RANCANG BANGUN PISAU DODOS UNTUK PANEN
KELAPA SAWIT DENGAN MATA PISAU MIRING
YUDHI SUDIYANTO
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun Pisau Dodos untuk Panen Kelapa Sawit dengan Mata Pisau Miring adalah benar karya saya dengan arahan dari 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, Pebruari 2014
Yudhi Sudiyanto
ABSTRAK
YUDHI SUDIYANTO. Rancang Bangun Pisau Dodos untuk Panen Kelapa Sawit dengan Mata Pisau Miring. Dibimbing oleh AGUS SUTEJO.
Kelapa sawit merupakan tanaman industri penghasil minyak sawit yang dapat diproses menjadi minyak goreng, minyak industri, dan bahan bakar (biodiesel). Proses pemanenan terdiri dari memotong tandan buah matang, memotong pelepah, mengutip brondolan, dan membawa tandan ke tempat pengumpulan hasil sementara. Proses pemotongan tandanlah yang memerlukan energi paling besar. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membuat pisau dodos yang akan digunakan untuk pemanenan kelapa sawit, menganalisis teknik pisau dodos yang akan dibuat, dan membandingkan gaya potong yang dihasilkan oleh dodos mata pisau datar dengan mata pisau miring. Hasil penelitian ini didapatkan rancangan pisau dodos dengan kemiringan mata pisau 350 yang bisa memperkecil gaya untuk memotong tandan kelapa sawit. Gaya rata-rata yang dihasilkan untuk memotong tandan kelapa sawit pada pohon tahun tanam 2007 sebesar 579.77 N untuk mata pisau datar dan 453.22 N untuk kemiringan mata pisau 350, sedangkan pada pohon tahun tanam 2009 rata-rata gayanya adalah 679.83 N untuk mata pisau datar dan 483.63 N untuk kemiringan mata pisau 350. Kata kunci: dodos, kelapa sawit, pemanenan, pemotongan
ABSTRACT
YUDHI SUDIYANTO. Design of Dodos Knife for Palm Harvesting with Oblique Blade. Supervised by AGUS SUTEJO.
Palm was the industrial plants which could be processed into cooking oil, industrial and biodiesel fuel. The harvesting process was consist of cutting the ripe palm, cutting the stem, collecting the bunches, and bring bunches to temporary storage. Cutting the ripe fruits needed the highest energy spent. The research objective were to create and to build the dodos knife which used for harvesting the palm, to analyze the dodos knife technique created, and to compare the cutting force resulted by flat dodos blade with oblique dodos blade. The research result obtained that dodos blade design with the blade slope of 350 could reduce the force to cut the ripe palm. The average force resulted to cut the ripe palm from the tree with the year plant of 2007 was 579.77 N for the flat blade and 453.22 N for the blade with the slope of 350, while the average force from the tree with the year plant of 2009 was 679.83 N for the flat blade and 483.63 N for the slope of 350.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Teknik Mesin Dan Biosistem
RANCANG BANGUN PISAU DODOS UNTUK PANEN
KELAPA SAWIT DENGAN MATA PISAU MIRING
YUDHI SUDIYANTO
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Rancang Bangun Pisau Dodos untuk Panen Kelapa Sawit dengan Mata Pisau Miring
Nama : Yudhi Sudiyanto NIM : F14080045
Disetujui oleh
Ir Agus Sutejo, MSi Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir Desrial, MEng Ketua Departemen
Judul Skripsi: Rancang Bangun Pisau Dodos untuk Panen Kelapa Sawit dengan Mata Pisau Miring
Nama : Yudhi Sudiyanto
NIM : F14080045
Disetujui oleh
Ir Agus Sutejo, MSi Pembimbing
PRAKATA
Puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT atas karunia dan rahmat-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian ini adalah Rancang Bangun Pisau Dodos untuk Panen Kelapa Sawit dengan Mata Pisau Miring yang dilaksanakan sejak bulan Januari sampai September 2013.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir Agus Sutejo, MSi selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran, masukan, dan bimbingannya selama proses penyelesaian tugas akhir ini. Di samping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Ujang, Bapak Samsul, dan Bapak Rudi yang telah membantu selama pembuatan alat serta pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Sudiyono dan Ibu Cicih Haryati selaku orang tua yang selalu memberi doa, serta sahabat terbaik saya yaitu Septina Lusiawati, Saidong, Anggun Saputra, Rizky Thariq, Fajri Ilham, Ghulam Asphar, Galih Bharmadi Putra, Yayan Fitriyan, Yogi Akbar, dan Ade Prisma Pranayuda atas segala bantuan, dukungan, doa dan semangat kalian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan memberikan konstribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknologi pertanian.
Bogor, Pebruari 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 2 TINJAUAN PUSTAKA 2 Kelapa Sawit 2 Panen 3
Mekanisme Pemotongan Bahan Pertanian 3
Alat Panen Kelapa Sawit 4
Efek Sudut Kemiringan Mata Pisau 4
METODOLOGI PENELITIAN 5 Waktu dan Tempat Penelitian 5
Alat dan Bahan 5 Prosedur Penelitian 6 Pengumpulan Data 7
Kosep Gaya Pemotongan 7
HASIL DAN PEMBAHASAN 8 Identifikasi Masalah 8
Perancangan dan Pembuatan Pisau 8
Uji Fungsional dan Pengambilan Data 10
SIMPULAN DAN SARAN 13
DAFTAR PUSTAKA 14
LAMPIRAN 14
DAFTAR TABEL
1 Jenis peralatan yang dibawa saat pemanenan 4
2 Spesifikasi pisau 10
3 Uji Duncan pada pohon tahun tanam 2009 13
4 Uji Duncan pada pohon tahun tanam 2007 13
DAFTAR GAMBAR
1 Kelapa sawit 2
2 Pemotongan lurus (a) dan pemotongan miring (b) 5
3 Diagram alir tahapan penelitian 6
4 Konsep gaya pemotongan 7
5 Desain pisau pertama (a) dan desain pisau kedua (b) 9
6 Proses pembuatan alat 9
7 Uji fungsional alat 10
8 Gagang yang telah dimodifikasi 10
9 Konsep alat 11
10 Grafik gaya potong tandan tahun tanam 2009 11
11 Grafik gaya potong tandan tahun tanam 2007 12
DAFTAR LAMPIRAN
1 Tabel gaya untuk memotong tandan pada pohon tahun tanam 2007 16 2 Tabel gaya untuk memotong tandan pada pohon tahun tanam 2009 17
3 Contoh perhitungan 18
4 Kalibrasi pegas 19
5 Dodos 20
6 Pisau dodos 21
7 Pipa gagang dodos 22
8 Pipa penekan pegas 23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas utama yang banyak tumbuh di daratan Indonesia, terbukti Indonesia menjadi salah satu negara yang memiliki perkebunan kelapa sawit terluas. Kelebihan Indonesia dengan negara lain yaitu Indonesia merupakan negara tropis yang mendapat sinar matahari melimpah sepanjang tahun, dan memiliki curah hujan yang cukup. Kondisi inilah yang sangat dibutuhkan oleh tanaman kelapa sawit (Pahan, 2006).
Minyak yang dihasilkan dari kelapa sawit terdiri dari 2 macam, yaitu minyak yang berasal dari daging buah (mesocarp) yang dikenal sebagai crude palm oil, dan minyak yang berasal dari inti sawit (endocarp) yang dikenal sebagai
palm kernel oil. Minyak kelapa sawit digunakan untuk bahan baku minyak goreng selain itu juga bisa digunakan sebagai bahan baku kosmetik dan farmasi, bahkan bisa digunakan untuk bahan non-makanan seperti biodiesel dan lilin (Lubis, 2011).
Proses pemanenan kelapa sawit yang benar yaitu dengan memotong tandan buah pada saat tingkat kematangan yang sempurna serta tandan buah segar mengandung minyak dan kernel tertinggi. Salah satu cara yang lazim digunakan adalah dengan melihat brondolan yang jatuh di sekitar piringan pohon. Buah yang sudah dipanen harus langsung dibawa ke pabrik untuk menghindari penurunan mutu dan mengurangi kandungan asam lemak bebas di dalam minyak sawit mentah.
Pemanenan kelapa sawit di Indonesia masih dilakukan dengan alat-alat manual dan sederhana yaitu menggunakan dodos dan egrek. Dodos adalah pisau yang digunakan untuk memotong pelepah maupun tandan dengan cara disodok, sedangkan egrek merupakan pisau yang berbentuk sabit yang berfungsi sebagai alat untuk memotong pelepah maupun tandan dengan cara ditarik. Proses pemanenan dengan cara ini membutuhkan tenaga besar dan waktu kerja yang lama, sehingga mengakibatkan susut panen yang cukup tinggi. Keberhasilan pemanenan dan produksi kelapa sawit sangat bergantung pada bibit tanaman, tenaga pemanen, peralatan panen, kelancaran transportasi, organisasi pemanenan, keadaan areal, serta insentif yang disediakan. Keberhasilan panen didukung oleh pengetahuan pemanen tentang persiapan panen, kriteria matang panen, rotasi panen, sistem panen, dan sarana panen. Keseluruhan faktor tersebut merupakan kombinasi yang tak terpisahkan satu sama lain (Lubis, 2011).
Proses pemanenan menggunakan dodos membutuhkan tenaga dan gaya untuk memotong tandan kelapa sawit yang besar. Tenaga yang dibutuhkan pada pemanenan kelapa sawit tidak hanya untuk memotong tandan, namun tenaga tersebut juga dibutuhkan untuk mengangkat buah kedalam angkong dan membawa buah ke tempat pengumpulan sementara. Besarnya tenaga yang dibutuhkan oleh seorang pemanen dipengaruhi juga oleh desain pisau yang digunakan. Diharapkan dengan merubah desain mata pisau maka dapat membantu meringankan proses pemanenan dari segi gaya yang dihasilkan untuk memotong tangkai kelapa sawit, sehingga dapat meningkatkan produktifitas dan juga efektifitas dari proses pemanenan.
2
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah:
1. Merancang dan membuat pisau dodos yang akan digunakan dalam pemanenan kelapa sawit.
2. Melakukan analisis teknik pada pisau dodos.
3. Membandingkan gaya potong yang dihasilkan pada mata pisau datar dan mata pisau miring.
TINJAUAN PUSTAKA
Kelapa SawitTanaman kelapa sawit merupakan tanaman yang berasal dari Afrika dan Amerika Selatan. Di negara tersebut tanaman kelapa sawit ditemukan tumbuh secara liar di sepanjang tepian sungai (Pahan, 2006).
Gambar 1 Kelapa sawit
Tanaman kelapa sawit merupakan salah satu tumbuhan tropis yang termasuk tanaman monokotil. Secara taksonomi, tanaman ini diklasifikasikan sebagai berikut:
Divisi : Embryophyta Siphonagama
Kelas : Angiospermae
Ordo : Monocotyledonae
Family : Arecaceae (dahulu disebut Palmae) Sub-famili : Cocoidae
Genus : Elaesis
Spesies : 1. Elaesis guineensis Jacq 2. Elaesis oleifera Cortes 3. Elaesis odora
3 Panen
Panen merupakan salah satu kegiatan yang sangat penting pada pengelolaan kelapa sawit. Keberhasilan panen akan menunjang pencapaian produktivitas kelapa sawit. Faktor yang harus diperhatikan untuk menunjang keberhasilan proses pemanenan yaitu pengetahuan tentang persiapan, kriteria matang, rotasi, sistem, dan sarana panen. Persiapan panen yang akurat akan memperlancar pelaksanaan panen. Persiapan ini meliputi kebutuhan tenaga kerja, peralatan, pengangkutan, dan pengetahuan kerapatan panen. Kebutuhan tenaga kerja bergantung pada keadaan topografi, kerapatan panen, dan umur tanaman. Kelapa sawit berbuah setelah berumur 2.5 tahun dan buahnya masak 5.5 bulan setelah penyerbukan. Suatu areal sudah dapat dipanen jika tanaman telah berumur 31 bulan, sedikitnya 60% buah telah matang panen. Ciri tandan yang sudah matang adalah sedikitnya ada 2 buah yang lepas/jatuh dari tandan yang beratnya kurang dari 10 kg atau sedikitnya ada 1 buah yang lepas dari tandan yang beratnya 10 kg atau lebih. Sarana yang diperlukan untuk pemanenan antara lain jalan panen, tangga panen, dan tempat pengumpulan hasil. Peralatan yang digunakan adalah dodos, kampak, egrek, dan galah (Lubis, 2011).
Mekanisme Pemotongan Bahan Pertanian
Pemotongan bahan–bahan hasil pertanian merupakan salah satu kegiatan yang paling sering dilakukan, misalnya pada saat panen, pemisahan, dan juga proses pengecilan ukuran bahan. Proses pemotongan yaitu proses di mana mata pisau menembus ke dalam bahan melewati kekuatan bahan sehingga bahan menjadi terpisah. Saat pemotongan berlangsung terjadi perbedaan deformasi pada bahan yang tergantung pada bentuk mata pisau dan proses kinematika pemotongan. Oleh karena itu, dalam mempelajari hambatan pemotongan suatu bahan akan selalu berhubungan dengan bentuk mata pisau dan kinematika pemotongan (Sitkei, 1986).
Terdapat 4 metode pemotongan yang umum digunakan untuk bahan-bahan pertanian. Pertama, counter moving blade yaitu kedua bilah pisau potong bergerak berlawanan arah. Metode pemotongan tersebut sama halnya dengan menggunting, sehingga hasil potongannya memiliki permukaan yang lebih rata dan halus. Metode tersebut lebih cocok digunakan untuk pemotongan material yang memiliki ketebalan relatif rendah, misalnya untuk pemangkasan rumput. Kedua, resting and moving blade yaitu satu bilah pisau diam dan satu bilah pisau yang lain bergerak. Material yang dipotong didukung oleh bilah pisau yang diam, sedangkan bilah pisau yang satunya bergerak untuk melakukan penetrasi pada material yang dipotong. Pemotongan yang mengikuti metode tersebut adalah pemotongan rumput menggunakan alat potong tipe reel. Ketiga, pemotong tipis atau mengiris. Metode tersebut umumnya digunakan untuk memotong sebagian kecil atau lapisan tipis dari permukaan sebuah material, misalnya pemotongan pada bagian atas sugar beet, pengupasan buah, dan perajangan tembakau. Keempat, free cutting dilakukan menggunakan gaya pukul yang tinggi sehingga kecepatan pisau merupakan parameter yang sangat penting (Sitkei, 1986).
4
Alat Panen Kelapa Sawit
Menurut Pahan (2006) Alat-alat yang akan digunakan untuk memanen kelapa sawit berbeda-beda tergantung tinggi tanaman. Alat tersebut digolongkan menjadi 3 bagian, yaitu alat memotong tandan, alat untuk bongkar muat tandan, dan alat untuk membawa tandan kelapa sawit ke tempat pengumpulan hasil. Alat untuk memotong buah yaitu dodos kecil, dodos besar, pisau egrek, bambu egrek, dan batu asah.
Tabel 1 Jenis peralatan yang dibawa saat pemanenan
Nama Alat Penggunaan Spesifikasi Dodos kecil Potong buah tanaman umur
3-4 tahun
Lebar mata 8 cm, lebar tengah 7 cm, tebal tengah 0.5 cm, tebal pangkal 0.7 cm, diameter gagang 4.5 cm, dan panjang total
18 cm Dodos besar Potong buah tanaman umur
5-8 tahun
Lebar mata 12-14 cm, lebar tengah 12 cm, tebal tengah 0.5 cm, tebal pangkal 0.7 cm, diameter gagang 4.5 cm, dan panjang total
20 cm Pisau egrek Potong buah tanaman umur
>9 tahun (tinggi pokok > 3 tahun)
Panjang pangkal 20 cm, panjang pisau 45 cm, sudut lengkung dihitung pada
sumbu 1350, dan berat 0,5 kg Angkong Sebagai tempat atau wadah
TBS dan brondolan
Sesuai spesifikasi yang ada
aSumber: Pahan (2006)
Efek Sudut Kemiringan Pisau
Terdapat dua metode pemotongan yang umum digunakan, yakni pemotongan lurus dan pemotongan dengan mata pisau miring. Pemotongan lurus yaitu pemotongan yang dilakukan dengan cara memposisikan garis mata pisau tegak lurus terhadap arah gerak maju, sedangkan pemotongan miring adalah pemotongan yang dilakukan dengan cara memposisikan garis mata pisau tidak tegak lurus (membentuk sudut kemiringan) terhadap arah gerak maju pisau. Salah satu upaya untuk menurunkan gaya pemotongan spesifik dapat dilakukan dengan cara memperbesar sudut kemiringan pisau. Hal tersebut disebabkan semakin besar sudut kemiringan maka lebar pemotongan semakin kecil, sehingga gaya pemotongan yang dibutuhkan relatif rendah (Persson, 1987).
5
Gambar 2 Pemotongan lurus (a) dan pemotongan miring (b) (Persson S, 1987)
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat PenelitianPenelitian dilaksanakan mulai dari bulan Januari 2013 sampai September 2013. Proses pembuatan alat dilaksanakan di Bengkel Daud Teknik di Desa Cibereum Bogor dan kegiatan pengambilan data dilakukan di PT. Kintap Jawa Wattindo, Kalimantan Selatan.
Alat Dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam pembuatan alat sebisa mungkin mudah diperoleh di pasaran serta dengan harga yang terjangkau. Bahan yang digunakan yaitu baja plat dengan ketebalan 1 cm, pipa besi ukuran 2 inch dan 1 inch, dan pegas. Sedangkan bahan yang digunakan untuk pengambilan data yaitu tandan kelapa sawit yang berasal dari perkebunan kelapa sawit PT. Kintap Jaya Wattindo. Pembuatan gambar dalam proses perancangan menggunakan software Solidworks. Peralatan yang digunakan dalam pembuatan dodos yaitu peralatan perbengkelan yang umum digunakan. Peralatan utama diantaranya las listrik, palu, meteran, gerinda, asahan batu, kertas amplas, jangka sorong dan perkakas lainnya yang disesuaikan dengan kebutuhan di lapangan. Peralatan untuk pengambilan data dan pengolahan data yaitu menggunakan penggaris, alat tulis, laptop, dan kamera digital.
6
Prosedur Penelitian
Tahapan yang dilaksanakan dalam penelitian dapat dilihat pada diagram alir sebagai berikut:
Gambar 3 Diagram alir tahapan penelitian Mulai Identifikasi masalah Analisis rancangan Penelitian pendahuluan Berhasil Uji fungsional Pembuatan alat Berhasil Analisis data Selesai Tidak Tidak
7 Pengumpulan Data
Data Primer
Data primer diambil dengan melakukan pengukuran secara langsung ke lapangan yang dilakukan di PT. Kintap Jaya Wattindo, Kalimantan Selatan. Data– data yang dikumpulkan adalah data dimensi pisau dodos yang lama, gaya potong tandan, dan diameter tangkai tandan kelapa sawit.
Data Sekunder
Data sekunder yang digunakan diperoleh dari literatur meliputi pengetahuan kelapa sawit, proses pemanenan, dan ukuran pisau dodos.
Konsep Gaya Pemotongan
Proses pemotongan tandan kelapa sawit menggunakan pisau datar akan terjadi impact cutting (20 – 40 m/s), oleh karena itu menyebabkan gaya potong yang dihasilkan akan lebih besar dibandingkan dengan menggunakan mata pisau miring. Besarnya gaya yang dihasilkan pada mata pisau miring bisa diduga dengan menggunakan rumus:
………(1) Keterangan:
: gaya yang dibutuhkan untuk memotong (N) : gaya per satuan panjang (N/mm)
: sudut kemiringan (derajad)
L : lebar pisau (mm)
8
Untuk mengkalibrasi pegas rumus yang digunakan ialah sebagai berikut: ………...……… (2)
Keterangan
F : gaya (N)
k : konstanta pegas (N/m)
x : perubahan panjang pada pegas (m)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Identifikasi MasalahProses panen kelapa sawit haruslah memotong tandan buah pada tingkat kematangan yang paling baik mutunya yaitu pada saat tandan buah segar mengandung minyak dan kernel tertinggi, serta membawa ke pabrik segera mungkin untuk menghindari penurunan mutu atau mengurangi kandungan asam lemak bebas di dalam minyak sawit mentah. Proses panen dibedakan berdasarkan tinggi tanaman, ada 2 cara panen yang umum dilakukan oleh perkebunan kelapa sawit yaitu untuk tanaman yang berumur < 7 tahun cara panen menggunakan alat dodos dengan lebar 10-12.5 cm dengan gagang pipa besi atau tongkat kayu, sedangkan tanaman yang berumur 7 tahun atau lebih pemanenan menggunakan egrek yang disambung dengan pipa alumunium atau batang bambu (arit bergagang bambu panjang).
Kendala pada proses pemanenan kelapa sawit yaitu pada saat pemotongan tangkai tandan. Proses pemotong tandan dan pelepah dibutuhkan tenaga besar, serta perlu keterampilan pemanen dalam memotong tandan dimana pemanen harus mengetahui posisi yang aman agar tidak tertimpa tandan buah sawit, selain itu tenaga akan lebih besar lagi jika tandan terjepit di antara pelepah dan pemanen memotong tandan dalam beberapa kali dorongan.
Perancangan dan Pembuatan Pisau
Analisis rancangan dilakukan untuk merancang konsep pisau dodos agar proses pemotongan tandan hanya menggunakan gaya yang kecil. Pisau dodos yang dirancang memiliki kemiringan mata pisau 350, cara kerja alat ini sama seperti dodos pada umumnya hanya merubah desain mata pisau yang sudah ada.
Penelitian pendahuluan dilakukan sebelum membuat alat yang sebenarnya, hal ini dilakukan untuk memperkecil tingkat kegagalan rancangan alat ketika sudah dilakukan pembuatan alat. Penelitian pendahuluan dilakukan dengan menggunakan prototipe atau alat-alat sederhana yang secara fungsional sama dengan fungsional konsep dari alat yang akan dirancang. Penelitian pendahuluan ini dilakukan dengan cara mengukuran diameter tangkai TBS dan menghitung gaya yang dibutuhkan untuk memotong tangkai TBS. Apabila dalam penelitian
9 pendahuluan tidak memperoleh kebehasilan, maka akan beralih ke konsep sebelumnya dan kemudian dilakukan penelitian pendahuluan kembali hingga memperoleh keberhasilan.
(a) (b)
Gambar 5 Desain pisau pertama (a) dan desain pisau kedua (b)
Hasil analisis konsep rancangan mata pisau didapatkan desain pisau dodos yang pertama yaitu dengan menggunakan mata pisau runcing. Desain dodos yang pertama memiliki kendala yaitu ujung mata pisau yang sulit untuk ditajamkan sehingga gaya yang diperlukan untuk memotong tandan justru lebih besar, maka desain pisau beralih ke konsep berikutnya yaitu dengan cara merubah ujung mata pisau hingga hasil yang diharapkan sesuai dengan tujuan pembuatan alat, jika desain kedua berhasil maka akan dilanjutkan pada proses penggambaran alat. Pada desain kedua mata pisau dibuat datar sepanjang 1.5 cm, lalu pada bagian sisi mata pisau dibuat miring sesuai rancangan pisau, karena desain seperti ini lebih mudah untuk proses penajaman mata pisau maka konsep rancangan dianggap berhasil dan dilanjutkan ke proses penggambaran teknik. Gambar teknik dilakukan dengan menggunakan software Solidwork. Proses perancangan ini dilakukan untuk memperoleh bentuk dari alat yang akan dibuat dan juga untuk mempermudah proses pembuatan alat. Proses pembuatan alat dilakukan di bengkel Daud Teknik sesuai dengan desain yang telah dibuat, selain pembuatan pisau dibuat juga komponen lain untuk membantu dalam proses pengujian alat seperti gagang dodos dan gagang penekan.
Gambar 6 Proses pembuatan alat
10
Tabel 2 Spesifikasi pisau
Spesifikasi Keterangan
Ukuran Lebar : 10 cm Panjang : 20 cm Ketajaman : 0.05 cm Tebal pisau : 1 cm Kemiringan mata pisau : 200 & 350
Uji Fungsional dan Pengambilan Data
Uji fungsional alat dilakukan untuk mengetahui kelayakan pisau dodos yang dibuat. Proses ini sangat penting karena untuk menentukan sudut kemiringan maksimal agar pisau tidak mudah meleset pada saat pemotongan tandan kelapa sawit. Proses selanjutnya yaitu pengujian alat yang dilakukan di PT. Kintap Jaya Wattindo, Kalimantan Selatan. Data yang diambil yaitu gaya yang digunakan untuk memotong tangkai tandan kelapa sawit, pada proses pengujian alat dibuat 3 buah pisau dengan kemiringan mata pisau yang berbeda-beda, pisau yang pertama sama dengan pisau dodos yang biasa digunakan oleh pemanen yaitu dengan mata pisau datar, pisau kedua dibuat dengan kemiringan mata pisau 200, dan pisau ketiga dengan kemiringan mata pisau 350. Spesifikasi bentuk dan bahan dari ketiga pisau dibuat sama hanya sudut kemiringan mata pisau saja yang dibuat berbeda. Pembuatan 3 jenis pisau ini bertujuan untuk membuktikan bahwa semakin kecil sudut mata pisau maka gaya yang dibutuhkan untuk memotong tandan semakin kecil.
Gambar 7 Uji fungsional alat Gambar 8 Gagang yang telah dimodifikasi Pisau dodos yang dibuat tidak menggunakan gagang pisau dodos seperti yang biasa digunakan para pemanen, gagang dodos dimodifikasi untuk mempermudah dalam proses pengujian alat. Gagang dibuat sedikit lebih besar dari gagang dodos biasanya dengan menggunakan pipa besi sehingga pegas bisa masuk kedalam gagang, untuk mengkalibrasi pegas dapat dilihat pada Lampiran 4. Cara merakit dodos tersebut yaitu pegas yang telah dikalibrasi dimasukan ke dalam gagang dan untuk menekan pegas digunakan gagang dari pipa besi, pegas ditekan hingga pisau bisa memotong tandan kelapa sawit.
11
Gambar 9 Konsep alat
Tingkat kekerasan tangkai kelapa sawit berbeda-beda tergantung diameter tangkai dan tahun tanam pohon kelapa sawit tersebut, karena diameter tangkai akan mempengaruhi tahanan potong pisau maka pengujian dilakukan dengan dua tahap. Tahap pertama menggunakan pohon tahun tanam 2007 dengan diameter tangkai yang digunakan sekitar 7-8 cm, dan tahap kedua menggunakan pohon tahun tanam 2009 dengan diameter tangkai yang digunakan sekitar 6-7 cm. Proses pengambilan data dilakukan dengan menyamakan semua tangkai tandan kelapa sawit yang ada baik diameter tangkai, posisi pemotongan, ketajaman pisau, dan pegas yang digunakan. Mata pisau yang digunakan harus selalu diperhatikan ketajamannya setiap kali selesai pemotongan. Proses pemotongan tandan kelapa sawit tidak hanya dilakukan pada buah yang masih berada pada pohon saja namun dilakukan juga pada tandan kelapa sawit yang sudah dipanen.
Gambar 10 Grafik gaya potong untuk pohon tahun tanam 2009
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
Pisau Datar Pisau kemiringan 20 derajat Pisau kemiringan 35 derajat
Ga y a (N ) Ulangan
12
Gambar 11 Grafik gaya potong untuk pohon tahun tanam 2007 Pengambilan data dilakukan 40 kali ulangan untuk setiap pisau. Gambar 10 dan 11 menunjukan bahwa semakin besar sudut kemiringan mata pisau maka gaya yang dibutuhkan untuk memotong tangkai tandan kelapa sawit semakin kecil. Gaya rata-rata untuk memotong tandan kelapa sawit pada pohon tahun tanam 2007 yaitu sebesar 697.63 N untuk mata pisau datar, 584.92 N untuk kemiringan mata pisau 200, dan 483.63 N untuk kemiringan mata pisau 350. Sedangkan gaya rata-rata yang digunakan untuk memotong tandan pada pohon tahun tanam 2009 yaitu sebesar 578.98 N untuk mata pisau datar, 507.86 N untuk kemiringan mata pisau 200, dan 453.22 N untuk kemiringan mata pisau 350. Hal ini dapat dinyatakan bahwa dengan memperbesar sudut kemiringan mata pisau maka gaya yang digunakan untuk memotong tangkai kelapa sawit juga lebih kecil, berkurangnya gaya potong yang dihasilkan sesuai dengan besarnya sudut kemiringan mata pisau. Hal tersebut sangat membantu para pemanen kelapa sawit untuk menghemat tenaga mereka, karena tenaga yang mereka miliki tidak hanya digunakan untuk memanen kelapa sawit saja, melainkan untuk mengangkat dodos yang beratnya hampir mencapai 5 kg, dan memindahkan TBS dari dalam ke tempat pengumpulan sementara. Ada beberapa kendala yang didapat jika kita memperkecil sudut mata pisau, semakin kecil sudut mata pisau maka akan memerlukan tingkat ketepatan yang tinggi dalam proses pemotongan, karena dodos akan sering meleset ke sisi bagian samping tandan kelapa sawit pada saat pemotongan oleh karena itu dibuat datar sepanjang 1.5 cm pada ujung pisau. Untuk membuktikan perbedaan antara ketiga pisau maka dilakukan uji statistik. Pengujian dilakukan menggunakan software Statistical Product and Servis Solution (SPSS) dan dilakukan uji ANOVA. Uji ANOVA digunakan untuk menguji perbedaan rata-rata yang lebih dari dua sempel, proses pengujian ini dilakukan agar mendapatkan ketelitian yang tinggi, membantu kita dalam proses pengambilan keputusan, dan membuktikan beda nyata dari beberapa data yang didapat. Setelah uji ANOVA lalu dilakukan uji Duncan untuk membedakan antara perlakuan. 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
Pisau datar Pisau kemiringan 20 derajat Pisau kemiringan 35 derajat
Ga y a (N ) Ulangan
13 Tabel 3 Uji Duncan pada pohon tahun tanam 2009
Kemiringan N
Subset for alpha = 0.05
A B C
350 40 453.22A
200 40 507.86B
Datar 40 578.98C
Sig. 1.000 1.000 1.000
aCatatan: diameter tangkai yang digunakan berukuran 6-7 cm
Tabel 4 Uji Duncan pada pohon tahun tanam 2007 Kemiringan N
Subset for alpha = 0.05
A B C
350 40 483.63A
200 40 584.92B
Datar 40 679.83C
Sig. 1.000 1.000 1.000
aCatatan: diameter tangkai yang digunakan berukuran 7-8 cm
Hasil uji lanjut Duncan menunjukan bahwa mata pisau datar memiliki gaya rata-rata tertinggi dan berbeda signifikan dari kemiringan mata pisau 200 dan 350, sedangkan sudut kemiringan 350 memiliki gaya rata-rata terendah pada pohon tahun tanam 2007 dan 2009. Setelah data diuji didapatkan kesimpulan bahwa gaya rata-rata yang dihasilkan dari ketiga pisau berbeda nyata karena nilai p-value
dibawah 5%. Perbedaan nilai gaya rata-rata paling signifikan yaitu antara mata pisau datardengan mata pisau kemiringan 350, oleh karena itu pisau yang dipilih yaitu pisau dengan kemiringan 350.
14
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan1. Kemiringan mata pisau dapat mengurangi gaya yang dibutuhkan untuk memotong tandan kelapa sawit, semakin besar sudut kemiringan maka gaya yang dihasilkan semakin kecil.
2. Proses pemotong tandan kelapa sawit dipengaruhi oleh beberapa parameter seperti bentuk pisau, sudut potong, sudut mata pisau, dan jenis material yang digunakan sebagai bahan pisau.
3. Gaya rata-rata untuk memotong tangkai tandan kelapa sawit untuk pohon tahun tanam 2007 yaitu sebesar 679.83 N untuk mata pisau datar, dan 483.63 N untuk kemiringan mata pisau 350. Sedangkan untuk pohon tahun tanam 2009, gaya rata-rata yang digunakan untuk memotong tangkai tandan sebesar 578.98 N untuk mata pisau datar, dan 453.22 N untuk kemiringan mata pisau 350.
Saran
Untuk proses pemanenan kelapa sawit diharapkan perkebunan kelapa sawit merubah desain pisau dengan membuat mata pisau dodos menjadi miring, karena dengan merubah desain pisau maka tenaga yang diperlukan untuk memanen kelapa sawit akan menjadi lebih kecil sehingga proses pemanenan lebih efektif.
DAFTAR PUSTAKA
Fauzi Y, Widyastuti I, Setyawibawa, dan Hartono. 2008. Kelapa sawit. Jakarta (ID): Penebar Swadaya.
Lubis AU. 1992. Kelapa Sawit (Elaeis guineesis jacq) di Indonesia. Sumatera Utara (ID): Pusat Penelitian Perkebunan Marihat
Lubis RE. 2011. Buku Pintar Kelapa Sawit. Jakarta (ID): Agromedia Pustaka Pahan I. 2008. Panduan Lengkap Kelapa Sawit. Jakarta (ID): Penebar Swadaya Risza S. 2011. Masa Depan Perkebunan Kelapa Sawit Indonesia. Jakarta (ID):
Kanisius.
Setyamidjaja D. 2006. Kelapa Sawit, Teknik Budi Daya, Panen, dan Pengolahan. Yogyakata (ID): Kanisius.
15 Setyawibawa. 1992. Kelapa Sawit Usaha Budidaya, Pemanfaatan Hasil dan
Aspek Pemasaran. Jakarta (ID): Penebar Swadaya.
Sitkey G. 1986. Mechanics Of Agricultural Material. New York (US): Elsevier. Sunarko. 2007. Petunjuk Praktis Budi Daya dan Pengolahan Kelapa Sawit.
Jakarta (ID): Agromedia Pustaka.
Perrson S. 1987. Mechanics of Cutting Plant Material. Michigan (US): American Society of Agricultural Engineers
16
Lampiran 1 Tabel gaya untuk memotong tandan pada pohon tahun tanam 2007
Ulangan Gaya yang dihasilkan menggunakan mata
pisau datar (N)
Gaya yang dihasilkan menggunakan mata pisau dengan kemiringan 200 (N)
Gaya yang dihasilkan menggunakan mata pisau dengan kemiringan 350 (N) 1 637.65 657.27 412.02 2 686.7 706.32 519.93 3 735.75 706.32 412.02 4 725.94 716.13 490.5 5 774.99 706.32 618.03 6 784.8 667.08 588.6 7 735.75 637.65 568.98 8 588.6 470.88 519.93 9 539.55 588.6 510.12 10 765.18 657.27 539.55 11 637.65 588.6 441.45 12 686.7 627.84 372.78 13 774.99 618.03 490.5 14 686.7 421.83 441.45 15 647.46 490.5 461.07 16 637.65 559.17 588.6 17 490.5 421.83 539.55 18 441.45 333.54 343.35 19 539.55 441.45 412.02 20 588.6 412.02 392.4 21 716.13 686.7 539.55 22 735.75 696.51 519.93 23 667.08 588.6 490.5 24 676.89 618.03 441.45 25 755.37 637.65 421.83 26 686.7 618.03 559.17 27 637.65 500.31 431.64 28 794.61 657.27 470.88 29 559.17 382.59 441.45 30 716.13 667.08 441.45 31 735.75 588.6 421.83 32 686.7 618.03 470.88 33 784.8 676.89 500.31 34 716.13 637.65 618.03 35 774.99 686.7 696.51 36 667.08 598.41 588.6 37 637.65 539.55 372.78 38 686.7 519.93 441.45 39 735.75 568.98 392.4 40 716.13 480.69 421.83
17 Lampiran 2 Tabel gaya untuk memotong tandan pada pohon tahun tanam 2009
Ulangan Gaya yang dihasilkan menggunakan mata
pisau datar (N)
Gaya yang dihasilkan menggunakan mata pisau dengan kemiringan 200 (N)
Gaya yang dihasilkan menggunakan mata pisau dengan kemiringan 350 (N) 1 372.78 431.64 362.97 2 559.17 461.07 421.83 3 667.08 637.65 441.45 4 519.93 510.12 372.78 5 559.17 490.5 510.12 6 470.88 490.5 362.97 7 725.94 637.65 637.65 8 735.75 608.22 657.27 9 686.7 637.65 470.88 10 755.37 647.46 490.5 11 735.75 686.7 539.55 12 588.6 510.12 392.4 13 637.65 470.88 362.97 14 490.5 441.45 441.45 15 588.6 461.07 421.83 16 539.55 490.5 441.45 17 490.5 343.35 392.4 18 510.12 343.35 343.35 19 657.27 588.6 539.55 20 568.98 568.98 461.07 21 519.93 461.07 461.07 22 608.22 539.55 470.88 23 588.6 519.93 392.4 24 637.65 529.74 441.45 25 539.55 510.12 461.07 26 519.93 421.83 353.16 27 490.5 470.88 372.78 28 500.31 519.93 519.93 29 608.22 588.6 539.55 30 618.03 519.93 490.5 31 500.31 441.45 470.88 32 519.93 421.83 461.07 33 667.08 588.6 559.17 34 559.17 441.45 470.88 35 539.55 480.69 362.97 36 568.98 510.12 451.26 37 618.03 490.5 441.45 38 637.65 519.93 529.74 39 519.93 451.26 421.83 40 539.55 431.64 392.4
18
Lampiran 3 Contoh perhitungan gaya potong
Sudut yang digunakan dalam contoh perhitungan yaitu mata pisau dengan sudut kemiringan 200. Sedangkan nilai F/L didapat dengan cara membagi gaya yang dihasilkan dengan lebar pisau pada mata pisau datar, maka didapat nilai 5.79 N/mm. sehingga dapat dihitung gaya yang akan dihasilkan jika kita menggunakan pisau dengan kemiringan 200 yaitu:
)
Fx = (5.79 N/mm (cos 200) 100 mm) = 538.57 N
Dengan menggunakan mata pisau datar gaya yang dibutuhkan untuk memotong tandan kelapa sawit yaitu sebesar 565.22 N, sedangkan menggunakan pisau dengan kemiringan 200 gaya yang dibutuhkan untuk memotong tandan kelapa sawit yaitu sebesar 538.57 N.
Perbandingan perhitungan dan pengujian
Sudut Perhitungan (N) Pengujian (N)
200 538.57 507.17
350 473.82 453.22
aCatatan : nilai yang digunakan merupakan nilai rata-rata
Dapat dilihat bahwa antara nilai perhitungan dan nilai yang didapat dari hasil pengujian hampir sama atau mendekati, sehingga rumus yang ada dapat digunakan.
19 Lampiran 4 Kalibrasi pegas
Pada saat pegas ditekan hingga panjangnya berkurang 5.8 cm didapatkan gaya sebesar 833.85 N, sehingga bisa didapatkan nilai k.
833.85 = k . 0.058 k = 833.85/0.058 = 14376.7 N/m = 14.3767 N/mm y = 145.6x - 4.808 R² = 0.975 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1 2 3 4 5 6 Ga y a (N ) Jarak (cm)
20
21 Lampiran 6 Pisau dodos
22
23 Lampiran 8 Pipa penekan pegas
24
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 11 Juni 1990, sebagai anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Sudiyono, SE dan Ibu Cicih Haryati. Penulis menyelesaikan pendidikan menengahnya di Sekolah Menengah Atas (SMA) Pasundan Sukabumi pada tahun 2008. Tahun 2008 penulis masuk ke IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Teknik Pertanian (sekarang menjadi departemen Teknik Mesin dan Biosistem), Fakultas Teknologi Pertanian.
Pada tahun 2012 penulis melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan di perkebunan kelapa sawit PT. Kintap Jaya Wattindo, Kalimantan Selatan dengan mengambil judul Mempelajari Aspek Keteknikan Pada Proses Pengolahan Kelapa Sawit di PMKS PT. Kintap Jaya Wattindo, Kalimantan Selatan. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian (STP), penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Rancang Bangun Pisau Dodos Untuk Panen Kelapa Sawit dengan Mata Pisau Miring.
Selama menjadi mahasiswa penulis aktif mengikuti kegiatan Pekan Kreatifitas Mahasiswa (PKM) oleh Dikti. Pada tahun 2010 penulis mendapatkan pendanaan di bidang kewirausahaan mengenai arang yang terbuat dari cangkang kelapa sawit.
