RANCANG BANGUN DAN UJI KINERJA ALAT PENGUTIP BRONDOLAN SAWIT
DANOV ISTIGHFARRAHMAN
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2017
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun dan Uji Kinerja Alat Pengutip Brondolan Sawit adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2017
Danov Istighfarrahman NIM F14120130
DANOV ISTIGHFARRAHMAN. Rancang Bangun dan Uji Kinerja Alat Pengutip Brondolan Sawit. Dibimbing oleh DESRIAL.
Prototipe alat pengutip brondolan sawit telah didesain dan dibuat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan desain, prototipe, dan data kinerja maksimal dari alat pengutip brondolan sawit untuk diaplikasikan di kebun sawit.
Komponennya terdiri dari pengutip, rangka, roller, handle dan penampung brondolan yang terkutip. Desain prototipe alat dibuat dengan mempertimbangkan faktor karakteristik brondolan sawit dan kondisi lahan sawit di Indonesia, agar nantinya alat bekerja dengan baik sesuai tujuan pembuatan. Hasil analisis struktural, pemilihan dan perencanaan bahan pada rangka juga dilakukan, digunakan besi siku dengan bahan SC45 yang memiliki tegangan izin (σb) = 58 kg/mm² lebih besar daripada tegangan geser dan tegangan bending yang diterima oleh bahan. Hasil simulasi beban statis menggunakan Software SolidWorks menunjukkan bahwa bahan dan dimensi pada komponen rangka utama masih aman karena tegangan maksimum yang diterima oleh bahan lebih kecil dari tegangan izin bahan. Kekurangan terdapat pada besar kecepatan putar (rpm) pengutip yang tidak bisa dikontrol karena sumber daya bukan dari putaran motor melainkan dari dorongan manusia. Hasil menunjukkan bahwa efisiensi pengutipan tertinggi sebesar 73%, losses sebesar 27%. Kapasitas lapang pengutipan alat ini sebesar 0.26 kg/menit atau 16.18 kg/jam.
Kata kunci: alat pengutip, brondolan sawit, desain, uji kinerja
ABSTRACT
DANOV ISTIGHFARRAHMAN, Design and Performance of Loose Oil Palm Fruit Picker Device, Supervised by DESRIAL.
Prototype of loose oil palm fruit picker device has been designed and manufactured. The objective of this research is to get design, prototype, and maximum performance data from loose oil palm fruit picker device to be applied in oil palm plantation. The components consist of picker, frame, roller, handle and reservoir of the loose oil palm fruit. Design of the prototype device created by considering the factors of loose oil palm fruit characteristic and palm land conditions in Indonesia, so that later the devices work well in accordance with the objective. The results of the structural analysis, material choice for design was also done, used material SC45 has yield strength (σb) = 58 kg/mm² more than the value of shear stress and bending stress by the material. Static load simulation results using SolidWorks Software show that the materials and dimensions of the main components of the framework are still safe because the value of stress is less than material yield strength. There are a shortage on the value of rotation speed (rpm) of picker that cannot be controlled because the power resources is not from the round engine but from the human impulses. The test results
Keywords: design, loose palm fruit, performance test, picker device
RANCANG BANGUN DAN UJI KINERJA ALAT PENGUTIP BRONDOLAN SAWIT
DANOV ISTIGHFARRAHMAN
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah subhanahu wa ta’ala, karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian dengan judul Rancang Bangun dan Uji Kinerja Alat Pengutip Brondolan Sawit dilakukan sejak bulan Januari 2016 sampai Desember 2016.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Desrial, M.Eng selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberi saran, masukan dan ilmu pengetahuan. Rasa terima kasih penulis sampaikan kepada Dr Ir I Dewa Made Subrata, M.Agr dan Dr Ir I Wayan Budiastra, M.Agr selaku dosen penguji yang juga memberikan saran-saran yang bermanfaat untuk perbaikan tulisan ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ayah, Ibu dan keluarga penulis atas do’a dan dukungan yang tidak pernah lelah dan tidak pernah lupa memberikan dorongan dan semangat untuk menyelesaikan studi. Bapak Agus Rohim, dan para teknisinya di bengkel Bima Sakti Sindang Barang Pilar yang telah membantu dalam pembuatan prototipe. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Kementrian Agama yang telah memberikan beasiswa untuk menunjang kegiatan kuliah dan penelitian. Tidak lupa kepada seluruh teman-teman Teknik Mesin dan Biosistem angkatan 2012, kepada sahabat sekaligus saudara yaitu Muhammad Iswadi, Bob Andri, Irsyad Faisal M. dan Wiliandi Saputro yang merupakan teman-teman satu bimbingan, atas segala warna yang telah diberikan, penulis ucapkan terima kasih sebanyak banyaknya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2017
Danov Istighfarrahman
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR LAMPIRAN viii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Rumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2
Kelapa Sawit 2
Jenis Kelapa Sawit 3
Karakteristik Brondolan Kelapa Sawit 3
Panen Kelapa Sawit 4
Mesin dan Alat Pengutip Brondolan Sawit yang Sudah Ada 7
METODE 9
Waktu dan Tempat Penelitian 9
Alat dan Bahan 10
Tahapan Penelitian 10
HASIL DAN PEMBAHASAN 16
Kriteria Desain 16
Analisis Fungsional 17
Analisis Teknik 18
Hasil Simulasi 26
Uji Kinerja 27
PENUTUP 34
Simpulan 34
Saran 35
DAFTAR PUSTAKA 35
LAMPIRAN 37
RIWAYAT HIDUP 70
DAFTAR TABEL
1 Sifati fisik minyak inti sawit 4
2 Karakteristik minyak inti sawit 4
3 Tingkat kematangan buah sawit 5
4 Jumlah brondolan yang tidak dikutip di kemandoran B 6 5 Total losses berdasarkan tahun tanam (1986, 1998,2000) di Blok
Divisi II
7 6 Kategori tingkat beban kerja berdasarkan IRHR 25 7 Pemetaan denyut nadi dan hasil perhitungan IRHR 26 8 Hasil pengujian kecepatan maju dan slip saat alat digunakan
mengutip
28 9 Hasil pengujian kapasitas lapang pengutipan 29 10 Konversi kapasitas lapang pengutipan menggunakan alat 29
11 Kapasitas pengutipan lapang secara manual 30
12 Hasil pengujian effisiensi pengutipan 31
DAFTAR GAMBAR
1 Elemen kerja dalam pemanenan kelapa sawit Putranti (2013) 5 2 Metode konvensional proses pengutipan brondolan 6 3 Mechanical Loose Palm Fruit Collector (MKII) 8 4 (a) Alat pengutip brondolan sawit tipe roller (b) alat pengutip
brondolan sawit sedang digunakan di lahan sawit 8 5 Oil Palm Fruit Collector (MKIII) sedang dioperasikan di lahan sawit 9
6 Flowchart tahapan penelitian 11
7 (a) Alternatif desain body dan rangka 1 (b) alternatif desain pengutip
1 12
8 (a) Alternatif desain body dan rangka 2 (b) alternatif desain pengutip
2 12
9 (a) Alternatif desain body dan rangka 3 (b) alternatif desain pengutip
3 12
10 (a) Alternatif desain body dan rangka 4 (b) alternatif desain pengutip
4 13
11 Desain alat pengutip brondolan sawit 17
12 Distribusi gaya pada rangka 18
13 Diagram bebas pada rangka 19
14 Luas kontak roda rantai dan roda ban dengan permukaan tanah 23
15 Hasil simulasi beban statis pada rangka 27
16 Hasil simulasi beban statis pada bagian pengutip 27 17 Sketsa pengutipan brondolan tampak samping 27 18 Keadaan brondolan di sekitar pohon sawit di kebun sawit Cikabayan 28 19 Ukuran piringan pohon sawit yang digunakan untuk pengujian 30 20 Beberapa contoh piringan pohon sawit di kebun 32 21 (a) Alat sebelum dipasang cover penutup (b) alat setelah dipasang
cover penutup 33
22 (a) Sebelum pemotongan serokan (b) setelah pemotongan serokan
dan penambahan ganjalan 33
23 (a) Sebelum pemotongan rangka (b) setelah pemotongan rangka 34
24 Alat diuji fungsional di kebun sawit 42
25 Brondolan sawit di dalam penampung setelah pengujian 42
26 Proses finsihing alat di bengkel 43
27 Proses pengecatan alat 43
28 Pengutip 44
29 Penampung 44
30 Pengujian slip roda 44
31 Pengujian kecepatan maju alat 44
32 HRM dan interfacenya 45
33 Mengukur HR operator 1 megutip dengan alat 45
34 Mengukur HR operator 1 mengutip manual 46
35 Mengukur HR operator 2 megutip dengan alat 46
36 Mengukur HR operator 2 mengutip manual 46
DAFTAR LAMPIRAN
1 Tabel karakteristik tandan sawit dan brondolan sawit 31
2 Data diri operator uji beban kerja 38
3 Hasil pengujian kecepatan maju alat tanpa digunakan mengutip 38 4 Hasil pengujian kapasitas lapang pengutipan secara manual 39 5 Hasil pengujian efisiensi pengutipan secara manual 39
6 Diagram pemilihan rantai rol 40
7 Detail antropometri tubuh orang Indonesia dewasa 41
8 Dokumentasi pendukung 42
9 Grafik HR mengutip brondolan secara manual 47
10 Grafik HR mengutip brondolan menggunakan alat 48 11 Data HR mengutip brondolan manual operator 1 49 12 Data HR mengutip brondolan dengan alat operator 1 52 13 Data HR mengutip brondolan manual operator 2 55 14 Data HR mengutip brondolan dengan alat operator 2 58 15 Gambar teknik alat pengutip brondolan sawit 62
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kelapa sawit merupakan salah satu komoditi pertanian yang menjadi primadona hampir di seluruh dunia termasuk Indonesia. Hal tersebut dipertimbangkan dari hasil produksi komoditinya berupa CPO (Crude Palm Oil) dan PKO (Palm Kernel Oil) yang dapat diolah sebagai bahan mentah untuk membuat berbagai produk yang bernilai komersial dengan profit yang tinggi.
Kualitas dan kuantitas produk yang dihasilkan dari minyak kelapa sawit tidak terlepas dari kegiatan budidaya dan pengolahan komiditi di perkebunan terutama saat kegiatan pemanenan.
Saat ini, proses pemanenan tandan buah segar (TBS) kelapa sawit dilakukan secara manual dengan menggunakan alat egrek dan dodos. Pada saat pemanenan, beberapa brondolan sawit terlepas dari tandannya dan jatuh di sekitar piringan pohon kelapa sawit. Persentase jumlah brondolan yang terlepas dari tandannya cukup besar sehingga pengutipan atau pengumpulan brondolan tersebut tidak bisa diabaikan karena akan menurunkan kuantitas hasil panen secara signifikan. Namun di sisi lain para pekerja malas untuk memungut brondolan tersebut. Alasannya karena proses pengutipan brondolan sawit masih dilakukan secara manual.
Akibatnya selain memakan waktu yang lama, buruh panen juga mudah lelah karena terus menerus membungkuk selama pengutipan sehingga produktivitas kerja mereka akan menurun dan ikut berdampak pada menurunnya tingkat produktivitas hasil panen yang akan diolah oleh pabrik.
Proses pengutipan brondolan kelapa sawit secara manual ini dilakukan hampir di seluruh perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Hingga saat ini belum ada yang bisa membuat mesin pengutip brondolan yang dapat bekerja optimal serta digunakan oleh perkebunan-perkebunan sawit, karena memang perlu analisis yang matang agar mesin dapat beroperasi dengan baik. Beberapa kali sudah ada yang mencoba membuat alat semacam ini dari berbagai pihak, namun belum ada yang berhasil diminati untuk digunakan oleh perkebunan-perkebunan sawit. Dari beberapa tinjauan literatur yang diperoleh, di Indonesia saat ini alat yang sudah ada hanya menyerupai garuk yang berfungsi mengumpulkan brondolan pada suatu tempat lalu ditampung lagi disisi lahan secara terpisah untuk diangkut oleh buruh panen. Ada lagi yang berupa kawat-kawat berbentuk oval yang elastis sehingga dapat menampung brondolan, namun kapasitasnya sedikit dan belum bisa digunakan di lahan yang tidak rata. Selebihnya mesin-mesin sejenis ini banyak dikembangkan di negara Malaysia. Oleh karena itu, dicari solusi dari permasalahan ini yaitu dengan membuat sebuah alat pengutip brondolan sebagai solusi untuk memudahkan proses pengutipan yang merupakan bagian dari kegiatan pemanenan di perkebunan kelapa sawit.
Rumusan Masalah
Permasalahan yang menjadi latar belakang perancangan dan pembuatan mesin pengutip brondolan sawit ini adalah :
1. Proses panen yang masih manual membuat banyak brondolan sawit menjadi tercecer.
2. Pengutipan brondolan secara manual memerlukan waktu yang lama dan tenaga yang lebih banyak.
3. Alat dan mesin sejenis ini masih jarang ditemui untuk digunakan di perkebunan-perkebunan sawit di Indonesia.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mendesain alat pengutip brondolan sawit serta melakukan pengujian kinerja dari alat ini.
Manfaat Penelitian
Hasil rancang bangun alat ini diharapkan dapat menjadi solusi bagi seluruh perusahaan sawit di Indonesia dalam hal pengutipan brondolan sawit yang selama ini banyak menyebabkan susut panen, serta dapat dijadikan sebagai paten alat pengutip brondolan sawit di Indonesia dan dapat diproduksi secara massal kedepanya.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini difokuskan pada desain bagian pengutip dan mekanisme alat dalam mengutip brondolan sawit.
TINJAUAN PUSTAKA
Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) merupakan tanaman yang berasal dari Nigeria, Afrika Barat. Namun, ada sebagian pendapat yang justru menyatakan bahwa tanaman tersebut berasal dari Amerika Serikat yaitu Brazil. Hal ini dikarenakan oleh lebih banyaknya ditemukan spesies kelapa sawit di hutan Brazil dibandingkan dengan di Afrika. Pada kenyataannya tanaman kelapa sawit hidup subur di luar daerah asalnya, seperti Malaysia, Indonesia, Thailand dan Papua Nugini. Bahkan, mampu memberikan produksi per hektar yang lebih tinggi (Pahan 2011).
Kelapa sawit merupakan salah satu jenis tanaman dari famili palma yang mampu menghasilkan minyak nabati. Minyak nabati saat ini menjadi sangat kompetitif di pasar internasional. Pada dasarnya bukan hanya kelapa sawit penghasil minyak nabati, namun terdapat juga tanaman lain yang berpotensi tumbuh dengan baik di Indonesia seperti kelapa, bunga matahari, kacang kedelai dan masih banyak lainnya. Namun dari sekian banyak tanaman yang mengandung
minyak, kelapa sawit merupakan tanaman yang paling produktif menghasilkan rendemen minyak tertinggi terutama di Indonesia.
Jenis Kelapa Sawit
Menurut Tim Penulis PS (2012), berdasarkan ketebalan cangkang dan daging buah, kelapa sawit dibedakan menjadi beberapa jenis sebagai berikut :
1. Dura, jenis ini memiliki inti besar dan bijinya tidak dikelilingi sabut dengan ekstraksi minyak sekitar 17–18%. Dura memiliki inti besar dan cangkang tebal serta dipakai oleh pusat-pusat penelitian untuk memproduksi jenis Tenera.
2. Tenera, jenis ini memiliki cangkang agak tipis (2-3 mm), dengan cincin serat di sekeliling biji, daging buah tebal, serta ektraksi minyak sekitar 22- 25%.
3. Pisifera, jenis ini memiliki cangkang yang sangat tipis dengan inti kecil.
Tandan buahnya hampir selalu gugur sebelum masak, sehingga jumlah minyak yang dihasilkan sedikit. Jenis ini tidak dikembangkan sebagai tanaman komersial.
Karakteristik Brondolan Kelapa Sawit
Menurut Naibaho (1998), tanaman kelapa sawit merupakan tumbuhan tropis golongan plasma yang termasuk tanaman tahunan. Kelapa sawit yang dikenal ialah jenis Dura, Psifera dan Tenera. Ketiga jenis ini dapat dibedakan berdasarkan penampang irisan buah, yaitu jenis Dura memiliki tempurung yang tebal, jenis Psifera memiliki biji yang kecil dengan tempurung yang tipis, sedangkan tenera yang merupakan hasil perulangan dura dengan Psifera menghasilkan buah bertempurung tipis dan inti yang besar.
Buah sawit berukuran kecil antara 12-18 gr/butir yang duduk pada bulir.
Setiap bulir terdiri dari 10-18 butir tergantung pada kesempurnaan penyerbukan.
Buah sawit yang dipanen dalam bentuk tandan disebut dengan tandan buah sawit.
Hasil utama yang dapat diperoleh dari tandan buah sawit ialah minyak sawit yang terdapat pada daging buah (mesokarp) dan minyak inti sawit yang terdapat pada kernel. Kedua jenis minyak ini berbeda dalam hal komposisi asam lemak dan sifat fisika-kimia. Minyak sawit dan minyak inti sawit mulai terbentuk sesudah 100 hari setelah penyerbukan, dan berhenti setelah 180 hari atau setelah dalam buah, minyak yang sudah jenuh. Jika dalam buah tidak ada lagi pembentukan minyak, maka yang terjadi ialah pemecahan trigliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol (Nazamuddin 2013).
Bentuk inti sawit bulat atau sedikit gepengberwarna coklat kehitam- hitaman. Inti sawit mengandung lemak, protein, serat dan air. Pada pemakaianya lemak yang terkandung di dalamnya (disebut minyak inti sawit) diekstrasi dan sisanya atau bungkilnya yang kaya protein dipakai sebagai bahan makanan ternak.
Kadar minyak dalam inti kering adalah 44 – 53% (Tim Penulis PS 2012).
Berikut data sifat fisik minyak inti sawit dan karakteristik minyak inti sawit:
Tabel 1 Sifat fisik minyak inti sawit
Berat jenis pada 99/15.5°C 0.860 - 0.873 Indeks refraksi pada 40°C 1.449 - 1.452
Bilangan iodium 14 – 22
Bilangan penyabunan 245 – 255 Zat tak tersabunkan (%) < 0.8 Titik lebur (°C) 24 – 26 Titik padat (°C) 20 – 26 Sumber: Tim Penulis PS (2012).
Tabel 2 Karakteristik minyak inti sawit karakteristik Minyak
Sawit
Inti Sawit
Minyak Inti
Sawit Keterangan
Asam lemak bebas 5% 3.5% 2.9% Maksimal
Kadar kotoran 0.5% 0.02% 0.176% Maksimal
Kadar zat
menguap 0.5% 7.5% 0.2% Maksimal
Bilangan
peroksida 6 meq - 2.2 meq Maksimal
Bilangan iodine 44 - 58
mg/g - 10.5 - 185
mg/g -
Kadar logam (Fe,
Cu) 10 ppm - - -
Lovibond 3 - 4 R - - -
Kadar minyak - 47% - Maksimal
Kontaminasi - 6% - -
Kadar pecah - 15% - Maksimal
Sumber: Tim Penulis PS (2012).
Panen Kelapa Sawit
Pemanenan adalah pemotongan tandan buah segar dari pohon hingga pengangkutan ke pabrik. Kegiatan panen memerlukan teknik tersendiri untuk mendapatkan hasil yang berkualitas. Hasil panen utama dari kelapa sawit adalah buah kelapa sawit. Pelaksanaan panen tidak dilakukan secara sembarang, perlu memperhatikan beberapa kriteria tertentu, sebab tujuan panen kelapa sawit adalah untuk mendapatkan rendemen minyak yang tinggi dengan kualitas minyak yang bagus. Pemanenan kelapa sawit terdiri dari tiga kegiatan utama, yaitu persiapan panen, pelaksanaan panen, dan pengawasan panen. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam kegiatan persiapan panen adalah tenaga kerja pemanen, peralatan panen, rotasi panen, taksasi panen, dan kriteria panen. (Sihombing 2012).
Menurut Sihombing (2012), kriteria matang panen kelapa sawit adalah jumlah brondolan yang terlepas dari tandanya dan jatuh ke piringan secara alami sebanyak 4-9 brondolan, jika jumlah brondolan jatuh sudah sebanyak itu maka kelapa sawit siap dipanen. Berdasarkan tinggi tanaman, ada tiga cara panen yang
umum dilakukan oleh perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Untuk tanaman yang tingginya 2-5 m digunakan cara panen jongkok dengan alat dodos, sedangkan tanaman dengan ketinggian 5-10 m dipanen dengan cara berdiri dan menggunakan alat kampak siam. Sementara itu, untuk tanaman dengan ketinggian lebih dari 10 m digunakan alat egrek yang merupakan alat arit bergagang panjang.
Tingkat kematangan buah sawit dapat dilihat dari jumlah brondolan yang jatuh dari tandanya. Lebih rinci dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 3 Tingkat kematangan buah sawit
Fraksi Jumlah Brondolan yang jatuh Kematangan 00 Tidak ada buah berwarna hitam Sangat mentah 0 Satu brondolan s.d. 12.5% buah segar Mentah
1 12.5 – 25% buah luar Kurang matang
2 25 – 50% buah luar Matang I
3 50 – 75% buah luar Matang II
4 75 – 100% buah luar Lewat matang I
5 Buah dalam ikut membrondol Lewat matang II Sumber : Rusnadi 2013
Menurut Putranti (2013), aktivitas pemanenan kelapa sawit merupakan pekerjaan yang berat sehingga dapat menyebabkan tejadinya fenomena rasa sakit yang timbul akibat kerja berlebihan pada otot atau yang sering disebut muscular fatigue. Putranti (2013) juga menjelaskan bahwa terdapat beberapa elemen pekerjaan yang melelahkan, membutuhkan waktu yang lama dan tenaga kerja paling banyak dalam pemanenan kelapa sawit. Data mengenai hal tersebut disajikan pada Gambar 1. Pekerjaan memungut berondolan sangat banyak dikeluhkan oleh pemanen karena dapat menyebabkan rasa sakit pada kaki dan pinggang pemanen.
Untuk mengatasi hal tersebut perlu adanya alat bantu untuk memungut berondolan tersebut tanpa harus membungkuk ataupun berjongkok.
Gambar 1 Elemen kerja dalam pemanenan kelapa sawit (Putranti 2013)
Gambar 2 Metode konvensional proses pengutipan brondolan
Menurut Sihombing (2012), kehilangan produksi (losses) merupakan salah satu faktor yang menyebabkan tidak tercapainya kuantitas dan kualitas produksi yang optimal. Sumber losses yang umumnya sering terjadi di lapangan, yaitu :1).
Buah mentah yang terpanen, 2). Buah masak tertinggal di pokok, 3). Buah masak tertinggal di piringan/gawangan (tidak diangkut ke TPH), 4). Brondolan tidak dikutip dan 5). Brondolan di tangkai panjang. Sihombing (2012) juga melakukan pengamatan di lapangan mengenai jumlah brondolan yang tidak dikutip dan tertinggal di piringan. Pengamatan dilakukan dengan mengambil 5 pemanen pada salah satu kemandoran sebagai sampel. Pengamatan dilakukan dengan mengikuti kegiatan panen selama 1 hari untuk 1 pemanen dan dilakukan 1 kali pengamatan untuk setiap pemanen.
Tabel 4 Jumlah brondolan yang tidak dikutip di kemandoran B No.
Pemanen
Brondolan Tinggal (buah) Presentase terhadap Total Brondolan Tinggal (%) Piringan* Pasar
pikul**
Potongan
Tangkai Total Piringan* Pasar pikul**
Potongan Tangkai
1 27 11 8 46 58.7 23.9 17.4
2 35 26 14 75 46.7 34.7 18.6
3 24 15 46 46 52.2 32.6 15.2
4 33 28 11 72 45.8 38.9 15.3
5 41 30 17 88 46.6 34.1 19.3
Rata-rata 32 22 11.4 65.4 48.9 33.6 17.5
Sumber: Sihombing (2012)
Keterangan : * : Brondolan di piringan yang diamati yaitu 10 pokok yang dipanen.
** : Brondolan di pasar pikul yang diamati sepanjang dalam 1 TPH (3 gawangan).
Tabel 5 Total losses berdasarkan tahun tanam (1986, 1998, 2000) di Blok Divisi II
Faktor Blok
1986 1998 2000
Buah Mentah (tandan) 3 5 3
Buah Masak tinggal di pokok (tandan) 6 4 3
Buah Masak tidak diangkut ke TPH
(piringan/gawangan) (tandan) 1 2 1
Brondolan di piringan (buah)* 85 62 43
Brondolan di pasar pikul (buah)** 72 98 65
Brondolan tertinggal di TPH (buah) 28 26 33
Brondolan di potongan tangkai (buah) 32 25 27
Sumber: Sihombing (2012)
Keterangan : * : Brondolan di piringan yang diamati yaitu 20 pokok yang dipanen.
** : Brondolan di pasar pikul yang diamati sepanjang dalam 1 TPH (3 gawangan).
Berdasarkan Tabel 2 hasil pengamatan Sihombing (2012), dapat dilihat bahwa rata-rata kehilangan panen dari akibat brondolan tertinggal di piringan adalah sebanyak 32 brondolan/10 pokok atau piringan pohon sawit dan 49.9%/pemanenan 10 pokok. Losses di tempat tersebut adalah paling besar di antara tempat brondolan tertinggal lainya, yaitu di pasar pikul dan potongan tangkai.
Sedangkan pada Tabel 3 dijelaskan beberapa sebab losses berdasarkan tiga tahun tanam. Seperti pengamatan sebelumnya, losses akibat brondolan yang tertinggal di piringan adalah yang paling besar, dengan jumlah 85 brondolan/20 pokok pada tahun 1986, 62 brondolan/20 pokok, dan 43 brondolan/pokok.
Mesin dan Alat Pengutip Brondolan Sawit yang Sudah Ada Mechanical Loose Palm fruit Collector (MKII)
Mesin pengumpul brondolan sawit ini diproduksi di Malaysia diuji pertama kali pada tahun 1995. Mesin ini dapat mengambil brondolan sawit dilahan dan mendistribusikanya ke TPH atau jalan di lahan yang sudah dapat dilewati kendaraan pengangkut lainya. Dimensi mesin yang cukup kecil mempunyai kelebihan dapat masuk dan bermanuver ke lahan sawit. Mesin ini dapat dioperasikan oleh minimal satu orang, dan bisa lebih. Pada uji kinerja dilakukan tiga perlakuan mengenai jumlah operator yang mengoperasikan, yaitu dengan satu operator, dua operator dan tiga operator. Hasilnya adalah produktivitas pengumpulan brondolan sawit paling banyak saat dengan tiga operator. Ketika dengan satu operator produktivitasnya 40- 60 kg/jam, ketika dengan dua operator 60-100 kg/jam, dan ketika dengan tiga operator mencapai 100-250 kg/jam (Ahmad dan Ahmad 1999).
Gambar 3 Mechanical Loose Palm Fruit Collector (MK III)
Mekanisme pengumpulan brondolan mesin ini adalah menggunakan blower yang menghasilkan angin untuk menghisap brondolan ke penampungan. Mesin ini memiliki dimensi panjang keseluruhan 2050 mm, lebar keseluruhan 1200 mm, dan tinggi keseluruhan 1600 mm. Mesin ini menggunakan motor penggerak diesel Air- cooled Yanmar L60 dengan daya 4.5 kW. Transmisi keseluruhan mesin ini menggunakan sabuk puli, dan beberapa komponen lain seperti poros, bantalan, dan lainya.
Roller-Type Oil Palm Loose Fruit Picker
Alat pengutip brondolan sawit tipe roller, alat ini dikembangkan di Malaysia pada tahun 2009. Komponen utama alat ini adalah terbuat dari kawat- kawat elastis yang disusun berbentuk oval. Mekanisme kerja alat ini dengan didorong di lahan dan kawat-kawat akan berputar dan otomatis brondolan sawit akan masuk. Alat ini cukup dioperasikan dengan satu orang dewasa
Gambar 4 (a) Alat pengutip brondolan sawit tipe roller (b) alat pengutip brondolan sawit sedang digunakan di lahan sawit
Produktivitas alat ini ketika diuji coba adalah 30-60 kg/jam. Dimensi pegangan dari alat ini adalah 1 m, sedangkan dimensi bagian roller-nya saja yaitu lebar 280 mm dengan diameter 120 mm. Manfaat menggunakan alat ini adalah semua brondolan sawit di lahan dapat terambil dan hasil pemanenan sawit meningkat (Solah et al. 2009).
Oil Palm Fruits Collector (MK III)
Mesin pengumpul brondolan sawit ini dikembangkan dari desain mesin sebelumnya yang diuji coba pada 1995. Mesin ini dibuat di Malaysia pada tahun 2012. Bagian yang dimodifikasi dari mesin sebelumnya adalah bagian nozel penghisapnya, didesain ulang sehingga dapat optimal dalam pengumpulan brondolan sawit. Mesin ini dibuat dengan dimensi yang lebih besar. Bagian penampung brondolan dibuat dengan kapasitas menampung sebanyak 150 kg brondolan sawit. Pada saat uji coba mesin ini mampu mengumpulkan brondolan sebanyak 4.2-5.1 kg/menit, dan rata-rata mesin ini dapat mengumpulkan brondolan sawit sebanyak 1200-1500 kg/hari (Abdur et al. 2012).
Gambar 5 Oil Palm Fruits Collector (MK III) sedang dioperasikan di lahan sawit Mesin ini dibuat lebih besar daripada mesin sebelumnya. Dimensi keseluruhan mesin ini adalah panjang 4540 mm, lebar 2200 mm, dan tinggi 1915 mm. Motor penggerak yang digunakan adalah JD Diesel 9.5 hp.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Januari 2016 sampai dengan bulan November 2016. Pembuatan desain alat dilakukan di Engineering Design Studio - IPB. Pembuatan prototipe dilakukan di bengkel Bimasakti Engineering - Sindangbarang Bogor. Pengujian kinerja dilakukan di Kebun Sawit Cikabayan Laboratorium Lapang Departemen Agronomi dan Holtikultura.
Alat dan Bahan Penelitian Alat
Alat-alat dan perlengkapan utama yang diperlukan untuk kegiatan penelitian ini meliputi peralatan untuk proses desain alat, peralatan perancangan dan pembuatan konstruksi alat serta peralatan instrumen untuk pengujian kinerja lapangan dari alat yang dirancang. Peralatan untuk perancangan dan pembuatan prototipe alat adalah:
a. Alat untuk membuat konsep desain alat dan alat bantu analisis adalah personal computer (PC), software gambar SolidWorks 2013, kertas, alat tulis, dan kalkulator.
b. Peralatan pengukuran: jangka sorong, mistar, timbangan dan tali.
c. Peralatan pembuatan prototipe alat antara lain: mesin las listrik, las LPG, gerinda tangan, gerinda duduk, mesin bor tangan, mesin bor duduk, penggaris, meteran, busur, gunting, tang, obeng, kunci pas, dan kunci ring.
d. Peralatan untuk pengujian alat antara lain: kamera untuk merekam pengujian, stopwatch dan timbangan untuk mengukur kapasitas kerja mesin.
Bahan
Bahan-bahan yang diperlukan untuk penelitian ini meliputi :
a. Bahan pembuatan prototipe terdiri dari: besi plat, besi pipa, besi siku, poros baja, baut, mur, selang plastik, rantai dan sproket.
b. Bahan habis untuk pengujian lapangan terdiri dari: Brondolan sawit.
Tahapan Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum yaitu berdasarkan pendekatan rancangan fungsional dan pendekatan rancangan struktural. Adapun Flowchart tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Flowchart tahapan penelitian Pemilihan Konsep
Fungsi utama dari alat ini adalah mengutip brondolan sawit yang tetinggal di piringan pohon sawit selama proses pemanenan dilakukan. Jadi bagian pengutip adalah salah satu komponen yang sangat penting untuk dipilih bagaimana desain yang paling cocok dan dapat bekerja dengan maksimal. Selain bagian pengutip, bagian body dan rangka alat juga harus dipilih desain yang paling maksimal karena menyangkut untuk mobilisasi alat dan nilai keindahan alat.
Ada dua mekanisme yang dapat digunakan untuk memenuhi fungsi mengumpulkan brondolan sawit, yaitu dengan sistem vakum dan yang kedua dengan sistem menyampu dan melempar brondolan. Pada desain ini dipilih mekanisme yang kedua yaitu dengan menyapu dan melemopar brondolan sawit.
Karena jika menggunakan sistem vakum ditakutkan sulit untuk tidak menyedot
serasah atau benda asing lain di kebun sawit. Sehingga tidak hanya brondolan yang akan tersedot dan hal itu akan mengganggu proses selanjutnya pada alat. Selain itu juga dengan sistem vakum akan membutuhkan sumber daya yang besar karena brondolan sawit berat untuk disedot.
Berikut gambar beberapa alternatif konsep desain ketika perencanaan perancangan alat:
Gambar 7 (a) Alternatif desain body dan rangka 1 (b) alternatif desain pengutip 1
Gambar 8 (a) Alternatif desain body dan rangka 2 (b) alternatif desain pengutip 2
Gambar 9 (a) Alternatif desain body dan rangka 3 (b) alternatif desain pengutip 3
Gambar 10 (a) Alternatif desain body dan rangka 4 (b) alternatif desain pengutip 4 Terdapat empat alternatif desain body dan rangka serta empat alternatif desain pengutip. Masing-masing alternatif desain rangka dapat dikombinasikan dengan empat desain pengutip. Pada akhirnya dipilih alternatif desain body dan rangka 4 dan alternatif desain pengutip 4. Pertimbangan pemilihan desain pengutip adalah pada bentuk yang paling maksimal dapat menyapu dan melempar brondolan sawit.
Pengutip dengan bentuk desain tersebut dibuat dari bahan besi yang dilapisi dengan selang plastik, hal ini ditujukan agar tidak menimbulkan luka pada saat berbentuan dengan brondolan sawit. Kemudian untuk pertimbangan pemilihan desain body dan rangka adalah kemudahan untuk mobilisasi dari tempat penyimpanan ke kebun, serta nilai keindahan bentuk.
Analisis Teknik Dalam Desain
Analisis teknik dibutuhkan unutuk menentukan dengan akurat : bentuk, ukuran, bahan, cara pembuatan alat atau mesin yang dirancang. Menentukan jenis dan ukuran mekanisme yang sesuai. Menentukan tenaga yang diperlukan dan memperkirakan kinerja mesin yang dirancang.
Pembuatan Gambar Teknik dan Simulasi Dengan SolidWorks
Solidworks adalah software desain yang digunakan untuk membuat gambar teknik dan melakukan simulasi. Simulasi yang bisa dilakukan di solidworks salah satunya adalah simulasi pembebanan statis. Simulasi statis diperlukan karena untuk mengetahui kekuatan bahan dari benda dalam keadaan statis, hal ini dapat mendukung dalam analisis perancangan teknik. Tahapan yang dilakukan yaitu 1. Pembuatan objek dilakukan komponen demi komponen kemudian di assembly 2. Pemilihan bahan objek
3. Proses dilakukan dengan memilih tab menu Study Advisor
4. Pendefenisian bagian-bagian yang akan dibutuhkan seperti bahan yang akan menjadi tumpuhan dan bahan yang akan dikenakan gaya
5. Pembebanan dilakukan sesuai analisis perancangan teknik dan nilai pembebanan diberikan sesuai dengan perhitungan manual.
Hasil dari pembebanan pembebanan statis terdiri dari nilai tegangan, safety factor, dan displacement. Nilai tegangan menunjukan besar maksimum dan minimum beban yang diterima oleh objek, safety factor digunakan untuk
mengevaluasi agar perencanaan mesin terjamin keamanannya dengan dimensi yang minimum. Displacement adalah besar pergeseran atau perubahan bentuk komponen apabila dikenai gaya.
Proses Manufaktur
Proses manufaktur dilakukan untuk mevisualisasikan hasil perancangan.
Proses manufaktur dikerjakan di bengkel Bimasakti Engineering - Sindangbarang Bogor dengan dibantu oleh teknisi bengkel.
Pengujian Fungsional Rancangan
Uji kinerja dilakukan untuk mengevaluasi hasil rancangan, kekurangan dalam peracangan selanjutnya akan di indentifikasi kembali. Hasil pengujian dianggap berhasil apabila sesuai dengan hasil yang diharapkan. Uji kinerja yang dilakukan diantara lain adalah
1. Uji fungsional komponen
Uji fungsional komponen dilakukan untuk memastikan komponen yang dipilih berjalan sebagaimana fungsinya, dengan cara melihat apakah komponen- komponen penyusun alat berjalan sesuai fungsinya ketika alat dioperasikan.
2. Uji kecepatan maju dan slip roda alat
Pengujian fungsional yang pertama dilakukan adalah pengujian kecepatan maju alat sekaligus slip roda kanan dan kiri alat. Pengujian ini dilakukan dengan cara menjalankan alat di kebun pada lintasan sepanjang 5 meter. Alat dijalankan pada lintasan yang telah disiapkan kemudian waktu tempuh alat diukur dengan stopwatch. Pengujian ini dilakukan sebanyak tujuh ulangan. Rumus yang digunakan untuk menghitung kecepatan maju alat adalah
𝑉 = 𝑆/𝑇 (1)
dimana,
V : Kecepatan maju (m/detik), S : Jarak tempuh (m) ,
T : Waktu tempuh (detik).
Setelah tujuh ulangan dihitung kecepatan majunya kemudian dihitung juga kecepatan rata-rata maju alat dengan persamaan berikut
Vrata-rata = (V1+V2+V3+...+V7)/7 (2)
dimana,
Vrata-rata : kecepatan maju rata-rata alat (m/detik),
V1,2,3,4,5,6,7 : kecepatan maju alat pada ulangan ke n (m/detik).
Seiring pengujian kecepatan maju, diuji juga besar slip roda kanan dan kiri pada alat. Pengujian slip ini dilakukan dengan cara alat dijalankan di lahan sawit kemudian diukur jarak tempuh aktual yang dihasilkan dari 5 kali putaran roda.
Kemudian dihitung juga jarak tempuh teoritis yang dihasilkan dari 5 kali putaran
roda melalui besar keliling roda. Setelah data tersebut didapatkan kemudian slip roda dapat dihitung dengan rumus berikut
S = [1-(S1/S0)] x 100% (3)
dimana,
S : slip roda (%),
S1 : jarak tempuh teoritis pada n putaran roda (cm), S0 : jarak tempuh aktual pada n putaran roda (cm).
3. Uji efisiensi pengutipan
Pengujian fungsional selanjutnya yaitu pengujian effisiensi pengutipan.
Fungsi utama darai alat ini adalah untuk memudahkan pengerjaan mengutip brondolan sawit yang jatuh di sekitar poon sawit. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengoperasikan alat di piringan pohon sawit yang terdapat brondolan berceceran, kemudian alat mengutip brondolan sebanyak mungkin sampai tidak ada lagi brondolan yang dapat dikutip karena terlempar jauh, tersangkut di tanah, atau lainya. Setelah itu dihitung jumlah brondolan yang masuk terkutip dan brondolan yang tidak terkutip. Lalu akan dihitung efisiensi pengutipan menggunakan rumus berikut
Eff = (brondolan terkutip/total brondolan) x 100% (4) dimana,
Eff : effisiensi pengutipan (%).
4. Perhitungan kapasitas lapang pengutipan alat
Pengujian fungsional selanjutnya adalah pengujian kapasitaas lapang pengutipan alat. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kapasitas pengutipan yang dapat dilakukan oleh alat. Cara menghitung kapasitas lapang pengutipan adalah dengan menghitung waktu yang diperlukan alat untuk mengutip brondolan pada luasan lahan tertentu. Kemudian diukur juga luasan lahan yang digunakan untuk pengujian tersebut, dan kapasitas lapang pengutipan dapat dihitung dengan rumus berikut
KLP = A/T (5)
dimana,
KLP : kapasitas lapang pengutipan (m²/detik), A : luas area pengutipan (m²),
T : waktu yang dibutuhkan alat untuk mengutip brondolan di luasan A (detik).
Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan. Data-data yang diambil yaitu data kecepatan maju, data waktu pengutipan, data brondolan yang terkutip dan tidak terkutip, data slip roda kanan dan kiri, dan foto serta video untuk dokumentasi pengujian.
Perhitungan dan Analisis Data
Perhitungan dan analisis data dilakukan untuk mengolah data lebih lanjut, sehingga akhirnya didapatkan sebuah kesimpulan dari kinerja alat penutip brondolan sawit yang nantinya digunakan sebagai acuan dalam spesifikasi mesin dan juga guna mengevaluasi target teknis yang ditetapkan saat identifikasi masalah, serta perbaikan desain produk selanjutnya.
Proses perhitungan data yang telah dilakukan sebelumnya adalah dengan cara menghitung kecepatan maju mesin, kecepatan putar poros roda dan kecepatan poros pengutip. Hasil-hasil perhitungan tersebut akan digunakan sebagai dasar perancangan alat ini.
Adapun pengolahan data yang akan dilakukan selanjutnya adalah untuk mendapatkan data waktu yang diperlukan alat yang diuji untuk melakukan suatu kerja, dalam hal ini kecepatan maju penggerak dan juga waktu yang diperlukan alat untuk mengutip brondolan. Kemudian data effisiensi pengutipan yang dapat dilakukan alat ini, dan data kapasitas lapang pengutipan brondolan.
Pelaporan dan Publikasi Ilmiah
Setelah desain berhasil diuji, kemudian adalah tahap selanjutnya adalah pelaporan hasil rancangan kepada dosen pembimbing untuk kemudia dapat dituliskan dalam publikasi ilmiah berupa skripsi sebagai syarat untuk mendapatkan gelar sarjana.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kriteria Desain
Alat Pengutip Brondolan Sawit adalah sebuah alat yang dirancang untuk membantu pengerjaan pengutipan brondolan sawit yang jatuh di kebun sawit.
Pekerjaan pemungutan brondolan sawit yang berjatuhan di sekitar piringan pohon sawit tidak boleh diabaikan. Walaupun terlihat mudah, namun pekerjaan ini sering diabaikan oleh pekerja, sebab memungut brondolan sawit akan memakan waktu yang cukup lama serta tenaga yang cukup banyak. Menurut Putranti (2013) Pekerjaan memungut brondolan sawit sangat banyak dikeluhkan oleh pemanen karena dapat menyebabkan rasa sakit pada kaki dan pinggang pemanen. Oleh sebab itu, banyak brondolan sawit dibiarkan begitu saja sampai membusuk di kebun yang berdampak pada penurunan hasil panen sawit yang cukup signifikan. Maka dari itu dirancang sebuah alat pengutip brondolan sawit yang diharapkan bisa membantu dalam pengerjaan pengutipan brondolan sawit menjadi lebih mudah.
Alat ini dirancang untuk mengutip brondolan sawit yang berjatuhan di piringan pohon kelapa sawit. Dimensi alat ini adalah panjang keseluruhan sebesar 120 cm lebar 40 cm dan tinggi sebesar 100 cm. Cara kerja alat ini adalah dengan didorong, putaran poros roda kanan akan ditransmiskan dengan rantai dan sproket pada poros pengutip sehingga bagian pengutip akan berputar dengan perbandingan putaran poros roda dengan poros pengutip adalah 1:2. Berat total alat ini tanpa ada
brondolan di penampungnya adalah 20.2 kg. Tidak terlau berat untuk proses pemindahan karena bisa dengan cara didorong atau ditarik.
Analisis Fungsonal
Tujuan utama penelitian ini adalah untuk merancang alat yang dapat membantu pengerjaan pengutipan brondolan sawit yang jatuh di sekitar piringan pohon kelapa sawit. Maka dari itu diperlukan analisis fungsional pada pemilihan komponen elemen penyusun dalam merancang alat pengutip brondolan sawit ini.
Desain rancangan fungsional sangatlah penting karena dalam rancangan fungsional terdapat mekanisme-mekanisme, bagian, serta fungsi yang dipilih dalam perancangan. Pada rancangan alat pengutip brondolan ini terdapat 5 (lima) komponen utama yang terdiri dari pengutip, rangka, penampung, roda, dan pegangan. Adapun fungsi dari komponen-komponen tersebut adalah :
a. Pengutip, berfungsi untuk mengambil brondolan dan melemparnya masuk ke penampung.
b. Rangka, berfungsi sebagai memberi bentuk alat dan menahan beban komponen di atasnya.
c. Penampung, berfungsi untuk menampung hasil pengutipan brondolan sementara sebelum dipindahkan ke karung dengan kapasitas lebih besar.
d. Roda, berfungsi untuk mempermudah mobilitas alat dari satu tempat ke tempat lain.
e. Pegangan, berfungsi untuk pegangan operator mengarahkan jalanya mesin.
f. Roller, roller yang digunakan berukuran diameter 4 cm, berfungsi untuk batas bawah bagian depan alat dan penyangga serokan agar ujung serokan tidak menyangkut gundukan tanah.
Gambar 11 Desain alat pengutip brondolan sawit
Analisis Teknik
Analisis teknik dilakukan untuk mewujudkan fungsional yang dipilih dalam perancangan alat ini. Analisis teknik yang dilakukan dalam perancangan meliputi Analisis Struktural, Analisis Kinematik dan Analisis Kebutuhan Daya. Adapaun yang dianalisis meliputi:
Pemilihan bahan rangka utama
Perancangan handle/pegangan alat
Kecepatan maju teoritis
Putaran pengutip yang dibutuhkan
Kecepatan maju teoritis
Perencanaan transmisi
Perencanaan poros roda dan poros pengutip
Analisis torsi alat
Analisis kebutuhan daya alat Analisis Struktural
Analisis struktural diperlukan untuk mengetahui seberapa besar gaya yang diterima oleh rangka utama, dan memastikan bahan serta dimensi yang dipilih aman dan ergonomis untuk dioperasikan. Untuk mendapatkan besar gaya yang diterima oleh rangka utama maka diperlukan analisis distribusi gaya dari komponen- komponen mesin yang berada di atas rangka utama.
1) Distribusi gaya pada rangka utama
Berat penampung ditambah dengan berat brondolan dengan asumsi penampung penuh adalah 8.015 kg.
Gambar 12 Distribusi gaya pada rangka utama
Gambar 13 Diagram bebas pada rangka utama
Jadi rangka utama dibuat dari besi siku ukuran 4x4 cm dengan tebal 3 mm tersebut akan menerima beban dari penampung beserta brondolan. Rangka tersebut hanya ditumpu oleh satu roda saja tepat di tengah. Distribusi gaya yang dihasilkan dari beban penampung dan brondolan tersebar merata di sepanjang rangka utama (W). Berat penampungnya sendiri yaitu 0.5 kg sedangkan berat rata-rata satu brondolan sebesar 15 gram. Dengan bentuk dan dimensi penampung yang telah dirancang, penampung ini dapat menampung maksimal 501 butir brondolan dengan total berat sebesar 7.515 kg. Jadi total beban maksimal yang diterima oleh rangka utama adalah 8.015 kg. Dimensi penampung dapat di lihat di Lampiran 4.
2) Analisis tegangan lentur maksimum pada rangka utama
𝜎
= M x c/I (Hasbullah R, Gardjito 2010) (6)𝜎𝑏
= 58 kg/mm² (Sularso 2004) dimana M maksimum = 2003.75 kg.mmsIrangka = 1/12 [(BH³) – (bh³)] (Suastawa et al. 2004) (7) = 1/12 [(40.40³) – (37.37³)]
= 57153.25 mm^4
𝜎
rangka = (2003.75 x ½ H)/57153.25= 6,87 kg/mm² < 58 kg/mm² (Baik)
3) Analisis perancangan handle
Handle berfungsi untuk menyalurkan tenaga yang tersedia untuk mendorong alat sehingga memutar poros roda dan akhirnya memutar pengutip sebagai fungsi utama alat ini.
Menurut Eriyanto (2007), diameter 20 mm adalah ukuran yang bagus untuk perancangan handle atau batang kendali mesin atau alat yang dioperasikan dengan didorong. Karena sesuai dengan antropometri ukuran genggaman tangan orang asia dewasa dan memenuhi fungsi untuk menyalurkan tenaga yang dibutuhkan mesin atau alat beroperasi.
275 mm
Kemudian juga dirancang kemiringan sebesar 45° terhadap arah mendatar. Kemiringan ini masih dapat dipertanggungjawabkan karena pergelangan tangan manusia rata-rata dapat ditekuk ke belakang sejauh 66°, dapat dilihat pada Lampiran 3 mengenai model ukuran manusia.
Menurut Yusianto (2012), dalam rangka untuk meminimumkan kelelahan dan resiko terhadap rusaknya tulang dan otot dalam kondisi kerja yang repetitive (berulang-ulang), maka dalam penenpatan dan pengoperasian posisi handle (pengendali) harus seergonomis mungkin sehingga pengoperasiannya dalam keadaan yang paling efisien. Disamping itu untuk mendapatkan inklinasi (kemiringan) sudut posisi tangan atau kaki relative terhadap horisontal agar gaya maksimum dapat diterapkan. Inklinasi (kemiringan) juga berfungsi untuk memperkecil gaya yang dikeluarkan operator dalam mengoperasikan mesin atau alat.
Analisis Kinematik
1) Perhitungan perencanaan poros roda Poros dengan beban lentur murni a. Diketahui dari desain :
Beban total W = 28.215 kg (berat alat keseluruhan 20.2 kg dan berat brondolan jika penampung penuh 8.015 kg) menggunakan 1 poros dengan 2 roda
b. Jarak telapak roda g = 474.22 mm
c. Panjang lengan momen = (474.22/2) - 227 = 10.11 mm d. Besarnya momen lentur M = 28.215 x 10.11 = 285.25 kg.mm e. Jika bahan yang dipakai adalah S45C, maka B = 58 kg/mm²
f. jika faktor keamanan beban statis diambil 6 dan faktor perkalian beban dinamis diambil 4, sehingga seluruhnya menjadi 6 x 4 = 24.
g. Maka a = 58/24 = 2.4
h. ds = (10.2/2.4 x 285.25)^1/3 = 10.6 cm mm -> 11 mm Jadi dipilih poros bahan S45C dengan diameter minimal 11 mm 2) Perhitungan perencanaan poros pengutip
Poros dengan beban puntir
a. P = 0.23 kW (daya maksimum) b. Rpm = 98
c. Fc = 1.0
d. Pd = 1.0 x 0.23 = 0.23 kW
e. T = 9.74 x 10^5 x 0.23/98 = 2285 kg.mm
f. Dipilih bahan S45C dengan
𝜎𝑏 = 58 kg/mm² g. Sf1 = 6; Sf2 =2
h
. τ
a = 58/6 x 2 = 4.83 kg/mm² i. Cb = 1; Kt = 1.5j. ds = [ 5.1/4.83 x 1 x 1.5 x 2285]^1/3 = 15.35 mm -> 16 mm
k. Anggaplah diameter bagian yang menjadi tempat bantalan adalah = 18 mm jari-jari filet = (18-16)/2 = 1 mm
Alur pasak 6 x 3.5 x 0.25
l. Konsentrasi tegangan pada poros bertangga adalah 1/16 = 0.0625; 18/16 = 1.125 -> β = 1.25
Konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak adalah 0.25/16 = 0.015 -> α = 2.8; α > β
m.
τ
= 5.1 x 2285/16³ = 2.84n.
τ
a.Sf2/
β = 4.83 x 2/1.25 = 7.73τ
. Cb.Kt = 2.84 x 1 x 1.5 = 4.26 Jadiτ
a.Sf2/
β >τ
. Cb.Kt -> baik o. ds = 18 mm S45CJadi dipilih poros dengan bahan S45C dengan diameter 18 mm 3) Analisis kebutuhan putaran pengutip
Diasumsikan tumbukan antara pengutip dengan brondolan adalah tumbukan lenting sempurna, sehingga kecepatan brondolan terlempar akan dihitung dengan rumus parabola = kecepatan pengutip.
y max = Vo^2 Sin ^2 α (8)
2g
= 0.1 m
α = 64.68°
Vo^2 = y max 2g Sin^2α
= 0.1 x 2 x 9.81 = 2.4 Sin^2 64.68
Vo = 2.4^1/2 = 1.55 m/s
= V/r (9)
= 1.55/0.109 = 14.22 rad/s
= 2πn/60 (10)
14.22 = 2 x 3.14 x n/60
n = 60 x 14.22/6.28 = 136 rpm
Jadi dengan putaran pengutip sebesar 136 rpm sudah dapat untuk melempar brondolan masuk ke dalam penampung.
4) Analisis rpm roda teoritis dan kecepatan maju teoritis
Kecepatan maju alat sama dengan kecepatan orang berjalan sambil mendorong alat/mesin/gerobak/lainya = 2-3 km/jam (Eriyanto 2007). Diameter roda = 15.9 cm dan diameter pengutip = 21.8 cm.
Va1 = 2 km/jam = 0.55 m/s Va2 = 3 km/jam = 0.83 m/s
1 = V1/r
= 0.55/0.0795 = 6.9 rad/s
1 = 2πn/60
6.9 = 2 x 3.14 x n/60
n = 60 x 6.9/6.28 = 66 rpm
Jadi rpm roda belakang alat ini jika digunakan berkisar antara 66-98 Rpm.
Sedangkan kecepatan maju teoritis alat ini adalah antara 0.55-0.83 m/s 5) Analisis besar ground preasure
Traksi roda didefinisikan sebagai kemampuan satu mesin untuk menggerakkan seluruh komponen mesin karena adanya gaya dari roda penggerak. Besarnya traksi dipengaruhi oleh komposisi material, bentuk mikroskopis dua permukaan, berat alat, luas bidang kontak, gerak relatif dua permukaan, dan kondisi tanah.
Menurut Aswin (2015) Bearing capacity maksimum lahan sawit untuk
2 = V1/r
= 0.83/0.0795 = 10.44 rad/s
2 = 2πn/60
10.44 = 2 x 3.14 x n/60
n = 60 x 10.44/6.28 = 98 rpm
kendaraan yang yang diizinkan dari hasil survei adalah 90 kPa. Sehingga alat atau mesin dengan pround preassure kurang dari nilai tersebut akan aman untuk dioperasikan di lahan sawit.
Gambar 14 Luas kontak roda rantai dan roda ban dengan permukaan tanah
P = F/A = m.g/A (11)
A adalah luas penampang roda seperti gambar 10.
A = 0.78bl (12)
b = 2.5 cm = 0.025 m l = 8 cm = 0.08 m
Karena alat menggunakan 2 roda, jadi A = 2 x 0.78 x 0.025 x 0.08
= 0.00312 m²
F = 28.215 x 9.81/1000 = 0.276 kN
P = 0.276/0.00312 = 88.46 kPa < 90 kPa (baik) 6) Perhitungan perencanaan transmisi
Transmisi yang digunakan di alat ini adalah rantai dan sproket. Transmisi menyalurkan putaran dari poros roda kanan ke poros pengutip, dengan memperbesar rpm dari poros roda ke poros pengutip.
Rantai yang digunakan adalah jenis rantai rol a. P = 0.25 hp; n1 = 82 rpm
i = n1/n2 = 82/164 = 0.5; C = 420.48 mm b. fc = 1.3
c. Pd = 1.3 x 0.25 = 0.325 kW
d. T1 = 9.74 x 10^5 x (0.325/82) = 3860 kg.mm T2 = 9.74 x 10^5 x (0.32/164) = 1930 kg.mm e. Bahan poros S45C,
𝜎𝑏
= 58 kg/mm²Sf1 = 6; Sf2 = 2; Cb = 1; Kt = 1.5
τ
a = 58/(6 x 2) = 4.83 kg/mm² f. ds1 = 18 mm; ds2 = 18 mmg. Dari diagram pemilihan rantai rol dipilih rantai rol nomor 40 dengan rangkaian tunggal sementara diambil.
P = 12.70 mm; FB = 1950 kg; Fu = 300 kg
Harga z1 = 16, sudah lebih besar dari z1 minimal = 13 h. z2 = 16 x (164/82) = 32
i. v = 16 x 12.70 x 164/(60 x 1000) = 0.55 m/s j. Daerah kecepatan rantai 4 – 10 m/s
k. 0.55 m/s < 4 – 10 m/s -> baik l. F = 102 x 0.325/0.55 = 60.27 kg m. Sf = 1950/60.27 = 32.35 n. 6 < 32.35
60.27 kg < 300 kg -> baik
o. Akhirnya dipilih rantai nomor 40 rangkaian tunggal
p. Lp = (16 + 32)/2 + 2 x (420.48/12.70) + [(32 – 16)/6.28]²/(420.48/12.7) = 90.406 -> 91
Jadi dipilih rantai nomor 40 rangkaian tunggal, 91 mata rantai Jumlah gigi sproket 16 dan 32
Analisis Kebutuhan Daya 1) Perhitungan torsi alat
Torsi yang dibutuhkan untuk mengoperasikan alat adalah
T = F x r (13)
= 276.8 x 0.08 = 22.144 Nm 2) Analisis kebutuhan daya alat
Daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan alat adalah
P (kW) = T x 2phi x rpm/60000 (14)
P rata-rata = 22.144 x 2phi x 82/60000 = 0.19 kW = 0.25 hp
P maksimum = 22.144 x 2phi x 98/60000 = 0.23 kW = 0.31 hp Tinjauan Ergonomika
Tinjauan ergonomika yang dilakukan pada penelitian ini adalah uji kelelahan atau beban kerja. Pengukuran tingkat kelelahan atau beban kerja dilakukan dengan cara mengukur denyut jantung operator menggunakan alat Heart Rate Monitor (HRM) pada saat mengoperasikan alat. Kemudian dengan menggunakan rumus:
IRHR =HR 𝑤𝑜𝑟𝑘 HR 𝑟𝑒𝑠𝑡
Dimana : HR work = denyut jantung saat melakukan pekerjaan (denyut/menit) HR rest = denyut jantung saat istirahat (denyut/menit).
Didapat nilai IRHR. Dengan nilai IRHR tersebut dapat diketahui tingkat kelelahan atau beban kerja secara kualitatif.
Menurut Syuaib (2003), beban kerja kualitatif adalah suatu indeks yang mengindikasikan berat atau ringan suatu pekerjaan dirasakan oleh seseorang. Beban kerja kualitatif dihitung sebagai rasio relatif suatu beban kerja terhadap kemampuan atau kapasitas kerja seseorang. Dalam penelitian ini, terminologi yang digunakan adalah IRHR (Increase Ratio of Heart Rate). IRHR adalah indeks perbandingan relatif denyut jantung seseorang saat melakukan suatu aktivitas atau kerja terhadap denyut jantung saat beristirahat. Tinggi rendahnya nilai IRHR mencerminkan tingkat beban kerja kualitatif dari suatu aktivitas. Kategori kualitatif beban kerja berdasarkan IRHR dapat dikelompokkan sebagai berikut :
Tabel 6 Kategori tingkat beban kerja berdasarkan IRHR Kategori Nilai IRHR
Sangat ringan 1.00 ≤ IRHR < 1.25 Ringan 1.25 ≤ IRHR < 1.50 Sedang 1.50 ≤ IRHR < 1.75
Berat 1.75 ≤ IRHR < 2.00 Sangat berat 2.00 ≤ IRHR Sumber: Syuaib (2003)
Menghitung IRHR memerlukan data rata-rata denyut jantung operator ketika melakukan kerja dan istirahat. Lama waktu pengukuran denyut jantung ketika bekerja dan istirahat adalah selama 10 menit. Walaupun satu siklus pekerjaan tersebut kurang dari 10 menit, ketika ingin mengukur IRHR maka harus dilakukan selama minimal 10 menit. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan data rata-rata denyut jantung yang merata, karena denyut jantung tidak akan serta merta naik dan konstan pada keadaan maksimum ketika bekerja jika siklus kurang dari 10 menit,
dan denyut jantung tidak serta merta turun dan konstan pada keadaan minimum ketika istirahat jika siklus kurang dari 10 menit (syuaib 2003).
Kekurangan alat ini dari tinjauan ergonomika adalah saat membawa alat dari tempat penyimpanan menuju ke kebun sawit. Jika jarak tempat penyimpanan cukup jauh maka proses ini akan sedikit mempersulit. Dimensi alat yang cukup panjang serta beban total yang berat membuat alat ini sulit dipindahkan. Jika dilakukan dengan cara didorong atau ditarik akan memakan waktu lama. Sehingga mobilisasi alat ini hanya dapat dilakukan dengan kendaraan yang cukup besar Hasil Uji Beban Kerja
Tabel 7 Pemetaan denyut nadi dan hasil perhitungan IRHR Operator Kegiatan Ulangan Rata-rata HR
IRHR Rata-rata IRHR
Kesimpulan Beban kerja Work Rest
1
Mengutip manual
1 130.45 86.91 1.50
1.50 Sedang 2 134.09 89.14 1.50
3 133.86 89.04 1.50 Mengutip dengan
alat
1 116.51 85.91 1.35
1.34 Ringan 2 118.43 87.81 1.34
3 118.81 90.30 1.31
2
Mengutip manual
1 114.57 74.61 1.53
1.52 Sedang 2 117.61 76.01 1.54
3 117.71 78.46 1.50 Mengutip dengan
alat
1 106.57 73.28 1.45
1.43 Ringan 2 108.61 74.68 1.45
3 108.71 77.05 1.41
Hasil perhitungan IRHR disajikan pada Tabel 7. Data operator lebih lengkap terdapat di Lampiran 4. Nilai IRHR untuk operator 1 mengutip manual adalah sebesar 1.5 dan mengutip menggunakan alat sebesar 1.34. Kemudian untuk operator 2, nilai IRHR ketika mengutip manual sebesar 1.52 dan mengutip menggunakan alat sebesar 1.43. Berdasarkan Tabel 7 dapat dilihat bahwa nilai IRHR untuk pekerjaan mengutip brondolan secara manual oleh operator 1 maupun operator 2 masuk dalam kategori beban kerja sedang. Sedangkan nilai IRHR untuk pekerjaan mengutip brondolan dengan alat oleh operator 1 maupun operator 2 masuk dalam kategori ringan. Jadi dapat disimpulkan bahwa tingkat beban kerja atau kelelahan mengutip brondolan menggunakan alat ini lebih kecil dibandingkan dengan mengutip brondolan secara manual.
Hasil Simulasi
Simulasi menggunakan fasilitas simulation express analisys wizard yang terpadat pada software SolidWork 2013.
Gambar 15 Hasil simulasi beban statis pada rangka
Gambar 16 Hasil simulasi beban statis pada bagian pengutip
Gambar 17 Sketsa pengutipan brondolan tampak samping
Uji Kinerja
Uji kinerja dilakukan untuk memperoleh data-data serta mengevaluasi target-target teknis yang telah ditetapkan pada saat tahap perancangan. Tahap ini
Penguti Seroka
Penampun
juga menghasilkan spesifikasi alat yang dirancang, spesifikasi ini berguna untuk informasi mengenai hasil rancangan serta dapat digunakan untuk perbaikan alat selanjutnya. Uji kinerja dilakukan di kebun sawit Cikabayan Departemen Agronomi dan Holtikultura.
Gambar 18 Keadaan brondolan di sekitar pohon sawit di kebun sawit Cikabayan 1) Pengujian kecepatan maju alat
Pengujian pertama adalah menguji kecepatan maju alat dengan cara menjalankan alat di kebun pada lintasan sepanjang 5 meter. Alat dijalankan pada lintasan yang telah disediakan kemudian waktu tempuh alat diukur dengan stopwatch. Pengujian ini dilakukan sebanyak tujuh ulangan dan didapatkan kecepatan maju rata-rata alat.
Selain kecepatan maju, slip roda juga dihitung pada pengujian ini. Pengujian slip dilakukan dengan cara mengukur panjang lintasan ketika roda berputar sebanyak lima kali. Slip roda yang dikur adalah pada roda kanan dan roda kiri.
Tabel 8 Hasil pengujian kecepatan maju dan slip saat alat digunakan mengutip
Hasil pengujian menunjukkan rata-rata kecepatan maju aktual alat adalah sebesar 0.35 m/detik. Jika dilihat dari hasil perhitungan kecepatan maju teoritis di analisis kinematik, hasilnya berbeda cukup jauh. Rata-rata kcepatan maju teoritis yaitu sebesar 0.69 m/detik. Perbedaan ini disebabkan karena ketika pengujian kecepatan maju aktual alat di kebun dilakukan dengan alat yang sambil mengutip brondolan. Jadi alat dioperasikan dengan panjang lintasan 5 meter dengan beberapa brondolan di sebar dilintasan tersebut. Sehingga alat berjalan beberapa kali maju Ulangan Jarak tempuh
aktual (m)
Waktu (detik)
Kecepatan aktual (m/detik)
Slip roda kanan (%)
Slip roda kiri (%)
1 5.00 15.00 0.33 8.05 7.72
2 5.00 13.95 0.36 6.00 3.46
3 5.00 16.94 0.30 8.72 9.38
4 5.00 13.20 0.38 6.00 2.71
5 5.00 13.18 0.38 9.13 6.35
6 5.00 14.25 0.35 7.03 8.72
7 5.00 13.50 0.37 6.34 5.28
Rata-rata 5.00 14.28 0.35 7.32 6.23
mundur untuk mengutip brondolan yang menyebabkan waktu menempuh lintasan tersebut lebih lama dan berakibat kecepatanya lebih kecil dari teoritis.
Hasil pengujian rata-rata slip roda kanan sebesar 7.32% dan rata-rata slip roda kiri sebesar 6.23%. Keadaan tanah di kebun sawit saat pengujian sedikit lembab karena sedang musim penghujan, sehingga banyak tanah yang menempel di roda dan menyebabkan slip yang cukup besar. ecara keseluruhan hasil slip roda cukup seragam. Namun jika diperhatikan slip roda kanan di besar pada lima kali pengulangan. Hal tersebut terjadi karena pada poros roda kanan terdapat transmisi rantai dan sproket untuk menyaurkan putaran ke poros pengutip.sehingga torsi untuk berputarnya roda kanan lebih besar.
2) Pengujian kapasitas lapang pengutipan
Uji fungsional selanjutnya yaitu menguji kapasitasa lapang pengutipan alat yang dirancang. Pengujian ini dilakukan sebanyak lima kali ualangan di tempat yang sama dilakukan untuk pengujian pertama. Uji kapasitas lapang pengutipan ini dilakukan dengan cara mengoperasikan alat untuk mengutip brondolan di piringan pohon sawit yang sebelumnya sudah disebar brondolan sebanyak 30 butir.
Kemudian waktu yang diperlukan untuk mengutip semua brondolan di suatu luasan tersebut diukur dengan stopwatch. Setelah itu dengan menghitung luas area piringan pohon sawit maka akan dapat diketahui kapasitas lapang pengutipan alat yang telah dirancang ini.
Tabel 9 Hasil pengujian kapasitas lapang pengutipan Ulangan Luas area pengutipan
(m²)
Waktu pengutipan (detik)
KLP (m²/detik)
1 18.85 71.00 0.26
2 18.85 63.15 0.29
3 18.85 59.80 0.31
4 18.85 67.31 0.28
5 18.85 65.24 0.29
Rata-rata 18.85 65.30 0.28
Tabel diatas menunjukkan kapasitas lapang pengutipan alat sebesar 0.28 m²/detik. Luas piringan pohon sawit yang digunakan untuk pengujian ini adalah sebesar 18.85 m². Kemudian waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk mengutip brondolan pada satu piringan pohon sawit adalah 65.30 detik.
Tabel 10 Konversi kapasitas lapang pengutipan menggunakan alat Ulangan
Brondolan yang terkutip
(buah)
Waktu pengutipan (detik)
KLP (kg/menit)
KLP (kg/jam)
1 22 71.00 0.27 16.73
2 17 63.15 0.24 14.53
3 18 59.80 0.27 16.25
4 21 67.31 0.28 16.84
5 20 65.24 0.27 16.55
Rata-rata 19.6 65.30 0.26 16.18
Tabel 11 Kapasitas lapang pengutipan secara manual Ulangan
Brondolan yang terkutip
(buah)
Waktu pengutipan (detik)
KLP (kg/menit)
KLP (kg/jam)
1 30 29.66 0.91 54.61
2 30 31.00 0.87 52.25
3 30 30.35 0.88 53.37
4 30 28.90 0.93 56.05
5 30 32.21 0.83 50.29
Rata-rata 30 30.42 0.88 53.32
Setelah dikonversi menjadi satuan kg/menit dan kg/jam, rata-rata kapasitas lapang pengutipan brondolan menggunakan alat ini adalah sebesar 0.26 kg/menit atau 16.18 kg/jam. Sedangkan rata-rata kapasitas pengutipan brondolan secara manual sebesar 0.88 kg/menit atau 53.32 kg/jam. Tabel 10 dan 11 menyajikan hasil pengujian kapasitas lapang pengutipan dengan menggunakan dan secara manual.
Berdasarkan data tersebut, jika dibandingkan dengan kapasitas pengutipan beberapa mesin dan alat yang sudah ada dan tertera di tinjauan pustaka, kapasitas pengutipan alat ini masih terlalu kecil. Kemudian jika dibandingkan dengan pengutipan secara manual, hasilnya juga sama. Kapasitas pengutipan alat ini masih lebih kecil.
Gambar 19 Ukuran piringan pohon sawit yang digunakan untuk pengujian 3) Pengujian effisiensi pengutipan
Fungsi utama dari alat ini adalah untuk memudahkan pengerjaan mengutip brondolan-brondolan yang jatuh di sekitar pohon sawit. Serta dapat mengurangi jumlah losses panen sawit. Uji fungsional selanjutnya yaitu pengujian effisiensi pengtipan alat. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengoperasikan alat di piringan pohon sawit yang sebelumnya sudah disebar 30 butir brondolan sawit secara acak. Kemudian di akhir proses pengutipan akan dihitung berapa brondolan yang terkutip dan masuk ke dalam penampungan serta berapa jumlah brondolan yang tidak terkutip. Dengan begitu akan diketahui berapa persen effisiensi pengutipan pada alat ini.
Tabel 12 Hasil pengujian effisiensi pengutipan Ulangan
Jumlah brondolan
(buah)
Brondolan yang terkutip (buah)
Brondolan yang tidak terkutip (buah)
Effisiensi pengutipan (%)
1 30 22 8 73
2 30 17 13 56
3 30 18 12 60
4 30 21 9 70
5 30 20 10 66
Rata-rata 30 19.6 10.4 65
∅ = 90 cm
Setelah melakukan beberapa pengujian dan perbaikan pada alat, hasil pengujian akhir menunjukkan rata-rata effisiensi pegutipan adalah sebesar 65%.
Pengujian dilakukan sebanyak lima ulangan, effisiensi pengutipan terbesar adalah 70% sedangkan effisiensi pengutipan paling kecil adalah 56%. Kendala terbesar pengutipan di kebun sawit adalah kontur tanah yang tidak rata. Banyak gundukan yang terdapat di kebun sawit. Walaupun hampir semua brondolan yang jatuh di kebun selalu berada di dalam piringan, dan mayoritas piringan sawit kontur tanahnya lebih bagus dibanding daerah-daerah lain di kebun sawit, tapi tetap saja terdapat kontur tanah yang tidak rarta. Hal ini menyebabkan bagian serok alat ini membentur tanah yang tidak rata. Sehingga operator harus memaju mundurkan alat saat dioperasikan agar dapat berjalan kembali.
Selain kendala kontur tanah di kebun sawit kendala lainya adalah kecepatan putar pengutip (rpm) yang tidak konstan. Hal ini disebabkan karena alat dioperasikan dengan didorong, dan putaran pengutip diambil dari putaran poros roda. Walaupun kecepatan maju manusia saat mendorong mesin atau alat dapat dihitung rata-ratanya, namun dalam kenyataan saat mengoperasikan hal tersebut tidak dapat dikontrol dengan maksimal karena berbagai kendala.
Gambar 20 Beberapa contoh piringan pohon sawit di kebun
Semua hasil pengujian tersebut dilakukan di kebun sawit dengan lahan tanah dengan hanya sedikit tumbuh-tumbuhan atau serasah yang berserakan seperti
terlihat pada Gambar 15. Alat ini masih belum dapat dioperasikan di lahan yang ditumbuhi rumput, dari yang rumput pendek sampai tinggi. Hal ini disebabkan karena bentuk serokan serta bahanya yang terbuat dari plat besi. Ketika alat ini dicoba dijalankan di lahan rumput, serokan depan selalu menyangkut rerumputan dan alat tidak akan bisa maju lagi. Roller dibawah serokan berfungsi untuk mendeteksi gundukan tanah atau halangan yang ada di depan alat sehingga serokan otomatis akan naik, namun dalam kenyataan saat pengujian hal itu masih sulit tercapai. Bahan serokan yang terbuat dari plat besi mempunyai ujung yang cukup tajam sehingga akan selalu menancap di rerumputan dan menghambat jalanya alat.
Sedangkan roller dibawah serokan hanya bisa mengangkat serokan ketika mendeteksi adanya gundukan tanah, tidak dengan rerumputan, itupun masih kurang maksimal karena berbagai kendala.
4) Beberapa kendala saat pengujian dan modifikasi yang dilakukan
a. Desain awal alat hanya berupa rangka tanpa cover, jadi banyak brondolan terkutip yang terlempar keluar saat rpm terlalu besar. Rpm terkadang memang terlalu besar karena rpm bergantung pada kecepatan operator mendorong alat yang tidak bisa diatur secara konstan. Modifikasi dilakukan dengan menutup ruang terbuka antar rangka dengan jaring-jaring benang. Bahan ini dipilih karena mudah didapat dan tidak menambah beban alat serta bagian dalam alat masih bisa terlihat.
(a) (b)
Gambar 21 (a) Alat sebelum dipasang cover penutup (b) alat setelah dipasang cover penutup
b. Katika digunakan di lahan sawit, bagian serokan depan sering menancap ke tanah ketika alat menemui lahan yang terdapat gundukan atau menanjak dan itu menghambat jalannya alat. Hal ini dikarenakan serokan terlalu memanjang ke depan dan letak roller di bawah serokan yang dimaksudkan agar dapat mengangkat serokan ketika menemui gundukan terlelalu ke belakang. Sehingga serokan menancap ke tanah sebelum roller mendeteksi gundukan. Perbaikan dapat dilakukan dengan memanjangkan arm roller sehingga posisi roller akan semakin ke depan mendekati ujung serokan, namun jika dilakukan hal tersebut ujung serokan akan terangkat cukup tinggi sehingga ketika dioperasikan brondolan tidak dapat naik dan berhenti mengganjal antara ujung serokan dan pengutip. Maka dari itu dicari alternatif lain yaitu memperpendek serokan dengan memotong 1.5 cm
