Uji Diameter Puli Pada Alat Pencacah Sampah Organik

TINJAUAN PUSTAKA
Limbah Pertanian
Sampah merupakan barang atau benda yang dibuang karena tidak terpakai
lagi. Pada kenyataannya sampah menjadi masalah yang selalu timbul baik di kota
besar

maupun

di

daerah-daerah.

Beberapa

alternatif

bagaimana

cara

memanfaatkan sampah kota, sehingga mempunyai nilai ekonomis yang cukup

tinggi antara lain sampah dapat dimanfaatkan menjadi kompos, biogas (energi
alternatif), papan komposit (komposit serbuk kayu plastik daur ulang), bahan baku
dalam pembuatan bata (briket), pengisitanah, penanaman jamur, media produksi
vitamin, media produksi Protein Sel Tunggal (PST), dan lain-lain.
Pengolahan

sampah

organik menjadi

pupuk kompos merupakan

biokonversi yang sangat baik dimana sampah yang merupakan masalah dikonversi
menjadi pupuk tanaman yang memiliki kandungan unsur hara yang tinggi dimana
unsur hara ini merupakan komponen utama metabolisme pada tanaman (Saputro,
dkk; 2006).
Pelepah Kelapa Sawit
Pangkal pelepah daun (petiole) adalahtempat duduknya helaian daun (leaf
let) dan terdiri dari rachis (basis foli), tangkai daun(petiole) dan duri (spine),
helaian anak daun (lamina), ujung daun (apex foli), lidi (nervatio),daun (margo

folii) dan daging daun (intervenium)(Fauzi, dkk., 2002).
Daun kelapa sawit mirip kelapa yaitu membentuk susunan daun majemuk,
bersiripgenap dan bertulang sejajar. Daun-daun membentuk satu pelepah yang
panjangnyamencapai lebih dari 7,5-9 meter. Jumlah anak daun disetiap pelepah
berkisar antara 250-400 helai, daun muda yang masih kuncup berwarna kuning
5
Universitas Sumatera Utara

6

pucat. Pada tanah yang subur,daun cepat membuka sehingga makin efektif
melakukan fungsinya sebagai tempatberlangsungnyafotosintesis dan sebagai alat
respirasi. Semakin lama proses fotosintesisberlangsung, semakin banyak bahan
makanan yang dibentuk sehingga produksi akanmeningkat. Jumlah pelepah,
panjang pelepah, dan jumlah anak daun tergantung pada umur tanaman. Tanaman
yang berumur tua, jumlah pelepah dan anak daun lebih banyak. Begitupula
pelepahnya akan lebih panjang dibandingkan dengan tanaman yang masih muda
(Fauzi, dkk., 2002).
Batang dan pelepah dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Pada
prinsipnyaterdapat 3 cara pengolahan batang kelapa sawit untuk dijadikan pakan

ternak yaitupengolahan menjadi silase, perlakuan NaOH dan pengolahan dengan
menggunakan uap.Untuk pelepah sawit, pengolahan yang paling efisien adalah
dengan membuat silase.Pengalaman peternak sapi di Malaysia pada usaha
penggemukan sapi dengan skala 1.500ekor, menggunakan komposisi makanan
campuran dengan perbandingan 50 % pelepahkelapa sawit dan 50 % konsentrat
(Fauzi, dkk., 2002).
Pelepah kelapa sawit juga dapat dijadikan sebagai bahan dasar untuk
pembuatan kompos. Data dari Badan Pusat Statistik Riau (2010), luas perkebunan
kelapa sawit di Riau adalah 1.911 juta hektar. Luasnya perkebunan kelapa sawit
ini juga akan menghasilkan bahan sisa (bahan buangan) dalam jumlah yang sangat
besar diantaranya pelepah daun. Pelepah daun kelapa sawit yang selama ini
kurang dimanfaatkan oleh masyarakat dan lebih bersifat limbah karena biasanya
pelepah ini hanya ditumpuk disekitar pohon saja. Pelepah daun kelapa sawit ini
berpotensi untuk digunakan sebagai bahan kompos. Proses dekomposisi pelepah

Universitas Sumatera Utara

7

kelapa sawit secara alami membutuhkan waktu yang lama yaitu sekitar 3-4 bulan.

Kondisi seperti ini kurang baik dampaknya terhadap lingkungan karena jumlah
penumpukan tidak diimbangi dengan jumlah penguraian. Proses pengomposan
dapat dipercepat dengan penambahan berbagai macam dekomposer yang
mengandung

mikroorganisme

pengurai

seperti

efektif

mikroorganisme,

Trichoderma sp, orgadeg, stardec, dan mikroorganisme lokal yang juga dapat
memperbaiki kualitas kompos (Sundari, 2011).
Gaya potong pelepah kelapa sawit dapat dihitung dengan meletakkan pisau
diatas neraca (posisi tegak lurus terhadap neraca), kemudian pelepah dipecutkan
kearah pisau. Ketika pelepah terpotong, pada saat yang bersamaan neraca akan

menunjukkan berapa kg gaya potong maksimal yang terjadi. Hasil dari percobaan
gaya potong terhadap pelepah kelapa sawit sebanyak 5 kali pengulangan diketahui
gaya potong maksimal adalah 4,1 kg (Septiadi, 2013).
Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap uji fisik dan mekanik
parenkim pelepah daun sawit, didapatkan bahwa pelepah kelapa sawit segar
memiliki sifat fisik dengan kadar air rata-rata 0,83%; berat jenis pelepah kelapa
sawit adalah 0,362 g/cm3; modulus elastisitas 11.345 Kg/cm2; tegangan pada batas
proporsi 146,696 Kg/cm2; tegangan maksimum 178,521 Kg/cm2; daya lenting
0,165 Kg m; dan deformasi mulur 0,682 mm (Intara dan Dyah, 2012).
Berat jenis ini diduga sangat dipengaruhi oleh anatomi parenkim pelepah
sawit. Anatomi batang parenkim pelepah sawit secara makro terdiri dari dua
jaringan utama yaitu parenkim dasar dan pembuluh sangat mempengaruhi massa
bahan. Jika dihubungkan dengan komponen kimia yang terdapat didalam
parenkim pelepah sawit maka kandungan selulosa dan lignin berpengaruh

Universitas Sumatera Utara

8

terhadap massa bahan. Kerapatan serat sangat ditentukan kandungan selulosa dan

lignin parenkim. Serat yang satu dengan serat yang lain diikat oleh lignin dalam
suatu ikatan yang kompak dan tersusun rapat pada batang parenkim pelepah sawit.
Semakin tinggi kandungan selulosa maka semakin tinggi ikatan mikrofilbil.
Semakin banyak ikatan mikrofibil semakin banyak serat-serat yang tersusun.
Akan tetapi yang paling berperan dalam membentuk suatu ikatan yang kompak
dan susunan yang rapat adalah kandungan lignin. Jadi secara tidak langsung berat
jenis dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin (Pasaribu, 1990).
Komponen Alat
Motor bakar
Motor penggerak adalah motor yang dapat mengubah tenaga panas hasil
dari suatu pembakaran menjadi tenaga mekanik. Motor penggerak dapat
dibedakan dalam 2 golongan, yaitu:
1. Motor dengan pembakaran diluar.
2. Motor dengan pembakaran didalam silinder.
(Hadjosentono, dkk., 1996).
Sifat berikut, mempengaruhi prestasi dan keandalan dari mesin diesel:
penguapan, residu karbon, viskositas, kandungan belerang, abu, air dan endapan,
titik nyala, titik tuang, sifat korosif dan keasaman serta mutu penyalaan. Tetapi
mutu penyalaan hanya penting untuk mesin kecepatan tinggi dan oleh karenanya
didaftarkan paling akhir dalam urutan pentingnya untuk mesin ini (Maleev, 1991).

Minyak bakar yang disemprotkan kedalam silinder berbentuk butir-butir
cairan yang halus. Oleh karena udara didalam silinder pada saat tersebut sudah
bertemperatur dan bertekanan tinggi maka butir-butir tersebut akan menguap.

Universitas Sumatera Utara

9

Penguapan butir bahan bakar itu dimulai pada bagian permukaan luarnya, yaitu
bagian yang terpanas. Uap bahan bakar yang terjadi itu selanjutnya bercampur
dengan udara yang ada disekitarnya. Proses penguapan itu berlangsung terus
selama temperatur sekitarnya mencukupi (Arismunandar dan Koichi, 2004).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap
mesin.Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran
utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.Poros untuk meneruskan
daya diklasifikasikan menjadi poros transmisi(line shaft), spindle(spindle),
gandar(axle), poros (shaft) dan poros luwes (Achmad, 2006).
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan sebuah poros,
yaitu:

1. Kekuatan poros
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau
gabungan antara puntir dan lentur.Kelelahan, tumbukan atau pengaruh
konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil atau bila poros
mempunyai

alur

pasak,

harus

diperhatikan.Sebuah

poros

harus

direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya.
2. Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika
lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan
ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu,
disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan
disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.

Universitas Sumatera Utara

10

3. Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu
dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya.Putaran ini disebut putaran
kritis.Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagianbagian lainnya.
4. Korosi
Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeler dan pompa
bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk porosporos yangterancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang berhenti lama
sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.
5. Bahan poros
Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik

dingin dan difis, baja karbon konstruksi mesin yang dihasilkan dari baja
yang di-deokasi dengan ferrosilikon. Poros-poros yang dipakai untuk
meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja
paduan dengan kulit yang sangat tahan terhadap keausan seperti baja
khrom nikel, baja khrom nikel molibden, baja khrom dan baja khrom
molibden
(Sularso dan Suga, 2002).
Puli
Puli berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran yang dihasilkan dari
motor yang selanjutnya diteruskan lagi ke v-belt dan akan memutar poros. Puli
dibuat dari besi cor atau dari baja.Puli kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk
konstruksi ringan diterapkan puli dari paduan aluminium (Stolk dan Kross, 1981).

Universitas Sumatera Utara

11

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan pulley V ini adalah besi
tuang kelabu. Alasan menggunakan besi tuang kelabu adalah tahan panas, tahan
korosi, mampu meredam getaran, mudah didapat dan murah harganya. Pola dibuat

pola pejal belahan dengan bahan dari kayu mahoni. Dan untuk pembuatan cetakan
menggunakan pasir silica dan waterglass sebagai pengikat dengan proses CO2.
Sedangkan proses peleburan menggunakan dapur kupola. Dalam proses
pengecoran akan terjadi perubahan bentuk akibat dari proses pembekuan logam
cair. Hal ini dapat diatasi dengan penambahan penyusutan dan penambahan
permesinan, sehingga didapatkan bentuk dimensi yang sesuai dengan yang kita
inginkan dan tecapai produk yang berkualitas (Malik, 2002).
Menurut Daryanto (1994), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan
untuk sabuk penggerak yaitu:
1. Pulley datar, pulley ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari
baja dengan bentuk yang bervariasi.
2. Pulley mahkota, pulley ini lebih efektif dari pulley datar karena sabuknya
sedikit

menyudutsehingga untuk slip relatif sukar, dan derajat

ketirusannya bermacam-macam menurut kegunaannya.
3. Tipe lain, pulley ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar
urat pada sabuk penggeraknya.
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara:
1. Horizontal, pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara mendatar
dimana pasangan pulley terletak pada sumbu mendatar.
2. Vertikal, pemasangan pulley dilakukan tegak dimana letak pasangan pulley
adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran

Universitas Sumatera Utara

12

pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk
(Mabie and Overirick, 1967).
Hal – hal yang harus diperhatikan dalam instalasi sabuk puliadalah:
1. Kedua poros harus benar-benar sejajar, agar kekencangan sabuk bisa
seragam.
2. Jarak kedua puli jangan terlalu dekat, agar sudut kontak pada puli kecil
sebesar mungkin.
3. Jarak kedua puli tidak boleh terlalu jauh, karena akan menyebabkan sabuk
membebni poros.
4. Sabuk yang panjang cenderung berayun dari sisi ke sisi yang
menyebabkan sabuk aus.
5. Sisi kencang sabuk harus dibawah, sehingga jika sabuk turun pada sisi
kendor akan menambah besar sudut kontak pada puli.
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran
transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda
transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SDpenggerak = SDyang

digerakkan

...........................................................................(1)

dimana,
S = Kecepatan putar puli (rpm)
D = Diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).

Universitas Sumatera Utara

13

Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium.Sabuk V
dibelitkan di sekitar alur pulleyyang berbentuk V pula.Transmisi sabuk yang
bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah
harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan
putaran yang diinginkan.Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah
terjadinyaslip antara sabuk dan pulleysehingga tidak dapat dipakai untuk putaran
tetap atauperbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1984).
Susunan khas sabuk V terdiri atas:
-

Bagian elasticyang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi

-

Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan
daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut

(Smith dan Wilkes, 1990).
Menurut

Smith

dan

Wilkes

(1990),

apabila

pemindahan

daya

menggunakan dua roda transisi, maka hubungan antara jarak kedua titik pusat
sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat ditentukan dengan rumus:
L=2C+1,57(D+d)+

(D-d)
4C

2

...............................................................................(2)

dimana:
L = Panjang efektif sabuk (mm)
C = Jarak antara kedua sumbu roda transmisi (mm)
D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm)
d = Diameter luar efektif transmisi yang kecil (mm)

Universitas Sumatera Utara

14

Pisau pencacah
Pisau pencacah pada alat ini berfungsi sebagai komponen pencacah yang
akan mengubah bentuk dan ukuran bahan yang akan dimasukkan ke dalam pisau
pencacah. Pisau pencacah ini memiliki jumlah pisau sebanyak 12 mata pisau
dengan 3 section masing-masing section memiliki 3 buah pisau pencacah.
Bantalan
Bantalan

adalah

elemen

mesin

yang

mampu

menumpu

poros

berbeban,sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara
halus,aman dan tahan lama.Bantalan harus cukup kokoh untuk menghubungkan
porosserta elemen mesin lainnya agar bekerja dengan baik.Bantalan dapat
diklasifikasikan berdasarkan pada:
1. Gerakan bantalan terhadap poros
- Bantalan luncur
- Bantalan gelinding
2. Beban terhadap poros
- Bantalan radial
- Bantalan aksial
- Bantalan gelinding khusus
(Sularso dan Suga, 2002).
Pengecilan Ukuran
Semua cara yang digunakan untuk memotong partikel zat padat dan
dipecahkan menjdi kepingan-kepingan yang lebih kecil dinamakan size reduction
atau pengecilan ukuran. Didalam industri pengolahan, zat padat diperkecil dengan
berbagai cara yang sesuai dengn tujuannya.

Universitas Sumatera Utara

15

Secara umum tujuan dari pengecilan ukuran adalah:
1. Menghasilkan padatan dengan ukuran maupun spesifik permukaan
tertentu,
2. Memecahkan bagian dari mineral atau kristal dari persenyawaan kimia
yang terpaut pada padatan.
Beberapa cara untuk memperkecil ukuran zat padat dapat dilakukan
dengan menggunakan berbagai cara, yaitu: kompresi (tekanan), impak (pukulan),
gesekan dan pemotongan/pencacahan (Sukma, 2009).
Hijauan

yang

telah

dicacah

memungkinkan

ternak

dapat

mengkonsumsi/mengunyah hijauan tersebut dengan lebih baik. Disamping itu
dalam proses pembuatan silase diperlukan hijauan yang telah tercacah agar
prosesnya berlangsung lebih cepat dan hasilnya lebih seragam. Alsin
memungkinkan pencacahan menjadi potongan-potongan secara seragam dengan
panjang potongan 2-5 cm (Unadi, 2003).
Prinsip Keja Alat Pencacah Sampah Organik
Tujuan dari pencacahan adalah untuk menghasilkan ukuran bahan menjadi
lebih kecil sehingga dapatdigunakan sesuai dengan kebutuhan seperti untuk bahan
baku pembuatan pupuk dan untuk pakan ternak. Alat pencacah sampah organik
merupakan salah satu mesin teknologi tepat gunauntuk mencacah sampah organik
seperti rerumputan, dedaunan ataupun pelepah pepohonan. Prinsip kerja dari alat
tersebut yaitu rerumputan atau dedaunan yang telah dikumpulkan dimasukkan
kedalam saluran pemasukan. Selanjutnya, pisau pencacah yang di dalam tabung
akan mencacah bahan dan bahan akan keluar melalui lubang keluaran dalam
ukuran yang kecil.

Universitas Sumatera Utara

16

Kapasitas Kerja Alatdan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., (2008), kapasitas kerja suatu alat atau mesin
didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu
produk (contoh : ha, kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja
dapat dokonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat/mesin itu
menggunakan daya penggerak motor. Persamaan matematisnya dapat ditulis
sebagai berikut :
Kapasitas Alat =

Produk yang diolah
waktu

...........…….....................…………..........(3)

Rendemen
Rendemen menyatakan persentase bahan hasil olahan terhadap bahan
mentah atau bahan baku yang diolah per satuan berat bahan. Perhitungan
rendemen diperlukan untuk mengetahui banyaknya jumlah kebutuhan bahan baku
dalam suatu proses industri yang menggunakan alat atau mesin untuk
menghasilkan jumlah produk yang diinginkan. Rendemen dapat dihitung dengan
membandingkan berat hasil olahan dengan berat bahan baku sebelum dilakukan
pengolahan (Lubis, 2008).
Persentase Bahan Tertinggal
Persentase bahan tertinggal adalah banyaknya bahan yang tidak dapat
keluar dari alat secara otomatis setelah saluran pengeluaran bahan dibuka setelah
proses pengolahan selesai dilakukan. Bahan yang tidak dapat keluar dari mesin
pengolahan membutuhkan tenaga operator untuk mengeluarkannya secara
manual. Hal ini menyebabkan efisiensi pengolahan dan biaya produksi meningkat
untuk upah operator (Nugraha, dkk., 2012).

Universitas Sumatera Utara