MODIFIKASI PISAU ALAT PEMOTONG RUMPUT TIPE GENDONG MENJADI ALAT PENGGEMBUR TANAH JENIS
ROTARY MINI TILLER
SKRIPSI
OLEH :
GOFINDA GINTING 140308066
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2020
2
MODIFIKASI PISAU ALAT PEMOTONG RUMPUT TIPE GENDONG MENJADI ALAT PENGGEMBUR TANAH JENIS
ROTARY MINI TILLER
SKRIPSI
OLEH :
GOFINDA GINTING
140308066 / KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2020
4
Panitia Penguji Skripsi Dr. Taufik Rizaldi, STP, MP Dr. Ir. Edi Susanto, M.Si Adian Rindang, STP, M.Si Sulastri Panggabean, STP, M.Si
ABSTRAK
GOFINDA GINTING: Modifikasi Pisau Alat Pemotong Rumput Tipe Gendong Menjadi Alat Penggembur Tanah Jenis Rotary Mini Tiller, dibimbing oleh TAUFIK RIZALDI.
Penggemburan tanah merupakan proses mencapai kesuburan tanah.
Kesuburan tanah adalah kemampuan suatu tanah untuk menyediakan unsur hara untuk menunjang pertumbuhan suatu jenis tanaman pada lingkungan dengan faktor pertumbuhan lainnya dalam keadaan menguntungkan. Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi pisau alat pemotong rumput tipe gendong sebagai alat penggembur tanah yang beroperasi pada lahan kering. Berdasarkan hasil perhitungan, rancangan alat penggembur yang efektif pada penelitian ini adalah diameter pisau 18,4 cm, jumlah mata pisau 20 dengan jarak antar pisau 3 cm, panjang mata pisau 8 cm, lebar alat 40 cm, dan alat ini bekerja pada kedalaman tanah 2 cm. Parameter pengujian alat yang diamati yaitu kapasitas efektif alat sebesar 0,0102 ha/jam, kebutuhan bahan bakar rata-rata sebesar 1,1676 l/jam, kerapatan massa diperoleh sebesar 1,20 gr/cm3 pada tanah belum terganggu dan 0,83 gr/cm3 pada tanah sudah terganggu. Tenaga yang dibutuhkan sebesar 0,087 HP. Dari segi analisis ekonomi alat ini memiliki biaya pokok sebesar Rp.1.553.552/Ha dan akan mencapai titik impas pada lahan seluas 1,56 Ha/tahun.
Kata kunci: Penggemburan tanah, Mesin, Modifikasi
ABSTRACT
GOFINDA GINTING: Modification of a blade carry lawn mower to be a loose soil rotary mini tiller type, supervised by TAUFIK RIZALDI.
Soil loosening is the process of achieving soil fertility. Soil fertility is the ability of a land to provide elements to support the growth of a type of plant in the environment with other growth factors in a favorable condition. The aim of this study was to modify the lawn mower blade as a soil loosening operating on dry land. Base on result, the design of an effective loose soil weeder in this study was the diameter of the blade was 18.4 cm, the number of blades 20 with a distance between the blades of 3 cm, the length of the blades were 8 cm, tool width was 40 cm, and this tool works at a depth of 2 cm. The test parameters of the equipment observed were the effective capacity of the tool was 0.0102 ha / hour, the average fuel requirement was 1.1676 l / hour, the bulk density in the soil was obtained at 1.20 gr / cm3 on undisturbed soil and 0.83 gr / cm3 on the disrupted ground.
Energy requirement was 0.087 HP. In terms of economic analysis the equipment having a basic cost of Rp1,553,552/ Ha and will reach a break even point if the land has 1.56 ha / year.
Keywords: Loose soil, Machine, Modification
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pernangenen pada tanggal 13 Oktober 1995 dari pasangan Nulis Ginting dan Sabarina Br. Sinuhaji. Penulis merupakan anak ke- empat dari empat bersaudara.
Pada tahun 2002 Penulis memasuki Sekolah Dasar 101859 Rambai, lulus pada tahun 2008. Melanjut ke sekolah menengah pertama di SMP Swasta Indonesia Membangun (YAPIM) Biru-biru dan pada tahun 2011 melanjutkan pendidikan ke SMA Negeri 1 Sarolangun Jambi. Melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) pada tahun 2014, penulis masuk di Universitas Sumatera Utara, Fakultas Pertanian, Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA), Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen Universitas Sumatera Utara (UKM KMK USU) dan ketua Ikatan Mahasiswa Karo (IMKA) Mbuah Page Fakultas Pertanian dan Fakultas Kehutanan Universitas Sumatera Utara periode 2017/2018.
Penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa Sawit PTPN IV Unit Usaha Pabatu Provinsi Sumatera Utara, pada bulan Juli sampai Agustus 2017.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Modifikasi Pisau Alat Pemotong Rumput Tipe Gendong Menjadi Alat Penggembur Tanah Jenis Rotary Mini Tiller” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Dr. Taufik Rizaldi STP, MP selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan saran dan kritik yang bermanfaat bagi penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulis juga mengucapkan banyak terimakasih kepada kedua orang tua yang telah memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini, baik secara moral maupun material dan teman-teman yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Januari 2020
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ... i
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 3
Batasan Masalah ... 3
TINJAUAN PUSTAKA Pengolahan Tanah ... 4
Tujuan Pengolahan Tanah ... 4
Macam-Macam Pengolahan Tanah ... 5
Pola Pengolahan Tanah ... 5
Penggemburan Tanah ... 5
Jenis Alat Penggembur Tanah ... 6
Komponen Alat ... 7
Alat Pemotong Rumput... 7
Alat Pemotong Rumput Tipe Gendong... 7
Rotary Mini Tiller ... 8
Power weeder... 8
Gearbox... 9
Kinerja Alat ... 9
Kebutuhan Bahan Bakar ... 9
Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 10
Kapasitas Kerja Efektif ... 10
Analisis Ekonomi ... 11
Biaya Tetap ... 11
Biaya Tidak Tetap ... 12
Break Even Point / BEP (Analisis Titik Impas)... 12
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 14
Bahan dan Alat ... 14
Gambaran Umum Alat ... 14
Prosedur Penelitian ... 15
Parameter Disain dan Ukuran ... 16
Parameter Pengujian Alat ... 17
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Desain dan Ukuran ... 19
Penentuan ukuran pisau rotary ... 19
Penentuan kapasitas kerja efektif alat ... 21
Penentuan konsumsi bahan bakar ... 22
Kerapatan massa ... 23
Analisis ekonomi ... 24
KESIMPULAN DAN SARAN ... 26
Kesimpulan... ... 26
Saran... ... 27
DAFTAR PUSTAKA ... 28
Lampiran ... 30
DAFTAR TABEL
No. Hal
1. Ukuran dan desain pisau rotary ... 19
2. Data kapasitas kerja efektif alat ... 22
3. Data kebutuhan bahan bakar ... 23
4. Data kerapatan massa sebelum penggemburan ... 23
5. Data kerapatan massa sesudah penggemburan ... 24
DAFTAR GAMBAR
No. Hal
1. Jenis bajak (a) bajak singkal (b) bajak rotary (c) bajak piring ... 6
2. Jenis garu (a) garu piring (b) garu paku (c) garu pegas ... 7
3. Rancangan alat penggembur tanah tipe rotary mini tiller ... 14
4. Mesin pemotong rumput ... 15
5. Pisau rotary ... 16
6. Lebar alat ... 20
7. Jarak dan jumlah mata pisau ... 20
8. Alat setelah didesain ... 21
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal
1. Tabel perhitungan rancangan alat penggembur tanah ... 30
2. Tabel perhitungan kapasitas efektif alat ... 32
3. Tabel perhitungan kebutuhan bahan bakar ... 33
4. Tabel perhitungan kerapatan massa ... 34
5. Analisis ekonomi ... 36
6. Perhitungan kebutuhan tenaga ... 40
7. Flowchart penelitian ... 41
8. Gambar teknik alat ... 42
9. Dokumentasi penelitian ... 44
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sektor pertanian berperan penting dalam meningkatkan perekonomian masyarakat. Salah satunya ialah tanaman palawija yang cukup potensial. Beberapa tanaman palawija yang banyak dihasilkan adalah jagung, kacang tanah, kacang kedelai, kacang hijau, ubi kayu, ubi jalar dan lain-lain. Namun untuk memproduksi kacang-kacangan seperti kacang tanah, kacang kedelai, dan kacang hijau serta ubi kayu mengalami penurunan. Hal ini dikarenakan menurunnya jumlah lahan dan produktivitas petani.
Pengolahan tanah adalah salah satu kegiatan persiapan lahan (Land preparation) yang bertujuan untuk menciptakan kondisi lingkungan yang sesuai
untuk pertumbuhan tanaman. Pengolahan tanah sangat diperlukan didalam budidaya tanaman dengan menggunakan media tanam tanah. Tanah dapat berfungsi sebagai tempat berkembangnya akar, penyedia unsur hara dan penyimpan air bagi tanaman. Apabila salah satu fungsinya hilang maka suatu tanah dapat dinyatakan mengalami degradasi (Banuwa, 2013).
Pengolahan tanah tidak hanya untuk memproduksi hasil tanaman, tetapi juga berkaitan dengan kegiatan lainnya seperti penyebaran benih (penanaman bibit), pemupukan, perlindungan tanaman, dan panen. Keterkaitan ini sangat erat sehingga tujuan yang ingin dicapai dalam pengolahan tanah tidak terlepas dari keberhasilan dalam kegiatan lainnya. Pengolahan tanah mempengaruhi penyebaran dan penanaman benih. Pengolahan tanah dapat juga dilakukan bersamaan dengan pemupukan serta dianggap pula sebagai suatu metoda pengendalian gulma (IPB, 2010).
3
Penggemburan tanah merupakan proses pengolahan tanah, dengan tujuan agar tanah semakin subur (Hermantoro, 2011). Cara penggemburan tanah saat ini hanya mampu menyelesaikan sekitar 200 m2 hingga 250 m2 per orang dalam satu hari. Untuk menyelesaikan lahan yang luas maka membutuhkan pekerja tambahan sehingga proses penggemburan tanah dapat selesai dengan cepat.
Penggunaan peralatan sederhana seperti cangkul, garu, sekop kurang aman untuk petani karena pengoperasian yang manual dan tanpa adanya pelindung terkadang dapat melukai petani. Disamping itu penggunaan peralatan sederhana juga dapat menyebabkan tingkat kelelahan pekerja meningkat karena kerja otot yang begitu besar dan postur kerja yang tidak ergonomis. Postur kerja menggunakan peralatan yang ada saat ini dilakukan dengan membungkuk (Sinulingga, 2008).
Dari rancangan alat ini diharapkan dapat mengurangi waktu, tenaga, dan biaya pengolahan suatu lahan, khususnya dalam penggemburan tanah. Dengan waktu penggemburan tanah yang lebih cepat, maka proses penanaman dapat dilakukan lebih cepat. Sehingga hasil produksi pertanian dapat lebih cepat didapatkan. Kenyaman kerja merupakan penunjang untuk meningkatkan produktivitas, karna dari itu alat ini dirancang senyaman mungkin untuk operator pengguna alat penggembur tanah jenis rotary mini tiller.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi pisau alat pemotong rumput sebagai alat penggembur tanah jenis rotary mini tiller dan mengujinya dengan luas lahan dan kedalaman yang telah ditentukan.
Manfaat Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Pogram Studi Keteknikan Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan referensi bagi mahasiswa yang melakukan penelitian yang berhubungan dengan Alat Penggembur Tanah.
Batasan Masalah
1. Penggemburan dilakukan hanya pada lahan kering.
2. Modifikasi alat dilakukan hanya pada mata pisau
TINJAUAN PUSTAKA
Pengolahan Tanah
Pengolahan tanah adalah suatu usaha untuk mempersiapkan lahan bagi pertumbuhan tanaman dengan cara menciptakan kondisi tanah yang siap tanam.
Walaupun pengolahan tanah sudah dilakukan oleh manusia sejak dahulu kala dan sudah mengalami perkembangan yang demikian pesat baik dalam metode maupun peralatan yang digunakan, tetapi sampai saat ini pengolahan tanah masih belum dapat dikatakan sebagai ilmu yang pasti (eksakta) yang dapat dinyatakan secara kuantitatif. Belum ada metode yang memuaskan yang tersedia untuk menilai hasil olah yang dihasilkan oleh suatu alat pengolah tanah tertentu (Daywin, 2008).
Tujuan Pengolahan Tanah
Pengolahan tanah menjadi amat penting untuk menunjang keberhasilan usaha tani dengan tujuan agar tanaman yang diusahakan dapat tumbuh sehat dan menghasilkan produk pertanian yang berkualitas. Peran tanah untuk kehidupan di bumi sangatlah vital karena tanah merupakan tempat kehidupan tumbuhan dengan menyediakan hara dan air sekaligus menjadi penopang akar. Mengelola tanah adalah kegiatan memperbaiki atau merubah struktur tanah agar sesuai dengan kebutuhan tanaman yang dibudidayakan yang tujuannya agar akar tanaman dapat masuk kedalam tanah dan mempermudah tanaman menyerap unsur hara di dalamnya. Pengelolaan tanah akan sangat mempengaruhi proses budidaya selanjutnya. Tujuan pengolahan tanah adalah: memperbaiki sifat-sifat fisis dan kimia serta biologis tanah, meratakan tanah untuk memudahkan pekerjaan di lapangan, membunuh gulma dan tanaman yang tidak diinginkan, menciptakan
kondisi fisik, khemis dan biologis tanah menjadi lebih baik serta mempersiapkan pengaturan irigasi dan drainase (Kepner dkk, 1982).
Macam-Macam Pengolahan Tanah
Pengolahan tanah dapat dibagi menjadi 3 tahapan. Pertama adalah pengolahan tanah primer, disebut juga bajak, pengolahan tanah ini berguna untuk memotong, memecah, dan membalik tanah. Kedua adalah pengolahan tanah sekunder, dilakukan setelah pembajakan, menjadikan tanah gembur dan rata, tata air diperbaiki, tanaman pengganggu dihancurkan dan dicampur dengan lapisan tanah atas, dan diberikan kepadatan tertentu pada permukaan tanah (Daywin dkk, 1999). Ketiga ini tidak selalu dikerjakan (merupakan pilihan, sesuai kebutuhan), yaitu pembuatan dengan atau guludan, yang dilakukan pada masa tanam untuk beragam komoditas palawija dan sayuran, ukurannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Beberapa fungsi pembuatan guludan adalah memperbaiki aerasi dan drainase, memudahkan pemeliharaan tanaman (terdapat alur) dan memperbaiki sifat fisik tanah.
Pola Pengolahan Tanah
Pola pengolahan tanah yang banyak dikenal dan dilakukan adalah pola bolak-balik rapat, pola berkeliling pola spiral, pola tepi, pola tengah, dan pola alfa.
Pola spiral paling banyak digunakan karena pembajakan dilakukan terus menerus tanpa pengangkatan alat (Rizaldi, 2006).
Penggemburan Tanah
Penggemburan bertujuan meremahkan tanah supaya akar berkembang maksimal (membuat keadaan tanah siap untuk ditanam). Semakin gembur tanah akan mendukung pertumbuhan awal tanaman (perkecambahan ataupun
6
pertumbuhan tanaman muda). Alat yang digunakan biasanya garu atau rotary.
Selain gembur biasanya tanah akan semakin rata. Penggunaan rotary tidak efektif pada lahan yang sangat basah. Gulma yang berkembang biak lewat akar jika dirotary semakin terpotong banyak dan semakin merata di lahan. Pemakaian herbisida pra tumbuh akan membantu menekan gulma pada lahan yang dirotary.
Penggemburan merupakan tindakan mekanik terhadap tanah untuk menyiapkan tempat persemaian, memberantas gulma, memperbaiki kondisi tanah untuk penetrasi akar, serta juga ditujukan khusus seperti pengendalian hama, menghilangkan sisa-sisa tanaman, dan pengendalian erosi (Hari, 2004).
Jenis Alat Penggembur Tanah
Alat pengolahan tanah pertama yaitu bajak, bajak terdapat banyak jenis yaitu : bajak singkal (moldboard plow), bajak piring (disk plow), bajak pisau berputar (rotary plow), bajak chisel(chiselplow), bajak subsoil (subsoil plow) dan bajak raksasa (giant plow).
(a) (b) (c)
Gambar 1. Jenis bajak (a) bajak singkal, (b) bajak rotari dan (c) bajak piring Alat pengolahan kedua yaitu garu, garu terdapat banyak jenis yaitu : garu piring (disk harrow), garu paku (spikes tooth harrow), garu pegas (spring tooth harrow), garu rotary dan garu khusus (special harrow).
(a) (b) (c)
Gambar 2. Jenis garu (a) garu piring, (b) garu paku dan (c) garu pegas Komponen Alat
Alat pemotong rumput
Alat pemotong rumput adalah alat yang digunakan untuk memotong rumput atau tanaman. Alat ini biasanya digunakan untuk merapikan taman dan juga untuk membersihkan lahan dari rumput ilalang atau rumput sejenisnya. Jenis jenis mesin pemotong rumput yaitu Sickle Mower, Rotary Mower, dan Reel Mower. Sickle mower adalah alat pemotong rumput manual dengan menggunakan
sabit. Sedangkan Rotary Mower adalah alat pemotong rumput juga disebut drum mesin pemotong yang memiliki sebuah bar yang berputar cepat, atau disk yang dipasang pada sebuah bar, dengan tepi yang tajam untuk memotong tanaman (Handaka dan Pitayo, 2008).
Alat pemotong rumput tipe gendong
Tipe ini umunya dimiki banyak orang. Dirancang dengan bentuk yang sederhana dan ringan sehingga mudah untuk digendong ketika digunakan, umumnya tipe gedong ini dilengkapi dengan sistem mesin 2 tak serta menggunakan tenaga berbahan bakar yang terdiri dari campuran oli dan bensin atau listrik. Untuk menggunakannya cukup dengan menarik tuas stater lalu mengarahkan ke permukaan rumput.
8
Rotary mini tiller
Pengolahan tanah pertama, pada umumnya masih merupakan bongkah- bongkah tanah yang cukup besar, maka untuk lebih menghancurkan dan meratakan permukaan tanah yang terolah dilakukan pengolahan tanah kedua. Alat dan mesin pertanian yang digunakan untuk melakukan pengolahan tanah kedua adalah alat pengolah tanah jenis garu (harrow). Garu rotary ada dua macam, yaitu garu cangkul berputar (rotary hoe harrow) dan garu silang berputar (rotary cross harrow). Garu rotary cangkul merupakan susunan roda yang dikelilingi oleh gigi-
gigi berbentuk pisau yang dipasangkan pada as dengan jarak tertentu dan berputar vertikal. Putaran roda garu ini disebabkan oleh tarikan traktor. Garu rotary silang terdiri dari gigi-gigi yang tegak lurus terhadap permukaan tanah dan dipasang pada rotor yang diputar horisontal. Dengan menggunakan garu ini, penghancuran tanah terjadi sangat intensif (Warji, 2014).
Power weeder
Salah satu mesin penyiang padi secara mekanis adalah penyiang padi sawah bermotor (power weeder). Alat ini mampu mengurangi waktu kerja dan jumlah tenaga kerja. Cara kerja dan mekanisme penyiangan menggunakan mesin ini sepintas mirip alat landak putar yang didorong oleh operator, hanya saja beda piringan putarnya berbentuk segi 6 untuk lahan yang dangkal dengan diameter 35 cm dan berbentuk segi 8 dengan diameter 45 cm untuk tanah yang dalam. Tenaga putar didapatkan dari sebuah motor bakar berukuran 2 HP hasil modifikasi motor dari mesin potong rumput gendong (Haryono dan Pitoyo, 2006).
Gearbox
Fungsi gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga. Transmisi berfungsi untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindle mesin maupun melakukan gerakan feeding. Transmisi juga berfungsi untuk mengatur kecepatan gerak dan torsi serta berbalik putaran, sehingga dapat bergerak maju dan mundur. Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbox, mempunyai beberapa fungsi antara lain:
1. Merubah momen puntir yang akan diteruskan ke spindle mesin.
2. Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin.
3. Menghasilkan putaran mesin tanpa slip (Sularso, 1978) Kinerja Alat
Kebutuhan bahan bakar
Prayudyanto dkk (2008), menyatakan bahwa kecepatan kendaraan dan konsumsi bahan bakar mempunyai hubungan yang kuat. Semakin cepat maju traktor maka konsumsi bahan bakar akan semakin meningkat pula. Tingginya kecepatan traktor dikarenakan piston lebih banyak membakar bahan bakar minyak. Semakin banyak bahan bakar yang dibakar maka semakin banyak tenaga yang dihasilkan sehingga semakin cepat kendaraan bergerak. Konsumsi bahan bakar dapat ditentukan dengan rumus :
Konsumsi Bahan Bakar =
(l/jam) ... (1)
10
Kerapatan massa (bulk density)
Kerapatan massa tanah (bulk density) adalah berat tanah kering udara dibagi dengan volumenya. Nilai kerapatan massa dari tanah dapat dituliskan sebagai:
Kerapatan massa tanah (Db) =
(g/cm3)………(2) (Dingus, 1999).
Tanah lebih padat mempunyai kerapatan massa atau Bulk density yang lebih besar daripada tanah mineral. Bagian atas mempunyai kandungan Bulk density yang lebih rendah dibandingkan tanah dibawahnya. Bulk density
dilapangan tersusun atas tanah-tanah mineral yang umumnya berkisar 1,0-1,6 g/cm3. Tanah organik memiliki nilai Bulk density yang lebih rendah, misalnya dapat mencapai 0,1 g/cm3 - 0,9 g/cm3 pada bahan organik. Bulk density atau kerapatan massa tanah banyak mempengaruhi sifat fisik tanah, seperti porositas, kekuatan, daya dukung, kemampuan tanah menyimpan drainase, dll. Sifat fisik tanah ini banyak bersangkutan dengan penggunaan tanah dalam berbagai keadaaan (Hardjowigeno, 2003).
Kapasitas kerja efektif
Menurut Santosa (2008) penentuan kapasitas kerja efektif alat (ha/jam) dilakukan dengan menghitung waktu total yang digunakan untuk mengoperasikan alat pada satuan luas tertentu. Kapasitas kerja efektif dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
KE = ... (3)
Keterangan :
KE = Kapasitas kerja efektif (ha/jam) A = Luas lahan (ha)
t = Waktu total pengoperasian (jam) Analisis Ekonomi
Biaya tetap
Biaya tetap merupakan biaya yang besarnya tidak dipengaruhi oleh volume produksi. Beberapa yang termasuk biaya tetap yaitu biaya gedung, biaya tanah, biaya mesin dan peralatan, dan sebagainya. Sedangkan biaya variabel adalah biaya-biaya yang besarnya bergantung terhadap volume produksi. Biaya- biaya variabel yaitu biaya bahan baku dan biaya tenaga kerja langsung. Biaya total adalah jumlah dari biaya tetap dan biaya variabel (Pujawan, 2009).
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari : a. Biaya penyusutan (metode garis lurus)
( - )……... ...(4) Dimana :
D =Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) alsin (Rp) S =Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun)
b. Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan, besarnya:
( )( ) ……...(5) Dimana :
12
Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap (variable cost) adalah biaya yang dikeluarkan sehubungan dengan kegiatan produksi dan tergantung pada output yang dihasilkan, dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semakin besar juga.
Misalnya: biaya perbaikan, pembelian bahan, sewa alat, upah buruh, dan lain-lain (Waldiyono, 2008).
Biaya tidak tetap (BTT) terdiri dari :
a. Biaya bahan bakar = Konsumsi bahan bakar × Harga Bahan Bakar ...(6) b. Biaya oli
... ..
(7) c. Biaya Operator = Upah Kerja / Jam Kerja...(8) (Anwar,2013).Break even point/BEP (Analisis Titik Impas)
Analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing). Selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap sama dengan nol. Bila
pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka kegiatan usaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan memperoleh keuntungan.
Analisis titik impas juga digunakan untuk:
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha,
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi untuk peralatan produksi,
3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi (kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi (Waldiyono, 2008).
Menurut Waldiyono (2008) untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:
N =
V) (R
F
...(9) Dimana:
N = jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg) F = biaya tetap per tahun (rupiah)
R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (rupiah) V = biaya tidak tetap per unit produksi.
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilakukan pada bulan Juni sampai dengan bulan Juli tahun 2019 di Desa Kampung Susuk Kecamatan Medan Selayang, Sumatera Utara.
Bahan dan Alat
Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah plat besi, pipa besi, gearbox, papan kayu, mesin rumput tipe gendong dan bahan bakar minyak.
Adapun alat-alat yang digunakan adalah alat tulis, meteran, kamera, kalkulator, komputer, kunci L, oven, ring sampel, timbangan digital dan gelas ukur.
Gambaran Umum Alat
Secara fungsional komponen alat penggembur tanah yaitu gearbox dan weeder (mata pisau penggembur) yang mana gearbox sebagai penyalur tenaga dari mesin rumput tipe gendong untuk memutar weeder (mata pisau penggembur) yang telah diketahui desain dan ukurannya.
Serta alat ini juga didukung dengan alat-alat pendukung (struktural) lainnya yaitu mesin rumput tipe gendong yang dimana alat ini dioperasikan pada lahan untuk dilakukan penggemburan pada luas lahan tertentu.
Gambar.4. Mesin pemotong rumput Prosedur Penelitian
1. Menentukan desain dan ukuran mata pisau berdasarkan perhitungan.
2. Melakukan pembuatan mata pisau penggembur setelah mengetahui disain dan ukuran.
3. Memasang Gearbox dan mata pisau penggembur pada ujung palang mesin pemotong rumput tipe gendong.
4. Mengisi bahan bakar pada mesin pemotong rumput tipe gendong.
5. Mempersiapkan dan mengukur lahan untuk lokasi penggemburan pada ukuran 100m2.
6. Menyalakan dan mengoperasikan mesin pemotong tipe gendong.
7. Mengoperasikan alat penggembur pada lahan yang sudah diukur.
8. Melakukan pengamatan parameter.
16
Parameter Desain dan Ukuran Penentuan Ukuran Pisau Rotary
Penentuan ukuran pisau rotary dapat ditentukan dengan rumus : Jumlah pisau=
2 ...(10)
Gambar.5. Pisau rotary dan bagiannya
Rpr = Z+Ht+Hc ...(11) Dr = 2t+Dp ...(12) Lp = Rw-Rr ...(13) Lbp = Lp-Sp ...(14) Lbp = Sp+( ( ) x tan( ( - )
2 – (90- )) ...(15) Lpa = Lbp + Lpb ...(16)
Keterangan :
Rpr = Jari-jari pisau rotary Z = Kedalaman penggemburan Ht = Jarak GB ke permukaan tanah Hc = Jari-jari GB
Dr = Diameter as pisau (rotor) t = Tebal pipa as
Dp = Diameter Poros Lp = Panjang pisau Rr = Jari-jari rotor
Lbp = Panjang badan pisau
Sp = Panjang bengkok mata pisau Lpa = Panjang awal mata pisau Parameter Pengujian Alat
1. Penentuan kapasitas kerja efektif (ha/jam)
Kapasitas kerja efektif dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 3.
2. Penentuan konsumsi bahan bakar (l/jam)
Konsumsi Bahan Bakar dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 1.
3. Kerapatan massa (bulk density) (gr/cm3)
Kerapatan massa dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 2.
4. Analisis ekonomi a. Biaya Tetap
Biaya tetap diperoleh dengan menggunakan Persamaan 4 dan 5.
18
b. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap diperoleh dengan menggunakan Persamaan 6, 7, dan 8.
c. Break Even Point/BEP (Analisis Titik Impas)
Break even point dapat diperoleh dengan menggunakan Persamaan 9.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Disain dan Ukuran
Hasil disain dan ukuran pisau rotary
Pisau rotary yang digunakan pada penelitian ini adalah pisau rotary yang berbentuk seperti huruf L. Pisau tersebut berfungsi untuk menggemburkan tanah.
Dalam mendesain pisau ini, peneliti membuat beberapa parameter perhitungan agar pisau tersebut dapat menggemburkan tanah secara maksimal, diantaranya:
jumlah mata pisau, jari-jari pisau, diameter as pisau, panjang pisau, panjang badan pisau, panjang awal mata pisau dan panjang pisau yang dibengkokkan. Setelah dilakukan perhitungan, maka didapatkan data sebagai berikut:
Tabel 1. Ukuran desain pisau rotary
Diketahui Ukuran
Jari-jari Gearbox (Hc) 4 cm
Kedalaman pisau masuk ketanah (Z) 2 cm
Jarak gearbox kepermukaan tanah (Ht) Jari-jari pisau rotary (Rpr)
Diameter pisau rotary (Dw) Diameter poros pisau (Dr) Tebal pipa poros (t) Diameter as pisau (Dp)
Jarak poros pisau kedalam tanah (Lp) Jari-jari poros pisau (Rr)
Panjang mata pisau kepermukaan tanah (Lbp) Panjang bengkok mata pisau (Sp)
Panjang awal mata pisau yg dibengkokan (Lpb) Panjang total awal mata pisau (Lpa)
3,2 cm 9,2 cm 18,4 cm 2,4 cm 0,2 cm 2 cm 8 cm 1,2 cm 5 cm 3 cm 3,75 cm 8,75 cm
Alat ini memiliki lebar 40 cm agar lebih memudahkan operator dalam mengoperasikan alat tersebut. Kedalaman pisau yang masuk kedalam tanah adalah 2 cm dan panjang total awal mata pisau adalah 8,75 cm.
20
Gambar 6. Lebar alat
Jarak mata pisau di desain sebesar 3 cm agar tidak ada celah ketika alat menggemburkan tanah sehingga penggemburan tanah menjadi lebih maksimal.
Dengan menggunakan data lebar alat penggembur sebesar 40 cm dan jarak antar pisau sebesar 3 cm maka didapatkan jumlah mata pisau yang efektif pada alat adalah sebanyak 20 buah.
Gambar 7. Jarak dan jumlah mata pisau
Alat ini menggunakan gearbox dengan jari-jari gearbox sebesar 4 cm dan jarak gearbox ke permukaan tanah sebesar 3,2 cm. Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menentukan jari-jari pisau rotary dengan menambahkan jari-
jari gearbox, jarak gearbox ke permukaan tanah dan kedalaman pisau masuk kedalam tanah. Sehingga didapatkan jari-jari pisau rotary sebesar 9,2 cm.
Kemudian dihitung juga diameter poros pisau dengan Persamaan 8 sehingga didapatkan diameter poros pisau 2,4 cm. Setelah itu, ditentukan jarak poros pisau kedalam tanah dengan mengurangi jari-jari pisau rotary dengan jari-jari poros pisau yaitu sebesar 8 cm. Begitu juga dengan panjang mata pisau ke permukaan tanah didapatkan dengan mengurangi jarak poros pisau ke dalam tanah dengan panjang bengkok mata pisau dan panjang awal mata pisau yang dibengkokkan didapatkan dengan menggunakan Persamaan 12. Sehingga didapatkan hasil berturut-turut sebesar 5 cm dan 3,75 cm. Dan panjang total mata pisau sebesar 8,75 cm.
Gambar 8. Alat setelah di desain Hasil Pengujian Alat
1. Penentuan kapasitas kerja efektif alat
Penentuan kapasitas kerja efektif alat dilakukan dengan membagikan luas lahan (ha) dengan waktu pengoperasian alat (jam). Luas lahan saat pengujian alat
22
adalah 0,0025 ha selama 4 kali pengulangan. Kapasitas kerja efektif alat ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Data Kapasitas kerja efektif alat
Percobaan Luas lahan (Ha) Waktu (jam) Kapasitas efektif alat (Ha/jam)
1 0,0025 0,2546 0,0098
2 0,0025 0,2228 0,0112
3 0,0025 0,2415 0,0103
4 0,0025 0,253 0,0098
Rata-rata 0,0025 0,2429 0,0102
Pengujian dilakukan pada lahan seluas 100m2 yang kemudian dibagi menjadi 4 petakan sama besar yang digunakan nantinya untuk setiap percobaan.
Percobaan dilakukan sebanyak 4 kali dengan waktu yang didapatkan pada setiap percobaan berturut-turut sebesar 15 menit 28 detik, 13 menit 37 detik, 14 menit 49 detik dan 15 menit 18 detik. Kapasitas efektif alat yang didapatkan tiap percobaan berbeda yaitu 0,0098ha/jam pada percobaan I, 0,0112 ha/jam pada percobaan II, 0,0103 ha/jam pada percobaan III dan 0,0098 ha/jam pada percobaan IV dengan kapasitas efektif rata-rata alat sebesar 0,0102 ha/jam.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kapasitas efektif alat, diantaranya: waktu yang hilang ketika berbelok, waktu yang hilang sewaktu pengaturan alat, dan waktu istirahat (Hunt, 1979).
2. Penentuan konsumsi bahan bakar
Penentuan konsumsi bahan bakar ditentukan dengan membagi volume penambahan bahan bakar (liter) dengan waktu kerja alat (jam). Kebutuhan bahan bakar alat ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Data konsumsi bahan bakar Percobaan Luas lahan
(ha)
Konsumsi bahan bakar
(liter)
Waktu pengoperasian
(jam)
Laju konsumsi bahan bakar
(liter/jam)
1 0,0025 0,285 0,2546 1,1194
2 0,0025 0,280 0,2228 1,2567
3 0,0025 0,283 0,2415 1,1718
4 0,0025 0,284 0,2530 1,1225
Rata-rata 0,0025 0,283 0,2429 1,1676
Alat ini menggunakan kecepatan rata-rata putaran pisau penggembur sebesar 230 rpm pada gas level 1 yang diukur menggunakan alat tachometer. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kebutuhan bahan bakar pada alat penggembur ini, diantaranya adalah: kondisi tanah dan kedalaman tanah. Semakin dalam penggemburan maka akan semakin lambat mesin berjalan karena tenaga yang diperlukan akan semakin besar, akibatnya semakin besar pula tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakkan alat dan mesin. Tenaga mesin dihasilkan dari perputaran torak dalam silinder, semakin banyak putaran disilinder maka akan semakin banyak menghabiskan bahan bakar (Pramuhadi, 2004).
3. Kerapatan massa (Bulk density)
Kerapatan massa ditentukan dengan membagi berat tanah kering oven (BTKO) (gr) dengan volume tanah (cm3). Kerapatan massa sebelum dan sesudah penggemburan ditunjukkan pada Tabel 4 dan 5.
Tabel 4. Data Kerapatan Massa sebelum penggemburan Percobaan Volume
(cm3)
BTKO sebelum penggemburan (gr)
Bulk density sebelum penggemburan
(gram/cm3)
1 39,25 71,61 1,33
2 39,25 66,47 1,19
3 39,25 63,26 1,09
Rata-rata 39,25 67,11 1,20
24
Tabel 5. Data Kerapatan Massa sesudah penggemburan Percobaan Volume
(cm3)
BTKO sesudah penggemburan (gr)
Bulk density sesudah penggemburan
(gram/cm3)
1 39,25 58,71 1,00
2 39,25 53,90 0,85
3 39,25 45,43 0,66
Rata-rata 39,25 52,68 0,83
Kerapatan massa yang didapatkan sebelum penggemburan pada setiap percobaan lebih tinggi dibandingkan kerapatan massa setelah penggemburan.
Menurut Hardjowigeno (2003) tanah yang lebih padat mempunyai bulk density lebih tinggi khususnya pada tanah lempung berpasir. Bulk density yang ideal terdapat pada tanah dengan tekstur sandy loam atau lempung berpasir, yaitu lebih kecil dari 1,32 gr/cm3. Bulk density yang didapatkan setelah melakukan penggemburan rata-rata 0,83 gr/cm3 sehingga dapat diketahui bahwa hasil penggemburan alat ini sudah ideal.
Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan pengujian alat dengan menggunakan alat penggembur tanah mata pisau roda bersirip dengan jenis tanah dan pola penggemburan yang sama (Danuwarta, 2019). Pada penelitian sebelumnya rata-rata bulk density sesudah penggemburan adalah 0,84 gr/cm3. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hardjowigeno (2003) bahwa semakin tinggi bulk density maka semakin padat tanah tersebut, maka dapat diketahui bahwa
penelitian ini menghasilkan tanah yang lebih gembur dibandingkan dengan penelitian sebelumnya.
4.Analisis ekonomi a. Biaya pemakaian alat
Analisis ekonomi ini digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang
seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan.
Dari penelitian yang dilakukan biaya untuk alat penggembur tanah jenis rotary tiap tahunnya, diperoleh dari kapasitas alat pada saat penggemburan sebesar 0,0102 Ha/jam pada tahun pertama hingga tahun ke lima sama. Hal ini disebabkan persamaan nilai biaya penyusutan pada tiap tahunnya sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahunnya sama.
Biaya pemakaian alat diketahui dengan menjumlahkan biaya tetap dan biaya tidak tetap , biaya tetap dari alat penggembur tanah jenis rotary ini sebesar Rp525.000, - terdiri dari biaya penyusutan sebesar Rp450.000, -/tahun dan bunga modal Rp75.000,-/tahun. Dan biaya tidak tetap pada alat penggembur tanah jenis rotary sebesar Rp15.392,-/jam terdiri dari biaya bahan bakar sebesar Rp9.107,-
/jam, biaya operator sebesar Rp6.250,-/jam, biaya oli sebesar Rp35,-/jam, dan biaya pokok sebesar Rp1.553.552,- /Ha.
b. Break Even Point
Dari hasil penelitian ini di peroleh nilai BEP yang mencapai titik impas apabila telah melakukan penggemburan seluas 1,56 Ha/tahun. Menurut Waldyono (2008), analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang digunakan dapat membiayai sendiri (self financing), dan selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Manfaat perhitungan
titik impas adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan.
26
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil perhitungan, rancangan alat penggembur tanah jenis rotary yang efektif pada penelitian ini adalah jumlah mata pisau 20 buah, jari-jari pisau rotary 9,2 cm, diameter poros pisau 2,4 cm, panjang pisau 8 cm, panjang badan pisau 5 cm, panjang awal mata pisau 8,75 cm dan panjang pisau yang dibengkokkan 3 cm.
2. Kapasitas efektif rata-rata alat penggembur tanah jenis rotary adalah 0,0102 Ha/jam
3. Kebutuhan bahan bakar rata-rata alat penggembur tanah tipe rotary adalah 1,1676 liter/jam.
4. Tanah hasil penggemburan dinyatakan gembur dengan rata-rata bulk density sesudah penggemburan sebesar 0,83 gr/cm3.
5. Alat penggembur tanah jenis rotary ini memiliki biaya pokok tiap tahunnya sebesar Rp1.553.552,-/Ha.
6. Alat penggembur tanah jenis rotary ini akan mencapai break even point apabila telah melakukan penggemburan lahan seluas 1,56 Ha/Tahun.
7. Berdasarkan hasil perhitungan dan penelitian langsung dilapangan, alat penggembur tanah jenis rotary efektif bekerja pada tanah dengan tekstur lempung berpasir.
8. Besar tenaga yang dibutuhkan dalam pengoperasian alat ini sebesar 0,087 HP.
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian ergonomi tentang kenyamanan dan kelayakan alat ini dalam bekerja.
2. Perlu rancangan dan pengujian alat pada kedalaman tanah diatas 2 cm.
3. Perlu rancangan dan pengujian dengan tekstur tanah yang berbeda.
4. Perlu pengujian dengan jalan mundur dalam bekerja
28
DAFTAR PUSTAKA
Anwar, M. 2013. Analisis Pengolahan Lahan Sawah Dengan Menggunakan Traktor Tangan Di Desa Sigeokgeok Kabupaten Toba Samosir. Skripsi.
Universitas Sumatera Utara. Medan.
Banuwa, I. S. 2013. Erosi. Kencana Prenada Media Group. Jakarta
Danuwarta, R. 2019. Modifikasi Pisau Alat Pemotong Rumput Tipe Gendong Menjadi Alat Penggembur Tanah Jenis Roda Besi Bersirip. Skripsi.
Universitas Sumatera Utara. Medan.
Darun. 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian.
Universitas Sumatera Utara. Medan
Daywin, F.J., R.G. Sitompul, dan H. Imam. 1999. Mesin-mesin budidaya pertanian lahan kering. Proyek Peningkatan Perguruan Tinggi Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Daywin, F. J. 2008. Mesin-mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. Graha Ilmu. Jakarta
Dingus, D.D. 1999. Soil Science Laboratory Manual. Prantince Hall, California.
Edisi Kedua. Liberty. Yogyakarta.
Handaka dan J. Pitayo, 2008. Modifikasi Mesin Pemootong Rumput Untuk Mesin Panen. Persyaratan Keselamatan dan Pengujian. Jurnal Enginering Pertanian 2:78
Hardjowigeno, S. 2003. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis. Akademika. Jakarta Haryono dan J. Pitayo. 2006. Mesin penyiang tipe baru untuk padi sawah. Balai
Besar Pengembangan Alat dan Mesin Pertanian. Serpong.
Hermantoro. 2011. Teknologi Inovatif Irigasi Lahan Kering dan Lahan Basah.
INSTIPER. Yogyakarta.
Hunt, D. 1979. Farm Power and Machinery Management. Iowa State Univ. Press, Ames. Iowa.
[IPB] Institut Pertanian Bogor. 2010. Alat dan mesin pengolah tanah.
http://web.ipb.ac.id/~tepfteta/elearning/media/Teknik%20Mesin%20Budit enagatrakto%20Pertanian/Alat%20Pengolahan%20tanah/index4april.html.
[5 September 2018].
Kepner, R., A. R. Bainer and E.L. Barger. 1982. Principles of Farm Machinery.
Morganic GD. 2019. Panduan Lengkap Cara Menanam Jagung Dari Benih Hingga Panen. https://gdmorganic.com/cara-menanam-jagung/
[5 Agustus 2019]
Pramuhadi, G. 2004. Studi Hubungan Antara Beban Mesin Traktor dan Efisiensi Pengolahan Tanah. Tesis Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian.
Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Prayudyanto, M.M., C. Jacub, R. Driejana, dan O.Z. Tamin. 2008. Background For Optimization Of Fuel Consumtion At Congested Network Using Hydrodynamic Traffic Theory. Proceedings. Forum Studi Transportasi antar Perguruan Tinggi International Symposium. 23-25 Agustus 2002.
Jember. pp.18-19.
Pudjosumarto, M. 1998. Evaluasi Proyek. Fakultas Ekonomi Brawijaya Malang.
Malang
Pujawan, I.N. 2009. Ekonomi Teknik. Guna Widya. Surabaya.
Purnomo, H. 2004. Pengantar Teknik Industri. Graha Ilmu. Yogyakarta.
Rizaldi, T. 2006. Mesin Peralatan. Departemen Teknologi Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Santosa. 2005. Kinerja Traktor Tangan Untuk Pengolahan Tanah. Akademika.
Jakarta.
Sinulingga, S. 2008. Pengantar Teknik Industri. Graha Ilmu. Yogyakarta.
Sularso. 1978. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. ATMI Press.
Surakarta.
Waldiyono. 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar. Yogyakarta.
Warji. 2014. Mekanisasi Pertanian (Diktat Kuliah). Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian. Universitas Lampung. Lampung.
30
Lampiran 1.Tabel Perhitungan rancangan alat penggembur tanah jenis rotary mini tiller
Diketahui Nilai
Jari-jari Gearbox (Hc) 4 cm
Kedalaman pisau masuk ketanah (Z) 2 cm
Jarak gearbox kepermukaan tanah (Ht) Jari-jari pisau rotary (Rpr)
Diameter pisau rotary (Dw) Diameter poros pisau (Dr) Tebal pipa poros (t) Diameter as pisau (Dp)
Jarak poros pisau kedalam tanah (Lp) Jari-jari poros pisau (Rr)
Panjang mata pisau kepermukaan tanah (Lbp) Panjang bengkok mata pisau (Sp)
Panjang awal mata pisau yg dibengkokan (Lpb) Panjang total awal mata pisau (Lpa)
3,2 cm 9,2 cm 18,4 cm 2,4 cm 0,2 cm 2 cm 8 cm 1,2 cm 5 cm 3 cm 3,75 cm 8,5 cm
Perhitungan rancangan alat penggembur tanah jenis rotary mini tiller Jari – Jari pisau rotary (Rpr)
Diameter pisau rotary (Dw) Rpr = Hc + Ht + Z
= 4 cm + 3,2 cm + 2 cm
= 9,2 cm Dw = 2 × Rpr
= 2 × 9,2 cm
= 18,4 cm
Diameter poros pisau (Dr) Dr = 2t + Dp
= 2(0,2cm) + 2cm
= 2,4cm
Jarak poros pisau kedalam tanah (Lp) Lp = Rpr – Rr
= 9,2cm – 1,2cm
= 8cm
Panjang mata pisau kepermukaan tanah (Lbp) Lbp = Lp – Sp
= 8cm – 3cm
= 5cm
Panjang awal mata pisau yang dibengkokan (Lpb) Lpb = Sp + ( x tan( ( - )
2 ) - ( - ))
= 3cm + ((3cm x Sin1100) x tan(( - )
2 ) – (110 - 90))
= 3cm + (2,819cm x tan(35-20))
= 3cm + (2,819cm x tan15)
= 3cm + 0,75cm
= 3,75cm
Panjang total awal mata pisau (Lpa) Lpa = Lbp + Lpb
= 5cm + 3,75cm
= 8,75cm
32
Lampiran 2.Tabel Perhitungan Kapasitas Efektif Alat Percobaan
Luas Lahan
(Ha)
Waktu (Jam)
Kapasitas Efektif Alat (Ha/Jam)
I 0,0025 0,2546 0,0098
II 0,0025 0,2228 0,0112
III 0,0025 0,2415 0,0103
IV Rata-rata
0,0025 0,0025
0,253 0,2429
0,0098 0,0102 Luas lahan = 100 m2 (25 m2 menjadi 4 ulangan)
25 m2 = 0, 0025 Ha
Kapasitas Efektif Alat =
(ha/jam) Ulangan 1 = 25
25
=
0,0098 ha/jam Ulangan 2 = 25222
=
0,0112 ha/jam Ulangan 3 = 252 5
=
0,0103 ha/jam Ulangan 4 = 2525 = 0,0098 ha/jam
Rata-rata = 2
=
2=
0,0102 ha/jamLampiran 3.Tabel Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar Percob
aan
Luas Lahan
(Ha)
Volume Penambahan
(l)
Waktu Operasi
(Jam)
Kebutuhan Bahan Bakar (l/Jam)
Kecepatan (Rpm)
Kedal aman (cm)
I 0,0025 0,285 0,2546 1,1194 230 2
II 0,0025 0,280 0,2228 1,2567 230 2
III IV
0,0025 0,0025
0,283 0,284
0,2415 0,253
1,1718 1,1225
230 230
2 2 Rata-
rata 0,0025 0,283 0,2429 1,1676 230 2
Konsumsi Bahan Bakar =
(liter/jam) Ulangan 1 = 2 5
25
=
1,1194 Liter/jam Ulangan 2 = 2222 =1,2567 Liter/jam Ulangan 3 = 2
2 5 =1,1718 Liter/jam Ulangan 4 = 2
25 =1,1225 Liter/jam
Rata-rata = 2
= 25 225
=1,1676 Liter/jam
34
Lampiran 4. Perhitungan Kerapatan Massa (Bulk Density) Kerapatan massa tanah (BD) =
(g/cm3) Volume (Vt) = d2 t
Data Kerapatan Massa sebelum penggemburan Percobaan Volume
(cm3)
BTKO sebelum penggemburan (gr)
Bulk density sebelum penggemburan
(gram/cm3)
1 39,25 71,61 1,33
2 39,25 66,47 1,19
3 39,25 63,26 1,09
Rata-rata 39,25 67,11 1,20
Sebelum Penggemburan Ulangan 1 =
2 (g/cm3) = 52
52 2
=
1, 33 g/cm3 Ulangan 2 =2 (g/cm3) =
52 2 = 1,19 g/cm3
Ulangan 3 =
2 (g/cm3) =
52 2
=
1, 09 g/cm3 Rata-rata Bulk density sebelum penggemburan= 2
=
= 1,20 g/cm3
Data Kerapatan Massa sesudah penggemburan Percobaan Volume
(cm3)
BTKO sesudah penggemburan (gr)
Bulk density sesudah penggemburan
(gram/cm3)
1 39,25 58,71 1,00
2 39,25 53,90 0,85
3 39,25 45,43 0,66
Rata-rata 39,25 52,68 0,83
Sesudah Penggemburan Ulangan 1 =
2 (g/cm3) = 2
52 2 =1,00 g/cm3 Ulangan 2 =
2 (g/cm3) = 5
52 2
=
0,85 g/cm3 Ulangan 3 =2 (g/cm3) = 2 2
52 2
=
0,66 g/cm3 Rata-rata bulk density sesudah penggemburan= 2
=
= 0,83 g/cm336
Lampiran 5. Analisis Ekonomi Unsur produksi
1. Biaya pembuatan (P) = Rp2.500.000, -
2. Umur ekonomis (n) = 5 Tahun
3. Nilai akhir alat (S) = Rp250.000, -
4. Jam kerja = 4 jam/ hari
5. Kapasitas alat = 0, 0102 Ha/jam
6. Biaya operator = Rp25.000
7. Jam kerja per tahun = 1152 jam/ tahun
Perhitungan biaya produksi a. Biaya tetap (BT)
1. Biaya penyusutan metode garis lurus Dn = -
Dimana:
Dn = Biaya penyusutan pada tahun ke-n (Rp/tahun) P = Harga awal (Rp)
S = Harga akhir, 10 % dari harga awal (Rp) N = Perkiraan umur ekonomis (tahun)
Tabel Perhitungan biaya penyusutan dengan metode garis lurus
Akhir Tahun ke- (P-S)(Rp) Dn (Rp/thn) Nilai Akhir (Rp)
1 2.250.000 450.000 1.800.000
2 2.250.000 450.000 1.350.000
3 2.250.000 450.000 950.000
4 2.250.000 450.000 450.000
5 2.250.000 450.000 0
Penyusutan : Dn = -
Dn = ( 2.5 . - 25 . )
Dn = 2.25 . 5
Dn = Rp450.000, -/tahun 2. Bunga modal
Bunga modal pada bulan agustus 5%
I = ( ) 2
dimana :
i = Tingkat bunga modal P = Harga awal
N = Perkiraan umur ekonomis (tahun) I = 5 2.5 . 5
2 5
= Rp75.000, -/tahun
Total biaya tetap = Biaya penyusutan + bunga modal = Rp450.000,- + Rp75.000,-
= Rp525.000,-
38
Tabel perhitungan biaya tetap tiap tahun
Tahun Dn
(Rp/tahun) I (Rp/tahun) Biaya tetap (Rp/tahun)
1 450.000 75.000 525.000
2 450.000 75.000 525.000
3 450.000 75.000 525.000
4 450.000 75.000 525.000
5 450.000 75.000 525.000
b. Biaya tidak tetap (BTT) 1. Biaya bahan bakar
Biaya bahan bakar = Konsumsi bahan bakar x Harga Bahan Bakar = 1,1676 Liter ×Rp7.800, -
= Rp9.107, -/Jam 2. Biaya oli
Biaya oli
= 25
Biaya oli = Rp35, -/Jam 3. Biaya Operator
Biaya operator = Upah Kerja / Jam Kerja = Rp25.000 / 4 jam
= Rp6.250,-/Jam
Total Biaya Tidak Tetap (BTT) = Biaya bahan bakar + Biaya operator + Biaya Oli = Rp9.107,-/jam + Rp6.250,-/jam + Rp35,-/jam =Rp15.392,- /jam
c. Biaya pokok = + Btt] × C
= 525.
+ 15.392] × 0,0102 Ha/jam
Tabel perhitungan biaya pokok tiap tahun Tahun BT (Rp/tahun) X
(jam/tahun) BTT
(Rp/jam) C (ha/jam) BP (Rp/Ha)
1 525.000 1152 15.392 0,0102 1.553.552
2 525.000 1152 15.392 0,0102 1.553.552
3 525.000 1152 15.392 0,0102 1.553.552
4 525.000 1152 15.392 0,0102 1.553.552
5 525.000 1152 15.392 0,0102 1.553.552
BEP:
Biaya tetap (F) tahun ke-5 = Rp525.000/Tahun
= Rp455, 72/Jam (1 tahun 1152 Jam)
= Rp44.678/Ha (1 jam = 0, 0102 ha) Biaya tidak tetap (V) = Rp15.392,- /Jam× 98,03Jam/Ha
= Rp1.508.877,- /ha Penerimaan setiap operasi = 50% dari BP
Maka R = Rp1.553.552 + (50% × Rp1.553.552)
= Rp2.330.320,-/Ha
Alat akan mencapai Break event point jika alat menggemburkan tanah pada lahan terbuka
525.
( 2. . 2 .5 . = 1,56 ha/tahun
40
Lampiran 6. Perhitungan kebutuhan tenaga Diketahui:
Tsp = 0,0171kg m/cm2 Rpm = 230rpm
Kedalaman(d) = 2cm
L = 40
Percobaan dilakukan pada kecepatan putar 230rpm, sehingga tenaga yang dibutuhkan menjadi :
HP = 5
HP = 2 2 5
HP = HP = 0,087 Hp
Lampiran 7. Flowchart penelitian
42
44
Lampian 9. Dokumentasi penelitian
Alat setelah dimodifikasi
Alat setelah diodifikasi
Alat setelah dimodifikasi
Alat setelah dimodifikasi
46
Kondisi tanah sebelum penggemburan
Kondisi tanah setelah penggemburan
Kedalaman penggemburan yg dihasilkan
48
Proses penggemburan
Proses penggemburan
Sampel keadaan tanah
Proses pengambilan sampel tanah
50
Lampiran 10. Tabel nilai torsi spesifik tanah di Sumatera Barat
No.
Jenis tanah, bahan Torsi spesifik (kg.
induk, topografi / m/cm2)
fisiografi Lembab Basah
1. Alluvial (bahan 0,0171 0,0152
aluvial, dataran)
2. Andosol (batuan 0,0180 0,0167
beku, dataran)
3. Andosol (batuan 0,0216 0,0178
beku, vulkan)
4. Latosol (batuan 0,0189 0,0167
beku, vulkan)
5. Latosol dan 0,0204 0,0165
Litosol (bahan beku endapan dan metamorf,
pegunungan)
6. Podsolik Merah 0,0165 0,0178
Kuning (bahan endapan dan beku, pegunungan
lipatan)
7. Regosol (bahan 0,0223 0,0164
aluvial, dataran)
8. Regosol dan 0,0196 0,0177
Latosol (batuan beku, volkan)
