Jurnal Ilmiah Analisis Teknis Sudut Mata

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

Analisis Teknis Sudut Mata Pisau
Terhadap Proses PencacahanTandan Kosong Sawit
Aidil Zamri(1)
Safril(2)
Staf pengajar Jurusan Mesin Politeknik Negeri Padang
ABSTRACT
Bunch empy falm (TKS) is dust of fabrics palm oil, need handle seriussely, because of total relatif big and
every year increase. This research objective is structures identification and phisic character TKS force analysis
and sfecific cut energy and technic evaluation mchine of counter TKS with use meansurenment cutter specement.
Structur identifition with eah sample are 15 spcies, weight 1,0 kg – 8,2.
0
0
0
0
0
0
Cutting proces used variate edge angle (ANE) 25 , 30 ,35 , shear angle (SA) 0 , 15 , 30 , and abligue angle

0
0
0
(ANO) 20 , 30 , 40 , Result of strukture identification TKS are 35,80 % bucnh 57,40 % sipkelet, and 6,80 not yet
breaking loctly bucnh an center 73,9 % midel 78,8 %, and 17,66 %. Result of measurenment specific force cutting
(GPS) and energi cutting (EPS) minimum bucnh 38,51 N/cm2 and 0,3 N/cm2 , on spikelet minimum GPS 135
N/cm2, minimum EPS 0,989 N/cm2, with used ANE 250, ANO 00, and SA 0o

I.

PENDAHULUAN

dengan baik dapat

1.1. Latar Belakang

negatif

Selama ini tandan kosong sawit (TKS)

bagi

menimbulkan dampak
lingkungan,

pemanfaatan limbah tandan kosong sawit (

merupakan limbah buangan dari pabrik minyak

TKS ) masih terbatas.

sawit yang tersedia dalam jumlah banyak dan

Limbah

belum

dimanfaatkan.

Sementara

itu

laju

sedangkan

ini

biasanya

dibakar

atau

diangkut ke kebun untuk digunakan sebagai

perkembangan areal tanaman kelapa sawit di

mulsa

Indonesia

menjadi limbah yang memiliki nilai tambah perlu

meningkat dengan pesat pada

Pemanfaatan

limbah

kelapa

sawit

beberapa tahun terakhir ini. Pada tahun 1997,

dilakukan,

di Indonesia terdapat tanaman kelapa sawit

merupakan limbah padat pabrik minyak kelapa

seluas 2.133.400 ha dimana tanaman yang

sawit. Sebagai limbah lignoselulosa serat yang

telah

limbah

terkandung pada tandan kosong sawit dapat

2,2 juta ton bobot

diuraikan secara mekanis atau semi kimia.

dewasa

akan

menghasilkan

tandan kosong sawit sek

dimana

tandan

kosong

sawit

kering dan diperkirakan pada tahun 2000 akan

Proses

mencapai 2,8 juta ton bobot kering (Seminar

penyediaan serat yang harus segera digiling

Nasional

di

menjadi pulp kertas dengan kandungan lignin

Sumatera Barat ada beberapa perusahaan

rendah. Sedangkan proses mekanis dapat

pengolah

di

digunakan untuk menghasilkan serat yang

antaranya PTP.VI dengan kapasitas 60 ton per

dapat dimanfaatkan secara langsung oleh

jam, PT.Bakri PP dengan kapasitas 60 ton per

industri panel kayu, atau diolah menjadi kertas.

jam sedangkan

PT.Agrowiratama dengan

1.2. Tujuan Penelitian

kapasitas 30 ton

per jam (Dinas Pertanian

MAPEKI,

tandan

1998).

buah

Sedangkan

segar

(TBS)

semi

kimia

lebih

sesuai

untuk

Tujuan umum dari penelitian ini adalah

Tanaman Pangan dan Perkebunan, Propinsi

melakukan

Sumatera Barat, 2002) dan sekitar 20 – 25 %

terhadap mesin pencacah tandan kosong sawit.

dari tandan buah segar (TBS) yang diolah oleh

Sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini

industri merupakan tandan kosong sawit ( TKS

adalah sebagai berikut :

). Jumlah tandan kosong sawit yang makin

1.

lama makin bertambah jika tidak dikelola

evaluasi

teknis

dan

ekonomis

Melakukan identifikasi struktur dan sifat
fisik tandan kosong sawit.

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
2.

Mengkaji gaya dan energi pemotongan

ISSN : 1858-3709

Tabel 2.1. Perkebunan kelapa sawit di

spesifik untuk tandan kosong sawit.

Sumatera Barat.

1.3. Manfaat Penelitian

No

Manfaat Penelitian ini dapat dijelaskan
sebagai berikut
1.

Dari

kajian

ini

akan

dihasilkan

pengetahuan tentang gaya potong spesifik
dan energi potong spesifik dari limbah
tandan kosong sawit.
2.

PBS
1.

Pasaman

2.

Sawahlunto
Sijunjung

3.

Agam

14.618

4.

Solok

21.015

5.

Pesisir
Selatan

6.437

6.

50 Kota

965

Jumlah

86.985

Dari kajian akan dihasilkan pengetahuan
tentang sudut mata pisau, parameter
rekayasa, sudut potong, sudut geser, dan
kondisi

operasi

optimum

yang

dapat

dipergunakan untuk memotong tandan

Luas Kebun ( ha )

Kabupaten

Kemitraaan

43.960

PR

Jumlah

20.402

25.000

89.362

70.138

6.678

76.816

3.863

7.100

25.581

253

21.268

9.292

21.136

5.407

965
99.810

48.323 235.118

Sumber : Dinas Pertanian Tanaman Pangan
dan Perkebunan Propinsi Sumatera Barat,
2002

kosong sawit secara mekanis.

Untuk mengolah tandan buah segar ( TBS )
dari kelapa sawit memerlukan investasi yang

II. TINJAUAN PUSTAKA

sangat besar, di Sumatera Barat khususnya

2.1 Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong
Sawit

pada saat ini

terdapat sembilan (9) pabrik

kelapa sawit yang tersebar di Kabupaten

Selama tujuh tahun terakhir, luas areal
tanaman kelapa sawit di Indonesia

telah

meningkat hampir dua kali lipat dari 1.126.000
ha pada tahun 1990 menjadi 2.133.400 ha
pada tahun 1997 (Statistik Indonesia, 1997).
Pada tahun 200 menjadi 2,5 juta ha luas areal

Pasaman, Kabupaten Sawahlunto Sijunjung,
Kabupaten

Kabupaten

Kota. Nama pabrik beserta kapasitas produksi
kelapa sawit yang ada sekitar Sumatera Barat
ditunjukkan pada Tabel 2.2.
Tabel.2.2 Pabrik kelapa sawit di Sumatera
Barat

yang optimal dan berproduksi tinggi serta

No Kabupaten

Nama PKS

Di Sumatera Barat luas perkebunan kelapa
sawit meliputi
86.985 ha
99.810 ha

235.118 ha yang terdiri dari

1.

Pasaman

perkebunan besar swasta (PBS),
kemitraan

dan 48.323 ha

perkebunan rakyat ( PR ) yang secara rinci
dapat dilihat pada

Solok,

Kabupaten Pesisir Selatan dan Kabupaten 50

tanaman kelapa sawit meningkat pada kondisi

berkelanjutan di Indonesia.

Agam,

2.

Tabel 2.1.
3.

4.

PT. Bakri. PP

60

360.000

PTP VI

60

360.000

PT.Agrowiratama

30

180.000

75

450.000

SWL/Sijun PT.TKA
jung
PT.SAK

Agam

Solok

Kapasitas TBS Yang
dapat diolah
PKS
(Ton/jam) ( Ton /jam)

60

360.000

PT.Incasi Raya

45

270.000

PT.Mutiara Agam

30

180.000

PT. AMP

80

480.000

PT.TSS

30

180.000

440

2.820.000

Jumlah

Sumber : Dinas Pertanian Tanaman Pangan
dan Perkebunan Propinsi Sumatera Barat,
2002

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

Total produksi sampai tahun 2003 diperkirakan

untuk gaya patah papan serat yakni antara 90

mencapai 4.702.360 ton tandan buah segar (

sampai 150 kg/cm2 (Hadi et al., 2000).
Sifat fisik dan mekanis papan serat dari

TBS ).
Dari data Tabel 2.1 terlihat bahwa sebagian
besar tandan buah segar ( TBS ) yang
dihasilkan

oleh

perkebunan

besar

kelapa sawit yang dibangun dengan kemitraan
(Data Dinas Pertanian Tanaman Pangan

dan

Perkebunan, Propinsi Sumatera Barat tahun
Kelapa

sawit

dewasa

akan

menghasilkan tandan buah segar sampai 25
ton/ha. Sekitar 20 - 25 % dari berat tandan
kelapa sawit yang dipanen merupakan limbah
padat tandan kosong sawit

tidak dikelola dengan baik dapat menimbulkan

No Parameter
1. Kerapatan, kg/m3
2. Kadar air, %
3. Pengembangan tebal, %
4. Daya serap air, %
5. Keteguhan tekan, kg/cm2
6. Keteguhan patah, kg/cm2
Sumber : Hadi et al., (2000)

Pemanfaatan tandan kosong sawit ( TKS ) di
Sumatera Barat khususnya sampai saat ini
setelah

melewati

proses

sterilisasi dan perontokan, tandan kosong sawit

Selain itu juga terdapat beberapa usaha
untuk menggunakan tandan kosong sawit
(TKS) sebagai bahan baku pembuatan pulp

yang

biasanya

hanya

dibakar

incinerator dan abunya sebagai pupuk kalium,
bahan bakar boiler, bahan baku

kompos

(Purboyo Guritno et al., 1998) namun biaya
transportasi dari pabrik ke kebun dan proses
penyebarannya

di kebun masih cukup tinggi

Indonesia pada tahun 1990 mencapai 1.7 juta
ton, sedangkan kebutuhan rata – rata kertas
6,3 kg/orang (Departemen Perindustrian 1990).
Kapasitas pulp dan kimia kayu dunia

Untuk

meningkatkan

nilai

tambah

dari

tandan kosong sawit tersebut, telah dilakukan
kajian

untuk

memanfaatkan

dihasilkan dengan proses

tahun 1996 mencapai 182,7 juta ton pulp dan
kontribusi pulp Benua Asia mencapai 9,4 juta
ton.

Sementara

serat

yang

semi kimia

sebagai bahan baku papan serat dan pulp
kertas. Hasil kajian tersebut menunjukkan
bahwa keteguhan patah rata-rata dari papan
2
cukup tinggi yakni 125,37 kg/cm , gaya ini

masih dalam kisaran yang biasanya dianjurkan

itu

kapasitas

nasional

mencapai 4,3 juta ton atau sekitar 12 % dari
produksi

dunia

Z.Poeloengan

(TKS)

dapat

(Erwinsyah,

1998).

menunjukkan

sehingga dinilai tidak ekonomis.

proses soda

(Nurhidayati, 1986). Industri pulp dan kertas di

ini akan dikeluarkan dari pabrik sebagai limbah
buangan

Rata-Rata
1020,00
12,82
1,56
37,81
55,28
125,37

dengan menggunakan

dampak negatif bagi lingkungan.

terbatas,

Tabel 2.3. Sifat Fisik dan Mekanis Papan Serat
dari TKS

( TKS ). Jumlah

tandan kosong sawit yang melimpah ini jika

masih

Tabel 2.3.

swasta

(PBS), perkebunan rakyat (PR) dan kebun

2002.

tandan kosong sawit (TKS) ini ditunjukkan pada

Kajian

Purboyo,
selanjutnya

bahwa tandan kosong sawit
dicampurkan

dengan

pinus

merkusi untuk digunakan sebagai bahan baku
pembuatan

pulp

kertas.

Pulp

yang

dibuat dari campuran 30 % tandan kosong
sawit, ternyata mempunyai sifat fisik yang sama
dengan pulp yang dibuat dari

100 % pinus

(Purboyo et al., 1994).
Gambar 2.3 menunjukkan limbah padat
tandan kosong sawit (TKS ).
Hadi et al., (2000) juga melakukan kajian
untuk merekayasa proses dan mesin untuk

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

menghasilkan pulp semi kimia dari tandan

kecepatan potong, bahan pisau potong, desain

kosong

pisau potong, sudut mata pisau, cara operasi,

sawit.

Proses

tersebut

dilakukan

dengan mencacah tandan menjadi serpihan,

dan sifat bahan pertanian yang dipotong.

memasak serpihan tandan dengan NaOH

Pisau potong dibuat seteliti mungkin

selama 4 jam, mengurai dan mencuci serpihan

sesuai

tandan

kelonggaran

kosong sawit

menjadi serat,

dan

dengan

sudut

antara

yang

pisau

diinginkan,
yang

akan

menggiling serat menjadi pulp. Tandan kosong

memotong

sawit ( TKS ) sebagai limbah padat yang

landasan perlu dibuat dengan memakai rumus :

mengandung lignoselulosa memiliki prospek

us = c . w. √ τp, dimana (us) kelonggaran, (c)

yang baik untuk digunakan sebagai bahan baku

faktor kerja, (w) ketebalan yang dipotong, (τp)

produk berbasis serat seperti pulp, kertas dan

tegangan

produk panel. Pada Tabel 2.4 memperlihatkan

1976).Besarnya gaya dan energi pemotongan

sifat fisik dan parameter yang diukur serat dari

tandan

tandan kosong sawit.

dengan mengecilkan sudut mata pisau dan

Tabel. 2.4. Sifat fisik dan marfologi serat tandan
kosong sawit (TKS )

sudut potong horizontal, atau menambah sudut

No

Parameter

TKS Bagian

TKS Bagian

Pangkal

Ujung

tandan

kosong

potong

kosong

potong tegaknya
Hadi

sawit

et

(Donalson

sawit

dengan

dapat

al.,

dikurangi

(Hadi et al., 1994).

(1997)

mengkaji

penggunaan

mesin pencacah untuk memotong berbagai
1.

Panjang serat (mm)

bahan pertanian batang sagu dan batang

- minimum

0,63

- maksimum

0,81

jagung. Mesin pencacah menggunakan pisau

- merata

1,20

yang diputar melalui tenaga dari motor bakar.

2.

Diameter ( D ) (μm)

15,0

3.

114,34

Hasil kajian menunjukkan bahwa putaran pisau

Diameter lumen (l) (μm)

6,99

pada

4.

Tebal dinding (W) (μm)

3,68

pengumpanan bahan dengan kapasitas 750

5.

Bilangan Runkel (2w/l)

6.

Kelangsingan (L/D)

7.

Kelemasan (l/D)

8.

Kadar serat (%)

pisau gergaji bulat, dan mesin pencacah

9.

Kadar bukan serat (%)

tersebut tentu saja dapat dijadikan dasar

proses

pemotongan,

pisau

tandan sawit. Pemotongan memerlukan gaya
dan energi potong yang lebih besar dari
tandan

kosong

sawit.

Erwinsyah, Purboyo, Z. Poeleongan,
(1998) mengkaji tentang perajangan tandan
kosong sawit untuk menjadi serpih (chip)
dengan mengunakan mesin perajang (chipper)
dirancang berdasarkan alat pemotong tandan
sawit dengan sistem gunting .

Beberapa hasil kajian pemotongan terhadap
bahan pertanian diketahui bahwa gaya dan
potong

memotong

bahan

dengan

kosong sawit.

untuk membuang (memisahkan) sebagian dari

energi

dan

pengembangan komponen pemotong tandan

potong bergerak relatif terhadap tandan sawit

potong

rpm

panjang sekitar 22 cm. Hasil kajian dengan

2.2 Pemotongan Tandan Sawit

kekuatan

750-800

kg/jam akan menghasilkan serpihan

Sumber: Erwinsyah et al., ( 1998 )

Dalam

kecepatan

yang

diperlukan

akan

dipengaruhi

untuk
oleh

III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
Penelitian

ini

telah

mulai

Penelitian ini melalui beberapa tahapan

November 2001 sampai Januari 2002. Lokasi

yaitu : 1) identifikasi struktur dan sifat fisik

untuk pengambilan tandan kosong sawit (TKS)

tandan kosong sawit (TKS), 2) gaya dan energi

dipilih PTPN VI Kabupaten Agam. Untuk

untuk

analisis kandungan air dari tandan kosong

dengan sudut mata pisau, sudut geser, sudut

sawit dilakukan pada Laboratorium Teknologi

pengguntingan

Pertanian

masingnya 3 (tiga) variasi, dan 3) uji teknis

Universitas

dilakukan

ISSN : 1858-3709

Andalas

Padang,

sedangkan pembuatan pisau potong tandan
kosong

sawit

dilakukan

di

pemotongan

yang

tandan

kosong

bervariasi

sawit

masing

–

mesin pencacah tandan kosong sawit .

Laboratorium

Teknologi Mekanik Politeknik Unand. Pengujian

3.3.1. Identifikasi Struktur dan Sifat Fisik

gaya potong spikelet dan tangkai tandan

Tandan Kosong sawit

kosong

Laboratorium

Pada awal penelitian ini akan dilakukan

material Politeknik Universitas Andalas, serta

identifikasi struktur, sifat fisik dari tandan

pengujian kapasitas mesin dilakukan di

kosong sawit (TKS) yang relevan dengan

sawit

dilakukan

di

PT.

AMI.

pengembangan proses pencacahan tandan

3.2. Bahan dan Alat

kosong sawit.

Bahan baku yang digunakan dalam
penelitian ini adalah tandan kosong

Struktur Tandan dan Serat

sawit

Kajian

awal

akan

dilakukan

untuk

(TKS) yang diambil dari PTP N VI Kabupaten

menentukan struktur bahan tandan, dengan

Agam, dengan variasi berat TKS sebanyak 15

cara mengetahui komponen penyusun tandan

buah.

kosong sawit. Untuk itu,
Alat yang digunakan adalah test rig

digunakan 15 buah

sampel tandan kosong sawit (TKS) dari kelapa

untuk uji pemotong tandan kosong sawit,

sawit tenera

sedangkan pisau pemotong tandan kosong

tandan. Setiap tandan kosong sawit kemudian

sawit dibuat dari baja konstruksi

diurai

(St. 37).

dengan berat 1,0 – 8,2 kg per

berdasarkan

komponennya

(tangkai,

Untuk proses pembuatan pisau pemotong

cabang, buah ikutan, dan kelopak). Persentase

tandan kosong sawit (TKS) digunakan mesin

berat setiap komponen kemudian dihitung

milling, mesin

berdasarkan berat

surface grinding (gerinda

total tandan.

permukaan), mesin bubut, mesin bor, palu,
Sifat fisik tandan kosong sawit yang

kikir, jangka sorong, cutter (Pisau potong),
pahat

bubut,

peralatan untuk
digunakan

ragum,

mengukur

micrometer

dan

akan dikaji adalah bentuk, ukuran, berat

sudut dari pisau

volume, akan dilakukan dengan menggunakan

jangka

digital

sorong

serta

busur

digunakan

derajat.
Mesin pencacah tandan kosong sawit
(TKS) yang telah dikembangkan

sampel tandan kosong sawit. Hasil kajian dapat

oleh Hadi

(2001). Serta alat– alat laboratorium lainya

untuk

menentukan

hubungan

volume dengan berat total tandan

kosong

sawit.
3.3.2. Gaya dan Energi Untuk Pemotongan

yang bisa digunakan.

Tandan Kosong Sawit (TKS)

3.3. Metode dan Prosedur Penelitian

Kajian akan dilakukan untuk mengetahui
pengaruh dari sudut mata pisau, sudut geser,

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

dan sudut pemotongan terhadap gaya potong

tengah, dan bagian ujung . Alat uji diatur untuk

dan energi potong spesifik dari tandan kosong

mendeteksi gaya-gaya pemotongan terhadap

sawit.

tandan kosong sawit.
Proses pemotong tandan kosong sawit

Dalam penelitian ini, tandan kosong

(TKS) dipengaruhi oleh beberapa parameter

sawit (TKS) dijepit dengan menggunakan dua

seperti

bentuk pisau, sudut potong, sudut

plat penjepit yang bisa diatur sedemikian rupa.

geser, sudut mata pisau, dan jenis material

Untuk mencegah terjadinya lenturan (defleksi),

yang digunakan sebagai bahan pisau potong,

jarak antara mata pisau dengan potongan

sangat mempengaruhi besarnya gaya potong

sampel tandan kosong sawit diatur sekecil

spesifik dan

energi potong spesifik yang

mungkin. Pada posisi horizontal dari sampel

dibutuhkan untuk memotong tandan kosong

dialas sebuah papan dengan ketebalan 2

sawit.

yang

centimeter, supaya mata pisau tidak cepat

digunakan tersebut dapat diketahui secara

tumpul bila terjadi kontak langsung pada waktu

lengkap dengan menggunakan Compressive-

pemotongan, selanjutnya pisau diatur dengan

tensile machine.

0
0
sudut pemotongan (shear angle) 0 , 15 dan

Efek

-

efek

dari

parameter

Alat uji Compressive-tensile machine ini

30O. Sudut mata pisau dibuat dengan
O

O

variasi

O

dilengkapi dengan suatu alat bantu yang dapat

(angle knife edge) 25 , 30

digunakan sebagai penjepit model pisau potong

vertikal dari pisau yang terpasang pada penjepit

yang akan diteliti. Penjepit yang digunakan

divariasikan dengan sudut

merupakan

pemegang

pisau

potong

O

O

geser

(oblique

O

angle) 20 , 30 dan 40 kecepatan pisau turun

dihubungkan dengan kepala lintang alat uji

memotong spikelet

Compressive-tensile

machine

mm/menit.

ditunjukkan

lampiran

sebagaimana

dan 35 . Posisi

dan tangkai diatur 100

Dalam

Pengaruh-pengaruh dari sudut potong

operasionalnya alat ini digerakkan oleh suatu

mata pisau (ANE), sudut geser (ANO), sudut

motor induksi, dengan bantuan perlengkapan

pengguntingan (SA), dan kematangan sampel,

hidrolik dan taransmisi, pemegang pisau akan

pada posisi pengamatan terhadap gaya potong

bergerak secara translasi

ke arah vertikal.

dan energi potong spesifik dilakukan dengan

Selama proses pengujian terhadap tangkai

mengambil tiga kali pengulangan pada masing-

tandan kosong sawit dan spikelet tandan

masing sampel. Sampel dari tiap kali penelitian

kosong sawit, mata pisau diberi beban aksial

diambil dari tandan kosong sawit yang berbeda-

(ke arah bawah), sehingga menimbulkan bekas

beda

pada

1.

pemotongan pada sampel tandan kosong sawit

Hasil dari kajian akan digunakan untuk

(TKS), selanjutnya bekas dari pemotongan

menduga total tenaga poton

diukur

pencacah

kedalamannya

beserta

lebar

tandan

kosong

dari
sawit

mesin
dan

pemotongan. Sedangkan gaya potong dapat

mengidentifikasi parameter desain sudut pisau

dibaca langsung pada Compressive-tensile

yang optimum.

machine. Dalam penelitian ini, diambil sampel
dari beberapa tangkai dan spikelet tandan
kosong sawit yang berbeda-beda. Pengambilan
data divariasikan dari bagian pangkal, bagian

Sudut-sudut

dari

pisau

yang

digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.1.

akan

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

Bahan baku yang digunakan dalam
penelitian ini adalah tandan kosong sawit (TKS)
yang diambil dari PTP N VI Kabupaten Agam,
Pisau

dengan variasi berat TKS sebanyak 15 buah.
Alat yang digunakan adalah test rig
untuk uji pemotong tandan kosong sawit,
sedangkan pisau pemotong tandan kosong

Sudut geser

sawit dibuat dari

Sudut pemotongan

baja konstruksi

(St. 37).

Untuk proses pembuatan pisau pemotong
tandan kosong sawit (TKS) digunakan mesin

Sudut mata pisau

milling,

mesin

surface

grinding

(gerinda

permukaan), mesin bubut, mesin bor, palu,
Gambar 3.1 Sudut mata pisau, sudut geser,
dan sudut pemotongan
Untuk itu akan dibangun test rig yang
diperlukan

untuk

menggerakkan

pisau

pemotong sesuai dengan kondisi operasi yang
diinginkan. Test rig mempunyai pemegang

kikir, jangka sorong, cutter (Pisau potong),
pahat

potong

spesifik

ditentukan dengan cara membagi besar gaya
potong dengan luas bidang potong. Sedangkan
energi potong spesifik dihitung sebagai energi

Pengujian pemotongan dilakukan pada
bagian – bagian sampel yang berbeda – beda
yaitu pada pangkal, tengah, ujung tangkai dan
spikelet, dilakukan dengan perlakuan sama
setiap variasi sudut tiga kali ulangan. Setelah
didapat gaya potong minimum dari variasi sudut
mata pisau (ANE), sudut geser (ANO) dan
sudut pemotongan (SA) yang telah dilakukan
terhadap tangkai tandan kosong sawit (TKS)
spikelet

selanjutnya

pisau

tersebut

dipasangkan pada mesin pencacah tandan
kosong sawit yang telah dikembangkan Hadi
(2001)
IV. METODE PENELITIAN
4.1. Bahan dan Alat

sorong

dan

digunakan

micrometer

digital

serta

busur

derajat.
4.2. Metode dan Prosedur Penelitian
Penelitian ini melalui beberapa tahapan

tandan kosong sawit (TKS), 2) gaya dan energi
untuk

pemotongan

tandan

kosong

sawit

dengan sudut mata pisau, sudut geser, sudut
pengguntingan

yang

bervariasi

masing

–

masingnya 3 (tiga) variasi, dan 3) uji teknis

per unit area mata pemotongan.

dan

jangka

yaitu : 1) identifikasi struktur dan sifat fisik

tandan kosong sawit (Lampiran 2).
gaya

ragum,

peralatan untuk mengukur sudut dari pisau

pisau untuk memotong spikelet dan tangkai

Selanjutnya

bubut,

mesin pencacah tandan kosong sawit.
4.2.1. Identifikasi Struktur dan Sifat Fisik
Tandan Kosong sawit
Pada awal penelitian ini akan dilakukan
identifikasi struktur, sifat fisik dari tandan
kosong sawit (TKS ) yang relevan dengan
pengembangan proses pencacahan tandan
kosong sawit.
Struktur Tandan dan Serat
Kajian

awal

akan

dilakukan

untuk

menentukan struktur bahan tandan, dengan
cara mengetahui komponen penyusun tandan
kosong sawit. Untuk itu, digunakan 15 buah
sampel tandan kosong sawit (TKS) dari kelapa
sawit tenera dengan berat 1,0 – 8,2 kg per

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

tandan. Setiap tandan kosong sawit kemudian

hidrolik dan taransmisi, pemegang pisau akan

diurai

(tangkai,

bergerak secara translasi ke arah vertikal.

cabang, buah ikutan, dan kelopak). Persentase

Selama proses pengujian terhadap tangkai

berat setiap komponen kemudian dihitung

tandan kosong sawit dan spikelet tandan

berdasarkan berat total tandan.

kosong sawit, mata pisau diberi beban aksial

berdasarkan

komponennya

Sifat fisik tandan kosong sawit yang

(ke arah bawah), sehingga menimbulkan bekas

akan dikaji adalah bentuk, ukuran, berat

pemotongan pada sampel tandan kosong sawit

volume, akan dilakukan dengan menggunakan

(TKS), selanjutnya bekas dari pemotongan

sampel tandan kosong sawit. Hasil kajian dapat

diukur

digunakan

hubungan

pemotongan. Sedangkan gaya potong dapat

volume dengan berat total tandan kosong sawit.

dibaca langsung pada Compressive-tensile

4.2.2. Gaya dan Energi Untuk Pemotongan

machine. Dalam penelitian ini, diambil sampel

untuk

menentukan

kedalamannya

beserta

lebar

Tandan Kosong Sawit (TKS)

dari beberapa tangkai dan spikelet tandan

Kajian akan dilakukan untuk mengetahui

kosong sawit yang berbeda-beda.

pengaruh dari sudut mata pisau, sudut geser,

Pengambilan

data

divariasikan

dari

dan sudut pemotongan terhadap gaya potong

bagian pangkal, bagian tengah, dan bagian

dan energi potong

ujung. Alat uji diatur untuk mendeteksi gaya-

spesifik

dari

tandan

kosong sawit.

gaya pemotongan terhadap tandan kosong

Proses pemotong tandan kosong sawit

sawit.

(TKS) dipengaruhi oleh beberapa parameter

Dalam penelitian ini, tandan kosong

seperti bentuk pisau, sudut potong, sudut

sawit (TKS) dijepit dengan menggunakan dua

geser, sudut mata pisau, dan jenis material

plat penjepit yang bisa diatur sedemikian rupa.

yang digunakan sebagai bahan pisau potong,

Untuk mencegah terjadinya lenturan (defleksi),

sangat mempengaruhi besarnya gaya potong

jarak antara mata pisau dengan potongan

spesifik dan energi potong spesifik yang

sampel tandan kosong sawit diatur sekecil

dibutuhkan untuk memotong tandan kosong

mungkin. Pada posisi horizontal dari sampel

sawit.

yang

dialas sebuah papan dengan ketebalan 2

digunakan tersebut dapat diketahui secara

centimeter, supaya mata pisau tidak cepat

lengkap dengan menggunakan Compressive-

tumpul bila terjadi kontak langsung pada waktu

tensile machine.

pemotongan, selanjutnya pisau diatur dengan

Efek

-

efek

dari

parameter

Alat uji Compressive-tensile machine ini

0
0
sudut pemotongan (shear angle) 0 , 15 dan

dilengkapi dengan suatu alat bantu yang dapat

30O. Sudut mata pisau dibuat dengan variasi

digunakan sebagai penjepit model pisau potong

(angle knife edge) 25 O, 30

yang akan diteliti. Penjepit yang digunakan

vertikal dari pisau yang terpasang pada penjepit

merupakan

divariasikan

pemegang

pisau

potong

O

dengan
O

O

sudut

dan 35O. Posisi

geser

(oblique

O

dihubungkan dengan kepala lintang alat uji

angle) 20 , 30 dan 40 kecepatan pisau turun

Compressive-tensile

machine

memotong spikelet dan tangkai diatur 100

ditunjukkan

lampiran

pada

sebagaimana
1.

Dalam

mm/menit.

operasionalnya alat ini digerakkan oleh suatu

Pengaruh-pengaruh dari sudut potong

motor induksi, dengan bantuan perlengkapan

mata pisau (ANE), sudut geser (ANO), sudut

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
pengguntingan (SA), dan kematangan sampel,

ISSN : 1858-3709

Hasil pengamatan terhadap presentase

pada posisi pengamatan terhadap gaya potong

komponen tangkai, spikelet, dan

dan energi potong spesifik dilakukan dengan

dari tandan kosong sawit dapat lihat

mengambil tiga kali pengulangan pada masing-

Tabel 5.1, Tabel 5.2 dan Tabel 5.3

masing sampel. Sampel dari tiap kali penelitian

Tabel 5.1 Penguraian komponen TKS

diambil dari tandan kosong sawit yang berbeda-

No

bedaUntuk itu akan dibangun test rig yang

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

diperlukan

untuk

menggerakkan

pisau

pemotong sesuai dengan kondisi operasi yang
diinginkan. Test rig mempunyai pemegang
pisau untuk memotong spikelet dan tangkai
tandan kosong sawit (Lampiran 2).
Selanjutnya

gaya

potong

spesifik

ditentukan dengan cara membagi besar gaya
potong dengan luas bidang potong. Sedangkan

Spikelet
(%)
51,65
70,40
52,56
52,20
53,76
57,52
57,26
54,20
56,04
57,14
55,05
66,99
58,70
58,25
59,49

data

–

pada

Buah
(%)
3,30
1,60
2,56
3,85
3,23
11,50
6,45
7,63
7,33
7,14
11,31
5,98
6,52
7,77
15,19

data

hasil

pengukuran terhadap struktur tandan kosong

per unit area mata pemotongan.

sawit (TKS) Pada Tabel 5.1, dan 5.2

Pengujian pemotongan dilakukan pada
bagian –bagian sampel yang berbeda–beda
yaitu pada pangkal, tengah, ujung tangkai dan
dilakukan

Tangkai
(%)
45,05
28,00
44,87
43,96
43,01
30,97
36,29
38,17
36,63
35,71
33,64
27,03
34,78
33,98
25,32

Berdasarkan

energi potong spesifik dihitung sebagai energi

spikelet,

Berat Sampel
( kg )
1,0
1,4
1,6
1,9
2,0
2,3
2,5
2,6
2,7
2,8
3,3
4,2
4,8
5,2
8,2

buah

dengan

perlakuan

sama setiap variasi sudut tiga kali ulangan.

terlihat bahwa persentase rata – rata tangkai,
spikelet, dan buah tidak rontok dari tandan
kosong sawit masing – masing adalah 35,8%,
57,40% dan 6,80%.
Pada Tabel 5.2 ditunjukkan persentase

Setelah didapat gaya potong minimum dari
variasi sudut mata pisau (ANE), sudut geser
(ANO) dan sudut pemotongan (SA) yang telah
dilakukan terhadap tangkai tandan kosong

kandungan maksimum dan minimum struktur
tandan kosong sawit yang terdiri dari tangkai,
spikelet dan buah serta standar deviasi.

sawit (TKS) dan spikelet.
Tabel 5.2 Persentasi struktur TKS

V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada

bab

ini

akan

disajikan

hasil

No

Parameter

Min

Maks

Ratarata

Sd

pengukuran dan pembahasan. Penyajian hasil

1

Kandungan Tangkai, % 25,32

45,05 35,80

6,390

pengukuran

2

Kandungan Spikelet, % 51,65

70,40 57,40

5,250

3

Kandungan Buah, %

15,70 6,80

3,730

dan

pembahasan

disajikan

merujuk kembali kepada tujuan penelitian yang
meliputi identifikasi struktur dan sifat fisik dari
tandan

kosong

sawit,

gaya

dan

energi

pemotongan untuk tandan kosong sawit (TKS),
evaluasi teknis prototipe dengan menggunakan
parameter pisau pemotong yang sudah diuji.
5.1. Identifikasi Struktur dan Sifat Tandan
kosong sawit (TKS )

1,60

Catatan: Jumlah sampel untuk identifikasi sifat
fisik tandan kosong sawit adalah

15

buah; sedangkan untuk penentuan
persentase komponen TKS digunakan
sampel sebanyak 5 buah .
Dari

Tabel

5.2

diketahui

bahwa

persentase berat tangkai minimum adalah
25,32% dari berat tandan, sedangkan berat
tangkai minimum adalah 45,05% dari berat

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

tandan kosong sawit. Berat rata – rata tangkai

w

A

dari setiap tandan kosong sawit 35,80%
sedangkan standar deviasi dari pengukuran
berat yang dilakukan terhadap

15 sampel

h

tangkai tandan kosong sawit adalah 6,390%.

A

Untuk penelitian terhadap komponen spikelet
diketahui bahwa presentase berat minimum

l

Potongan A-A

Gambar 5.1. Dimensi yang diukur dari TKS

adalah 51,65% dari berat tandan kosong sawit,

Dari dimensi yang diamati diatas dapat

sedangkan berat spikelet maksimum adalah

buatkan

70,40% dari berat tandan kosong sawit. Berat

dilakukansebagai berikut

rata – rata dari setiap spikelet pada tandan
kosong sawit

adalah 57,40% sedangkan

5,250%.

Demikian

juga

penelitian

yang

dilakukan terhadap komponen buah diketahui
persentase berat buah minimum adalah 1,60%
dari berat tandan kosong sawit yang diambil
sebagai sampel.
Sedangkan

berat

buah

maksimum

adalah 15,70% dari berat tandan, dan berat
rata-rata buah dari setiap tandan kosong sawit
adalah 6,80%, sedangkan standar deviasai dari
pengukuran berat yang dilakukan terhadap 15

hasil

pengukuran

yang

Tabel 5.3. Hasil Pengukuran terhadap dimensi
TKS

standar deviasi dari pengukuran berat yang
dilakukan terhadap 15 sampel spikelet adalah

tabel

No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Berat
Sampel
Kg
1,0
1,4
1,6
1,9
2,0
2,3
2,5
2,6
2,7
2,8
3,3
4,2
4,8
5,2
8,2

Panjang
(l) cm
30,00
31,00
40,00
38,00
33,00
42,00
36,00
44,00
54,00
42,00
41,00
45,00
40,00
46,00
57,00

Berdasarkan

Tinggi Lebar
(h) cm (w) cm GAD
13,00 17,00 18,79
13,00 23,00 21,01
14,00 29,00 25,32
15,00 25,00 24,24
18,00 27,00 25,22
19,00 28,00 28,17
18,00 23,00 24,61
17,00 25,00 26,54
20,00 28,00 31,15
19,00 35,00 30,34
20,00 34,00 30,32
21,00 28,00 29,80
24,00 34,00 31,96
22,00 40,00 34,34
24,00 37,00 36,99

data

–

data

Sphericity
0,63
0,68
0,63
0,64
0,76
0,67
0,68
0,60
0,58
0,72
0,74
0,66
0,80
0,75
0,65

hasil

sampel buah yang masih tersisa pada tandan

pengukuran terhadap tandan kosong sawit,

adalah 3,735%.

sebagaimana di tunjukkan pada Tabel 5.3 di

Untuk mengidentifikasi struktur tandan

atas diketahui bahwa, geometris dari tandan

kosong sawit (TKS), maka pada beberapa

kosong

bagian

mendekati geometris elip

dari

pengukuran.

sampel

penelitian

Bagian-bagian

dilakukan

yang

diukur

tersebut seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1
terdiri dari panjang tandan (l), lebar bagian
tandan yang diamati (w) dan tinggi tandan (h).
Sedangkan
lengkap

dari

hasil pengukuran secara

beberapa

ditunjukkan pada Tabel 5.3.

sampel

penelitian

sawit

tidak

bulat

simetris
atau

tetapi
oval,

dengan harga keovalan yang bervariasi antara
0,58 – 0,75.
Selanjutnya

harga-harga

minimum,

maksimum dan rata - rata serta standar deviasi
dari pengukuran terhadap dimensi tandan
kosong sawit dan sifat-sifat fisik dari beberapa
sampel penelitian terhadap tandan kosong
sawit ( TKS ) ditunjukkan pada Tabel 5.4.

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

y = 1,0322x – 19,6662 r = 0,94

kosong

dijadikan objek penelitian

sawit

yang

mempunyai berat

antara 1,0 sampai 8,2 kg. Sedangkan ukuran
yang dinyatakan sebagai panjang, lebar, dan
tebal rata–rata berdasarkan hasil penelitian
masing–masing
28,87

cm,

persentase

dan

adalah
tinggi

rata-rata

:

41,27

18,47

cm.

kandungan

cm,
Untuk

regresi

yang

menghubungkan geometric mean diameter
dengan berat tandan kosong sawit (TKS)
ditunjukkan pada Gambar 4.2

40.0
y = 1.0322x + 19.662
R2 = 0.885

35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0

tandan,

8.
2

tandan

garis

4.
8

Sampel

dan

3.
3

Catatan: Jumlah sampel untuk identifikasi sifat
fisik Tandan kosong sawit adalah 15
buah; sedangkan untuk penentuan
persentase komponen TKS digunakan
sampel sebanyak 5 buah

Data

2.
7

4,870
0,060

2.
5

27,92
0,68

36,90
0,79

x = Berat tandan kosong sawit , kg

2.
0

18,80
0,57

( 5.3 )

Dimana : y = Geometric mean diameter, cm

1.
6

6

Parameter
Berat (Kg)
Panjang, cm
Lebar, cm
Tinggi, cm
Geometric Mean
Diameter
Sphericity

Standar
deviasi
1,860
7,540
6,120
3,580

1.
0

No
1
2
3
4
5

Ratarata
3,10
41,27
28,87
18,47

Geometric Mean Diameter

Tabel 5.4 Sifat fisik dan komponen TKS
Minim Maksim
um
um
1,00
8,20
30,00
57,00
17,00
40,00
13,00
24,00

ISSN : 1858-3709

Berat TKS (kg)

spikelet, dan buah masing– masing adalah:
35,80%, 57,40%, dan 6,80%.
Sphericity

dipilih

sebagai

parameter

Gambar 5.2 Hubungan antara berat dengan
geometric mean diameter tandan kosong sawit
(TKS).

yang menyatakan bentuk tandan kosong sawit.
Parameter tersebut menunjukan bentuk relatif
Dari kajian ini diketahui bahwa sphericity

tandan terhadap benda bulat. Hadi (2001)
Sphericity dapat ditentukan dengan persamaan
(Geometric

mean

untuk

mendapatkan

geometric mean diameter digunakan

rumus

Geometric mean diameter = (panjang *lebar*
1/3

potong spesifik
yang

dibutuhkan

dan energi potong spesifik
untuk

mencacah

tandan

Didasarkan

pada formula dasar untuk

menentukan luas penampang busur benda

(5.2)

Selanjutnya berdasarkan hasil penelitian,
hubungan antara berat dan geometric mean
diameter

penampang tandan (A), sphericity salah satu

kosong sawit.

sebagai berikut :
tebal)

adalah

parameter yang sangat mempengaruhi gaya

diameter)/panjang (5.1)
Sedangkan

sawit

0,68. Dengan demikian untuk menentukan luas

sebagai berikut :
Sphericity=

rata - rata dari tandan kosong

(GMD)

dari

beberapa

sampel

penelitian tandan kosong sawit (TKS ) dapat
diperoleh persamaan yang merepresentasikan
hubungan satu sama lainnya, sebagai berikut :

berbentuk

lonjong

atau ellips, seperti

ditunjukkan pada Gambar 4.3.

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

60.00

w
d

Panjang TKS (cm)

y =1.2464x + 31.295
R2 =0.5458

50.00
40.00
30.00
20.00
10.00

Gambar.5.3 Luas penampang busur elips

0.00
1.0

1.6

2.0

2.5

2.7

3.3

4.8

8.2

Berat TKS ( kg)

Untuk bentuk geometrik tandan kosong
sawit (TKS) dengan koefisien pengali diambil
harga sphericty atau kebulatan rata - rata dari
tandan kosong sawit yaitu 0,68.

Gambar 5.4 Hubungan antara berat TKS
dengan panjang TKS
Dari

A = 0,68 w. d

( 4.4 )

Dari hasil pengukuran terhadap tandan
kosong sawit (TKS) dengan parameter yang

tandan

kosong

sawit

yang

regresi

(4.3)

dan

persamaan regresi (4.5) tersebut di atas
koefisien korelasi r untuk kedua

didapat

persamaan tersebut adalah 0,74.

diukur panjang, lebar, dan tebal dari sampel 5
buah

persamaan

Tandan kosong sawit (TKS) terdiri dari

diukur

tangkai, spikelet, dan buah ikutan serta yang

mempunyai pengaruh terhadap harga sphericty

tidak terontok di pabrik pengolahan sawit, dapat

atau kebulatan tandan kosong sawit.

digambarkan

Berdasarkan hasil penelitian, hubungan
antara berat tandan kosong sawit

(TKS)

dan panjang tandan kosong sawit (TKS)
diperoleh persamaan sebagai berikut:

yang telah dilakukan terhadap masing-masing
sampel.
Komposisi
komponen

y = 1,246x – 31,295

berdasarkan hasil penelitian

tersebut

dari
adalah

masing-masing
sebagaimana

ditunjukkan pada Gambar berikut :

r = 0,74 (4.5)
di mana: y = panjang tandan kosong sawit, cm
x = berat tandan kosong sawit, kg

7%
36%
57%

Data dan garis regresi yang menunjukkan
hubungan

antara

kedua

variabel

tersebut

Gambar 5.4
Kandungan tangkai, %
Kandungan Spikelet, %
Kandungan Buah, %

Gambar 5.5 Diagram persentase komponen
tandan kosong sawit
Dalam identifikasi struktur dan sifat
tandan kosong sawit, dilakukan juga pengujian

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

kadar air. Kadar air dapat didefinisikan dengan

yang terdapat pada spikelet tidaklah

dua cara, yaitu basis basah dan basis kering.

juga untuk berat tandan kosong sawit yang

Kadar air basis basah (w wb ) dihitung dengan

berbeda. Metode pengujian yang

persamaan sebagai berikut:

untuk mengetahui kadar air pada tandan

W wb =

berat basah – berat kering

100 %

sama,

dilakukan

kosong sawit adalah dengan memotong tangkai

x

masing-masing

(4.6)

bagian

berat basah

menjadi

pangkal

tiga

(basal),

bagian

bagian

yaitu
tengah

(equatorial) dan bagian ujung (apical). Tabel
sedangkan, kadar air basis kering (w dk ) dihitung

5.5 dan Tabel 5.6 menunjukkan kadar air

dengan persamaan sebagai berikut:

berbagai posisi untuk masing – masing, tangkai

W dk =

berat basah – berat kering

100 %

dan spikelet.

x

(4.7)
berat kering

Berdasarkan hasil penelitian terhadap
sampel tandan kosong sawit, kandungan air
atau kadar air yang terdapat pada tandan yang
sama, baik yang terdapat pada tangkai maupun
Tabel 5.5 Data analisa kadar air pada tangkai TKS

Br.
No

Region

cawan
(gram)

Br.

Br.Keri

Basah

ng

Bahan Bahan
(gram) (gram)

+ Br.C

+ Br.C

(gram)

(gram)

W wb

W dk

(%)

(%)

1 Basal

14.1598 6.0612 1.3447 20.2210 15.5045 77.814 350.74

2 Equatorial

13.7879 6.3605 1.1865 20.1484 14.9744 81.345 436.07

3 Apical

13.8629 4.6015 1.8321 18.4644 15.6950 60.184 151.15

1 Basal

13.5772 4.3567 1.4065 17.9339 14.9837 67.716 209.75

2 Equatorial

13.2818 5.7184 1.4551 19.0002 14.7369 74.554 292.99

3 Apical

13.7271 3.8349 1.9679 17.5620 15.6950 48.684 94.872

1 Basal

14.1432 5.6015 1.3322 19.7447 15.4754 76.217 320.46

2 Equatorial

13.8629 5.3567 1.0346 19.2196 14.8975 80.685 417.75

3 Apical

13.7735 4.3605 1.5835 18.1340 15.3570 63.685 175.37

Berdasarkan

analisa

data

hasil

penelitian pada tangkai tandan kosong sawit,
kadar air terbanyak terdapat pada bagian
pangkal,

B.Basah Br.Kering

sedangkan

kadar

air

terendah

terdapat pada bagian ujung. Hal ini disebabkan

pada pangkal tangkai tandan kosong sawit
susunan serat sangat padat dan rapat.

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

Kadar air basis basah (gram)

Br. cawan
(gram)

Region

Br.Basah Br.Kering +
Br.C
+B.C
(gram)
(gram)

Br. Basah Br. Kering
Bahan
Bahan
(gram)
(gram)

2,0
1,8
1,6
1,4
W wb
(%)

5

1,2
1,0
0,8
0,6
0,4

W dk
(%)

Kadar air basis kering (gram)

10

Tabel 5.6 Data analisa kadar air pada spikelet
TKS

No

ISSN : 1858-3709

1 Basal

3.4425

0.7666

0.6090

4.2091

4.0515

20.5583 25.8785

2 Equatorial

2.9426

1.4390

1.1829

4.3816

4.1255

17.7971 21.6502

3 Apical

4.2146

1.8208

1.5254

6.0354

5.7400

016.2236

1 Basal

2.9506

1.1284

0.8986

4.0790

3.8492

Basal
Equatorial
20.3651
25.5731

2 Equatorial

3.6506

1.3779

1.1334

5.0285

4.7840

Region
17.7444 21.5723

3 Apical

4.0292

1.7332

1.4490

5.7624

5.4782

16.3974 19.6135

1 Basal

4.0871

1.0324

0.8272

5.1195

2 Equatorial

2.9569

1.1680

0.9496

4.1249

Gambar 5. 6 Hubungan posisi pengujian
4.9143
19.8760 24.8066
dengan kadar air
a.
Basis
basah
spikelet
3.9065
18.6986
22.9992

3 Apical

3.2314

1.6582

1.3204

4.8896

4.5518

Apical

b. Basis
kering spikelet
20.3715 25.5832
c.

Catatan : Berat cawan (Br.C)

0,2
0,0

19.3654

Basis basah tangkai

d. Basis kering tangkai
Berdasarkan

Tabel

5.6

analisa

penelitian pada spikelet tandan kosong sawit,
kadar air terbanyak terdapat pada bagian
pangkal,

sedangkan

kadar

terdapat pada bagian ujung.

air

5.2. Gaya dan Energi Potong Spesifik Tandan
Kosong Sawit
Hasil pengukuran terhadap gaya potong

terendah

Dapat diambil

spesifik

basah maupun berat kering dari sampel.
Mengingat besarnya harga perbedaan berat
masing-masing

bagian

pada

tangkai

dan

spikelet yang tidak terlalu signifikan, maka
perbedaan ini dianggap tidak mempengaruhi
gaya potong dan energi potong spesifik yang
dibutuhkan untuk mencacah tandan kosong
sawit (TKS).
Sedangkan hubungan satu sama lain
antara bagian (region) dari spikelet dan tangkai
tandan kosong sawit terhadap berat kering dan
berat basah dapat direpresentasikan dengan
Gambar. 5.6

dan

energi

potong

spesifik (EPS) dari tandan kosong sawit

kesimpulan berdasarkan berat masing-masing
bagian dari tangkai dan spikelet, baik berat

(GPS)

ditunjukkan pada Tabel 5.7, 5.8, 5.9, 5.10, 5.11,
5.12,5.13, 5.14, 5.15, 5.17, 5.18, 5.19, 5.20,
5.21, dan 5.22. Besarnya gaya potong dan
energi potong spesifik yang dimuat dalam tabeltabel tersebut merupakan harga rata-rata pada
masing masing sampel dengan kondisi sudut
mata

pisau,

pengguntingan

sudut
yang

geser

dan

sudut

berbeda-beda.

Untuk

menentukan harga gaya potong spesifik, P
yang dibutuhkan untuk memotong tandan
kosong sawit digunakan persamaan, P = F/A,
di

mana F adalah gaya potong maksimum

yang dibutuhkan dalam Newton dan A adalah
luas permukaan yang menerima gaya yang
2
diberikan oleh pisau dalam (mm ). Harga luas

penampang A, dengan idealisasi penampang
tandan kosong sawit (TKS) berbentuk bulat
lonjong

(elips)

Gambar

5.3

seperti
dapat

ditunjukkan
ditentukan

pada
dengan

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

Persamaan 5.4, A = 0,68 . w. d ; di mana (w)
adalah lebar rata-rata tandan kosong sawit

Gambar 5.7 Simbol-simbol pengukuran pada
sampel tandan kosong sawit

(diperoleh dari hasil pengukuran) dalam (mm),
dan d adalah kedalaman perpindahan mata

5.2.1 Pengaruh dari Sudut Mata Pisau

pisau (displacement) dalam (mm). Sedangkan
0,68

koefisien

dalam

merepresentasikan

persamaan

tingkat

Sudut mata pisau merupakan salah satu

ini

parameter yang sangat mempengaruhi harga

kebulatan

gaya potong dan energi potong spesifik yang

(sphericity) dari penampang tandan kosong

dibutuhkan untuk mencacah tandan kosong

sawit, sebagaimana telah dijelaskan dalam

sawit (TKS).

uraian sebelumnya. Cara pengujian terhadap

Pada

sampel spikelet dan tangkai tandan kosong

5.7

dan

Tabel

5.8

ditunjukkan data dan analisa hasil penelitian,

sawit seperti Gambar 5.7.

yang menunjukkan pengaruh yang ditimbulkan
oleh sudut mata pisau terhadap gaya potong

d
w

w

Tabel

w

w

w

dan energi potong untuk tiga variasi sudut mata

s1

s

s

pisau yang digunakan yaitu, 250 , 300 dan 350.

Tabel 5.7 Pengaruh sudut mata pisau terhadap gaya dan energi potong spesifik pada tangkai tandan
kosong sawit
F
No ANE ANO SA
1
2
3

0

0

25

0

0

0

0

0

0

0

0

0

35

s1

s2

s3

0

w1

mm mm mm mm

w2

w3

d

GPS

A
2

EPS

2

N/cm

Nm/cm

2

mm

mm

mm

mm

mm

55

259,6

152,0

69,67

9,0

1558,0

38,511

0,3466

800 400 305 220 155

259,2

187,0

131,75

10

1728,3

46,287

0,4629

950 300 205 120

259,6

152,0

69,67

7

1211,8

78,397

0.5488

600 300 205 120

0

0

30

N

0

l

55

Tabel 5.8 Pengaruh sudut mata pisau terhadap gaya dan energi potong spesifik pada spikelet tandan
kosong sawit
F
No ANE ANO SA
0

0

30

0

0

35

0

1

25

2
3

s1

s2

s3

w1

w2

w3

d

GPS

A
2

Eps
2

2

Nm/cm
1,804

N/cm

mm

mm

mm mm mm mm mm mm

mm

0

550 110

40

35

35

6,36 8,18 5,45 8,0

407,3 135,04

0

650 135

50

40

45

8,52 8,22 5,11 7,0

459,8 141,38 0,9897

0

900 125

50

50

25

8,00 5,23 4,00 9,0

612,0 147,05 1,3235

0

0

0

0

0

0

N

l

yang

adalah 0,3466 Nm/cm2 yaitu pada sudut mata

ditunjukkan pada Tabel 5.7 dan Tabel 5.8 untuk

pisau 250. Sedangkan pada spikelet, gaya

tiga

potong spesifik terkecil adalah 135,045 N/cm2,

Berdasarkan

variasi

mempergunakan

data

-

data

pemotongan

dengan

tiga variasi sudut mata

potong diketahui bahwa pada tangkai, gaya
2

sedangkan

energi

potong

spesifik

terkecil

2

adalah 1,0804 Nm/cm yaitu pada sudut mata

potong spesifik terkecil adalah 38,51 N/cm ,

pisau 250. Sedangkan berdasarkan penelitian

sedangkan

yang telah dilakukan oleh (Hadi dan Zoehadi,

energi

potong

spesifik

terkecil

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

1993) terhadap tandan buah segar (TBS)

200 , 250, 300, 350 dan 400 ditunjukkan pada

didapat GPS dan EPS pada range sudut 150,

Tabel 5.9.

Tabel 5.9 Pengaruh sudut mata pisau terhadap gaya potong dan energi potong spesifik pada tandan
buah segar (TBS) dan tandan kosong sawit.
Tangkai
.Sudut
Mata Pisau

TBS
EPS

TKS
GPS

2

Spikelet

2

N/cm

EPS

TBS
GPS

Nm/cm

2

2

N/cm

EPS

TKS
GPS

Nm/cm

2

EPS

2

Derjat

Nm/cm

N/cm

15

0.55

90

2.75

310

20

0.60

80

1.90

260

Nm/cm

GPS
2

2

N/cm

25

0.70

70

0.35

38.51

2.70

340

1.08

135

30

1.35

140

0.46

46.29

3.85

450

0.99

141

35

1.25

130

0.55

78.40

3.20

380

1.32

147

40

1.55

155

4.50

465

Gaya potong dan energi potong spesifik

% dan energi potong spesifik yang dibutuhkan

mempunyai harga minimum pada sudut mata

spikelet tandan buah segar rata – rata lebih

0

pisau 20 . Pada tangkai tandan buah segar

tinggi 59,2 %.

Adanya perbedaan harga –

2

harga gaya potong terendah adalah 80 N/cm

harga gaya potong spesifik dan energi potong

dan energi potong spesifik terkecil adalah 0,60

spesifik antara tandan buah segar dan tandan

2

Nm/cm . Sebaliknya gaya potong dan energi

kosong sawit, disebabkan tandan buah segar

0

(TBS) masih menyatu dengan batang sehingga

potong spesifik yang tertinggi pada sudut 40
2

2

yaitu 155 N/cm dan 1,55 Nm/cm . Pada spikelet

kandungan air dan serat – serat

tandan buah segar, gaya potong terendah

tandan dan tangkai masih dalam kondisi segar

2

adalah 260 N/cm dan energi potong spesifik

penyusun

dan kuat.

2

terkecil adalah 1,90 Nm/cm . Sedangkan gaya

Secara grafis, pengaruh dari sudut

potong dan energi potong spesifik yang tertinggi

mata pisau terhadap gaya dan energi spesifik

0

pada sudut 40 yaitu

2

465 N/cm dan 4,50

2

Nm/cm .

yang dibutuhkan untuk pemotongan tandan
kosong sawit ditunjukkan pada Gambar 4.8.

Bila dibandingkan antara gaya potong

150,
140,

dan energi potong spesifik terendah yang
dibutuhkan pada tandan kosong sawit dengan

120,

tandan buah segar (TBS), gaya potong spesifik

100,

Selanjutnya

gaya

potong

spesifik

yang

dibutuhkan pada spikelet tandan buah segar
rata – rata lebih tinggi 57,8%. Kemudin energi
potong spesifik yang dibutuhkan

10

90,
80,

8

70,
60,

6

50,
40,

4

30,
20,

2

10,
0,

tandan buah segar rata – rata lebih tinggi 62,5

0

2

tangkai

3

3

Sudut Mata Pisau
GPS
EPS

EPS

GPS

EPS

segar rata – rata lebih tinggi 51,86 %.

12

110,
.GPS (Nm/cm2)

yang dibutuhkan pada tangkai tandan buah

14

130

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

Secara grafis, hubungan antara sudut

lama untuk beroperasi di bawah pengaruh

mata pisau dengan gaya potong spesifik dan

tandan kosong sawit. Sebaliknya, dengan sudut

energi potong spesifik tanadan buah segar

mata

(TBS) dan kosong sawit ditunjukkan pada

direkomendasikan akan membutuhkan gaya

Gambar 5.9.

dan energi potong spesifik yang lebih besar.

pisau yang

lebih

besar

dari

yang

Konsekuensinya dibutuhkan daya yang besar,
500

5.00

450

4.50

400

4.00

350

3.50

300

3.00

250

2.50

200

2.00

150

1.50

100

1.00

50

0.50

0

VI.KESIMPULAN DAN SARAN
EPS (Nm/cm2)

GPS (N/cm2)

sehingga biaya akan lebih besar.

5

10

15

20

25

30

35

40

1. Gaya potong maksimal pada pemotongan
tangkai

tandan

sebesar

0.00
0

6.1. Kesimpulan
kosong

sawit
2

78,397

didapat
dengan

N/cm

45

menggunakan

Sudut Mata Pisau

GPS-TBS Tangkai

GPS-TKS Tangkai

GPS-TBS Spikelet

EPS-TKS Spikelet

GPS-TKS Spikelet

EPS-TBS Tangkai

EPS-TKS Tangkai

EPS-TBS Spikelet

sudut

mata

pisau

35,

terlihat bahwa gaya potong terkcil untuk
tangkai tandan kosong sawit terletak pada
sudut mata pisau 25 sebsar 38,511 N/cm2,

Gambar 5.9 Pengaruh dari sudut mata pisau
terhadap gaya potong dan energi potong
spesifik pada tandan buah segar (TBS) dan
tandan kosong
sawit

gaya potong spesifik dan energi potong
spesifik akan menajdi kecil dan besar pada
kedua sudut mata pisau tersebut, dengan

.
Berdasarkan

hasil

penelitian

ini,

maka

direkomendasikan untuk menggunakan jenis
mata pisau dengan sudut mata pisau 250.
Sedangkan

berdasarkan

penelitian

yang

pernah dilakukan oleh (Hadi dan Zoehadi,
1993)

sehingga juga mempengaruhi terhadap

terhadap tandan buah segar (TBS),

lebar

pemotongan

yang ebrbeda-beda,

dengan memperkecil sudut mata pisau
dapat menghemat 40,8% gaya potong.
Untuk pemotongan spikelet dengan cara
yang sama variansi sudut mata pisau
didapat gaya potong terkecil pada sudut

gaya dan energi potong spesifik mempunyai

25 sebsar 135 N/cm2, dan yang terbesar

harga minimum pada sudut mata potong (ANE)

sudut

200. Seperti halnya pada tandan buah segar,

sedangkan gaya potong spesifik dan energi

berdasarkan

potong spesifik juga mempengaruhi oleh

kosong

hasil

sawit,

penelitian

sebenarnya

pada

tandan

tidaklah

ada

kedua

35

sebsar

sudut

147,059

mata
sudut

pisau,

dengan

perbedaan yang terlalu signifikan terhadap

memperkecil

gaya dan energi potong spesifik baik pada

menghemat 12%. Gaya potong tangkai

pisau potong dengan sudut mata potong 250,

tandan kosong sawit dapat dikurangi 48%

300 maupun 350. Dengan harga sudut mata

dari gaya potong spesifik yang spikelet.

pisau yang lebih rendah, akan diperoleh gaya

Perbedaan gaya potong danenergi potong

dan energi potong spesifik yang lebih rendah,

spesifik ayng dibutuhkan untuk memotong

akan tetapi sangat terkendala pada umur pisau

tandan

di mana diperkirakan akan tidak tahan terlalu

dibandingkan

kosong

mata

N/cm2,

sawit

untuk

pisau

lebih

dapat

kecil

memotong

jika

tandan

Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006

ISSN : 1858-3709

kosong sawit lebih kecil jika dibadingkan

2. Memberikan penyuluhan yang elbih intensif

dengan gaya dan energi potong spesifik

tentang pentingnya memanfaatkan limbah

yang dibutuhkan untuk memotong tandan

tandan kosong saw