Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur Untuk Pembenihan Ikan Hias Air Tawar

RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR

Oleh :

HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114

RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114

2006

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114

Dilahirkan pada tanggal 26 November 1983 di Bandung Tanggal lulus: 28 September 2006

Menyetujui,

Bogor, 28 September 2006

Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. Dosen Pembimbing

Hanhan A. Sofiyuddin. Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan Ikan Hias Air Tawar. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. 2006.

RINGKASAN

Komoditas ikan hias sangat berprospek untuk dikembangkan. Baik kondisi sumberdaya, pasar maupun kondisi alam di Indonesia sangat mendukung pengembangan komoditas ini untuk tujuan komersial. Salah satu faktor yang cukup berpengaruh terhadap keberhasilan budidaya ikan hias adalah air sebagai media hidup ikan, baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Budidaya ikan hias secara konvensional cenderung memerlukan air dalam jumlah yang cukup banyak. Disamping itu, kualitas air tidak terjaga secara kontinu disebabkan baik karena faktor alam maupun faktor operasional budidaya. Sistem resirkulasi akuakultur (SRA) mampu untuk menghemat penggunaan air dan menjaga kualitasnya secara kontinu. Penggunaan SRA dalam pembenihan ikan hias air tawar diharapkan dapat meningkatkan produktivitas dan keuntungan proses budidaya ikan hias air tawar.

Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang bangun sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan ikan hias air tawar.

Penelitian ini dilakukan mengacu pada metode perancangan teknik yang diajukan oleh Harsokoesoemo (1999). Tahapan yang dilakukan yaitu: 1) identifikasi permasalahan, 2) perancangan konsep rancangan, 3) pembuatan prototipe, 4) evaluasi prototipe, 5) modifikasi prototipe dan 5) pembuatan gambar serta dokumentasi produk.

Kriteria perancangan yang ditetapkan dalam perancangan ini mengacu pada empat aspek, yaitu reabilitas, fungsionalitas, ergonomitas dan fleksibilitas. Hasil rancangan nantinya dapat dibuat dengan mudah menggunakan bahan-bahan dan alat-alat yang tersedia di pasaran. Hasil rancangan dapat mendukung kegiatan pembenihan terutama untuk menjaga kualitas air dan mempermudah proses operasional pembenihan. Selain itu, hasil rancangan nantinya dapat dimodifikasi dengan mudah menyesuaikan dengan kebutuhan lingkungan ikan yang akan dibudidayakan.

Berdasarkan hal tersebut SRA dirancang terdiri dari tiga sub-sistem, yaitu sub-sistem budidaya, pengkondisian dan penyaluran. Sub-sistem budidaya merupakan tempat dilakukannya kegiatan pembenihan. Sub-sistem budidaya terdiri dari 12 bak budidaya berdiameter 40 cm yang tersusun dalam dua blok, masing-masing blok berjumlah enam bak. Sub-sistem pengkondisian merupakan tempat pengkondisian air sehingga kualitas dan kuantitas air yang masuk ke sub-sistem budidaya terjaga. Sub-sub-sistem pengkondisian terdiri dari tiga bak berdiameter 75 cm. Ketiga bak tersebut yaitu: 1) bak filter sebagai tempat terjadinya proses filtrasi, 2) bak tandon sebagai penampung kelebihan air dan 3) bak pengkondisi sebagai bak penstabil debit dan tempat dilakukannnya pengkondisian tambahan kualitas air. Pendistribusian air dilakukan oleh sub-sistem penyaluran. Sub-sub-sistem penyaluran terdiri dari pipa PVC, selang, katup dan pompa.

Pembuatan prototipe dilakukan berdasarkan konsep rancangan yang telah dibuat. Prototipe memiliki beberapa perbedaan dengan konsep rancangan

disebabkan karena keterbatasan sifat bahan yang tersedia, peralatan dan keterampilan pembuat. Walaupun demikian, perbedaan tersebut tidak terlalu berpengaruh terhadap kinerja SRA.

Hasil evaluasi menunjukkan bahwa SRA yang telah dirancang bangun dapat mengalirkan debit 0.016-0.017 l/s air ke setiap bak budidaya. Ketinggian air di bak budidaya pada saat SRA beroperasi adalah 18.4-20.7 cm dari dasar bak.

SRA tersebut masih memerlukan beberapa modifikasi untuk mengoptimalkan kinerjanya, terutama sub-sistem penyaluran suplai air dan drainase bak budidaya. Penambahan unit bak budidaya dapat dilakukan untuk memaksimalkan pemanfaatan kapasitas debit yang dimiliki pompa.

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 26 November 2006 di Bandung dari orang tua bernama Ahmad Saefudin dan Nendeh Hasanah. Penulis adalah anak ketiga dari delapan orang bersaudara.

Penulis menamatkan sekolah dasar dari SD Pabrik Gas IV pada tahun 1995 lalu melanjutkan ke SLTP Negeri 7 Bogor. Penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah pertama pada tahun 1998. Pada tahun 2001, penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah umum dari SMU Negeri 1 Bogor.

Penulis kemudian melanjutkan studi di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Sub-program studi yang diambil adalah Teknik Sipil Pertanian.

Tahun 2005 penulis melaksanakan Praktek Lapang di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat dengan judul ”Aspek Keteknikan Pertanian pada Pembenihan Ikan Gurami di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat”.

Pada tahun 2006 penulis melakukan penelitian masalah khusus dengan judul”Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Air untuk Pembenihan Ikan Hias Air Tawar”sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT., karena atas karunia-Nya lah akhirnya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil penelitan penulis yang berjudul Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan ikan Hias Air Tawar. Skripsi ini mengkaji proses pendesainan, manufaktur dan analisis rancangan sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan beberapa jenis ikan hias air tawar.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian maupun penulisan skripsi, yaitu:

1. Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr., selaku dosen pembimbing, atas segala bimbingan, arahan dan dukungannya.

2. Dr. Satyanto K. Saptomo dan atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.

3. Rudiyanto, STP M.Si. atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.

4. Ibu dan kakak tercinta atas doa dan dukungannya.

5. Rekan sebimbingan: Sanz dan Didik atas kerjasama dan bantuannya. 6. Teman-teman TEP 39 atas dorongan semangatnya.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Penulis berharap tulisan ini bermanfaat bagi pembaca secara umum maupun pihak yang ingin mengembangkan pembenihan ikan secara intensif menggunakan sistem resirkulasi.

Bogor, 28 September 2006

DAFTAR ISI

halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI... ii

DAFTAR TABEL... iv

DAFTAR GAMBAR ...v

DAFTAR LAMPIRAN... vi

I. PENDAHULUAN ...1

A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA...3

A. PROSES PERANCANGAN TEKNIK ... 3

B. PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR ... 5

C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA)... 7

D. ALIRAN AIR DALAM PIPA ... 9

III. METODOLOGI...13

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN ... 13

B. BAHAN DAN ALAT ... 13

C. TAHAPAN PENELITIAN... 14

D. METODE EVALUASI PROTOTIPE... 16

a. Pengukuran Debit dan Tinggi ... 16

b. Analisis Hidrolis ... 16

c. Analisis Keseragaman ... 19

d. Efisiensi pompa... 19

e. Analisis Pola Operasional SRA... 19

e.1. Pengisian Air ... 19

e.2. Bukaan Katup ... 20

IV. PENDEKATAN RANCANGAN...21

A. IDENTIFIKASI PERMASALAHAN... 21

B. PERANCANGAN KONSEP PRODUK... 22

b. Rancangan Tinggi Peletakan Bak ... 29

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...30

A. PEMBUATAN PROTOTIPE ... 30

B. EVALUASI PROTOTIPE ... 31

a. Analisis Hidrolis... 31

b. Efisiensi Pompa... 33

c. Analisis Keseragaman ... 34

d. Analisis Pola Operasional SRA ... 35

d.1. Pengisian Air... 35

d.2. Bukaan Katup... 35

V. KESIMPULAN...37

A. KESIMPULAN ... 37

B. SARAN ... 37

DAFTAR PUSTAKA ...38

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 1. Nilaiksuntuk beberapa bahan pipa komersial...11

Tabel 2. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem pengkondisian ...25

Tabel 3. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya...28

Tabel 4. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 1 ...31

Tabel 5. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 2 ...31

Tabel 6. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3 ...31

Tabel 7. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 4 ...32

Tabel 8. Nilaiksub-sistem penyaluran 4...32

Tabel 9. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 5 ...32

Tabel 10. Koefisien kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran. ...33

Tabel 11. Perhitungan efisiensi pompa ...34

Tabel 12. Analisis keseragaman debit ...34

Tabel 13. Perhitungan nilai nisbah void material filter...35

RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR

Oleh :

HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114

RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114

2006

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

RANCANG BANGUN SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR UNTUK PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Di Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

HANHAN A. SOFIYUDDIN F14102114

Dilahirkan pada tanggal 26 November 1983 di Bandung Tanggal lulus: 28 September 2006

Menyetujui,

Bogor, 28 September 2006

Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. Dosen Pembimbing

Hanhan A. Sofiyuddin. Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan Ikan Hias Air Tawar. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Budi I. Setiawan, M.Agr. 2006.

RINGKASAN

Komoditas ikan hias sangat berprospek untuk dikembangkan. Baik kondisi sumberdaya, pasar maupun kondisi alam di Indonesia sangat mendukung pengembangan komoditas ini untuk tujuan komersial. Salah satu faktor yang cukup berpengaruh terhadap keberhasilan budidaya ikan hias adalah air sebagai media hidup ikan, baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Budidaya ikan hias secara konvensional cenderung memerlukan air dalam jumlah yang cukup banyak. Disamping itu, kualitas air tidak terjaga secara kontinu disebabkan baik karena faktor alam maupun faktor operasional budidaya. Sistem resirkulasi akuakultur (SRA) mampu untuk menghemat penggunaan air dan menjaga kualitasnya secara kontinu. Penggunaan SRA dalam pembenihan ikan hias air tawar diharapkan dapat meningkatkan produktivitas dan keuntungan proses budidaya ikan hias air tawar.

Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang bangun sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan ikan hias air tawar.

Penelitian ini dilakukan mengacu pada metode perancangan teknik yang diajukan oleh Harsokoesoemo (1999). Tahapan yang dilakukan yaitu: 1) identifikasi permasalahan, 2) perancangan konsep rancangan, 3) pembuatan prototipe, 4) evaluasi prototipe, 5) modifikasi prototipe dan 5) pembuatan gambar serta dokumentasi produk.

Kriteria perancangan yang ditetapkan dalam perancangan ini mengacu pada empat aspek, yaitu reabilitas, fungsionalitas, ergonomitas dan fleksibilitas. Hasil rancangan nantinya dapat dibuat dengan mudah menggunakan bahan-bahan dan alat-alat yang tersedia di pasaran. Hasil rancangan dapat mendukung kegiatan pembenihan terutama untuk menjaga kualitas air dan mempermudah proses operasional pembenihan. Selain itu, hasil rancangan nantinya dapat dimodifikasi dengan mudah menyesuaikan dengan kebutuhan lingkungan ikan yang akan dibudidayakan.

Berdasarkan hal tersebut SRA dirancang terdiri dari tiga sub-sistem, yaitu sub-sistem budidaya, pengkondisian dan penyaluran. Sub-sistem budidaya merupakan tempat dilakukannya kegiatan pembenihan. Sub-sistem budidaya terdiri dari 12 bak budidaya berdiameter 40 cm yang tersusun dalam dua blok, masing-masing blok berjumlah enam bak. Sub-sistem pengkondisian merupakan tempat pengkondisian air sehingga kualitas dan kuantitas air yang masuk ke sub-sistem budidaya terjaga. Sub-sub-sistem pengkondisian terdiri dari tiga bak berdiameter 75 cm. Ketiga bak tersebut yaitu: 1) bak filter sebagai tempat terjadinya proses filtrasi, 2) bak tandon sebagai penampung kelebihan air dan 3) bak pengkondisi sebagai bak penstabil debit dan tempat dilakukannnya pengkondisian tambahan kualitas air. Pendistribusian air dilakukan oleh sub-sistem penyaluran. Sub-sub-sistem penyaluran terdiri dari pipa PVC, selang, katup dan pompa.

Pembuatan prototipe dilakukan berdasarkan konsep rancangan yang telah dibuat. Prototipe memiliki beberapa perbedaan dengan konsep rancangan

disebabkan karena keterbatasan sifat bahan yang tersedia, peralatan dan keterampilan pembuat. Walaupun demikian, perbedaan tersebut tidak terlalu berpengaruh terhadap kinerja SRA.

Hasil evaluasi menunjukkan bahwa SRA yang telah dirancang bangun dapat mengalirkan debit 0.016-0.017 l/s air ke setiap bak budidaya. Ketinggian air di bak budidaya pada saat SRA beroperasi adalah 18.4-20.7 cm dari dasar bak.

SRA tersebut masih memerlukan beberapa modifikasi untuk mengoptimalkan kinerjanya, terutama sub-sistem penyaluran suplai air dan drainase bak budidaya. Penambahan unit bak budidaya dapat dilakukan untuk memaksimalkan pemanfaatan kapasitas debit yang dimiliki pompa.

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 26 November 2006 di Bandung dari orang tua bernama Ahmad Saefudin dan Nendeh Hasanah. Penulis adalah anak ketiga dari delapan orang bersaudara.

Penulis menamatkan sekolah dasar dari SD Pabrik Gas IV pada tahun 1995 lalu melanjutkan ke SLTP Negeri 7 Bogor. Penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah pertama pada tahun 1998. Pada tahun 2001, penulis menamatkan jenjang pendidikan menengah umum dari SMU Negeri 1 Bogor.

Penulis kemudian melanjutkan studi di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Sub-program studi yang diambil adalah Teknik Sipil Pertanian.

Tahun 2005 penulis melaksanakan Praktek Lapang di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat dengan judul ”Aspek Keteknikan Pertanian pada Pembenihan Ikan Gurami di BPBI lokasi Singaparna, Tasikmalaya, Jawa Barat”.

Pada tahun 2006 penulis melakukan penelitian masalah khusus dengan judul”Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Air untuk Pembenihan Ikan Hias Air Tawar”sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT., karena atas karunia-Nya lah akhirnya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil penelitan penulis yang berjudul Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Akuakultur untuk Pembenihan ikan Hias Air Tawar. Skripsi ini mengkaji proses pendesainan, manufaktur dan analisis rancangan sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan beberapa jenis ikan hias air tawar.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian maupun penulisan skripsi, yaitu:

1. Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr., selaku dosen pembimbing, atas segala bimbingan, arahan dan dukungannya.

2. Dr. Satyanto K. Saptomo dan atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.

3. Rudiyanto, STP M.Si. atas segala kerjasama, bimbingan, arahan dan dukungannya.

4. Ibu dan kakak tercinta atas doa dan dukungannya.

5. Rekan sebimbingan: Sanz dan Didik atas kerjasama dan bantuannya. 6. Teman-teman TEP 39 atas dorongan semangatnya.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Penulis berharap tulisan ini bermanfaat bagi pembaca secara umum maupun pihak yang ingin mengembangkan pembenihan ikan secara intensif menggunakan sistem resirkulasi.

Bogor, 28 September 2006

DAFTAR ISI

halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI... ii

DAFTAR TABEL... iv

DAFTAR GAMBAR ...v

DAFTAR LAMPIRAN... vi

I. PENDAHULUAN ...1

A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA...3

A. PROSES PERANCANGAN TEKNIK ... 3

B. PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR ... 5

C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA)... 7

D. ALIRAN AIR DALAM PIPA ... 9

III. METODOLOGI...13

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN ... 13

B. BAHAN DAN ALAT ... 13

C. TAHAPAN PENELITIAN... 14

D. METODE EVALUASI PROTOTIPE... 16

a. Pengukuran Debit dan Tinggi ... 16

b. Analisis Hidrolis ... 16

c. Analisis Keseragaman ... 19

d. Efisiensi pompa... 19

e. Analisis Pola Operasional SRA... 19

e.1. Pengisian Air ... 19

e.2. Bukaan Katup ... 20

IV. PENDEKATAN RANCANGAN...21

A. IDENTIFIKASI PERMASALAHAN... 21

B. PERANCANGAN KONSEP PRODUK... 22

b. Rancangan Tinggi Peletakan Bak ... 29

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...30

A. PEMBUATAN PROTOTIPE ... 30

B. EVALUASI PROTOTIPE ... 31

a. Analisis Hidrolis... 31

b. Efisiensi Pompa... 33

c. Analisis Keseragaman ... 34

d. Analisis Pola Operasional SRA ... 35

d.1. Pengisian Air... 35

d.2. Bukaan Katup... 35

V. KESIMPULAN...37

A. KESIMPULAN ... 37

B. SARAN ... 37

DAFTAR PUSTAKA ...38

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 1. Nilaiksuntuk beberapa bahan pipa komersial...11

Tabel 2. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem pengkondisian ...25

Tabel 3. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya...28

Tabel 4. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 1 ...31

Tabel 5. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 2 ...31

Tabel 6. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3 ...31

Tabel 7. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 4 ...32

Tabel 8. Nilaiksub-sistem penyaluran 4...32

Tabel 9. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 5 ...32

Tabel 10. Koefisien kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran. ...33

Tabel 11. Perhitungan efisiensi pompa ...34

Tabel 12. Analisis keseragaman debit ...34

Tabel 13. Perhitungan nilai nisbah void material filter...35

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 1. Skema SRA yang dikembangkan Setiawanet. al.(2004). ...8

Gambar 2. Diagram alir tahapan penelitian. ...14

Gambar 3. Skema sub-sistem penyaluran. ...17

Gambar 4. Skema rancangan SRA...23

Gambar 5. Skema konsep rancangan bak pengkondisi, tandon dan filtrasi...24

Gambar 6. Pipa penjaga tinggi muka air bak pengkondisi (satuan cm)...25

Gambar 7. Skema konsep rancangan bak budidaya (satuan cm)...27

DAFTAR LAMPIRAN

halaman Lampiran 1. Gambar rancangan sistem resirkulasi untuk pembenihan

ikan hias air tawar.. ... ..40 Lampiran 2. Gambar rancangan bak budidaya ... ..44 Lampiran 3. Gambar rancangan bak filter, tandon dan pengkondisi ... ..45 Lampiran 4. Gambar rancangan rangka filter ... ..46

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Komoditas ikan hias air tawar sangat berprospek untuk dikembangkan. Permintaan ikan hias selalu bertambah, baik permintaan untuk konsumsi lokal ataupun ekspor. Jumlah penawaran ikan hias air tawar untuk diekspor selama ini selalu lebih kecil dari pada permintaan importir di luar negeri (Daelami, 2001). Peluang pasar untuk ekspor masih terbuka luas ke berbagai negara-negara di Asia, Amerika, Eropa, Timur Tengah dan Australia (Lesmana dan Dermawan, 2001). Kondisi lingkungan di Indonesia pun cukup kondusif bagi pembudidayaan ikan hias air tawar. Iklim tropis sangat cocok untuk budidaya ikan hias air tawar dan memungkinkan untuk dilakukannya produksi sepanjang tahun (Lesmana dan Dermawan, 2001).

Salah satu hal pokok yang harus diperhatikan dalam pembenihan ikan hias air tawar adalah kondisi lingkungan untuk memijah (Lesmana dan Dermawan, 2001). Salah satu parameter penting yang harus diperhatikan adalah kualitas air. Saat ini, cara yang paling umum digunakan untuk mengontrol kualitas air adalah dengan melakukan pembaruan air dengan pengaliran air secara kontinu atau dengan mengganti air secara berkala menggunakan sifon. Pembenihan dengan menggunakan kedua metode tersebut memerlukan jumlah air yang cukup banyak. Oleh karena itu, pada usaha pembenihan skala besar, air dapat menjadi komponen biaya yang patut diperhitungkan.

Sistem resirkulasi akuakultur (SRA) merupakan sistem budidaya hemat air. Pada sistem ini, air yang diperlukan adalah air untuk mengisi tangki (pada saat mulai beroperasi) dan air untuk mengganti kebocoran dan penguapan (pada saat beroperasi). Penelitian yang dilakukan Hanifah (2004) membuktikan bahwa SRA dapat menghemat penggunaan air hingga 96%.

Kondisi lingkungan dalam SRA relatif mudah dikendalikan (Yanong, 2003). Dengan demikian, kondisi lingkungan dapat dikendalikan sehingga berada pada

menghasilkan tingkat produktifitas yang tinggi dalam waktu budidaya yang singkat dengan tingkat kelulusan hidup ikan mencapai 100%.

Pembenihan ikan hias dengan menggunakan SRA diharapkan dapat mengurangi penggunaan air dan meningkatkan produktivitas serta keuntungan budidaya ikan hias.

B. TUJUAN

Tujuan utama penelitian ini adalah merancang bangun sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan ikan hias air tawar.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. PROSES PERANCANGAN TEKNIK

Rancangan adalah suatu proses sistematik yang merupakan solusi dari sesuatu yang dibutuhkan manusia Harsokoesoemo (1999). Perancangan teknik dapat diartikan sebagai suatu metode terstruktur untuk memecahkan masalah dalam bidang perteknikan. Secara umum tahapan-tahapan pada suatu proses perancangan adalah sebagai berikut:

1. Analisa masalah, spesifikasi produk dan perencanaan proyek

Perancangan dilakukan karena adanya kebutuhan akan suatu produk baru. Dalam proses perancangan, kebutuhan produk baru tersebut dijadikan sebagai problem perancangan atau masalah perancangan. Problem atau masalah perancangan tersebut kemudian dipecahkan menggunakan solusi yang didapatkan melalui analisis masalah. Solusi yang dihasilkan selama proses analisis dapat terdiri dari beberapa solusi alternatif. Solusi yang dipilih merupakan solusi alternatif terbaik.

Hasil analisis yang utama adalah pernyataan masalah atau problem statement tentang produk baru. Pernyataan masalah tersebut belum berupa solusi/produk baru, tetapi baru mengandung keterangan-keterangan tentang produk yang akan dirancang. Pernyataan masalah setidaknya mengandung tiga buah unsur, yaitu:

- Pernyataan masalah itu sendiri

- Kendala-kendal atauconstraints yang membatasi solusi masalah tersebut dan spesifikasi produk

- Kiteria keterterimaan (acceptability criteria) dan kriteria lain yang harus dipenuhi produk

Spesifikasi produk merupakan dokumen yang sangat penting dalam proses perancangan. Spesifikasi produk mengandung keinginan-keinginan pengguna tentang produk yang akan dibuat. Spesifikasi produk merupakan dasar dan pemandu

menjadi tolak ukur pada evaluasi hasil rancangan dan evaluasi produk yang sudah jadi. Spesifikasi produk mengandung hal-hal berikut :

- Kinerja atauperfomanceyang harus dapat dicapai suatu produk

- Kondisi lingkungan seperti temperatur, tekanan dan lain-lain yang akan dialami produk

- Kondisi operasi lain

- Jumlah produk yang akan dibuat - Dimensi produk dan berat produk - Ergonomika dan keamanan - Harga produk

2. Perancangan konsep produk

Konsep produk adalah solusi alternatif terbaik dari masalah perancangan. Pada tahap ini, konsep produk dicari sehingga memenuhi fungsi dan karakteristik produk sebagaimana tercantum dalam spesifikasi produk. Konsep produk disajikan dalam bentuk skema.

3. Perancangan produk

Dalam tahapan perancangan produk, solusi alternatif dalam bentuk skema dikembangkan lebih lanjut menjadi produk atau benda teknik yang lebih nyata. Tahapan perancangan produk diakhiri dengan dengan perancangan detail komponen-komponen produk, yang kemudian akan dituangkan dalam gambar-gambar detail untuk proses pembuatan.

4. Evaluasi hasil perancangan produk

Sebelum produk dibuat berdasarkan gambar perancangan produk, maka produk tersebut harus dievaluasi terlebih dahulu. Produk harus dievaluasi apakah produk tersebut memenuhi spesifikasi produk yang telah ditentukan pada fase pertama perancangan produk. Produk memenuhi spesifikasi apabila dapat memenuhi fungsinya, mempunyai karakteristik yang harus dipunyainya dan dapat melakukan kinerja sesuai dengan yang disyaratkannya.

5. Dokumentasi rancangan produk

Dokumentasi rancangan produk dilakukan untuk membuat arsip produk sehingga memudahkan proses produksi massal nantinya. Tahapan ini merangkum seluruh hasil perancangan. Dokumentasi rancangan produk terdiri dari:

- Gambar semua komponen produk lengkap dengan bentuk geometrinya, dimensi, kekasaran/kehalusan permukaan dan material

- Gambar susunan

- Spesifikasi yang memuat keterangan-keterangan yang tidak terdapat pada gambar dan

- Daftar kebutuhan bahan

B. PEMBENIHAN IKAN HIAS AIR TAWAR

Ikan hias merupakan ikan eksotik yang memiliki bentuk tubuh yang indah. Sedikitnya ada 176 jenis ikan hias yang dibudidayakan di Indonesia. Hampir 90 % ikan hias tersebut adalah ikan tropis yang merupakan ikan asli Indonesia ataupun ikan introduksi (Lesmana dan Dermawan, 2001).

Fasilitas dan tata cara pembenihan ikan hias sebaiknya dilakukan bersesuaian dengan karakteristik sifat ikan yang dipijahkan (Daelami, 2001). Hampir setiap jenis ikan hias memiliki karakteristik sifat yang berbeda satu sama lainnya. Beberapa spesies ikan hias tertentu memerlukan kualitas air yang berbeda dengan kualitas air yang umum dibutuhkan untuk memijahkan ikan hias lainnya. Beberapa jenis ikan hias memerlukan tempat yang gelap untuk memijah, sebaliknya, ada juga beberapa jenis ikan hias lainnya yang memerlukan pencahayaan untuk memijah. Ketidakcocokan fasilitas dan tata cara pembenihan sering menjadi faktor utama penyebab kegagalan proses pemijahan.

Ciri, sifat dan pola perkembangbiakan ikan hias menentukan fasilitas dan tata cara yang diperlukan. Daelami (2001) mengelompokkan ikan hias air tawar berdasarkan pola perkembangbiakannya ke dalam dua kelompok, yaitu ikan hias bertelur dan ikan hias beranak.

kemudian keluar sebagai anakan ikan. Pemijahan ikan hias kelompok ini biasa dilakukan secara massal dengan perbandingan jantan betina 1:4-6. Anakan hasil pemijahan harus mendapat perlindungan karena umumnya induk (khususnya induk betina) bersifat kanibal. Oleh karena itu, wadah pemijahan biasanya dilengkapi jaring pemisah induk dan anakan atau tanaman air sebagai tempat berlindung anakan.

Cust dan Coc (1983) dalam Daelami (2001) mengelompokkan jenis ikan bertelur ke dalam lima kelompok, yaitu ikan yang menguburkan telur, ikan yang menghamburkan telur, ikan yang membangun sarang, ikan yang menggantungkan telur dan ikan yang meletakkan telur.

Kelompok ikan yang mengubur telur meletakkan telur dalam lubang yang digali induk sesaat setelah memijah kemudian menutupnya dengan lumpur. Beberapa jenis ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini adalah Black Ghost. Ramiresi, Badis-badis dan Krisbensis. Pada saat dipijahkan, wadah pemijahan harus dilengkapi media yang dapat digunakan oleh ikan untuk menyembunyikan telurnya, seperti akar pakis, potongan pipa, ataupun pot kecil yang dimiringkan.

Kelompok ikan yang menghamburkan telur memiliki telur yang bersifat adhesif maupun semi-adhesif sehingga telurnya mudah menempel pada tanaman ataupun benda-benda di dasar wadah pemijahan. Oleh karena itu, wadah pemijahan biasanya dilengkapi kerikil, tanaman air, ataupun rafia ijuk untuk tempat menempelnya telur. Telur-telur tersebut sangat sensitif terhadap guncangan dan perubahan kualitas air. Oleh karena itu, pada saat penetasan, telur sebaiknya tidak dipindahkan ataupun dialiri air yang berbeda kualitasnya dengan air pada media pemijahan. Ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini diantaranya Sumatera Barb, Tiger Barb, Red Barb, Rosy Barb, Zebra Danio dan Stripped Danio.

Kelompok ikan yang membuat sarang meletakkan telur yang telah dibuahi di dalam sarang. Setelah memijah, telur-telur yang berserakan diambil dan diletakkan oleh induk ke dalam sarang. Bahan penyusun sarang dapat terbuat dari buih ataupun akar, rumput dan ranting tanaman yang diletakkan di bawah permukaan air. Oleh karena itu, pada wadah pemijahan jenis ikan yang sarangnya tidak terbuat dari buih perlu diletakkan bahan-bahan penyusun sarang, seperti akar, pakis, rafia, ranting,

ataupun potongan rumput. Beberapa jenis ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini adalah Cupang, Thick Lipped Gouramy, Sepat dan Dwarf Gouramy.

Kelompok ikan yang menggantungkan telur memerlukan tanaman air terapung atau benda-benda terapung lainnya untuk menggantungkan telur setelah pemijahan. Ikan yang termasuk ke dalam kelompok ini antara lain Aphyosemion gardneri.

Kelompok ikan yang meletakkan telur menyusun telur secara teratur dan bergerombol pada sebuah benda. Sebagai tempat menempelkan telur, wadah pemijahan biasanya dilengkapi benda berbentuk bidang datar, seperti pipa, lempengan batu, potongan keramik, ataupun lembaran daun.

C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA)

SRA didesain untuk meminimalisai atau mengurangi ketergantungan terhadap penggantian air dan pembilasan pada proses budidaya perikanan (McGee dan Cichra, 1988). Selain itu, SRA juga memudahkan untuk pengontrolan kualitas air dan pemberian nutrisi (Yanong, 2003). Ada lima jenis SRA yang umum digunakan, yaitu SRA pembesaran, SRA pembenihan, SRA pemeliharaan, SRA penampungan sementara, SRA display (Yanong, 2003).

SRA pembesaran digunakan untuk melakukan pembesaran (pendederan) ikan dengan padat tebar yang tinggi. SRA ini memerlukan manajemen yang terpadu terutama dalam hal kualitas air dan pemberian nutrisi.

SRA pembenihan digunakan untuk memijahkan ikan. Parameter lingkungan, seperti suhu, photoperiodisme (interval gelap dan terang dalam satu hari), pH, kesadahan dan konduktifitas perlu dikontrol untuk memicu terjadinya pemijahan. Selain itu, ukuran, kebiasaan dan prilaku ikan perlu diperhitungkan pada saat memilih tipe dan ukuran tangki.

SRA pemeliharaan digunakan untuk memelihara ikan dalam jangka waktu yang cukup lama, seperti untuk pemeliharaan dan pematangan gonad induk. Dalam SRA ini, ikan yang dipelihara umumnya tidak dalam fase pertumbuhan yang cepat, sehingga pemberian nutrisi tidak seefektif seperti dalam SRA pembesaran.

biofilter perlu dirancang agar memiliki fleksibilitas yang tinggi dalam hal bentuk dan kapasitas.

SRA display digunakan untuk menampilkan keindahan ikan, umum digunakan di akuarium ikan hias. Oleh karena itu, manajemen kualitas air perlu ditekankan kepada pengontrolan partikulat terlarut dan kejernihan air.

Setiawan et. al. (2004) mengembangkan SRA untuk pendederan benih ikan patin pada ruangan berpemanas kolektor surya. Komponen SRA tersebut yaitu akuarium budidaya, tangki sedimentasi/filtrasi, tangki pengkondisi dan sistem penyaluran air. Skema komponen-komponen tersebut adalah sepeti yang terdapat pada Gambar 1.

Gambar 1. Skema SRA yang dikembangkan Setiawanet. al.(2004).

Akuarim budidaya digunakan sebagai tempat pembesaran/pendederan benih ikan patin. Akuarium ini berbentuk persegi panjang tebuat dari bahan fiberglass dengan lubang drainase di bagian bawah akuarrium. Dalam SRA tersebut terdapat enam buah akuarium budidaya.

Tangki pengkondisi berbentuk sama seperti akuarium budidaya. Tangki pengkondisi digunakan untuk mengkondisikan air (mengatur DO dan suhu) dan untuk menjaga head aliran suplai air ke akuarium budidaya.

Bak pengkondisi

Bak budidaya Bak

tandon

Bak Filtrasi Pompa

Tangki filtrasi digunakan untuk menjaga kualitas air. Sistem filtrasi yang digunakan adalah filtrasi biologi (biofilter) dan filtrasi fisik (sedimentasi dan penyaringan menggunakan kerikil).

Sistem penyaluran air yang digunakan terdiri dari pompa, pipa PVC dan selang plastik. Suplai air diberikan menggunakan pipa PVC ½”. Drainase dilakukan

dengan menggunakan pipa PVC 1” dan selang plastik.

D. ALIRAN AIR DALAM PIPA

Aliran fluida tak ideal dibedakan menjadi dua jenis yaitu aliran laminer dan turbulen. Pada aliran laminar, partikel-partikel zat cair bergerak teratur mengikuti lintasan yang saling sejajar. Sedangkan pada aliran turbulen, gerak partikel-partikel zat cair tidak teratur. Reynold menunjukkan bahwa aliran laminer dan aliran turbulen dalam pipa dapat diklasifikasikan dengan suatu bilangan tertentu. Bilangan tersebut disebut bilangan Reynold dengan rumus sebagai berikut:





dv 

Re ... (1) dimana  = massa jenis fluida (M L-3); v = kecepatan aliran fluida (L T-1); d = diameter pipa (L);μ = viskositas dinamis fluida (M L-1T-1).

Aliran air dalam pipa dapat dianalisis menggunakan Hukum Bernoulli. Hukum Bernoulli menyatakan bahwa total energi (head) sepanjang garis aliran tidak berubah. Hukum Bernoulli dapat dituliskan dalam persamaan (1).

2 2 2 2 1 2 1 1 2

2 g z

v g p z g v g

p _{    }





...(2)

dimanap1dan p2 = tekanan pada titik 1 dan 2 (M L-2T);v1dan v2 = kecepatan aliran

pada titik 1 dan 2 (L T-1);z1dan z2= tinggi titik 1 dan 2 dari datum (L);  = massa

jenis fluida (M L-3); g = percepatan gravitasi (L T-2).

Persamaan Bernoulli hanya berlaku untuk aliran mantap (steady), densitas konstan (incompressible fluid), kehilangan head karena gesekan diabaikan dan persamaan menghubungkan dua titik kondisi sepanjang garis aliran tunggal.

Pada kenyataannya, dalam suatu garis aliran dalam pipa, sejumlah energi akan hilang karena gesekan, sambungan, ataupun perubahan diameter pipa. Dengan demikian persamaan Bernoulli dapat ditulis menjadi (Sleigh, 2001) :

L f h h z g v g p z g v g p      

 2 22 ₂

1 2 1 1 2 2





...(3)

dimana hL = kehilangan head lokal karena belokan atau sambungan (L); hf = kehilanganheadkarena gesekan (L).

Pada aliran laminer, kehilangan tekanan karena gesekan dapat dihitung secara teoretis apabila diketahui data kecepatan aliran, sifat-sifat fluida dan dimensi pipa. Kehilangan tekanan karena gesekan dihitung menggunakan persamaan Hagen-Poiseuille (Sleigh, 2001):

2

32 d

μLv

ΔP ...(4) Apabila persamaan ΔP dinyatakan dalam kehilangan tekanan per berat jenis fluida, persamaan (4) dapat dirubah menjadi:

2

32

ρgd

μLv

h_f  ...(5) dimana ΔP = kehilangan tekanan (M L-2 T); v = kecepatan aliran (L T-1); d = diameter pipa (L); L = panjang pipa (L); μ = viskositas absolut fluida (M L-1T).

Pada aliran turbulen, kehilangan head dapat dihitung secara teoretis menggunakan persamaan Darcy-Weisbach:

gd fLv h_f 2 4 2  ...(6) dimanafadalah koefisien gesekan.

Nilaifpada aliran laminer dapat dihitung menggunaan persamaan: Re

16



Pada aliran turbulen pada pipa halus, nilaifpada dapat dihitung menggunakan persamaan Blasius: 25 . 0 Re 079 . 0  f ...(8) Persamaan ini memberikan nilai f yang cukup akurat untuk Re kurang dari 100000 (Sleigh, 2001).

Colebrook dan White telah melakukan eksperimen menggunakan beberapa pipa komersial dengan berdasarkan persamaan yang diberikan oleh von Karman dan Prandtl. Eksperimen tersebut menghasilkan persamaan Colebrook-White sebagai berikut:            f d k f s Re 26 . 1 71 . 3 log 4 1 10 ...(9)

dimanaks= koefisien kekasaran efektif pipa. Nilai ks untuk beberapa pipa komersial terdapat pada Tabel 1.

Tabel 1. Nilaiksuntuk beberapa bahan pipa komersial Bahan Pipa ks(mm)

Brass, copper, glass, Perspex

0.003

Abestos cement 0.03

Wrought iron 0.06

Galvanized iron 0.15

Plastic 0.03

Sumber : Sleigh (2001)

Persamaan (9) dapat diaplikasikan untuk menghitung nilai f pada seluruh rentang Re dalam aliran turbulen (Sleigh, 2001). Untuk mempermudah perhitungan f, Moody mengembangkan diagram dan persamaan 10. Persamaan 10 cukup akurat untuk rentang 4x103< Re < 1x107 danks/d< 0.01 (Sleigh, 2001).

Untuk Re > 105, perhitungan Re lebih akurat bila dihitung menggunakan persamaan (11) yang disusun oleh Barr (Sleigh, 2001).

2 89 . 0 10

Re 1286 . 5 71 . 3 log 4

1  _  _



d k

f s ...(11) Kehilangan head lokal terjadi pada belokan, percabangan, sambungan, katup atau perubahan diameter pipa. Pada jaringan pipa yang panjang kehilanganheadlokal dapat diabaikan, tetapi pada jaringan pipa yang pendek kehilangan head lokal jauh lebih besar jika dibandingkan dengan kehilangan head akibat gesekan. Secara umum kehilangan head lokal dinyatakan sebagai berikut:

g v k h_{L L}

2

2

 ...(12) dimanakL= koefisien kehilanganheadlokal.

III. METODOLOGI

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di labolatorium Wageningen, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Juli 2006 sampai bulan September 2006.

B. BAHAN DAN ALAT

Bahan yang digunakan dalam pembuatan prototipe sistem resirkulasi adalah sebagai berikut:

1. Bak fiber berdiameter 40 cm dan 80 cm 2. Pipa PVC 1” dan ½”

3. Selang plastik 1.5”

4. Pompa submersibel (hmaksimum 3.5 m;Qmaksimum 4000 l/jam; daya 83 W) 5. Besi siku 30 x 30 x 3 mm dan 50 x 50 x 5 mm

6. Zeolit

7. Plat alumunium tebal 2 mm

8. Plat strip alumunium 20 x 2 mm dan 20 x 1 mm 9. Kasa kawat

10. Katup ½”

11. Sambungan-sambungan pipa PVC 1” dan ½”, yaitu knee, tee, sok drat luar, dop

ulir, reducer 1½” ke ½”dan katup ½” 12.Klem selang 1” dan 2”

13. Karet dudukan besi siku 30x30 dan 50x50.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Satu unit komputer lengkap dengan software aplikasi wordprocessing, spreadsheetdan CAD

5. Stopwatch dan mistar

6. Peralatan bengkel lainnya seperti obeng, kunsi pas, ragum dan amplas.

C. TAHAPAN PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam penelitian ini mengacu pada metode perancangan teknik yang diusulkan Harsokoeseoemo (1999). Tahapan penelitian yang digunakan adalah seperti yang terdapat pada Gambar 2.

Gambar 2. Diagram alir tahapan penelitian.

Tahapan identifikasi permasalahan dilakukan untuk menganalisis kriteria perancangan. Kriteria perancangan disusun berdasarkan aspek-aspek sebagai berikut:

- Reabilitas

Hasil perancangan dapat dibuat dengan mudah dan menggunakan bahan-bahan yang umum terdapat di pasaran.

Mulai

Identifikasi permasalahan Perancangan Konsep

Produk Pembuatan Prototipe

Pembuatan Gambar dan Dokumentasi Produk

Evaluasi Prototipe Modifikasi

- Fungsionalitas

Hasil perancangan mampu memenuhi fungsi untuk mendukung proses pembenihan ikan hias air tawar, terutama dalam hal penghematan air dan pengendalian kualitas air.

- Ergonomitas

Hasil perancangan dapat memudahkan proses operasional pembenihan dan perawatan produk.

- Fleksibilitas

Hasil perancangan dapat digunakan untuk pembenihan beberapa jenis ikan hias tertentu dan dapat dengan mudah mengakomodir perubahan-perubahan tertentu untuk mendukung kegiatan pembenihan.

Kriteria perancangan tersebut kemudian digunakan untuk menentukan spesifikasi produk yang diinginkan.

Spesifikasi produk yang telah ditentukan kemudian digunakan sebagai patokan dalam perancangan konsep produk. Bentuk, dimensi dan susunan produk dirancang sehingga memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan. Hasil perancangan kemudian direalisasikan dalam bentuk prototipe.

Prototipe yang telah dibuat kemudian dievaluasi kesesuaiannya dengan spesifikasi produk yang diinginkan. Ketidaksesuaian rancangan dianalisis untuk mencari ide perbaikan rancangan produk. Modifikasi kemudian dilakukan berdasarkan ide perbaikan tersebut. Prototipe yang telah sesuai dengan spesifikasi lalu dianalisis kinerjanya. Analisis yang dilakukan meliputi pengujian kinerja pompa, analisis hidrolis dan pola operasional produk.

Hasil rancangan yang telah terbentuk kemudian didokumentasikan. Dokumentasi hasil rancangan yang disajikan adalah gambar rancangan, data spesifikasi teknik aktual, daftar kebutuhan material dan anjuran pola operasional produk.

D. METODE EVALUASI PROTOTIPE a. Pengukuran Debit dan Tinggi

Pengukuran debit air menggunakan metode volumetrik menggunakan gelas ukur 1000 ml dan 45 ml. Waktu yang diperlukan untuk mengisi gelas ukur diukur kemudian dimasukkan ke dalam persamaan (13) untuk menentukan debit aliran. Pengukuran waktu dilakukan dengan tiga kali pengulangan.

t V

Q _gelas ...(13) dimana Q = debit aliran (L3 T-1); Vgelas = volume gelas ukur (L3); t = waktu yang dibutuhkan untuk mengisi gelas ukur (T)

Pengukuran tinggi dilakukan dengan menggunakan mistar. Pengukuran tinggi muka air dalam bak diukur relatif terhadap dasar bak. Data tinggi tersebut kemudian ditambahkan dengan data tinggi dudukan untuk mencari tinggi muka air relatif terhadap datum (lantai ruangan).

b. Analisis Hidrolis

Analisis hidrolis dilakukan untuk menentukan persamaan hidrolis sistem resirkulasi. Analisis dilakukan terhadap sub-sistem penyaluran air pada kondisi steady menggunakan prinsip hukum kekekalan massa dan persamaan Bernoulli. Faktor kehilangan head total dianalisis dengan mengasumsikan bahwa pengaruh perubahan nilai hf terhadap perubahan nilai kehilangan head total sangat kecil bila dibandingkan dengan pengaruh perubahan nilai hL, sehingga perubahan nilai hf diabaikan.

Sub-sistem penyaluran air pada SRA terdiri dari lima komponen, yaitu 1. Penyaluran bak pengkondisi ke bak budidaya

2. Penyaluran bak kondisi ke bak filtrasi 3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon 4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi 5. Penyaluran overflow bak pengkondisi

Gambar 3. Skema sub-sistem penyaluran.

Persamaan hidrolis untuk masing-masing komponen adalah sebagai berikut: 1. Penyaluran bak pengkondisi ke bak budidaya (sub-sistem penyaluran 1)





g v k z z 2 1 2 1 1 2

1   ...(14)

2. Penyaluran bak budidaya ke bak filtrasi (sub-sistem penyaluran 2)





g v k z z 2 1 2 2 2 4

3   ...(15) 3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon (sub-sistem penyaluran 3)

g v k z z 2 2 3 3 6

5   ...(16)

4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 4)





g v k h z z _pompa 2 1 2 4 4 7

6     ...(17)

5. Penyaluran overflow bak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 5) v 2 Bak pengkondisi Bak budidaya Bak tandon Bak Filtrasi 1 2 3 4 z1 z7 z6 z5 z4 z2 z3 Pompa 5 z8

6. Kekekalan massa dalam sub-sistem resirkulasi

Q1=Q2=Q3...(19) Q4=Q5+Q1...(20) dimana:z1= tinggi air di bak pengkondisi (m)

z2= tinggi outlet suplay air bak budidaya (m) z3= tinggi permukaan air di bak budidaya (m) z4= tinggi outlet drainase bak budi daya (m) z5= tinggi air di bak filtrasi (m)

z6= tinggi air di bak tandon (m) z7= tinggi outlet pompa (m) z8= tinggi outlet pipa overflow (m)

hpompa= pertambahan head yang dihasilkan oleh pompa (m) k1=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 1 k2=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 2 k3=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 3 k4=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 4 k5=koefisien kehilangan head pada sub-sistem penyaluran 5 v1=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 1 (m/s) v2=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 2 (m/s) v3=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 3 (m/s) v4=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 4 (m/s) v5=kecepatan aliran pada sub-sistem penyaluran 5 (m/s) Q1=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 1 (m3/s) Q2=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 2 (m3/s) Q3=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 3 (m3/s) Q4=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 4 (m3/s) Q5=debit aliran pada sub-sistem penyaluran 5 (m3/s)

Dataz1,z3,z5,z6,Q1, Q2,Q3, Q4,danQ5diambil pada saat aliran air SRA dalam keaadan stabil. Nilai koefisien kehilangan head sub-sistem penyaluran 1, 2, 3 dan 5 dicari dengan memecahkan persamaan 14, 15, 16, 18, 19 dan 20 menggunakan data

tersebut. Nilai koefisien kehilangan head sub-sistem penyaluran 4 dihitung menggunakan persamaan 1, 8, 11, 12, 17, 19 dan 20.

c. Analisis Keseragaman

Keseragaman debit dianalisis menggunakan persamaan:

% 100 1 n Keseragama 1 1 _                 





  n i i n i i Q Q Q ...(21)

dimana n= jumlah bak budidaya; Qi = debit bak budidaya ke-i; Q = rata-rata debit seluruh bak budidaya.

d. Efisiensi pompa

Efisiensi pompa dinyatakan sebagai perbandingan antara daya kerja aktual dan daya kerja ideal pompa. Efisiensi ( ) dihitung menggunakan persamaan 22.

% 100 4 _  ideal pompa W h g Q   ...(22) dimana  = massa jenis air (kg/m3); Q4 = debit aliran air pompa (debit aliran air pada sub-sistem pengaliran 4, m3/s); g = percepatan gravitasi (m/s2); hpompa= pertambahan head yang dihasilkan oleh pompa (m).

e. Analisis Pola Operasional SRA

e.1. Pengisian Air

Dalam SRA, terjadi kesetimbangan massa pada setiap sub-sistem-sub-sistemnya. Volume air dalam SRA dapat dianggap tetap. Pada saat mulai beroperasi, pengisian air dilakukan sampai volume air pada masing-masing bak terpenuhi. Pengisian air dilakukan dengan mengoperasikan pompa sampai muka air di bak filter (h5) mencapai tinggi tertentu. Volume air yang diisikan sebaiknya tidak berlebih sehingga pada saat pasokan listrik terputus tidak ada air yang terbuang. Hal tersebut dapat dicapai apabila bak tandon dan bak filtrasi mampu menampung air yang keluar

Dengan demikian:

) (

) (

) ) 1 (

( _{1 3 4}

5

6A h A A A h p nA z z

h _b  _b   _{f f}  _b  _pt  _k 

  ...(23)

dimana ∆h6 = perubahan tinggi muka air bak tandon (cm); ∆h5 = perubahan tinggi muka air bak filter (cm); Ab= luas permukaan bak tandon, pengkondisi, atau filtrasi (cm2);_f = nisbah void material filter;Af= luas permukaan filter (cm2);h1= tinggi muka air bak pengkondisi (cm);ppt= tinggi pipa penjaga tinggi air bak pengkondisi (cm); Ak = luas permukaan bak budidaya (cm2); z3 = tinggi outlet drainase bak budidaya dari lantai (cm); z4= tinggi muka air bak budidaya dari lantai (cm). Nilai rekomendasi batas tinggi muka air bak filter pada saat pengisian air ke SRA adalah:

5 5

5 h h

h  _o  ...(24) Nilai _f diukur menggunakan bejana berkapasitas 8 l. Material filter diisikan dalam bejana sampai mencapai volume 8 l. Sejumlah air (V,liter) kemudian diisikan sampai permukaan air mencapai batas 8 l. Nilai_f dirumuskan sebagai:

8 V f 

 ...(25)

e.2. Bukaan Katup

Analisis bukaan katup dilakukan untuk menentukan rekomendasi persentase bukaan katup SRA. Bukaan stopkran yang terlalu besar dapat menyebabkan air meluap sampai overflow bak budidaya dan bukaan katup yang terlalu kecil dapat menyebabkan suplai air ke bak budi daya terlalu kecil. Analisis dilakukan dengan mengambil data z3dan Q1pada persentase bukaan katup tertentu pada saat aliran air dalam SRA berada dalam keadaansteady.

IV. PENDEKATAN RANCANGAN

A. IDENTIFIKASI PERMASALAHAN

SRA direncanakan akan digunakan untuk pembenihan ikan hias air tawar berukuran kecil, seperti Guppy, Black Molly, Sumatera dan lain sebagainya. Ikan hias tersebut umumnya memiliki pola perkembangbiakan beranak atau bertelur (menempelkan telur). Kondisi lingkungan yang dibutuhkan oleh satu jenis ikan dapat berbeda dengan kondisi yang diperlukan ikan lainnya. Oleh karena itu, SRA dirancang agar dapat mengakomodir variasi kebutuhan kondisi lingkungan tersebut sehingga SRA dapat digunakan untuk berbagai jenis ikan hias. Beberapa parameter kondisi lingkungan pemijahan yang biasanya berbeda diantaranya:

- kondisi pencahayaan - suhu air

- pH dan kesadahan

- kebutuhan komponen tembahan, seperti tanaman air, kasa pemisah induk dan anakan dan tempat berlindung induk.

Kondisi air yang diperlukan umumnya sedikit basa dengan kesadahan sedang. Jenis ikan kelompok Tetra membutuhkan kondisi air yang sedikit asam dengan kesadahan lunak. Beberapa jenis ikan hias, seperti Neon Tetra, memerlukan kondisi wadah budidaya yang gelap untuk memijah.

Selain faktor lingkungan pembenihan, faktor operasional pembenihan juga mempengaruhi kinerja dari SRA. Kemudahan pelaksanaan pada saat pemberian pakan, pencegahan dan pengobatan penyakit serta pengawasan benih sangat dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran wadah yang digunakan dalam pembenihan. Wadah yang kecil akan lebih mempermudah pelaksanaan pembenihan dibandingkan wadah yang besar.

Verdasarkan hal-hal tersebut, kriteria perancangan yang digunakan dalam perancangan SRA ini adalah:

mengakomodir penambahan komponen tambahan, seperti tanaman air, sebagai tempat berlindung ikan ataupun sebagai tempat meletakkan atau menempelkan telur.

- Kondisi air dalam SRA terjaga, baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Debit air yang masuk ke dalam bak budidaya cukup besar untuk menjaga agar air berada dalam kondisi yang sesuai dengan kondisi air yang diperlukan ikan.

- Ukuran bak yang digunakan memudahkan dalam perawatan, pengontrolan dan pengaturan lingkungan air ikan. Bak cukup besar sehingga ikan dapat ditebar dengan kepadatan yang sesuai. Selain itu, bak cukup kecil sehingga memudahkan proses pengontrolan dan pengaturan kondisi lingkungan ikan.

- SRA dapat dengan mudah dibuat menggunakan bahan yang terdapat secara umum di pasaran.

- Kehilangan dan penggantian air dalam SRA sangat kecil. - SRA memudahkan kegiatan operasional pembenihan.

- Komponen penyususun SRA dapat dengan mudah diganti apabila terjadi kerusakan

B. PERANCANGAN KONSEP PRODUK a. Rancangan Komponen SRA

Rancangan komponen SRA untuk pembenihan ikan hias ini mengacu pada rancangan yang dibuat oleh Setiawan et. al. (2004). SRA terbagi menjadi 3 sub-sistem, yaitu sub-sistem pengkondisian, sub-sistem budidaya dan sub-sistem penyaluran. Skema SRA tersebut terdapat padaGambar 4.

Gambar 4. Skema rancangan SRA. 1. Sub-sistem pengkondisian

Sub-sistem pengkondisisan merupakan tempat pengkondisian kembali air setelah melewati bak budidaya. Komponen utama sub-sistem ini adalah bak filtrasi, bak tandon dan bak pengkondisian. Bak filtrasi adalah tempat terjadinya pemisahan bahan polutan dari air. Proses filtrasi yang dilakukan adalah melalui proses fisik (pengendapan dan penyaringan), kimia (pertukaran kation) dan biologi (tanaman hias dan bakteri pengurai nitrogen). Bak tandon digunakan untuk menampung cadangan dan kelebihan air dari bak-bak lainnya. Bak pengkondisian digunakan untuk menjaga kestabilan debit yang mengalir ke bak budidaya. Selain itu, bak pengkondisi juga berfungsi sebagai tempat pengaturan komponen parameter air, diantaranya adalah penambahan DO, pengaturan suhu dan lain sebagainya. Konsep rancangan penyusun sub-sistem ini adalah sebagai berikut.

Bak filter, tandon dan pengkondisi digunakan untuk menampung air pada

Bak pengkondisi Bak budidaya Bak tandon Bak Filtrasi z1 z7 z6 z5 z4 z2 z3 Pompa z8 Sub-Sistem Budidaya Sub-Sistem Pengkondisian

Sub-Sistem Penyaluran 1

Sub-Sistem Penyaluran 2 Sub-Sistem Penyaluran 3

Sub-Sistem Penyaluran 5

dirancang sama. Gambar skema konsep rancangan bak tersebut terdapat pada Gambar 5.

Gambar 5. Skema konsep rancangan bak pengkondisi, tandon dan filtrasi (satuan cm).

Bak filter digunakan sebagai wadah yang tampungan air agar proses filtrasi oleh filter dapat berlangsung. Proses filtrasi dilakukan secara fisik, kimia dan biologis oleh material filter. Material filter yang dipilih pada rancangan ini adalah zeolit. Zeolit mampu menyerap senyawa nitrogen hasil metabolisme ikan melalui proses penukaran kation. Kemampuan zeolit lebih baik bila dibandingkan dengan kemampuan filter biologis dengan media arang aktif (Emadi et. al., 2001). Filtrasi biologi dilakukan oleh tanaman yang ditanam di atas zeolit dan bakteri pengurai nitrogen yang akan tumbuh pada permukaan zeolit pada saat kapasitas tukar kation zeolit mulai menurun. Proses filtrasi fisik dilakukan melalui mekanisme dan sedimentasi. Zeolit bertindak sebagai filter fisik dengan menyaring padatan yang terbawa aliran air di sela-sela bongkahan zeolit. Proses sedimentasi terjadi pada ketiga bak dalam sub-sistem pengkondisian.

Agar bongkahan zeolit tidak berhamburan di bak filtrasi, zeolit ditempatkan dalam rangka filter. Selain itu, rangka filter juga menjaga agar zeolit tidak masuk ke pipa sub-sistem penyaluran 3. Karena rangka ditempatkan dalam air, rangka dibuat dengan bahan yang tidak korosif. Untuk memperkokoh filter, pipa PVC yang telah dilubangi diletakkan pada bagian tengahnya.

Bak tandon bersama dengan bak filter berfungsi sebagai tempat penampungan air berlebih, terutama saat pompa tidak beroperasi. Bak filter diletakkan sejajar atau lebih tinggi dibandingkan bak tandon. Untuk menghemat ruangan, bak tandon diletakkan di bawah bak filter dalam satu dudukan.

Bak pengkondisi digunakan untuk menjaga kestabilan debit aliran. Oleh karena itu, bak pengkondisi didesain lebih tinggi dari bak-bak lainnya dan tinggi air di bak pengkondisi dijaga agar tetap stabil. Tinggi air dijaga dengan mengatur agar debit pompa selalu lebih besar dari debit suplai air ke bak-bak budidaya. Kelebihan debit dibuang melalui pipa overflow. Untuk menciptakan mekanisme sedimentasi dan agar air sedikit yang terbuang ketika pompa tidak beroperasi, pada lubang saluran suplai air dipasang pipa penjaga muka tinggi air. Skema rancangan pipa tersebut terdapat pada Gambar 6.

Gambar 6. Pipa penjaga tinggi muka air bak pengkondisi (satuan cm). Berdasarkan hal-hal tersebut, konsep rancangan komponen pada sub-sistem pengkondisian adalah seperti yang terdapat pada Tabel 2.

Tabel 2. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem pengkondisian

No Komponen Fungsi Bahan dan Spesifikasi

1 Bak filter Menampung air agar proses filtrasi terjadi dan menampung kelebihan air

Bak fiber (tinggi 60 cm; diameter 80 cm; 2overflow

½”; outlet reducer 4”x1 ½”) 2 Bak tandon Menampung kelebihan

air dan tempat terjadinya sedimentasi

Bak fiber (tinggi 60 cm; diameter 80 cm; 2 overflow

½” ; outlet reducer 4”x1 ½”)

3 Rangka

filter

Tempat diletakkannya material filter

Alumunium dan kasa kawat stainless

4 Bak

pengkondisi

Menjaga kestabilan debit dan tempat terjadinya sedimentasi

Bak fiber (tinggi 60 cm; diameter 80 cm; 2 overflow

½” ; outlet reducer 4”x1 ½”)

5 Pipa

penjaga tinggi air

Menjaga tinggi air dan memungkinkan

terjadinya sedimentasi di bak pengkondisi

Pipa PVC 4” panjang 40 cm

No Komponen Fungsi Bahan dan Spesifikasi

6 Dudukan

bak filter

Tempat meletakkan bak filter

Besi siku 50x50x 3 mm; sambungan baud (diameter 12 mm) 7 Dudukan bak pengkondisi dan bak tandon

Tempat meletakkan bak pengkondisi dan bak tandon

Besi siku 50x50x 3 mm; sambungan baud (diameter 12 mm)

2. Sub-sistem budidaya

Sub-sistem budidaya merupakan wadah tempat pembenihan dilakukan. Kondisi air dalam subsistem ini harus dijaga sehingga sesuai dengan kondisi air yang dibutuhkan oleh ikan. Penambahan bahan polutan ke dalam air terjadi dalam sub-sistem ini. Sirkulasi air yang terjadi harus dapat mengencerkan polutan tersebut sehingga konsentrasinya tidak melampaui batas konsentrasi yang diizinkan.

Bak budidaya didesain lebih kecil dari bak-bak dalam sistem pengkondisian. Oleh karena pembenihan yang akan dilakukan di dalam SRA ini adalah pembenihan ikan hias kecil, maka wadah pembenihan didesain tidak terlalu besar sehingga memudahkan proses perawatan, pengontrolan dan pengaturan lingkungannya. Warna bak budidaya didesain transparan sehingga pencahayaan dalam bak dapat dengan mudah diatur dengan menyelimuti bak menggunakan karton ataupun kertas karbon. Skema rancangan bak budidaya terdapat pada Gambar 7.

Gambar 7. Skema konsep rancangan bak budidaya (satuan cm).

Bak budidaya diletakkan memanjang dua blok. Masing-masing blok berisi enam bak. Dengan demikian, panjang dudukan dirancang sekitar 3 m. Dudukan bak budidaya didesain menggunakan besi siku 30x30x3 mm.

Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya terdapat pada Tabel 3.

Tabel 3. Konsep rancangan komponen penyusun sub-sistem budidaya

No Komponen Fungsi Bahan dan Spesifikasi

1 Bak

budidaya

Wadah pembenihan Bak fiber (tinggi 40 cm; diameter 30 cm; 2overflow

½” ; outlet reducer 3”x1”)

2 Dudukan

bak budidaya

Tempat meletakkan bak budidaya

Besi siku 30x30x3 mm; sambungan baut 12 mm

3. Sub-sistem penyaluran

Sub-sistem penyaluran terdiri dari pipa dan selang yang menghubungkan sub-sistem budidaya dan pengkondisian. Debit dan tinggi muka air pada saat operasional SRA diatur pada sub-sistem ini. Sub-sistem pengkondisian terdiri dari 5 komponen yaitu:

1. Penyaluran bak pengkondisi ke bak budidaya (sub-sistem penyaluran 1) 2. Penyaluran bak kondisi ke bak filtrasi (sub-sistem penyaluran 2)

3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon (sub-sistem penyaluran 3) 4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 4) 5. Penyaluranoverflowbak pengkondisi (sub-sistem penyaluran 5)

Pemberian suplai air ke bak budidaya dilakukan melalui sub-sistem penyaluran 1.Distribusi antar bak dilakukan menggunakan pipa PVC ½” melalui overflowsetiap bak budidaya. Pengaturan debit air dilakukan menggunakan katup (globe valve). Untuk kemudahan pemasangan, inlet pipa distribusi antar bak dihubungkan dengan outlet bak pengkondisi menggunakan selang plastik 1”.

Drainase dilakukan melalui sub-sistem penyaluran 2 menggunakan jaringan

pipa PVC 1”. Untuk kemudahan pemasangan, jaringan pipa tersebut dihubungkan

dengan outlet setiap bak budidaya menggunakan selang plastik 1 ¼”.

Sub-sistem penyaluran 3 menghubungkan bak filtrasi dengan bak tandon.

Oleh karena outlet bak filtrasi dan tandon berukuran 1 ½”, sub-sistem penyaluran

Penyaluran air ke bak pengkondisi dari bak tandon dilakukan menggunakan pompa. Penyaluran dilakukan menggunakan selang plastik 1” untuk kemudahan pemasangan.

Jaringan perpipaan dipasang tanpa menggunakan lem untuk mempermudah penggantian pipa bila terjadi kerusakan. Untuk mengatasi kebocoran pada sambungan, bagian ujung pipa yang akan disambung dilapisi dengan selotape pipa.

b. Rancangan Tinggi Peletakan Bak

Tinggi peletakan setiap komponen dalam SRA mempengaruhi kinerja penyaluran air. Perencanaan tinggi peletakan setiap komponen harus memperhitungkan tinggi ideal, kemudahan operasional dan kondisi lapang. Dudukan didesain setinggi tinggi peletakan dasar bak setiap komponen.

Idealnya, bak pengkondisi diletakkan setinggi mungkin. Walupun demikian, ruangan tempat meletakkan ruang resirkulasi umumnya hanya setinggi 3 m. Tinggi bak pengkondisi adalah 60 cm. Oleh karena itu, bak pengkondisi didesain diletakkan setinggi 2 m dari lantai.

Letak bak tandon dan bak filtrasi didesain serendah mungkin. Untuk kemudahan pemasangan, bak tandon dan bak filtrasi diletakkan pada tinggi 30 cm dari lantai.

Tinggi peletakan bak budidaya didesain menyesuaikan dengan tinggi letak bak filtrasi. Tinggi bak filtrasi adalah 60 cm. Dasar bak diletakkan 30 cm dari lantai, Dengan demikian, tinggi bagian atas bak dari lantai adalah 90 cm. Outlet drainase bak budidaya diletakkan pada bagian atas bak. Agar bak tetap terisi walaupun aliran air dari bak pengkondisi terhenti, bak budidaya didesain diletakkan lebih rendah dari outlet drainase. Akan tetapi, untuk menghindari meluapnya air sampaioverflowpada saat pengoperasian, tinggioverflowbak bududaya didesain lebih tinggi sekitar 15 cm dari outlet drainase. Dengan demikian, tinggi peletakan dasar bak budidaya dari lantai adalah 80 cm.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. PEMBUATAN PROTOTIPE

Pembuatan prototipe mengacu pada hasil perancangan konsep produk. Bagian yang pertama kali dibentuk adalah dudukan bak budidaya, filter, tandon dan pengkondisi. Bak-bak kemudian disusun di atas dudukan untuk memperkirakan panjang pipa dan selang yang diperlukan.

Prototipe yang telah dibuat cenderung memiliki dimensi yang berbeda dengan konsep rancangan. Hal ini disebabkan keterbatasan sifat bahan yang tersedia di pasaran, keterampilan pembuat dan keterbatasan fungsi peralatan. Umumnya, perbedaan ini tidak terlalu mempengaruhi kinerja SRA.

Selang penghubung outlet bak dan pipa drainase tidak dapat dipasang tegak lurus. Pemasangan yang tegak lurus akan menyebabkan selang melipat sehingga menghambat penyaluran air. Untuk mengatasi hal ini, pipa drainase dipasang menyesuaikan dengan bentuk selang sehingga tee penghubung jaringan pipa drainase dan selang dipasang agak miring.

Pada beberapa bak budidaya, bagian overflow yang digunakan sebagai inlet suplai air tidak sepenuhnya datar, seperti pada Gambar 8. Hal ini menyebabkan berkurang ataupun bertambahnya debit suplai air ke bak. Oleh karena debit aliran tidak terlalu besar dan jaringan distribusi air antar bak cukup kecil, penyimpangan ini menyebabkan keseragaman debit yang kecil.

B. EVALUASI PROTOTIPE a. Analisis Hidrolis

Koefisien hidrolis sub-sistem penyaluran 1 sangat dipengaruhi oleh bukaan katup. Data z1 dan Q1 diambil pada 2 kondisi bukaan katup, yaitu bukaan 70% dan 60%. Bukaan katup lebih besar dari 70% tidak dianalisis karena menyebabkan air melimpas melalui overflow bak budidaya. Bukaan katup kurang dari 60% tidak dianalisis karena menyebabkan salah satu bak budidaya tidak menerima suplay air (Q= 0 l/s). Hasil analisis data terdapat pada Tabel 4.

Tabel 4. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 1 Bukaan (%) Q1(m3/s) z1- z2(m) A(m2) k1

70 _{0,00020 150,30 0,0015 1728,7}

60 _{0,00019 150,70} 0,0015 _2407,7

Pengambilan data untuk menghitung nilai koefisisen sub-sistem penyaluran 2, 3 dan 5 dilakukan pada dua kondisi debit yang berbeda. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 2 terdapat pada Tabel 5.

Tabel 5. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 2

Ulangan Q2(m3/s) z3–z4(m) A(m2) k2

1 _{0,00020 0,11 0,0061 1976,9}

2 _{0,00019 0,08 0,0061 2149,3}

Rata-rata 2063.1

Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3 terdapat pada Tabel 6.

Tabel 6. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 3

Ulangan Q3(m3/s) z5–z6(m) A(m2) k3

1 _{0,00020 0,03 0,0023 63,7}

2 _{0,00019 0,02 0,0023 81,7}

kehilangan head dihitung menggunakan persamaan 6. Dengan menyetarakan persamaan 6 dan persamaan 12 maka nilai koefisien kehilanganheadadalah:

d fL

k 4 ...(26) Pengukuran debit aliran pompa dilakukan dua kali, data yang didapat dan bilangan Reynold aliran adalah seperti yang terdapat pada Tabel 7. Pada perhitungan tersebut, nilai ks selang plastik adalah 0.00003 m dan suhu air diasumsikan sebesar 27oC (massa jenis = 996.64 kg/m3; viskositas dinamis = 8.468x10-4kg/m s).

Tabel 7. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 4

Ulangan Q4(m3/s) z6(m) Re

1 _{0,00034 66.7 20371,9}

2 _{0,00038 72.3 22768,6}

Re aliran air pada kedua ulangan tersebut menunjukkan aliran berada pada kondisi turbulen. Nilai f dihitung menggunakan persamaan 8, 10 dan diagram Moody. Dengan demikian nilaik4adalah seperti pada Tabel 8.

Tabel 8. Nilaiksub-sistem penyaluran 4 f

Ulangan Re persamaan

Moody

persamaan Blasius

diagram Moody

Rata-rata

k4

1 _{20371,9 0,0064}

0,0066 0,0070 0,0067 2.4

2 _{22768,6 0,0062}

0,0064 0,0068 0,0065 2.3

Rata-rata 2.3

Tabel 9. Hasil analisis data perhitungan k sub-sistem penyaluran 5

Ulangan Q5(m3/s) z1–z8(m) A(m2) k5

1 _{0,00014 1,10 0,0003 99.1}

2 _{0,00021 1,65 0,0003 45,9}

Rata-rata 72.5

Berdasarkan data tersebut, asumsi bahwa pengaruh perubahan nilai hfterhadap perubahan nilai kehilangan head total sangat kecil bila dibandingkan dengan

pengaruh perubahan nilai hL terbukti dapat diterima. Sub-sistem penyaluran 4 yang tidak memiliki komponen belokan ataupun sambungan hanya memiliki nilai kehilangan head sebesar 2.3 jauh lebih kecil dibandingkan koefisien kehilangan head sub-sistem penyaluran lainnya yang memiliki banyak belokan, sambungan dan komponen penyebab kehilangan head lokal. Dengan demikian, nilai koefisien kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran hasil analisis diatas dapat disimpulkan pada Tabel 10.

Tabel 10. Koefisien kehilangan head masing-masing sub-sistem penyaluran. Sub-sistem penyaluran k

Bukaan katup 70% 1728.7 1

Bukaan katup 60% 2407.7

2 2063,1

3 72,7

4 2,3

5 48,0

Berdasarkan data debit pada Tabel 4, 7 dan 9, terlihat bahwa debit yang dimanfaatkan untuk mensuplai air ke sub-sistem budidaya hanya 58% pada bukaan katup 70% dan 44% pada bukaan katup 60%. Sisa kelebihan debit dikembalikan ke bak tandon melalui sub-sistem penyaluran 5. Kelebihan potensi debit yang cukup besar ini dapat sebenarnya dimanfaatkan dengan menambah unit bak budidaya. Debit sub-sistem penyaluran 5 yang terjadi kurang lebih sama dengan debit suplai air ke bak budidaya, dengan demikian, jumlah bak budidaya dapat ditambahkan sebanyak bak budidaya yang ada pada SRA ini, sebanyak 12 unit dengan konfigurasi sama. Hal ini memerlukan pengkajian lebih lanjut terutama mengenai kemungkinan pengurangan debit suplai air ke sub-sistem budidaya karena penambahan bak.

b. Efisiensi Pompa

dengan tinggi angkat maksimal 3.5 m, debit maksimal 4000 l/jam dan daya 83 W. Perhitungan efisiensi pompa terdapat pada Tabel 11.

Tabel 11. Perhitungan efisiensi pompa

Ulangan Q4 (m3/s) z6-z7(m) k4 hL(m) hpompa(m) (%)

1 _{0,00034 1,643 2.3 0,014 1,953 7.8}

2 _{0,00038 1,647 2.3 0,017 1,902 8.4}

Rata-rata _8.2

Efisiensi pompa menunjukkan bahwa pompa bekerja dalam kondisi yang tidak efisien. Hanya 8.2% dari keseluruhan energi yang dipasok digunakan untuk mengalirkan air ke bak pengkondisi. Untuk penghematan energi, pompa sebaiknya diganti dengan pompa yang memiliki kinerja yang lebih baik.

c. Analisis Keseragaman

Analisis keseragaman debit dilakukan pada dua kondisi bukaan katup yang berbeda, yaitu bukaan 70% dan 60%. Hasil analisis data terdapat padaTabel 12.

Tabel 12. Analisis keseragaman debit

Q(l/s) QQ (l/s) Bak

Budidaya _{70% 60% 70% 60%}

1 0,012 0,010 0,004 0,004

2 0,008 0,005 0,009 0,009

3 0,010 0,012 0,007 0,002

4 0,017 0,019 0,001 0,005

5 0,014 0,011 0,002 0,003

6 0,010 0,007 0,007 0,007

7 0,017 0,016 0,001 0,002

8 0,026 0,024 0,009 0,010

9 0,017 0,015 0,001 0,001

10 0,020 0,014 0,004 0,000

11 0,025 0,023 0,008 0,009

12 0,022 0,013 0,005 0,001

Jumlah 0,199 0,168 0,057 0,053

Rata-rata 0,017 0,014

Berdasarkan Tabel 12, keseragaman debit yang tercapai sangat kecil. Hal ini disebabkan kesalahan pada pembuatanoverflowbak budidaya.

d. Analisis Pola Operasional SRA

d.1. Pengisian Air

Pengisian air dilakukan dengan mengoperasikan pompa sehingga pasokan air cukup diberikan di bak tandon. Batas pengisian air dapat dihitung menggunakan persamaan 22. Apabila selisih nilai∆h5dan∆h6dianggap tidak terlalu besar sehingga h5dapat dianggap sama denganh6. Dengan demikian,

) ) 1 ( ( ) ( )

( _{1 3 4}

5 f f b b k pt b A A A z z nA p h A h          ...(27) Berdasarkan hasil pengukuran, nilai _f yang didapatkan adalah seperti yang terdapat pada Tabel 13.

Tabel 13. Perhitungan nilai nisbah void material filter

Ulangan Volume

Total

Volume Pori

1 8,00 3,60

2 8,00 3,55

3 8,00 3,40

Rata-rata 8,00 3,52

Nisbah void 0,44

Apabila tinggi muka air bak pengkondisi saat beroperasi sama dengan tinggi overflow dan tinggi muka air bak budi daya berada 1 cm di bawah overflow bak budidaya. Nilaipptsebesar 40 cm dan z3sebesar 92 cm, maka nilaih5adalah sebesar 24 cm. Dengan demikian pengisian sebaiknya dilakukan sampai tinggi muka air di bak filter adalah 28 cm.

lebih besar dari 70% tidak dianalisis karena menyebabkan air melimpas melalui overflow bak budidaya. Bukaan katup kurang dari 60% tidak dianalisis karena menyebabkan salah satu bak budidaya tidak menerima suplai air (Q = 0 l/s). Hasil analisis data terdapat pada

Tabel 14.

Tabel 14. Hasil analisis data bukaan katup

Bukaan (%) Q(l/s) Qbak rata-rata

(l/s) h2(cm)

70 _{0,199 0.017 20.7}

60 _0,186 0.016 _18.4

Berdasarkan hasil analisis tersebut, nilai bukaan katup yang direkomendasikan pada saat operasional SRA adalah diantara 60% sampai 70%.

V. KESIMPULAN

A. KESIMPULAN

1. Prototipe sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan ikan hias air tawar telah dirancang bangun.

2. Pengisian air sistem resirkulasi sebaiknya dilakukan sampai tinggi air di bak filter mencapai 28 cm.

3. Sistem resirkulasi sebaiknya dioperasikan dengan bukaan katup 60% sampai 70%.

B. SARAN

1. Modifikasi sub-sistem penyaluran suplai air ke bak budidaya dan sub-sistem penyaluran drainase bak budidaya perlu dilakukan untuk memperbaiki keseragaman debit dan tinggi air bak budidaya.

2. Potensi kapasitas debit air dari bak pengkondisi dapat dimanfaatkan lebih optimal dengan menambah unit bak budidaya.

DAFTAR PUSTAKA

Bucklin, R. A., C. D. Baird, C. A. Watson dan F. A. Chapman. 20012.Energy use of recycling water aquaculture systems for ornamental fish production. http://edis.ifas.ufl.edu./.

Daelami. D. A. S., 2001. Usaha Pembenihan Ikan Hias Air Tawar. Penebar Swadaya. Jakarta.

Hanifah, U. 2004. Sistem Resirkulasi dan Filtrasi Air Terkendali untuk Ikan Patin (Pangasius hypopthalamus). Skripsi. Departemen Teknik Pertanian, Fakulktas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Harsokoesoemo, H. D. 1999. Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk). Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Dpartemen Pendidikan Nasional.

Lesmana, D. S., I. Dermawan. 2001. Budidaya Ikan Hias Air Tawar Populer. Penebar Swadaya. Jakarta.

McGee, M. dan Cichra, C. 2131. Principles of water recirculation and filtration in aquaculture. http://edis.ifas.ufl.edu/.

Setiawan, B. I., et. al. 2004. Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Air Terkendali untuk Pembenihan Ikan Patin (Pangasius hypopthalamus). Laporan RUT X. LPPM IPB. Bogor.

Yanong, R. P. E. 1231. Fish health management considerations in recirculating aquaculture systems - part 1: introduction and general principles. http://edis.ifas.ufl.edu/.

Raswari. 1986. Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta.

Rudiyanto. 2006. Pemodelan dan Perancangan Hidrolika Sistem Resirkulasi Akuakultur Terkendali. Tesis. Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Sleigh, A. 2001. Fluid flow in pipes. School of Civil Engineering, University of Leeds. http://www.efm.leeds.ac.uk/CIVE/CIVE2400/pipe flow2.pdf.

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:30

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:30

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN _{TAMPAK SAMPING A4 Hal: 3}

4

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:10

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN _{BAK BUDIDAYA A4 Hal: 5}

Outlet drainase (reducer 3"x1") Fiberglass

(warna transparan) Overflow (sok½_")

3

0

Ø 37

Ø 40

6

4

Overflow (sok½_")

Fiberglass

(warna transparan)

6

0

8

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:10

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN _{RANGKA FILTER A4 Hal: 7}

5

0

Ø 40 Ø 12

Kasa stainless Pipa PVC 4" (dilubangi)

Rangka alumunium Plat alumunium

4

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:30

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN

TEP TAMPAK DEPAN A4 Hal: 2

4

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:30

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN

TEP TAMPAK SAMPING A4 Hal: 3

4

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:30

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN

TEP TAMPAK ATAS A4 Hal: 4

4

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:10

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN

TEP BAK BUDIDAYA A4 Hal: 5

Outlet drainase (reducer 3"x1") Fiberglass

(warna transparan) Overflow (sok½_")

3

0

Ø 37

Ø 40

6

4

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:16

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN TEP

BAK TANDON, PENGKONDISI, DAN

FILTRASI A4 Hal: 6

Outlet (reducer 4"x1½") Overflow (sok½_")

Fiberglass

(warna transparan)

6

0

8

Ø 75

4

Skala Satuan

Tanggal Disetujui

Diperiksa Digambar : 1:10

: mm : 22/09/2006

: HAS : BIS : BIS

Catatan :

DEPARTEMEN

TEP RANGKA FILTER A4 Hal: 7

5

0

Ø 40

Ø 12

Kasa stainless Pipa PVC 4" (dilubangi)

Rangka alumunium Plat alumunium

4