Modifikasi Jumlah Nosel Sprayer Gendong Bermotor dan Uji Kinerja pada Berbagai Tekanan Semprot dan Tipe Nosel

MODIFIKASI JUMLAH NOSEL SPRAYER GENDONG
BERMOTOR DAN UJI KINERJA PADA BERBAGAI
TEKANAN SEMPROT DAN TIPE NOSEL

TEGUH KURNIAWAN

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Modifikasi Jumlah Nosel
Sprayer Gendong Bermotor dan Uji Kinerja pada Berbagai Tekanan Semprot dan
Tipe Nosel adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun 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, Agustus 2014
Teguh Kurniawan
NIM F14090108

ABSTRAK
TEGUH KURNIAWAN. Modifikasi Jumlah Nosel Sprayer Gendong Bermotor
dan Uji Kinerja pada Berbagai Tekanan Semprot dan Tipe Nosel. Dibimbing oleh
TINEKE MANDANG.
Sprayer gendong bermotor yang digunakan masyarakat pertanian Indonesia
pada umumnya memiliki satu buah nosel, sehingga untuk meningkatkan
efektifitas dan efisiensi penyemprotan perlu dilakukan modifikasi pada bagian
batang nosel. Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan lebar penyemprotan
efektif dengan tingkat keseragaman butiran semprot yang tinggi, melalui
modifikasi batang dan jumlah nosel Sprayer Gendong Bermotor. Lebar
penyemprotan efektif semakin lebar bila jumlah nosel semakin banyak. Nilai lebar
penyemprotan efektif yang paling baik yaitu nosel yang bertipe flat sebesar 208
cm. Lebar penyemprotan efektif yang besar terdapat pada nosel yang berjumlah 6
yang beroprasi ditekanan 9 kgf/cm2 menggunakan nosel yang bertipe hollow cone

dan nosel yang berjumlah 6 menggunakan nosel yang nosel bertipe flat yang
beroprasi ditekanan 9 kgf/cm2.

Kata kunci: sprayer, efektif, nosel

ABSTRACT
TEGUH KURNIAWAN. Modification of the Lance and the Nozzle Number of
the Knapsack Power Sprayer, and it’s Performance Test on Various Spray
Pressure and Nozzle Type. Supervised by TINEKE MANDANG.
Generally in Indonesia, the knapsack power sprayer has a single nozzle. The
needs of modifying the nozzle lance was considered in this research to increase
the effectiveness and the efficiency of spraying. The purpose of the research was
to increase the effective width of spraying with high uniformity droplets by
modifying the lance and the nozzle number of the knapsack power sprayer. The
effective width of spraying was increased with the increment of nozzle number.
The most effective spraying width of the flat nozzle is 208 cm. The effective
spraying width with high degree was observed in 6 hollow cone type nozzles
operated in 9 kgf/cm2 pressure and 6 flat type nozzles operated in 9 kgf/cm2
pressure.
Keywords: knapsack, nozzle, lance

MODIFIKASI JUMLAH NOSEL SPRAYER GENDONG
BERMOTOR DAN UJI KINERJA PADA BERBAGAI
TEKANAN SEMPROT DAN TIPE NOSEL

TEGUH KURNIAWAN

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik Pertanian
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Modifikasi Jumlah Nosel Sprayer Gendong Bermotor dan Uji

Kinerja pada Berbagai Tekanan Semprot dan Tipe Nosel
Nama
: Teguh Kurniawan
NIM
: F14090108

Disetujui oleh

Prof Dr Ir Tineke Mandang, MS
Pembimbing I

Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, MEng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan, dengan judul
Modifikasi Jumlah Nosel Sprayer Gendong Bermotor dan Uji Kinerja pada
Berbagai Tekanan Semprot dan Tipe Nosel.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Tineke Mandang, MS dan
Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi selaku pembimbing, serta Bapak Wana yang telah
membantu dalam pengumpulan data dan Bapak Parma yang membantu modifikasi
boom sprayer. Pada kesempatan ini peneliti tidak lupa mengucapkan terima kasih
juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan
kasih sayangnya.

Bogor, Agustus 2014
Teguh Kurniawan

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN

vi
vi
vi

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian

1
1
2
2
2

TINJAUAN PUSTAKA
Sprayer Gendong Bermotor (Knapsack Power Sprayer)
Nosel

Butiran Semprot

2
2
3
4

METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi
Bahan
Alat
Perlakuan Uji Kinerja
Parameter Pengukuran

6
6
6
7
7
7

ANALISIS DESAIN
Kriteria perancangan
Rancangan fungsional
Rancangan struktural

11
11
11
11

MODIFIKASI ALAT
HASIL DAN PEMBAHASAN
Debit Cairan
Pola Distribusi Penyemprotan
Lebar Penyemprotan Efektif
Butiran Semprot (Droplet)

15
17

17
18
20
22

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

25
25
25

UCAPAN TERIMA KASIH
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

26
27

28
45

DAFTAR TABEL
1 Rancangan fungsional

11

DAFTAR GAMBAR
1 Sprayer gendong bermotor
2 Komponen nosel pola kipas dan kerucut (Smith dan Wilkes 1990)
3 Semprotan tipe Hollow cone (Geigy C 1985)
4 Semprotan tipe Flat (Geigy C 1985)
5 Ilustrasi dari volume median diameter (Matthews G A 1992)
6 ASABE S-572.1 klasifikasi ukuran droplet (Wilson 2011)
7 Ilustrasi pengukuran debit dari knapsack sprayer (Houmy 1999)
8 Pengambilan data pola sebaran penyemprotan dengan patternator
9 Diagram alir penelitian
10 Batang nosel
11 Dimensi Nosel Flat

12 Dimensi Nosel Hollow cone
13 Penyambung batang nosel dengan batang selang
14 Penyambungan dudukan nosel dengan batang nosel
15 Hasil modifikasi batang dan jumlah nosel
16 Dudukan pressure gauge
17 Debit cairan tipe nosel hollow cone
18 Debit cairan tipe nosel flat
19 Tipe sebaran nosel flat
20 Tipe sebaran nosel hollow cone
21 Ditribusi penyemprotan 6 nosel pada nosel hollow cone
22 Ditribusi penyemprotan 6 nosel pada nosel flat
23 Lebar penyemprotan efektif pada nosel hollow cone
24 Lebar penyemprotan efektif pada nosel flat
25 Butiran semprot nosel Hollow cone 6 nosel
26 Butiran semprot nosel Flat 6 nosel
27 Pengaruh tekanan terhadap VMD
28 Pengaruh tekanan terhadap nilai NMD
29 Taraf keseragaman pada nosel hollow cone dan nosel flat

2
3
4
4
5
6
8
9
10
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
21
21
22
23
23
24
24

DAFTAR LAMPIRAN
1 Data debit pada nosel hollow cone
2 Data debit pada nosel flat
3 Data VMD dan NMD
4 Contoh Perhitungan Mendapatkan nilai VMD dan NMD.
5 Data Lebar penyemprotan efektif
6 Gambar teknik

28
30
32
33
35
39

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) merupakan salah satu penghambat
pertumbuhan dalam budidaya tanaman. Salah satu contoh OPT yang saat ini
masih menjadi hal menakutkan bagi petani adalah serangan wereng pada tanaman
padi. Iklim indonesia yang memiliki curah hujan tinggi menjadi faktor yang
mengakibatkan perkembangan OPT. Patihong 2012 menyatakan bahwa tanaman
yang menunjukan gejala kematian akibat serangan dengan tingkat serangan OPT
mencapai 75-100 %. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan mekanisasi
pertanian yang mengarah pada implementasi teknologi penanggulangan OPT.
Perkembangan teknologi penanggulangan OPT telah mengalami
peningkatan yang cukup signifikan. Hal ini dapat terlihat dari semakin banyaknya
jenis teknologi yang digunakan dalam proses penanganannya, salah satunya
adalah sprayer. Sprayer merupakan alat yang digunakan untuk membantu
pendistribusian pestisida untuk menanggulangi OPT, umumnya sprayer digunakan
dengan digendong atau yang lebih dikenal dengan knapsack sprayer. Teknologi
ini memiliki mekanisme kerja dengan memanfaatkan tekanan yang ditimbulkan
untuk mendistribusikan cairan dari tangki menuju nozel, dengan kecepatan yang
tinggi maka didapatkan hasil butiran-butiran kecil hingga berbentuk kabut dan
hasilnya akan lebih merata.
Teknologi sprayer yang saat ini sedang berkembang di Indonesia adalah
power sprayer yang memiliki mekanisme kerja yang berbeda dengan sprayer
manual. Power sprayer memiliki sumber tenaga engine yang mampu
menggerakan pompa untuk menghasilkan tekanan dalam mendistribusikan butiran
cairan kimia pengendali OPT. Butiran semprot sangat penting untuk menentukan
potensial pelayangan butiran dan jumlah bahan semprot yang mencapai sasaran
untuk pengendali OPT. Besar kecilnya ukuran butiran semprot (droplet) dapat
dijadikan sebagai acuan untuk menghasilkan penyemprotan. Droplet berukuran
besar mempunyai penetrasi yang baik dan tidak mudah terbawa angin. Lebih
banyak tertangkap oleh batang dan daun. Butiran berukuran kecil atau halus
penyerapannya ke dalam jaringan tanaman lebih cepat.
Sprayer gendong bermotor yang berada di masyarakat pertanian di
Indonesia umumnya memiliki satu buah nosel, sehingga untuk meningkatkan
efektivitas dan efisiensi penyemprotan perlu dilakukan modifikasi pada bagian
batang nosel. Penambahan jumlah nosel diduga dapat meningkatkan lebar
penyemprotan efektif. Manfaat penambahan jumlah nosel diduga juga dapat
mempercepat waktu kerja, karena semakin melebarnya luas areal penyemprotan.
Sebagai upaya peningkatan lebar penyemprotan efektif dan mempercepat waktu
kerja pada knapsack power sprayer, maka dilakukan penambahan nosel pada
batang nosel, melalui modifikasi batang nosel knapsack power sprayer.

2
Perumusan Masalah
Knapsack power sprayer pada umumnya memiliki satu buah nosel. Jumlah
nosel adalah faktor untuk meningkatkan lebar penyemprotan efektif
penyemprotan (LPE), dan untuk meningkatkan LPE perlu modifikasi batang nosel
dan menambahkan jumlah nosel. Dengan adanya modifikasi tersebut maka perlu
dilakukan pengamatan terhadap performa knapsack power sprayer dan butiran
semprot yang dihasilkan.

Tujuan Penelitian
Meningkatkan lebar penyemprotan efektif dengan tingkat keseragaman
butiran semprot yang tinggi, melalui modifikasi batang dan jumlah nosel
knapsack power sprayer.

Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah merancang batang lengan nosel
knapsack power sprayer dengan menambahkan jumlah nosel sebanyak enam buah.
Tahap terakhirnya adalah menganalisis ukuran, jumlah dan keseragaman butiran
semprot dengan jumlah nosel, tipe nosel dan tekanan penyemprotan yang berbeda.

TINJAUAN PUSTAKA
Sprayer Gendong Bermotor (Knapsack Power Sprayer)
Sprayer gendong bermotor merupakan sprayer yang bertenaga motor bakar
internal atau motor listrik. Mesin dapat dioprasikan dengan bahan bakar mesin
atau penyemprot tersebut dioprasikan oleh tenaga traktor (Smith dan Wilkes
1990). Knapsack Power Sprayer Gambar 1 memilik komponen-komponen kerja
terdiri dari tangki, engine, pompa impeler, batang nosel dan nosel.

Gambar 1 Sprayer gendong bermotor

3
Menurut Hermawan (2012) penggunaan knapsack power sprayer memiliki
mutu penyemprotan yang lebih baik dibandingkan sprayer gendong manual
dengan membandingkan kapasitas rata-ratanya, sprayer manual memiliki
kapasitas 0.37 ha/jam per orang, sedangkan knapsack power sprayer memiliki
kapasitas mencapai 0.4 ha/jam per orang.
Pengaruh kestabilan tekanan pada penerapan sprayer bermotor memiliki
pengaruh yang baik pada efektivitas penyemprotan, hal ini dipengaruhi oleh
sumber tenaga yang berasal dari motor bakar internal sehingga debit keluaran dan
tekanan kerja lebih stabil, jika dibandingkan dengan sprayer manual yang
menggunakan tenaga manusia sehingga tekanan yang dihasilkan tidak stabil
(Aspar 2012).

Nosel
Nosel merupakan komponen terpenting yang berfungsi untuk memecah
cairan semprotan menjadi tetes-tetes dengan ukuran yang diinginkan dan
memancarkannya ke permukaan yang harus disemprot. Fungsi lain dari komponen
ini adalah menentukan karakteristik semprotan, yang meliputi pengeluaran, sudut
penyemprotan, lebar penutupan, pola semprotan, dan pola penyebaran yang
dihasilkan (Daywin 1992). Nosel berbeda-beda dalam hal laju semprotan yang
dikeluarkan, sudut penyemprotan dan tipe pola semprotan, yaitu kerucut berongga
(hollow cone), kerucut padat (solid hollow cone), dan kipas datar (flat fan). (Smith
dan Wilkes 1990).
Secara umum komponen dasar dari nosel terdiri atas 4 bagian yaitu utama
(body), penyaring (stainer), ujung nosel (nozzle tip) dan penutup (nozzle cap)
seperti pada Gambar 2. Sprayer sederhana kadang tidak dilengkapi dengan
penyaring pada nosel.

Gambar 2 Komponen nosel pola kipas dan kerucut (Smith dan Wilkes 1990)

Hollow cone nozzles Tipe nosel ini disebut tipe kerucut berongga
memberikan hasil semprotan yang sangat baik Gambar 3 (Susanto 2001). Nosel
hollow cone memiliki lubang nosel yang lebih kecil di bandingkan dengan nosel

4
flat. Lubang nosel mempengaruhi besar kecilnya butiran semprot yang
keluar. Semakin kecil butiran semprot, hasil semprotan semakin bagus dan
seragam.

Gambar 3 Semprotan tipe Hollow cone (Geigy C 1985)

Flat fan spray nozzle Hasil semprotan dengan menggunakan nosel tipe ini
akan berpola kipas dengan ukuran butiran medium Gambar 4. Nosel tipe ini dapat
digunakan sebagai pemancar cairan yang diaplikasikan pada boom sprayer. Hasil
semprotannya cukup seragam dan meliputi seluruh lebar semprotan karena pola
semprotannya yang berupa kipas datar sehingga taraf penutupannya sangat baik.

Gambar 4 Semprotan tipe Flat (Geigy C 1985)

Butiran Semprot
Ukuran butiran semprot diukur berdasarkan diameternya dalam satuan
mikron (Downs 1985). Ukuran butiran semprot sangat penting untuk menentukan
potensial pelayangan butiran dan jumlah bahan semprot yang mencapai sasaran.
Ukuran butiran semprot juga menentukan kecepatan jatuh (Downs 1985). Butiran
semprot yang dihasilkan oleh suatu alat penyemprot memiliki jumlah yang sangat
banyak dengan diameter kurang dari 0.5 mm (Matthews G A 1992).

5
Karakteristik ukuran butiran semprot dapat didefinisikan dengan Volume
Median Diameter (VMD) dan Number Median Diameter (NMD). VMD adalah
diameter semprot dimana setengah bagian dari volume semprotan memiliki
ukuran butiran yang lebih besar dan setengah bagian lain lebih kecil dari diameter
tersebut. Sebagai contoh Gambar 5 jika suatu kelompok dibagi dalam dua bagian
sama besar berdasarkan volume maka setengah bagian pertama mengandung
butiran dengan ukuran yang lebih kecil dari VMD dan setengah bagian lagi
mengandung butiran yang lebih besar dari nilai VMD.

Gambar 5 Ilustrasi dari volume median diameter (Matthews G A 1992)

NMD adalah diameter butiran semprot dimana setengah bagian dari jumlah
butiran semprot memiliki ukuran butiran yang lebih besar dan setengah bagian
lain lebih kecil dari diameter tersebut. Perbandingan VMD dan NMD menunjukan
tingkat keseragaman ukuran butiran. Butiran semprotan lebih seragam jika nilai
perbandingannya mendekati 1 (Matthews G A 1992).
Butiran berukuran besar mempunyai penetrasi yang baik dan tidak mudah
terbawa angin (pelayangan), lebih banyak tertangkap oleh batang dan daun.
Kelemahan dari ukuran butiran ini adalah terjadinya run off yang mengakibatkan
proses pencucian sehingga tidak mencapai target yang diharapkan. Butiran
berukuran kecil atau halus menghasilkan semprotan yang baik dan seragam,
mencapai permukaan mudah terbawa arus udara. Selain itu butiran yang lebih
kecil cepat penyerapannya ke dalam jaringan tanaman.
Butiran semprot yang sangat halus memiliki kecepatan penetrasi yang
lambat sebab butiran tersebut dapat dengan mudah terbawa oleh angin yang
bergerak pada sumbu horizontal dan pada akhirnya tidak akan jatuh tepat pada
target yang ditetapkan. Dengan demikian diperlukan suatu alat semprot yang
efektif dengan penetrasi butiran semprot yang lebih besar sehingga lebih akurat
mengenai sasaran.
The American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE)
memiliki standar kategori tersendiri terhadap nilai VMD yang dihasilkan dari
suatu penyemprotan. Kategori ini diberi nilai sangat halus (very fine) hingga
sangat kasar sekali (extra coarse) seperti pada Gambar 6. Fungsi dari standar ini
adalah memudahkan pemakai dalam menentukan jenis nosel yang diinginkan
dengan warna sebagai pembedanya.

6

Gambar 6 ASABE S-572.1 klasifikasi ukuran droplet (Wilson 2011)

Menurut Susanto (2001) nilai rata-rata VMD dengan 4 nosel sebesar 422.01
µm berkisar 308.33 µm - 571.42 µm. Nilai NMD 227.76 µm berkisaran 154 µm321 µm. Taraf keseragaman 1.88 yang berkisaran 1.22-4.42 µm.
Faktor-faktor perlakuan yang menghasilkan taraf keseragaman butiran
semprot yang optimal untuk nosel adalah ketinggian yang minimal, tekanan yang
maksimal dan nosel yang diameternya kecil.

METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Sprayer dan Laboratorium
Siswadhi Soepardjo Teknik Mesin dan Biosistem Institut Pertanian Bogor
Dramaga Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat. Pada bulan Mei- Oktober 2013.
Kondisi lingkungan yang bersuhu 25 ºC dengan tingkat kelembaban udara 78%.

Bahan
Bahan semprotan yang digunakan pada penelitian ini adalah air yang
diasumsikan sebagai pupuk cair yang telah dilarutkan dengan air. Tinta yang
dilarutkan dengan air untuk mengetahui jumlah dan diameter semprotan dengan
konsentrasi larutan 500 ml air dan 57 ml tinta. Viskositas larutan tinta dengan air
1.02 X 10-3 dan densitas larutan 932 kg/m3.

7
Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah.
1. Knapsack power sprayer merek TASCO TF 900 (Gambar 1) yang terdiri dari
tangki berkapasitas 25 liter, mesin 2 tak yang berkapasitas mesin 1.8 HP, 0.7
kW, 5500 rpm dan tekanan pompa 5 - 30 kgf/cm2.
2. Nozzle hollow cone yang berbahan kuningan yang berdimensi 1.17 cm X
1.05 cm (Gambar 11) dan nozzle flat yang berbahan plastik yang berdimensi 1
cm X 0.8 cm (Gambar 12).
3. Patternator dengan ukuran panjang 4 meter dan lebar 1.5 meter (Gambar 8),
untuk mengukur pola sebaran semprotan dan lebar penyemprotan efektif
(LPE).

Perlakuan Uji Kinerja
Faktor utama dalam perlakuan yang diberikan dalam penelitian ini adalah
faktor tekanan penyemprotan (P), jenis nosel (J) dan jumlah nosel yang digunakan
(N).
Nilai masing-masing perlakuan adalah :
Untuk tekanan (P) digunakan empat taraf tekanan yaitu.
P1= 3 kgf/cm2
P2= 5 kgf/cm2
P3= 7 kgf/cm2
P4= 9 kgf/cm2
Untuk nosel (J) digunakan dua jenis nosel yang digunakan pada penelitian ini.
J1= Flat fan spray nozzle
J2= Hollow cone nozzles
Untuk jumlah nosel yang digunakan pada penelitian adalah.
N1= 1 Nosel
N1= 2 Nosel
N1= 4 Nosel
N1= 6 Nosel
Untuk ketinggian (T) disesuaikan dengan tinggi tanaman yaitu T= 50 cm.
Jarak antara masing-masing nosel (U) disesuaikan jarak tanman padi yaitu U= 25
cm.

Parameter Pengukuran
Debit Penyemprotan
Tangki air diisi penuh hingga batas leher tutup tangki. Waktu perhitungan
dimulai ketika air mulai keluar dari nosel dan dihentikan ketika tidak ada lagi air
yang keluar dari nosel. Tahap berikutnya dilakukan pembersihan sisa air pada
tangki dan selang nosel. Sisa air tersebut dikurangi dengan jumlah air pada tangki
Gambar 7.

8

Gambar 7 Ilustrasi pengukuran debit dari knapsack sprayer (Houmy 1999)

Catat besar debit penyemprotan (liter/menit) dengan rumus :

Keterangan,
Q
V
T

: Debit (liter/menit)
: Volume (liter)
: Waktu (menit)

Lebar Kerja Efektif Penyemprotan
Pipa penyemprotan (lance) ditempatkan di dalam peralatan uji
penyemprotan (patternator) Gambar 8 sedemikian rupa sehingga butiran semprot
yang keluar dari mulut nosel dapat terdistribusi secara vertikal. Jarak vertikal
nosel ke bidang horisontal adalah 600 mm. Dilakukan pengisian tangki sprayer
dengan air hingga paling tidak 75% dari volume nominalnya. Penyemprotan
dilakukan kembali dengan cara membuka katup penutup, dan ukur volume cairan
yang tertampung pada setiap botol penampung.
Gambarkan grafik distribusi volume cairan, lalu tumpang-tindihkan grafik
bagian sisi kanan dan kiri. Jumlahkan volume cairan yang masuk dalam kurva
tumpang-tindih. Selanjutnya menghitung koefisien variasi (CV) dari data volume
cairan tersebut. Lebar penyemprotan efektif diperoleh dari menghubungkan
grafik-grafik volume cairan yang mempunyai CV terkecil dari beberapa kali
tumpang-tindih.

9

Gambar 8 Pengambilan data pola sebaran penyemprotan dengan patternator

Jumlah dan Ukuran Diameter Butiran
Banyaknya butiran semprot per satuan luas 1 cm2 menunjukan sebaran
butiran semprot (Saulia 1997). Water sensitive paper adalah kertas dengan lapisan
khusus yang permukaan kuningnya akan menjadi berwarna biru tua bila bereaksi
dengan butiran air. Kertas ini dikembangkan oleh CIBA-GEIGY. Water sensitive
paper tidak digunakan karena keterbatasan bahan penelitian. Sebaiknya untuk
mendapatkan diameter dan jumlah butiran-butiran semprot, menggunakan water
sensitive paper. Penelitian ini menggunakan kertas concord warna putih sebagai
media penangkap droplet dan tinta sebagai pemberi warna pada air dalam tangki
agar noda terlihat pada kertas. Perbandingan campuran air dengan tinta adalah 500
ml air dan 57 ml tinta (satu botol tinta) (Furqon 2012).
Diameter dan jumlah butiran diukur secara acak pada luasan 1 cm2 dari
kolektor yaitu kertas concord. Noda butiran-butiran semprot diperoleh dengan
melakukan pencampuran air dengan tinta naga dengan perbandingan
pencampuran 50 ml : 500 ml. Ukuran kolektor yaitu 5x4 cm dimana masingmasing antar jarak kolektor adalah 8 cm. Penentuan jarak 8 cm berdasarkan jarak
antara bagian bawah gelas ketika melakukan pengujian pola distribusi cairan.
Pengambilan data jumlah dan diameter butiran semprot dilakukan dengan
berbagai langkah. Kertas di scanning dan diperbesar 10 x dengan perangkat lunak
photozoom pro 5. Setelah di zoom pembacaan droplet dengan perangkat lunak
corel draw Furqon (2012) mengungkapkan ukuran diameter yang terbaca pada
satuan cm, namun karena telah mengalami pembesaran 10 x maka ukuran
sebenarnya adalah mm. Nilai diameter yang didapat dikalikan 1000 untuk
merubah satuannya dalam m, nilai ini bukan merupakan diameter aktual karena
akan dibagi dengan faktor penyebaran sehingga didapatkan diameter aktual. Data
diameter dan jumlah butiran semprot digunakan untuk menghitung NMD dan
VMD.
Diameter butiran semprot, untuk mengklasifikasikan butiran semprot
sehingga memudahkan mengetahui VMD dan NMD (Saulia 1997). Diameter
butiran pada kertas concord yang berupa noda biru adalah bukan ukuran diameter
yang aktual karena adanya faktor penyebaran (Susanto 2001).

10
Data diameter butiran semprot kemudian diolah untuk mengetahui VMD dan
NMD serta perbandingan VMD dan NMD dengan menggunakan program
komputer untuk mengolah data, sehingga diperoleh kesimpulan mengenai
pengaruh faktor utama dan kombinasi taraf faktor utama yang memberikan hasil
semprotan terbaik (Saulia 1997).

Mulai
Modifikasi Batang dan Jumlah Nosel
Uji Kinerja Knapsack Power Sprayer
Tahap I
Mengukur
debit 1 nosel

Mengukur Pola
sebaran Penyemprotan

LPE

Tahap II
Mengukur
debit 2 nosel

Tahap III

Tahap IV

Mengukur
debit 4 nosel

Mengukur
debit 6 nosel

Mengukur Jumlah
Droplet

VMD

Keseragaman Butiran Semprot

Selesai
Gambar 9 Diagram alir penelitian

Mengukur Diameter
Droplet (µm)

NMD

11

ANALISIS DESAIN
Kriteria Perancangan
Modifikasi knapsack power sprayer, yang dilakukan mempunyai tujuan
dapat menyirami tanaman dengan luasaan area yang lebih luas dan mudah dalam
penggunaan. Kriteria perancangan modifikasi batang nosel dijelaskan pada dua
point berikut.
1. Lebar penyemprotan minimal mempunyai jarak sebesar 240 cm.
2. Beban maksimal yang tertumpu pada tangan oleh batang nosel tidak lebih
dari 1.75 kg (Hanani 2012).
Rancangan Fungsional
Berdasarkan fungsinya modifikasi batang knapsack power sprayer
berfungsi untuk menyemprotkan cairan ke tanaman dengan lebar
penyemprotan yang optimum. Rancangan fungsional disajikan pada tabel di
bawah ini.
Tabel 1 Rancangan fungsional
Fungsi utama
Sub fungsi
Menyemprotkan
cairan ke
tanaman dengan
lebar
penyemprotan
yang optimum

Alternatif fungsi

Menyalurkan
cairan dari
tangki

Alternatif yang
dipilih
- Batang nosel
steinless steel

- Batang nosel
plastik
- Batang nosel besi
- Batang nosel
steinless steel
Menghasilkan - Nosel tipe flat
- Nosel tipe flat
butiran
- Nosel tipe hollow
- Nosel tipe hollow
semprot
cone
cone
- Nosel tipe deflector
Menghasilkan - Jumlah nosel 5
lebar
buah
penyemprotan - Jumlah nosel 6
yang
buah
optimum

- Jumlah nosel 6
buah

Rancangan Struktural
Batang Nosel
Berat Batang nosel yang di desain tidak lebih dari 1.75 kg supaya terjadi
kesetimbangan pada operator. Batang yang dipilih stainless steel karena memiliki

12
beberapa kelebihan diantaranya tahan terhadap perubahan suhu, tahan korosi yang
diakibatkan oleh pupuk cair dan mudah dalam pembuatan.
Luaran yang diharapkan dari hasil rancangan modifikasi batang nosel
mempunyai nilai LPE sebesar 240 cm. Nosel yang berjumlah satu, lebar
penyemprotan efektif 40 cm sehingga untuk mendapatkan lebar penyemprotan
efektif 240 cm jumlah nosel yang digunakan 6 buah. Mengacu jarak antar
tanaman padi sebesar 25 cm dan jumlah nosel, panjang batang nosel yang
dirancang sebesar 125 cm. Mengacu pada SNI (2008) batang lengan nosel yang
dirancang sebesar 70 cm jadi total panjang bahan untuk modifikasi batang nosel
195 cm. Massa jenis steinless steel adalah 7850 kg/m3, dengan dimensi batang
nosel dan masa jenis steinless steel diperoleh total berat bahan dengan rumus.

W=
Berat batang nosel
W=
=
= 0.617 kgf
Berat lengan nosel
W=
=
= 0.346 kgf

)

)

Total berat batang nosel 0.963 kg
Berat cairan yang tertampung pada batang nosel dapat diperoleh dengan rumus.
W=
=
= 0.051 kgf
Berat total batang nosel dan cairan yang tertampung pada batang nosel
1.014 kg ini memenuhi syarat beban optimum pada operator knapsack power
sprayer yaitu sebesar 1.75 kg (Hanani 2012).
Maka berdasarkan perhitungan, panjang batang nosel 125 cm dengan
diameter sebesar 1 cm. Desain modifikasi batang nosel dapat dilihat pada Gambar
10.

13

Gambar 10 Batang nosel

Nosel
Nosel yang digunakan ada dua tipe yaitu nosel yang bertipe flat dan yang
bertipe hollow cone. nosel yang bertipe flat pola semprotannya berbentuk kipas
datar sehingga taraf penutupannya sangat baik dan ukuran butiran semprot nya
medium. Nosel yang bertipe flat ukuran droplet sebesar 340 µm dan lebar
penyemprotan efektif 68 cm (Susanto 2001). Nosel yang bertipe hollow cone
mempunyai pola semprotan bertipe kerucut berongga, ukuran lubang nosel yang
kecil yaitu 1 µm sehingga hasil semprotan semakin bagus dan seragam. Diameter
droplet yang dihasilakn pada nosel hollow cone 250 µm dan lebar penyemprotan
43 cm.

14

Gambar 11 Dimensi Nosel Flat

Gambar 12 Dimensi Nosel Hollow cone

Jumlah Nosel
Jumlah sangat berpengaruh terhadap lebar penyemprotan. Lebar
penyemprotan yang diharapakan sebesar 240 cm, dengan mengacu jarak antar
tanaman padi sebesar 25 cm, Nosel yang berjumlah satu lebar penyemprotan
efektif 40 cm sehingga untuk mendapatkan lebar penyemprotan efektif 240 cm
jumlah nosel yang digunakan 6 buah.

15

MODIFIKASI ALAT
Modifikasi yang dilakukan pada knapsack power sprayer tipe TASCO TF
900 berdasarkan pada tujuan fungsional yang diinginkan. Tujuan fungsional yang
ingin dicapai adalah meningkatkan efektifitas penyemprotan dengan luasan area
yang lebih luas. Secara umum modifikasi yang dilakukan lebih terletak pada
penyaluran air menuju nosel dengan batang nosel dan menggunakan enam nosel.
Batang Nosel
Pipa batang nosel terbuat dari pipa kolom stainless steel dengan panjang
125 cm dan diameter 1 cm. Jarak antar nosel adalah 25 cm, sesuai dengan literatur
dari ukuran jarak nosel pada boom sprayer yang telah ada sebelumnya. Batang
nosel di sambungkan dengan batang selang menggunakan nepel kuningan yang
berdiameter 1 cm.

Gambar 13 Penyambung batang nosel dengan batang selang

Bahan yang digunakan pada dudukan nosel adalah stainless steel
Pemasangan nosel pada modifikasi alat ini menggunakan screw cap/nozzle cap.
Penyambungan dudukan nosel dengan batang nosel menggunakan las busur
wolfram.

Gambar 14 Penyambungan dudukan nosel dengan batang nosel

16

Gambar 15 Hasil modifikasi batang dan jumlah nosel

Modifikasi batang nosel menggunkan enam jumlah nosel dengan jarak antar
nosel 25 cm. Dudukan nosel menggunakan screw cap, dengan screw cap nosel
dapat di ganti oleh operator. Diameter dudukan nosel 1.15 cm dan lubang input
nosel yang digunakan harus berdiameter 1.15 cm.
Keran
Pada modifikasi yang dilakukan, bagian klemp selang, selang, katup
pengatur, dan pipa penyemprot tidak digunakan. Bagian katup pengatur dan
selang diganti dengan kran. Sebelum masuk ke keran, selang disambungkan
dengan pipa T yang berfungsi sebagai dudukan pressure gauge. Pemasangan
pressure gauge bertujuan untuk mengetahui tekanan yang keluar, sehingga
operator dapat mengatur tekanan agar penyemprotan yang didapatkan memiliki
nilai LPE yang tinggi dan keseragaman butiran semprot yang seragam.

Gambar 16 Dudukan pressure gauge

17

HASIL DAN PEMBAHASAN
Data yang didapatkan dari hasil pengujian dari kombinasi perlakuan tersebut
adalah faktor tekanan penyemprotan (P), jenis nosel (J) dan jumlah nosel yang
digunakan (N) akan dibahas dalam bab ini, diantaranya volume air yang
dihasilkan dalam satu kali penyemprotan untuk mengetahui debit cairan yang
dibutuhkan, pola distribusi penyemprotan, lebar penyemprotan efektif, jumlah
butiran semprot per satuan luas pada kertas concord agar diketahui taraf
penutupan dari hasil suatu penyemprotan terhadap suatu sasaran, ukuran diameter
butiran pada kertas concord sehingga dapat diketahui nilai dari NMD dan VMD .
Hasil penyemprotan diketahui tingkat keseragaman dengan membandingkan nilai
VMD terhadap NMD.

Debit Cairan

Debit (liter/menit)

Pengukuran debit penyemprotan dilakukan pada tekanan operasi 3, 5, 7, 9
kgf/cm2 dengan jumlah nosel berbeda 1, 2, 4, 6 nosel. Hasil pengukuran debit
pada masing-masing perlakuan terlihat bahwa semakin besar tekanan maka debit
semakin besar. Semakin banyak jumlah nosel debit yang diperoleh semkain besar.
12
10
8
6
4
2
0

1 Nosel
2 Nosel
4 Nosel
6 Nosel
3

5
Tekanan

7

9

(kgf/cm2)

Debit (liter/menit)

Gambar 17 Debit cairan tipe nosel hollow cone
12
10
8
6
4
2
0

1 Nosel
2 Nosel
4 Nosel
6 Nosel
3

5

7

Tekanan

(kgf/cm2)

9

Gambar 18 Debit cairan tipe nosel flat
Debit merupakan suatu parameter untuk mengetahui banyaknya cairan yang
keluar dari nosel per satuan waktu. Gambar 17 dan gambar 18 menujukan debit
setiap perubahan tekanan dan jumlah nosel. Debit yang diperoleh nosel hollow
cone lebih kecil di bandingkan nosel flat. Data debit terbesar pada nosel hollow

18
cone adalah 3.24 liter/menit pada tekanan 9 kgf/cm2 dengan enam jumlah nosel
dan terendah adalah 0.42 liter/menit pada tekanan 3 kgf/cm2 dengan satu jumlah
nosel. Pada nosel flat nilai debit terbesar terdapat pada tekanan 9 kgf/cm2 dengan
6 jumlah dengan nilai 11.16 liter/menit. Nilai terendahnya sebesar 1.26 liter/menit
pada tekanan 3 kgf/cm2 dengan 1 jumlah nosel. Nilai terendah dan terbesar pada
nosel flat dan hollow cone terletak pada parameter yang sama. Debit pada nosel
hollow cone lebih kecil dibandingkan dari nosel flat karena lubang nosel hollow
cone lebih kecil dari nosel flat.
Kedua grafik tersebut menunjukan berbanding lurus antara jumlah nosel dan
tekanan, yaitu semakin banyak jumlah nosel debit yang keluar semakin besar dan
semakin besar tekanan debit yang keluar semakin besar. Dapat dilihat dari gambar
17 dan 18 dengan tekanan yang sama nilai debit 6 nosel lebih besar dibandingkan
dengan 4 nosel, 2 nosel dan 1 nosel. Dapat di simpulkan perubahan jumlah nosel
dan tekanan berpengaruh nyata hasil debit yang keluar dalam suatu penyemprotan.

Pola Distribusi Penyemprotan
Pola ditribusi penyemprotan di dapat dengan menggunakan alat patternator,
dimana cairan penyemprotan di tampung ke dalam gelas-gelas dengan jarak 8 cm.
Pengambilan data di ruangan sehingga angin tidak mempengaruhi distribusi
penyemprotan. Gambar 19 pola distribusi butiran semprot pada nosel flat berpola
kipas dengan ukuran butiran medium. Gambar 20 Pola distribusi butiran semprot
pada nosel hollow cone berpola kerucut berongga.

Gambar 19 Tipe sebaran nosel flat

Gambar 20 Tipe sebaran nosel hollow cone
Hasil pengujian pola distribusi menggunakan alat patternator dapat dilihat
pada Gambar 21 dan 22. Penomoran gelas dilakukan dengan angka positif dan
negatif. Angka nol sebagai posisi tengan berdiri atau posisi tengah antara dua

19
nosel. Angka positif menunjukan areal penyemprotan nosel sebelah kanan dan
negatif menunjukan nosel sebelah kiri.
120

Volume (ml)

100
80
60
40
20
0
21

18

15

12

9

6

3

0

3

6

9

12

15

18

21

Posisi Gelas Tampung masing - masing berjarak 8 cm
Tekanan 3 kg/cm2
Tekanan 5 kg/cm2
kgf/cm2
kgf/cm2
2
Tekanan 7 kg/cm2
Tekanan 9 kg/cm2
kgf/cm2
kgf/cm

Gambar 21 Ditribusi penyemprotan 6 nosel pada nosel hollow cone

Volume (ml)

500
400
300
200
100
0
24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Posisi Gelas Tampung masing - masing berjarak 8 cm
Tekanan 3 kgf/cm2
kgf/cm2
Tekanan 7 kgf/cm2
kgf/cm2

Tekanan 5 kgf/cm2
kgf/cm2
Tekanan 9 kgf/cm2
kgf/cm2

Gambar 22 Ditribusi penyemprotan 6 nosel pada nosel flat

Gambar 21 menunjukan pola distribusi penyemprotan pada nosel hollow
cone dengan berbagai tekanan. Gelas bernomor 0 menunjukan titik tengah dari
batang nosel. Berdasarkan grafik dari semua parameter tekanan menunjukan
semakin kekanan atau kekiri volume air semakin sedikit. Gelas 0 memiliki voleme
terbesar. Lebar penyemprotan yang paling kecil di tekanan 3 kgf/cm2 dengan lebar
teoritis penyemprotan 232 cm sedangkan lebar penyamprotan teoritis terbesar
pada tekanan 9 kgf/cm2 yaitu 280 cm. Nilai volume tertinggi pada tekanan 9
kgf/cm2 dan terendah di tekanan 3 kgf/cm2.

20
Gambar 22 menunjukan pola distribusi penyemprotan pada nosel flat
memiliki pola yang hampir sama dengan nosel hollow cone yaitu semakin besar
takanan volume penyemprotan semakin besar begitu juga dengan lebar
penyemprotan berbanding lurus dengan penambahan tekanan, semakin besar
tekanan lebar penyemprotan semakin panjang. Prinsip hukum Bernoulli
mengatakan bahwa jumlah dari tekanan (P), energi kinetik persatuan volume
(½ρ 2), dan energi potensial per satuan volume (ρgh) memiliki nilai yang sama
pada setiap titik sepanjang suatu garis arus (Chengel et al, 1998).
Persamaan Bernoulli
P1 + 1/2.ƿ.v12 + ƿ.g.h1 = P2 + 1/2.ƿ.v22 + ƿ.g.h2  h1 = h2
P1 + 1/2.ƿ.v12 = P2 + 1/2.ƿ.v22
P1 - P2 = 1/2.ƿ.v12 - 1/2.ƿ.v22
P = 1/2.ƿ (v22 -.v12)
Persamaan Kontinuitas
Q1 = Q2
A1v1 = A2v2  A1 = A2
v1 = v2
Subtitusi pesamaan Bernoulli dengan Persamaan Kontinuitas
P = 1/2.ƿ (Q22 - Q12)
Persamaan Bernoulli menunjukan P (tekanan) naik maka v (kecepatan)
naik begitu juga sebaliknya, jika persamaan Bernoulli disubtitusikan dengan
persamaan kontinuitas nilai debit akan berbanding lurus dengan tekanan. Jika
tekanan naik maka debit akan naik begitu juga sebaliknya.
Perbandingan volume dan lebar penyemprotan nosel hollow cone dengan
nosel flat, nosel flat lebih besar karena pola semprotan pada nosel flat, kipas datar
sehingga taraf penutupannya sangat baik.
Kedua grafik pola distribusi penyemprotan di atas mangalami overlapping
karena gelas 0 terisi cairan dan memiliki volume paling besar. Hasil pola disribusi
pada nosel hollow cone, volume cairan terbesar yang tertampung di gelas tengah
serta pada nosel flat bagian gelas tengah hingga gelas di samping kiri dan kanan
mendapatkan distribusi volume cairan yang cukup seragam dengan seiring
penambahan tekanan.

Lebar Penyemprotan Efektif
Berdasarkan hasil pengamatan titik overlapping yang terjadi dengan jarak
antar gelas pada paternator sebesar 8 cm maka penentuan lebar penyemprotan
efektif dapat ditentukan. Perhitungan lebar penyemprotan efektif dapat dilihat
pada Lampiran 6. Hasil dari perhitungan tersebut ditampilkan pada grafik di
bawah ini.

21

LPE (cm)

150
100

1 nosel
2 nosel
4 nosel
6 nosel

50
0
3

5

Tekanan

7

9

(kgf/cm2)

Gambar 23 Lebar penyemprotan efektif pada nosel hollow cone

LPE (cm)

250
200
150

1 nosel
2 nosel
4 nosel
6 nosel

100
50
0
3

5

7

Tekanan

(kgf/cm2)

9

Gambar 24 Lebar penyemprotan efektif pada nosel flat
Gambar 23 merupakan grafik lebar penyemprotan efektif pada nosel hollow
cone. Grafik LPE pada nosel hollow cone memiliki pola yang sama yaitu setiap
penambahan tekanan nilai LPE semakin besar. Nilai LPE terbesar terdapat pada
nosel yang berjumlah 6 yang bertekanan 9 kgf/cm2 yaitu 136 cm. Nilai LPE
terendah 64 cm pada nosel yang berjumlah 1 yang bertekanan 3 kgf/cm2.
Berdasarkan gambar 20 nilai LPE yang berjumlah 6 nosel lebih besar dari nosel
yang berjumlah 1, 2 dan 4. Nosel yang berjumlah 4 nilai LPE lebih besar
dibandingkan dengan nosel yang berjumlah 2 dan 1. Nosel yang berjumlah 1 nilai
LPE lebih kecil dibandingkan dengan 2 nosel. Berdasarkan grafik LPE pada nosel
hollow cone jumlah nosel mempengaruhi nilai LPE yaitu setiap penambahan
jumlah nosel nilai LPE semakin besar.
Grafik LPE pada nosel flat memiliki pola yang sama pada nosel hollow cone.
Semakin besar tekanan nilai LPE semakin besar. Semakin banyak jumlah nosel
nilai LPE semakin besar karena dengan jumlah nosel yang semakin banyak lebar
penyemprotan semakin lebar dan mempunyai butiran semprot yang menjadi besar.
Hal ini disebabkan waktu butiran keluar dari nosel mengalami hambatan yang
sebanding dengan ukuran butiran cairan, viscositas udara dan kecepatan awal
butiran tersebut. Nilai LPE terbesar pada nosel flat terdapat pada nosel yang
berjumlah 6 dengan tekanan 9 kgf/cm2 yaitu 208 cm. Nilai LPE terendah 71 cm
pada nosel yang berjumlah 1 yang bertekanan 3 kgf/cm2. Berdasarkan data LPE
nosel flat dan nosel hollow cone. Nilai LPE pada nosel yang bertipe flat lebih
besar dari nosel yang bertipe hollow cone karena nosel flat memiliki pola sebaran
butiran semprot yang berbentuk kipas, sehingga taraf penutupannya sangat baik

22
dan nilai overlapping lebih besar dibandingkan dengan nosel hollow cone. Nilai
LPE pada nosel hollow cone lebih kecil dibandingkan dengan nosel flat, karena
pola sebaran penyemprotan pada nosel hollow cone berbentuk kerucut berongga,
sehingga daerah yang berongga saling menutupi dan nilai overlapping lebih kecil
dibandingkan dengan nosel flat.
Jumlah nosel sangat berpengaruh dalam peningkatkan lebar penyemprotan
efektif, semakin banyak nosel nilai LPE semakin besar. Faktor yang
mempengaruhi nilai LPE selain jumlah nosel adalah tekanan dan tipe nosel.

Butiran Semprot (Droplet)
Butiran-butiran semprot yang tertampung pada kolektor dihitung diameter
dan jumlah butiran semprotnya satu persatu kemudian diolah menjadi NMD dan
VMD. Butiran semprot diperoleh dengan perlakuan kombinasi dari faktor tekanan
penyemprotan (P), jenis nosel (J) dan jumlah nosel (N). Butiran-butiran semprot
ditampung pada kolektor yaitu kertas concord. Nilai perbandingan antara VMD
dan NMD menunjukan tingkat keseragaman ukuran butiran yang dihasilkan.
Ukuran butiran seragam jika perbandingan VMD dan NMD mendekati satu.
Jenis nosel dan tekanan penyemprotan sangat berpengaruh nyata dalam
butiran semprot. Tekanan penyemprotan mempengaruhi ukuran butiran semprot,
dimana semakin besar tekanan akan mengahasilkan butiran semprot yang semakin
kecil dan keseragaman yang baik. Pada jenis nosel yang digunakan yaitu nosel
hollow cone memiliki lubang nosel (orifice) yang kecil dibandingkan nosel flat.
Dilihat pada Gambar 25 dan 26 diameter butiran semprot nosel hollow cone lebih
kecil di bandingkan dengan nosel flat.

Gambar 25 Butiran semprot nosel Hollow cone 6 nosel (hasil tekanan
penyemprotan 3 kgf/cm2, 5 kgf/cm2, 7 kgf/cm2, 9 kgf/cm2)

23

Gambar 26 Butiran semprot nosel Flat 6 nosel (hasil tekanan penyemprotan
3 kgf/cm2, 5 kgf/cm2, 7 kgf/cm2, 9 kgf/cm2)

Nilai VMD (µm)

NMD, VMD dan VMD/NMD
Jumlah nosel tidak mempengaruhi nilai NMD dan VMD sehingga penelitian
ini tidak membandingkan nilai VMD dan NMD terhadap jumlah nosel.
Berdasarkan hasil perhitungan NMD, VMD, serta perbandingan VMD dan NMD
dapat dibuat grafik NMD, VMD dan VMD/NMD pada perlakuan tekanan.
250
200
150

Nosel hollow
cone

100

Nosel flat

50
0
3

5

7

9

Tekanan (kgf/cm2)
Gambar 27 Pengaruh tekanan terhadap VMD pada nosel hollow
cone dan nosel flat
Gambar 27 merupakan grafik pengaruh tekanan terhadap VMD pada nosel
hollow cone. Tekanan penyemprotan 3 kgf/cm2 nilai VMD 168.97 µm. Nilai
VMD yang beroprasi ditekanan 5 kgf/cm2 nilai VMD 147.91 µm. Nilai VMD
yang beroprasi ditekanan 7 kgf/cm2 adalah 135.04 µm. Tekanan penyemprotan 9
kgf/cm2 nilai VMD 168.97 µm. Berdasarkan gambar 27 semakin besar tekanan
yang beroprasi nilai VMD semakin kecil. Nilai VMD yang semakin kecil
dikarenakan waktu pemecahan butiran semprot lebih singkat dan diameter butiran
semprot semakin kecil. Menurut Wilson (2011) Nilai VMD pada nosel hollow

24

Nilai NMD (µm)

cone dari berbagai tekanan pada selang 114.23-168.97 sehingga dikategorikan
sangat halus dan halus.
Grafik VMD pada nosel yang bertipe flat Gambar 27. Nilai VMD terbesar
beroprasi ditekanan 3 kgf/cm2 yaitu 207.73 µm. Nilai VMD terkecil beroprasi
ditekanan 9 kgf/cm2 yaitu sebesar 183.38 µm. Berdasarkan grafik pada Gambar
27 nilai VMD pada nosel yang bertipe flat, semakin besar tekanan yang beroprasi
nilai VMD semakin kecil. Nilai VMD pada nosel flat lebih besar dibandingkan
dengan nosel hollow cone, karena debit yang keluar pada nosel flat lebih besar
dibandingkan nosel yang bertipe hollow cone. Sehingga dapat disimpulkan
semakin besar debit yang keluar nilai VMD semakin besar. Nilai VMD pada nosel
flat berkisaran diantara 183.38 µm sampai 207.73 µm. Nilai VMD tersebut dapat
dikategorikan halus menurut klasifikasi ukuran droplet Wilson (2011).
250
200

Nosel hollow
cone

150
100

Nosel flat

50
0
3

5

7

Tekanan

(kgf/cm2)

9

Gambar 28 Pengaruh tekanan terhadap nilai NMD pada nosel hollow
cone dan nosel flat

Nilai VMD/NMD

Gambar 28 menunjukan nilai NMD pada nosel hollow cone. Tekanan yang
beroprasi 3 kgf/cm2 nilai NMD cenderung besar dan nilai NMD terkecil beroprasi
ditekanan 9 kgf/cm2, dari grafik tersebut semakin besar tekanan yang beroprasi
nilai NMD semakin kecil.
Nilai NMD pada nosel flat. Nilai NMD yang beroprasi ditekanan 3 kgf/cm2
adalah 173.15 µm. Nilai NMD cenderung kecil setiap bertambahnya tekanan.
Nilai NMD yang kecil berada ditekanan 9 kgf/cm2 yaitu sebesar 147.48 µm.
22
Nosel
hollow
cone
Nosel flat

1,5
1.5

11
0.5
0,5
00

3

5

7

Tekanan

(kgf/cm2)

9

Gambar 29 Taraf keseragaman pada nosel hollow cone dan nosel flat

25

Keseragaman suatu butiran penyemprotan dapat ditentukan dengan
perbandingan antara VMD dengan NMD. Keseragamn butiran semprot semakin
baik jika perbandingan VMD dengan NMD mendekati 1.
Keseragaman butiran semprot pada nosel hollow cone, yang memiliki nilai
keseragaman yang seragam beroprasi ditekanan 3 kgf/cm2, 5 kgf/cm2 dan 7
kgf/cm2. Ketidak seragaman pada nosel hollow cone beroprasi di tekanan 9
kgf/cm2. Ketidak seragaman butiran semprot karena nilai VMD lebih besar dari
nilai NMD atau dapat dikatakan bahwa jumlah butiran semprot berukuran kecil
lebih banyak daripada jumlah butiran semprot yang berukuran besar.
Rata-rata taraf keseragaman butiran pada nosel yang bertipe hollow cone
sebesar 1.179 dan nosel yang bertipe flat 1.261. Perbandingan antara grafik taraf
keseragaman nosel hollow cone dengan nosel flat, nosel hollow cone memiliki
tingkat keseragaman yang tinggi dibandingkan dengan nosel flat. Karena nosel
hollow cone memiliki lubang nosel lebih kecil. Lubang nosel (orifice) pada nosel
hollow cone berdiameter 1 mm dan nosel flat memiliki diameter lubang 1.5 mm.
Grafik keseragaman dapat disimpulkan, semakin kecil lubang nosel pada suatu
penyemprotan, maka taraf keseragaman semakin baik.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Keseragaman butiran semprot semakin baik jika perbandingan VMD
dengan NMD mendekati satu. Rata-rata taraf keseragaman butiran pada nosel
hollow cone sebesar 1.179 dan nosel flat 1.261. Nosel hollow cone memiliki taraf
keseragaman yang lebih baik dibandingkan nosel flat, karena nosel hollow cone
memiliki lubang nosel lebih kecil. Dapat dikatakan semakin kecil lubang nosel
pada suatu penyemprotan, maka taraf keseragaman semakin baik. Data uji
modifikasi batang nosel, untuk mendapatkan lebar penyemprotan yang besar pada
nosel yang bertipe hollow cone dan flat menggunakan nosel 6 buah dan beroprasi
ditekanan 9 kgf/cm2 menghasilkan lebar penyemprotan yang besar.

Saran
Berdasarkan hasil penelitian skala laboratorium, sebaiknya kegiatan
penyemprotan dengan menggunkan nosel yang bertipe hollow cone menggunakan
tekanan 9 kgf/cm2 karena menghasilkan kualitas penyemprotan yang baik.
Kegiatan penyemprotan yang menggunkan nosel yang bertipe flat,
sebaiknya tekanan yang digunkan 3 kgf/cm2 karena menghasilkan karakteristik
semprotan yang baik, selain itu juga cairan semprot yang keluar relatif sedikit.

26

UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih atas dukungan dana Penelitian Hibah
Penelitian Unggulan Strategis Nasional melalui DIPA IPB Nomor:
39/IT3.41.2/L1/SPK/2013.

27

DAFTAR PUSTAKA
Daywin FJ, RG Sitompul, Imam H. 1992. Mesin-Mesin Budidaya Pertanian.
Bogor (ID): JICA-DGHE/IPB Project.
Furqon M. 2012. Studi Variasi Jumlah Dan Ukuran Droplet Pada Berbagai Tinggi
Penyemprotan Dan Tipe Nosel Sprayer Gendong Semi-Otomatis. [skripsi].
Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Geigy C. 1985. Water Sensitive Paper for Monitoring Spray Distribution.
[internet]. [diunduh 2013 juli 15]. Tersedia pada: http://www.qinstruments.com
/uploads /media /water_ sensitive_paper_en.pdf.
Hanani I. 2012. Studi Antropometri Petani dan Aplikasinya pada Penggunaan
Knapsack sprayer di Kecamatan Wedung Kabupaten Demak Jawa Tengah.
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Hermawan W. 2012. Kinerja Sprayer Bermotor dalam Aplikasi Pupuk Daun di
Perkebunan Tebu [ulasan]. JTEP. 26(2):93-94.
Houmy K.1999. Knapsack sprayer a Partical User’s Guide. Morocco (MA):
Institut Agronomique et Veterenaire Hassan II.
Matthews GA. 1992. Pesticide Application Methodes. London (UK): Longman.
Patihong R. 2012. Analisis Data Kriteria Kerusakan Akibat Serangan Opt
Tanaman Padi [internet]. [diunduh 2013 juni 02]. Tersedia pada:
http://ip3optprg.files.wordpress.com/2013/03/krit-opt-mt2012-13.pdf.
Saulia L. 1997. Mempelajari Pola Sebaran dan Ukuran Butiran Semprot dari
Penyemprotan dari Penyemprot Volume Ultra Rendah (Ulv Sprayer) Untuk
Pesawat Terbang Ringan. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Smith HP, LH Wilkes. 1990. Mesin dan Perlatan Usaha Tani. Purwadi T,
penerjemah. Yogyakarta (ID): UGM Pr.
Susanto. 2001. Pengaruh Tekanan Penyemprotan, Nosel, dan Ketinggian
Terhadap Ukuran dan Jumlah Butiran Semprot Pada Hand Sprayer Merk
SWAN Tipe A-14/1. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Wilson J. 2011. Understanding Droplet Size [internet]. [diunduh 2013 Des 15].
Tersedia pada: http://pesticidestewardship.org.

28
Lampiran 1 Data debit pada nosel hollow cone
Jumlah
Tekanan Waktu Volume
Debit
Rata-rata
Nosel
(kgf/cm2) (detik)
(liter) (liter/detik) (liter/detik)
No
1
6
3
195
5
0.026
0.025
2
208
5
0.024
3
208
5
0.024
4
5
152
5
0.033
0.032
5
152
5
0.033
6
161
5
0.031
7
7
114
5
0.044
0.044
8
109
5
0.046
9
116
5
0.043
10
9
88
5
0.057
0.054
11
96
5
0.052
12
93
5
0.054
13
4
3
277
5
0.018
0.019
14
250
5
0.020
15
278
5
0.018
16
5
200
5
0.025
0.026
17
192
5
0.026
18
179
5
0.028
19
7
143
5
0.035
0.034
20
147
5
0.034
21
156
5
0.032
22
9
132
5
0.038
0.039
23
128
5
0.039
24
128
5
0.039
25
2
3
500
5
0.010
0.012
26
455
5
0.011
27
357
5
0.014
28
5
278
5
0.018
0.018
29
278
5
0.018
30
294
5
0.017
31
7
250
5
0.020
0.021
32
238
5
0.021
33
231
5
0.022
34
9
198
5
0.025
0.026
35
193
5
0.026
36
192
5
0.026
37
1
3
833
5
0.006
0.007
38
735
5
0.007
39
725
5
0.007

29
Data lanjutan dari debit nosel hollow cone

No
40
41
42
43
44
45
46
47
48

Jumlah
Nosel
1

Tekanan
(kgf/cm2)
5

7

9

Waktu
(detik)
575
625
610
459
485
417
424
238
250

Volume
Debit
Rata-rata
(liter) (liter/detik) (liter/detik)
5
0.009
0.008
5
0.008
5
0.008
5
0.011
0.011
5
0.010
5
0.012
5
0.012
0.018
5
0.021
5
0.020

30
Lampiran 2 Data debit pada nosel flat
Jumlah Tekanan Waktu Volume
(liter)
No Nosel (kgf/cm2) (detik)
1
6
3
74
5
2
80
5
3
75
5
4
5
42
5
5
43
5
6
42
5
7
7
38
5
8
38
5
9
37
5
10
9
27
5
11
27
5
12
27
5
13
4
3
94
5
14
89
5
15
92
5
16
5
54
5
17
55
5
18
59
5
19
7
42
5
20
43
5
21
42
5
22
9
38
5
23
37
5
24
37
5
25
2
3
120
5
26
122
5
27
125
5
28
5
94
5
29
98
5
30
96
5
31
7
78
5
32
80
5
33
75
5
34
9
60
5
35
59
5
36
62
5
37
1
3
248
5
38
245
5
39
213
5

Debit
(liter/detik)
0.068
0.062
0.067
0.120
0.115
0.119
0.132
0.131
0.134
0.186
0.182
0.187
0.053
0.056
0.054
0.092
0.091
0.085
0.119
0.117
0.118
0.132
0.134
0.134
0.042
0.041
0.040
0.053
0.051
0.052
0.064
0.062
0.067
0.083
0.085
0.081
0.020
0.020
0.023

Rata-rata
(liter/detik)
0.066

0.118

0.132

0.185

0.055

0.089

0.118

0.133

0.041

0.052

0.064

0.083

0.021

31
Data lanjutan dari debit pada nosel flat
Jumlah Tekanan Waktu Volume
Debit
Rata-rata
(liter) (liter/detik) (liter/detik)
No Nosel (kgf/cm2) (detik)
40
1
5
137
5
0.036
0.036
41
142
5
0.035
42
141
5
0.036
43
7
116
5
0.043
0.044
44
115
5
0.044
45
114
5
0.044
46
9
77
5
0.065
0.064
47
81
5
0.062
48
78
5
0.064

32
Lampiran 3 Data VMD dan NMD
VMD
Jenis Nosel
Tekanan
(kgf/cm2)
Sempel 1 (µm)
Sempel 2 (µm)
Sempel 3 (µm)
Sempel 4 (µm)
Sempel 5 (µm)
Rata-Rata

Hollow cone

Flat

3

5

7

9

3

5

7

9

176.84
172.65
175.17
164.32
155.87
168.97

154.49
142.68
132.78
148.71
160.90
147.91

150.68
137.03
115.72
128.04
143.74
135.04

105.39
127.13
118.33
104.41
115.88
114.23

210.18
218.09
215.50
198.74
196.16
207.73

176.02
243.45
240.86
187.89
185.43
206.73

231.25
215.04
212.45
180.48
177.89
203.42

164.20
191.21
188.62
189.43
183.42
183.38

NMD
Jenis Nosel
Tekanan
(kgf/cm2)
Sempel 1 (µm)
Sempel 2 (µm)
Sempel 3 (µm)
Sempel 4 (µm)
Sempel 5 (µm)
Rata-Rata

Hollow cone
3

5

158.89
142.7
161.11
153.22
138.61
150.91

136.11
138.2
120.55
124.57
142.22
132.33

7

Flat
9

3

5

132.22 69.41 163.33 162.52
115.21 94.3 192.31 152.35
103.82 106.18 190.53 142.71
104.12 78.34 160.67 179.43
124.44 85.88 158.89 172.14
115.96 86.82 173.15 161.83

7

9

151.39
149.01
147.22
160.67
158.89
153.44

141.39
152.34
168.80
142.43
132.45
147.48

33

Lampiran 4 Contoh