8 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Kajian Pustaka
Kristanto (2008) menyatakan bahwa permasalahan terbatasnya tenaga manusia dalam proses perontokan padi secara manual (gebot) yang berpotensi terjadinya susut hasil panen karena tercecernya padi hasil rontokan, sehingga merugikan atau menurunkan produktivitas gabah. Oleh karena itu perlu alat mekanis yang bisa berfungsi sebagai alat bantu dalam proses perontokan padi. Perontokan padi secara gebot sesuai gambar 2.1.
Gambar 2.1 Perontokan padi dengan sistem gebot Sumber: (Kristanto, 2008)
Mislaini (2016) Rancang bangun alat perontok padi semi mekanis TEP_TS001 telah dilakukan di Desa Kawai, Kecamatan Lintau Buo Utara, Kabupaten Tanah Datar. Pengujian alat perontok ini dilakukan pada lahan sawah di Kecamatan Kuranji. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan rancang bangun alat perontok padi semi mekanis TEP_TS 001 dan mendapatkan alat yang sederhana, tepat guna, mudah dalam mobilitasi ke tempat perontokan dan dapat dioperasikan dengan satu orang operator. Hasil pengujian kinerja alat ini memperlihatkan kapasitas perontokan 26,71 kg/jam. Alat perontok padi portabel ini memiliki putaran 345 rpm saat tanpa beban dan 221,9 rpm saat memiliki beban. Mesin perontok padi TEP_TS 001 sesuai gambar 2.2.
9
Gambar 2.2 Alat perontok padi TEP_TS 001 Sumber: (Mislaini, 2016)
Slamet (2015) merancang ulang alat perontok padi yang ergonomis untuk meningkatkan produktivitas dan kualitas kebersihan padi. Perangkat lunak Solidworks 2014 digunakan untuk mendesain alat perontok padi. Hasil penelitian menunjukkan penurunan waktu proses sebesar 65,69%, penurunan konsumsi energi sebesar 67,43%, penurunan kotoran dalam padi 79,52%, dan peningkatan produktivitas sebesar 205,5%. Rancangan mesin perontok padi sesuai gambar 2.3.
Gambar 2.3 Rancangan mesin perontok padi Sumber: (Slamet, 2015)
Zuhri (2010) telah melihat permasalahan fasilitas kerja dalam proses perontokan padi yang belum ergonomis, sehingga operator harus selalu membungkuk dan berdiri supaya dapat merontokan padi. Kondisi kerja tersebut berpotensi menimbulkan kelelahan yang berlebih dan cidera otot yang dapat menurunkan produktivitas operator. Hasil penelitian ini adalah membuat desain mod ifikasi mesin perontok padi yang ada di Desa Eromoko supaya bisa
10
membantu petani di Desa Eromoko untuk meningkatkan hasil panen dan menekan biaya pasca panen.
Saputra dan Anggara (2016), tujuan dari penelitiannya adalah untuk memaksimalkan kinerja mesin perontok padi untuk menghasilkan perontokan padi yang maksimal. Hasil penelitian ini berupa desain mesin perontok padi dengan kecepatan perontokan 189 kg/jam. Data modifikasi mesin perontok padi tersebut adalah: penggantian jenis material pisau perontok yang berbentuk runcing dan tidak mudah aus, menambahkan pengayak agar mesin dapat memisahkan antara kotoran dengan gabah, mendesain ulang bentuk drum agar hasil perontokan lebih maksimal.
Dapat disimpulkan bahwa hasil modifikasi mesin perontok padi mempunyai presentasi gabah terontok rata-rata 96,5%. Mekanisme pengayak yang menjadikan hasil perontokan tidak tercampur dengan potongan jerami, semakin tinggi rpm yang digunakan maka semakin banyak gabah yang terontok, namun semakin banyak pula gabah yang rusak. Pembuatan mesin perontok padi ini membutuhkan biaya total sebesar Rp 3.332.400. Gambar 2.1 dibawah ini, menunjukkan desain mesin perontok padi :
Gambar 2.1 Desain mesin perontok padi
Keterangan gambar :
1. Mekanisme penggetar ayakan. Komponen ini menggunakan prinsip poros eksentrik. Poros tersebut berputar menggunakan sumber putaran dari motor torak.
2. Ayakan, pada bagian ini menggunakan plat berlubang yang berfungsi untuk menyaring dan memisahkan gabah dari kotoran jerami
11
3. Blower, putaran blower dihasilkan dari putaran motor torak. Blower ini berfungsi sebagai media penghasil udara yang berfungsi untuk membuang kotoran jerami kearah samping mesin perontok
4. Motor torak 5 PK. Motor torak ini menjadi sumber tenaga dari mesin perontok ini
Harbi (2013), Penelitiannya bertujuan untuk memodifikasi alat perontok padi tipe hammer thresher. Modifikasi yang akan dilakukan yaitu dengan cara menambahkan saluran pengarah didinding atas ruang perontok dan merubah saluran pengeluaran jerami disebelah pengumpan, dengan lebar 15 cm dan tinggi 19 cm. Dengan cara ini diharapkan jerami dapat keluar dari ruang perontok. Hasil pengujian menunjukkan bahwa saluran pengarah mampu mengarahkan jerami menuju pintu pengeluaran jerami, Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk proses perontokan gabah seberat 5 kg adalah 1,37 menit, dengan persentase ratarata gabah terontok baik sebesar 98,58% dan persentase rata-rata gabah terontok sebesar 95,83%. Pengujian kapasitas kerja alat ini dilakukan dengan merontokan padi dalam sekali pengumpanan secara kontinyu ke dalam alat perontok, Alat perontok padi tipe hammer thresher ini memiliki kapasitas kerja rata-rata sebesar 106,43 kg/jam. Jumlah ini lebih rendah dari jumlah kapasitas mesin perontok padi tipe power thresher yang mencapai 500 – 600 kg /jam yang menggunakan tenaga motor diesel sebesar 5,5 – 6 HP. Sedangkan pada penelitian sebelum dimodifikasi kapasitas kerja alat ini sebesar 37 kg/jam.
Suhendra, dkk (2019), tujuan dari penelitiannya adalah untuk melakukan uji kinerja pada power thresher dan membuktikan pengaruh kecepatan putar dan jumlah gigi silinder perontok terhadap kapasitas dan efisiensi perontokan pada padi varietas Sirendah. Kecepatan putar silinder perontok divariasikan menjadi 4 perlakuan yaitu 364, 446, 476 dan 512 rpm. Jumlah gigi pada silinder perontok divariasikan menjadi 4 perlakuan yaitu 40, 52, 60 dan 68 buah. Variabel tak bebas penelitian meliputi kapasitas dan efisiensi perontokan gabah pada power thresher. Berdasarkan hasil pengujian kecepatan putar silinder perontok pada power
thresher sangat berbeda nyata pengaruhnya terhadap kapasitas perontokan gabah,
sedangkan jumlah gigi silinder perontok sangat berbeda nyata pengaruhnya terhadap efisiensi perontokan gabah. Interaksi perlakuan kecepatan putar 512 rpm
12
dan gigi silinder perontok berjumlah 68 buah menghasilkan kapasitas perontokan terbaik yaitu 569 kg/jam. Interaksi perlakuan jumlah gigi perontok 52 buah pada kecepatan putar silinder perontok 446 rpm menghasilkan efisiensi perontokan terbaik yaitu sebesar 95,3%.
2.2 Macam-Macam Mesin Perontok Padi
a. Alat “Gebot”
Perontokan dengan cara banting dilakukan pada padi yang dipukulkan dengan tangan pada suatu kerangka kayu, bambu, atau besi. (Sulistiadi, 1980). Suatu kerangka kayu atau bambu biasa disebut alat “gebot”.Padi yang dirontok menggunakan alat “gebot” dipanen dengan potong bawah agar mudah digenggam pada saat perontokan. Padi yang dirontok dengan cara digebot sebaiknya dilakukan segera setelah pemanenan. Dengan adanya penundaan perontokan akan terjadi peningkatan kehilangan hasil dan penurunan mutu gabah yang dihasilkan. Cara perontokan padi dengan alat “gebot” yaitu padi diambil secukupnya lalu dipukulkan/digebotpada meja rak perontok ± 6-12 kali dan hasil rontokannya akan jatuh di terpal yang ada di bawah meja rak perontok. Selanjutnya dilakukan pengumpulan hasil perontokan berupa gabah (Ditjen P2HP Deptan, 2007). Perontokan padi dengan cara digebot dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.4 Perontokan padi dengan cara digebot Sumber: (www.pustaka-deptan.go.id)
b. Pedal Thresher
Pedal Thresher merupakan alat perontok padi dengan konstruksi
sederhana dan digerakkan menggunakan tenaga manusia.Bahan kontruksinya terbuat dari kayu, seng, dan besi. Bagian utama pedal
13
thresher adalah silinder perontok, gigi perontok (threshing teeth), gigi
transmisi, dan pengayuh/pedal. Kelebihan alat ini dibandingkan dengan alat “gebot” yaitu mampu menghemat tenaga dan waktu, mudah dioperasikan, mengurangi kehilangan hasil, berkapasitas kerja 75-100 kg/jam, dan cukup dioperasikan oleh satu orang. Pada pedal thresher arah putaran dari silinder perontok dapat searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam dan sebaliknya diputar pada kecepatan 100-150 rpm. Padi yang dirontok menggunakan pedal thresher biasa dipanen dengan potong bawah untuk memudahkan perontokan (Ditjen P2HP Deptan, 2007). Perontokan padi menggunakan pedal thresher dapat dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.5 Perontokan padi dengan pedal thresher Sumber : (www.pustaka-deptan.go.id)
c. Power Thresher
Power thresher merupakan mesin perontok yang menggunakan
sumber tenaga penggerak engine.Kelebihan mesin perontok ini dibandingkan dengan alat perontok lainnya yaitu kapasitas kerja lebih besar dan efisiensi kerja lebih tinggi. Penggunaan power thresher dalam perontokan dapat menekan kehilangan hasil padi sekitar 3 %. Power
thresher sebaiknya berputar dengan kecepatan 400-450 rpm (Ditjen P2HP
Deptan, 2007).Perontokan padi menggunakan power thresher dapat dilihat pada gambar 2.4.
14
Gambar 2.6 Perontokan Padi dengan Power Thresher Sumber: (www.pustaka-deptan.go.id)
Menurut cara pemasukan padi saat pemakaian perontok padi ada dua cara yaitu sistem pemasukan dipegang (hold-on) dimana tangkai padi dijepit dengan tangan dan sistem pemasukan dilempar (throw-in). Sistem pemasukan throw-in memiliki kecepatan lebih tinggi dan perontokan lebih sempurna daripada sistem perontokan hold-on. Cara padi potong atas atau dekat dengan pangkal malai pada saat pemanenan, biasanya dilakukan untuk perontokan padi dengan menggunakan
power thresher tipe throw in. Kapasitas mesin perontok dipengaruhi oleh
intensitas perputaran silinder perontok, diameter silinder perontok, mesin penggerak, cara panen, varietas padi, mekanisme kerja kelompok, dan operator mesin perontok (Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Yogyakarta, 2006).
2.3 Landasan Teori
2.3.1 Padi
Tanaman padi (Oryza sativa L.) merupakan tanaman pangan penting yang menjadi makanan pokok lebih dari setengah penduduk dunia karena mengandung nutrisi yang diperlukan tubuh. Menurut Hariningsih (2016) kandungan karbohidrat padi giling sebesar 78,9 %, protein 6,8 %, lemak 0,7 % dan lain-lain 0,6 %. Indonesia sebagai negara dengan jumlah penduduk yang besar menghadapi tantangan dalam memenuhi kebutuhan pangan tersebut.
Padi merupakan tanaman yang membutuhkan air yang cukup dalam hidupnya. Memang tanaman ini tergolong semi-aquatis yang cocok ditanam di lokasi tergenang. Biasanya padi ditanam di sawah yang menyediakan kebutuhan air cukup untuk pertumbuhannya. Meskipun demikian padi juga dapat diusahakan dilahan kering atau ladang, tetapi kebutuhan airnya pun harus terpenuhi (Harbi, 2016).
15
Gambar 2.7 Padi (Widarto, 2008) 2.3.2 Klasifikasi Padi
a. Rojolele
Rojolele adalah kultivar padi lokal unggulan Indonesia yang berasal dari Klaten, Jawa Tengah. Kultivar Rojolele resmi dirilis oleh Kementerian Pertanian Indonesia pada tahun 2003. Rojolele merupakan salah satu padi asal Indonesia yang digunakan sebagai induk persilangan program penelitian di IRRI.
Gambar 2.8 Padi rojolele (Nurman Ihsan, 2012)
Kalau dilihat dari fisik gabahnya, beras ini cukup besar sebab berat 1000 butir mencapai 32 gram. Karena besar maka bentuk gabah bulat dengan warna kuning. Dan biasanya bila tanaman dengan umur yang lama dan cukup tinggi, potensi hasil kurang banyak. Potensi hasilnya bisa mencapai 4,2 ton/ha gkk. Di samping itu agak peka terhadap wereng coklat. Bentuk tanaman tegak, posisi daun dan daun bendera terkulai. Dari segi kerontokan agak tahan. Dan kandungan amilosa sekitar 21 %. Deskripsi Padi Varietas Rojolele, dikutip dari artikel yang ditulis oleh Nurman Ihsan, S. P (THL TBPP DEPTAN BANTEN) pada tahun 2012.
16 Nama Varietas Rojolele
Tetua Lokal Delanggu Klaten
Rataan Hasil 4,2 ton/ha
Pemulia Subagyo, Rob Muji Sihono, Sriyono, Tino Vihara, Walkarjono, Kris Sumarno, Indrawati S, Sri hartati
Golongan Berbulu
Umur tanaman 155 HSS Bentuk tanaman Tegak Tinggi tanaman 146-155 cm Anakan produktif 8-9
Warna kaki Ungu
Warna batang Ungu
Warna telinga daun Tidak berwarna Warna lidah daun Tidak berwarna
Warna daun Hijau
Muka daun Kasar
Posisi daun Terkulai Daun bendera Terkulai
Bentuk gabah Gemuk
Warna gabah Kuning
Kerontokan Tahan rontok
Kerebahan Sedang
Tekstur nasi Wangi, pulen Kadar amilose 21 %
Bobot 1000 butir 32 gram
Produksi 4,2 ton/ha
Ketahanan terhadap hama
17 b. IR 64
Gambar 2.9 Padi IR 64 (Bambang Suprianto, 2009)
Ciri – ciri padi IR 64 menurut buku yang berjudul Deskripsi Varietas Padi, Halaman 5, tahun 2009, disusun oleh Bambang Supriatno, dkk:
Nomor Seleksi IR18348-36-3-3 Asal Persilangan IR5657/IR2061
Golongan Cere
Umur Tanaman 110-120 hari Bentuk Tanaman Tegak Tinggi Tanaman 115-126 cm Anakan Produktif 20-35 batang
Warna Kaki Hijau
Warna Batang Hijau
Warna Telinga Daun Tidak Berwarna Warna Lidah Daun Tidak Berwarna
Warna Daun Hijau
Muka Daun Kasar
Posisi Daun Tegak
Daun Bendera Tegak
Bentuk Gabah Ramping, pamjang Warna Gabah Kuning Bersih
Kerontokan Tahan
Kerebahan Tahan
Tekstur Nasi Pulen Kadar Amilosa 23% indeks
18
Glikemik 70
Bobot 1000 butir 24,1 gram Rata-Rata Hasil 5,0 Ton/Ha Potensi Hasil 6,0 Ton/Ha Ketahanan Terhadap
Hama
Tahan wereng coklat biotipe 1, 2 dan agak tahan wereng coklat biotipe 3, Agak tahan hawar daun bakteri strain IV, Tahan virus kerdil rumput Anjuran Tanam Baik ditanam di lahan sawah irigasi dataran
rendah sampai sedang Pemula Introduksi dari IRRI Dilepas Tahun 1986
c. Mentik
Mentik wangi merupakan varietas lokal tanaman Padi (Oryza Sativa L.) di Indonesia. Mentik wangi berasal dari kabupaten Magelang, Jawa Tengah. Padi varietas Mentik wangi mempunyai keunggulan yaitu pada aromanya yang khas dan alami serta tekstur beras yang pulen sehingga diminati sebagian besar masyarakat Indonesia untuk dikonsumsi. Namun, varietas Mentik wangi mempunyai kelemahan yaitu pada umur panen sekitar 125 hari (4 bulan) sehingga kurang diminati oleh petani untuk ditanam karena melebihi umur panen rata-rata sekitar 3 bulan. Selain itu, kelemahan Mentik wangi terdapat pada tingkat kerabahannya yaitu mudah roboh (Abdullah et al. 2006).
19 2.3.3 Bantalan (Bearing)
Menurut Widarto (2008), Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Berdasarkan gerakan terhadap poros bantalan digolongkan menjadi dua yaitu:
1. Bantalan luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantra lapisan pelumas.
Gambar 2.11 Bantalan Luncur Sumber: http://terazkadri.blogspot.com/ 2. Bantalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat. Bantalan gelinding sesuai gambar 2.12.
20 2.3.4 Pulley
Menurut Sonawan (2010), pulley merupakan suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai komponen atau penghubung gerakan dari motor kemudian diteruskan dengan menggunakan belt menuju benda yang inginan digerakan. Dalam penggunaan pulley kita harus mengetahui berapa besaran rpm yang akan digunakan, hal ini bertujuan supaya putaran pulley sesuai dengan yang diinginkan.
Pulley biasanya terbuat dari besi tuang, dan alumunium, yang ditunjukan sesuai
gambar 2.3.
Gambar 2.3. Pulley (Sonawan, 2010) 2.3.5 V-belt
Menurut Sonawan (2010), V-belt merupakan suatu elemen mesin berfungsi untuk mentrasmisiskan daya dari satu poros menuju poros lain. V-belt biasanya terbuat dari rayon, nyilon atau katun yang diresapi dengan karet. Dalam pengaplikasianya V-belt dililitkan disekeliling alur pulley yang berbentuk V. Transmisi V-belt hanya dapat menghubungkan poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama, dibandingkan dengan roda gigi atau rantai V-belt tidak memerlukan perlakuan khusus dalam perawatannya, serta tidak menimbulkan suara. V-belt ditunjukan sesuai gambar 2.4
21 2.3.6 Poros
Menurut Sonawan (2010), poros merupakan sebuah elemen mesin berbentuk silinder pejal yang berfungsi sebagai penerus daya dan tempat dudukan elem-elemen seperti pully, sprocket, roda gigi, dan kopling dan juga sebagai elemen penerus daya dan putaran dari penggerak mesin. Poros merupakan bagian terpenting, karena berfungsi sebagai komponen penerus putaran atau daya. Mengenai perencana rancang bangun ini adalah suatu persoalan perencana dasar. Dimana poros dapat menerima pembebananya. Gaya tekan yang terjadi menimbulkan momen lentur juga menyebabkan torsi. Berdasarkan pada perencanaan alat ini, poros tersebut termasuk kedalam poros horizontal.
Menurut Sularso (1997), hal-hal penting dalam perencanaan poros: a. Kekuatan Poros
Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban- beban seperti beban tarik atau tekan, beban puntir atau lentur dan pengaruh tegangan lainya.
b. Kekakuan poros
Meskipun kekuatan sebuah poros cukup tinggi namun jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian atau getaran dan suara. Oleh kerena itu kekakuan poros haruslah diperhatikan. Poros ditunjukan sesuai gambar 2.5.
22 2.3.7 Rangka
Rangka merupakan bagian yang berfungsi sebagai penopang komponen-komponen lain. Material rangka yang digunakan dalam perancangan mesin perontok padi ini adalah baja karbon rendah.
2.4 Dasar Perhitungan
2.4.1 Analisis Perhitungan Pada Pulley Mencari Putaran Puley
𝑛1
𝑛2=
𝑑2
𝑑1 ... (Sularso, 1997) Keterangan:
𝑛1 = Putaran pulley penggerak (rpm)
𝑛2 = Putaran pulley yang digerakan (rpm) 𝑑1 = Diameter pulley penggerak (mm)
𝑑2= Diameter pulley yang digerakan (mm)
2.4.2 Analisis Perhitungan Kapasitas Perontokan
𝐶 =𝑊𝑃
𝑇𝑃 ... (Sularso, 1997)
Keterangan:
𝐶 = Kapasitas perontokan (kg/jam)
𝑊𝑃 = Massa (kg)
𝑇𝑃 = Waktu perontokan (jam)
