5
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Kelapa
Kelapa sejak zaman prasejarah dikenal dalam peradaban manusia, dan diketahui tumbuh di daerah tropis. Ada 3 teori menyatakan tentang daerah asal tanaman kelapa. Teori pertama memperkirakan bahwa kelapa adalah salah satu anggota genus Cocos seperti yang tumbuh di Amerika, dan daerah asalnya adalah lembah-lembah Andes di Columbia, Amerika Serikat. Dari sinilah pada zaman prasejarah kelapa menyebar dibawa oleh penjelajah-penjelajah di kawasan Pasifik. Teori ke-dua beranggapan bahwa kelapa berasal dari daerah pantai kawasan Amerika Tengah, dimana dengan perantaraan arus lautan terbawa dan menyebar ke pulau-pulau Samudera Pasifik. Teori ke-tiga menyatakan bahwa daerah asal kelapa adalah suatu kawasan di Asia Selatan atau Malaysia atau mungkin Pasifik Barat. Dan berlawanan dengan teori ke-dua, menurut teori ke-tiga ini dari kawasan terakhir itulah kelapa menyebar ke pantai-pantai barat benua Amerika, terutama pada daerah tropis (Warisno, 1998).
Botani Kelapa
Dalam dunia tumbuh-tumbuhan, maka kelapa bisa digolongkan sebagai: Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta Kelas : Monocotyledoneae Ordo : Palmales
Famili : Palmae Genus : Cocos
Species : Cocos nucifera
Penggolongan varietas kelapa umumnya berdasarkan perbedaan-perbedaan umur pohon mulai berbuah, bentuk dan ukuran buah, warna buah serta sifat-sifat khusus yang lain (Suhardiman, 1999).
Botani organ - organ tanaman kelapa dapat dibagi menjadi: 1. Daun
Pada tanaman dewasa dapat mempunyai 30-35 daun pada mahkota dengan panjang kurang lebih 6 meter. Pada bagian bawah agak cekung ke dalam, daun hampir datar atau cembung pada bagian atas. Daun yang segar beratnya 10-15kg pada kurang lebih 1,5 meter dari pangkal, daun tidak mempunyai anak daun. Pada daun terdapat 200-250 anak daun.
2. Batang
pertumbuhan sekunder. Hal ini berakibat, sekali batang telah terbentuk, maka tidak membesar lagi.
3. Akar
Tanaman kelapa disamping mempunyai akar serabut yang berdiameter antara 0,5-1cm, juga mempunyai akar rambut berdiameter 0,1cm, berdinding lunak, berbintil dan berfungsi untuk menyerap unsur hara dari dalam tanah. Jumlah akar pada pangkal batang bervariasi 4000 - 7000 buah.
4. Bunga
Tanaman kelapa merupakan tanaman berumah satu. Bunga betina dan bunga jantan terdapat pada satu malai dan pada satu mancung (spathe). Bunga jantan terdapat pada ujung malai dan bunga betina terletak pada dasar malai.
5. Buah
Bunga betina yang telah dibuahi akan berkembang menjadi buah. Tingkat pertumbuhan buah maksimum dalam berat maupun volume nampak pada bulan ke tiga. Berat buah maksimum pada bulan ketujuh, sedangkan volume maksimum dicapai pada bulan ke delapan (Suhardikono, 1988).
Jenis – jenis kelapa
varietas baru, yaitu kelapa hibrida yang merupakan hasil persilangan antara varietas genjah (ibu) dengan varietas dalam (bapak) antara lain:
1. Varietas dalam
Varietas ini terdapat di berbagai Negara produsen kelapa. Varietas ini berbatang tinggi dan besar, tingginya mencapai 30m atau lebih. Kelapa dalam mulai berbuah agak lambat, yaitu antara 6-8 tahun setelah tanam. Umurnya dapat mencapai 100 tahun lebih.
2. Varietas genjah
Tanaman kelapa varietas genjah berbatang ramping, tinggi batang mencapai 5m atau lebih, masa berbuah 3-4 tahun setelah tanam, dan dapat mencapai umur 50 tahun.
3. Kelapa hibrida
Kelapa hibrida diperoleh dari persilangan antara kelapa varietas genjah dengan varietas dalam. Salah satu hasil persilangan itu merupakan kombinasi sifat-sifat yang baik dari kedua jenis kelapa asalnya.
(Rindengan dan Hengky, 2004).
Menurut warna kulit buahnya, tanaman kelapa dibagi menjadi tiga golongan utama sebagai berikut:
1. Kelapa hijau
Warna kulit buahnya hijau dan buahnya dapat dimanfaatkan sebagai penawar racun. Kelapa jenis ini termasuk jenis kelapa dalam.
2. Kelapa coklat
3. Kelapa kuning
Warna kulit buahnya kuning, biasanya disebut kelapa gading dan banyak ditanam di pesisir pantai. Buahnya relatif kecil bila dibandingkan dengan jenis kelapa lain (Warisno, 1998).
Pemanfaatan hasil kelapa
Tanaman kelapa banyak dimanfaatkan untuk kebutuhan hidup manusia, antara lain daging buah dapat dipakai sebagai bahan baku untuk menghasilkan kopra, minyak kelapa, coconut cream, santan dan kelapa parutan kering (desiccated coconut), sedangkan air kelapa dapat dipakai untuk membuat cuka
dan nata de coco. Tempurung dapat dimanfaatkan untuk membuat charcoal,
karbon aktif dan kerajinan tangan. Dari batang kelapa dapat dihasilkan bahan-bahan bangunan baik untuk kerangka bangunan maupun untuk dinding serta atap. Daun kelapa dapat diambil lidinya yang dapat dipakai sebagai sapu serta barang-barang anyaman (Suhardikono,1988).
Pengupasan Sabut Kelapa
pekerjaan berikutnya. Pengupas mampu mengupas buah kelapa rata-rata setiap hari 500-1000 butir. Setelah dikupas kulitnya, diperoleh kelapa butiran. Pengupasan tradisional mempunyai banyak kelemahan, pengupas harus profesional karena alat dapat mencelakakan dan tidak dapat kerja konstan sepanjang waktu (Suhardikono, 1988).
Penerapan alat dan mesin pertanian
Perencanaan alat dan mesin pertanian
Perencanaan mesin mencakup semua perencanaan mesin, berarti perencanaan dari sistem dan segala yang berkaitan dengan sifat mesin, elemen mesin, struktur dan instrumen, sehingga didalamnya menyangkut seluruh disiplin teknik mesin, seperti mekanika fluida, perpindahan panas dan termodinamika serta ilmu-ilmu dasar dalam perencanaan elemen mesin.
Elemen mesin yang dirancang untuk memenuhi fungsinya. Rancangan elemen mesin ini dinyatakan dalam gambar teknik sebagai alat komunikasi antara si perancang dengan orang yang membuat elemen tersebut dan berupa standar gambar teknik. Pada rancangan ini dispesifikasikan ukuran dan bentuk yang diperlukan oleh elemen mesin, beserta penyimpangan-penyimpangan atau toleransi yang diijinkan, yang dikenal sebagai spesifikasi geometrik produk dan tertuang dalam gambar teknik. Spesifikasi geometrik produk atau elemen penyangkut toleransi ukuran, bentuk, posisi dan kehalusan permukaan, diisyaratkan dan disampaikan melalui gambar teknik. Gambar teknik pada saat yang sama dipakai untuk referensi dalam mengecek apakah kualitas elemen yang dihasilkan telah sesuai dengan spesifikasinya.
Sandor (1964) mengusulkan strategi dalam perencanaan mesin seperti yang digambarkan dalam diagram alir pada gambar. Diagram aliran ini tersusun dalam bentuk struktur Y.
1. Dua cabang diatas struktur Y, yaitu satu cabang menunjukkan perkembangan dari perencanaan dan satu cabang lainnya menunjukkan perkembangan dari yang tersedia, yang dapat dipakai dasar teknik.
Sebuah konsep lahir dari latar belakang yang menjadi rumusan permasalahan serta sumber informasi yang mendukung dan dapat diasumsikan.
3. Kaki struktur Y adalah garis petunjuk untuk menyelesaikan dari perencanaan, dasar untuk pemilikan konsep.
Gambar 1. Diagram alir perencanaan
(interaksi dan pengaruh balik dapat terjadi antara setiap langkah) (Achmad, 2006).
Kegiatan pengembangan mekanisasi pertanian haruslah dilakukan bertahap dan mengikuti suatu sistematika sebagai berikut :
a. Penelitian / studi, yang meliputi bidang rekayasa (engineering), sosial, dan ekonomi;
b. Pengujian, modifikasi dan pengembangan; c. Pembinaan pengembangan dan evaluasi; dan
Latar belakang Sumber informasi Informasi yang dapat
dipakai dan asumsi Perumusan
masalah
Konsep sintesa Model yang dapat
dipisahkan Analisis, eksperimen
d. Pembinaan institusi petani pemakai.
Dari semuanya itu, yang paling penting adalah keterampilan memakai yang merupakan kunci dari semua kesuksesan pengembangan mekanisasi pertanian. Jadi, latihan dasar keterampilan, baik untuk pengguna maupun perawatan dan perbaikan, sangatlah perlu (Hardjosentono, dkk., 2000).
Tujuan penggunaan alat dan mesin pertanian sumber tenaga mekanis Setiap perubahan usaha tani melalui mekanisasi didasari tujuan tertentu yang membuat perubahan tersebut bisa dimengerti, logis dan dapat diterima. Diharapkan perubahan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang menguntungkan dan sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan. Secara umum tujuan mekanisasi pertanian adalah :
a. mengurangi kejerihan kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga manusia b. mengurangi kerusakan produksi pertanian
c. menurunkan ongkos produksi
d. menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi e. meningkatkan taraf hidup petani
f. memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsisten (tipe pertanian kebutuhan keluarga) menjadi tipe pertanian komersil (commercial farming)
Elemen Mesin Pengupas Kelapa Motor bensin
Pada prinsipnya proses pembakaran pada mesin bensin sama dengan proses pembakaran pada mesin diesel. Pada mesin bensin, panas yang digunakan untuk membakar bensin diperoleh dari bunga api yang dihasilkan / dipercikkan busi pada langkah akhir kompresi, sedangkan pada mesin diesel untuk membakar bahan bakar solar diperoleh dari suhu udara yang sangat tinggi pada akhir langkah kompresi (Boentarto, 2000).
Proses teoritis motor bensin adalah proses yang berdasarkan siklus otto di mana proses pemasukan kalor berlangsung pada volume konstan. Beberapa asumsi yang digunakan adalah:
- Kompresi berlangsung isentropik
- Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu - Ekspansi isentropik
- Pembuangan kalor pada volume konstan
- Fluida kerja adalah udara dengan sifat gas ideal dan selama proses panas jenis konstan.
(Pudjanarsa dan Nursuhud, 2008). Mata pisau
Mata pisau berfungsi untuk mencacah bahan menjadi potongan-potongan kecil. Pemotongan yang baik harus menggunakan mata pisau yang tajam. Hal ini dapat mempercepat pemotongan bahan dan membutuhkan tenaga yang lebih kecil.
konvensional, yang memiliki rangkaian paralel, biasanya kerap macet jika bahan dimasukkan sekaligus. Rangkaian mata pisau terbuat dari baja tahan aus yang kokoh. Disain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer secara spiral, tidak paralel, agar cakupan gerakannya lebih luas dan daya potongnya lebih kuat (Pratomo dan Irwanto, 1983).
Pemotongan produk pertanian, baik untuk keperluan pangan maupun untuk keperluan lain, biasanya menggunakan alat atau mesin pemotong yang menggunakan pisau pada landasan. Akan tetapi, pekerjaan memotong ini dapat juga dilakukan tanpa landasan. Ukuran pemotongan dapat diseragamkan dengan cara mengatur kecepatan laju pemotongan atau dengan cara menempatkan pembatas pada landasan pemotong atau pada dudukan pisaunya.
Untuk mencegah kerusakan struktur bahan yang dipotong, misalnya jadi memar, baik pemotongan dengan menggunakan mesin atau dengan pemotongan secara manual, arah gerakan pemotong biasanya membentuk sudut dengan arah poros bahan yang dipotong, terutama pada pemotongan bahan - bahan yang lunak atau mudah memar (Wiriaatmadja, 1995).
Mesin pemotong dapat dibedakan berdasarkan cara pengoperasian dan konstruksinya. Berdasarkan pada cara pengoperasiannya, mesin pemotong dapat dibagi menjadi tiga kelompok sebagai berikut:
1. Mesin pemotong dengan pisau pemotong diam dan bahan yang dipotong bergerak.
3. Mesin pemotong dengan bahan yang dipotong dan pisau pemotong kedua-duanya bergerak.
Berdasarkan konstruksinya, mesin pemotong dapat dibedakan kedalam dua kelompok sebagai berikut:
1. Mesin pemotong dengan arah gerakan pisau vertikal 2. Mesin pemotong dengan arah gerakan pisau horizontal. (Daywin, dkk., 2008).
Mesin pemotong dengan satu jenis pisau menghasilkan potongan tipis dengan dua permukaan potongan. Jumlah pisau pada jenis mesin pemotong ini dapat hanya satu atau lebih, tergantung pada konstruksinya. Dalam pengoperasiannya, pisau dapat diam (stasioner) atau bergerak. Arah gerak pisau dapat vertikal turun naik, vertikal melingkar, atau horizontal melingkar. Bentuk pisau dapat lurus, lengkung atau sirkuler. Pada mesin pemotong dengan pisau bergerak, baik yang bergerak secara horizontal maupun vertikal, bahan yang akan dipotong didorong dengan arah tegak lurus atau membuat sudut tertentu terhadap bidang lintasan pisau. Akan tetapi, pada mesin yang pisaunya diam, bahan yang akan dipotong mendapat dua dorongan yang arahnya tegak lurus terhadap bidang potongan dan sejajar dengan bidang potongan (Smith dan Wilkes, 1990).
Pada umumnya pisau pemotong yang dibuat dari bahan bukan stainless steel (baja tahan karat) bila dibiarkan basah atau disimpan dalam keadaan lembap
Bentuk perawatan lain yang penting dilakukan adalah memberikan minyak pelumas pada bantalan poros agar bagian alat pemotong tersebut tidak mudah aus. Kerusakan pada poros atau bantalan akan menyebabkan piringan menjadi goyang. Akibatnya, jarak mata pisau dengan landasan akan selalu berubah. Hal ini menyebabkan hasil potongan menjadi kurang baik karena ketebalannya tidak seragam (Wiriaatmadja, 1995).
Rantai
Rantai dipakai dalam hubungan antara roda gigi dari satu poros ke lain poros, yakni untuk mendapat putaran yang sama dalam jarak poros yang agak jauh, dimana diperlukan kekuatan gerakan poros seperti untuk kendaraan-kendaraan sepeda motor. Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungan-keuntungan seperti: mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar, tidak memerlukan tegangan awal dan lainnya lagi (Daryanto, 2007).
Menurut Smith and Wilkes (1990), rantai kait dan rantai gulung merupakan dua tipe rantai yang lazim digunakan untuk pemindahan daya pada peralatan usaha tani. Rantai kait digunakan untuk daya yang relatif kecil dan kecepatannya relatif rendah. Rantai gulung digunakan secara luas pada mesin-mesin usaha tani.
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.
Hal- hal yang perlu diperhatikan di dalam merencanakan sebuah poros adalah:
1. Kekuatan poros
Suatu poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) 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 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
bagian-bagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.
4. Korosi
Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin yang berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan fluida yang korosif sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.
5. Bahan poros
Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis.
(Sularso dan Suga, 2004).
Roda gigi (gear)
Roda gigi merupakan komponen / alat untuk menghubungkan satu poros ke lain poros dengan jumlah perputaran dan arah posisi sumbu yang berbeda (tegak lurus, menyudut maupun searah), dengan jumlah perputaran yang sama maupun yang berlawanan dan jumlah putaran yang sama maupun diperbesar atau diperkecil. Roda gigi dapat mengalami kerusakan berupa patah gigi, keausan atau berlubang-lubang permukaannya dan tergores permukaannya karena pecahnya selaput minyak pelumas, biasanya kekuatan gigi terhadap lenturan dan tekanan permukaan merupakan hal yang terpenting untuk diperhatikan (Daryanto, 2007).
roda gigi. Juga untuk poros yang bersilangan, dengan bentuk roda gigi tertentu, dapat dilakukan pemindahan daya dan putaran (Anwari dan raffei, 1980).
Sproket
Sproket adaltrack, atau benda panjang yang bergerigi lainnya. Sproket berbeda denga tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak pernah cocok. Sproket juga berbeda denga pada umumnya tidak memiliki gigi. Sproket yang digunakan pada mentransmisikan gaya putar antara dua poros di mana roda gigi tidak mampu menjangkaunya (Anonimous, 2010).
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya berkerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat berkerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan fondasi pada gedung (Sularso dan Suga, 2004).
Speed Reducer
Speed reducer (gearbox) adalah jenis motor yang mempunyai reduksi
Speed reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini
perbandingan speed reducer putarannya dapat cukup tinggi.
i =
𝑁1= input putaran (rpm)
2
(Niemann, 1982).
= output putaran (rpm)
Mekanisme Pembuatan Alat
Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin–mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1993).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh: ha. Kg, lt) per satuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat / mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW (Daywin, dkk., 2008).
Kapasitas alat pengupas dapat diperbesar atau diperkecil dengan mengubah jumlah pisau, kecepatan putar roller (rpm) atau ketebalan potongan. Perubahan yang paling mudah dilakukan untuk memperbesar kapasitas tanpa mengubah tebal potongan adalah mengubah kecepatan putar (rpm), yaitu dengan jalan mengubah ukuran gear dan pemilihan rasio kecepatan reducer yang sesuai. (Wiriaatmadja, 1995).
Pemilihan bahan
Untuk dapat merencanakan suatu bagian mesin yang baik perlu memperhatikan :
- Ketentuan besar beban dan macam bahan.
- Kondisi keliling benda tersebut, korosip, lembab dan suhu. - Fungsi kerja (berat, ringan, kontinu).
