RANCANG BANGUN DAN UJI KINERJA MESIN PERONTOK BIJI JALI(Coix lacryma-jobi L.) TIPE ROLL SILINDER PEJAL

(Skripsi)

Oleh

ADY SAPUTRA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknologi Pertanian

Pada

Jurusan Teknik Pertanian

Fakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2013

ii Ady Saputra1, Rofandi Hartanto2, Warji2, Budianto Lanya2,

1. Mahasiswa Teknik Pertanian Universitas Lampung 2. Dosen Fakultas Pertanian Universitas Lampung

ABSTRAK

Jali (Coix Lacryma-jobi L.) merupakan tanaman serealia yang dapat digunakan sebagai bahan pangan dengan kandungan gizi yang cukup tinggi dan dapat juga digunakan bahan pakan ternak. Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang dan menguji kinerja mesin perontok biji jali tipe roll silinder pejal. Mesin perontok biji jali terdiri kerangka mesin, silinder perontok, bak penampung biji jali, gear

transmisi penggerak, gearbox, dan motor listrik. Rancang bangun mesin didesain secara desain struktural dan desain fungsional untuk mengatur semua bagian mesin perontok. Mesin perontok biji jali ini digerakkan oleh motor listrik. Motor listrik ini berdaya 1 HP yang dengan putaran 1.485 rpm. Putaran motor listrik di transmisikan ke gearbox dengan dukungan dari V-belt dan belt pulley. Kecepatan putaran motor listrik diubah dari 1.485 rpm menjadi 30 rpm, 38 rpm, dan 50 rpm menggunakan gearbox dengan rasio 1:30 dengan menggunakan puli 3 inchi, 4 inchi dan 5 inchi. Putaran gearbox ditransmisikan ke alat perontokan (roll silinder pejal). putaran dari dua roll silinder pejal memiliki jarak clearence sebesar 6,5 mm yang kemudian akan menekan biji jali sehingga biji akan terlepas dari tangkainya. Penelitian ini menghasilkan mesin perontok biji jali tipe roll silinder pejal dengan penggerak motor listrik. Kecepatan optimum putaran silinder adalah 50 rpm, dengan persentase kerontokan biji jali sebesar 79,68% dengan persentase biji terontok baik sebesar 88,57 %. Mesin perontok biji jali tipe roll silinder pejal ini berkapasitas kerja 50,45 kg/jam tanaman jali.

iii

DESIGN AND PERFORMANCE TEST of JOBS TEARS (

Coix

lacryma-jobi L.)

THRESHER MACHINE SOLID CYLINDER

ROLL TYPE

Ady Saputra1, Rofandi Hartanto2, Warji2, Budianto Lanya2, 1. Students in Agricultural Engineering, University of Lampung

2. Lecture in Agricultural Engineering, University of Lampung

ABSTRACT

Jobs tears (CoixLacryma-jobi L.) was a cereal crop that used as high nutrient food and animal feed ingredients. The purpose of this research was to design and test the performance of jobs tears seeds thresher machine solid cylinder roll type. This machine parts consisted of machines frame, threshing cylinder, jobs tears seeds container, gear transmission, gearbox, and electric motors. Design process of it consisted of structural design and functional design to managed all parts of threshers. This machine was driven by an electric motor. The power and rotational speed of electric motor was 1 HP and 1,485 rpm that was transmitted to the

gearbox by V-belt and pulley. Speed of electric motor rotation was modified from1,485 rpm to 30 rpm, 38 rpm and 50 rpm by a gearbox with ratio 1:30 and pulley 3inch, 4 inch, 5 inch. the gearbox rotation was transmitted to threshing tool (solid cylinder roll). Rotation of this two solid cylinders roll had a clearance of 6,5 mm that suppressed jobs tears seeds, so the seeds could be separated from the stems. This research resulted of jobs tears seeds thresher machine solid cylinder roll type. The optimum rotation speed of cylinder was 50 rpm, with loss percentage 79.68% and percentage of good threshed jobs tears seeds 88.57%. This machine had a work capacity of 50,45 kg jobs tears plants per hour.

xii Halaman

SANWACANA ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xv

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Perumusan Masalah ... 3

C. Tujuan Penelitian ... 3

D. Manfaat Penelitian ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. Tanaman Jali ... 4

B. Jenis Jali Secara Umum ... 5

C. Karakteristik Biji Jali ... 6

D. Manfaat Biji Jali ... 8

E. Aspek Ergonomika ... 9

F. Aspek Teknik ... 11

G. Komponen Roll Silinder Pejal ... 12

III. METODOLOGI PENELITIAN ... 13

A. Waktu dan tempat Penelitian ... 13

B. Alat dan Bahan ... 13

C. Prosedur Penelitian ... 13

xiii

2. Roll Silinder Pejal ... 17

3. Saringan kotoran ... 18

4. Wadah Penampung ... 18

5. Gear ... 18

6. Gearbox ... 21

7. Sabuk dan Pulley ... 21

8. Motor Listrik dan Putaran Silinder ... 21

F. Perancangan Fungsional ... 22

1. Rangka ... 22

2. Alat Perontok ( Roll Silinder Pejal) ... 22

3. Saringan ... 22

4. Wadah Penampung ... 22

5. Speed Reducer (Gearbox) ... 23

6. Gear ... 23

7. Sabuk dan Pulley ... 23

8. Motor Listrik ... 23

9. Meja Pengumpan ... 23

10.Saluran Pengeluaran ... 23

11.Ruang Perontok ... 23

G. Pembuatan Mesin Perontok Bji Jali ... 24

H. Mekanisme Kerja Mesin ... 25

I. Pengujian Kinerja Mesin ... 25

1. Kapasitas Kerja Mesin (KKM) ... 25

2. Presentase Jali Tidak Terontok (JTT) ... 26

3. Persentase Jali Terontok (JT) ... 26

4. Persentase Jali Terontok Baik (JTB) ... 27

5. Jumlah Jali Terontok Rusak (JTR) ... 27

J. Perlakuan Perontokan Biji Jali ... 28

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29

xiv

1. Motor Penggerak dan Transmisi Putaran ... 31

2. Roll Silinder Pejal dan Unit Perontok Jali ... 32

3. Ruang Perontok ... 34

4. Saringan (screen) ... 34

5. Bak Penampung Biji ... 35

6. Saluran Pengeluaran ... 36

D. Pengujian Alat ... 37

1. Pengujian Alat Tanpa Beban... 37

2. Pengujian Kapasitas Mesin ... 38

I. PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Hanjeli atau jali-jali (Coixlacryma-jobi L.) merupakan tanaman serealia dari family poaceae yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan dan pakan (Nurmala,1998). Jali berasal dari Asia Timur dan Malaya namun sekarang sudah tersebar luas hampir di seluruh dunia. Beberapa varietas memiliki biji yang dapat dimakan dan dijadikan sumber karbohidrat serta obat herbal. Bulir yang masak terbungkus oleh struktur kulit yang keras berbentuk oval dan berwarna putih (Kurniawati, 2011). Menurut Nurmala (1998), tanaman jali dapat tumbuh di dataran rendah maupun dataran tinggi yaitu sampai ketinggian 1000 m di atas permukaan laut dalam tempat terbuka. Jali dapat beradaptasi pada daerah tropik juga daerah kering dengan suhu sekitar 25oC sampai 35oC.

Potensi tanaman jali ini cukup besar, hasil olahan dari biji jali dapat

dimanfaatkan sebagai bahan bubur jali, tape, dan kue-kue yang menggunakan tepung jali sebagai tepung campuran (composite flour). Namun tanaman jali ini belum banyak dikenal oleh masyarakat, khususnya masyarakat Indonesia. Sehingga proses pengembangan untuk tanaman ini masih sangat minim.

Ada beberapa permasalahan yang harus dihadapi oleh petani ketika mereka akan mengembangkan budidaya tanaman jali ini dalam sekala besar.

Permasalahan-permasalahan itu antara lain yaitu tidak tersedianya alat mesin pasca panen yang bernilai ekonomis tinggi yang dapat mempermudah pekerjaan petani dalam proses penanganan pasca panen tanaman jali, petani cenderung kesulitan untuk memasarkan hasil panennya karena pemasaran hasil panen tanaman jali dianggap sulit, dan petani di luar pulau Jawa belum begitu mengenal jelas tentang tanaman jali itu sendiri. Penanganan pasca panen tanaman jali terdapat beberapa kendala, salah satunya terdapat pada proses perontokan bulir-bulir biji jali dari tangkainya.

Menurut Iswari (2012) perontokan secara manual dapat dilakukan dengan diiles, dipukul atau dibanting/digebot dan juga disisir (pedal thresher). Petani

mengalami kesulitan dalam penggunaan pedal thresher sehingga efisiensi waktu perontokan menjadi lebih rendah daripada alat pukul (gebot). Dalam pelaksanaan di lapangan, penggunaan pedal thresher masih belum optimal untuk dapat

diaplikasikan terutama dengan keterkaitan perbandingan antara kemampuan serta daya kayuh alat (Hasbullah, 2011). Kapasitas perontokkan dengan

menggunakan tenaga manual (gebot) tidak ada yang melampaui 100

kg/jam/orang. Merontok menggunakan pedal thresher antara 90 sampai 120 kg/jam/orang. Sedangkan merontok dengan power thresher mencapai 600 sampai 1000 kg/jam/orang (Sulistiadji, 2008).

Oleh karena itu pengembangan alat dan mesin pasca panen tanaman jali perlu dilakukan untuk membantu proses pengembangan diversifikasi pangan salah satunya melalui proses pengolahan tanaman jali.

B.Perumusan Masalah

Minimnya teknologi alat dan mesin yang dapat beroperasi pada proses pasca panen tanaman jali, khususnya pada proses perontokan biji jali membuat proses perontokan biji jali dirasakan para petani sangat menyulitkan. Proses perontokan biji jali saat keadaan tanaman masih mengandung kadar air tinggi setelah dipanen ternyata tidak efektif apabila di lakukan proses perontokkan secara tradisional dengan cara memukulkan batang-batang jali ke sebilah papan, hal ini di sebabkan oleh tangkai biji yang mengikat kuat biji karena kandungan kadar air pada

tanaman yang masih tinggi sehingga perontokan secara tradisional ini tidak maksimal.

Proses pembuatan alat perontok ini merupakan salah satu tahapan yang membutuhkan pengembangan lebih lanjut. Penerapan teknologi pasca panen tanaman jali ini sangat diperlukan untuk pengembangan tanaman jali di Indonesia.

C.Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk merancang bangun serta menguji kinerja mesin perontok biji jali tipe roll silinder pejal.

D.Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai refrensi ilmiah dan dapat membantu mengembangkan alat mesin pasca panen tanaman jali pada proses perontokan biji jali.

II.TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanaman Jali

Jali (Coix lacryma-jobi L.) merupakan tanaman serealia yang dapat

dimanfaatkan sebagai bahan pangan dan pakan (Nurmala,1998). Dalam bahasa

Inggris jali disebut job’s tears atau biasa juga disebut chinese pearl. Tanaman ini jarang digunakan sebagai sumber bahan makanan, sebagian besar, jali

dimanfaatkan dalam produksi kerajinan tangan. Petani sendiri hanya

memanfaatkan jali sebagai tanaman sela atau tanaman pagar. padahal, banyak sekali manfaat yang bisa diperoleh jika pemanfaatan tanaman ini dikembangkan dalam produksi bahan pangan (Kunia, 2012).

Secara botanis jali dapat diklasifikasikan sebagai berikut : Kingdom : Plantae

Divisio : Magnoliophyta

Subdivisio : Spermatophyta

Klas : Liliopsida

Ordo : Poales

Family : Poaceae

Genus : Coix

Species : Coix Lacryma-jobi

Tanaman jali dapat tumbuh di dataran rendah maupun dataran tinggi (Nurmala, 1998). Jali tumbuh baik sampai ketinggian 1000 m di atas permukaan laut, sangat menyukai tanah yang lembab terbuka dan terkena sinar matahari langsung (Kurrohman, 2010).

Potensi tanaman jali cukup besar, hasil olahan biji jali dapat dimanfaatkan sebagai alternatif pangan yaitu sebagai bahan pembuat bubur, tape, dan bahan kue-kue yang menggunakan tepung jali sebagai bahan campuran (composit

flafour). Selain itu tanaman jali juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan kerajinan

atau cindera mata dan makanan berkasiat obat (herbal medicine).

B.Jenis Jali Secara Umum

Menurut Nurmala 1998, jali dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu jali yang dibudidayakan dan varietas liar.

1. Varietas ma-yuen

Jenis jali ini biasa juga disebut jali pulut. Jali pulut ini biasanya ditanam disekitar tanah dipersawahan, ladang dan kebun kering. Bentuk buahnya bulat telur atau bulat dengan dinding lebih tipis dari jali batu dan berwarna coklat, kuning terang atau ungu. Varietas ini sering digunakan sebagai makanan pokok.

2. Varietas agrotis

Jenis yang liar (var. stenocarpa, var. monilifer, dll.) seringkali dianggap sebagai gulma, karena mudah sekali tumbuh secara liar. Jenis ini memiliki cangkang yang sangat keras bagaikan batu, sulit dipecahkan. Biji-biji ini seringkali dimanfaatkan sebagai bahan manik-manik kalung (semacam tasbih atau rosario). Biasanya jenis jali batu tumbuh liar. Sebab tanamannya membentuk rimpang yang mampu bertahan pada musim kemarau. Pada musim penghujan, rimpang jali batu ini akan tumbuh lagi untuk membentuk rumpun baru. Tanaman jali batu tumbuh lebih pendek, namun dengan rumpun lebih padat. Batang jali batu hijau gelap. Tinggi tanaman jali batu hanya sekitar 1 m, dengan jumlah tanaman dalam tiap rumpun mencapai belasan individu. Daun tanaman jali batu lebar, pinggirnya menggelombang dan warnanya hijau gelap. Lebar helai daun 5 cm, dengan panjang 60 m. Daun tumbuh pada tiap ruas batang dengan membentuk pelepah daun.

C.Karakteristik Biji Jali

Biji jali pada umumnya berbentuk bulat lonjong dengan permukaan kulit yang bercangkang. Jenis jali dapat dibagi menjadi 2 macam yaitu jali ketan dan jali

batu. Jenis biji jali ketan memiliki tekstur dan warna biji yang lebih lunak dan kusam sehingga jenis ini biasanya lebih digunakan untuk bahan pangan dan obat karena proses pengolahannya jauh lebih mudah. Gambar biji jali ketan dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Biji jali ketan

Sedangkan jenis jali batu memiliki warna mengkilap dan tekstur permukaan kulit yang sangat keras serta licin . Kekerasan biji mencerminkan kekompakan

komponen biji (Prabowo, 2006). Cangkang kulit jali batu sangat keras biasanya berwarna kuning, abu-abu, hitam, hingga kebiru-biruan yang yang permukaan kulitnya mengkilap dan licin. Biji jali batu sangat keras sehingga untuk melakukan pengolahan sebagai bahan pangan secara tradisional masih sangat sulit. Jenis jali batu ini biasanya lebih banyak digunakan sebagai bahan souvenir seperti kalung, gelang, tasbih (rosary) dan bahan mainan lainnya. Gambar biji jali batu dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Biji jali batu

D.Manfaat Biji Jali

Menurut Nurmala (2009), untuk meningkatkan ketahanan pangan dan

diversifikasi pangan Indonesia dapat memanfaatkan lahan kritis yang cukup luas jumlahnya. Tanaman jali dapat dijadikan alternatif sebagai salah satu usaha pengembangan tanaman pangan karena jali memiliki nilai gizi yang baik. Kandungan protein, lemak, vitamin B1, dan Ca yang dikandungan jali cukup tinggi dan tanaman jali juga sangat mudah tumbuh di areal terbuka sehingga tanaman ini dapat menjadi salah satu alternatif yang cocok untuk mendukung program disversifikasi pangan di Indonesia dengan memanfaatkan lahan kritis. Komposisi kimia tanaman jali dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi kimia tanaman jali dalam 100 gram biji jali Komposisi senyawa kimia biji jali per

100 gram Jumlah (gram)

Protein 11,0

Lemak 4,0

Karbihidrat 51,0

Unsur Ca 21,3

Unsur Posfor 17,5

Unsur Fe 11,0

Vitamin B 5,14

Sumber : nurmala, 1998.

Selain sebagai bahan pangan, jali juga memiliki banyak manfaat dalam bidang pengobatan. Biji jali mengandung coixol, coixenolide, coicin dan asam amino

leusin, tirosin, lisine, asam glutamat,arginin dan histidin. Jali dapat mengobati

beberapa penyakit seperti absesparu, sakit usus buntu, radang usus (enteritis)

kronis, infeksi dan batu saluran kencing, kencing sedikit, kencing bernanah, bengkak (edema), biri-biri, tidak datang haid, keputihan (leuchorhea), sakit kuning (jaundice), cacingan (ascariasis), rheumatism seperti sakit otot (mialgia), tumor saluran pencernaan seperti kanker lambung, kanker paru, kanker mulut rahim (cervix), kutil (warts), eksema, radang paru, demam, batuk sesak, dan lain-lain.

E.Aspek Ergonomika

Mendesain peralatan secara ergonomis yang akan digunakan dalam kehidupan sehari-hari atau mendesain peralatan yang ada pada lingkungan harus disesuaikan dengan manusia di lingkungan tersebut (Liliana dkk, 1997). Dalam merancang suatu alat pengolahan hasil pertanian juga harus memperhatikan aspek

ergonomika karena hal ini sangat berpengaruh terhadap produktivitas kerja dan efisiensi tenaga operator karena ergonomika menyangkut tentang keamanan dan kenyamanan kerja. Ada dua istilah yang lazim digunakan dalam ergonomika yaitu anthropometric dan biometric. Anthropometric adalah cabang ergonomika yang mempelajari masalah pengukuran statistik tubuh manusia seperti tinggi manusia, panjang lengan, panjang kaki dan lain-lain. Sedangkan biometric adalah cabang ergonomika yang mempelajari masalah pengukuran dinamik tubuh seperti selang gerak tubuh, kecepatan gerak dan kekuatan.

Anthropometer adalah alat untuk mengukur jarak, ketinggian dan panjang sudut

suatu titik dari suatu posisi acuan tertentu. Realisasinya, alat ini berguna sebagai alat bantu untuk mendesain atau mengetahui posisi ideal dari sistem kerja suatu mesin terhadap posisi operatornya. Salah satu contoh dari sistem kerja dari alat

anthropometer ini adalah mengetahui ukuran rata-rata tubuh manusia.

Anthropometri rata-rata orang Indonesia dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2.Ukuran rata-rata anthropometri orang Indonesia pada posisi duduk.

No Ukuran

Anthropometri

Laki-laki Perempuan

Rata-rata (cm) Standar deviasi (cm) Rata-rata (cm) Standar deviasi (cm)

1 Tinggi duduk 83,2 3,7 77,9 3,4

2 Tinggi siku 23,0 10,0 22,2 3,1

3 Tinggi pinggul 18,4 3,9 19,0 2,2

4 Tinggi lutut 49,5 6,0 46,3 1,8

5 Tinggi pantat ke lantai 41,4 5,3 39,0 2,8

Sedangkan aspek ergonomika dan standarisasi kenyamanan rata-rata orang Indonesia pada saat berdiri dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Ukuran rata-rata anthropometri orang Indonesia pada posisi berdiri

No Ukuran

Anthropometri

Laki-laki Perempuan

Rata-rata (cm) Standar deviasi (cm) Rata-rata (cm) Standar deviasi (cm)

1 Tinggi badan 161,3 5,6 151,6 5,4

2 Tinggi bahu 132,6 10,3 122,0 5,6

3 Lebar bahu 39,6 6,6 34,9 3,0

4 Tinggi siku 97,8 17,5 90,8 4,1

5 Tinggi pinggul 93,6 20,4 88,8 4,2

6 Lebar pinggul 28,9 5,7 31,5 2,5

7 Panjang tangan 66,7 11,7 61,4 3,5

8 Panjang lengan atas 34,8 4,9 31,5 2,3

9 Panjang lengan bawah 44,2 7,0 40,7 2,7

10 Jangkauan vertikal tangan 202,1 8,0 186,9 8,0

11 Jangkauan horizontal atas 165,6 6,9 151,7 6,8

Sumber : Nelwan, (2012)

F. Aspek Teknik

Sumber tenaga alat dan mesin merupakan sumber penggerak yang berfungsi sebagai sumber kerja alat dan mesin baik yang bergerak secara otomatis maupun secara mekanis.

Sumber tenaga mesin dapat dibedakan menjadi 2 jenis sumber tenaga yaitu tenaga mesin diesel dan tenaga motor listrik. Sedangkan yang semi mekanis, sumber tenaga penggeraknya dapat menggunakan tenaga hewan dan tenaga manusia.

Perancangan alat dan mesin perlu memperhatikan hal-hal seperti kebutuhan tenaga untuk mengoperasikan alat dan mesin serta komponen-komponen

penggerak lain hingga kecepatan putar ideal yang dapat dihasilkan. Bahan-bahan yang digunakan harus memiliki kualitas bahan yang baik agar tidak mudah korosif dan memiliki umur ekonomis yang panjang.

Selain memperhatikan bahan dan kebutuhan tenaga untuk mengoperasikan alat yang dibuat, kita juga perlu memperhitungkan aspek ergonomika dari rancangan alat yang dibuat. Kenyamanan dan keamanan dalam melakukan pekerjaan sangat berpengaruh terhadap kualitas kerja yang dihasilkan.

G. Komponen Roll Silinder Pejal

1. Rol Besi Silinder (Roll silinder pejal)

Terdiri atas silinder besi tuang atau logam lainnya yang mempunyai ring/cincin untuk pemegang rol bagian dalamnya dengan beberapa lubang baut, sedang bagian luarnya dilapisi kompon.

2. Bahan drum/ Velg Rol Silinder

Silinder dengan ukuran tertentu, terbuat dari besi cor kelas 150 atau kelas FC-200 atau terbuat dari aluminium cor kelas AC-120 atau kelas ADC-120, atau terbuat dari pipa besi berdiameter 4 inchi dengan ketebalan besi plat 3 mm.

III. METODOLOGI PENELITIAN

A.Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2012 sampai dengan Februari 2013 di Laboratorium Daya dan Alat Mesin Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

B.Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain mesin pemotong besi, las listrik, las karbit, bor listrik, gerinda, martil, penggaris besi, jangka sorong, stopwatch, timbangan, mesin bubut dan saringan kawat berukuran 1cm x 1cm.

Bahan yang diperlukan dalam proses perancangan adalah besi siku, besi pelat, besi as, besi poros, sabuk V, puli alumunium, besi pelat, mur baut, gearbox, dan tanaman jali yang telah dipanen dan dikeringkan.

C. Prosedur Penelitian

Prosedur Penelitian ini mencakup beberapa tahapan, diantaranya adalah tahap perancangan, tahap perakitan, tahap pengujian hasil perancangan, tahap

pengamatan dan tahap analisis data. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Diagram alir penelitian Mulai

Tahap Perancangan

Tahap Pengumpulan Alat dan Bahan

Tahap Pembuatan dan Perakitan

Tahap Pengujian Tahap Modifikasi

Kriteria Desain:

-Mesin beroperasi secara kontinyu -Jarak clearance 6,5 mm

-Biji jali terontok 75%

Tahap Pengamatan dan Analisis Data

Ya

Tidak

C.Kriteria Desain

Kriteria desain mesin perontok biji jali yaitu mampu merontokkan butiran-butiran biji jali dengan memanfaatkan gaya gesek dan tekan yang terjadi di kedua roll silinder pejal yang bergerak berlawanan arah. Ukuran clearence pada selah selah silinder diambil berdasarkan rata-rata biji jali batu per 50 biji, sehingga

didapatkan data rata-rata biji jali batu yaitu 7,3 mm. Bahan baku digiling melalui

clearence kedua silinder yang bergerak. Bahan baku kemudian akan jatuh pada

ayakan, ayakan berfungsi memisahkan malai jali dengan biji jali yang ikut tergiling dengan lebar lubang ayakan 1cm x 1cm maka akan terpisahlah malai dan biji jali tersebut. Selanjutnya biji jali yang lolos melalui sortasi ayakan akan jatuh ke penampung biji. Mesin ini dirancang menggunakan prinsip kerja semi otomatis, dimana dalam proses pengumpanan bahan baku, proses pengambilan biji pada wadah penampung dan proses pengambilan kotoran malai yang tergiling masih dilakukan secara manual.

D.Perancangan Struktural

Proses perancangan terdiri dari beberapa tahap, yaitu pemilihan bentuk, penentuan dimensi, dan bahan yang akan digunakan. Hal ini merupakan bagian yang sangat penting karena akan berdampak langsung pada kinerja alat atau mesin yang akan dirancang.

Bagian mesin perontok jali ini secara umum terbagi atas rangka mesin, silinder penggiling, ayakan, wadah penampung bjij jali, couple unit, gearbox, dan motor listrik. Masing-masing bagian mesin perontok ini dipasang berdasarkan

rancangan desain dan fungsional dari hasil perhitungan secara teoritis. Desain struktur mesin perontok biji jali ini dapat dilihat pada Gambar 5.

Keterangan:

1. Ruang perontok 6. Saluran Pengeluaran

2. Roll silinder pejal 7. Rangka utama mesin

3. Meja pengumpan 8. Dudukan motor listrik

4. Saringan 9. Gear transmisi

5. Wadah penampung

Gambar 5. Sketsa perontok jali tipe roll silinder pejal.

Rangka utama mesin perontok dirancang dengan lebar kaki pada bagian bawah sama dengan lebar kaki bagian atas. Rangka utama ini berfungsi untuk menahan beban seluruh bagian mesin perontok ketika beroperasi maupun ketika mesin tidak dioperasikan. Roll silinder pejal(alat perontok) berada dibagian atas rangka mesin. Jarak antar silinder (clearance) dibuat lebih kurang 6,5 mm. Jarak

1 2

3

4

5

7 6

8

clearance tersebut berfungsi untuk menahan biji jali dari malai yang tertarik oleh putaran silinder. Silinder yang memberikan gaya tarik pada batang tanaman jali kemudian menggiling batang jali melalui clearence kemudian batang tanaman jali keluar melalui saluran pengeluaran. Dua silinderini disangga oleh dua buah

pillow block disisi kiri dan kanan pada poros ass circlenya. Pillow block ini

berguna menjaga bidang silinderberputar tetap pada sumbu porosnya. Bagian bawah alat perontok terdapat saringan yang berfungsi untuk memisahkan biji jali dengan kotoran berupa malai dan batang yang patah yang ikut menuju wadah penampung dengan dimensi lubang 1×1 cm. Wadah penampung terletak dibagian bawah saringan, wadah ini berfungsi sebagai tempat penampung biji jali hasil proses perontokan. Mesin perontok ini menggunakan gearbox untuk mereduksi kecepatan putar yang dihasilkan dari motor listrik terhadap bidang perontok (silinder pejal) dengan skala rasio perbandingan 1 : 30. Putaran dari motor listrik ditransmisikan menggunakan puli dan v-belt menuju gearbox. Motor listrik juga dipasang pada rangka utama mesin perontok bagian bawah yaitu pada dudukan motor lisrik.

1. Rangka Mesin Perontok

Rangka mesin perontok terbuat dari besi siku dengan ukuran 5 cm x 5 cm, Panjang rangka 70 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 95 cm.

2. Roll Silinder Pejal

Dua buah roll sillinder pejalini terbuat dari as circle berukuran panjang 56 cm dan berdiameter 1,6 cm. Roll silinder pejaldibuat menggunakan besi pipa yang

berbentuk bulat berdiameter 4 inch menempel pada bagian as. Kemudian diameter silinder ini disesuaikan sehingga jarak antar silinder yaitu 6,5 mm.

3. Saringan Kotoran

Saringan ini terbuat dari kawat, dengan lubang saringan 1cm x 1cm. Saringan ini dirancang agar hanya biji jali yang dapat lolos dan jatuh ke wadah penampung.

4. Wadah Penampung

Wadah penampung biji jali terbuat dari aluminium dengan ketebalan 2 mm. wadah ini berbentuk seperi bak dengan panjang 69,5 cm dan lebar 50 cm.

5. Gear

Gear yang digunakan pada mesin ini yaitu dua buah gear yang berdiameter 12,8

cm dengan ketebalan 1,2 cm.

Gambar 7. Roll silinder pejal

Gambar 9. Gear

6. Gearbox

Mesin perontok menggunakan gearbox dengan rasio gear sebesar 1:30. Menurut Warji (2009), penurunan kecepatan putar pada gearbox dihitung menggunakan persamaan 1.

... (1) Dimana :

ninput : kecepatan putar yang diberikan, putaran per detik

noutput : kecepatan putar yang dihasilkan, putaran per detik

rgearbox : rasio gearbox

7. Sabuk dan Pulley

Pulley yang digunakan pada motor listrik dan gearbox terbuat dari alumunium

dengan diameter 7,5 cm, sedangkan sabuk V-belt yang digunakan untuk

menghubungkan motor listrik dan gearbox memiliki lebar 1 cm dan 1,3 cm serta panjang 50 cm.

8. Motor Listrik dan Putaran Silinder

Mesin perontok jali menggunakan motor listrik 1 HP dengan tegangan input

sebesar 220V. Motor listrik ini dapat menghasilkan putaran mencapai 1400 rpm. Sehingga dengan daya motor sebesar 1 HP dengan putaran motor 1440 rpm akan diubah putarannya melalui gearbox dengan rasio perbandingan 1 : 30 perhitungan teoritis menggunakan puli 3 inchi pada gearbox dan 3 inchi pada as roll silinder pejal putaran menjadi 46,6 rpm, sedangkan perlakuan kedua pada gearbox

silinder pejal menjadi 34,95 rpm, dan perlakuan ketiga dengan puli 3 inchi pada

gearbox ditransmisikan ke roll silinder pejal yang menggunakan puli 5 inchi

didapatkan putaran sebesar 27,96 rpm

F. Perancangan Fungsional

Mesin perontok ini berfungsi untuk melepaskan biji jali dari batangnya dengan memanfaatkan tekanan yang dihasilkan dari dua buah silinder. Bagian-bagian lain yang memiliki fungsi yang juga penting yaitu rangka, silinder pejal, saringan, wadah penampung, gear, gearbox, sabuk dan pulley, dan motor listrik.

1. Rangka

Bagian rangka berfungsi sebagai tempat terpasangnya bagian-bagian mesin lainnya, tempat dudukan alat perontok (roll silinderpejal), dudukan saringan, dudukan wadah penampung dan dudukan motor listrik.

2. Alat Perontok (Roll Silinder Pejal)

Roll silinderpejal berfungsi sebagai alat perontok dengan memanfaatkan tekanan antar dua silinder.

3. Saringan

Saringan berfungsi untuk memisahkan kotoran dengan biji jali. Saringan ini juga mencegah kotoran menuju wadah penampung.

4. Wadah Penampung

Bagian ini berfungsi untuk menampung biji jali yang sudah terlepas dari batangnya.

5. Speed Reducer (Gearbox)

Gearbox berfungsi untuk mereduksi putaran yang dihasilkan oleh motor listrik.

6. Gear

Gear berfungsi sebagai penggerak dua buah silinder sehingga silinder tersebut

bergerak berlawanan arah.

7. Sabuk dan Pulley

Sabuk V-Belt berfungsi sebagai alat transmisi putaran dan tenaga dari motor listrik menuju roll silinderpejal, sedangkan pulley berfungsi sebagai penerus putaran dari poros motor listrik menuju gearbox.

8. Motor Listrik

Motor listrik berfungsi sebagai penghasil putaran dan tenaga untuk memutar roll silinder pejal.

9. Meja Pengumpan

Meja pengumpan menggunakan bahan aluminium berbentuk persegi panjang dengan ukuran panjang 20 cm dan lebar 36 cm.

10. Saluran Pengeluaran

Saluran pengeluaran ini menggunakan besi plat berukuran panjang 36 cm dan lebar 25 cm yang alasnya menggunakan besi siku sebagai dudukan.

11. Ruang Perontok

Ruang perontok ini menggunakan bahan aluminium berbentuk kotak dengan panjang 36 cm, lebar 51 cm dan tinggi 20 cm yang didesain sedemikian rupa sehingga pada saat pengoperasian mesin roll silinder pejal tidak menyentuh dinding ruang perontok.

G. Pembuatan Mesin Perontok Biji Jali

Pembuatan mesin perontok biji jali dimulai dengan menyediakan bahan -bahan yang telah ditentukan seperti besi siku dan besi plat. Rangka dibuat dengan memotong besi siku berukuran 5x5 cm, dengan panjang 123 cm sebanyak 2 buah, panjang 95 cm sebanyak 2 buah, panjang 70 cm sebanyak 6 buah, panjang 51 cm 6 buah. Bagian ini digunakan untuk membuat rangka utama dari mesin perontok biji jali.

Besi siku 5x5 cm dipotong dengan panjang 35 cm sebanyak 2 buah dan panjang 18 cm 2 buah. Bagian ini digunakan untuk membuat rangka penyangga dua bidang silinder perontok. Besi siku 5x5 cm dipotong dengan panjang 51 cm sebanyak 2 buah digunakan sebagai rangka penyangga motor listrik.

Roll silinder pejal dibuat dengan mengunakan as circle berukuran panjang 56 cm dan berdiameter 1,2 cm. Selimut silinder ini menggunakan besi pipa. Dua silinder perontok digabungkan dengan rangka dengan menggunakan pillow block

sebanyak dua buah dengan diameter cincin 25 mm. Pemasangan gearbox dan

gear dilakukan setelah silinder perontok terpasang

Motor listrik 1 HP dipasang pada rangka penyangga motor listrik, dilanjutkan dengan pemasangan pulley pada motor listrik dan gearbox. Pemasangan V-belt

dilakukan dengan melakukan pengaturan pada posisi motor listrik terhadap rangka penyangga motor listrik.

H. Mekanisme Kerja Mesin

Mesin perontok biji jali ini digerakkan oleh motor listrik. Motor listrik 1 HP mampu menghasilkan putaran sebesar 1400 rpm, putaran ini kemudian

ditransmisikan menuju gearbox dengan bantuan sabuk V-belt dan pulley. Putaran dari motor listrik kemudian direduksi oleh gearbox dari 1400 rpm menjadi 46,6 rpm. Putaran dari gearbox ditransmisikan pada alat perontok (roll silinder pejal).

Perputaran dua buah silinder memberikan gaya tekan pada biji jali sehingga menyebabkan biji jali lepas dari batangnya.

I. Pengujian Kinerja Mesin

Pengujian terhadap suatu alat mesin terdapat beberapa indikator pengujian, diantaranya yaitu:

1. Kapasitas Kerja Mesin (KKM)

Kapasitas kerja mesin secara aktual dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.

... ....(2) Dimana:

KKM : Kapasitas kerja mesin (kg/jam)

JJT : Berat tanaman jali terontok (kg)

2. Persentase Jali Tidak Terontok (JTT)

Jali tidak terontok adalah jumlah jali yang masih menempel pada tangkai jali yang dirontokkan. Persentase tidak terontok terhadap jumlah jali terontok dapat

dihitung dengan persamaan berikut:

... ....(3) Dimana:

JTT : Jali tidak terontok (%)

JJTT : Jumlah jali tidak terontok (gram)

JJT : Jumlah jali terontok (gram)

3. Persentase Jali Terontok (JT)

Jali terontok adalah jumlah total jali yang berhasil dirontokkan dari total jumlah jali yang terdapat pada tangkai jali. Persentase jumlah total jali dikurangi

terhadap jumlah jali yang tidak terontok dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

...(4) Dimana:

JT : Jali terontok (%)

4. Persentase Jali Terontok Baik (JTB)

jali terontok baik adalah jali yang berhasil dirontokkan di dalam ruang perontok. Persentase jali terontok baik terhadap jumlah total jali terontok dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

...(5)

Dimana:

JTB : Jali terontok baik (%)

JJTB : Jumlah jali terontok baik (gram)

JJT : Jumlah jali terontok (gram)

5. Jumlah Jali Terontok Rusak (JTR)

Jumlah jali terontok rusak adalah jumlah jali yang berhasil dirontokkan dalam keadaan rusak. Presentase jali rusak dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:.

... ....(6) Dimana:

JTR : Jumlah jali terontok (%)

JJTR : Jumlah jali tidak terontok (gram)

J. Perlakuan Perontokan Biji Jali

Mesin perontok jali ini diberikan perlakuan dengan 3 putaran (rpm) mesin yang berbeda-beda dengan rancangan perlakuan sebagai berikut:

A : Putaran mesin perontok sebesar 46,6 rpm B : Putaran mesin perontok sebesar 34,95 rpm C : Putaran mesin perontok sebesar 27,96 rpm

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Kesimpulan dari penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini menghasilkan mesin perontok biji jali tipe roll silinder pejal dengan motor penggerak 1 HP.

2. Kecepatan optimum putaran silinder perontok alat perontok biji jali tipe roll silinder pejal ini adalah 50 rpm, dengan persentase biji jali terontok sebesar 79,68% dan persentase rata-rata biji jali terontok baik rata-rata sebesar 88,57%.

3. Kapasitas kerja rata-rata mesin dari tiga kali perlakuan adalah sebesar 50,45 kg tanaman jali/jam.

B. Saran

Saran yang diajukan adalah sebagai berikut :

1. Perlu adanya modifikasi penutup pada transmisi gear untuk meningkatkan aspek ergonomika dan keselamatan kerja operator mesin.

2. Proses perontokan sebaiknya menggunakan kecepatan ideal yaitu dengan kecepatan putar 50 rpm untuk mendapatkan hasil yang optimun.

3. Perlu adanya modifikasi letak kedudukan kedua silinder agar didesain tegak lurus secara horizontal untuk meminimalisir terjadinya slip yang dikarenakan penumpukan biji.

4. Perlu adanya modifikasi pada saluran pengeluaran untuk menghindari biji jali yang keluar tersangkut pada malai dapat kembali masuk ke bak penampung.

DAFTAR PUSTAKA

Hanafie, A., Saripuddin, M. dan M. Fadli. 2011. Perancangan Mesin Perontok Padi (Combine Harverter) yang Ergonomis dengan Pendekatan

Antropometri. Penelitian Iltek Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik

Universitas Makassar.

Hasbullah, R. dan R. Indrayani. 2011. Penggunaan Mesin Perontok untuk

Menekan Susut dan Mempertahankan Kualitas Gabah. Makalah disajikan

dalam Prosiding Seminar Nasional Perteta 2011Kajian Alat dan Mesin Pertanian. Jember 21-22 Juli 2011.

Iswari, K. 2012. Kesiapan Teknologi Panen dan Pasca Panen Padi Dalam

Menekan Kehilangan Hasil dan Meningkatkan Mutu Beras. Jurnal

Litbang Pertanian. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Sumatera Barat. Sukarami. Solok.

Kabelan, K. 2012. Jali. Tanggal 3 Agustus 2012. Dikutip Dari Http://Id.Wikipedia.Org/Wiki/Jali.Html.

Kurniawati, S. 2011. Info Budidaya Jali-Jali Jagung. Tanggal 25 September 2013. Dikutip dari http://cara-beternaku.blogspot.com/2011/12/jali-jali-jagung.html. .

Kurrohman, T. 2010. Tanaman Obat – Jali. Tanggal 25 September 2013.

Dikutip dari http://gerry-tk.blogspot.com/2010/10/tanaman-obat-jali.html. Liliana, Y.P. S. Widagdo. dan A. Abtokhi. 2007. Pertimbangan Antropometri

pada Pendisainan. Jurnal disajikan dalam Seminar Nasional III SDM

Teknologi Nuklir. Yogyakarta 21-22 november 2007.

Nelwan, R.C. 2012. Ergonomi. Binawan Institute of Health Sciences. Tanggal 3 Agustus 2012. Dikutip dari

http://dc415.4shared.com/doc/LTttku5F/preview.html.

Nurmala, T. 1998. Serealia Sumber Karbohidrat Utama. Rineka Cipta. Jakarta.

Nurmala, T. 2009. Prospek Jewawut (Pennisetum spp.) Sebagai Tanaman

Pangan serealia Alternatif. Jurusan Budidaya pertanian Fakultas

Prabowo, S. 2006. Pengolahan dan Pengaruhnya Terhadap Sifat Fisik dan Kimia serta Kualitas Beras (Processing and Its Effect on Physical,

Chemical properties and Quality of Rice). Jurnal Teknologi Pertanian

Universitas Mulawarman. Kampus Gunung Kelua. Samarinda. Ruaw, C. 2013. Kehilangan Hasil pada Pengeringan dan Penggilingan

Gabah di Minahasa. Jurnal skripsi Jurusan Teknologi Pertanian

Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi.

Sulistiadji, K., Roesmeika. dan A. Gunanto. 2008. Rancang Bangun Mesin Perontok Padi Tipe Lipat Menggunakan Drum Gigi Perontok Tipe

Stripping Raspbar. Jurnal Enjiniring pertanian. Rekayasa pada Balai

Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian.

Warji. 2009. Rancang Bangun Mesin Penepung Ubi Kayu Tipe Hammer Mill. Jurnal Enjiniring Pertanian. Fakultas Pertanian. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Lampung

4. Persentase Jali Terontok Baik (JTB)

jali terontok baik adalah jali yang berhasil dirontokkan di dalam ruang perontok. Persentase jali terontok baik terhadap jumlah total jali terontok dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

...(5) Dimana:

JTB : Jali terontok baik (%)

JJTB : Jumlah jali terontok baik (gram) JJT : Jumlah jali terontok (gram) 5. Jumlah Jali Terontok Rusak (JTR)

Jumlah jali terontok rusak adalah jumlah jali yang berhasil dirontokkan dalam keadaan rusak. Presentase jali rusak dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:.

... ....(6) Dimana:

JTR : Jumlah jali terontok (%)

JJTR : Jumlah jali tidak terontok (gram) JJT : Jumlah jali terontok (gram)

A : Putaran mesin perontok sebesar 46,6 rpm B : Putaran mesin perontok sebesar 34,95 rpm C : Putaran mesin perontok sebesar 27,96 rpm

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Kesimpulan dari penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini menghasilkan mesin perontok biji jali tipe roll silinder pejal dengan motor penggerak 1 HP.

2. Kecepatan optimum putaran silinder perontok alat perontok biji jali tipe roll silinder pejal ini adalah 50 rpm, dengan persentase biji jali terontok sebesar 79,68% dan persentase rata-rata biji jali terontok baik rata-rata sebesar 88,57%.

3. Kapasitas kerja rata-rata mesin dari tiga kali perlakuan adalah sebesar 50,45 kg tanaman jali/jam.

1. Perlu adanya modifikasi penutup pada transmisi gear untuk meningkatkan aspek ergonomika dan keselamatan kerja operator mesin.

2. Proses perontokan sebaiknya menggunakan kecepatan ideal yaitu dengan kecepatan putar 50 rpm untuk mendapatkan hasil yang optimun.

3. Perlu adanya modifikasi letak kedudukan kedua silinder agar didesain tegak lurus secara horizontal untuk meminimalisir terjadinya slip yang dikarenakan penumpukan biji.

4. Perlu adanya modifikasi pada saluran pengeluaran untuk menghindari biji jali yang keluar tersangkut pada malai dapat kembali masuk ke bak penampung.

DAFTAR PUSTAKA

Hanafie, A., Saripuddin, M. dan M. Fadli. 2011. Perancangan Mesin Perontok Padi (Combine Harverter) yang Ergonomis dengan Pendekatan

Antropometri. Penelitian Iltek Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Makassar.

Hasbullah, R. dan R. Indrayani. 2011. Penggunaan Mesin Perontok untuk Menekan Susut dan Mempertahankan Kualitas Gabah. Makalah disajikan dalam Prosiding Seminar Nasional Perteta 2011 Kajian Alat dan Mesin Pertanian. Jember 21-22 Juli 2011.

Iswari, K. 2012. Kesiapan Teknologi Panen dan Pasca Panen Padi Dalam Menekan Kehilangan Hasil dan Meningkatkan Mutu Beras. Jurnal Litbang Pertanian. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Sumatera Barat. Sukarami. Solok.

Kabelan, K. 2012. Jali. Tanggal 3 Agustus 2012. Dikutip Dari Http://Id.Wikipedia.Org/Wiki/Jali.Html.

Kurniawati, S. 2011. Info Budidaya Jali-Jali Jagung. Tanggal 25 September 2013. Dikutip dari http://cara-beternaku.blogspot.com/2011/12/jali-jali-jagung.html. .

Kurrohman, T. 2010. Tanaman Obat – Jali. Tanggal 25 September 2013.

Dikutip dari http://gerry-tk.blogspot.com/2010/10/tanaman-obat-jali.html. Liliana, Y.P. S. Widagdo. dan A. Abtokhi. 2007. Pertimbangan Antropometri

pada Pendisainan. Jurnal disajikan dalam Seminar Nasional III SDM Teknologi Nuklir. Yogyakarta 21-22 november 2007.

Nelwan, R.C. 2012. Ergonomi. Binawan Institute of Health Sciences. Tanggal 3 Agustus 2012. Dikutip dari

http://dc415.4shared.com/doc/LTttku5F/preview.html.

Nurmala, T. 1998. Serealia Sumber Karbohidrat Utama. Rineka Cipta. Jakarta.

Nurmala, T. 2009. Prospek Jewawut (Pennisetum spp.) Sebagai Tanaman Pangan serealia Alternatif. Jurusan Budidaya pertanian Fakultas Pertanian Universitas Padjajaran. Jatiangor, Bandung

Ruaw, C. 2013. Kehilangan Hasil pada Pengeringan dan Penggilingan Gabah di Minahasa. Jurnal skripsi Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi.

Sulistiadji, K., Roesmeika. dan A. Gunanto. 2008. Rancang Bangun Mesin Perontok Padi Tipe Lipat Menggunakan Drum Gigi Perontok Tipe Stripping Raspbar. Jurnal Enjiniring pertanian. Rekayasa pada Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian.

Warji. 2009. Rancang Bangun Mesin Penepung Ubi Kayu Tipe Hammer Mill. Jurnal Enjiniring Pertanian. Fakultas Pertanian. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Lampung