ARTIKEL ILMIAH SIMULASI MODEL MATEMATIKA BUCKET ELEVATOR UNTUK MENAIKKAN BEBERAPA PRODUK BIJI-BIJIAN HASIL PERTANIAN

  

ARTIKEL ILMIAH

SIMULASI MODEL MATEMATIKA BUCKET ELEVATOR

UNTUK MENAIKKAN BEBERAPA PRODUK BIJI-BIJIAN

HASIL PERTANIAN

  

OLEH

WAHYU HIDAYAT

C1J 010 016

FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI

UNIVERSITAS MATARAM

2014

  

SIMULASI MODEL MATEMATIKA BUCKET ELEVATOR UNTUK

MENAIKKAN BEBERAPA PRODUK BIJI-BIJIAN HASIL PERTANIAN

[Mathematical Simulation Model Bucket Elevator To Raise Some Grain

Products Agricultural Products]

  (1) (2) (3)

  Wahyu hidayat , Cahyawan Catur E.M. , Asih Priyati

  1)

Mahasiswa di Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram

2)

Staf Pengajar di Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram

3)

Staf Pengajar di Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram

  

ABSTRAK

Bucket elevator merupakan mesin yang digunakan untuk memindahkan bahan ke

  dalam ruang pengering tipe vertikal kontinyu. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis model matematik yang valid untuk mengoptimalkan kinerja bucket

  

elevator menaikkan biji-bijian hasil pertanian. Penelitian ini telah dilaksanakan di

  Laboratorium Daya dan Mesin Pertanian Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram. Penelitian dilakukan dengan pendekatan matematika dan statistik dengan perbedaan perlakuan kecepatan putar bucket

  

elevator terhadap kapasitas yang dihasilkan. Hasil pengukuran yang diperoleh di

  lapangan dibandingkan dengan hasil teoritis, kemudian di validasi menggunakan sistem terkontrol (ERMS). Persamaan model matematika dianggap valid, apabila perbandingan hasil aktual dengan teoritis berada di bawah 10%. Model matematika yang valid untuk simulasi putaran adalah persamaan menurut Henderson. Model matematik yang valid untuk simulasi kapasitas adalah persamaan menurut Feed Forward Publication. Kapasitas bucket elevator berbanding lurus dengan kecepatan putaran, semakin cepat putaran bucket elevator maka kapasitas yang dihasilkan semakin banyak. Model matematika yang valid untuk daya pengangkatan bucket elevator adalah persamaan menurut kamajaya dan Henderson.

  Kata Kunci : bucket elevator, biji-bijian hasil pertanian, model matematika, putaran, kapasitas, daya pengangkatan.

  

ABSTRACT

  Bucket elevators are machines used to move material into the drying chamber vertical type continuous. This study aimed to analyze the validation mathematical models to optimize the performance of bucket elevators to raise grain crops. This research has been carried out in the Laboratory of Resource and Agricultural Machinery and AgroIndustry Faculty of Food Technology, University of Mataram. The study was conducted with mathematical and statistical approaches to the treatment difference of rotational speed of the bucket elevator capacity generated. The results of measurements obtained in the field compared with the theoretical results, then validated using the controlled system (ERMS). Mathematical model equations are considered validation, if the comparison of actual results with the theoretical is under 10%. Valid mathematical model for simulation rounds are equal according to Henderson. Valid mathematical models for simulating the capacity is equal according Feed Forward Publications. Capacity of bucket elevators directly proportional to the rotational speed, the faster the rotation capacity bucket elevators then produced more and more. Mathematical model valid for bucket elevators appointment power is according to equation Kamajaya and Henderson.

  

Keywords: bucket elevators, grain crops, mathematical models, round, capacity,

power of appointment .

  PENDAHULUAN Bucket elevator adalah suatu

  sebagai mesin pemindah bahan pada sistem pengering bahan hasil pertanian tipe vertikal kontinyu dengan aliran udara panas berlawanan karena memiliki banyak kelebihan. Bucket elevator ini mempunyai kelebihan dibanding mesin lain, diantaranya dapat digunakan untuk pengangkutan bahan secara vertikal atau dengan sudut kemiringan tertentu, jika dibandingkan dengan mesin pemindah bahan seperti belt

  Model Matematika Bucket Elevator untuk Menaikkan

  “Simulasi

  bagian yang dapat membantu mempercepat perpindahan bahan dalam proses pengeringan. Dengan memperhatikan hal tersebut peneliti bermaksud untuk mengadakan penelitian dengan judul

  Bucket elevator merupakan

  biji-bijian tipe vertikal kontinyu dengan aliran udara panas berlawanan dapat berjalan dengan baik.

  bucket elevator ini sistem pengering

  memindahkan bahan secara horizontal. Sehingga dengan adanya

  conveyor yang hanya mampu

  Bucket elevator dipilih

  pesawat pemindah bahan yang berfungsi untuk memindahkan material curah maupun material unit dengan jarak pemindahan yang panjang, mempunyai beberapa kelebihan dan keuntungan, seperti lebih aman, lebih beragam penggunaannya, variasi kapasitas yang lebih luas dan kontinyu. Mesin pemindah bahan (material handling), mempunyai peranan penting dalam berbagai aktivitas industri saat ini, di mana suatu mesin pengangkat dapat meningkatkan produktivitas kerja dan efisiensi waktu.

  pangan yang mempunyai daya tahan tinggi karena tidak mudah rusak saat diangkut dan tahan lama bila disimpan dengan cara yang benar.

  elevator . Biji-bijian adalah bahan

  Biji-bijian yang akan dikeringkan dengan mesin pengering kontinyu harus memiliki struktur yang keras, agar tidak mengalami kerusakan pada saat proses pengangkutan biji-bijian oleh bucket

  dalam ruang pengering dan mengalami kontak dengan udara pemanas secara paralel atau berlawanan. Pada pengeringan ini, terjadi pemerataan kadar air produk yang dikeringkan.

  bucket elevator dan dicurahkan ke

  Salah satu penerapan penggunaan bucket elevator pada mesin pengeringan adalah pada alat pengering tipe vertikal kontinyu (continous drying). Mesin pengering tipe vertikal kontinyu adalah pengeringan mekanis secara terus menerus, bahan yang dikeringkan bergerak naik yang dibawa oleh

  pengangkutan vertikal bahan-bahan aliran bebas seperti biji-bijian kecil dan pelet. Bucket elevator terdiri dari mangkuk-mangkuk dengan jarak yang seimbang yang dikaitkan pada sabuk (belt). Sabuk membungkus sepanjang dua puli yang diletakkan di atas dan di bawah. Sabuk berputar menggerakan mangkuk berisi bijian dari bawah dan membawanya ke atas.

  elevator umumnya digunakan untuk

  Selanjutnya Srivastava et al. (1993) menambahkan, bucket

  Beberapa Produk Biji-Bijian Hasil Pertanian ”.

  BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan

  Daya pengangkatan bucket

  500 1000 1500 Da y a Pen g a n g k a ta n (D a , W a tt) Putaran (N, RPM )

  2000 4000 6000 8000

  Da Ds Ds2 Ds3

  1000 2000 Da y a Pen g a n g k a ta n (Da , W a tt) Putaran (N, RPM )

  2000 4000 6000 8000

  Bucket Elevator pada Kedelai.

  Gambar 2. Grafik Hubungan Daya Pengangkatan Bucket Elevator (Da) dengan Kecepatan Putaran (RPM)

  Bucket Elevator pada Jagung.

  yang valid unntuk daya pengangkatan adalah persamaan menurut Henderson dan Kamajaya. Daya pengangkatan berbanding lurus dengan kecepatan putar bucket elevator, hubungan dapat dilihat pada grafik berikut : Gambar 1. Grafik Hubungan Daya Pengangkatan Bucket Elevator (Da) dengan Kecepatan Putaran (RPM)

  bucket elevator . Model matematika

  dibutuhkan bucket elevator untuk mengangkat beban ke arah vertikal. Daya pengangkatan diperoleh dari motor listrik yang ditransmisikan ke

  elevator merupakan daya yang

  Daya Pengangkatan

  Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat pengering tipe vertikal kontinyu, meteran, gelas ukur, tachometer, stop

  putaran bucket elevator yang dihasilkan 210 RPM, 340 RPM, dan 500 RPM. Persamaan model matematika yang valid untuk putaran dalah persamaan menurut Feed Forward Publication.

  output

  proses pemindahan bahan ke dalam ruang pengering, menyebabkan bahan yang dipindahkan terlempar dengan keras ke dinding ruang pengering secara terus-menerus dan mengalami kerusakan (terpecah), sehingga ditambahkan puli reduksi sebagai sistem transmisi, sehingga

  bucket elevator yang tinggi pada saat

  Putaran yang ditransmisikan dari motor listrik ke bucket elevator pada umumnya masih tinggi, yaitu 1450 RPM. Penggunaan putaran

  HASIL DAN PEMBAHASAN Putaran

  masukkan ke dalam persamaan model matematika.

  Microsoft Excel dan data-data di

  Penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Daya dan Mesin Pertanian Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram pada bulan April 2014. Terlebih dahulu dilakukan penelitian pendahuluan dan kemudian dilakukan penelitian pada bulan April 2014, dan data yang dihasilkan diolah menggunakan program

  Tahap Penelitian

  sedangkan bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah biji jagung, gabah, dan kedelai.

  watch , dan timbangan analitik,

  Da Ds Ds2 Ds3

  6000 150

  ) Da n

  Qa 4000 s ta tt) enit 100 a a

  Ds a a k

  Qs y g sit W

  2000 r/m n , a pa

  50 Da Ds2 g a lite Qs2 (Da

  K , Pen Ds3

  (Q Qs3 500 1000 1500

  1000 2000 Putaran (N, RPM) Putaran (N, RPM)

  Gambar 3. Grafik Hubungan Daya Gambar

  4. Grafik Hubungan Pengangkatan Bucket Elevator (Da)

  Kecepatan Putar (RPM) Terhadap dengan Kecepatan Putaran (RPM) Kapasitas Aktual (Qa, liter/menit) Bucket Elevator pada gabah. pada Jagung.

  Berdasarkan gambar grafik

  100

  (1-3) dapat terlihat kebutuhan daya )

  Qa

  80 s

  dari masing-masing putaran semakin

  a enit Qs

  60 sit

  meningkat seiring meningkatnya

  r/m Qs2 pa

  40

  daya pengangkatan. Ini menandakan

  a lite Qs3

  K ,

  20

  semakin besarnya daya yang

  (Q

  diberikan, maka pelemparan yang

  1000 2000

  dilakukan lebih cepat (Hibbeler,

  ) Putaran (N, RPM 1997).

  Gambar

  5. Grafik Hubungan Kecepatan Putar (RPM) Terhadap

  Kapasitas Aktual

  Kapasitas Aktual (Qa, liter/menit) Kapasitas aktual didapatkan pada Kedelai. dari perbandingan jumlah bahan (biji jagung, biji kedelai, dan gabah) yang dipindahkan dengan waktu yang

  150 t)

  Qa

  dibutuhkan selama proses

  100 eni

  Qs

  pemindahan bahan tersebut. Model

  Qs2

  matematika yang valid untuk

  50 asitas r/m

  kapasitas aktual adalah persamaan Qs3

  ap lite K

  model matematika menurut

  (Q, 1000 2000 Henderson.

  Putaran (N, RPM)

  Kapasitas aktual memiliki hubungan Gambar

  6. Grafik Hubungan dengan kecepatan putar bucket Kecepatan Putar (RPM) Terhadap elevator, dapat dilihat pada grafik Kapasitas Aktual (Qa, liter/menit) sebagai berikut : pada Gabah.

  Dari gambar grafik (Gambar 10-12) dapat dilihat bahwa semakin tinggi kecepatan putar yang digunakan dalam proses pemindahan bahan, maka kapasitas yang didapatkan akan semakin meningkat, dan sebaliknya pada saat kecepatan putar rendah maka kapasitas yang Kesimpulan didapatkan akan menurun.

  Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat ditarik beberapa

  Persentase Pelemparan

  Kecepatan putaran buckcet kesimpulan yang terbatas pada ruang

  

elevator memiliki hubungan dengan lingkup penelitian ini, sebagai

  pelemparan bahan ke dalam ruang berikut : pengering. Dari hasil analisis

  1. Bucket elevator bisa digunakan diperoleh hubungan antara jumlah sebagai mesin pemindah bahan putaran dengan persentase secara vertikal untuk bahan hasil pelemparan. Hubungan persentase pertanian jagung dan kedelai, pelemparan dan putaran dapat dilihat sedangkan untuk gabah perlu pada grafik di bawah ini : adanya penambahan sudut kemiringan pada corong pemasukan bucket elevator.

  …

  97 e 2.

  96 Model matematika yang valid QpsJ ntas paran untuk putaran bucket elevator

  95 se

  QpsK er em adalah persamaan model

  94 P QpsG matematika menurut Feed pel

  92 3.

   Model matematika yang valid 1000 2000 untuk kapasitas bucket elevator

  Putaran (RPM) adalah persamaan model

  Gambar

  7. Grafik Hubungan matematika menurut Henderson. Persentase Pelemparan (Qp, %) 4.

  Model matematika yang valid dengan Putaran (RPM) Bucket untuk daya pengangkatan bucket

  Elevator elevator adalah persamaan model

  matematika menurut Kamajaya Berdasarkan gambar 7, baik dan Henderson. untuk jagung, kedelai, dan gabah menunjukkan adanya peningkatan Saran persentase pelemparan pada saat

  Berdasarkan hasil penelitian putaran 210 RPM sampai 500 RPM. dan analisis data perlu dilakukan

  Pada kecepatan putar 500 RPM penelitian pengaruh penggunaan sampai 1000 RPM mengalami jenis bahan biji-bijian terhadap penurunan persentase pelemparan, persentase pelemparan, pengaruh hal ini karena pada saat kecepatan penggunaan daya motor penggerak putar bucket elevator semakin tinggi, yang bervariasi terhadap daya

  bucket-bucket (mangkuk) pembawa

  pengangkatan bucket elevator, dan biji jagung tidak terisi penuh, hal ini

  scale up skala industri.

  menyebabkan volume bucket tidak dapat terisi penuh, sehingga kapasitas efektif tidak tercapai.

  

DAFTAR PUSTAKA Srivastava AK, Goering CE,

Rohrbach RP. 1993.

  Brook N., 1971. Mechanics of Bulk Engineering Principles of

  Materials Handling . London Agricultural Machines. USA

  Butterworths. London. : American Society of Agricultural Engineers. Chapra, S.C dan R.P. Canale. 1990.

  Numerical Methods for Suedojo, Peter. 2000. Azas-Azas Engineers . MsGraw-Hill Mekanika Analitik. Fakultas

  International Editions. Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Henderson SM, Perry RL., 1989. Universitas Gajah Mada.

  Diterjemahkan Syarief AM. Jogyakarta.

  Teknik Pengolahan Hasil Taufiq, T.M.M. dan I. Novo. 2004. Pertanian . Bogor : IPB Press.

  Kedelai, Kacang Hijau dan Kacang Panjang . Absolut

  Hidayat, O. D., 1985. Morfologi Press. Yogyakarta.

  Tanaman Kedelai . Hal 73-86.

  Dalam S.Somaatmadja et al.

  Wikipedia Indonesia. 2014. Kedelai. (Eds.). Puslitbangtan. Bogor.

  Margana dan Sukmawaty. 2003. Diakses 16 Juni Mesin dan Peralatan .

  2014]. Fakultas Pertanian, Universitas Mataram.

  Wikipedia Indonesia. 2014. Padi. Mataram. http://id.wikipedia.org/wiki/p adi. [Diakses 16 Juni 2014].

  Paliwal. R.L. 2000. Tropical Maize

  Morphology. In: Tropical

  Zainuri AM., 2006. Mesin

  Maize : Improvement and Pemidahan Bahan. Yogyakarta :

  Production Food and Penerbit Andi. Agriculture Organization of the United Nations. Rome. P 13-20.

  Patiwiri, A, W., 2006. Teknologi

  Penggilingan Padi . Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

  Smith, H,P dan Wilkes, L. H., 1990.

  Mesin dan Peralatan Usaha Tani Edisi Keenam . Gajah

  Mada University Press. Yogyakarta.