Pada taraf uji 0,01 juga menunjukkan bahwa perlakuan R1, perlakuan R2, dan perlakuan R3 saling berbeda sangat nyata. Dari data tersebut, dapat disimpulkan bahwa perlakuan R3 dengan kecepatan putaran alat 5320 RPM merupakan perlakuan terbaik karena memiliki kapasitas olah tertinggi.
29
Gambar 1. Grafik hubungan perbedaan kecepatan putaran alat dengan kapasitas olah
Berdasarkan gambar di atas, persamaan garis pada grafik terbentuk dari persamaan regresi ŷ = 0,002x - 0,620. Nilai 0,002x menunjukkan hubungan yang positif. Artinya, semakin tinggi kecepatan putaran (x), maka semakin tinggi pula kapasitas olah (ŷ). Nilai 0,964 menunjukkan nilai koefisien korelasi. Berdasarkan literatur Muinah (2011), nilai koefisien korelasi antara 0,800-1,000 menunjukkan tingkat hubungan antara dua variabel yang sangat kuat. Nilai ini juga berarti bahwa perbedaan kecepatan putaran alat memberi pengaruh sebesar 96,4% terhadap kapasitas olah.
Grafik di atas menunjukkan bahwa semakin cepat putaran alat, maka kapasitas olah semakin tinggi dan sebaliknya. Hal ini disebabkan oleh perbedaan diameter puli. Semakin besar diameter puli, maka kecepatan putaran alat akan semakin kecil sehingga membutuhkan waktu pengolahan yang lebih lama. Sebaliknya, semakin kecil diameter puli, maka kecepatan putaran alat akan semakin besar sehingga membutuhkan waktu pengolahan yang lebih sedikit. Hal
ŷ = 0,002x - 0,620
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
ini sesuai dengan literatur Roth, et.al (1982) yang menyatakan bahwa kecepatan putaran alat berbanding terbalik dengan diameter puli.
Kapasitas Hasil
Kapasitas hasil dapat diketahui dengan membandingkan berat bahan yang terolah dengan waktu yang dibutuhkan untuk mengolahnya. Dari hasil sidik ragam (lampiran 5), dapat dilihat bahwa perbedaan kecepatan putaran alat memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kapasitas hasil. Hasil pengujian dengan menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT) yang menunjukkan pengaruh perbedaan kecepatan putaran alat terhadap kapasitas hasil pada masing-masing perlakuan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 6. Hasil uji DMRT pengujian perbedaan kecepatan putaran alat terhadap kapasitas hasil
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- R1 4,07 a A
2 1,7091 2,5898 R2 8,67 b B
3 1,7713 2,6866 R3 10,81 c B
Keterangan: notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
31
Hubungan perbedaan kecepatan putaran alat dengan kapasitas hasil dapat dilihat pada grafik di bawah ini.
Gambar 2. Grafik hubungan perbedaan kecepatan putaran alat dengan kapasitas hasil
Berdasarkan gambar di atas, persamaan garis pada grafik terbentuk dari persamaan regresi ŷ = 0,002x + 0,041. Nilai 0,002x menunjukkan hubungan yang positif. Artinya, semakin tinggi kecepatan putaran (x), maka semakin tinggi pula kapasitas hasil (ŷ). Nilai 0,833 menunjukkan nilai koefisien korelasi atau hubungan antara dua variabel yang sangat kuat. Nilai ini juga menunjukkan bahwa perbedaan kecepatan putaran alat memberi kontribusi sebesar 83,3% terhadap kapasitas hasil.
Grafik di atas menunjukkan bahwa semakin cepat putaran alat, maka kapasitas hasil semakin tinggi dan sebaliknya. Hal ini disebabkan oleh kecepatan putaran yang tinggi menyebabkan bahan yang diolah akan lebih cepat terdorong ke saluran pengeluaran dan kecepatan putaran yang rendah menyebabkan bahan
ŷ = 0,002x + 0,041
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
yang diolah akan lebih lama terdorong ke saluran pengeluaran. Menurut Wiraatmadja (1995), perubahan paling mudah dilakukan untuk memperbesar atau memperkecil kapasitas adalah dengan merubah RPM yakni dengan menambahkan transmisi, baik dengan pulley atau sproket dan rantai.
Kerusakan Hasil
Kerusakan hasil dapat diketahui dengan membandingkan berat bahan yang rusak (tidak terolah, tertinggal di alat, tercecer) dengan berat awal bahan yang diolah kemudian dikali dengan 100%. Menurut Nugroho, dkk (2012), persentase bahan yang tertinggal di alat adalah banyaknya bahan yang tidak dapat keluar dari alat secara otomatis setelah saluran pengeluaran bahan dibuka setelah proses pengolahan selesai dilakukan. Dari hasil sidik ragam (lampiran 6), dapat dilihat bahwa perbedaan kecepatan putaran alat memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kerusakan hasil. Hasil pengujian dengan menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT) yang menunjukkan pengaruh perbedaan kecepatan putaran alat terhadap kerusakan hasil pada masing-masing perlakuan dapat dilihat pada tabel berikut .
Tabel 7. Hasil uji DMRT pengujian perbedaan kecepatan putaran alat terhadap kerusakan hasil
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- R1 6,66 a A
2 2,3063 3,4948 R2 7,66 a A
3 2,3903 3,6255 R3 14,33 b B
Keterangan: notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
33
namun berbeda nyata dengan perlakuan R3. Perlakuan R2 berbeda nyata dengan perlakuan R3. Pada taraf uji 0,01 menunjukkan bahwa perlakuan R1 tidak berbeda nyata dengan perlakuan R2, namun berbeda sangat nyata dengan perlakuan R3. Perlakuan R2 berbeda sangat nyata dengan perlakuan R3. Dari data tersebut, dapat disimpulkan bahwa perlakuan R1 dengan kecepatan putaran alat 2418 RPM merupakan perlakuan terbaik karena memiliki kerusakan hasil terendah.
Hubungan perbedaan kecepatan putaran alat dengan kerusakan hasil dapat dilihat pada grafik di bawah ini.
Gambar 3. Grafik hubungan perbedaan kecepatan putaran alat dengan kerusakan hasil
Berdasarkan gambar di atas, persamaan garis pada grafik terbentuk dari persamaan regresi ŷ = 0,002x – 0,620. Nilai 0,002x menunjukkan hubungan yang positif. Artinya, semakin tinggi kecepatan putaran (x), maka semakin tinggi pula kerusakan hasil (ŷ). Koefisien korelasi yang diperoleh berdasarkan grafik adalah sebesar 0,964 yang menunjukkan hubungan antara dua variabel yang sangat kuat.
ŷ = 0,002x - 0,620
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Nilai ini memiliki arti bahwa perbedaan kecepatan putaran alat memberi pengaruh terhadap kerusakan hasil sebesar 96,4%.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Perbedaan kecepatan putaran alat memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kapasitas olah, kapasitas hasil, dan kerusakan hasil.
2. Kapasitas olah tertinggi terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 12,63 kg/jam dan kapasitas olah terendah terdapat pada perlakuan R1 yaitu sebesar 4,63 kg/jam.
3. Kapasitas hasil tertinggi terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 10,81 kg/jam dan kapasitas hasil terendah terdapat pada perlakuan R1 yaitu sebesar 4,07 kg/jam.
4. Kerusakan hasil terbesar terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 14,33% dan kerusakan hasil terendah terdapat pada perlakuan R1 yaitu sebesar 6,66%.
5. Semakin tinggi kecepatan putaran alat, maka waktu yang dibutuhkan untuk mengolah bahan semakin sedikit.
Saran
