16
Gambar 4.1 Skema alat pemerah susu dengan pulsator tipe pegas
1. Teat Cup
Teat cup merupakan bagian yang terhubung langsung dengan puting sapi. Teat cup dirancang agar dapat menempel pada puting sapi tanpa mengakibatkan cidera. Berdasarkan FAO, tekanan
vakum yang diijinkan untuk puting sapi adalah 40-50 kPa. Teat cup juga harus dapat menghasilkan denyut dengan interval yang sesuai ketika proses pemerahan berlangsung. Interval dari denyut ini
yang kemudian akan ditentukan oleh pulsator. Denyut pada teat cup dapat diciptakan dengan membuat sebuah ruang sendiri selain ruang vakum untuk aliran susu, ruang ini dinamakan ruang
17
denyut atau pulsation chamber. Ruang denyut dikondisikan bergantian antara vakum dan atmosfer selama proses pemerahan berlangsung. Denyut yang dihasilkan pada ruang denyut teat cup akan
berfungsi sebagai pergantian fase pemijatan dan istirahat pada puting sapi, sementara ruang vakum lainnya di dalam teat cup yang juga sebagai aliran susu dari puting akan membuat teat cup tetap
menempel pada puting sapi.
Gambar 4.2 Rancangan fungsional teat cup kiri: fase istirahat puting sapi, kanan: fase pemijatan puting sapi
2. Pulsator Tipe Pegas
Pulsator tipe pegas terdiri dari katup pegas dan motor penggerak bertenaga listrik DC. Katup pegas memiliki fungsi sebagai katup yang membuka dan menutup saluran vakum dengan atmosfer.
Interval buka-tutup pada pulsator akan menentukan interval denyut pada teat cup. Katup pegas yang digunakan bergerak secara linear dalam membuka dan menutup saluran atmosfer terhadap sistem
vakum. Ketika katup pegas menutup, maka ruang denyut pada teat cup akan dalam kondisi vakum, sebaliknya ketika katup pegas membuka maka ruang denyut pada teat cup akan dalam kondisi tekanan
atmosfer. Gerak linear katup pegas berasal dari gerak rotasi motor penggerak yang dihubungkan dengan semacam poros engkol dan batang penggerak. Motor penggerak ini dapat berputar hingga 65
rpm jika bertenaga listrik DC dengan tegangan hingga 12 volt dan arus 5 ampere. Tenaga listrik DC didapatkan dengan menggunakan regulator AC-DC. Skema sistem pulsator dapat dilihat pada Gambar
4.3.
18
Gambar 4.3 Skema sistem pulsator tipe pegas Hal pertama yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja pulsator adalah pulsation rate
kecepatan denyut. Pulsation rate adalah jumlah siklus denyut dalam satu menit. Satu siklus denyut adalah saat pulsator terhubung dengan tekanan vakum juga termasuk saat terhubung dengan tekanan
atmosfer. Hal tersebut berarti satu siklus denyut adalah satu fase pemijatan dilanjutkan satu fase istirahat. Pulsation rate pada alat pemerah susu sapi biasanya antara 45 hingga 65 siklus per menit.
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah pulsation ratio rasio denyut. Rasio denyut merupakan perbandingan lamanya waktu antara pengkondisian tekanan vakum dengan tekanan atmosfer untuk
ruang denyut. Rasio yang biasa dipakai adalah 1:1 hingga 2.5:1. Rasio denyut 2.5:1 berarti pulsator mengkondisikan tekanan vakum dengan waktu 2.5 kali lebih lama dibandingkan waktu ketika
mengkondisikan tekanan atmosfer. Hal tersebut berarti juga fase istirahat puting sapi memiliki waktu yang lebih lama 2.5 kali dibanding ketika fase pemijatan.
Agar pulsator dapat berfungsi sesuai rasio dan kecepatan denyut yang diinginkan maka dilakukan analisis perhitungan sebagai berikut:
Satu siklus denyut dapat dilakukan dalam satu putaran penub motor penggerak sementara kecepatan denyut yang diinginkan adalah 60 siklus per menit,
maka, ω = kecepatan putar motor penggerak = 60 rpm = 2π
�� �
Jika l = panjang poros engkol yang digunakan adalah 3 cm Maka, v = kecepatan linear katup pegas
= ω l = 2π
�� �
x 3 cm = 18.85 � ��
�
19
Rasio denyut yang diinginkan adalah 2.5:1, sementara untuk satu siklus dibutuhkan waktu satu detik. Maka, t = waktu selama katup pegas dalam keadaan membuka saluran atmosfer
= 1 2.5 + 1 �
x 1 detik = 2 7 � detik
s = total jarak pergerakan selama katup pegas dalam keadaan membuka = v t = 18.85 �
�� �
x 2 7 � detik = 5.39 cm
h= ketinggian katup pegas ketika dalam keadaan membuka = 2
� = 2.7 cm Sementara itu dalam satu siklus, waktu yang dibutuhkan katup pegas selama menutup harus
dibuat agar lebih lama 2.5 kali daripada ketika membuka yaitu 57 detik seperti tampak pada ilustrasi berikut.
1 7 � detik 1 7
� detik 5 7
� detik fase pemijatan
fase istirahat
Gambar 4.4 Perbandingan waktu buka-tutup katup pegas dalam satu siklus denyut
Pada ilustrasi diatas tampak bahwa selama fase istirahat katup pegas tidak bergerak sama sekali tetapi hanya menutup sistem vakum agar atmosfer tidak masuk. Padahal gerak rotasi dari motor
penggerak tetap bekerja, oleh karena itu selama fase istirahat agar gerak rotasi motor tidak menggerakan katup pegas maka perlu dibuat jarak bebas antara ujung bawah batang penggerak
dengan ujung atas penarik pegas. Jarak bebas tersebut dapat dihubungkan dengan tali yang cukup kuat atau dengan mata rantai. Jarak bebas tersebut sama dengan kedalaman pegas seharusnya jika bergerak
selama fase istirahat.
20
Jika t = total waktu selama fase pemijatan = 5 7 � detik
Maka, s = total jarak pergerakan pegas seharusnya selama fase istirahat = v t = 18.85 �
�� �
x 5 7 � detik = 13.46 cm
h = kedalaman katup pegas seharusnya selama fase istirahat = 2
� = 6.73 cm
3. Tangki Susu
Kategori