Uji Jumlah Pisau Roller Pada Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis
UJI JUMLAH PISAU ROLLER PADA ALAT PENGUPAS SABUT KELAPA MEKANIS SKRIPSI
Oleh : JOHANNES SITANGGANG
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012
i
UJI JUMLAH PISAU ROLLER PADA ALAT PENGUPAS SABUT KELAPA MEKANIS
SKRIPSI
Oleh :
JOHANNES SITANGGANG 080308057/ KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
Disetujui oleh : Komisi Pembimbing
( Ainun Rohanah, STP, M.Si ) Ketua
( Lukman Adlin Harahap, STP, M.Si ) Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012
2
ABSTRAK
JOHANNES SITANGGANG : Uji Jumlah Pisau Roller Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan LUKMAN ADLIN HARAHAP
Uji jumlah pisau roller pada alat pengupas sabut kelapa mekanis belum banyak diteliti saat ini. Untuk itu perlu dilakukan penelitian jumlah pisau yang baik hingga mendapatkan kapasitas hasil yang optimal serta persentase kerusakan hasil yang rendah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara pada bulan April-Mei 2012 menggunakan rancangan acak lengkap non factorial yaitu jumlah pisau roller 2,4, dan 6. Parameter yang diamati adalah Kapasitas efektif alat dan Persentase kerusakan hasil
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah pisau memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kapasitas efektif alat tetapi memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap persentase kerusakan hasil. Kata kunci : Jumlah pisau, Sabut kelapa, Pengupas
ABSTRACT
JOHANNES SITANGGANG: Test Number of Knives Peelers Coconut Fiber Roller Equipment Mechanics, guided by AINUN ROHANAH and LUKMAN ADLIN HARAHAP Test the roller blade on a mechanical peeler coco has not been much studied today. Research would benefit from a good number of blades to get the optimal capacity and the percentage of the low yield of damage. The research was conducted at the Laboratory of Agricultural engineering, Faculty of Agriculture, University of North Sumatra in April-May 2012 using the full non-factorial randomized block design that is the number of roller blades 2,4, and 6. The parameters observed were effective capacity and the percentage of damage to the equipment The results showed that the number of different blades giving a very real effect on the effective capacity of different tools but provide no real effect on the percentage of defects. Key words: The number of blades, coconut fiber, Peelers
i
RIWAYAT HIDUP
Johannes sitanggang, dilahirkan di Samosir pada tanggal 13 Agustus 1989, merupakan anak keenam dari tujuh bersaudara dari Ayah H.Sitanggang dan Ibu H.Nainggolan
Tahun 2008 penulis lulus dari SMAN 1 Pangururan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif dibeberapa organisasi internal dan eksternal kampus, diantaranya menjabat sebagai wakil sekretaris bidang aski dan pelayanan GMKI tahun 2010, Badan Pengawas organisasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (BPO IMATETA) 2011 Dan juga Kepala Bidang Aksi dan Lingkungan Hidup di Pemerintahan Mahasiswa (PEMA) Fakultas pertanian 2011/2012. Selain itu penulis juga aktif sebagai Asisten Laboratorium Teknologi hasil pertanian pada tahun 2011.
Pada tanggal 27 Juni 2011 sampai dengan 27 Juli 2011, penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT. Perkebunan Nusantara III PKS rambutan Tebing Tinggi.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis diberi kesehatan sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Adapun skripsi ini berjudul “Uji Jumlah Pisau Roller pada Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ainun Rohanah, STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Lukman Adlin Harahap, STP, M.Si, selaku anggota komisi pembimbing yang telah memberikan berbagai masukan, saran, dan kritik berharga kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Ayah dan Ibu serta saudara-saudaraku yang telah memberikan dorongan kasih sayang, semangat dan doa yang senantiasa menyertai penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini dan semoga bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Medan, Juni 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ............................................................................... i DAFTAR LAMPIRAN............................................................................ iv DAFTAR TABEL..................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ............................................................................... vi PENDAHULUAN .................................................................................... 1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4 Kegunaan Penelitian ................................................................................ 4 Hipotesa Penelitian ................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5 Sejarah Kelapa .......................................................................................... 5 Botani Kelapa............................................................................................ 6 Jenis - Jenis Kelapa ................................................................................... 7 Pemanfaatan Hasil Kelapa ........................................................................ 9 Pengupasan Sabut Kelapa ......................................................................... 9 Penerapan Alat dan Mesin Pertanian ...................................................... 10 Perencanaan Alat dan Mesin Pertanian................................................... 11 Tujuan Penggunaan Alat Mekanis .......................................................... 13 Elemen Mesin Pengupas Kelapa............................................................. 14
Motor Bensin............................................................................... 14 Mata Pisau .................................................................................. 14 Rantai .......................................................................................... 17 Poros............................................................................................ 18 Roda Gigi (Gear) ........................................................................ 19 Sproket ........................................................................................ 20 Bantalan....................................................................................... 20 Speed reducer ............................................................................. 20 Mekanisme Pembuatan Alat ................................................................... 21 Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian.............................................. 22 Pemilihan Bahan ..................................................................................... 22 BAHAN DAN METODE ....................................................................... 24 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 24 Bahan dan Alat Penelitian....................................................................... 24 Metode Penelitian ................................................................................... 24 Pelaksanaan Penelitian ............................................................................ 25 Komponen Alat ........................................................................... 25 Persiapan Bahan .......................................................................... 26 Prosedur Penelitian ................................................................................. 26 Parameter Penelitian .............................................................................. 27 Kapasitas Efektif Alat ................................................................ 27 Persentase Bahan yang rusak ..................................................... 27
iv
v
HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................... 29 Proses pengupasan kelapa ........................................................... 29 Pengaruh variasi pisau terhadap kapasitas dan kerusakan hasil. 30 Kapasitas efektif alat .................................................................. 31 Persentase kerusakan bahan ........................................................ 33
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................... 35 Kesimpulan ................................................................................. 35 Saran ........................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 36 LAMPIRAN............................................................................................ 37
DAFTAR LAMPIRAN
1. Data pengamatan hasil penelitian ....................................................... 38 2. Kapasitas alat ...................................................................................... 39 3. Persentase bahan yang rusak .............................................................. 40 4. Tabel data pengamatan sebelum dikonversi ....................................... 41 5. Tabel data pengamatan setelah dikonversi ......................................... 43 6. Flow chart pelaksanaan penelitian ..................................................... 44 7. Prinsip kerja alat ................................................................................. 45 8. Pemeliharaan alat................................................................................ 46 9. Tabel pemeliharaan elemen-elemen alat ............................................ 47 10. Gambar teknik alat.............................................................................. 48 11. Dokumentasi buah kelapa dan alat pengupas .................................... 51 12. Spesifikasi alat pengupas sabut kelapa mekanis................................. 53 13. Uji homogenitas bahan ....................................................................... 54
vi
DAFTAR TABEL
1. Pengaruh variasi jumlah mata pisau terhadap parameter................. 30 2. Pengaruh variasi jumlah mata pisau terhadap kapasitas olah ......... 31 3. Analisa DMRTterhadap kapasitas olah ............................................ 31 4. Persentase bahan yang rusak............................................................ 33 5. Analisa DMRT terhadap persentase kerusakan hasil ....................... 33
vii
DAFTAR GAMBAR
1. Diagram alir perencanaan................................................................... 12 2. Grafik hubungan variasi jumlah pisau dengan kapasitas efektif alat . 32 3. Grafik hubungan variasi jumlah pisau dengan persentase kerusakan 34
viii
ABSTRAK
JOHANNES SITANGGANG : Uji Jumlah Pisau Roller Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan LUKMAN ADLIN HARAHAP
Uji jumlah pisau roller pada alat pengupas sabut kelapa mekanis belum banyak diteliti saat ini. Untuk itu perlu dilakukan penelitian jumlah pisau yang baik hingga mendapatkan kapasitas hasil yang optimal serta persentase kerusakan hasil yang rendah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara pada bulan April-Mei 2012 menggunakan rancangan acak lengkap non factorial yaitu jumlah pisau roller 2,4, dan 6. Parameter yang diamati adalah Kapasitas efektif alat dan Persentase kerusakan hasil
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah pisau memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kapasitas efektif alat tetapi memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap persentase kerusakan hasil. Kata kunci : Jumlah pisau, Sabut kelapa, Pengupas
ABSTRACT
JOHANNES SITANGGANG: Test Number of Knives Peelers Coconut Fiber Roller Equipment Mechanics, guided by AINUN ROHANAH and LUKMAN ADLIN HARAHAP Test the roller blade on a mechanical peeler coco has not been much studied today. Research would benefit from a good number of blades to get the optimal capacity and the percentage of the low yield of damage. The research was conducted at the Laboratory of Agricultural engineering, Faculty of Agriculture, University of North Sumatra in April-May 2012 using the full non-factorial randomized block design that is the number of roller blades 2,4, and 6. The parameters observed were effective capacity and the percentage of damage to the equipment The results showed that the number of different blades giving a very real effect on the effective capacity of different tools but provide no real effect on the percentage of defects. Key words: The number of blades, coconut fiber, Peelers
i
PENDAHULUAN
Latar belakang Kelapa merupakan tanaman tropis yang penting bagi negara-negara Asia
dan Pasifik. Kelapa disamping dapat memberikan devisa bagi negara juga merupakan mata pencaharian jutaan petani, yang mampu memberikan penghidupan puluhan juta keluarganya (Suhardikono, 1995).
Seperti halnya negara-negara di Samudera Pasifik, Indonesia merupakan penghasil kelapa utama dunia. Hal ini memungkinkan karena tanaman kelapa yang juga sering disebut pohon kehidupan (the tree of life) tumbuh dominan di kawasan pantai. Disebut pohon kehidupan karena seluruh bagian tanamannya sangat bermanfaat bagi manusia. Buah kelapa yang terdiri atas sabut kelapa, tempurung, daging buah dan air kelapa tidak ada yang terbuang dan dapat dimanfaatkan untuk dapat menghasilkan produk industri, antara lain sabut kelapa dapat dibuat coir fibre, keset, sapu dan matras (Sukamto, 2001).
Indonesia merupakan salah satu negara tropika yang terkenal karena hasil kelapanya, bahkan pernah menjadi pengekspor kelapa terbesar di dunia. Di Jawa dan Bali tanaman kelapa lebih banyak di tanam sebagai tanaman pekarangan, sedangkan di pulau-pulau lain tanaman kelapa ditanam dalam areal luas berbentuk monokultur perkebunan kelapa. Tanaman kelapa merupakan tanaman asli daerah tropis dan dapat ditemukan di seluruh wilayah Indonesia, mulai dari daerah pesisir pantai hingga daerah pegunungan yang agak tinggi. Bagi rakyat Indonesia kelapa merupakan salah satu komoditas terpenting sesudah padi dan merupakan sumber pendapatan yang dapat diandalkan (Warisno, 1998).
1
2
Indonesia sebagai salah satu penghasil utama kelapa namun dalam pengolahan pasca panen masih banyak kendala penerapan teknologi. Masyarakat dalam melakukan pengupasan sabut (fibre) masih secara manual. Pengupasan sabut kelapa secara manual tidak efektif apabila pengupasan dilakukan dalam jumlah yang besar (Suhardikono,1995).
Pada pananganan produk hasil pertanian, mengupas dan memotong merupakan pekerjaan yang selalu dilakukan sejak pemanenan sampai produk tersebut siap untuk dikomsumsi atau diproses lebih lanjut. Misalnya, sayuran dipotong – potong sebelum dimasak, umbi – umbian dan pisang diiris sebelum digoreng, nenas diiris sebelum dikalengkan, dan rumput dipotong – potong sebelum diberikan pada ternak. Pekerjaan mengupas dan pemotong hasil pertanian dalam jumlah kecil dapat diselesaikan secara manual dengan menggunakan pisau atau alat pemotong lain. Akan tetapi, bila jumlahnya cukup besar, seperti pengupasan kelapa pada saat panen, pengupasan secara manual membutuhkan waktu dan tenaga kerja yang cukup besar. Untuk itu, mesin pengupas berkapasitas tinggi sangat diperlukan. Sehingga keefektifan dan keefisienan dalam hal ini mutlak diperlukan (Wiriaatmadja, 1995 ).
Penerapan teknologi mekanis dalam bentuk mesin dan peralatan tepat guna di kalangan petani sangat perlu untuk dikembangkan agar jumlah dan mutu produk yang dihasilkan dapat ditingkatkan sehingga bisa mengantarkan corak pertanian yang tradisional ke pertanian transisi menuju sistem pertanian yang modern. Persyaratan dari teknologi yang dimaksud adalah mudah dibuat, mudah dioperasikan, sederhana, praktis, efisien, dan mudah diserap oleh petani karena harganya terjangkau (Daywin, dkk., 2008).
3
Sifat hasil panen pertanian yang bulky atau membutuhkan ruang yang besar untuk penyimpanannya perlu ditangani dengan cara meminimalisir ukuran bahan. Hal ini dapat dilakukan dengan pengupasan atau pemotongan bagian hasil panen yang tidak diperlukan lagi. Sifat lainnya yang membutuhkan penanganan serius adalah panen yang mudah busuk dan rusak. Hasil pertanian biasanya daya simpannya rendah setelah dipanen karena rentan terhadap mikroorganisme dan perubahan enzimatis.
Untuk mengatasi keterbatasan ataupun kelemahan dari alat pengupas sabut kelapa manual itu maka dibuatlah suatu alat pengupas sabut kelapa mekanis yang mampu mengupas sabut kelapa dengan kapasitas yang tinggi serta dapat digunakan atau dioperasikan oleh siapapun operatornya. Pada penerapan alat ini menggunakan sumber tenaga motor bensin. Kemudian motor bensin dihubungkan dengan roller agar berputar. Putaran roller yang telah terdapat pisaunya tersebut nantinya akan mengupas sabut dari bahan.
Peranan utama penggunaan mesin pengupas kelapa adalah mengecilkan ukuran bahan dan memisahkan limbah hasil panen yang tidak diperlukan lagi. Hal ini berguna memperpendek waktu penyiapan bahan untuk proses penanganan berikutnya. Sehingga kehadiran teknologi mekanis ini diharapkan akan membawa manfaat bagi masyarakat khususnya para petani kelapa.
4
Tujuan penelitian Untuk menguji pengaruh variasi jumlah pisau roller alat pengupas sabut kelapa mekanis terhadap kapasitas dan kualitas olah yang dihasilkan.
Kegunaan Penelitian 1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan
syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. 2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pengupas sabut kelap mekanis. 3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan terutama petani kelapa.
Hipotesa Penelitan Diduga ada pengaruh dari variasi jumlah pisau roller terhadap besarnya
kapasitas produksi yang dihasilkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Kelapa
Kelapa sejak zaman prasejarah dikenal dalam peradaban manusia, dan diketahui tumbuh di daerah tropis. Ada 3 teori menyatakan tentang daerah asal tanaman kelapa. Teori pertama memperkirakan bahwa kelapa adalah salah satu anggota genus Cocos seperti yang tumbuh di Amerika, dan daerah asalnya adalah lembah-lembah Andes di Columbia, Amerika Serikat. Dari sinilah pada zaman prasejarah kelapa menyebar dibawa oleh penjelajah-penjelajah di kawasan Pasifik. Teori ke-dua beranggapan bahwa kelapa berasal dari daerah pantai kawasan Amerika Tengah, dimana dengan perantaraan arus lautan terbawa dan menyebar ke pulau-pulau Samudera Pasifik. Teori ke-tiga menyatakan bahwa daerah asal kelapa adalah suatu kawasan di Asia Selatan atau Malaysia atau mungkin Pasifik Barat. Dan berlawanan dengan teori ke-dua, menurut teori ke-tiga ini dari kawasan terakhir itulah kelapa menyebar ke pantai-pantai barat benua Amerika, terutama pada daerah tropis (Warisno, 1998).
Dengan mengamati pembudidayaan tanaman ini di daerah-daerah berperadaban tertua di dunia, dimana di Philipina dan Srilanka telah dikenal sejak 300 tahun sebelum Masehi dan di India telah pula dikenal sejak 3000 tahun yang lalu, maka diperkirakan bahwa kelapa pasti berasal dari daerah tropis sekitarnya. Pada akhirnya para peneliti berkesimpulan bahwa kelapa berasal dari kawasan yang sekarang kita kenal sebagai Malaysia-Indonesia. Dari kawasan inilah, baik arus laut maupun perantaraan manusia, kelapa menyebar ke daerah-daerah lain (Suhardiyono, 1988).
5
6
Botani Kelapa
Dalam dunia tumbuh-tumbuhan, maka kelapa bisa digolongkan sebagai:
Kingdom : Plantae
Divisio
: Spermatophyta
Kelas
: Monocotyledoneae
Ordo
: Palmales
Famili
: Palmae
Genus
: Cocos
Species
: Cocos nucifera
Penggolongan varietas kelapa umumnya berdasarkan perbedaan-perbedaan
umur pohon mulai berbuah, bentuk dan ukuran buah, warna buah serta sifat-sifat
khusus yang lain (Suhardiman, 1999).
Botani organ - organ tanaman kelapa dapat dibagi menjadi: 1. Daun Pada tanaman dewasa dapat mempunyai 30-35 daun pada mahkota dengan
panjang kurang lebih 6 meter. Pada bagian bawah agak cekung ke dalam, daun hampir datar atau cembung pada bagian atas. Daun yang segar beratnya 10-15kg pada kurang lebih 1,5 meter dari pangkal, daun tidak mempunyai anak daun. Pada daun terdapat 200-250 anak daun.
2. Batang Batang kelapa terbentuk bersamaan dengan pembentukan daun. Batang
kelapa nampak dengan jelas setelah berumur 3-5 tahun dan daun pada bagian bawah telah gugur. Batang ini tidak berkambium, sehingga tidak mempunyai
7
pertumbuhan sekunder. Hal ini berakibat, sekali batang telah terbentuk, maka tidak membesar lagi.
3. Akar Tanaman kelapa disamping mempunyai akar serabut yang berdiameter
antara 0,5-1cm, juga mempunyai akar rambut berdiameter 0,1cm, berdinding lunak, berbintil dan berfungsi untuk menyerap unsur hara dari dalam tanah. Jumlah akar pada pangkal batang bervariasi 4000 - 7000 buah.
4. Bunga Tanaman kelapa merupakan tanaman berumah satu. Bunga betina dan
bunga jantan terdapat pada satu malai dan pada satu mancung (spathe). Bunga jantan terdapat pada ujung malai dan bunga betina terletak pada dasar malai.
5. Buah Bunga betina yang telah dibuahi akan berkembang menjadi buah. Tingkat
pertumbuhan buah maksimum dalam berat maupun volume nampak pada bulan ke tiga. Berat buah maksimum pada bulan ketujuh, sedangkan volume maksimum dicapai pada bulan ke delapan (Suhardikono, 1988).
Jenis – jenis kelapa Pada mulanya hanya dua varietas kelapa yang dikenal yaitu varietas dalam
(tall variety) dan varietas genjah (dwarf variety). Kelapa varietas dalam diantaranya adalah kelapa dalam Afrika Barat (west African tall), kelapa dalam Bali, kelapa dalam Palu, dan kelapa dalam Tenga. Sedangkan varietas genjah diantaranya kelapa genjah nias kuning (nias yellow dwarf), kelapa genjah malaya kuning (Malaya yellow dwarf), dan kelapa genjah malaya merah (Malaya red dwarf). Dengan berkembangnya ilmu pemuliaan tanaman, maka muncul lagi
8
varietas baru, yaitu kelapa hibrida yang merupakan hasil persilangan antara varietas genjah (ibu) dengan varietas dalam (bapak) antara lain:
1. Varietas dalam Varietas ini terdapat di berbagai Negara produsen kelapa. Varietas ini berbatang tinggi dan besar, tingginya mencapai 30m atau lebih. Kelapa dalam mulai berbuah agak lambat, yaitu antara 6-8 tahun setelah tanam. Umurnya dapat mencapai 100 tahun lebih.
2. Varietas genjah Tanaman kelapa varietas genjah berbatang ramping, tinggi batang mencapai 5m atau lebih, masa berbuah 3-4 tahun setelah tanam, dan dapat mencapai umur 50 tahun.
3. Kelapa hibrida Kelapa hibrida diperoleh dari persilangan antara kelapa varietas genjah dengan varietas dalam. Salah satu hasil persilangan itu merupakan kombinasi sifat-sifat yang baik dari kedua jenis kelapa asalnya.
(Rindengan dan Hengky, 2004).
Menurut warna kulit buahnya, tanaman kelapa dibagi menjadi tiga golongan utama sebagai berikut:
1. Kelapa hijau Warna kulit buahnya hijau dan buahnya dapat dimanfaatkan sebagai penawar racun. Kelapa jenis ini termasuk jenis kelapa dalam.
2. Kelapa coklat Warna kulit buahnya cokelat atau agak merah jingga dan bentuknya bulat. Kadar jenis minyak jenis ini cukup tinggi dan berumur dalam.
9
3. Kelapa kuning Warna kulit buahnya kuning, biasanya disebut kelapa gading dan banyak ditanam di pesisir pantai. Buahnya relatif kecil bila dibandingkan dengan jenis kelapa lain (Warisno, 1998).
Pemanfaatan hasil kelapa Tanaman kelapa banyak dimanfaatkan untuk kebutuhan hidup manusia,
antara lain daging buah dapat dipakai sebagai bahan baku untuk menghasilkan kopra, minyak kelapa, coconut cream, santan dan kelapa parutan kering (desiccated coconut), sedangkan air kelapa dapat dipakai untuk membuat cuka dan nata de coco. Tempurung dapat dimanfaatkan untuk membuat charcoal, karbon aktif dan kerajinan tangan. Dari batang kelapa dapat dihasilkan bahanbahan bangunan baik untuk kerangka bangunan maupun untuk dinding serta atap. Daun kelapa dapat diambil lidinya yang dapat dipakai sebagai sapu serta barang-barang anyaman (Suhardikono,1988).
Pengupasan Sabut Kelapa Sabut kelapa merupakan bahan berserat dengan ketebalan sekitar 5cm dan
merupakan bagian terluar dari buah kelapa. Sabut kelapa terdiri atas kulit ari, serat dan sekam (dust). Menurut United Coconut Association of the Philippines (UCAP) dari satu buah kelapa dapat diperoleh rata-rata 0,4kg sabut. Sabut ini mengandung 30% serat. Pengupasan sabut kelapa secara tradisional dipergunakan alat yang terbuat dari besi berbentuk linggis setinggi kira-kira 80cm dengan bagian yang tajam menghadap ke atas. Dibagian bawah alat ini diberi tempat kedudukan agar besi tidak masuk ke dalam tanah, yang akan menyulitkan
10
pekerjaan berikutnya. Pengupas mampu mengupas buah kelapa rata-rata setiap hari 500-1000 butir. Setelah dikupas kulitnya, diperoleh kelapa butiran. Pengupasan tradisional mempunyai banyak kelemahan, pengupas harus profesional karena alat dapat mencelakakan dan tidak dapat kerja konstan sepanjang waktu (Suhardikono, 1988).
Penerapan alat dan mesin pertanian Ilmu mekanisasi pertanian di Indonesia telah dipraktekkan atau
dilaksanakan untuk mendukung berbagai usaha pembangunan pertanian terutama di bidang usaha swasembada pangan. Dengan mempertimbangkan aspek kepadatan penduduk, nilai sosial ekonomi dan teknis, maka pengembangan mekanisasi pertanian di Indonesia dilaksanakan melalui sistem pengembangan selektif. Sistem mekanisasi pertanian selektif adalah usaha memperkenalkan, mengembangkan, dan membina pemakaian jenis atau kelompok jenis alat dan mesin pertanian yang serasi atau yang sesuai dengan keadaan wilayah setempat. Oleh karena itu, ditinjau dari segi tingkat teknologinya, mekanisasi pertanian dibedakan atas: mekanisasi pertanian sederhana, mekanisasi pertanian madya, dan mekanisasi pertanian mutakhir. Wilayah pengembangan mekanisasi pertanian dibagi atas: wilayah tipe I-A atau wilayah lancar, wilayah tipe I-B atau wilayah siap, wilayah tipe II atau wilayah setengah siap atau secara ekonomi kurang menguntungkan, dan wilayah tipe III atau wilayah mekanisasi pertanian terbatas (Hardjosentono, dkk., 2000).
11
Perencanaan alat dan mesin pertanian Perencanaan mesin mencakup semua perencanaan mesin, berarti
perencanaan dari sistem dan segala yang berkaitan dengan sifat mesin, elemen mesin, struktur dan instrumen, sehingga didalamnya menyangkut seluruh disiplin teknik mesin, seperti mekanika fluida, perpindahan panas dan termodinamika serta ilmu-ilmu dasar dalam perencanaan elemen mesin.
Elemen mesin yang dirancang untuk memenuhi fungsinya. Rancangan elemen mesin ini dinyatakan dalam gambar teknik sebagai alat komunikasi antara si perancang dengan orang yang membuat elemen tersebut dan berupa standar gambar teknik. Pada rancangan ini dispesifikasikan ukuran dan bentuk yang diperlukan oleh elemen mesin, beserta penyimpangan-penyimpangan atau toleransi yang diijinkan, yang dikenal sebagai spesifikasi geometrik produk dan tertuang dalam gambar teknik. Spesifikasi geometrik produk atau elemen penyangkut toleransi ukuran, bentuk, posisi dan kehalusan permukaan, diisyaratkan dan disampaikan melalui gambar teknik. Gambar teknik pada saat yang sama dipakai untuk referensi dalam mengecek apakah kualitas elemen yang dihasilkan telah sesuai dengan spesifikasinya.
Sandor (1964) mengusulkan strategi dalam perencanaan mesin seperti yang digambarkan dalam diagram alir pada gambar. Diagram aliran ini tersusun dalam bentuk struktur Y.
1. Dua cabang diatas struktur Y, yaitu satu cabang menunjukkan perkembangan dari perencanaan dan satu cabang lainnya menunjukkan perkembangan dari yang tersedia, yang dapat dipakai dasar teknik.
2. Pertemuan dari kedua cabang struktur Y merupakan konsep perencanaan.
12
Sebuah konsep lahir dari latar belakang yang menjadi rumusan permasalahan serta sumber informasi yang mendukung dan dapat diasumsikan. 3. Kaki struktur Y adalah garis petunjuk untuk menyelesaikan dari perencanaan, dasar untuk pemilikan konsep.
Latar belakang
Sumber informasi
Perumusan masalah
Informasi yang dapat dipakai dan asumsi
Konsep
sintesa
Model yang dapat dipisahkan
Analisis, eksperimen
Penyajian
Gambar 1. Diagram alir perencanaan (interaksi dan pengaruh balik dapat terjadi antara setiap langkah) (Achmad, 2006). Kegiatan pengembangan mekanisasi pertanian haruslah dilakukan bertahap dan mengikuti suatu sistematika sebagai berikut : a. Penelitian / studi, yang meliputi bidang rekayasa (engineering), sosial, dan ekonomi; b. Pengujian, modifikasi dan pengembangan; c. Pembinaan pengembangan dan evaluasi; dan
13
d. Pembinaan institusi petani pemakai. Dari semuanya itu, yang paling penting adalah keterampilan memakai
yang merupakan kunci dari semua kesuksesan pengembangan mekanisasi pertanian. Jadi, latihan dasar keterampilan, baik untuk pengguna maupun perawatan dan perbaikan, sangatlah perlu (Hardjosentono, dkk., 2000).
Tujuan penggunaan alat dan mesin pertanian sumber tenaga mekanis Setiap perubahan usaha tani melalui mekanisasi didasari tujuan tertentu
yang membuat perubahan tersebut bisa dimengerti, logis dan dapat diterima. Diharapkan perubahan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang menguntungkan dan sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan. Secara umum tujuan mekanisasi pertanian adalah :
a. mengurangi kejerihan kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga manusia b. mengurangi kerusakan produksi pertanian c. menurunkan ongkos produksi d. menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi e. meningkatkan taraf hidup petani f. memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsisten (tipe pertanian kebutuhan
keluarga) menjadi tipe pertanian komersil (commercial farming) Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemilihan alat mesin pertanian tepat dan benar, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya tidak tepat hal sebaliknya yang akan terjadi (Rizaldi, 2006).
14
Elemen Mesin Pengupas Kelapa Motor bensin
Pada prinsipnya proses pembakaran pada mesin bensin sama dengan proses pembakaran pada mesin diesel. Pada mesin bensin, panas yang digunakan untuk membakar bensin diperoleh dari bunga api yang dihasilkan / dipercikkan busi pada langkah akhir kompresi, sedangkan pada mesin diesel untuk membakar bahan bakar solar diperoleh dari suhu udara yang sangat tinggi pada akhir langkah kompresi (Boentarto, 2000).
Proses teoritis motor bensin adalah proses yang berdasarkan siklus otto di mana proses pemasukan kalor berlangsung pada volume konstan. Beberapa asumsi yang digunakan adalah: - Kompresi berlangsung isentropik - Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu - Ekspansi isentropik - Pembuangan kalor pada volume konstan - Fluida kerja adalah udara dengan sifat gas ideal dan selama proses panas jenis
konstan. (Pudjanarsa dan Nursuhud, 2008).
Mata pisau Mata pisau berfungsi untuk mencacah bahan menjadi potongan-potongan
kecil. Pemotongan yang baik harus menggunakan mata pisau yang tajam. Hal ini dapat mempercepat pemotongan bahan dan membutuhkan tenaga yang lebih kecil.
Disain rangkaian mata pisau pemotong memungkinkan mesin pemotong mampu mengolah jenis bahan yang lunak maupun bahan yang keras. Pada mesin
15
konvensional, yang memiliki rangkaian paralel, biasanya kerap macet jika bahan dimasukkan sekaligus. Rangkaian mata pisau terbuat dari baja tahan aus yang kokoh. Disain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer secara spiral, tidak paralel, agar cakupan gerakannya lebih luas dan daya potongnya lebih kuat (Pratomo dan Irwanto, 1983).
Pemotongan produk pertanian, baik untuk keperluan pangan maupun untuk keperluan lain, biasanya menggunakan alat atau mesin pemotong yang menggunakan pisau pada landasan. Akan tetapi, pekerjaan memotong ini dapat juga dilakukan tanpa landasan. Ukuran pemotongan dapat diseragamkan dengan cara mengatur kecepatan laju pemotongan atau dengan cara menempatkan pembatas pada landasan pemotong atau pada dudukan pisaunya.
Untuk mencegah kerusakan struktur bahan yang dipotong, misalnya jadi memar, baik pemotongan dengan menggunakan mesin atau dengan pemotongan secara manual, arah gerakan pemotong biasanya membentuk sudut dengan arah poros bahan yang dipotong, terutama pada pemotongan bahan - bahan yang lunak atau mudah memar (Wiriaatmadja, 1995).
Mesin pemotong dapat dibedakan berdasarkan cara pengoperasian dan konstruksinya. Berdasarkan pada cara pengoperasiannya, mesin pemotong dapat dibagi menjadi tiga kelompok sebagai berikut:
1. Mesin pemotong dengan pisau pemotong diam dan bahan yang dipotong bergerak.
2. Mesin pemotong dengan pisau pemotong bergerak dan bahan yang dipotong diam.
16
3. Mesin pemotong dengan bahan yang dipotong dan pisau pemotong keduaduanya bergerak. Berdasarkan konstruksinya, mesin pemotong dapat dibedakan kedalam dua
kelompok sebagai berikut: 1. Mesin pemotong dengan arah gerakan pisau vertikal 2. Mesin pemotong dengan arah gerakan pisau horizontal.
(Daywin, dkk., 2008). Mesin pemotong dengan satu jenis pisau menghasilkan potongan tipis
dengan dua permukaan potongan. Jumlah pisau pada jenis mesin pemotong ini dapat hanya satu atau lebih, tergantung pada konstruksinya. Dalam pengoperasiannya, pisau dapat diam (stasioner) atau bergerak. Arah gerak pisau dapat vertikal turun naik, vertikal melingkar, atau horizontal melingkar. Bentuk pisau dapat lurus, lengkung atau sirkuler. Pada mesin pemotong dengan pisau bergerak, baik yang bergerak secara horizontal maupun vertikal, bahan yang akan dipotong didorong dengan arah tegak lurus atau membuat sudut tertentu terhadap bidang lintasan pisau. Akan tetapi, pada mesin yang pisaunya diam, bahan yang akan dipotong mendapat dua dorongan yang arahnya tegak lurus terhadap bidang potongan dan sejajar dengan bidang potongan (Smith dan Wilkes, 1990).
Pada umumnya pisau pemotong yang dibuat dari bahan bukan stainless steel (baja tahan karat) bila dibiarkan basah atau disimpan dalam keadaan lembap akan cepat mengalami oksidasi. Oleh karena itu, bila tidak digunakan alat pemotong harus disimpan dalam keadaan kering atau di tempat yang udaranya kering dan tidak bocor oleh air hujan (Wiriaatmadja, 1995).
17
Bentuk perawatan lain yang penting dilakukan adalah memberikan minyak pelumas pada bantalan poros agar bagian alat pemotong tersebut tidak mudah aus. Kerusakan pada poros atau bantalan akan menyebabkan piringan menjadi goyang. Akibatnya, jarak mata pisau dengan landasan akan selalu berubah. Hal ini menyebabkan hasil potongan menjadi kurang baik karena ketebalannya tidak seragam (Wiriaatmadja, 1995).
Rantai Rantai dipakai dalam hubungan antara roda gigi dari satu poros ke lain
poros, yakni untuk mendapat putaran yang sama dalam jarak poros yang agak jauh, dimana diperlukan kekuatan gerakan poros seperti untuk kendaraankendaraan sepeda motor. Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungankeuntungan seperti: mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar, tidak memerlukan tegangan awal dan lainnya lagi (Daryanto, 2007).
Menurut Smith and Wilkes (1990), rantai kait dan rantai gulung merupakan dua tipe rantai yang lazim digunakan untuk pemindahan daya pada peralatan usaha tani. Rantai kait digunakan untuk daya yang relatif kecil dan kecepatannya relatif rendah. Rantai gulung digunakan secara luas pada mesinmesin usaha tani.
Rantai dapat diterapkan dalam keadaan yang sangat bermacam-macam. Rantai ini sangat cocok untuk jarak sumbu besar antara poros roda dan kalau poros roda tidak boleh berputar satu sama lain. Rantai tidak dapat slip, karena itu rantai tidak memerlukan tegangan awal, sehingga poros dan blok bantalan tidak mengalami beban ekstra (Stolk dan Kross, 1986).
18
Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
Hal- hal yang perlu diperhatikan di dalam merencanakan sebuah poros adalah:
1. Kekuatan poros Suatu poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya.
2. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.
3. Putaran kritis Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-
19
bagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya. 4. Korosi Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin yang berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan fluida yang korosif sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi. 5. Bahan poros Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis. (Sularso dan Suga, 2004).
Roda gigi (gear) Roda gigi merupakan komponen / alat untuk menghubungkan satu poros
ke lain poros dengan jumlah perputaran dan arah posisi sumbu yang berbeda (tegak lurus, menyudut maupun searah), dengan jumlah perputaran yang sama maupun yang berlawanan dan jumlah putaran yang sama maupun diperbesar atau diperkecil. Roda gigi dapat mengalami kerusakan berupa patah gigi, keausan atau berlubang-lubang permukaannya dan tergores permukaannya karena pecahnya selaput minyak pelumas, biasanya kekuatan gigi terhadap lenturan dan tekanan permukaan merupakan hal yang terpenting untuk diperhatikan (Daryanto, 2007).
Transmisi roda gigi adalah transmisi yang paling banyak dipakai. Praktis semua pemindahan daya dapat dilakukan dengan roda gigi. Baik untuk poros sejajar, maupun poros tegak lurus, semuanya dapat dilakukan transmisi dengan
20
roda gigi. Juga untuk poros yang bersilangan, dengan bentuk roda gigi tertentu, dapat dilakukan pemindahan daya dan putaran (Anwari dan raffei, 1980).
Sproket Sproket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track, atau
benda panjang yang bergerigi lainnya. Sproket berbeda dengan roda gigi; sproket tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak pernah cocok. Sproket juga berbeda dengan puli di mana sproket memiliki gigi sedangkan puli pada umumnya tidak memiliki gigi. Sproket yang digunakan pada sepeda, sepeda motor, mobil, kendaraan roda rantai, dan mesin lainnya digunakan untuk mentransmisikan gaya putar antara dua poros di mana roda gigi tidak mampu menjangkaunya (Anonimous, 2010).
Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya berkerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat berkerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan fondasi pada gedung (Sularso dan Suga, 2004).
Speed Reducer Speed reducer (gearbox) adalah jenis motor yang mempunyai reduksi
yang besar. Gearbox bersinggungan ke dalam motor, tetapi secara bersamaan rangkaian ini mengurangi kecepatan keluaran (output speed).
21
Speed reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini
perbandingan speed reducer putarannya dapat cukup tinggi.
i
=
���1 ���2
.................................................................................................
(1)
dimana:
i = perbandingan reduksi
N1 = input putaran (rpm)
N2 = output putaran (rpm)
(Niemann, 1982).
Mekanisme Pembuatan Alat Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan
dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin–mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1993).
Kekuatan, keawetan dan pelayanan yang diberikan peralatan usaha tani bergantung terutama pada macam dan kualitas bahan yang digunakan untuk pembuatannya. Dalam pembuatannya terdapat kecenderungan konstruksi peralatan untuk meniadakan sebanyak mungkin baja tuangan dan mengganti dengan baja tekan atau baja cetak. Bilamana hal ini dilakukan dapat menekan biaya membuat mesin dalam jumlah besar. Keberhasilan atau kegagalan alat sering sekali tergantung pada bahan yang dipakai untuk pembuatannya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan usaha tani dapat diklasifikasikan dalam logam dan non logam (Smith dan Wilkes, 1990).
22
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan
alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh: ha. Kg, lt) per satuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat / mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW (Daywin, dkk., 2008).
Kapasitas alat pengupas dapat diperbesar atau diperkecil dengan mengubah jumlah pisau, kecepatan putar roller (rpm) atau ketebalan potongan. Perubahan yang paling mudah dilakukan untuk memperbesar kapasitas tanpa mengubah tebal potongan adalah mengubah kecepatan putar (rpm), yaitu dengan jalan mengubah ukuran gear dan pemilihan rasio kecepatan reducer yang sesuai. (Wiriaatmadja, 1995).
Pemilihan bahan Untuk dapat merencanakan suatu bagian mesin yang baik perlu
memperhatikan : - Ketentuan besar beban dan macam bahan. - Kondisi keliling benda tersebut, korosip, lembab dan suhu. - Fungsi kerja (berat, ringan, kontinu). Maka sangat penting penentuan bahan yang akan dipergunakan untuk
bagian mesin itu. Disesuaikan dengan tujuan rencana. Juga cara memproduksi, memproses lebih lanjut suatu bagian mesin menentukan pula pemilihan macam bahan yang cocok. Untuk itu pengetahuan cara membuat bahan, dalam bentuk apa bahan tersedia, komposisi serta sifat-sifat bahan dan pengaruh cara
23
mengerjakannya harus dipahami oleh seorang ahli teknik yang baik. Selanjutnya kekuatan fisik suatu bahan terdiri dari beberapa macam bentuk, masing-masing dapat terjadi sendiri-sendiri atau suatu kombinasi dari beberapa macam kekuatan disebut kekuatan majemuk (Putra, dkk., 2008).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April-Mei 2012 di Laboratorium
Keteknikan Pertanian Program studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kelapa hibrida
dengan kisaran diameternya antara 20cm - 22cm, kawat las, baut dan mur, pipa besi steam 4 inchi, plat siku, AS 114 inchi, plat baja tebal 1,5mm, motor bensin, bensin, bearing (bantalan), rantai, sproket, speed reducer dan cat.
Adapun alat-alat yang digunakan adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, mistar siku, jangka sorong, waterpass, kunci pas dan ring, gergaji besi, stopwatch, kalkulator, alat tulis, dan komputer.
Metode Penelitian Dalam penelitian ini menggunakan metode rancangan acak lengkap (RAL),
dengan non faktorial yang terdiri dari tiga perlakuan, yaitu : A = 2 buah mata pisau B = 4 buah mata pisau C = 6 buah mata pisau Pengumpulan data dilakukan dengan cara studi literatur (kepustakaan),
melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat pengupas kulit kelapa mekanis, setelah itu dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
24
25
Pelaksanaan Penelitian Komponen Alat
Alat pengupas kelapa mekanis ini mempunyai beberapa bagian penting, yaitu: 1. Kerangka Alat
Kerangka alat ini berfungsi sebagai pendukung komponen lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 70cm, tinggi 50cm, dan lebar 80cm. 2. Silinder pengupas Silinder pengupas adalah komponen utama yang akan mengupas bahan. Pada alat ini digunakan dua buah silinder. Kedua silinder ini bergerak berlawanan arah yang berfungsi untuk menekan dan merobek sabut kelapa. 3. Poros Terletak ditengah yang terbuat dari besi as dengan diameter 11�4 inchi. 4. Bearing / bantalan
Berfungsi sebagai penumpu poros terletak di kerangka alat. 5. Roda Gigi (Gear)
Gear berfungsi untuk memutar kedua silinder secara berlawanan arah. 6. Mata pisau
Mata pisau berfungsi untuk memotong dan menyobek sabut kelapa. 7. Speed reducer (gearbox)
Gearbox berfungsi untuk mengurangi rpm pada roller sesuai dengan yang diinginkan.
26
8. Motor Bensin Motor bensin berguna sebagai sumber penggerak. Pada alat ini digunakan motor bakar berkekuatan 7,0 HP.
9. Saluran pengeluaran Saluran pengeluaran berfungsi untuk mengarahkan sabut yang telah dikupas ketempat penampungan.
Persiapan bahan 1. Disiapkan bahan yang akan dikupas (dalam penelitian bahan yang dikupas adalah kelapa). 2. Dibersihkan kelapa yang akan dikupas. 3. Diatur jumlah bahan (kelapa) yang akan dikupas (dimana dalam penelitian jumlah bahan adalah 2 buah) dalam satu kali pengupasan. 4. Kelapa siap untuk dikupas.
Prosedur Penelitian Adapun prosedur pengujian alat adalah :
1. Dipasang sepasang roller dengan jumlah pisau masing-masing 2 buah. 2. Disiapkan buah kelapa sebanyak 3 buah (untuk tiap ulangan menggunakan
3 buah kelapa). 3. Dinyalakan motor bensin dengan menarik tuas pemutar motor hingga
mesin hidup. 4. Diletakkan satu-persatu buah kelapa diatas roller pengupas dengan posisi
buah sejajar dengan arah roller hingga buah kelapa terkupas dengan bersih.
27
5. Dicatat waktu yang dibutuhkan alat untuk melakukan pengupasan per buah.
6. Dihitung kapasitas pengupasan buah yang dihasilkan alat ini dalam hitungan per jam.
7. Langkah 2 sampai langkah 6 diulangi sebanyak 3 kali ulangan. 8. Dipasang sepasang roller dengan jumlah pisau masing-masing 4 buah dan
diulangi langkah 2 sampai dengan langkah 7. 9. Dipasang sepasang roller dengan jumlah pisau masing-masing 6 buah
dan diulangi langkah 2 sampai dengan langkah 7.
Parameter Penelitian
1. Kapasitas Efektif Alat (buah/jam)
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi jumlah bahan yang
dikupas terhadap waktu yang dibutuhkan untuk pengupasan bahan.
Kapasitas efektif alat dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
KA
=
BB T
....................................................................................(2)
Keterangan:
KA = kapasitas alat (buah/jam)
BB = jumlah bahan yang telah dikupas (buah)
T = waktu yang dibutuhkan untuk mengupas bahan (jam)
2. Persentase Bahan yang rusak Kriteria bahan yang rusak didefenisikan sebagai pecahnya tempurung kelapa pada saat proses pengupasan sabut kelapa (fiber) akibat tekanan dari mata pisau roller. Akibat bahan yang pecah ini akan menurunkan efisiensi
28
pemakaian alat. Pengukuran persentase bahan yang rusak dapat ditentukan
dengan rumus:
% Pbr = BR BA
Dimana:
x 100 % ............................................................ (3)
Pbr : persentase bahan yang rusak (%)
BR : bahan yang rusak / pecah (buah)
BA : jumlah bahan awal (buah)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses pengupasan (kelapa) Proses pengupasan sabut kelapa terlebih dahulu dilakukan pembersihan
tangkai buah kelapa. Pada penelitian ini kelapa yang digunakan adalah kelapa hibrida dengan diameter berkisar antara 20-22cm. Untuk mendapatkan hasil yang akurat maka kelapa yang digunakan berukuran homogen (dengan uji homogenitas) karena variasi bentuk dan ukuran kelapa akan mempengaruhi parameter penelitian. Setelah dilakukan pemanenan buah yang sudah matang langsung dilakukan pengupasan dengan alat pengupas sabut kelapa mekanis yang telah dilengkapi dengan variasi jumlah pisau roller. Perlakuan variasi jumlah pisau roller yang dilakukan yaitu 2 pasang, 4 pasang dan 6 pasang. Perlakuan variasi dimaksudkan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap kualitas dan kuantitas bahan yang dihasilkan.
Pada alat pengupas sabut kelapa mekanis terdapat sepasang roller yang dilengkapi dengan pisau pengupas sabut kelapa. Mata pisau ini berbentuk gerigi seperti mata gergaji sehingga ketika mesin dihidupkan maka mata pisau dengan mudah tertancap dan mengoyak sabut kelapa. Setelah kelapa terkupas, kela
Oleh : JOHANNES SITANGGANG
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012
i
UJI JUMLAH PISAU ROLLER PADA ALAT PENGUPAS SABUT KELAPA MEKANIS
SKRIPSI
Oleh :
JOHANNES SITANGGANG 080308057/ KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
Disetujui oleh : Komisi Pembimbing
( Ainun Rohanah, STP, M.Si ) Ketua
( Lukman Adlin Harahap, STP, M.Si ) Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012
2
ABSTRAK
JOHANNES SITANGGANG : Uji Jumlah Pisau Roller Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan LUKMAN ADLIN HARAHAP
Uji jumlah pisau roller pada alat pengupas sabut kelapa mekanis belum banyak diteliti saat ini. Untuk itu perlu dilakukan penelitian jumlah pisau yang baik hingga mendapatkan kapasitas hasil yang optimal serta persentase kerusakan hasil yang rendah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara pada bulan April-Mei 2012 menggunakan rancangan acak lengkap non factorial yaitu jumlah pisau roller 2,4, dan 6. Parameter yang diamati adalah Kapasitas efektif alat dan Persentase kerusakan hasil
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah pisau memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kapasitas efektif alat tetapi memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap persentase kerusakan hasil. Kata kunci : Jumlah pisau, Sabut kelapa, Pengupas
ABSTRACT
JOHANNES SITANGGANG: Test Number of Knives Peelers Coconut Fiber Roller Equipment Mechanics, guided by AINUN ROHANAH and LUKMAN ADLIN HARAHAP Test the roller blade on a mechanical peeler coco has not been much studied today. Research would benefit from a good number of blades to get the optimal capacity and the percentage of the low yield of damage. The research was conducted at the Laboratory of Agricultural engineering, Faculty of Agriculture, University of North Sumatra in April-May 2012 using the full non-factorial randomized block design that is the number of roller blades 2,4, and 6. The parameters observed were effective capacity and the percentage of damage to the equipment The results showed that the number of different blades giving a very real effect on the effective capacity of different tools but provide no real effect on the percentage of defects. Key words: The number of blades, coconut fiber, Peelers
i
RIWAYAT HIDUP
Johannes sitanggang, dilahirkan di Samosir pada tanggal 13 Agustus 1989, merupakan anak keenam dari tujuh bersaudara dari Ayah H.Sitanggang dan Ibu H.Nainggolan
Tahun 2008 penulis lulus dari SMAN 1 Pangururan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif dibeberapa organisasi internal dan eksternal kampus, diantaranya menjabat sebagai wakil sekretaris bidang aski dan pelayanan GMKI tahun 2010, Badan Pengawas organisasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (BPO IMATETA) 2011 Dan juga Kepala Bidang Aksi dan Lingkungan Hidup di Pemerintahan Mahasiswa (PEMA) Fakultas pertanian 2011/2012. Selain itu penulis juga aktif sebagai Asisten Laboratorium Teknologi hasil pertanian pada tahun 2011.
Pada tanggal 27 Juni 2011 sampai dengan 27 Juli 2011, penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT. Perkebunan Nusantara III PKS rambutan Tebing Tinggi.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis diberi kesehatan sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Adapun skripsi ini berjudul “Uji Jumlah Pisau Roller pada Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ainun Rohanah, STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Lukman Adlin Harahap, STP, M.Si, selaku anggota komisi pembimbing yang telah memberikan berbagai masukan, saran, dan kritik berharga kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Ayah dan Ibu serta saudara-saudaraku yang telah memberikan dorongan kasih sayang, semangat dan doa yang senantiasa menyertai penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini dan semoga bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Medan, Juni 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ............................................................................... i DAFTAR LAMPIRAN............................................................................ iv DAFTAR TABEL..................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ............................................................................... vi PENDAHULUAN .................................................................................... 1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4 Kegunaan Penelitian ................................................................................ 4 Hipotesa Penelitian ................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5 Sejarah Kelapa .......................................................................................... 5 Botani Kelapa............................................................................................ 6 Jenis - Jenis Kelapa ................................................................................... 7 Pemanfaatan Hasil Kelapa ........................................................................ 9 Pengupasan Sabut Kelapa ......................................................................... 9 Penerapan Alat dan Mesin Pertanian ...................................................... 10 Perencanaan Alat dan Mesin Pertanian................................................... 11 Tujuan Penggunaan Alat Mekanis .......................................................... 13 Elemen Mesin Pengupas Kelapa............................................................. 14
Motor Bensin............................................................................... 14 Mata Pisau .................................................................................. 14 Rantai .......................................................................................... 17 Poros............................................................................................ 18 Roda Gigi (Gear) ........................................................................ 19 Sproket ........................................................................................ 20 Bantalan....................................................................................... 20 Speed reducer ............................................................................. 20 Mekanisme Pembuatan Alat ................................................................... 21 Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian.............................................. 22 Pemilihan Bahan ..................................................................................... 22 BAHAN DAN METODE ....................................................................... 24 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 24 Bahan dan Alat Penelitian....................................................................... 24 Metode Penelitian ................................................................................... 24 Pelaksanaan Penelitian ............................................................................ 25 Komponen Alat ........................................................................... 25 Persiapan Bahan .......................................................................... 26 Prosedur Penelitian ................................................................................. 26 Parameter Penelitian .............................................................................. 27 Kapasitas Efektif Alat ................................................................ 27 Persentase Bahan yang rusak ..................................................... 27
iv
v
HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................... 29 Proses pengupasan kelapa ........................................................... 29 Pengaruh variasi pisau terhadap kapasitas dan kerusakan hasil. 30 Kapasitas efektif alat .................................................................. 31 Persentase kerusakan bahan ........................................................ 33
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................... 35 Kesimpulan ................................................................................. 35 Saran ........................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 36 LAMPIRAN............................................................................................ 37
DAFTAR LAMPIRAN
1. Data pengamatan hasil penelitian ....................................................... 38 2. Kapasitas alat ...................................................................................... 39 3. Persentase bahan yang rusak .............................................................. 40 4. Tabel data pengamatan sebelum dikonversi ....................................... 41 5. Tabel data pengamatan setelah dikonversi ......................................... 43 6. Flow chart pelaksanaan penelitian ..................................................... 44 7. Prinsip kerja alat ................................................................................. 45 8. Pemeliharaan alat................................................................................ 46 9. Tabel pemeliharaan elemen-elemen alat ............................................ 47 10. Gambar teknik alat.............................................................................. 48 11. Dokumentasi buah kelapa dan alat pengupas .................................... 51 12. Spesifikasi alat pengupas sabut kelapa mekanis................................. 53 13. Uji homogenitas bahan ....................................................................... 54
vi
DAFTAR TABEL
1. Pengaruh variasi jumlah mata pisau terhadap parameter................. 30 2. Pengaruh variasi jumlah mata pisau terhadap kapasitas olah ......... 31 3. Analisa DMRTterhadap kapasitas olah ............................................ 31 4. Persentase bahan yang rusak............................................................ 33 5. Analisa DMRT terhadap persentase kerusakan hasil ....................... 33
vii
DAFTAR GAMBAR
1. Diagram alir perencanaan................................................................... 12 2. Grafik hubungan variasi jumlah pisau dengan kapasitas efektif alat . 32 3. Grafik hubungan variasi jumlah pisau dengan persentase kerusakan 34
viii
ABSTRAK
JOHANNES SITANGGANG : Uji Jumlah Pisau Roller Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan LUKMAN ADLIN HARAHAP
Uji jumlah pisau roller pada alat pengupas sabut kelapa mekanis belum banyak diteliti saat ini. Untuk itu perlu dilakukan penelitian jumlah pisau yang baik hingga mendapatkan kapasitas hasil yang optimal serta persentase kerusakan hasil yang rendah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara pada bulan April-Mei 2012 menggunakan rancangan acak lengkap non factorial yaitu jumlah pisau roller 2,4, dan 6. Parameter yang diamati adalah Kapasitas efektif alat dan Persentase kerusakan hasil
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah pisau memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kapasitas efektif alat tetapi memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap persentase kerusakan hasil. Kata kunci : Jumlah pisau, Sabut kelapa, Pengupas
ABSTRACT
JOHANNES SITANGGANG: Test Number of Knives Peelers Coconut Fiber Roller Equipment Mechanics, guided by AINUN ROHANAH and LUKMAN ADLIN HARAHAP Test the roller blade on a mechanical peeler coco has not been much studied today. Research would benefit from a good number of blades to get the optimal capacity and the percentage of the low yield of damage. The research was conducted at the Laboratory of Agricultural engineering, Faculty of Agriculture, University of North Sumatra in April-May 2012 using the full non-factorial randomized block design that is the number of roller blades 2,4, and 6. The parameters observed were effective capacity and the percentage of damage to the equipment The results showed that the number of different blades giving a very real effect on the effective capacity of different tools but provide no real effect on the percentage of defects. Key words: The number of blades, coconut fiber, Peelers
i
PENDAHULUAN
Latar belakang Kelapa merupakan tanaman tropis yang penting bagi negara-negara Asia
dan Pasifik. Kelapa disamping dapat memberikan devisa bagi negara juga merupakan mata pencaharian jutaan petani, yang mampu memberikan penghidupan puluhan juta keluarganya (Suhardikono, 1995).
Seperti halnya negara-negara di Samudera Pasifik, Indonesia merupakan penghasil kelapa utama dunia. Hal ini memungkinkan karena tanaman kelapa yang juga sering disebut pohon kehidupan (the tree of life) tumbuh dominan di kawasan pantai. Disebut pohon kehidupan karena seluruh bagian tanamannya sangat bermanfaat bagi manusia. Buah kelapa yang terdiri atas sabut kelapa, tempurung, daging buah dan air kelapa tidak ada yang terbuang dan dapat dimanfaatkan untuk dapat menghasilkan produk industri, antara lain sabut kelapa dapat dibuat coir fibre, keset, sapu dan matras (Sukamto, 2001).
Indonesia merupakan salah satu negara tropika yang terkenal karena hasil kelapanya, bahkan pernah menjadi pengekspor kelapa terbesar di dunia. Di Jawa dan Bali tanaman kelapa lebih banyak di tanam sebagai tanaman pekarangan, sedangkan di pulau-pulau lain tanaman kelapa ditanam dalam areal luas berbentuk monokultur perkebunan kelapa. Tanaman kelapa merupakan tanaman asli daerah tropis dan dapat ditemukan di seluruh wilayah Indonesia, mulai dari daerah pesisir pantai hingga daerah pegunungan yang agak tinggi. Bagi rakyat Indonesia kelapa merupakan salah satu komoditas terpenting sesudah padi dan merupakan sumber pendapatan yang dapat diandalkan (Warisno, 1998).
1
2
Indonesia sebagai salah satu penghasil utama kelapa namun dalam pengolahan pasca panen masih banyak kendala penerapan teknologi. Masyarakat dalam melakukan pengupasan sabut (fibre) masih secara manual. Pengupasan sabut kelapa secara manual tidak efektif apabila pengupasan dilakukan dalam jumlah yang besar (Suhardikono,1995).
Pada pananganan produk hasil pertanian, mengupas dan memotong merupakan pekerjaan yang selalu dilakukan sejak pemanenan sampai produk tersebut siap untuk dikomsumsi atau diproses lebih lanjut. Misalnya, sayuran dipotong – potong sebelum dimasak, umbi – umbian dan pisang diiris sebelum digoreng, nenas diiris sebelum dikalengkan, dan rumput dipotong – potong sebelum diberikan pada ternak. Pekerjaan mengupas dan pemotong hasil pertanian dalam jumlah kecil dapat diselesaikan secara manual dengan menggunakan pisau atau alat pemotong lain. Akan tetapi, bila jumlahnya cukup besar, seperti pengupasan kelapa pada saat panen, pengupasan secara manual membutuhkan waktu dan tenaga kerja yang cukup besar. Untuk itu, mesin pengupas berkapasitas tinggi sangat diperlukan. Sehingga keefektifan dan keefisienan dalam hal ini mutlak diperlukan (Wiriaatmadja, 1995 ).
Penerapan teknologi mekanis dalam bentuk mesin dan peralatan tepat guna di kalangan petani sangat perlu untuk dikembangkan agar jumlah dan mutu produk yang dihasilkan dapat ditingkatkan sehingga bisa mengantarkan corak pertanian yang tradisional ke pertanian transisi menuju sistem pertanian yang modern. Persyaratan dari teknologi yang dimaksud adalah mudah dibuat, mudah dioperasikan, sederhana, praktis, efisien, dan mudah diserap oleh petani karena harganya terjangkau (Daywin, dkk., 2008).
3
Sifat hasil panen pertanian yang bulky atau membutuhkan ruang yang besar untuk penyimpanannya perlu ditangani dengan cara meminimalisir ukuran bahan. Hal ini dapat dilakukan dengan pengupasan atau pemotongan bagian hasil panen yang tidak diperlukan lagi. Sifat lainnya yang membutuhkan penanganan serius adalah panen yang mudah busuk dan rusak. Hasil pertanian biasanya daya simpannya rendah setelah dipanen karena rentan terhadap mikroorganisme dan perubahan enzimatis.
Untuk mengatasi keterbatasan ataupun kelemahan dari alat pengupas sabut kelapa manual itu maka dibuatlah suatu alat pengupas sabut kelapa mekanis yang mampu mengupas sabut kelapa dengan kapasitas yang tinggi serta dapat digunakan atau dioperasikan oleh siapapun operatornya. Pada penerapan alat ini menggunakan sumber tenaga motor bensin. Kemudian motor bensin dihubungkan dengan roller agar berputar. Putaran roller yang telah terdapat pisaunya tersebut nantinya akan mengupas sabut dari bahan.
Peranan utama penggunaan mesin pengupas kelapa adalah mengecilkan ukuran bahan dan memisahkan limbah hasil panen yang tidak diperlukan lagi. Hal ini berguna memperpendek waktu penyiapan bahan untuk proses penanganan berikutnya. Sehingga kehadiran teknologi mekanis ini diharapkan akan membawa manfaat bagi masyarakat khususnya para petani kelapa.
4
Tujuan penelitian Untuk menguji pengaruh variasi jumlah pisau roller alat pengupas sabut kelapa mekanis terhadap kapasitas dan kualitas olah yang dihasilkan.
Kegunaan Penelitian 1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan
syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. 2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pengupas sabut kelap mekanis. 3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan terutama petani kelapa.
Hipotesa Penelitan Diduga ada pengaruh dari variasi jumlah pisau roller terhadap besarnya
kapasitas produksi yang dihasilkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Kelapa
Kelapa sejak zaman prasejarah dikenal dalam peradaban manusia, dan diketahui tumbuh di daerah tropis. Ada 3 teori menyatakan tentang daerah asal tanaman kelapa. Teori pertama memperkirakan bahwa kelapa adalah salah satu anggota genus Cocos seperti yang tumbuh di Amerika, dan daerah asalnya adalah lembah-lembah Andes di Columbia, Amerika Serikat. Dari sinilah pada zaman prasejarah kelapa menyebar dibawa oleh penjelajah-penjelajah di kawasan Pasifik. Teori ke-dua beranggapan bahwa kelapa berasal dari daerah pantai kawasan Amerika Tengah, dimana dengan perantaraan arus lautan terbawa dan menyebar ke pulau-pulau Samudera Pasifik. Teori ke-tiga menyatakan bahwa daerah asal kelapa adalah suatu kawasan di Asia Selatan atau Malaysia atau mungkin Pasifik Barat. Dan berlawanan dengan teori ke-dua, menurut teori ke-tiga ini dari kawasan terakhir itulah kelapa menyebar ke pantai-pantai barat benua Amerika, terutama pada daerah tropis (Warisno, 1998).
Dengan mengamati pembudidayaan tanaman ini di daerah-daerah berperadaban tertua di dunia, dimana di Philipina dan Srilanka telah dikenal sejak 300 tahun sebelum Masehi dan di India telah pula dikenal sejak 3000 tahun yang lalu, maka diperkirakan bahwa kelapa pasti berasal dari daerah tropis sekitarnya. Pada akhirnya para peneliti berkesimpulan bahwa kelapa berasal dari kawasan yang sekarang kita kenal sebagai Malaysia-Indonesia. Dari kawasan inilah, baik arus laut maupun perantaraan manusia, kelapa menyebar ke daerah-daerah lain (Suhardiyono, 1988).
5
6
Botani Kelapa
Dalam dunia tumbuh-tumbuhan, maka kelapa bisa digolongkan sebagai:
Kingdom : Plantae
Divisio
: Spermatophyta
Kelas
: Monocotyledoneae
Ordo
: Palmales
Famili
: Palmae
Genus
: Cocos
Species
: Cocos nucifera
Penggolongan varietas kelapa umumnya berdasarkan perbedaan-perbedaan
umur pohon mulai berbuah, bentuk dan ukuran buah, warna buah serta sifat-sifat
khusus yang lain (Suhardiman, 1999).
Botani organ - organ tanaman kelapa dapat dibagi menjadi: 1. Daun Pada tanaman dewasa dapat mempunyai 30-35 daun pada mahkota dengan
panjang kurang lebih 6 meter. Pada bagian bawah agak cekung ke dalam, daun hampir datar atau cembung pada bagian atas. Daun yang segar beratnya 10-15kg pada kurang lebih 1,5 meter dari pangkal, daun tidak mempunyai anak daun. Pada daun terdapat 200-250 anak daun.
2. Batang Batang kelapa terbentuk bersamaan dengan pembentukan daun. Batang
kelapa nampak dengan jelas setelah berumur 3-5 tahun dan daun pada bagian bawah telah gugur. Batang ini tidak berkambium, sehingga tidak mempunyai
7
pertumbuhan sekunder. Hal ini berakibat, sekali batang telah terbentuk, maka tidak membesar lagi.
3. Akar Tanaman kelapa disamping mempunyai akar serabut yang berdiameter
antara 0,5-1cm, juga mempunyai akar rambut berdiameter 0,1cm, berdinding lunak, berbintil dan berfungsi untuk menyerap unsur hara dari dalam tanah. Jumlah akar pada pangkal batang bervariasi 4000 - 7000 buah.
4. Bunga Tanaman kelapa merupakan tanaman berumah satu. Bunga betina dan
bunga jantan terdapat pada satu malai dan pada satu mancung (spathe). Bunga jantan terdapat pada ujung malai dan bunga betina terletak pada dasar malai.
5. Buah Bunga betina yang telah dibuahi akan berkembang menjadi buah. Tingkat
pertumbuhan buah maksimum dalam berat maupun volume nampak pada bulan ke tiga. Berat buah maksimum pada bulan ketujuh, sedangkan volume maksimum dicapai pada bulan ke delapan (Suhardikono, 1988).
Jenis – jenis kelapa Pada mulanya hanya dua varietas kelapa yang dikenal yaitu varietas dalam
(tall variety) dan varietas genjah (dwarf variety). Kelapa varietas dalam diantaranya adalah kelapa dalam Afrika Barat (west African tall), kelapa dalam Bali, kelapa dalam Palu, dan kelapa dalam Tenga. Sedangkan varietas genjah diantaranya kelapa genjah nias kuning (nias yellow dwarf), kelapa genjah malaya kuning (Malaya yellow dwarf), dan kelapa genjah malaya merah (Malaya red dwarf). Dengan berkembangnya ilmu pemuliaan tanaman, maka muncul lagi
8
varietas baru, yaitu kelapa hibrida yang merupakan hasil persilangan antara varietas genjah (ibu) dengan varietas dalam (bapak) antara lain:
1. Varietas dalam Varietas ini terdapat di berbagai Negara produsen kelapa. Varietas ini berbatang tinggi dan besar, tingginya mencapai 30m atau lebih. Kelapa dalam mulai berbuah agak lambat, yaitu antara 6-8 tahun setelah tanam. Umurnya dapat mencapai 100 tahun lebih.
2. Varietas genjah Tanaman kelapa varietas genjah berbatang ramping, tinggi batang mencapai 5m atau lebih, masa berbuah 3-4 tahun setelah tanam, dan dapat mencapai umur 50 tahun.
3. Kelapa hibrida Kelapa hibrida diperoleh dari persilangan antara kelapa varietas genjah dengan varietas dalam. Salah satu hasil persilangan itu merupakan kombinasi sifat-sifat yang baik dari kedua jenis kelapa asalnya.
(Rindengan dan Hengky, 2004).
Menurut warna kulit buahnya, tanaman kelapa dibagi menjadi tiga golongan utama sebagai berikut:
1. Kelapa hijau Warna kulit buahnya hijau dan buahnya dapat dimanfaatkan sebagai penawar racun. Kelapa jenis ini termasuk jenis kelapa dalam.
2. Kelapa coklat Warna kulit buahnya cokelat atau agak merah jingga dan bentuknya bulat. Kadar jenis minyak jenis ini cukup tinggi dan berumur dalam.
9
3. Kelapa kuning Warna kulit buahnya kuning, biasanya disebut kelapa gading dan banyak ditanam di pesisir pantai. Buahnya relatif kecil bila dibandingkan dengan jenis kelapa lain (Warisno, 1998).
Pemanfaatan hasil kelapa Tanaman kelapa banyak dimanfaatkan untuk kebutuhan hidup manusia,
antara lain daging buah dapat dipakai sebagai bahan baku untuk menghasilkan kopra, minyak kelapa, coconut cream, santan dan kelapa parutan kering (desiccated coconut), sedangkan air kelapa dapat dipakai untuk membuat cuka dan nata de coco. Tempurung dapat dimanfaatkan untuk membuat charcoal, karbon aktif dan kerajinan tangan. Dari batang kelapa dapat dihasilkan bahanbahan bangunan baik untuk kerangka bangunan maupun untuk dinding serta atap. Daun kelapa dapat diambil lidinya yang dapat dipakai sebagai sapu serta barang-barang anyaman (Suhardikono,1988).
Pengupasan Sabut Kelapa Sabut kelapa merupakan bahan berserat dengan ketebalan sekitar 5cm dan
merupakan bagian terluar dari buah kelapa. Sabut kelapa terdiri atas kulit ari, serat dan sekam (dust). Menurut United Coconut Association of the Philippines (UCAP) dari satu buah kelapa dapat diperoleh rata-rata 0,4kg sabut. Sabut ini mengandung 30% serat. Pengupasan sabut kelapa secara tradisional dipergunakan alat yang terbuat dari besi berbentuk linggis setinggi kira-kira 80cm dengan bagian yang tajam menghadap ke atas. Dibagian bawah alat ini diberi tempat kedudukan agar besi tidak masuk ke dalam tanah, yang akan menyulitkan
10
pekerjaan berikutnya. Pengupas mampu mengupas buah kelapa rata-rata setiap hari 500-1000 butir. Setelah dikupas kulitnya, diperoleh kelapa butiran. Pengupasan tradisional mempunyai banyak kelemahan, pengupas harus profesional karena alat dapat mencelakakan dan tidak dapat kerja konstan sepanjang waktu (Suhardikono, 1988).
Penerapan alat dan mesin pertanian Ilmu mekanisasi pertanian di Indonesia telah dipraktekkan atau
dilaksanakan untuk mendukung berbagai usaha pembangunan pertanian terutama di bidang usaha swasembada pangan. Dengan mempertimbangkan aspek kepadatan penduduk, nilai sosial ekonomi dan teknis, maka pengembangan mekanisasi pertanian di Indonesia dilaksanakan melalui sistem pengembangan selektif. Sistem mekanisasi pertanian selektif adalah usaha memperkenalkan, mengembangkan, dan membina pemakaian jenis atau kelompok jenis alat dan mesin pertanian yang serasi atau yang sesuai dengan keadaan wilayah setempat. Oleh karena itu, ditinjau dari segi tingkat teknologinya, mekanisasi pertanian dibedakan atas: mekanisasi pertanian sederhana, mekanisasi pertanian madya, dan mekanisasi pertanian mutakhir. Wilayah pengembangan mekanisasi pertanian dibagi atas: wilayah tipe I-A atau wilayah lancar, wilayah tipe I-B atau wilayah siap, wilayah tipe II atau wilayah setengah siap atau secara ekonomi kurang menguntungkan, dan wilayah tipe III atau wilayah mekanisasi pertanian terbatas (Hardjosentono, dkk., 2000).
11
Perencanaan alat dan mesin pertanian Perencanaan mesin mencakup semua perencanaan mesin, berarti
perencanaan dari sistem dan segala yang berkaitan dengan sifat mesin, elemen mesin, struktur dan instrumen, sehingga didalamnya menyangkut seluruh disiplin teknik mesin, seperti mekanika fluida, perpindahan panas dan termodinamika serta ilmu-ilmu dasar dalam perencanaan elemen mesin.
Elemen mesin yang dirancang untuk memenuhi fungsinya. Rancangan elemen mesin ini dinyatakan dalam gambar teknik sebagai alat komunikasi antara si perancang dengan orang yang membuat elemen tersebut dan berupa standar gambar teknik. Pada rancangan ini dispesifikasikan ukuran dan bentuk yang diperlukan oleh elemen mesin, beserta penyimpangan-penyimpangan atau toleransi yang diijinkan, yang dikenal sebagai spesifikasi geometrik produk dan tertuang dalam gambar teknik. Spesifikasi geometrik produk atau elemen penyangkut toleransi ukuran, bentuk, posisi dan kehalusan permukaan, diisyaratkan dan disampaikan melalui gambar teknik. Gambar teknik pada saat yang sama dipakai untuk referensi dalam mengecek apakah kualitas elemen yang dihasilkan telah sesuai dengan spesifikasinya.
Sandor (1964) mengusulkan strategi dalam perencanaan mesin seperti yang digambarkan dalam diagram alir pada gambar. Diagram aliran ini tersusun dalam bentuk struktur Y.
1. Dua cabang diatas struktur Y, yaitu satu cabang menunjukkan perkembangan dari perencanaan dan satu cabang lainnya menunjukkan perkembangan dari yang tersedia, yang dapat dipakai dasar teknik.
2. Pertemuan dari kedua cabang struktur Y merupakan konsep perencanaan.
12
Sebuah konsep lahir dari latar belakang yang menjadi rumusan permasalahan serta sumber informasi yang mendukung dan dapat diasumsikan. 3. Kaki struktur Y adalah garis petunjuk untuk menyelesaikan dari perencanaan, dasar untuk pemilikan konsep.
Latar belakang
Sumber informasi
Perumusan masalah
Informasi yang dapat dipakai dan asumsi
Konsep
sintesa
Model yang dapat dipisahkan
Analisis, eksperimen
Penyajian
Gambar 1. Diagram alir perencanaan (interaksi dan pengaruh balik dapat terjadi antara setiap langkah) (Achmad, 2006). Kegiatan pengembangan mekanisasi pertanian haruslah dilakukan bertahap dan mengikuti suatu sistematika sebagai berikut : a. Penelitian / studi, yang meliputi bidang rekayasa (engineering), sosial, dan ekonomi; b. Pengujian, modifikasi dan pengembangan; c. Pembinaan pengembangan dan evaluasi; dan
13
d. Pembinaan institusi petani pemakai. Dari semuanya itu, yang paling penting adalah keterampilan memakai
yang merupakan kunci dari semua kesuksesan pengembangan mekanisasi pertanian. Jadi, latihan dasar keterampilan, baik untuk pengguna maupun perawatan dan perbaikan, sangatlah perlu (Hardjosentono, dkk., 2000).
Tujuan penggunaan alat dan mesin pertanian sumber tenaga mekanis Setiap perubahan usaha tani melalui mekanisasi didasari tujuan tertentu
yang membuat perubahan tersebut bisa dimengerti, logis dan dapat diterima. Diharapkan perubahan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang menguntungkan dan sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan. Secara umum tujuan mekanisasi pertanian adalah :
a. mengurangi kejerihan kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga manusia b. mengurangi kerusakan produksi pertanian c. menurunkan ongkos produksi d. menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi e. meningkatkan taraf hidup petani f. memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsisten (tipe pertanian kebutuhan
keluarga) menjadi tipe pertanian komersil (commercial farming) Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemilihan alat mesin pertanian tepat dan benar, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya tidak tepat hal sebaliknya yang akan terjadi (Rizaldi, 2006).
14
Elemen Mesin Pengupas Kelapa Motor bensin
Pada prinsipnya proses pembakaran pada mesin bensin sama dengan proses pembakaran pada mesin diesel. Pada mesin bensin, panas yang digunakan untuk membakar bensin diperoleh dari bunga api yang dihasilkan / dipercikkan busi pada langkah akhir kompresi, sedangkan pada mesin diesel untuk membakar bahan bakar solar diperoleh dari suhu udara yang sangat tinggi pada akhir langkah kompresi (Boentarto, 2000).
Proses teoritis motor bensin adalah proses yang berdasarkan siklus otto di mana proses pemasukan kalor berlangsung pada volume konstan. Beberapa asumsi yang digunakan adalah: - Kompresi berlangsung isentropik - Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu - Ekspansi isentropik - Pembuangan kalor pada volume konstan - Fluida kerja adalah udara dengan sifat gas ideal dan selama proses panas jenis
konstan. (Pudjanarsa dan Nursuhud, 2008).
Mata pisau Mata pisau berfungsi untuk mencacah bahan menjadi potongan-potongan
kecil. Pemotongan yang baik harus menggunakan mata pisau yang tajam. Hal ini dapat mempercepat pemotongan bahan dan membutuhkan tenaga yang lebih kecil.
Disain rangkaian mata pisau pemotong memungkinkan mesin pemotong mampu mengolah jenis bahan yang lunak maupun bahan yang keras. Pada mesin
15
konvensional, yang memiliki rangkaian paralel, biasanya kerap macet jika bahan dimasukkan sekaligus. Rangkaian mata pisau terbuat dari baja tahan aus yang kokoh. Disain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer secara spiral, tidak paralel, agar cakupan gerakannya lebih luas dan daya potongnya lebih kuat (Pratomo dan Irwanto, 1983).
Pemotongan produk pertanian, baik untuk keperluan pangan maupun untuk keperluan lain, biasanya menggunakan alat atau mesin pemotong yang menggunakan pisau pada landasan. Akan tetapi, pekerjaan memotong ini dapat juga dilakukan tanpa landasan. Ukuran pemotongan dapat diseragamkan dengan cara mengatur kecepatan laju pemotongan atau dengan cara menempatkan pembatas pada landasan pemotong atau pada dudukan pisaunya.
Untuk mencegah kerusakan struktur bahan yang dipotong, misalnya jadi memar, baik pemotongan dengan menggunakan mesin atau dengan pemotongan secara manual, arah gerakan pemotong biasanya membentuk sudut dengan arah poros bahan yang dipotong, terutama pada pemotongan bahan - bahan yang lunak atau mudah memar (Wiriaatmadja, 1995).
Mesin pemotong dapat dibedakan berdasarkan cara pengoperasian dan konstruksinya. Berdasarkan pada cara pengoperasiannya, mesin pemotong dapat dibagi menjadi tiga kelompok sebagai berikut:
1. Mesin pemotong dengan pisau pemotong diam dan bahan yang dipotong bergerak.
2. Mesin pemotong dengan pisau pemotong bergerak dan bahan yang dipotong diam.
16
3. Mesin pemotong dengan bahan yang dipotong dan pisau pemotong keduaduanya bergerak. Berdasarkan konstruksinya, mesin pemotong dapat dibedakan kedalam dua
kelompok sebagai berikut: 1. Mesin pemotong dengan arah gerakan pisau vertikal 2. Mesin pemotong dengan arah gerakan pisau horizontal.
(Daywin, dkk., 2008). Mesin pemotong dengan satu jenis pisau menghasilkan potongan tipis
dengan dua permukaan potongan. Jumlah pisau pada jenis mesin pemotong ini dapat hanya satu atau lebih, tergantung pada konstruksinya. Dalam pengoperasiannya, pisau dapat diam (stasioner) atau bergerak. Arah gerak pisau dapat vertikal turun naik, vertikal melingkar, atau horizontal melingkar. Bentuk pisau dapat lurus, lengkung atau sirkuler. Pada mesin pemotong dengan pisau bergerak, baik yang bergerak secara horizontal maupun vertikal, bahan yang akan dipotong didorong dengan arah tegak lurus atau membuat sudut tertentu terhadap bidang lintasan pisau. Akan tetapi, pada mesin yang pisaunya diam, bahan yang akan dipotong mendapat dua dorongan yang arahnya tegak lurus terhadap bidang potongan dan sejajar dengan bidang potongan (Smith dan Wilkes, 1990).
Pada umumnya pisau pemotong yang dibuat dari bahan bukan stainless steel (baja tahan karat) bila dibiarkan basah atau disimpan dalam keadaan lembap akan cepat mengalami oksidasi. Oleh karena itu, bila tidak digunakan alat pemotong harus disimpan dalam keadaan kering atau di tempat yang udaranya kering dan tidak bocor oleh air hujan (Wiriaatmadja, 1995).
17
Bentuk perawatan lain yang penting dilakukan adalah memberikan minyak pelumas pada bantalan poros agar bagian alat pemotong tersebut tidak mudah aus. Kerusakan pada poros atau bantalan akan menyebabkan piringan menjadi goyang. Akibatnya, jarak mata pisau dengan landasan akan selalu berubah. Hal ini menyebabkan hasil potongan menjadi kurang baik karena ketebalannya tidak seragam (Wiriaatmadja, 1995).
Rantai Rantai dipakai dalam hubungan antara roda gigi dari satu poros ke lain
poros, yakni untuk mendapat putaran yang sama dalam jarak poros yang agak jauh, dimana diperlukan kekuatan gerakan poros seperti untuk kendaraankendaraan sepeda motor. Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungankeuntungan seperti: mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar, tidak memerlukan tegangan awal dan lainnya lagi (Daryanto, 2007).
Menurut Smith and Wilkes (1990), rantai kait dan rantai gulung merupakan dua tipe rantai yang lazim digunakan untuk pemindahan daya pada peralatan usaha tani. Rantai kait digunakan untuk daya yang relatif kecil dan kecepatannya relatif rendah. Rantai gulung digunakan secara luas pada mesinmesin usaha tani.
Rantai dapat diterapkan dalam keadaan yang sangat bermacam-macam. Rantai ini sangat cocok untuk jarak sumbu besar antara poros roda dan kalau poros roda tidak boleh berputar satu sama lain. Rantai tidak dapat slip, karena itu rantai tidak memerlukan tegangan awal, sehingga poros dan blok bantalan tidak mengalami beban ekstra (Stolk dan Kross, 1986).
18
Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
Hal- hal yang perlu diperhatikan di dalam merencanakan sebuah poros adalah:
1. Kekuatan poros Suatu poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya.
2. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.
3. Putaran kritis Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-
19
bagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya. 4. Korosi Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin yang berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan fluida yang korosif sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi. 5. Bahan poros Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis. (Sularso dan Suga, 2004).
Roda gigi (gear) Roda gigi merupakan komponen / alat untuk menghubungkan satu poros
ke lain poros dengan jumlah perputaran dan arah posisi sumbu yang berbeda (tegak lurus, menyudut maupun searah), dengan jumlah perputaran yang sama maupun yang berlawanan dan jumlah putaran yang sama maupun diperbesar atau diperkecil. Roda gigi dapat mengalami kerusakan berupa patah gigi, keausan atau berlubang-lubang permukaannya dan tergores permukaannya karena pecahnya selaput minyak pelumas, biasanya kekuatan gigi terhadap lenturan dan tekanan permukaan merupakan hal yang terpenting untuk diperhatikan (Daryanto, 2007).
Transmisi roda gigi adalah transmisi yang paling banyak dipakai. Praktis semua pemindahan daya dapat dilakukan dengan roda gigi. Baik untuk poros sejajar, maupun poros tegak lurus, semuanya dapat dilakukan transmisi dengan
20
roda gigi. Juga untuk poros yang bersilangan, dengan bentuk roda gigi tertentu, dapat dilakukan pemindahan daya dan putaran (Anwari dan raffei, 1980).
Sproket Sproket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track, atau
benda panjang yang bergerigi lainnya. Sproket berbeda dengan roda gigi; sproket tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak pernah cocok. Sproket juga berbeda dengan puli di mana sproket memiliki gigi sedangkan puli pada umumnya tidak memiliki gigi. Sproket yang digunakan pada sepeda, sepeda motor, mobil, kendaraan roda rantai, dan mesin lainnya digunakan untuk mentransmisikan gaya putar antara dua poros di mana roda gigi tidak mampu menjangkaunya (Anonimous, 2010).
Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya berkerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat berkerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan fondasi pada gedung (Sularso dan Suga, 2004).
Speed Reducer Speed reducer (gearbox) adalah jenis motor yang mempunyai reduksi
yang besar. Gearbox bersinggungan ke dalam motor, tetapi secara bersamaan rangkaian ini mengurangi kecepatan keluaran (output speed).
21
Speed reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini
perbandingan speed reducer putarannya dapat cukup tinggi.
i
=
���1 ���2
.................................................................................................
(1)
dimana:
i = perbandingan reduksi
N1 = input putaran (rpm)
N2 = output putaran (rpm)
(Niemann, 1982).
Mekanisme Pembuatan Alat Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan
dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin–mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1993).
Kekuatan, keawetan dan pelayanan yang diberikan peralatan usaha tani bergantung terutama pada macam dan kualitas bahan yang digunakan untuk pembuatannya. Dalam pembuatannya terdapat kecenderungan konstruksi peralatan untuk meniadakan sebanyak mungkin baja tuangan dan mengganti dengan baja tekan atau baja cetak. Bilamana hal ini dilakukan dapat menekan biaya membuat mesin dalam jumlah besar. Keberhasilan atau kegagalan alat sering sekali tergantung pada bahan yang dipakai untuk pembuatannya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan usaha tani dapat diklasifikasikan dalam logam dan non logam (Smith dan Wilkes, 1990).
22
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan
alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh: ha. Kg, lt) per satuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat / mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW (Daywin, dkk., 2008).
Kapasitas alat pengupas dapat diperbesar atau diperkecil dengan mengubah jumlah pisau, kecepatan putar roller (rpm) atau ketebalan potongan. Perubahan yang paling mudah dilakukan untuk memperbesar kapasitas tanpa mengubah tebal potongan adalah mengubah kecepatan putar (rpm), yaitu dengan jalan mengubah ukuran gear dan pemilihan rasio kecepatan reducer yang sesuai. (Wiriaatmadja, 1995).
Pemilihan bahan Untuk dapat merencanakan suatu bagian mesin yang baik perlu
memperhatikan : - Ketentuan besar beban dan macam bahan. - Kondisi keliling benda tersebut, korosip, lembab dan suhu. - Fungsi kerja (berat, ringan, kontinu). Maka sangat penting penentuan bahan yang akan dipergunakan untuk
bagian mesin itu. Disesuaikan dengan tujuan rencana. Juga cara memproduksi, memproses lebih lanjut suatu bagian mesin menentukan pula pemilihan macam bahan yang cocok. Untuk itu pengetahuan cara membuat bahan, dalam bentuk apa bahan tersedia, komposisi serta sifat-sifat bahan dan pengaruh cara
23
mengerjakannya harus dipahami oleh seorang ahli teknik yang baik. Selanjutnya kekuatan fisik suatu bahan terdiri dari beberapa macam bentuk, masing-masing dapat terjadi sendiri-sendiri atau suatu kombinasi dari beberapa macam kekuatan disebut kekuatan majemuk (Putra, dkk., 2008).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April-Mei 2012 di Laboratorium
Keteknikan Pertanian Program studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kelapa hibrida
dengan kisaran diameternya antara 20cm - 22cm, kawat las, baut dan mur, pipa besi steam 4 inchi, plat siku, AS 114 inchi, plat baja tebal 1,5mm, motor bensin, bensin, bearing (bantalan), rantai, sproket, speed reducer dan cat.
Adapun alat-alat yang digunakan adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, mistar siku, jangka sorong, waterpass, kunci pas dan ring, gergaji besi, stopwatch, kalkulator, alat tulis, dan komputer.
Metode Penelitian Dalam penelitian ini menggunakan metode rancangan acak lengkap (RAL),
dengan non faktorial yang terdiri dari tiga perlakuan, yaitu : A = 2 buah mata pisau B = 4 buah mata pisau C = 6 buah mata pisau Pengumpulan data dilakukan dengan cara studi literatur (kepustakaan),
melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat pengupas kulit kelapa mekanis, setelah itu dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
24
25
Pelaksanaan Penelitian Komponen Alat
Alat pengupas kelapa mekanis ini mempunyai beberapa bagian penting, yaitu: 1. Kerangka Alat
Kerangka alat ini berfungsi sebagai pendukung komponen lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 70cm, tinggi 50cm, dan lebar 80cm. 2. Silinder pengupas Silinder pengupas adalah komponen utama yang akan mengupas bahan. Pada alat ini digunakan dua buah silinder. Kedua silinder ini bergerak berlawanan arah yang berfungsi untuk menekan dan merobek sabut kelapa. 3. Poros Terletak ditengah yang terbuat dari besi as dengan diameter 11�4 inchi. 4. Bearing / bantalan
Berfungsi sebagai penumpu poros terletak di kerangka alat. 5. Roda Gigi (Gear)
Gear berfungsi untuk memutar kedua silinder secara berlawanan arah. 6. Mata pisau
Mata pisau berfungsi untuk memotong dan menyobek sabut kelapa. 7. Speed reducer (gearbox)
Gearbox berfungsi untuk mengurangi rpm pada roller sesuai dengan yang diinginkan.
26
8. Motor Bensin Motor bensin berguna sebagai sumber penggerak. Pada alat ini digunakan motor bakar berkekuatan 7,0 HP.
9. Saluran pengeluaran Saluran pengeluaran berfungsi untuk mengarahkan sabut yang telah dikupas ketempat penampungan.
Persiapan bahan 1. Disiapkan bahan yang akan dikupas (dalam penelitian bahan yang dikupas adalah kelapa). 2. Dibersihkan kelapa yang akan dikupas. 3. Diatur jumlah bahan (kelapa) yang akan dikupas (dimana dalam penelitian jumlah bahan adalah 2 buah) dalam satu kali pengupasan. 4. Kelapa siap untuk dikupas.
Prosedur Penelitian Adapun prosedur pengujian alat adalah :
1. Dipasang sepasang roller dengan jumlah pisau masing-masing 2 buah. 2. Disiapkan buah kelapa sebanyak 3 buah (untuk tiap ulangan menggunakan
3 buah kelapa). 3. Dinyalakan motor bensin dengan menarik tuas pemutar motor hingga
mesin hidup. 4. Diletakkan satu-persatu buah kelapa diatas roller pengupas dengan posisi
buah sejajar dengan arah roller hingga buah kelapa terkupas dengan bersih.
27
5. Dicatat waktu yang dibutuhkan alat untuk melakukan pengupasan per buah.
6. Dihitung kapasitas pengupasan buah yang dihasilkan alat ini dalam hitungan per jam.
7. Langkah 2 sampai langkah 6 diulangi sebanyak 3 kali ulangan. 8. Dipasang sepasang roller dengan jumlah pisau masing-masing 4 buah dan
diulangi langkah 2 sampai dengan langkah 7. 9. Dipasang sepasang roller dengan jumlah pisau masing-masing 6 buah
dan diulangi langkah 2 sampai dengan langkah 7.
Parameter Penelitian
1. Kapasitas Efektif Alat (buah/jam)
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi jumlah bahan yang
dikupas terhadap waktu yang dibutuhkan untuk pengupasan bahan.
Kapasitas efektif alat dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
KA
=
BB T
....................................................................................(2)
Keterangan:
KA = kapasitas alat (buah/jam)
BB = jumlah bahan yang telah dikupas (buah)
T = waktu yang dibutuhkan untuk mengupas bahan (jam)
2. Persentase Bahan yang rusak Kriteria bahan yang rusak didefenisikan sebagai pecahnya tempurung kelapa pada saat proses pengupasan sabut kelapa (fiber) akibat tekanan dari mata pisau roller. Akibat bahan yang pecah ini akan menurunkan efisiensi
28
pemakaian alat. Pengukuran persentase bahan yang rusak dapat ditentukan
dengan rumus:
% Pbr = BR BA
Dimana:
x 100 % ............................................................ (3)
Pbr : persentase bahan yang rusak (%)
BR : bahan yang rusak / pecah (buah)
BA : jumlah bahan awal (buah)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses pengupasan (kelapa) Proses pengupasan sabut kelapa terlebih dahulu dilakukan pembersihan
tangkai buah kelapa. Pada penelitian ini kelapa yang digunakan adalah kelapa hibrida dengan diameter berkisar antara 20-22cm. Untuk mendapatkan hasil yang akurat maka kelapa yang digunakan berukuran homogen (dengan uji homogenitas) karena variasi bentuk dan ukuran kelapa akan mempengaruhi parameter penelitian. Setelah dilakukan pemanenan buah yang sudah matang langsung dilakukan pengupasan dengan alat pengupas sabut kelapa mekanis yang telah dilengkapi dengan variasi jumlah pisau roller. Perlakuan variasi jumlah pisau roller yang dilakukan yaitu 2 pasang, 4 pasang dan 6 pasang. Perlakuan variasi dimaksudkan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap kualitas dan kuantitas bahan yang dihasilkan.
Pada alat pengupas sabut kelapa mekanis terdapat sepasang roller yang dilengkapi dengan pisau pengupas sabut kelapa. Mata pisau ini berbentuk gerigi seperti mata gergaji sehingga ketika mesin dihidupkan maka mata pisau dengan mudah tertancap dan mengoyak sabut kelapa. Setelah kelapa terkupas, kela