III. METODE PENELITIAN
A. WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret hingga Oktober 2012. Pembuatan model mesin pemanen udangikan semi kontinyu tipe vertikal dengan mekanisme hisap vakum ini
dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin dan Otomatisasi, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
B. ALAT DAN BAHAN
Alat yang akan digunakan untuk membuat model mesin pemanen udangikan semi kontinyu tipe vertikal dengan mekanisme hisap vakum ini adalah sebagai berikut :
a Peralatan perbengkelan pada umumnya yang terdiri dari gergaji besi, gergaji kayu, palu,
pisau, penggaris, tools box, dan lain-lain. b
Ember c
Gelas Ukur d
Stopwatch untuk pengambilan data waktu, e
Camera digital, f
Seperangkat software AUTO CAD. Bahan yang akan digunakan untuk membuat model mesin pemanennya adalah:
a Pompa air, digunakan untuk menghisap udangikan dari tambak.
b Selang berserat yang berdiameter 1 inchi, digunakan sebagai saluran air untuk
menghisap udangikan, dan sebagai saluran pembuangan air hasil hisapan. c
Ring selang 1 inchi, digunakan untuk mengencangkan sambungan selang dengan pipa. d
Pipa PVC dan sambungan pipa yang berdiameter ¾, 2, dan 4 inchi. e
Lem pipa, f
Tabung Plastik yang berdiameter 35 dan 25 cm, digunakan untuk membuat tangki hisap dan tangki pemanenan,
g Plat besi, yang digunakan untuk pembuatan corong bawah tangki,
h Karet seal,
i Jaring,
j Kran,
k Kayu sebagai kerangka,
l Udang dan ikan.
C. TAHAPAN PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum, yaitu berdasarkan pendekatan rancangan fungsional dan rancangan struktural.
Dari hasil rancangan ini akan dilakukan pembuatan model, dan uji fungsional. Rancangan fungsional yaitu rancangan yang menyangkut segi fungsi dan kegunaan dari setiap elemen
penyusun model tersebut terhadap komoditi yang akan diproses. Pembuatan model dibuat
untuk menguji keberhasilan sistem pemanenan. Diagram alir metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Flow chart tahapan penelitian 1.
Identifikasi Permasalahan Perkembangan budidaya udang dan ikan yang cukup pesat harus diiringi dengan
penggunaan teknologi yang dapat mendukung proses pengolahan komoditi tersebut. Sejauh ini, teknologi dalam proses pemanenan udang dan ikan sudah mendapatkan perhatian
khusus yaitu dengan memanfaatkan mesin pemanen. Akan tetapi, masih sedikit mesin pemanen yang bekerja secara kontinyu atau semi kontinyu. Walaupun sebagian mesin
pemanen sudah bekerja secara kontinyu, namun tingkat kemudahan dalam pengoperasian masih rendah saat pemanenan dilakukan. Hal ini menyebabkan pemakaian mesin pemanen
udangikan belum efisien dan efektif. Untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas dalam proses pemanenan, cara yang dilakukan adalah dengan memodifikasi mekanisme sistem
pemanenan udangikan agar bekerja semi kontinyu dengan memanfaatkan sifat dan perilaku gerak udangikan.
Perancangan mekanisme hisap vakum pada mesin pemanen udangikan semi kontinyu tipe vertikal ini memanfaatkan sifat dan perilaku gerak udangikan. Berdasarkan
hasil penelitian sebelumnya, dan beberapa literatur tentang udangikan, menunjukkan Y
N Mulai
Desain dan Analisis Rancangan Pembuatan Model
Uji Fungsional
Selesai Identifikasi Permasalahan
Mekanisme pemanenan udangikan semi
kontinyu
tingkah laku sebagian komoditas udangikan lebih cenderung bergerak atau lebih aktif di bawah permukaan. Mekanisme pemanen dimodifikasi dengan cara membuat dua tangki
yang dipasang secara vertikal. Tangki pertama digunakan untuk sistem penghisap dan tangki kedua digunakan untuk memanen udangikan. Rancangan dibuat vertikal agar
pemanenan udangikan dapat berjalan dengan lancar, dimana udangikan diharapkan turun dari tangki hisap ke tangki pemanenan. Untuk memudahkan komoditas dalam hal ini,
derajat kemiringan landasan permukaan pada kedua tangki juga harus diperhatikan, khususnya untuk komoditas udang. Hal ini bertujuan agar udang dapat berjalan di bawah
permukaan menuju tangki pemanenan.
2. Desain dan Analisis Rancangan
Desain model dilakukan dengan menggunakan bantuan Computer Aided Design CAD. Analisis rancangan terdiri dari rancangan fungsional dan rancangan struktural.
Secara fungsional perancangan mekanisme hisap vakum untuk pemanenan pada mesin pemanen udangikan semi kontinyu tipe vertikal ini menggunakan elemen-elemen yang
mempunyai fungsi masing-masing. Elemen-elemen yang bekerja antara lain: a.
Pompa air , berfungsi untuk memindahkan fluida inkompresibel dari kolam penampung. Daya yang dimiliki oleh pompa merupakan pendorong yang efektif bagi fluida air.
b. Selang berserat, berfungsi sebagai konektor antara sistem penghisap dengan komoditas
yang akan dipanen. c.
Pipa PVC dan sambungan pipa, berfungsi sebagai tempat aliran fluida air, dan penyambung dengan komponen lain.
d. Tangki hisap, dan tangki pemanenan, berfungsi sebagai tempat terjadinya mekanisme
sistem penghisap, dan tempat pemanenan komoditas yang dalam kondisi vakum. e.
Jaring, berfungsi sebagai penahan komoditas yang dipanen sehingga tidak terhisap oleh pompa.
f. Karet seal, berfungsi untuk menjaga agar tidak terjadi kebocoran antara dua bagian
sambungan agar kondisi tetap vakum. g.
Kran, berfungsi untuk mengisi tangki hisap dan tangki pemanenan, menutup dan membuka saluran masuknya komoditas ke dalam tangki pemanenan, dan saluran untuk
mengeluarkan komoditas. Secara struktural perancangan mekanisme hisap vakum pada mesin pemanen
udangikan semi kontinyu tipe vertikal ini memiliki rancangan yang terdiri dari komponen utama yaitu tangki hisap, tangki pemanenan, saluran penghubung kedua tangki dan saluran
pemanenan yang masing-masing memiliki katup. Mesin ini dirancang vakum dengan media air hampa udara. Dalam analisis struktural menentukan bentuk dan ukuran komponen-
komponen yang sesuai dengan fungsi dan kapasitas yang diinginkan.
Adapun sketsa rancangan pemanen udangikan semi kontinyu tipe vertikal dapat dilihat pada Gambar 8 berikut ini.
Keterangan : : aliran air pada sistem
: aliran ikan saat dipanen Dimana:
a: kolam penampungan komoditas dan air diasumsikan seperti tambak. b: pipa penyaluran udangikan.
c: tangki hisap. d: jaring perangkap.
e: pompa. f: kolam penampungan air air dari tambak dikembalikan lagi ke tambak.
g: kran penghubung tangki hisap dengan tangki pemanenan. h: tangki pemanenan udangikan.
i : bak penampung udangikan.
Gambar 8. Sketsa rancangan mekanisme hisap vakum pada mesin pemanenan udangikan semi kontinyu tipe vertikal
Mekanisme kerja dari mesin pemanenan udangikan semi kontinyu tipe vertikal dengan mekanisme hisap vakum tersebut adalah komoditas yang ada di tambak a dihisap
oleh tangki hisap dengan kemampuan hisap pompa. Komoditas yang terhisap akan masuk dan terperangkap di dalam tangki hisap c. Dengan memanfaatkan sifat dan tingkah laku
komoditas yang cenderung bergerak kebawah, maka komoditas yang ada di dalam tangki hisap akan turun ke dalam tangki pemanenan h melalui saluran penghubung antara tangki
hisap dengan tangki pemanenan yang berupa kran g. Air yang terhisap akan dikembalikan lagi ke dalam tambak f melalui pompa e.
e
f
i h
c b
g a
d
1 2
4 3
5
3. Pembuatan Model
Setelah semua analisis rancangan diselesaikan maka tahapan selanjutnya adalah pembuatan model mesin pemanen udangikan agar mekanisme hisap vakum untuk
pemanenan tersebut dapat bekerja secara semi kontinyu. Mekanisme pengambilan udangikan tetap menggunakan rancangan yang dirancang oleh Gumilang, 2011.
Perancangan model pemanenan pada mesin pemanen udangikan ini dirancang agar hasil panen mudah dipindahkan dan mengalami kerusakan seminimal mungkin. Bagian-
bagiannya adalah: a.
Pompa air sentrifugasi dengan Q maksimum 30 litermenit. Hal ini didasarkan pada ukuran pompa standart yang beredar di pasaran.
b. Selang berserat dengan diameter 1 inch dan pipa PVC dengan diameter ¾ inch.
Pemilihan ini berdasarkan pada ukuran komoditas yang akan diujikan pada permodelan yaitu dengan diameter berkisar ½ inchi hingga ¾ inch. Untuk pipa
sambungan menggunakan ukuran diameter 2 inch dan 4 inch. c.
Tangki hisap dan tangki pemanenan, dengan masing-masing diameter 35 cm dan 25 cm. Pemilihan jenis dan ukuran disesuaikan berdasarkan kebutuhan dan
mempergunakan ukuran standart yang cukup besar yang beredar di pasaran. d.
Jaring kawat, dengan mesh berukuran 0.25cm. pemilihan jaring kawat dengan ukuran yang rapat disesuaikan dengan ukuran komoditas yang diujikan supaya dengan
ukuran tersebut komoditas tidak dapat meloloskan diri. e.
Kran untuk mengisi tangki, kran untuk saluran penghubung tangki hisap dengan tangki pemanenan dan kran untuk mengeluarkan komoditas. Ukuran kran masing-
masing terdiri dari ¾, 2, dan 4 inchi. 4.
Uji Fungsional Metode pengujian yang dipergunakan adalah metode uji fungsional dari masing-
masing elemen model yang telah digabungkan. Elemen model tersebut akan diuji apakah berfungsi dengan baik atau tidak. Apabila tidak berfungsi dengan baik maka akan
dilakukan analisis rancangan kembali. Pengujian fungsional mekanisme pemisah ini dilakukan dengan beberapa perlakuan,
yaitu : a.
Udang dengan perbandingan 1 : 4 liter dengan air. b.
Ikan yang diujikan yaitu ikan mas. Masing-masing berbanding 1 : 4 liter dengan air. Pengukuran dan pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja mesin pemanen
udangikan yang telah dibuat. Pengukuran dan pengujian yang dilakukan adalah : a.
Debit Air Pengukuran debit air dilakukan dengan menjalankan pompa pada tambak
untuk mengangkut air. Air ditampung pada wadah yang sudah diketahui volumenya. Ketika menampung air, diukur waktu untuk mengisi wadah sampai penuh. Debit air
diketahui dengan membagi volume dengan waktu yang dibutuhkan. 11
Dimana : Q = Debit air m
3
detik V = Volume air m
3
t = Waktu yang dibutuhkan detik
Untuk mendapatkan nilai debit air yang akurat, dilakukan beberapa kali pengulangan. Nilai debit didapat dari rata-rata debit air hasil pengukuran. Debit air
dilakukan untuk mendapatkan hasil hisapan yang sesuai dengan kemampuan hisap pompa yang tertera pada pompa tersebut. Hal ini dilakukan agar hisapan dapat
berjalan dengan baik saat memanen dan digunakan juga untuk membandingkan dengan kecepatan renang komoditas yang diujikan.
b. Waktu dan Kecepatan UdangIkan Turun Dari Tangki Hisap Ke Tangki Pemanenan.
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui keseragaman udangikan pada saat turun dari tangki hisap ke tangki pemanenan. Kemudian juga untuk mengetahui
lama pemanenan udangikan atau lama turunnya komoditas tangki hisap ke tangki pemanenan. Waktu dan kecepatan udangikan yang turun dari tangki hisap ke tangki
pemanenan ini dilakukan dengan cara menghisap udangikan dengan satu sempel ekor komoditas. Kemudian mengukur waktu perjalanan komoditas yang turun dari
lubang masuknya komoditas sampai melewati kran hingga masuk ke dalam tangki pemanenan dan menghitung kecepatan yang dihasilkan dengan jarak dari tempat
masuknya komoditas yaitu tangki hisap sampai ke tangki pemanenan . Pengambilan data ini dilakukan 15 kali ulangan. Adapun sketsa pengujian ini dapat dilihat pada
Gambar 9.
Gambar 9. Sketsa pengujian waktu dan kecepatan udangikan turun dari tangki hisap ke tangki pemanenan
c. Perbandingan Jumlah UdangIkan Di Tangki Pemanenan Yang Turun Dipanen
Dengan UdangIkan Yang Masih Tertinggal Di Tangki Hisap Metode ini dilakukan dengan cara yaitu, udangikan di dalam tambak dipanen
dengan cara dihisap oleh pompa. Udangikan akan masuk ke dalam tangki hisap. Dalam hal ini mesin pemanen dirancang dengan tipe vertikal, jadi udangikan masuk
ke dalam tangki pemanenan dengan memanfaatkan karakteristiktingkah laku komoditas yang cenderung berada di bawah. Udangikan turun ke bawah dari tangki
hisap ke tangki pemanenan. Udangikan yang ada di dalam tangki hisap dan tangki pemanenan masing-masing dihitung jumlahnya. Kemudian dari hasil tersebut
dibandingkan jumlah udangikan di tangki hisap dan tangki pemanenan. Hasil ini digunakan untuk mengetahui kinerja dari rancangan mesin pemanen udangikan tipe
vertikal ini yang telah dibuat untuk memanen udangikan secara semi kontinyu. Sempel seekor
komoditas dari tambak
Waktu dan kecepatan
komoditas turun
Jumlah komoditas yang dimasukkan sebanyak 250 ekor dengan pengambilan data 10 kali ulangan. Adapun sketsa pengujian ini dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Sketsa pengujian perbandingan jumlah udangikan di tangki pemanenan yang turun dipanen dengan udangikan yang masih tertinggal di
tangki hisap d.
Tingkat Kelulusan Hidup UdangIkan Pengujian rancangan juga dilakukan untuk memperoleh tingkat kelulusan
komoditas dalam kondisi hidup. Tingkat kelulusan hidup komoditas ditentukan dengan cara menjalankan model rancangan mesin pemanen secara langsung.
Komoditas yang terhisap dalam tangki hisap dan tangki pemanenan dilihat dan dihitung jumlahnya. Komoditas yang didata yaitu dalam kondisi hidup dan dalam
keadaan baik. Komoditas yang hidup diprosentasekan jumlahnya. Prosentase komoditas dihitung dengan persamaan :
12 Dimana : M : Tingkat kelulusan hidup komoditas
N
t
: Jumlah komoditas hidup setelah dipanen N
o
: Jumlah komoditas yang dipanen Komoditas yang mengalami kecacatan saat pemanenan dan komoditas yang mati
juga didata untuk menunjukkan hasil seluruh kinerja mesin pemanen. Jumlah komoditas yang dimasukkan sebanyak 250 ekor dengan pengambilan data 10 kali
ulangan. Sempel 250 ekor
komoditas dari tambak di hisap
semua Jumlah komoditas
di tangki hisap
Jumlah komoditas di tangki pemanenan
IV. ANALISIS RANCANGAN
A. KRITERIA RANCANGAN
Kategori