SMOFIM : MESIN PENGASAP IKAN BERBASIS SOLAR
PHOTOVOLTAIC TERINTEGRASI ANDROID MOBILE IoT (Internet of
Things) DENGAN EXHAUST FILTER PEREDUKSI POLUTAN CO, CO2
DAN HC SEBAGAI UPAYA UNTUK MENINGKATKAN
PEREKONOMIAN MASYARAKAT NELAYAN DI PANTAI TRISIK
KULON PROGO
Mahda Enja Al Hudha1, Rizal Justian Setiawan2, Imam Fauzi3
1 Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia 2 Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia
3 Pendidikan IPS, Fakultas Ilmu Sosial, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia [email protected], 2 [email protected], 3 [email protected]
Abstract
Trisik Beach is an area rich in fishery resources. Fish is one source of animal protein consumed by many people. Fish barriers quickly experience the process of decay. Therefore, fish preservation needs to be done (Rieny Sulistijowati, 2014). Accordingto FAO estimates, in tropical countries, fish and fumigation alternatives are used to increase the economy by 30% and make smoked fish as traditional food (Adawyah, 2007). The commonly used fumigation technology is using non-eco-friendly curing stoves due to the black smoke output and thickness, most people are still using conventional methods that take a long time. The production and efficiency of fumigation is also low, making it extremely difficult to produce quality smoked fish (Marasabessy Ismael and Royani DS, 2014). Based on this, it is necessary to develop fish preservation technology with effective and environmentally friendly fumigation method. The research method used in making the tool is Research and Development (R & D). The result is the creation of SMOFIM (Smoke Fish Machine) tools that work with solar photovoltaic for the operation of lamps, electric motors and blowers. These components have control automatic Android-based Internet of Things (IoT) to simplify the operation. SMOFIM uses smoke filter as CO2, CO and HC pollution reducer from smoke burning with filter paper from shrimp and betel leaf waste. It is expected that this innovation can improve the economy of the fishermen community by making fumigation as a fish preservation solution and also as a typical food development in Trisik beach.
Keywords: Exhaust Filter, Internet of Things, Fish Smokers, SMOFIM, Solar Photovoltaic. Pendahuluan
Pertumbuhan ekonomi yang tinggi membuat permintaan akan berbagai kebutuhan hidup semakin besar. Seperti ikan yang merupakan salah satu sumber protein hewani yang banyak dikonsumsi masyarakat, mudah didapat, dan harganya murah. Namun ikan cepat mengalami proses pembusukan. Oleh sebab itu pengawetan ikan perlu diketahui masyarakat. Salah satu pengawetan ikan yang popuker adalah dengan cara pengasapan (Rieny Sulistijowati, 2014).
Menurut perkiraan FAO (Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa), di negara-negara tropik dilakukan alternatif pengolahan ikan dengan pengasapan yang mencapai persentase 30%. Angka ini tentu saja cukup besar. Oleh karenanya, teknologi pengawetan ikan dengan pengasapan perlu dikuasai dan selalu dikembangkan (Adawyah, 2007).
Tujuan pengasapan ikan, pertama untuk mendapatkan daya awet yang dihasilkan asap. Tujuan kedua untuk memberikan aroma yang khas. Melalui pembakaran akan terbentuk senyawa asap dalam bentuk uap dan butiran-butiran tar serta dihasilkan panas. Senyawa asap tersebut menempel pada ikan dan terlarut dalam lapisan air yang ada di permukaan tubuh ikan, sehingga terbentuk aroma dan rasa yang khas pada produk dan warnanya menjadi keemasan atau kecoklatan (Wibowo, 2006).
Teknologi yang lazim digunakan ialah dengan menggunakan cerobong asap yang dinilai tidak ramah lingkungan, karena output asap yang hitam dan tebal, sebagian besar masyarakat juga masih menggunakan cara konvensional yang membutuhkan waktu lama. Produksi dan efisiensi pengasapan juga rendah, sehingga sangat sulit menghasilkan ikan asap dengan daya saing tinggi (Marasabessy Ismael dan Royani DS, 2014).
Karena itu, perlu dikembangkan teknologi pengasapan yang modern.Pengembangan modelmesin pengasapan telah banyak dilakukan, namun bentuknya masih standar yakni lemari pengasapan (smoking cabinet). Marasabessy dan Royani (2013) juga telah melakukan rekayasa alat pengasapan ikan untuk tujuan perbaikan produksi dan sanitasi produk ikan asap. Hasilnya cukup efektif dalam meningkatkan kapasitas produksi namun belum efisien dalam waktu pengasapan, serta masih terkendala dengan ukuran alat dan masih membutuhkan waktu pengasapan yang cukup lama. Efektifitas proses pengasapan sangat tergantung dari volume asap, bentuk ikan, suhu pengasapan, kelembaban ruang pengasapan dan desain alat pengasapan.
Berdasarkan hal tersebut, penulis membuat alat pengasapan ikan yang bernama “SMOFIM” yang akan menjadi alat pengasapan ikan yang lebih optimal dalam hal waktu pengasapan, lebih efektif, ramah lingkungan dan berbasis teknologi canggih Internet of Things (IoT) untuk meningkatkan taraf hidup masyarakat di Pantai Trisik Kulon Progo agar ikan hasil tangkapan nelayan tidak busuk begitu saja dan ikan hasil pengasapan dapat dijadikan makanan khas di wilayah pantai Trisik. SMOFIM memiliki kendali otomatis Android berbasis Internet of Things (IoT) untuk mempermudah pengoperasian On/Off lampu, motor listrik penggerak dan blower. Sumber energi dari SMOFIM berteknologi hybrid dengan bekerja menggunakan solar photovoltaic yang bertenaga sinar matahari untuk pengoperasian lampu, motor servo listrik dan blower.
Selain menciptakan alat pengasap ikan yang canggih dan efektif dalam performa, SMOFIM juga menggunakan filter asap sebagai pereduksi polusi CO2, CO dan HC. Penyaring yang digunakan
berupa kertas filter dari limbah cangkang udang. Tanin diketahui mampu mengendapkan asap emisi gas buang kendaraan yang didapatkan dari hasil pencampuran membran kitosan. Limbah udang banyak mengandung senyawa organik, terutama protein sebesar 2327% dan tannin (Cervera, M.F., et.al., 2004). Kitosan pada limbah udang juga merupakan bahan baku pembuatan membrane yang banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan filtrasi atau separasi (Synowiecki, J. et.al., 2003).
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan pendekatan R&D (Research and Development). Penelitian ini akan menghasilkan produk berupa SMOFIM sebagai pengasap ikan berbasis Solar Cell dengan Pereduksi Polusi CO2, CO dan HC Terintegrasi Android Mobile IoT (Internet of Things)di Pantai Trisik. Adapun tempat penelitian berada di Pantai Trisik Kulon Progo dan bengkel Teknik Mesin FT UNY, jangka waktu penelitian pada bulan Februari - Maret 2018.
Tahapan Penelitian ini dilakukan jenis penelitian R&D (Research and Development) yang dimodifikasi sedemikian rupa sesuai kebutuhan dari peneliti. Tahapannya dari Identifikasi Masalah, Mengumpulkan Data, Desain Produk, Pembuatan Produk, Uji Kerja Produk, Revisi Produk, Hasil Akhir, dan terakhir Analisis Data.
Identifikasi masalah dilakukan dengan observasi lapangan yaitu dengan berkunjung mewawancarai nelayan di Pantai Trisik terkait masalah pembusukan ikan dan pengusaha pengepul ikan dan menanyakan permasalahan yang sedang dihadapi selama proses pengasapan ikan secara konvensional.
Pengumpulan data dilakukan dengan pengumpulan hasil studi penelitian mengenai kondisi pengasapan hasil ikan di Pantai Trisik Kulon Progo dan Bengkel Fakulas Teknik UNY, Yogyakarta meliputi studi lapangan, identifikasi perumusan masalah, studi pustaka dan literature, kemudian pengumpulan data.
Desain produk dilakukan dengan menggunakan software Autodesk Inventor berdasarkan hasil observasi lapangan dan pengumpulan data dimulai dari menentukan rancangan mesin, menentukan cara pembuatan mesin, mendesain mesin dan implementasi.
Pada tahap pembuatan produk meliputi desain alat, survei dan pembelian, proses manufaktur, perakitan dan produk.
Validasi produk dilakukan dengan pengujian produk, yakni meliputi: keberfungsian alat dan ketahanan alat
Revisi produk dilakukan jika pengujian tidak sesuai dengan yang diharapkan. Dilakukan dengan mengatur ulang set kontroler Arduino Uno pada alat dengan adanya perbaikan sensor LM35 atau perbaikan pada koneksi Internet of Things (IoT).
Uji lapangan dilakukan dengan mengoperasikan mesin pada kondisi sebenarnya yang ada di masyarakat Pantai Trisik Kulon Progo. Kemudian membandingkan proses pengasapan ikan menggunakan mesin dengan proses pengasapan konvensional yang belum ramah lingkungan.
Pengambilan data dilakukan untuk memperoleh informasi yang dibutuhkan dalam rangka mencapai tujuan penelitian. Data itu dikumpulkan oleh sampel yang telah ditentukan sebelumnya. Sampel tersebut terdiri atas sekumpulan unit analisis sebagai sasaran penelitian.
Hasil dan Pembahasan
Gambar 1. Desain mesin pengasap ikan SMOFIM
1. Prosedur penggunaan SMOFIM untuk pengasapan ikan a. Prosedur menyalakan alat :
1) Memeriksa kesiapan alat seperti solar photovoltaic.
2) Buang kotoran pada cyclone (jika ada) dengan cara melepas bak penampung yang terletak di bagian bawah cyclone.
3) Membuat bara pada tungku.
4) Memasukkan ikan pada tabung utama dengan cara mengaitkan pada tangkai pemutar.
5) Menyetel solar photovoltaic sebagai sumber energi untuk lampu, blower dan motor servo.
6) Tutup pintu tabung utama dan hidupkan blower, lampu dan motor servo pemutar tangkai menggunakan IoT (Internet of Things).
Gambar 2. Mesin Pengasap Ikan 2. Uji Kinerja SMOFIM untuk pengasapan ikan
Uji kinerja adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui kualitas kerja dari suatu alat. Pengujian kinerja antara lain sebagai berikut :
a) Memeriksa kesiapan alat sebelum melakukan uji kerja. Pemeriksaan ini dilakukan dengan cara menghidupkan motor penggerak tangkai, blower, dan lampu dengan kendali IoT (Internet
of Things).
b) Melakukan pembumbuan atau penggaraman kemudian melakukan penjemuran pada ikan sebelum melakukan pengasapan ikan.
c) Menyiapkan tungku yaitu membuat bara api pada tungku hingga tungku menghasilkan asap yang masuk tabung utama.
Gambar 3. Membuat bara api pada tungku
d) Pengecekan solar photovoltaic yang akan digunakan sebagai sumber energi pengoperasian
peralatan elektronik SMOFIM (Smoke Fish Machine) berupa lampu mesin, blower dan motor
servo.
Gambar 4. Solar photovoltaic pada SMOFIM
e) Pengujian kerja blower dengan cara menekan tombol blower pada panel atau melalui aplikasi sehingga kipas mulai berputar.
Gambar 5. Uji kerja blower
f) Pengujian kerja dari pengerak tangkai dengan cara menghidupkan motor penggerak. Pada pengujian ini ikan sudah dalam posisi tergantung pada tangkai hal ini untuk menguji kemampuan motor penggerak.
Gambar 6. Uji Kerja Penggerak Tangkai
g) Pengujian kerja pada thermometer dan lampu mesin, yaitu dengan mengamati jarum thermometer dan nyala lampu.
Gambar 7. Uji kerja Thermometer Berikut hasil produk ikan asap dengan mesin SMOFIM :
Gambar 7. Hasil produk ikan asap dengan mesin SMOFIM B. Aplikasi IoT (Internet of Things)pada konsep kerja mesin SMOFIM 1. Desain Aplikasi IoT SMOFIM
Pembuatan SMOFIM ini menggunakan aplikasi Internet of Things untuk membantu masyarakan Pantai Trisik Kulon Progo agar lebih mudah dan hasil kerja alat dapat terpantau. Aplikasi IoT SMOFIM dapat membantu pengguna mengatur apa yang dibutuhkan agar menghasilkan produk pengasapan ikan yang baik dan bermutu tinggi.
2. Informasi yang diberikan aplikasi IoT SMOFIM
Aplikasi IoT (Internet of Things) SMOFIM memberikan informasi sekaligus kendali mesin pengasap ikan sebagai berikut :
a. Mengendalikan on/off pada lampu, blower dan poros mesin SMOFIM yang akan digunakan.
Hijau untuk on dan merah untuk off.
b. Aplikasi IoT (Internet of Things)SMOFIM memberikan informasi tentang suhu dan kelembaban
Gambar 8. Penggunaan Aplikasi IoT SMOFIM
Gambar 9. Pengecekan Suhu SMOFIM dengan aplikasi C. Modifikasi Cerobong asap berbasis Filter Limbah Cangkang Udang
Prosedur pembuatan kertas filter ada 8 tahapan, 8 tahapan tersebut tertera pada gambar di bawah ini :
Gambar 10. Pembuatan kertas Filter untuk modifikasi Cerobong asap SMOFIM
Hal yang perlu diperhatikan dalam mengurangi emisi gas buang cerobong asap Mesin Pengasap Ikan, disyaratkan untuk menyaring gas karbon monoksida (CO) dengan menggunakan sistem absorpsi (penambahan Filter Paper). Penggunaan kertas filter juga dapat berpengaruh pada proses
reduksi ketebalan asap. Proses pembutan kertas filter dan modifikasi cerobong asap ini sangat murah karena tidak memakan biaya yang besar dikarenakan menggunakan limbah cangkang udang sehingga tidak memberatkan masyarakat
Pada pengambilan data emisi yang telah dilakukan pada tanggal 23 Februari 2018 dan 27 Februari 2018, dapat dilihat bahwa Penggunaan filter sangat efektif dalam menurunkan polusi pada SMOFIM
(Smoke Fish Machine) yang di ujicoba, gas buang yang merugikan seperti CO, CO2dan HC dapat
dikurangi secara optimal sehingga mampu memenuhi ekspektasi peneliti untuk menciptakan mesin pengasap ikan yang ramah lingkungan dengan melakukan modifikasi pada cerobong asap yang terintegrasi kertas filter berbasis limbah cangkang udang.
Gambar 11. Hasil Uji Emisi saat belum menggunakan filter (Kiri) dan Hasil Uji Emisi ketika sudah menggunakan filter (Kanan)
Dibawah ini adalah wujud perubahan sifat fisik dari kertas filter berbasis limbah cangkang udang yang dipasang pada pipa knalpot. Pengujian emisi dilakukan dari 0 – 60 Menit.
Tabel 1. Bentuk fisik kertas filter di cerobong asap setelah uji emisi
Modifikasi cerobong asap dengan menambahkan filter Paper yang digunakan dalam pengujian emisi gas buang pada SMOFIM sangat efektif dalam mereduksi ketebalan asap dan polusi secara kualitatif. Pada tabel 1, sifat fisik dari kertas Filter yang diuji pada waktu 20 menit berwarna hijau gelap. Pada waktu 40 menit, kertas filter terlihat hijau kehitaman. Pada waktu 60 menit, kertas filter terlihat bewarna hitam dan sobek dibagian tepi. Penyaringan CO dan HC terjadi karena kertas filter mengandung tanin dan protein dari limbah cangkang udang, dimana pada saat proses pembuangan emisi akan terjadi insenerasi di ruang inti cerobong ketika temperatur panas, sehingga kertas filter akan mengeluarkan karbon dan hidrogen.
Kesimpulan
Berdasarkan proses pembuatan mesin pengasap ikan SMOFIM (Smoke Fish Machine) untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat di Pantai Trisik Kulon Progo, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Mesin SMOFIM memiliki 23 komponen desain pada tubuh alat yang bekerja sesuai fungsinya masin-masing. Proses pembuatan mesin pengasap ikan dimulai dari desain mesin pengasap ikan
SMOFIM kemudian prosedur penggunaan alat, hingga uji kinerja. SMOFIM dapat membuat ikan asap
dalam waktu empat jam dan jauh lebih efektif dibandingkan alat pengasap ikan sejenis maupun tradisional, SMOFIM juga menggunakan energi solar photovoltaic untuk menggerakkan komponen elektrik dan mekanis pada mesin.
2. Aplikasi IoT (Internet of Things)SMOFIM memberikan informasi sekaligus kendali mesin pengasap ikan sebagai berikut :
a. Mengendalikan on/off pada lampu, blower dan poros mesin SMOFIM yang akan digunakan.Hijau
untuk on dan merah untuk off.
b. Aplikasi IoT (Internet of Things)SMOFIM memberikan informasi tentang suhu dan kelembaban 3. Pada hasil perbandingan uji emisi tersebut telah terlihat bahwa SMOFIM (Alat Pengasap Ikan) yang telah menggunakan filter lebih ramah lingkungan karena menghasilkan gas CO 0,228 % vol, CO20,10 % vol dan HC 8 ppm vol yang jauh lebih sedikit dibandingkan tanpa menggunakan filter.
Saran
Setelah dilakukan penelitian, maka penulis memiliki saran sebagai langkah pengembangan dan penyempurnaan mesin sebagai berikut:
1. Sebaiknya alat diberi roda, agar dapat dipindahkan dengan mudah.
2. Pada saat melakukan pekerjaan hendaknya memperhatikan kaidah K3untuk mengantisipasi dari hal – hal yang tidak kita inginkan.
DAFTAR PUSTAKA
Adawyah, R. 2007. Pengolahan dan Pengawetan Ikan. Penerbit Bumi Aksara.Jakarta.
Anonim. Material Konfigurasi cerobong asap. http://en.wikibooks.org/wiki/Acoustics/Car_ Konfigurasi cerobong asaps#The_absorber_konfigurasi cerobong asap Diakses pada 8 Maret 2018, Pukul 07.13 WIB.
Cervera, M.F., et.al., 2004, Solid-state characterization derived from lobster chitin, Carbohydrate Polymers, 58, 401-408
Daryanto. 2008. Teknik Otomotif. PT. Bumi Aksara, Jakarta;
Djuandi, Feri, 2011. Pengenalan Arduino. Jakarta: Penerbit Elexmedia
H, Zulkifli Harahap. 2009. Pompa dan Blower Sentrifugal,Cetakan ketiga. Penerbit Erlangga. Jakarta. Gόmez-Guillén MC, Gόmez-Estaca J, Giménez B, and Montero P. 2009. Alternative fish species for
cold-smoking process. International Journal of Food Science & Technology 44:1525-1535
Kumolu-Johnson CA, Aladetohun NF, and Ndimele PE. 2010. The effect of smoking on the
nutritional qualities and shelf-life of Clarias gariepinus (Burchell 1822). African Journal of Biotechnology 9 (1):073-076
Marasabessy Ismael dan Royani DS. 2014. Perbaikan teknologi pengasapan dan manajemen usaha pengolahan ikan asap. Jurnal Bakti 6 (1).
Nuroniah, H. S dan A. S. Kosasih. 2010. Mengenal Jenis Trembesi (Samanea saman (Jacquin).
Merril) sebagai Pohon Peneduh. Jurnal Mitra Hutan Tanaman. 5 (1): 1-5.
Radianto, Donny. 2012. Sensor Suhu Dengan LM 35.
http://teknologi.kompasiana.com/terapan/2012/11/11/sensor-suhudenganlm-35-502246.html diakses tanggal 9 Maret 2018, pukul 13.09 WIB.
Rahman, Abdul. 2010. Dasar-Dasar Kesehatan Lingkungan-Agen Senyawa Kimia. Bahan Kuliah FKMUI, Depok.
Rini Damayanti. 2003. Khasiat & Manfaat Daun Sirih : Obat Mujarab dari Masa ke Masa. Agromedia Pustaka: Jakarta.
Synowiecki, J., and Al-Khateeb, N.A., 2003, Production, Properties, and Some New Applications of Chitin and its Derivatives, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 43, no. 2, 145-171
Wibowo, S. 2006. Industri Pengasapan Ikan. Penebar Swadaya. Jakarta
Wilman Septina. 2007. Laporan akhir penelitian: Pembuatan Prototipe Solar Cell Murah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye-sensitized Solar Cell). Bandung: Istitut Teknologi Bandung
