Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Air untuk Pendederan Ikan Patin (Pangasius hypopthalmus)

!"
!-+.

#$%#$&

$'$!(

!/ / # !

(
. !

!) !*

!*+! $,- '

-$!

0$'0$!* ! #&%( #( #( +/$ !/#

,$#.+ ,$

(

-$ 1 !2

*#(

$#

$ 0 1

(

Pengembangbiakan ikan patin pada kolam kolam buatan membutuhkan
penanganan yang serius. Tahap pendederan merupakan tahap dimana tingkat
kematian benih cukup tinggi karena benih ikan masih sangat peka terhadap
perubahan kualitas air dan suhu air . Untuk mengurangi tingkat kematian benih
ikan pada tahap pendederan, kondisi tempat pemeliharaan harus dijaga kualitas air
dan suhu airnya. Sistem resirkulasi akuakultur dapat digunakan sebagai alternatif
pembenihan ikan patin di daerah yang sumber daya airnya terbatas karena tidak
perlu mengganti air setiap hari.

Tujuan utama penelitian ini adalah merancang suatu sistem resirkulasi air
tertutup untuk pendederan benih ikan patin.
Ikan patin (Pangasius hypophthalmus) merupakan salah satu golongan ikan
catfish yang banyak terdapat di negara Asia. Ikan patin memiliki beberapa
keunggulan antara lain adalah ukuran individu yang besar serta mutu daging yang
digemari masyarakat.
Tahap pendederan yaitu tahap pemeliharaan benih ikan patin dari ukuran +
0.5 inci sampai dengan benih berukuran + 1 inci dimana benih siap ditebar ke
kolam. Sistem resirkulasi air (SRA) didesain untuk meminimalisasi atau
mengurangi ketergantungan terhadap penggantian air dan pembilasan pada proses
budidaya perikanan. Selain itu, SRA juga memudahkan untuk pengontrolan
kualitas air dan pemberian nutrisi. Komponen sistem pemeliharaan ikan
resirkulasi meliputi bak budidaya ikan, filter (filter fisik, filter biologi, dan filter
kimia), pompa, bak reservoir air, dan jaringan pipa air.
Tempat penelitian dilakukan di Wisma Wageningen, Laboratorium Teknik
Tanah dan Air, Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu
Penelitian berlangsung pada bulan Juni 2006 sampai dengan September 2006.
Tahapan penelitian adalah Identifikasi kebutuhan dan permasalahan, perancangan
konsep sistem resirkulasi air, pembuatan prototipe sistem resirkulasi air, Evaluasi
prototipe sistem resirkulasi air, penyusunan dokumen untuk perancangan produk

berupa gambar detail, gambar susunan, spesifikasi dan bill of material. Metode
evaluasi antara lain pengukuran debit dan tinggi muka air, analisis keseragaman
debit penyaluran, analisis koefisien head loss, efesiensi pompa dan turnover time.
Kebutuhan dan permasalahan yang mendasari perancangan sistem
resirkulasi air ini antara lain : kebutuhan terhadap suatu sistem yang dapat
digunakan untuk kegiatan pembenihan atau pendederan ikan di dalam ruangan.,
kebutuhan terhadap suatu sistem yang dapat menghemat penggunaan air sehingga
kegiatan pembenihan ikan dapat dilakukan di daerah yang sumber daya airnya
terbatas, kebutuhan terhadap suatu sistem yang dapat dikendalikan kondisi air dan
alirannya.

Konsep produk yang dikembangkan adalah suatu sistem resirkulasi yang
tersusun dari tiga subsistem yaitu subsistem budidaya, subsistem filtrasi dan
subsistem pengkondisian dan suplai. Perancangan ptototipe sistem resirkulasi air
adalah rangka, bak, filter, sistem perpipaan.
Keseragaman debit penyaluran bak budidaya pada masing masing kondisi
yaitu, kondisi 1 = 75.98 %, kondisi 2 = 72.95 %, kondisi 3 = 71.21 %, kondisi 4 =
70.92 %. Nilai koefisien head loss kondisi 1 pada subsistem 1 hingga subsistem 4
berturut turut adalah 1912.862, 0.846, 60.056, 0.006. Nilai koefisien head loss
kondisi 2 pada subsistem 1 hingga subsistem 5 berturut turut adalah 2724.073,

0.522, 117.309, 0.006, 478.185. Nilai koefisien head loss kondisi 3 pada
subsistem 1 hingga subsistem 5 berturut turut adalah 4475.952, 0.350, 203.368,
0.006, 86.430. Nilai koefisien head loss kondisi 3 pada subsistem 1 hingga
subsistem 5 berturut turut adalah 3677.921, 0.846, 143.969, 0.006, 205.480.
Efisiensi pompa untuk kondisi 1, 2, 3 dan 4 berturut turut adalah 52.06 %,
54.63 %, 58.46 %, 53.85 %. Nilai turnover time pada kondisi 1, 2, 3 dan 4
berturut turut adalah 1.78 jam, 2.26 jam, 2.78 jam, 2.57 jam.
Sistem resirkulasi untuk pembenihan ikan yang dirancang dapat berfungsi
dengan baik. Sistem ini terdiri tiga subsistem, yaitu subsistem budidaya,
subsistem filtrasi, dan subsistem suplai/pengkondisian. Sistem resirkulasi air yang
dirancang memiliki keseragaman debit penyaluran ke bak budidaya pada kondisi
1 = 75.98 %, kondisi 2 = 72.95 %, kondisi 3 = 71.21 %, kondisi 4 = 70.92 %

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
3
Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

3
Pada Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

$

$#. ! 4 / - !**
/$
!**

5

# - 678

!*. # 9

+ +,

4- '0 #

!9 -+:+$
&*

4- '0 #

#&%( #( +/$ !/#
-$ 1 !2
'0$'0$!* . / '$.

!* -

-+

( *#

+$

#( # ; 1 ! < #' 1 !2
4 #- ' ! .!$. #- !$ !

; =

<

Penulis dilahirkan pada tanggal 17 Maret 1985 di Palangkaraya dari orang
tua bernama Suwido Hester Limin dan Agustina Dewel. Penulis adalah anak
pertama dari tiga bersaudara. Penulis menamatkan sekolah dasar di SD Katolik
Santo Don Bosco pada tahun 1996, lalu melanjutkan ke SLTP Katolik Santo
Paulus dan tamat tahun 1999.
Tahun 2002 penulis lulus dari SMUN 5 Palangkaraya. Pada tahun yang
sama penulis melanjutkan studi di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian
Bogor (USMI).
Tahun 2005 penulis melaksanakan Praktek Lapang di BPBAT Sukamandi,
Subang, Jawa Barat dengan judul ” ,4 .
'0 !$

! . !

-$! /$

- .!$. !

+. ' !/$2 +0 !*2 3 1

#- !$ ! 4 /
# - ”.

Pada tahun 2006 penulis melakukan penelitian masalah khusus dengan
judul >

!) !*

!*+! $,- '

,$#.+ ,$ $# +!-+.

!/ / # ! . !

-$!

> sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian.

Puji syukur ke hadirat Tuhan., karena atas

karunia Nya lah akhirnya

penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil
penelitan penulis yang berjudul Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Air untuk
Pendederan Ikan Patin. Skripsi ini mengkaji proses pendesainan, manufaktur, dan
analisis rancangan sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan beberapa jenis
ikan konsumsi air tawar terutama ikan patin.
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. Orang tua dan adik tercinta atas doa dan dukungannya.
5. Rekan sebimbingan: Hanhan dan Didik atas kerjasama dan bantuannya.
6. Mulyawatullah atas bantuannya dalam dalam pembuatan sistem resirkulasi
7. Yossi Handayani atas bantuannya dalam menyelesaikan skripsi ini
8. 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, September 2006

i

DAFTAR ISI
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((($$
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( $?

(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ?
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ?$
(

<

(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((

A. LATAR BELAKANG................................................................................... 1
B. TUJUAN....................................................................................................... 1
(

3

((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((

A. IKAN PATIN (Pangasius hypophthalmus).................................................... 2
B. PEMBENIHAN IKAN PATIN...................................................................... 3
C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA) ....................................... 3
D. PROSES PERANCANGAN TEKNIK .......................................................... 6
E. MANAJEMEN KUALITAS AIR .................................................................. 8
F. ALIRAN AIR DALAM PIPA ..................................................................... 10
(

((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( @

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN .................................................... 13
B. BAHAN DAN ALAT.................................................................................. 13
C. TAHAPAN PENELITIAN .......................................................................... 14
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN .................................................... 15
A( <

<

((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((

A. IDENTIFIKASI KEBUTUHAN DAN PERMASALAHAN........................ 20
B. PERANCANGAN KONSEP SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR... 20
C. PERANCANGAN PROTOTIPE SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR
.................................................................................................................... 21
D. EVALUASI PROTOTIPE SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR....... 23
E. GAMBAR DAN SPESIFIKASI PRODUK ................................................. 27
A(

(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( 7

A. KESIMPULAN ........................................................................................... 28

ii

B. KESIMPULAN ........................................................................................... 28
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( 6

iii

Gambar 1. Ikan patin (Pangasius hypophthalmus) ……………………………. 2
Gambar 2. Skema SRA yang dikembangkan Setiawan et al. (2004) .................

5

Gambar 3. Tahapan perancangan sistem resirkulasi air………………………

14

Gambar 4. Skema subsistem penyaluran ……………………………………….. 17
Gambar 5. Skema konsep sistem resirkulasi air ……………………………….. 20
Gambar 6. Hasil pengukuran debit bak suplai ke bak budidaya ……………….. 23
Gambar 7. Hasil perhitungan keseragaman debit ke bak budidaya ……………. 24

iv

!"
!-+.

#$%#$&

$'$!(

!/ / # !

(
. !

!) !*

!*+! $,- '

-$!

0$'0$!* ! #&%( #( #( +/$ !/#

,$#.+ ,$
(

-$ 1 !2

*#(

$#

$ 0 1

(

Pengembangbiakan ikan patin pada kolam kolam buatan membutuhkan
penanganan yang serius. Tahap pendederan merupakan tahap dimana tingkat
kematian benih cukup tinggi karena benih ikan masih sangat peka terhadap
perubahan kualitas air dan suhu air . Untuk mengurangi tingkat kematian benih
ikan pada tahap pendederan, kondisi tempat pemeliharaan harus dijaga kualitas air
dan suhu airnya. Sistem resirkulasi akuakultur dapat digunakan sebagai alternatif
pembenihan ikan patin di daerah yang sumber daya airnya terbatas karena tidak
perlu mengganti air setiap hari.
Tujuan utama penelitian ini adalah merancang suatu sistem resirkulasi air
tertutup untuk pendederan benih ikan patin.
Ikan patin (Pangasius hypophthalmus) merupakan salah satu golongan ikan
catfish yang banyak terdapat di negara Asia. Ikan patin memiliki beberapa
keunggulan antara lain adalah ukuran individu yang besar serta mutu daging yang
digemari masyarakat.
Tahap pendederan yaitu tahap pemeliharaan benih ikan patin dari ukuran +
0.5 inci sampai dengan benih berukuran + 1 inci dimana benih siap ditebar ke
kolam. Sistem resirkulasi air (SRA) didesain untuk meminimalisasi atau
mengurangi ketergantungan terhadap penggantian air dan pembilasan pada proses
budidaya perikanan. Selain itu, SRA juga memudahkan untuk pengontrolan
kualitas air dan pemberian nutrisi. Komponen sistem pemeliharaan ikan
resirkulasi meliputi bak budidaya ikan, filter (filter fisik, filter biologi, dan filter
kimia), pompa, bak reservoir air, dan jaringan pipa air.
Tempat penelitian dilakukan di Wisma Wageningen, Laboratorium Teknik
Tanah dan Air, Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu
Penelitian berlangsung pada bulan Juni 2006 sampai dengan September 2006.
Tahapan penelitian adalah Identifikasi kebutuhan dan permasalahan, perancangan
konsep sistem resirkulasi air, pembuatan prototipe sistem resirkulasi air, Evaluasi
prototipe sistem resirkulasi air, penyusunan dokumen untuk perancangan produk
berupa gambar detail, gambar susunan, spesifikasi dan bill of material. Metode
evaluasi antara lain pengukuran debit dan tinggi muka air, analisis keseragaman
debit penyaluran, analisis koefisien head loss, efesiensi pompa dan turnover time.
Kebutuhan dan permasalahan yang mendasari perancangan sistem
resirkulasi air ini antara lain : kebutuhan terhadap suatu sistem yang dapat
digunakan untuk kegiatan pembenihan atau pendederan ikan di dalam ruangan.,
kebutuhan terhadap suatu sistem yang dapat menghemat penggunaan air sehingga
kegiatan pembenihan ikan dapat dilakukan di daerah yang sumber daya airnya
terbatas, kebutuhan terhadap suatu sistem yang dapat dikendalikan kondisi air dan
alirannya.

Konsep produk yang dikembangkan adalah suatu sistem resirkulasi yang
tersusun dari tiga subsistem yaitu subsistem budidaya, subsistem filtrasi dan
subsistem pengkondisian dan suplai. Perancangan ptototipe sistem resirkulasi air
adalah rangka, bak, filter, sistem perpipaan.
Keseragaman debit penyaluran bak budidaya pada masing masing kondisi
yaitu, kondisi 1 = 75.98 %, kondisi 2 = 72.95 %, kondisi 3 = 71.21 %, kondisi 4 =
70.92 %. Nilai koefisien head loss kondisi 1 pada subsistem 1 hingga subsistem 4
berturut turut adalah 1912.862, 0.846, 60.056, 0.006. Nilai koefisien head loss
kondisi 2 pada subsistem 1 hingga subsistem 5 berturut turut adalah 2724.073,
0.522, 117.309, 0.006, 478.185. Nilai koefisien head loss kondisi 3 pada
subsistem 1 hingga subsistem 5 berturut turut adalah 4475.952, 0.350, 203.368,
0.006, 86.430. Nilai koefisien head loss kondisi 3 pada subsistem 1 hingga
subsistem 5 berturut turut adalah 3677.921, 0.846, 143.969, 0.006, 205.480.
Efisiensi pompa untuk kondisi 1, 2, 3 dan 4 berturut turut adalah 52.06 %,
54.63 %, 58.46 %, 53.85 %. Nilai turnover time pada kondisi 1, 2, 3 dan 4
berturut turut adalah 1.78 jam, 2.26 jam, 2.78 jam, 2.57 jam.
Sistem resirkulasi untuk pembenihan ikan yang dirancang dapat berfungsi
dengan baik. Sistem ini terdiri tiga subsistem, yaitu subsistem budidaya,
subsistem filtrasi, dan subsistem suplai/pengkondisian. Sistem resirkulasi air yang
dirancang memiliki keseragaman debit penyaluran ke bak budidaya pada kondisi
1 = 75.98 %, kondisi 2 = 72.95 %, kondisi 3 = 71.21 %, kondisi 4 = 70.92 %

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
3
Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
3
Pada Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

$

$#. ! 4 / - !**
/$
!**

5

# - 678

!*. # 9

+ +,

4- '0 #

!9 -+:+$
&*

4- '0 #

#&%( #( +/$ !/#
-$ 1 !2
'0$'0$!* . / '$.

!* -

-+

( *#

+$

#( # ; 1 ! < #' 1 !2
4 #- ' ! .!$. #- !$ !

; =

<

Penulis dilahirkan pada tanggal 17 Maret 1985 di Palangkaraya dari orang
tua bernama Suwido Hester Limin dan Agustina Dewel. Penulis adalah anak
pertama dari tiga bersaudara. Penulis menamatkan sekolah dasar di SD Katolik
Santo Don Bosco pada tahun 1996, lalu melanjutkan ke SLTP Katolik Santo
Paulus dan tamat tahun 1999.
Tahun 2002 penulis lulus dari SMUN 5 Palangkaraya. Pada tahun yang
sama penulis melanjutkan studi di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian
Bogor (USMI).
Tahun 2005 penulis melaksanakan Praktek Lapang di BPBAT Sukamandi,
Subang, Jawa Barat dengan judul ” ,4 .
'0 !$

! . !

-$! /$

- .!$. !

+. ' !/$2 +0 !*2 3 1

#- !$ ! 4 /
# - ”.

Pada tahun 2006 penulis melakukan penelitian masalah khusus dengan
judul >

!) !*

!*+! $,- '

,$#.+ ,$ $# +!-+.

!/ / # ! . !

-$!

> sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian.

Puji syukur ke hadirat Tuhan., karena atas

karunia Nya lah akhirnya

penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil
penelitan penulis yang berjudul Rancang Bangun Sistem Resirkulasi Air untuk
Pendederan Ikan Patin. Skripsi ini mengkaji proses pendesainan, manufaktur, dan
analisis rancangan sistem resirkulasi akuakultur untuk pembenihan beberapa jenis
ikan konsumsi air tawar terutama ikan patin.
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. Orang tua dan adik tercinta atas doa dan dukungannya.
5. Rekan sebimbingan: Hanhan dan Didik atas kerjasama dan bantuannya.
6. Mulyawatullah atas bantuannya dalam dalam pembuatan sistem resirkulasi
7. Yossi Handayani atas bantuannya dalam menyelesaikan skripsi ini
8. 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, September 2006

i

DAFTAR ISI
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((($$
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( $?
(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ?
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ?$
(

<

(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((

A. LATAR BELAKANG................................................................................... 1
B. TUJUAN....................................................................................................... 1
(

3

((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((

A. IKAN PATIN (Pangasius hypophthalmus).................................................... 2
B. PEMBENIHAN IKAN PATIN...................................................................... 3
C. SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR (SRA) ....................................... 3
D. PROSES PERANCANGAN TEKNIK .......................................................... 6
E. MANAJEMEN KUALITAS AIR .................................................................. 8
F. ALIRAN AIR DALAM PIPA ..................................................................... 10
(

((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( @

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN .................................................... 13
B. BAHAN DAN ALAT.................................................................................. 13
C. TAHAPAN PENELITIAN .......................................................................... 14
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN .................................................... 15
A( <

<

((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((

A. IDENTIFIKASI KEBUTUHAN DAN PERMASALAHAN........................ 20
B. PERANCANGAN KONSEP SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR... 20
C. PERANCANGAN PROTOTIPE SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR
.................................................................................................................... 21
D. EVALUASI PROTOTIPE SISTEM RESIRKULASI AKUAKULTUR....... 23
E. GAMBAR DAN SPESIFIKASI PRODUK ................................................. 27
A(

(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( 7

A. KESIMPULAN ........................................................................................... 28

ii

B. KESIMPULAN ........................................................................................... 28
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( 6

iii

Gambar 1. Ikan patin (Pangasius hypophthalmus) ……………………………. 2
Gambar 2. Skema SRA yang dikembangkan Setiawan et al. (2004) .................

5

Gambar 3. Tahapan perancangan sistem resirkulasi air………………………

14

Gambar 4. Skema subsistem penyaluran ……………………………………….. 17
Gambar 5. Skema konsep sistem resirkulasi air ……………………………….. 20
Gambar 6. Hasil pengukuran debit bak suplai ke bak budidaya ……………….. 23
Gambar 7. Hasil perhitungan keseragaman debit ke bak budidaya ……………. 24

iv

DAFTAR TABEL
Tabel 1. Klasifikasi air berdasarkan derajat hardness ………………………….. 9
Tabel 2. Hasil perhitungan koefisien head loss pada kondisi 1 ………………… 24
Tabel 3. Hasil perhitungan koefisien head loss pada kondisi 2 ………………… 25
Tabel 4. Hasil perhitungan koefisien head loss pada kondisi 3 ………………… 25
Tabel 5. Hasil perhitungan koefisien head loss pada kondisi 4 ………………… 25
Tabel 6. Debit hasil pengukuran dan debit ideal .................................................. 26
Tabel 7. Nilai efisiensi pompa ............................................................................. 27
Tabel 8. Kebutuhan energi pompa ....................................................................... 28
Tabel 9. Hasil perhitungan turnover time untuk masing masing kondisi ……… 27

v

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Skema konsep sistem resirkulasi air ………………………………30
Lampiran 2. Denah peletakan bak pada sistem resirkulasi ……………………... 31
Lampiran 3. Gambar komponen sistem resirkulasi air …………………………. 32
Lampiran 4. Gambar susunan sistem resirkulasi air …………………………… 42
Lampiran 5. Kebutuhan bahan untuk bak, rangka dan filter …………………… 45
Lampiran 6. Kebutuhan bahan untuk sistem penyaluran air …………………… 46
Lampiran 7. Kebutuhan bahan total untuk sistem resirkulasi air ………………. 47
Lampiran 8. Hasil pengukuran debit .................................................................... 48

vi

(

<

(
Permintaan pasar ekspor terhadap ikan patin dewasa ini cukup tinggi,
dikarenakan ikan patin mempunyai beberapa keunggulan antara lain ukuran
individu yang besar serta mutu daging yang digemari masyarakat. Negara negara
pengimpor ikan patin terbesar di dunia adalah Uni Eropa, Amerika Serikat dan
Rusia. Selama ini kebutuhan negara negara tersebut dipenuhi oleh negara
Vietnam sebagai pengekspor terbesar ikan patin.
Pengembangbiakan ikan patin pada kolam kolam buatan membutuhkan
penanganan yang serius mulai dari tahap pembenihan, pendederan, pemeliharaan
dan pembesaran sampai pemanenan agar memberikan hasil yang optimum. Tahap
pendederan yaitu tahap pemeliharaan benih ikan patin dari ukuran + 0.5 inci
sampai dengan benih berukuran + 1 inci dimana benih siap ditebar ke kolam
pembesaran. Tahap pendederan merupakan tahap dimana tingkat kematian benih
cukup tinggi karena benih ikan masih sangat peka terhadap perubahan kualitas air
dan suhu air. Untuk mengurangi tingkat kematian benih ikan pada tahap
pendederan, kondisi tempat pemeliharaan harus dijaga kualitas air dan suhu
airnya. Para petani biasanya membenihkan ikan patin di dalam ruang tertutup
pada bak bak budidaya yang airnya diganti setiap hari. Tujuan penggantian air
setiap hari adalah untuk menjaga kualitas air di bak budidaya. Sistem resirkulasi
akuakultur dapat digunakan sebagai alternatif pembenihan ikan patin di daerah
yang sumber daya airnya terbatas karena tidak perlu mengganti air setiap hari.
Pada penelitian ini akan dilakukan rancang bangun sistem resirkulasi
akuakultur tertutup untuk pendederan benih ikan patin. Sistem resirkulasi ini akan
terdiri dari tiga subsistem yaitu subsistem budidaya, subsistem filtrasi dan
subsistem pengkondisian.
(

3
Tujuan umum penelitian ini adalah merancang suatu sistem resirkulasi

akuakultur tertutup untuk pendederan benih ikan patin.

1

(

3

(
Pangasius merupakan salah satu golongan ikan catfish yang banyak terdapat
di negara Asia. Di Indonesia ikan Pangasius ini dikenal dengan sebutan ikan
patin. Klasifikasi ikan patin menurut Robert dan Vidtharyanon (1991) dalam
Arifianto (2002) adalah sebagai berikut:
Ordo

: Ostariophysi

Subordo

: Siluroidea

Famili

: Pangasidae

Genus

: Pangasius

Spesies:

: Pangasius hypopthalmus

Nama Inggris : catfish

Gambar 1. Ikan patin (Pangasius hypophthalmus)
(Sumber: www.planetcatfish.com)

Secara umum ikan patin yang ada di Indonesia memiliki bentuk badan yang
sedikit memipih, kulit tidak bersisik, mulut subterminal dengan dua pasang sungut
peraba (barbels). Memiliki patil pada sirip punggung dan sirip dada, sirip analnya
panjang dimulai dari belakang anal sampai pangkal sirip ekor. Ikan ini memiliki
beberapa sifat biologis diantaranya noeturnal atau melakukan aktifitas pada
malam hari seperti halnya ikan catfish yang lainnya, omnivora dan sesekali
muncul di permukaan air untuk mengambil oksigen dari udara langsung (Susanto
dan Amri, 1998).
Ikan

patin

memiliki

beberapa

sifat

yang

menguntungkan

untuk

dibudidayakan, seperti ukuran per individu besar, fekunditas yang cukup tinggi,
serta mutu dagingnya banyak digemari masyarakat luas.

2

(

<
Peningkatan produksi ikan patin dilakukan melalui dua tahap, yaitu tahap

pembenihan dan tahap pembesaran. Kegiatan pembenihan antara lain melalui
pemijahan buatan menggunakan hipofisa benih berukuran 0.5 1 inci. Pembenihan
secara intensif dilakukan di dalam ruang tertutup yang mempunyai suhu stabil
antara 28 °C sampai 30 °C. Ukuran ruang ini minimal 20 m2 dengan dinding dan
lantai berupa tembok (Khairuman, 2002). Benih patin yang baru satu hari menetas
dipelihara dalam akuarium kaca atau bak fiberglass selama 2 3 minggu. Menurut
Susanto 1997, pada bak ukuran 80 cm x 45 cm x 45 cm dapat dipelihara 500 ekor
benih patin umur 1 – 15 hari, atau kepadatan 3 ekor per liter air. Setelah itu benih
didederkan selama satu bulan sampai siap untuk dimasukkan ke kolam
pembesaran. Pembesaran ikan patin di kolam dan jaring apung dengan
menggunakan benih berukuran 2 4 inci hasil pndederan (Susanto, 1997).
Pendederan ikan patin biasanya dilakukan di kolam dengan kedalaman air 75
cm. Ikan yang ditebar memiliki ukuran 0.5 inci dengan kepadatan 120 ekor/m2.
Untuk pendederan di jaring apung kepadatan ikan adaalah 75 – 100 ekor/m3
(Khairuman, 2002). Pakan yang digunakan adalah cacing dan pellet dengan
frekuensi pemberian pakan antara 3 8 kali sehari. Setelah ikan mencapai ukuran 1
inci, pakan yang diberikan berupa pellet dengan frekuensi pemberian pakan tiga
kali sehari. Ikan dipanen setelah ikan berukuran 2 3 inci (pendederan 20 – 40 hari)
dan tingkat kelangsungan hidup rata rata 90% (Sukarsono, 1997 dalam Aryanto,
2001). Selain itu, pendederan ikan patin juga dapat dilakukan di akuarium dengan
kepadatan 7 ekor/liter air untuk ukuran benih 0.5 – 1 inchi dengan masa
pemeliharaan selama 30 hari (Nuraeni, 1998 dalam Ariyanto, 2001). Pemeliharaan
ikan patin menggunakan sistem resirkulasi

dapat meningkatkan tingkat

kelangsungan hidup menjadi 98.36 % (Guk guk, 2000).
Kondisi air optimum untuk pembenihan ikan patin berdasarkan penelitian
Arifianto (2002) adalah air dengan kandungan NH3 (ammonia) 0.626 ppm, NO2
(nitrit) 0.52 ppm, dan NO3 (nitrat) 0.632 ppm, DO 5.65 ppm, dan pH air 6.91.
(
Sistem resirkulasi air (SRA) didesain untuk meminimalisasi atau mengurangi
ketergantungan terhadap penggantian air dan pembilasan pada proses budidaya

3

perikanan. Selain itu, SRA juga memudahkan untuk pengontrolan kualitas air dan
pemberian nutrisi. Ada lima jenis SRA yang umum digunakan, yaitu SRA
pembesaran, SRA pembenihan, SRA pemeliharaan, SRA penampungan
sementara, SRA display.
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.
SRA penampungan sementara umum digunakan di tempat penjualan ikan.
Pemeliharaan biasanya dilakukan selama 1 21 hari. SRA ini perlu didesain untuk
mengakomodir perubahan dan fluktuasi jenis dan jumlah ikan. Oleh karena itu,
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 2.

4

& # & )-&#

& # & )-&#

& # & )-&#

(
(
@(

C+ #$+' %&# -$! < -) #9
&!/$-$&!$!* !.
/$' !- -$&! !.

B

+,- % !

Controller

2
&&' %&#

-$! < -) #9

1

3

Gambar 2. Skema SRA yang dikembangkan Setiawan et. al. (2004).
Akuarium 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.
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.

5

(
Rancangan teknik adalah suatu proses sistematik yang merupakan solusi dari
sesuatu yang dibutuhkan manusia. Perancangan adalah sesuatu yang sangat
penting dalam bidang teknik. Pengertian perancangan dapat disederhanakan
menjadi suatu metode terstruktur untuk memecahkan masalah (Harsokusumo,
1999). Secara umum tahapan tahapan pada suatu proses perancangan adalah
sebagai berikut : 1) diidentifikasikannya kebutuhan, 2) analisa masalah dan,
spesifikasi produk dan perencanaan, 3) perancangan konsep produk, 4)
perancangan produk, 5) evaluasi produk hasil rancangan, 6) penyusunan dokumen
berupa gambar produk hasil rancangan dan spesifikasi pembuatan produk.Masing
masing fase dalam proses perancangan dijelaskan sebagai berikut.
1. Analisa Masalah, Spesifikasi Produk dan Perencanaan Proyek
Kebutuhan produk baru diperlukan sebagai problem perancangan atau
masalah perancangan. Sebagaimana halnya sebuah problem atau masalah,
maka perlu ada pemecahan masalah yang berupa solusi melalui analisis
masalah. Dalam hal masalah tersebut adalah masalah perancangan, maka
solusinya dapat berupa solusi alternatif yang semuanya benar. Salah satu
diantara solusi tersebut dapat merupakan solusi terbaik, karena itu harus ada
sesuatu cara untuk memilih solusi terbaik tersebut.
Hasil analisis yang utama adalah pernyataan masalah atau

problem

statement tentang produk baru. Pernyataan masalah tersebut belum berupa
solusi/produk baru, tetapi mengandung keterangan keterangan tentang produk
yang akan dirancang.
Pernyataan masalah setidaknya mengandung tiga buah unsur, yaitu :
•

pernyataan masalah itu sendiri

•

beberapa kendala atau constraints yang membatasi solusi masalah
tersebut dan spesifikasi produk

•

kriteria 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

6

dasar dan pemandu bagi perancang dalam merancang produk dan spesifikasi
produk tersebut akan menjadi tolak ukur pada evaluasi hasil rancangan dan
evaluasi produk yang sudah jadi.
Spesifikasi produk mengandung hal hal berikut :
•

Kinerja atau perfomance yang 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

•

Berat produk

•

Ergonomik

•

Keamanan dan keselamatan (safety)

•

Harga produk

Jika waktu penyelesaian perancangan dan pembuatan produk tercantum
dalam spesifikasi, maka perlu dibuat jadwal penyelesaian setiap fase dan
langkah dalam proses perancangan dan pembuatan produk. Hal ini merupakan
suatu perencanaan proyek.
2. Fase Perancangan Konsep Produk
Konsep produk adalah solusi alternatif dari masalah dalam bentuk skema.
Masalah dalam hal ini adalah produk baru yang dipandang sebagai masalah
perancangan yang memerlukan solusi. Fase ini dalam bahasa perancangan
dikenal dengan fase pencarian konsep konsep produk yang memenuhi fungsi
dan karakteristik produk sebagaimana tercantum dalam spesifikasi produk.
3. Perancangan Produk
Fase perancangan produk terdiri dari beberapa langkah, tetapi pada
intinya pada fase ini solusi solusi alternatif dalam bentuk skema
dikembangkan lebih lanjut menjadi produk atau benda teknik yang bentuk,
material dan dimensi komponen komponennya. Fase perancangan produk
diakhiri dengan dengan perancangan detail komponen komponen produk,
yang kemudian akan dituangkan dalam gambar gambar detail untuk proses
pembuatan.

7

4. Evaluasi Hasil Perancangan Produk
Produk harus dievaluasi terlebih dahulu sebelum produk tersebut dibuat
berdasarkan gambar perancangan produk. 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. Gambar dan Spesifikasi Pembuatan Produk
Gambar hasil rancangan produk terdiri dari (1) gambar semua komponen
produk lengkap dengan bentuk geometrinya, dimensi, kekasaran/kehalusan
permukaan dan material, (2) gambar susunan, (3) spesifikasi yang memuat
keterangan keterangan yang tidak terdapat pada gambar dan (4) bill of
material.
(

3
Ikan hidup dan bernafas di air, sehingga kualitas air penting untuk dijaga

dengan Sistem resirkulasi akuakultur khususnya untuk densitas ikan yang padat.
Beberapa faktor kualitas air yang perlu diperhatikan (PIRSA Aquaculture SA,
1999) adalah sebagai berikut.
1. Suhu
Menjaga suhu optimal untuk pertumbuhan adalah sesuatu yang penting.
Ikan dapat tumbuh dengan cepat pada suhu optimal dengan memperbaiki
konversi rasio pakan. Ikan juga dapat terhindar dari stress dan penyakit apabila
berada pada suhu air optimal. Suhu air juga mempengaruhi kelarutan suatu zat
dalam air. Semakin tinggi suhu air maka kelarutan suatu zat dalam air semakin
besar. Selain itu suhu air juga mempengaruhi kadar oksigen terlarut dalam air,
dimana semakin tinggi suhu air maka kandungan oksigen terlarutnya semakin
besar.
2. Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen)
Oksigen terlarut (DO) adalah salah satu faktor kualitas air yang paling
kritis. Konsentrasi Do dipengaruhi oleh suhu air, stocking, laju pakan serta
efektifitas aerasi yang dipasang pada sistem resirkulasi. Konsentrasi DO harus
dijaga di atas 60 % jenuh atau 5 ppm untuk memastikan keberlangsungan dan

8

pertumbuhan ikan. Konsentrasi DO juga mempengaruhi bakteri pada biofilter,
dimana biofilter tidak akan efesien pada DO dibawah 2 ppm.
Penurunan DO dapat disebabkan oleh beberapa faktor antara lain tingginya
laju stocking yang terjadi pada sistem resirkulasi akuakultur dan dekomposisi
bahan organik seperti faeses dan sisa pakan. DO yang rendah mengakibatkan
stress pada ikan, konversi pakan menurun dan dapat menyebabkan kematian.
3. pH (pondus Hydrogenii)
pH adalah suatu nilai yang menunjukkan konsentrasi ion hidrogen (H+)
terlarut dalam air. Kisaran pH adalah 0 14 dengan pH 7 pada kondisi netral,
pH dibawah 7 untuk kondisi asam dan pH diatas 7 untuk kondisi basa. Kisaran
pH air optimal untuk budidaya ikan secara umum adalah 6.5 9.
pH pada sistem resirkulasi ikan cenderung menurun disebabkan oleh
meningkatnya konsentrasi karbon dioksida terlarut yang dihasilkan oleh
respirasi ikan dan respirasi bakteri pada biofilter. Karbon dioksida akan
bereaksi dengan air membentuk asam karbon dan menyebabkan pH menurun.
4. Karbon Dioksida
Karbon dioksida dihasilkan oleh respirasi ikan dan respirasi bakteri
biofilter pada sistem resirkulasi akuakultur. Konsentrasi karbon dioksida yang
tinggi dapat menurunkan pH.
5. Alkalinitas dan Hardness
Alkalinitas menyebutkan jumlah karbonat dan bikarbonat dalam air,
sedangkan hardness menyebutkan konsentrasi kalsium dan magnesium.
Kalsium dan magnesium berikatan dengan karbonat dan bikarbonat.
Alkalinitas dan hardness mempunyai hubungan yang erat dan diukur pada
level yang sama. Kategori air berdasarkan derajat hardness ditunjukkan pada
tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi air berdasarkan derajat hardness
!/+!* !
0 75 mg/l
75 150 mg/l
150 300 mg/l
> 300 mg/l

- *&#$
Soft
Moderate
Hard
Very Hard

9

Nilai alkalinitas dan hardness direkomendasikan di atas 50 mg/l yang
mana sebagai buffer/stabilisator yang baik untuk pH yng meningkat karena
respirasi ikan dan respirasi bakteri biofilter.
(
1. Bilangan Reynold
Aliran viskos dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu aliran laminer dan
turbulen. Dalam aliran laminer 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 dapat diklasifikasikan dengan suatu bilangan
tertentu. Bilangan tersebut disebut bilangan Reynold dengan rumus sebagai
berikut :

Re =

ρud

=

ud
v

(1)

dimana ρ adalah densitas (kg/m3); u adalah kecepatan (m/detik); d adalah
diameter pipa (m); # adalah viskositas dinamik (kg.detik/meter); ν adalah
viskositas kinematik (m2/detik).
2. Kehilangan Tekanan pada Aliran Laminer
Kehilangan tekanan pada aliran laminer dapat dihitung secara teori apabila
diketahui kecepatan, sifat sifat fluida dan dimensi pipa. Kehilangan tekanan
pada aliran laminer diberikan oleh persamaan Hagen Poiseuille (Sleigh, 2001).
P=

32 Lu
d2

(2)

apabila dinyatakan dalam bentuk head maka menjadi

hf =

32 Lu
ρgd 2

(3)

dimana NP adalah kehilangan tekanan (kg/m2); u adalah kecepatan
(m/detik); d adalah diameter pipa (m); L adalah panjang pipa (m); # adalah
viskositas dinamik (kg.detik/m); ρ adalah densitas (kg/m3) dan g adalah
percepatan gravitasi (m/detik2).

10

3. Kehilangan Tekanan pada Aliran Turbulen
Kehilangan tekanan pada aliran turbulen diberikan oleh persamaan Darcy
Weisbach yang ditulis dalam bentuk sebagai berikut :

hf =

4 fLu 2
2gd

(4)

dimana hf adalah kehilangan head karena gesekan (m) dan f adalah
koefisien gesekan
4. Koefisien Gesekan (f)
4.1 Nilai f pada Aliran Laminer
Nilai f harus diperhitungkan dengan benar agar mendapatkan nilai head

loss yang benar juga. Persamaan head loss yang diturunkan pada aliran
laminer sebanding dengan persamaan head loss yang diturunkan pada aliran
turbulen, yang membedakan adalah nilai f secara empiris. Dengan
menggabungkan persamaan (3) dan persamaan (4) maka akan didapatkan
persamaan yang merupakan persamaan Darcy untuk aliran laminer. Persamaan
tersebut diberikan sebagai berikut :

32 Lu 4 fLu
=
2gd
ρgd 2
16
=
ρud
16
=
Re

(5)

4.2 Persamaan Blasius untuk f
Blasius pada tahun 1913 (Sleigh, 2001) adalah orang pertama yang
memberikan rumus empiris yang akurat untuk nilai f pada aliran turbulen di
pipa halus. Persamaan Blasius diberikan sebagai berikut :
f =

0.079
Re 0.25

(6)

4.3 Persamaan Colebrook White untuk f
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 yang diberikan sebagai berikut :

11

 k
1.26 
= −4 log10  s +

f
 3.71d Re f 

1

(7)

5. Kehilangan Tekanan Lokal (Local Head Loss)
Selain kehilangan tekanan karena gesekan, selalu ada perubahan tekanan
karena belokan, cabang dan valve. Pada jaringan pipa yang panjang
kehilangan tekanan lokal 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 :

hL = kL

u
2g

(8)

dimana hL adalah kehilangan tekanan lokal (m) dan kL adalah koefisien
kehilangan tekanan lokal.
6. Hukum Bernoulli
Analisis aliran dalam pipa dapat dianalisis dengan menggunakan hukum
Bernoulli. Hukum Berboulli menyatakan konservasi energi sepanjang garis
aliran dengan prinsip total energi (head) pada sistem tidak berubah. Hukum
Bernoulli menyatakan total energi per unit berat adalah merupakan
penjumlahan tekanan per unit berat dan energi potensial per unit berat (Sleigh,
2001 dan Nekrasov, 1969). Hukum Bernoulli dapat dituliskan dalam
persamaan sebagai berikut :
P1 u 1
P
u
+
+ z1 = 2 + 2 + z 2
ρg 2 g
ρg 2 g

(9)

Persamaan Bernoulli hanya berlaku untuk aliran mantap (steady), densitas
konstan (incompressible fluid), kehilangan karena gesekan diabaikan dan
persamaan menghubungkan dua titik kondisi sepanjang garis aliran tunggal.
Dalam kenyataannya sejumlah energi akan hilang karena gesekan dan
lokal. Dengan memperhatikan kedua kehilangan energi tersebut maka
persamaan Bernoulli dapat ditulis menjadi persamaan berikut (Sleigh, 2001) :
P1 u 1
P
u
+
+ z1 = 2 + 2 + z 2 + h f + h L
ρg 2 g
ρg 2 g

(10)

12

(

(

;
Tempat penelitian dilakukan di Wisma Wageningen, Laboratorium Teknik

Tanah dan Air, Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu
Penelitian berlangsung pada bulan Juni 2006 sampai dengan September 2006.

(

<
Bahan yang digunakan dalam pembuatan prototipe sistem resirkulasi adalah

sebagai berikut:
1. Bak fiber berdiameter 80 cm
2. Pipa PVC ½ ” dan 1½”
3. Selang plastik 2” dan 1”
4. Pompa submersibel head 4.2 m, 110 W
5. Besi siku 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. Stop kran ½”
11. Sambungan sambungan pipa PVC ½” dan 1½”, yaitu knee, tee, sok drat
luar, dop ulir, reducer 1½” ke ½”, dan stop kran ½”
12. Klem selang 1” dan 2”
13. Karet dudukan 50x50.mm
Alat yang digunakan dalam pembuatan prototipe sistem resirkulasi adalah
sebagai berikut:
1. Gerinda potong diameter 14” merek Makita
2. Gerinda portable 4” dan mata gerinda pemotong serta pengikis
3. Gergaji besi.
4. Riveter dan paku rivet
5. Bor tangan listrik dan mata bor 12 mm dan 4.5 mm

13

6. Satu unit Personal Computer (PC) dengan program MS Excel, MS word
dan AutoCAD 2004 yang digunakan untuk perhitungan data dan desain
gambar
7. Gelas ukur 100 ml dan gelas ukur 1000 ml
8. Stopwatch, jangka sorong, meteran dan penggaris

(

<
Metode yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah metode perancangan

teknik sesuai dengan tahapan tahapan pada perancangan teknik (Harsokusumo,
1999) dimana tahapan perancangan dijelaskan dalam gambar 3.

Gambar 3. Tahapan perancangan sistem resirkulasi akuakultur

14

(

;
1. Pengukuran Debit dan Tinggi Muka Air
Pengukuran debit air menggunakan metode volumetrik yaitu dengan
mengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi gelas ukur bervolume 1000
ml. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali ulangan untuk masing masing
bak. Pengukuran debit air dilakukan pada saluran inlet yang masuk ke bak
budidaya dan bak filter, selain itu pengukuran juga dilakukan pada saluran
overflow dari bak suplai yang masuk ke bak tandon/penampungan sementara.
Pengukuran tinggi muka air dilakukan dengan menggunakan pita ukur.
Pada saat pengukuran tinggi muka air dalam bak diukur relatif terhadap dasar
bak, sedangkan pada saat perhitungan digunakan tinggi muka air relatif
terhadap datum (lantai ruangan). Tinggi muka air terhadap datum didapat
dengan menambahkan tinggi muka air relatif terhadap dasar bak dengan tinggi
rangka masing masing bak.
Pengukuran debit air dan tinggi muka air dilakukan pada empat kondisi
bukaan katup penyaluran berbeda. Bukaan katup pada masing masing kondisi
dijelaskan dengan ekspresi matematika sebagai berikut.
kondisi 1 > kondisi 2 > kondisi 4 > kondisi 3
Pengukuran pada masing masing bukaan katup dilakukan setelah aliran pada
keadaan relatif mantap.
2. Analisis Keseragaman Debit Penyaluran
Keseragaman debit penyaluran dapat dihitung dengan rumus :
 ∑ qn − q

Keseragaman = 1 −

∑qn




 × 100 %


(11)

3. Analisis Koefisien Head Loss
Analisis hidrolis dilakukan untuk menentukan persamaan hidrolis sistem
resirkulasi. Variabel yang dicari dalam analisis ini adalah konstanta
kehilangan head pada tiap komponen sub sistem penyaluran. Asumsi yang
digunakan dalam analisis adalah bahwa sistem berada pada kondisi steady
(mantap) dan jumlah air pada sistem resirkulasi akuakultur tetap (tidak ada air
yang terbuang). Analisis dilakukan menggunakan prinsip kekekalan massa dan
persamaan Bernoulli.

15

Q1 = Q2

(12)
2

2

p1
v
p
v
+ 1 + z1 = 2 + 2 + z 2 + hloss min or + hloss mayor
ρ g 2g
ρ g 2g

(13)

Dimana Q1 dan Q2 = debit pada titik 1 dan 2; p1 dan p2 = tekanan pada
titik 1 dan 2 (N/m2); v1 dan v2 = kecepatan aliran pada titik 1 dan 2 (m/detik);
z1 dan z2 = tinggi titik 1 dan 2 dari datum (m); hLossMiinor = kehilangan head
karena belokan atau sambungan (m); hLossMayor = kehilangan head karena
gesekan (m); ρ = massa jenis fluida (kg/m3); g = percepatan gravitasi
(m/detik2). Pada jaringan pipa yang pendek, kehilangan head lebih banyak
dipengaruhi oleh hLossMinor dibandingkan hLossMayor. hLossMinor dapat dirumuskan
sebagai :
hloss min or = k

v2
2g

(14)

Dimana k = koefisisen kehilangan head minor sambungan atau belokan ; v
= kecepatan aliran pada sambungan atau belokan (m/detik).
Subsistem penyaluran air pada sistem resirkulasi akuakultur terdiri dari
empat komponen, yaitu
1. Penyaluran bak pengkondisi ke bak budidaya
2. Penyaluran bak ke bak filtrasi
3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon
4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi
5. Overflow bak pengkondisi
Skema subsistem penyaluran ditampilkan pada gambar 4.

16

z7
z1
Bak
Pengkondisi
dan Suplai
4

1
z4

5

Z8

z2
z3

z5

z6

Bak
Budidaya
Bak
Filtrasi

Bak
Tandon
Pompa

2

3

Gambar 4. Skema subsistem penyaluran.
Persamaan hidrolis untuk masing masing komponen adalah sebagai
berikut:
1. Penyaluran bak suplai/pengkondisi ke bak budidaya (subsistem
penyaluran 1)

z1 − z 2 = (1 + k1 )

2

v1
2g

(15)

2. Penyaluran bak budidaya ke bak filtrasi (subsistem penyaluran 2)
z 3 − z 4 = (1 + k 2 )

2

v2
2g

(16)

3. Penyaluran bak filtrasi ke bak tandon (subsistem penyaluran 3)
2

z5 − z6 = k3

v3
2g

(17)

4. Penyaluran bak tandon ke bak pengkondisi (subsistem penyaluran 4)
z 6 z 7 + h pompa = (1 + k 4 )

2

v4
2g

(18)

5. Overflow bak pengkondisi (subsistem penyaluran 5)
z 1 z 8 = (1 + k 5 )

2

v5
2g

(19)

17

6. Kesetimbangan debit dalam sistem penyaluran
Q1 = Q2 = Q3

(20)

Q4 = Q1 + Q5

(21)

Dimana:
z1 = tinggi air di bak pengkondisi (m)
z2 = tinggi outlet suplai 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)
hp = 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)
Persamaan 15, 16, 17 dan 19 berturut turut digu