28 7. Milkcan
Milkcan atau wadah penampung berfungsi untuk menampung air susu yang keluar dari puting sapi. Gaya hisap yang diperoleh puting sapi
merupakan hasil dari ruang vakum pada milkcan. Ruang vakum pada milkcan tersebut dibentuk oleh pompa vakum. Milkcan harus aman
digunakan untuk bahan pangan, tidak mengandung unsur logam berat dan mudah untuk dibersihkan
8. Selang Udara Selang udara berfungsi untuk mengalirkan tekanan udara yang
dihasilkan oleh pompa engkol menuju ke bagian pemerah. Selang ini harus mampu menahan tekanan hingga 50 kPa yang dihasilkan oleh
pompa engkol. 9. Selang Pengalir Susu
Selang pengalir susu terbuat dari silikon, yang berfungsi untuk mengalirkan air susu hasil pemerahan menuju ke milkcan. Selang
pengalir susu ini tentunya harus mampu menahan gaya hisap yang berasal dari milkcan, selain itu selang pengalir susu harus dipastikan
aman untuk bahan pangan. 10. Rangka
Rangka berfungsi sebagai dudukan pompa engkol, sebagai penyangga pompa vakum, penyangga milkcan, dan dudukan untuk sistem transmisi.
Rangka tersebut harus kuat menahan beban yang dihasilkan oleh seluruh komponen. Rangka harus dilengkapi roda, agar memudahkan untuk
bergerak
C. Rangcangan Struktural
1. Bagian Pemerah Shells Bagian pemerah shells terbuat dari pipa stainless steel dengan
panjang 143 mm, diameter luar 38 mm, diameter dalam 36 mm. Bagian bawah shells terbuat dari pipa pejal stainless steel yang dibubut
kemudian dilas dengan diameter dalam 21 mm. Bagian samping shells terdapat lubang untuk memasang soket, dengan dimeter 8 mm. Soket
tersebut memiliki panjang 23 mm, terletak 30 mm dari bagian bawah
29 shells. Soket yang terpasang digunakan untuk memasukan nepel selang.
Soket tersebut memiliki ukuran diameter dalam 8 mm dan diameter luar 13 mm. Rancangan bagian pemerah dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Rancangan Bagian Pemerah Shells
2. Karet Pemerah Liner Karet pemerah liner mimiliki panjang 330 mm, dengan profil yang
unik. Karet pemerah dimasukkan ke dalam bagian pemerah, oleh karena itu ukuran bagian pemerah harus disesuaikan dengan ukuran karet
pemerah. Tidak boleh terjadi kebocoran udara pada ruang antara bagian pemerah shells dan karet pemerah liner, karena dapat mengurangi
tekanan yang diberikan oleh pompa engkol. Karet pemerah dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2. Karet Pemerah
30 3. Sistem Transmisi
Sistem transmisi yang digunakan adalah rantai dan sproket. Sistem transmisi ini menggunakan 2 sproket, dengan masing-masing jumlah
mata rantai 36 dan 18. Dengan perbandingan jumlah mata rantai tersebut, jika kecepatan putaran tangan operator sebesar 30 rpm, maka kecepatan
putar untuk pompa engkol sebesar 60 rpm. Kecepatan pembagian pulsa oleh pulsator yang diijinkan berkisar antara 45-60 denyut permenit, jadi
kecepatan putar dari pompa engkol masuk dalam batas toleransi yang diijinkan. Rantai yang digunakan adalah rantai rol, dengan rangkaian
tunggal. Untuk poros digunakan ukuran sebesar 19 mm. Rancangan sistem transmisi dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Rancangan Sistem Transmisi
4. Pompa Engkol Pompa engkol merupakan rangkaian yang berasal dari pompa klep.
Pompa klep ini mampu memberikan tekanan udara hingga 40-50 kPa. Tekanan yang diijinkan untuk pemerahan berkisar antara 40-50 kPa, jadi
tekanan yang dihasilkan oleh pompa klep sudah memenuhi syarat. Poros yang digunakan berdiameter 19 mm. Untuk menjaga kestabilan putaran,
maka digunakan bantalan gerak berupa bearing sebanyak dua buah. Poros engkol dirancang dengan sudut putar 80º, setiap pompa akan bergantian
memberikan tekanan terhadap puting sapi. Pompa engkol ini digerakkan oleh tangan. Rancangan pompa engkol dapat dilihat pada Gambar 4.4.
31
Gambar 4.4. Rancangan Pompa Engkol
5. Pompa Vakum Pompa vakum bertenaga 13 hp, dengan laju aliran 4 CFM cubic feet
per-minute dan tekanan vakum hingga 10 Pa. Pompa ini memiliki berat 11 kg. Kecepatan yang dihasilkan mencapai 1440 rpm, bekerja dengan
menggunakan oli. Daya listrik yang dihasilkan 250 watt. Pompa vakum dapat dilihat pada Gambar 4.5. Spesifikasi pompa vakum dapat dilihat
pada Lampiran 1
Gambar 4.5. Pompa Vakum
6. Vacuum Chamber Head VCH Vacuum Chamber Head VCH dirancang kembali untuk
mengggantikan tutup yang sudah ada dengan fungsi sebagai pengkondisi
32 ruang vakum pada milkcan. VCH dilengkapi seal untuk mencegah
kebocoran udara. VCH terbuat dari bahan stainless steel agar mudah dikerjakan. VCH berdiameter 194 mm, dengan tinggi 150 mm.
Rancangan VCH dapat dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6. Rancangan Vacuum Chamber Head
Untuk mengkondisikan ruang vakum pada milkcan, maka VCH ini dilengkapi dengan seal. Seal terbuat dari bahan silikon, dengan diameter
dalam sebesar 194 mm dan daimeter luar sebesar 204 mm. Pembuatan VCH juga harus memperhatikan tekanan atau daya hisap yang dihasilkan
oleh pompa vakum. Maka diperlukan perhitungan, agar air susu tidak tehisap masuk kedalam pompa vakum. Analisis perhitungan yang
dilakukan sebagai berikut: h
g P
. .
ρ =
............................................................................................. 1 Dimana:
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
= =
=
3 2
2
m kg
susu air
jenis massa
s m
gravitasi g
m N
atau Pa
vakum tekanan
P
ρ Sehingga diperoleh:
cm h
h x
s m
x m
kg kPa
9 ,
4 8
, 9
1032 50
2 3
= =
33 7. Milkcan
Milkcan terbuat dari bahan alumunium dengan bentuk dan volume yang sudah tersedia. Daya tampung atau volume milkcan tersebut sebesar
30 liter. Milkcan tersebut mimiliki ukuran lubang untuk tutup sebesar 196 mm. Milkcan merupakan wadah penampung susu yang lazim ada di
pasaran dan digunakan oleh pemrah susu pada umumnya.
Gambar 4.7. Milkcan
8. Selang Udara Selang udara dengan panjang 10 meter, dibagi menjadi empat untuk
menyalurkan tekanan dari pompa engkol menuju ke bagian pemerah. Selang yang digunakan berdiameter 8,5 mm. Selang udara ini mampu
menyalurkan tekanan udara hingga 250 kgfcm
2
. Selang udara ini tidak mudah berubah bentuk bila mendapatkan tekanan kurang dari 250
kgfcm
2
. Selang udara dapat dilihat pada Gambar 4.8.
34
Gambar 4.8. Selang Udara
9. Selang Pengalir Susu Selang pengalir susu dengan panjang 8 meter, dibagi menjadi empat
untuk menyalurkan tekanan atau daya hisap vakum ke puting susu sapi dan mengalirkan air susu ke milkcan. Selang ini khusus dibuat untuk
bahan pangan, karena tidak merubah unsur kimia yang terdapat pada bahan pangan yang mengalir didalam selang tersebut. Selang ini
dilengkapi dengan kawat pengisi, sehingga mampu bertahan terhadap tekanan tinggi. Selang dengan diameter dalam 6 mm dan diameter luar
8,5 mm. Selang pengalir susu ini dibuat transparan, sehingga air susu yang mengalir didalam selang bisa terlihat dengan jelas. Selang pengalir
susu dapat dilihat pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9. Selang Pengalir Susu
35 10. Rangka
Rangka terbuat dari besi siku dengan dimensi 40 x 40 mm, memiliki tebal 4 mm. Ukuran alas dari rangka 800 x 400 mm. Alas tersebut
dilapisi plat besi dengan ketebalan 2 mm. Pada alas dibuatkan dudukan untuk milkcan dan pompa vakum dengan bentuk mengikuti ukuran
masing-masing objek. Untuk dudukan pompa berukuran 400 x 300 mm dengan tinggi dari alas rangka 500 mm. Dudukan pompa piston
dilengkapi plat besi setebal 3 mm untuk menopang pompa piston tersebut. Rangka akan menopang sistem transmisi yang menggunakan
bantalan gerak sebanyak dua buah. Rangka dilengkapi roda agar mudah dipindah-pindahkan. Rancangan rangka dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10. Rancangan Rangka
36
V. HASIL DAN PEMBAHASAN A.
Rancang Bangun Alat Pemerah
1. Bagian Pemerah Shells Sesuai dengan rancangan sturktural, bagian pemerah shells terbuat
dari pipa stainless steel dengan panjang 143 mm, diameter luar 38 mm, diameter dalam 36 mm. Bagian bawah shells terbuat dari pipa pejal
stainless steel yang dibubut kemudian dilas dengan diameter dalam 21 mm. Bagian samping shells terdapat lubang untuk memasang soket,
dengan dimeter 8 mm. Soket tersebut memiliki panjang 23 mm, terletak 30 mm dari bagian bawah shells. Soket yang terpasang digunakan untuk
memasukan nepel selang. Soket tersebut memiliki ukuran diameter dalam 8 mm dan diameter luar 13 mm. Pemasangan soket dengan menggunakan
las argon. Setelah bagian pemerah selesai dirakit, maka proses penyelesaian akhir dilakukan, yaitu dengan memberikan lapisan
pengkilat. Berat untuk satu bagian pemerah shells tanpa karet pemerah liner sebesar 180 gram. Bagian pemerah shells dapat dilihat pada
Gambar 4.1. Lampiran 2. menyajikan gambar teknik dari bagian pemerah shells.
Gambar 5.1. Bagian Pemerah Shells
37 2. Karet Pemerah Liner
Karet pemerah yang digunakan adalah spare part dari mesin pemerah otomatis yang sudah ada. Oleh karena itu ukuran bagian pemerah shells
harus disesuaikan dengan ukuran karet pemerah. Kebutuhan karet pemerah untuk alat pemerah susu sapi semi otomatis tipe engkol ini
sebanyak empat buah. Karet pemerah didapat dengan membeli. Karet pemerah yang digunakan adalah karet pemerah yang sudah memiliki
merk dagang, yang dapat menjamin karet pemerah tersebut sudah sering digunakan sebagai spare part pada alat pemerah otomatis. Karet pemerah
memiliki permukaan karet yang lembut dan tidak keras, sehingga liner ini sangat baik. Karet pemerah pada Gambar 5.2.
Gambar 5.2. Karet Pemerah
3. Sistem Transmisi Sistem transmisi yang digunakan adalah rantai dan sproket. Sistem
transmisi ini menggunakan 2 sproket, dengan masing-masing jumlah mata rantai 36 dan 18. Dengan perbandingan jumlah mata rantai tersebut,
jika kecepatan putaran tangan sebesar 30 rpm, maka kecepatan putar untuk pompa engkol sebesar 60 rpm. Kecepatan pembagian pulsa oleh
pulsator yang diijinkan berkisar antara 45-60 denyut per-menit, jadi kecepatan putar dari pompa engkol masuk dalam batas toleransi yang
diijinkan. Rantai yang digunakan adalah rantai rol, dengan rangkaian tunggal. Sistem transmisi dapat dilihat pada Gambar 5.3.
38
Gambar 5.3. Sistem Transmisi
4. Pompa Engkol Pompa engkol merupakan rangkaian yang berasal dari pompa klep.
Poros engkol yang digunakan ialah poros dengan diameter 190 mm dengan panjang total 450 mm. Diameter pompa 50 mm dengan panjang
langkah mencapai 850 mm, pompa klep ini mampu memberikan tekanan udara hingga 40-50 kPa. Tekanan yang diijinkan untuk puting sapi
berkisar antara 40-50 kPa, jadi tekanan yang dihasilkan oleh pompa klep sudah memenuhi syarat. Untuk menyalurkan tekanan pada karet pemerah
liner, pompa dihubungkan dengan selang menggunakan nepel selang dan klem. Pompa engkol diberi penahan berupa pipa besi dengan
diameter 8 mm, dudukan untuk penahan berada pada bagian samping keempat pompa.
Pompa engkol dengan sudut putar 80° mampu memberikan tekanan tehadap karet pemerah secara bergantian. Dengan pemberian tekanan
secara bergatian, diharapkan tidak memberikan efek negatif terhadap puting susu. Pompa engkol dapat dilihat pada Gambar 5.4.
39
Gambar 5.4. Rangkaian Pompa Engkol
5. Pompa Vakum Pompa vakum bertenaga motor listrik 13 hp, dengan laju aliran 4
CFM cubic feet per-minute dan tekanan vakum hingga 10 Pa. Pompa ini memiliki berat 11 kg. Kecepatan yang dihasilkan mencapai 1440 rpm,
bekerja dengan menggunakan oli. Daya listrik yang dihasilkan 250 watt. Sebelum menghidupkan pompa vakum, sebaiknya harus memeriksa
keadaan oli pada pompa vakum. Untuk menyalurkan daya hisap pada milkcan pompa vakum dihubungkan dengan selang menggunakan soket
sebagai dudukan nepel selang dan klem untuk mengencangkan selang. Tampilan pompa vakum dapat dilihat pada Gambar 5.5. Lampiran 3.
menyajikan gambar teknik dari pompa vakum.
Gambar 5.5. Pompa Vakum
40 6. Vacuum Chamber Head VCH
Karena bahan aluminium sulit untuk dikerjakan dengan material perbengkelan seperti dilas, maka VCH dibuat dari bahan lain yang mudah
dikerjakan dan aman untuk pangan Bahan yang dipilih adalah stainless steel. Komponen claw tidak digunakan pada alat ini, karena fungsinya
dapat digantikan oleh VCH dan milkcan. Pada VCH terdapat empat lubang untuk dipasangkan soket, soket tersebut berfungsi sebagai
dudukan untuk nepel selang. Soket dan nepel selang juga terbuat dari bahan stainless steel yang aman untuk bahan pangan dalam hal ini air
susu. Pada sisi VCH terdapat dudukan pengunci. Dudukan tersebut berfungsi untuk merekatkan bagian utama milkcan dengan VCH. Agar
tercipta ruang vakum, maka VCH dilengkapi seal silikon dengan fungsi untuk menutup celah diantara tutup dan bagian utama. Vacuum chamber
head dapat dilihat pada Gambar 5.6. Gambar teknik dari VCH dapat dilihat pada Lampiran 4.
Gambar 5.6. Vacuum Chamber Head
7. Milkcan Alat pemerah susu sapi semi otomatis tipe engkol ini dirancang agar
secara langsung menggunakan milkcan sebagai penampung susu. Milkcan yang dimaksud disini adalah wadah penampung susu yang lazim
ada di pasaran dan digunakan oleh pemrah susu pada umumnya.
41 Milkcan terbuat dari alumunium. Daya tampung atau volume milkcan
tersebut sebesar 30 liter. Milkcan tersebut memiliki ukuran lubang untuk tutup sebesar 196 mm. Jenis milkcan yang digunakan dapat dilihat pada
Gambar 5.7. Lampiran 5. menyajikan gambar teknik dari milkcan.
Gambar 5.7. Milkcan
Setelah VCH selesai dibuat, selanjutnya unit VCH dipasangkan dengan tabung milkcan. Pemasangan VCH dan tabung milkcan
menggunakan pengunci yang telah terpasang pada kedua unit tersebut. Rangkaian VCH dengan milkcan dapat dilihat pada Gambar 5.8.
Gambar 5.8. Rangkaian VCH Dengan Milkcan
42 8. Vacuum Gauge
VCH dilengkapi dengan vacuum gauge. Alat ini berfungsi untuk mengukur tekanan didalam milkcan, sehingga pemerah mengetahui
kapan pemerahan harus dilakukan. Pada vacuum gauge satuan tekanan yang digunakan adalah cmHg dan inHg. Jadi, jika tekanan yang diijinkan
untuk melakukan pemerahan 40-50 kPa, maka bila dikonversikan kedalam satuan tekanan yang terdapat pada vacuum gauge menjadi 30-37
cmHg. 1 cmHg sama dengan 1,328 kPa. Vacuum gauge dapat dilihat pada Gambar 5.9.
Gambar 5.9. Vacuum Gauge
9. Selang Udara Selang udara dengan panjang 10 meter, dibagi menjadi empat untuk
menyalurkan tekanan udara dari pompa engkol menuju ke bagian pemerah. Selang udara yang digunakan berdiameter 8,5 mm. Selang
udara ini mampu menyalurkan tekanan udara hingga 250 kgfcm
2
. Selang ini tidak mudah berubah bentuk bila mendapatkan tekanan kurang dari
250 kgfcm
2
. Selang udara dapat dilihat pada Gambar 5.10.
43
Gambar 5.10. Selang Udara
10. Selang Pengalir Susu Selang pengalir susu dengan panjang 8 meter, dibagi menjadi empat
untuk menyalurkan tekanan atau daya hisap ke puting susu sapi dan mengalirkan air susu ke milkcan Selang ini khusus dibuat untuk bahan
pangan, karena tidak akan merubah struktur kimia yang terdapat pada bahan pangan yang mengalir didalam selang tersebut. Selang pengalir
susu dilengkapi dengan kawat pengisi, sehingga mampu bertahan terhadap tekanan tinggi. Selang dengan diameter dalam 6 mm dan
diameter luar 8,5 mm. Selang berbahan silikon ini dibuat transparan, sehingga air susu yang mengalir didalam selang bisa terlihat dengan jelas.
Selang pengalir susu dapat dilihat pada Gambar 5.11.
Gambar 5.11. Selang Pengalir Susu
44 11. Rangka
Rangka terbuat dari besi siku dengan dimensi 40 x 40 mm, memiliki tebal 4 mm. Ukuran alas dari rangka 800 x 400 mm. Alas tersebut
dilapisi plat besi dengan ketebalan 2 mm. Pada alas dibuatkan dudukan untuk milkcan dan pompa vakum dengan bentuk mengikuti ukuran
masing-masing objek. Untuk dudukan pompa engkol berukuran 400 x 300 mm dengan tinggi dari alas rangka 500 mm. Dudukan pompa engkol
dilengkapi plat setebal 5 mm untuk menopang pompa engkol. Agar memudahkan untuk dipindah tempatkan rangka diberi roda penggerak.
Rangka dapat dilihat pada Gambar 5.12.
Gambar 5.12. Rangka
B. Perakitan
