Uji Jumlah Mata Pisau pada Alat Pengiris Singkong Mekanis

TINJAUAN PUSTAKA

Singkong
Singkong atau ubi kayu adalah tanaman dikotil berumah satu yang
ditanam untuk diambil patinya yang sangat layak untuk dicerna, yang terkandung
didalam akar lumbung (ubi) yang secara salah kaprah disebut umbi. Genus
manihot hanya ada pada belahan bumi bagian barat. Dan kebanyakan dijumpai
didaerah tropika. Pusat asal ubi kayu atau singkong diduga adalah bagian utara
amazon diwilayah Brazil, yang ribuan tahun lalu menyebar

keragaman

(Rubatzky dan Yamaguchi,1998).
Klasifikasi tanaman singkong adalah sebagai berikut:
Kingdom

: Plantae

Divisi

: Spermatophyta

Sub Divisi

: Angiospermae

Kelas

: Dicotyledoneae

Ordo

: Euphorbiales

Famili

: Euphorbiaceae

Genus

: Manihot

Spesies

: Manihot utilissima Pohl (Rubatzky dan Yamaguchi,1998).

Botani Tanaman
Sebagai salah satu tanaman semak belukar tahunan, ubi kayu tumbuh
setinggi 1-4 m dengan daun besar yang menjari dengan 5 hingga 9 belahan lembar
daun. Daunnya bertangkai panjang bersifat cepat luruh. Batangnya memiliki pola
percabangan yang khas, yang keseragamannya bergantung pada kultivar. Bagian
4
Universitas Sumatera Utara

5

batang tua memiliki bekas daun yang jelas. Ruas yang panjang menunjukan laju
pertumbuhan yang cepat. Bagian ubi yang mengecil dan berkayu menghubungkan
ubi dengan batang. Panjang ubi berkisar dari 15 hingga 100 cm dan berdiameter 3
hingga 15 cm. Daun ubi kayu memiliki tangkai panjang dan helaian daunnya
menyerupai telapak tangan, dan tiap tangkai mempunyai daun sekitar 3-8 lembar.

Tangkai daun tersebut berwarna kuning, hijau atau merah. Bobot ubi berkisar dari
beberapa ratus gram hingga 15 kg. Pembesaran ubi dipengaruhi oleh panjang hari,
dan dapat dimulai segera setelah tanaman berumur 8 minggu. Tanaman umumnya
menghasilkan sekitar 5-10 ubi (Widianta dan Widi, 2008).
Tabel 1. Komposisi kandungan kimia (per 100 gram) ubi kayu
N0
Buah
Daun ubi kayu
Batang
1
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Kalori 146 kal
Protein 1,2 gram

Lemak 0,3 gram
Hidrat arang 34,7 gram
Kalsium 33 mg
Zat besi 0,7 mg
Vitamin B1 0,06 mg
Vitamin C 30 mg

Vitamin A 11000 SI
Vitamin C 275 mg
Vitamin B1 0,12 mg
Kalsium 165 mg
Kalori 73 kalFosfor 40 mg
Protein 6,8 gram
Lemak 1,2 gram
Hidrat arang 13 gram

Tanin
Enzim Peroksidase
Glikosida
KalsiumOksalat

Fosfor 54 mg

Syarat Tumbuh
Tanaman singkong sangat mudah untuk tumbuh dan beradaptasi dengan
berbagai kondisi lingkungan, tetapi untuk tumbuh dan berproduksi

secara

optimum harus diperhatikan hal-hal berikut:
1.

Tempat mendapat sinar matahari setiap hari.

2.

Tanaman tumbuh baik dengan ketinggian 0-800 m dpl.

3.

Drainase harus baik, air yang tergenang akan membuat umbi membusuk.

4.

Tanah tidak terlalu padat atau keras.

5.

Curah hujan 760-2500 mm/thn (Danarti, 1999).

Universitas Sumatera Utara

6

Perbanyakan
Tanaman ubi kayu dapat menghasilkan biji yang dapat tumbuh menjadi
tanaman, tetapi biji tersebut tidak digunakan untuk perbanyakan karena sangat
beragam. Alih-alih, perbanyakan tanaman hampir selalu dilakukan dengan stek
batang, yang disebut turus. Cara ini menghasilkan populasi yang seragam. Turus
sepanjang 20-30 cm, yang diambil dari tanaman sebelumnya, ditanam mendatar,
miring, atau tegak. Bagian pangkal harus ditancapkan sedalam kira-kira 10-15 cm

dengan jarak tanam 80-100 cm pada keadaan tanah datar sedangkan jika tanah
dalam keadaan gundulan atau bedengan jarak tanamnya adalah 50 cm, antar
tanaman

dalam

gundulan

atau

bedengan

yang

berjarak

1

m

(Rubatzky dan Yamaguchi,1998).
Panen
Ubi kayu tidak memiliki periode matang yang jelas. Akibatnya, periode
panen dapat beragam sehingga hasil yang dilaporkan berbeda-beda, berkisar dari
dibawah 2 ton/ha hingga lebih dari 20 ton/ha; hasil rata-ratanya 10 ton/ha. Panen
biasanya dilakukan antara 12-15 bulan setelah tanam, tetapi dapat dilakukan pada
umur 6 bulan, atau bahkan setelah 2-3 tahun (Rubatzky dan Yamaguchi,1998).
Pascapanen
Singkong yang sudah dipanen akan rusak dalam waktu 2-3 hari bila tidak
mendapatkan penanganan lebih lanjut. Penyimpanan yang aman dapat dilakukan
dalam bentuk kering atau olahan. Penyimpanan dalam bentuk basah memang
baik, tetapi terbatas jumlah dan waktunya dengan menyimpan umbi di dalam
tanah. Penyimpanan dalam bentuk kering dapat dilakukan dengan berbagi cara

Universitas Sumatera Utara

7

yaitu dengan membentuk olahan seperti tepung tapioka, gaplek, dan keripik
(Danarti, 1999).

Peranan mekanisasi pertanian
Pertanian sebagai suatu sistem produksi, dengan keluaran berupa hasil
produksi pertanian (ton/ha), dibutuhkan masukan seperti sarana produksi (pupuk,
obat, bibit, dan lain sebagainya), masukan iklim sebagai lingkungan yang tak
terkendali, masukan daya dan alat mesin pertanian untuk memperlancar proses
produksi. Ada pun tujuan dari mekanisasi pertanian adalah :
a. Mengurangi kejerihan tenaga kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga
manusia
b. Mengurangi kerusakan produksi pertanian
c. Menurunkan ongkos produksi
d. Menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi
e. Meningkatkan taraf hidup petani
f. Memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsistem (tipe pertanian keluarga)
menjadi tipe pertanian yang komersil
g. Mempercepat transisi bentuk ekonomi Indonesia dari sifat agraris menjadi
sifat industri
Tujuan tersebut dapat terjadi apabila penggunaan dan pemilihan alat
pertanian tepat dan benar (Rizaldi,2006).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
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 dikonversikan menjadi satuan

Universitas Sumatera Utara

8

produk per kW per jam, bila alat/ mesin itu menggunakan daya penggerak motor.
Jadi satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/ kW, Kg.jam/ kW, Lt.jam/ kW
(Daywin, dkk., 2008).
Mesin pengiris dengan satu mata pisau menghasilkan irisan yang tipis
dengan dua permukaan irisan. Jumlah pisau pada mesin pengiris ini dapat hanya
satu atau lebih, tergantung padan konstruksinya. Dalam pengoperasiannya, pisau
dapat diam atau bergerak. Arah gerak pisau dapat vertikal naik turun, vertikal
melingkar, atau horizontal melingkar. Bentuk pisau dapat lurus, lengkung, atau
silinder. Pengirisan dilakukan untuk mendapatkan irisan yang tipis dan seragam
sehingga diperlukan pisau pengiris yang tipis dan tajam. Pada pengirisan produk
yang diperoleh diharapkan mempunyai struktur dan bentuk yang baik

serta

seragam. Untuk itu pada pelaksanaannya gerakan dan bentuk pisau pengiris harus
benar-benar diperhatikan (Wiraatmadja, 1995).
Mekanisme Kerja Alat Pengiris
Alat pengiris menggunakan mata pisau yang bergerak. Mata pisau yang
bergerak diletakkan pada piringan yang berputar. Putaran piringan digerakkan
oleh motor listrik. Bahan yang akan dirajang diumpankan dengan arah yang tegak
lurus terhadap piringan yang berputar. Bahan akan teriris oleh pisau dengan
adanya tenaga yang dihasilkan oleh piringan. Bahan yang telah teriris akan jatuh
kebawah dengan sendirinya dan akan masuk ke penampungan. Bentuk irisan yang
dihasilkan

dapat

berupa

lembaran

datar

dan

lembaran

bergelombang

(Firdaus dan Sukarjo, 2009).

Universitas Sumatera Utara

9

Elemen Mesin
Motor listrik
Motor listrik dapat digolongkan menjadi dua golongan sesuai dengan
sumber arus listrik, yaitu motor listrik arus searah atau DC dan motor listrik arus
bolak-balik atau AC. Motor listrik AC yang kecil banyak dipakai pada peralatan
rumah tangga misalnya alat cukur, alat kecantikan, alat dapur, dan sebagainya.
Sedangkan motor listrik yang besar banyak digunakan pada kompresor,
penggiling jagung, dan alat-alat bengkel atau pabrik. Dasar utama yang
menyebabkan motor berputar ialah reaksi antar kutub magnet. Kutub yang senama
tolak-menolak dan kutub yang tak senama tarik-menarik. Reaksi medan magnet
listrik pada stator dan medan magnet penghantar yang dialiri arus listrik
(Hartanto, 1997).
Motor listrik mempunyai keuntungan yakni dapat dihidupkan dengan
hanya memutar saklar, suara dan getaran tidak menjadi gangguan, udara tidak ada
yang dihisap juga tidak ada gas buang dan pada motor DC mempunyai daya besar
pada putaran rendah dan pada motor AC menggunakan sumber daya umum yang
tidak mudah mengubah putarannya. Namun motor listrik memiliki kekurangan
yakni, motor listrik membutuhkan sumber daya, kabel harus dapat dihubungkan
dengan stop kontak, dengan demikian tempat penggunannya sangat terbatas oleh
panjang kabel, dan kalau dipergunakan baterai sebagai sumber daya maka
beratnya akan menjadi bertambah besar. Secara umum biaya listrik motor listrik
lebih tinggi daripada harga bahan bakar minyak dan untuk menghasilkan daya
yang sama yang dihasilkan oleh sebuah motor pembakaran, maka motor listrik
akan lebih berat (Soenarta, 2002).

Universitas Sumatera Utara

10

Pisau
Pada umumnya pisau pengiris yang dibuat dari bahan bukan stainless steel
(baja tahan karat) bila dibiarkan basah atau disimpan dalam keadaan lembab akan
cepat mengalami oksidasi. Oleh karena itu, bila tidak digunakan, alat pengiris
harus disimpan dalam keadaan kering atau ditempat yang udaranya kering dan
tidak bocor oleh air hujan (Wiriaadmadja, 1995).
Pemotongan produk hasil pertanian, dilakukan dengan alat atau mesin
pemotong dengan mengunakan mata pisau pada landasan. Ukuran produk
pemotongan dapat diseragamkan dengan mengatur kecepatan laju pemotongan
atau menempatkan pembatas pada landasan pemotong atau pada dudukan
pisaunya. Untuk mencegah kerusakan struktur bahan yang dipotong baik dengan
menggunakan mesin atau manual, arah gerakan pemotongan

biasanya

membentuk sudut dengan arah poros bahan yang dipotong. Terutama pada
pemotongan bahan yang lunak (Wiraatmadja, 1995).
Disain rangkaian mata pisau pengiris memungkinkan mesin pengiris
mampu mengolah jenis bahan yang lunak maupun bahan yang keras. Pada mesin
konvensional, yang memiliki rangkaian paralel, biasanya kerap macet jika bahan
dimasukkan sekaligus. Rangkaian mata pisau terbuat dari baja tahan aus yang
kokoh. Disain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer secara spiral, tidak paralel,
agar cakupan gerakannya lebih luas (Pratomo dan Irwanto, 1983).
Pembuatan lubang untuk mata pisau adalah :
1. Tentukan titik sudut kemudian tarik garis dari tiap titik sudut melalui titik
pusat lalu dibuat lingkaran kecil dengan titik pusat P. Panjang jari-jari
lingkaran adalah 1/5 dari jari-jari lingkaran piringan

Universitas Sumatera Utara

11

2. Dibuat garis singgung pada lingkaran yang baru dibuat sejajar dengan
garis-garis yang menghubungkan titik sudut dengan titik pusat P. Garisgaris tersebut merupakan arah lubang atau celah untuk menempatkan pisau
3. Dibuat garis-garis untuk menandai tempat lubang mata pisau
4. Lubang tempat mata pisau dipotong sesuai tanda dengan tepi lingkaran
pelat dibubut. Pada pusat lingkaran dibuat lubang berdiameter 50 mm
sebagai tempat untuk memasangkan dudukan piringan. Lubang ini harus
dibuat presisi dan jangan sampai kelonggaran karena dudukan pisau harus
dipasang pas (Wiriaadmadja, 1995).
Poros putaran
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir
semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam
transmisi seperti itu di pegang oleh poros.
Menurut Sularso dan Suga (2004), hal-hal yang perlu diperhatikan didalam
merencanakan sebuah poros adalah :
1. Kekuatan poros
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau
gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban
tarik atau tekan. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan
bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros
mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus
direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya.

Universitas Sumatera Utara

12

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.
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. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih
rendah dari putaran kritisnya.
4. Korosi
Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin yang
berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan fluida
yang korosif 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 difinis.
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang mempunyai poros berbeban sehingga
gerakan bolak-balik dapat berlangsung dengan halus, aman, dan tahan lama.Jika

Universitas Sumatera Utara

13

bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun
atau tidak dapat bekerja dengan semestinya. (Stolk dan Kross, 1986).
Bantalan (bearing) berguna untuk menumpu poros dan memberi
kemungkinan poros dapat berputar dengan leluasa (dengan gesekan yang sekecil
mungkin). Beberapa

macam

bantalan, pada prinsipnya bantalan

dapat

digolongkan menjadi:
-

Bantalan luncur

-

Bantalan gelinding

-

Bantalan dengan beban radial

-

Bantalan dengan beban aksial

-

Bantalan dengan beban campuran (aksial-radial) (Maleev, 1991).

Sabuk-V
Sabuk-V mempunyai penampang trapesium yang terbuat dari karet,
tenunan atau semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan
yang besar. Sabuk-V dibelitkan di sekeliling alur puli yang berbentuk V. Selain
koefisien gesek dan kekuatannya, harganya yang relatif murah membuat sabuk-V
lebih sering dipakai (Sularso dan Suga, 2004).
Adapun faktor yang menentukan kemampuan sabuk untuk menyalurkan
tenaga tergantung dari :
1. Regangan sabuk pada pulley.
2. Gesekan antara sabuk dan pulley.
3. Lengkung persinggungan antara sabuk dan pulley.
4. Kecepatan sabuk.
(Pratomo dan Irwanto, 1983).

Universitas Sumatera Utara

14

Pulley
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi
langsung dengan pasangan roda gigi. Dalam demikian, cara transmisi putaran dan
daya lain yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan sebuah sabuk atau
rantai yang dibelitkan di sekeliling puli (pulley) atau sproket pada poros. Jika pada
suatu konstruksi mesin putaran puli penggerak dinyatakan N1 dengan diameter Dp
dan puli yang digerakkan n2 dan diameternya dp, maka perbandingan putaran
dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

N1 d p

(Roth, dkk., 1982)
n2 D p

Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara:
- Horizontal, pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar di
mana pasangan puli terletak pada sumbu mendatar.
- Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak di mana letak pasangan
puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi
getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk
(Mabie and Ocvirrk, 1967).

Universitas Sumatera Utara