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