Perancangan Desain Bahan dan Alat Metoda Penelitian

14 2. Kesehatan kerja yang merupakan pencegahan atau minimisasi kemungkinan terjadinya penyakit sebagai akibat dari kerja yang dilakukan. 3. Keselamatan kerja, artinya perencanaan hubungan kerja sedemikian rupa sehingga terjamin suatu kemungkinan terhadap kecelakaan kerja. 4. Kenyamanan kerja, dimana terciptanya hubungan kerja untuk memperoleh kenyamanan terhadap pekerja. Pengeluaran tenaga seseorang dapat ditinjau dari segi pengeluaran tenaga total tubuh dan laju metabolisme dan pengeluaran tenaga mekanis. Tenaga mekanis tubuh merupakan tenaga yang dapat dimanfaatkan dan disalurkan melalui kerja otot. Sedangkan tenaga total tubuh adalah seluruh tenaga yang digunakan oleh tubuh manusia untuk melakukan suatu pekerjaan. Besarnya tenaga mekanis seseorang yang disalurkan akan berbeda jika disalurkan melalui tangan dengan tenaga yang disalurkan melalui kaki atau kombinasi keduanya. Perbedaan kapasitas kerja seseorang sangat ditentukan oleh faktor somatik, adaptasi, psikis, cara kerja, dan lingkungan fisik.

J. Perancangan Desain

Menurut Harsokoesoemo 1999 perancangan adalah kegiatan awal dari usaha merealisasikan suatu produk yang keberadaannya dibutuhkan oleh masyarakat untuk meringankan hidupnya. Perancangan itu sendiri terjadi melalui serangkaian kegiatan yang berurutan. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan dinamakan fase. Fase-fase proses perancangan tersebut dapat digambarkan pada suatu diagram alir sebagaimana terlihat pada Gambar 2.4. 15 KEBUTUHAN Analisis masalah, spesifikasi produk, dan perencanaan proyek Perancangan konsep produk Perancangan produk Evaluasi produk hasil rancangan Dokumen untuk pembuatan produk Gambar 2.4. Diagram Alir Proses Melakukan Perancangan Suatu Produk 16 III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari 2007 hingga bulan Juni 2007, bertempat di Laboratorium Perbengkelan, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.

B. Bahan dan Alat

1. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah sebagai berikut a. Pipa silinder stainless steel b. Silinder pejal stainless steel c. Silinder pejal alumunium d. Poros besi e. Besi siku 40 x 40 mm f. Plat stainless steel tebal 2 mm g. Plat besi 5 mm h. Pilo blok i. Free whell j. Sproket k. Chain l. Selang m. Selang silikon n. Klem o. Nepel p. Soket q. Pompa piston r. Pompa vakum s. Milkcan t. Roda u. Cat semprot v. Cat w. Lem 17 SESUAI MULAI IDENTIFKASI MASALAH ANALISIS RANCANGAN PEMBUATAN MEKANISME ALAT PEMERAH UJI FUNGSIONAL PERAKITAN UJI KERJA SELESAI MODIFIKASI SESUAI

2. Alat

a. Meteran b. Jangka sorong c. Gergaji besi d. Gerinda e. Las listrik f. Las argon g. Mesin bubut

C. Metoda Penelitian

Metoda yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda pendekatan rancangan secara umum yaitu berdasarkan pendekatan rancangan fungsional dan pendekatan rancangan struktural. Adapun tahapan penelitian yang dilaksanakan seperti pada Gambar 3.1. Gambar 3.1. Tahapan Penelitian tidak tidak ya ya 18

1. Identifikasi Masalah

Pemerahan sapi yang dilakukan oleh peternak kecil di Indonesia biasanya dilakukan secara manual. Peternak kecil tidak mampu untuk membeli mesin pemerah susu yang ada di pasaran, karena harganya yang relatif mahal. Dapat diketahui bahwa harga alat pemarah susu yang ada dipasar berkisar antara 16 juta rupiah sampai 30 juta rupiah. Peternak tentunya sangat keberatan untuk membeli alat pemerah yang ada dipasaran, karena jumlah sapi yang mereka miliki tidak banyak. Pemerahan manual yang biasa dilakukan oleh peternak kecil tentunya masih banyak kekurangannya. Pemerahan manual menggunakan tangan dengan cara satu-persatu pada puting susu, pemerahan tidak dapat dilakukan langsung pada empat puting susu yang biasanya terdapat pada satu ambing sapi. Pemerahan secara manual dapat dilihat pada Gambar 3.2. Gambar 3.2. Pemerahan Secara Manual Pada pemerahan manual, susu yang keluar dari puting ditampung pada wadah penampung. Tentu saja susu langsung bersentuhan dengan udara bebas. Kondisi udara yang berada disekitar kandang tidak dapat 19 dijamin kebersihannya, sehingga kemungkinan besar susu dapat terkontaminasi oleh udara yang tidak bersih. Salain kondisi udara, kondisi kebersihan dari lantai kandang juga menjadi perhatian tersendiri, bisa saja kotoran masuk kedalam milkcan. Setiap kali sebelum dilakukan pemerahan, biasanya kandang dibersihkan terlebih dahulu, namun hal tersebut tidak menjamin kendang tersebut bebas dari kontaminasi bakteri atau kotoran lainnya. Pada Gambar 3.3. dapat dilihat keadaan kandang sebelum dibersihkan. Gambar 3.3. Keadaan Kandang Sebelum Dibersihkan Sapi sebelum diperah harus dibersihkan terlebih dahulu, terutama pada bagian utama yang akan diperah, seperti ambing dan puting. Jika hal tersebut tidak dilakukan, maka semakin besar resiko kontamisai yang akan terjadi pada susu hasil perahan. Selain pada kandang dan pada sapi, kebersihan diri sendiri juga harus lebih diperhatikan oleh para pemerah. Pekerjaan pemerahan ini menggunakan tangan, yang bisa saja menjadi penyebab lain dari kontaminasi pada susu. Sebelum melakukan pemerahan, pemerah harus terlebih dahulu mencuci tangannya, hal ini dilakukan untuk memperkecil resiko kontamisi terhadap susu hasil perahan. Gambar 3.4. menunjukkan sapi yang sedang dibersihkan. 20 Gambar 3.4. Sapi Sedang Dibersihkan Setiap kali melakukan pemerahan, susu yang terdapat dalam ambing harus benar-benar habis. Susu yang tidak habis berpotensi sebagai tempat berkembangbiaknya bakteri, sehingga dapat menimbulkan penyakit pada sapi yang umumnya dikenal sebagai mastitis. Susu mempunyai kandungan air yang tinggi, pH yang mendekati normal dan kandungan nilai nutrisinya yang tinggi. Faktor-faktor tersebut merupakan habitat yang cocok untuk pertumbuhan optimum mikroorganisme Fatmawati, 2003. Susu juga mengandung vitamin, dimana beberapa spesies bakteri dapat memanfaatkannya untuk proses fermentasi dan berkembang. Oleh karena itu diperlukan penanganan khusus Walstra dan Jenner, 1983; Jay, 1997. Susu yang normal mempunyai warna putih kekuningan. Kontaminasi oleh debu dan bakteri terjadi segera setelah diperah. Susu dikatakan berkualitas tinggi, apabila jumlah mikroorgnisme rendah, bebas dari kuman penyakit juga mempunyai rasa yang sedikit manis dan bau harum yang khas Rahman, 1992. 21

2. Analisis Perancangan

Analisis perancangan digunakan untuk menentukan kebutuhan komponen-komponen yang digunakan untuk membuat mekanisme alat pemerah. Analisis ini terdiri dari analisis fungsional dan analisis struktural. Dalam analisis fungsional dilakukan penentuan fungsi dari semua komponen yang diperlukan dan akan digunakan dalam pembuatan alat pemerah. Analisis struktural bertujuan untuk menentukan bentuk dan kesesuaian komponen-komponen dengan alat yang akan dikerjakan, tentunya berdasarkan kebutuhan bahan yang telah dianalisis melalui pendekatan teoritis. Dasar perancangan mekanisme alat pemerah dapat dilihat pada Tabel 2. Rancangan mekanisme alat pemerah terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu: 1. Bagian Pemerah 2. Karet Pemerah 3. Sistem Transmisi 4. Pompa Engkol 5. Pompa Vakum 6. Vacuum Head Chamber 7. Milkcan 8. Selang 9. Selang Silikon 10. Rangka Tabel 2. Dasar Perancangan Mekanisme Alat Pemerah No Nama Bagian Dasar Perancangan 1 Bagian pemerah Dirancang sebagai rangka atau dudukan bagi karet pemerah dan selang yang akan dihubungkan ke pompa engkol. Bagian ini terbuat dari stainless steel dan alumunium. Bahan yang dipilih ini diusahakan tidak terlau berat agar nyaman bagi sapi. Ukuran disesuaikan dengan karet pemerah. 22 2 Karet Pemerah Bahan terbuat dari karet yang fleksibel, tidak terlalu kaku dan keras. Bahan karet tersebut harus mampu menerima gaya hisap atau tekanan dan kembali pada bentuk semula. 3 Sistem Transmisi Sistem transmisi yang dirancang menggunankan rantai dan sproket. Transmisi berfungsi untuk menyalurkan daya serta mereduksi gaya yang dibutuhkan untuk memutar pompa engkol. Pemilihan sistem transmisi rantai dan sproket dikarenakan sistem transmisi ini mudah untuk didapat dan dimodifikasi. 4 Pompa Engkol Pompa mekanis terdiri dari 4 pompa angin biasa yang dihubungkan oleh poros engkol. Berfungsi untuk mengalirkan udara bertekanan tinggi menuju puting sapi. Dengan sudut putar sebesar 80°, dirancang agar pompa mampu memberikan tekanan secara bergantian keempat karet pemerah. 5 Pompa Vakum Pompa vakum berfungsi memberikan gaya hisap terhadap puting sapi dan untuk membuat keadaan milkcane menjadi vakum. 6 Vacuum Head Chamber Vacuum chamber head VCH merupakan suatu unit yang dipasangkan dengan milkcan. Berfungsi sebagai pengkondisi ruang vakum pada milkcan. VCH terbuat dari bahan stainless steel, karena bahan ini mudah untuk dikerjakan dan aman untuk pangan 7 Milkcan Milkcan atau wadah penampung berfungsi untuk menampung susu yang keluar dari puting sapi. Wadah penampung harus kuat dan tahan terhadap gaya hisap yang diberikan oleh pompa vakum. Wadah penampung susu milkcan tebuat dari alumunium dengan kapasitas maksimal 30 liter. Milkcan didapat dengan cara membeli dari distributor alat-alat peternakan sapi perah. Selang yang digunakan harus kuat dan tahan terhadap 23 8 Selang Udara tekanan tinggi. Selang harus mampu mengalirkan tekanan yang berasal dari pompa engkol. Panjang selang harus disesuaikan dengan jarak antara pompa engkol dan putign susu, dan jarak yang aman untuk pemerah. 9 Selang Pengalir Susu Selang silikon merupakan selang yang dibuat khusus untuk produk pangan. Selang silikon harus kuat terhadap tekanan atau gaya hisap yang diberikan oleh pompa vakum. Panjang selang silikon harus disesuaikan penggunaanya dengan kebutuhan. 10 Rangka Rangka berfungsi sebagai dudukan pompa engkol, sebagai penyangga pompa vakum, penyangga milkcan, dan dudukan untuk sistem transmisi. Rangka ini dirancang bisa bergerak. Rangka harus kuat, agar mampu menopang semua berat yang dihasilkan oleh seluruh komponen. Bahan yang dipilih adalah plat besi dan besi siku. Bentuk dan ukuran dirancang agar se- efisien mungkin, terutama lebar dari rangka.

3. Pembuatan Mekanisme Alat Pemerah

Pembuatan alat pemerah ini diawali dengan konsep dasar yang akan dikembangkan lebih lanjut. Hasil dari pengembangan konsep dasar adalah sebuah sketsa di kertas. Dari sketsa dilakukan penyempurnaan gambar melalui program CAD Computer Aided Design. Kemudian dilakukan perhitungan dan pemilihan bahan yang akan digunakan. Dimulai dari bagian pompa engkol, bagaimana pompa engkol tersebut mampu bekerja menyerupai piston pada sistem kerja motor bakar dengan 4 silinder. Kemudian bagian rangka disesuaikan dengan struktur yang telah didesain. Bagian pemerah shells, modifikasi tutup milkcane, semuanya melalui proses pemotongan, pembubutan, pengelasan, dan penghalusan. Bahan lainnya seperti selang, selang silikon, pompa vakum, karet pemerah, dan milkcan didapat dengan membeli dan disesuaikan dengan kebutuhan yang sudah dianalisis secara fungsional dan struktural. 24

4. Perakitan

Setelah semua bagian dari alat pemerah susu sapi semi mekanis tipe engkol ini sudah siap, maka selanjutnya dilakukan perakitan. Perakitan dilakukan dengan menempatkan pompa engkol, pompa vakum, milkcan, dan sistem transmisi pada rangka. Selang dan selang silikon dihubungkan dengan bagian pemerah shells, karet pemerah liner, milkcan, dan pompa engkol. Untuk mencegah kebocoran udara, maka setiap pangkal dan ujung penghubung selang maka digunakan klem dan sealtape.

5. Uji Fungsional

Uji fungsional dilakukan untuk menguji setiap bagian dari alat pemerah, apakah dapat bekerja sesuai dengan fungsi dari masing-masing bagian. Pengujian setiap bagian dilakukan secara terpisah, hal ini dilakukan untuk mengetahui apabila ada salah satu bagian tidak berfungsi dengan baik, sehingga dapat segera dilakukan perbaikan. Sebelum dilakukan uji kinerja, ada kemungkinan alat dimodifikasi. Hal tersebut dapat disebabkan karena adanya ide baru atau sedikit permasalahn yang dapat mempengaruhi kinerja alat secara keseluruhan. Uji fungsional merupakan uji pendahuluan sebelum alat pemerah diuji secara keseluruhan untuk memerah sapi.

6. Modifikasi dan Penyempurnaan

Modifikasi dapat dilakukan setelah uji fungsional atau setelah uji kinerja. Modifikasi setelah uji fungsional biasanya dilakukan jika salah satu bagian dari sistem tidak bekerja dengan maksimal. Modifikasi setelah uji kinerja biasanya dilakukan karena adanya permasalahan yang muncul pada saat uji kinerja. Modifikasi dilakukan terus-menerus sebagai proses iterasi desain menuju kesempurnaan alat yang dirancang. Penyempurnaan alat harus dilakukan agar secara teknik, ekonomi, dan sosial alat tersebut dapat diterima oleh masyarakat. 25

7. Uji Kinerja

Uji kinerja dilakukan untuk menguji alat pemerah secara langsung dalam melakukan pemerahan, dengan mengukur kapasitas susu yang dihasilkan dan kebutuhan energi operator saat melakukan kerja menggunakan alat pemerah. Uji kinerja kapasitas alat pemerah dilakukan dengan mengukur volume susu yang dihasilkan selama 5 menit melakukan pemerahan. Uji kebutuhan energi saat bekerja dilakukan dengan memasang Heart Rate Monitor HRM pada operator. HRM digunakan untuk mengukur denyut jantung operator saat bekerja dan saat istirahat selama selang waktu 5 menit untuk masing-masing kondisi. Data yang didapat dari kedua kondisi yang dialami operator dibandingkan, maka akan didapat Increase Ratio of Heart Rate IRHR. 26 IV. ANALISIS RANCANGAN A. Kriteria Perancangan Alat pemerah susu sapi semi otomatis tipe engkol ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan alat pemerah susu sapi yang harganya relatif terjangkau oleh petani kecil. Alat pemerah ini dirancang mendekati alat pemerah otomatis yang beredar dipasaran. Dengan menggunakan prinsip yang sama dengan alat pemerah otomatis yaitu prinsip penghisapan suckling. Perbedaan alat pemerah semi otomatis ini dengan alat pemerah otomatis yaitu penggunaan tenaga manusia untuk melakukan sistem pemerahan. Pada alat pemerah otomatis, fungsi pulsator sebagai alat yang secara bergantian membentuk vakum dan udara atmosfer diantara bagian pemerah shells dan karet pemerah liner digantikan oleh pompa engkol pada alat pemerah semi otomatis ini, untuk menggerakkan pompa engkol tersebut digunakan tenaga manusia. Claw pada alat pemerah otomatis merupakan ruang vakum yang mempunyai katup buka-tutup berfungsi menghentikan vakum untuk puting sebelum memindahkan alat pemerah dari sapi. Gaya hisap atau tekanan langsung didapat dari pompa vakum yang membentuk ruang vakum pada milkcan, sehingga milkcan dapat menggantikan fungsi claw. Ruang vakum yang dibentuk pada milkcan ini akan secara langsung melakukan penghisapan pada puting sapi.

B. Rancangan Fungsional