ERJrAJI.rAINOEP>Secure Site repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789... · 2015. 9. 3. · Situgadung Tromol Pos 2, Serpong 15310, Tangerang - Banten Telp, : 021-70936787,

ERJrAJI.rAINOEP> memuathasil penelitian dan pereJtayasaan di bidang:

,ItUrit~hPertanian;

, ,,', , ' .' Pertanian;4.Tefmih PascaPanenck:an~ahan Hasil Pertanian, dan5. Sistern Manajemen Ketetmihan Pertanian.

Tim Penyunting

4. Dr.lr. Trip Alihamsyah, MoSc. (Te~ni~ Tanah dan Air/Soil and Water Engineering:

: 1. Dr. Raffi Paramawati (Te~nologi Pangan/Food Technology)2. Ir. Koes Sulistiadji, MS. (J<ete~nihan PertanianJ Agricultural Engineering)3. Ir. Supriyanto, MoSi. (Te~nologi Pasca Panen/Post Harvest Technology)4. Ir. V. Rino Hermawanto, MS. (Budidllya Petanian/Agronomist)5. Dr. Suparlan, M.Agr. (Te~ni~ Pengolahan Hasil Pertanian/Agricultural Process

Engineering)6. Dr. Abi Prabowo. MS. (Te~ni~ Tanah dan Air/Soil and Water Engineering)7. Dr. Teguh Wihan Widocfo, MoSc. (Energi dan Ling~unganPertanian/Energy and

Agricultural Enviroment);

: Kepala Balol Besar Pengembangan Mehanisasi Pertanian(Director of Indonesian Center for Agricultural Engineering Research and DeveloprmICAERD)

: 1. Prof. Dr.lr. Ridwan Thahir (Te~nologi Pasca Panen/Post HarvestTechnology)2. Prof. Dr. Bambang Prastowo (J<etetmihan Pertanian/Agricultural Engineering)3. Dr. Lili~ Sutiarso (J<ete~nihan Pertanian/Agricultural Engineering)

: Balai Besar Pengembangan Me~anisasiPertanian (ICEARD)Po Box2. Serpong15310,Tangerang, Bonten-IndonesiaTelepon (Telephone) : (+62) 5376580,5376787,70936787Fax (Fax) : (+62) 5376784,70936784Website (Home Page) :http://www.mehanisasi.litbang.deptan.go.idE-mail: bbpme~an.litbang.deptan.go.id

[email protected]

: 1. Ir. Cici~ Sriyanto2. Ir. Prasetyo Nugroho3. Ir. Agung Santosa4. Tri Sa~sono, SP.5. Sri Utami, SE.

nting (Editoring Board)

,SeIamatmembaca dan sernoga bermanfaat.

Alamat (Address)

'Reda~i Pela~na (Managing Editor)

Poda edisl hali ini JEP memuat enam judul penelitian/perehayasaan, yang terdiri dari: tiga judul dari aspe~ Alat dan MfPertanion (Modifihasi alat tanam bibit padi manual tipe dua boris model china, modifihasi dan uji mnerja alot pengupas INlit

·-t.c:IeIafORBAPAS; Desaln dan uji I?inerja Iaboratorium unit pengang~serasah tebu pada mesin pencacah serasah tebu); duo judari aspe~energi dan IinglNngan pertanian (pengujian unit pengering ERK - Hybrid untu~padi hapasltas 5 Ton dan Simulasl distritsuhu dan poIa aliran udara rumah tanaman type busur termodifihasi rnenggunahan computational fluid dinamics); satu juduI c

, ....,........... telmih pa$(CJ panen dan pengolahan hasli pertanian (J<ajian proses pengeringan gabah dengan perang~analisis EIMrgi);:~~~:;;;';';;i!:"""<'")~.;~'i~:~,".;

"~eda~i masih menontihan portisipasi para peneliti dan pere~ayaso untu~ menyumbanghan tulison h­penelitJan/perehayasaan primer dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris, yang belum pemah dimuat dalam media publitlain.

'j.;jJ"'>·f~;":.S:A,';:,,

'.Jt~rbithan secara teratur dua volume setiap tahunnya pada bulan April dan O~oberoleh Balai Besar Pengembangan Mehani:'" ," hnian, Bodan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, lsi dari JEP dapat di~utipdengan menyebut~ansumbemya.

Daftar lsiContents

ISSN 1693 - 2900

NO. 1401A~red-L1PI/P2MBI/03/2009

Jurnal Enjiniring PertanianJournal of Agdcultural Engineering

Volume IX, Nomor: 2, Ol:ltober 2011

1 Modifikasi Alat Tanam Bibit Padi Manual Tipe Dua Baris Model China(Modification of Manual Transplanter Two Rows Type China Model)

D.A. Budiman dan Koes Sufistiadji 57 -72

2 Modifikasi dan Uji Kinerja Alat Pengupas Kulit Ari Kedelai (ORBAPAS)(Modification and The Performance Test of Soybean Dehuller Orbapas)

Gatot S. A. Fatah, Ahmad Fanani, Musthofa Lutfi, Wahyunanto A. Nugroho 73 - 80

3 Pengujian Unit Pengering Erk-Hybrid untuk Padi Kapasitas 5 Ton(Testing of GHE-Hybrid Dryer for Paddy Capacity 5 Ton / Bath)

Harsono, Puji Widodo, Uning Budiharti dan FX. Tri Mufyantara 81 - 92

4 Simulasi Distribusi Suhu dan Pola Aliran Udara Rumah Tanaman Tipe Busur TermodifikasiMeng9unakan Computational Fluid Dynamics(Simulation of Temperature Distribution and Airflow Pattern on A Modified Arch GreenhouseUsing Computational Fluid Dynamics)

Titin Nuryawati, Herry Suhardiyanto, Hannanto, dan YuH Suharnoto 93 - 102

5 Kajian Proses Pengeringan Gabah dengan Perangkat Analisis Eksergi(Assesment for Drying Process of Paddy Using Exergy Analysis)

Rosmeika, Teguh W. Widodo, Ana Nurhasanah, dan Harmanto 103 - 110

6 Desain dan Uji Kinerja Laboratorium Unit Pengangkat Serasah Tebu pada MesinPencacah Serasah Tebu(Trash Chopping Machine: Design and Performancetesting Laboratory of Sugarcane TrashGathering-Conveying Unit)

Joko Wiyono, Wawan Hennawan, dan Radite P.A. Setiawan 111 - 120

DESAIN DAN UJI KINERJA LABORATORIUM UNIT PENGANGKAT SERASAH TEBUPADA MESIN PENCACAH SERASAH TEBU

(TRASH CHOPPING MACHINE: DESIGN AND PERFORMANCETESTING LABORATORY OFSUGARCANE TRASH GATHERING·CONVEYING UNIT)

Joko Wiyono1), Wawan Hermawan21, dan Radite P,A, Setiawan2

)

IIBaiai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian, SerpongSitugadung Tromol Pos 2, Serpong 15310, Tangerang - Banten

Telp, : 021- 70936787, Fax, : 021 - 71695497Email: [email protected]

')Oepartemen Teknik Mesin dan Biosistem FATETA IPBKampus Darmaga IPB, Bogar

Diterima : ,3 September 2011; Disetujui : 11 Oktober 2011

ABSTRAK

Penanganan limbah tebu (serasah) salama ini melalui pembakaran tidak membantu kesuburan tanah.Diperlukan mesin pengumpul dan pencacah serasah tabu. Tujuan dari perekayasaan adalah untukmerancangbangun mesin pengangkat serasah tabu. Mesin pengumpul dan pencacah tumpukan serasah tebumerupakan bagian dari mesin pencacah serasah biomass tabu. Rancangan unit pengangkat serasah terdiri atasbagian penarik dan penyalur. Pertimbangan disain mesin berdasarkan data ciri fisik tumpukan serasah dan kondisilahan. Rata-rata kerapatan isi serasah tebu di lahan adalah 7,71 kg/m 3

, rata-rata tekanan pemadatan tumpukanserasah dari ketebalan 40 em ke 30 em adalah 50,65 N/m' dan pemadatan tumpukan serasah dari ketebalan 27 emke 8 em adalah 1.166,60 N/m'. Unit pengangkat serasah tebu terdiri atas komponen silinder penarik, komponenpenyalur, komponen cover, rangka dan komponen transmisL Pengujian dilakukan di Laboratorium Teknik MesinBUdidaya Pertanian IPB dengan sampel serasah dari kebun PG Subang. Pengujian dilakukan dalam 6 variasi tingkatpenarikan (raking index: 1,2,3,4,5 dan 6) dan 3 variasi tingkat penyaluran (conveying index: 1, 1,14 dan 1,20).Dalam pengujian, kerapatan isi serasah tebu dikondisikan 8 kg/m 3 dan kecepatan pengumpanan serasah tebuadalah 0,3 m/s. HasH pengujian menunjukan bahwa sHinder penarik dan konveyor dapal bekerja dengan baik.Kapasilas kerja unit pengangkat serasah lebu adalah 1.964,76-2.101,25 kg/jam. Rata-rata kebutuhan daya pemutarsilinder penarik adalah 18 Watt. Rata-rata kebutuhan daya penyaluran (konveyor) adalah 98 Watt. Rata-ratakebutuhan daya pengangkatan serasah tebu adalah 116 Walt. Persentase serasah tertinggal di silinder penarikberkisar 1,5-3,7% dan 3,13-9,20% pada konveyor.

Kata kunci : Serasah tebu, silinder penarik, konveyor, daya, kinerja

ABSTRACT

Sugarcane trash burning is very common handling in land to decrease fertility of the soil. In order to collect thetrash, therefore. gathering-conveying machine are needed. The objective of this research was to design a machinefor gathering-conveying of sugarcane trash. A machine for gathering and chopping the piles of sugarcane trash onthe field after harvesting is being designed. As a part of the machine, a gathering-conveying unit was designed.Important data inclUding condition and characteristics of leaves piles were collected as a basic requirement designingthe unit. The average bulk densily of trash on Ihe field was 7.71 kg/m3

, the average pressure to compress the pilesthickness from 40 cm to 30 cm was 50.65 N/m', and the pressure to compress thickness the trash from 27 cm to 8cm was 1,166.60 Nlm2

. The unit its are consists of a gathering reel, a pair of conveyors, cover-frame and powertransmission components. The prototype was tested to measure its working performance and its power requirementof each component. Raking level was varied into 6 levels (raking index: 1, 2,3, 4, 5 and 6), and conveying level wasvaried into 3 levels (conveying index: 1, 1.14 and 1.20) for the experiment. Sugarcane trash having 8 kg/m3 in bulkdensity and 40 cm in height were used and feed to the unit at feeding velocity of 0.3 mis, for the experiments. Theexperimental result showed that the gathering reel and the conveyors could work properly. The working capacity ofthe unit was 1,964.76-2,101.25 kg/hour. Average rotating power of the reel was 18 Watt, and average rotatingpower of/he conveyor was 98 Watt. After processing 8 kg Irash, there was around 1.5-3.7% of trash trapped on Ihereel, and around 3.13-9.20% of/rash trapped on the conveyor.

Key words: Sugarcane trash, reel index, conveyor index, power, performance

Vol. IX, No.2, Oktober 2011 ~ 111

PENDAHULUAN

Tebu merupakan tanaman utama industrigula di Indonesia. Pada tahun 1930-an Jawapernah sebagai exportir gula terbesar di dunia,namun saat ini kita selalu kekurangan gula.Gula merupakan komoditi strategis setelah BBMdan beras, masih memiliki ketergantunganterhadap impor walaupun sejak tahun 2004 luaslahan perkebunan tebu telah meningkat dari335 ribu hektar menjadi lebih dari 400 ribuhektar pada tahun 2007 (Ditjenbun 2007).

Hasil panen tanaman tebu berupa batangtebu yang diolah lebih lanjut menjadi gula danbiomassa serasah tebu yang merupakan produksampingan. Serasah tebu hasil tebanganberupa pucuk, batang, sisa daun, dongke/an,sago/an dan akar. Serasah hasil tebangan dilahan tebu dapat mencapai 20-25 ton/ha(Toharisman 1991). Patens; biomassa dariserasah tebu di Indonesia dapat mencapai 8juta ton setiap musim panen dengan luas kebun400 ribu hektar (Suastawa et at. 2009).

Penanganan serasah tebu selama inimelalui pembakaran sebelum penyiapan lahanptant cane atau pekerjaan pemeliharaantanaman ratun. Anonymous (2000) mengatakanmembakar serasah tebu sebelum panen akandapat meniadakan 50% dari sampahnya. Caraini tidak berkontribusi apapun terhadap produksigula, namun dengan membiarkan daun tebu dilahan setelah panen dapat meningkatkanproduktivitas tebu, karena mampumeningkatkan kesuburan tanah dan karbondalam tanah (Tan 1995; Suastawa el at. 2009).Meier et at. (2006) mengatakan bahwa residutanaman tebu (sampah) memiliki potensimensuplai nitrogen (N) ke tanaman apabilamereka dikembalikan ke permukaan tanahsetelah panen. Sementara itu Turner et at.(2004) mengatakan bahwa serasah tebu dapatmenjadi penyelamat bagi lahan kebun yangberesiko tinggi erosi pada waktu lase ratun.

Mengingat luasnya areal kebun tebu,kegiatan pencacahan dan pembenamanserasah ke dalam tanah hanya mungkindilakukan dengan mekanisasi. Kegiatanmekanisasi ini hanya bisa dilakukan apabila adamesin pengangkat, pencacah dan pembenamserasah (Suastawa et at. 2009). Spesifikasimesin juga harus memenuhi kebutuhan dankondisi budidaya tebu di Indonesia. MenurutUllman (1992) alasan penerapan perancanganadalah karena adanya kebutuhan akan produkbaru, elektifitas biaya, dan kebutuhan akanproduk yang berkualitas tinggi. Mengingat belumtersedianya alat maupun mesin pengangkat,

112 .... Vol. IX, No.2, Oktober 2011

rium Unit Pen9angkal.. ...

pencacah dan pembenam serasah, maka perlupendekatan rancangbangun mekanisme yangada di lapangan. Srivastava (1993) menyatakandalam mesin pemanen pakan ternak ada 2 tipemekanisme dalam mengambillpengumpul pakanternak yaitu tipe roda silinder yang dilengkapidengan pegas dan yang satunya dengan tipekonveyor. Konveyor aliran massa adalah sududari berbagai bentuk berdempetan pada jarakyang sama dan ditempatkan di sepanjang dasarkerangka mesin (Srivastava, 1993).

Pada mesin pemanen biji-bijian,pengaturan kecepatan linier reel (pengambil danpengumpan) sangat menentukan dalammeminirnalkan kehilangan bahan pertanian padasaat pengambilan dan perontokan, Wilkinsondan Braumbeck (1977) merekomendasikanbahwa kecepatan linier reet sebaiknya diatur25% - 50% lebih cepat daripada kecepatan majudari mesin pemanennya (combine), atau dengankata lain, bahwa reel index diatur antara 1,25 ­1,5. Sangwijit dan Chinsuwan (2010)menggunakan variasi reel index antara 1,38­4,46 untuk memprediksi kehilangan pada axialflow rice combine. Hasil prediksi kehilanganadalah 1,26% -12,96%.

Penelitian ini bertujuan untukmengidentifikasi hubungan antara kondisi lahantebu dan karakteristik fisik serasah tebu,sebagai dasar perancangan unit pengangkatserasah tebu sekaligus mengkaji kinerjanya.

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapatmenghasilkan sebuah prototipe unit pengangkatserasah tebu untuk mendukung penanganansampah kebun tebu menjadi pupuk organik danmengurangi pengaruh negatif terhadappembakaran serasah tebu di lahan.

METODE PENELITIAN

Waklu dan Tempal

Penelitian dilakukan pada bulanDesember 2010 sampai dengan April 2011.Tempat perancangan dan pengujian prototipedilakukan di Laboratorium Teknik MesinBudidaya Pertanian IPB. Pembuatan prototipedilaksanakan di Bengkel Departemen TeknikMesin dan Biosistem IPB. Pengambilan datakondisi lahan dan serasah di kebun tebu PGSubang.

AlaI dan Bahan

Alat yang digunakan dalam pabrikasimeliputi: mesin bubut, mesin bar, mesin gerinda

dan las listrik. Alat ukur yang digunakan dalampengujian adalah tachometer digital (KrisbowKW06-303), bridge box (Kyowa, DB -120),handy strain meter (Kyowa, UCAM-1 A), digitalmultimeter (Masda, DT830B), dynamic strainamptifier (DPM 601A), stop watch, komputer,timbangan analog, timbangan digital (Libror EC­600), oven (Memert D 06059 Model 300),torque transducer (Kyowa, 50 kgf), clamp meter(Kyoritsu), datataker DT 500 dan kamera digital.

Bahan konstruksi yang digunakan dalampenelitian meliputi; besi plat 5 mm, besi siku 40x 40 mm, besi poros 025 mm dan 032 mm,rantai dan sprocket RS 60, pillow block, pipabesi, besi kanal, besi silinder 0 9 mm, Bahan ujiyang digunakan adalah prototipe unitpengangkat dan serasah tebu.

Tahapan Penelilian

anal isis masalah, analisis desain, pembuatanprototipe, pengujian fungsional, pengujiankinerja dan analisa data, Diagram blokpenelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

Skema rancangan unit mesinpengangkat serasah dapat dilihat pada Gambar2. Mekanisme kerja dari bag ian mesin ini adalaha) silinder penarik yang berada di bag ian palingdepan dari mesin akan berputar untuk menariktumpukan serasah di lahan, b) proses penarikandilakukan oleh mekanisme perputaran empatbatang hubung, c) serasah tebu dilemparkan kerumah penyalur dan dialirkan menuju bagianpengumpan penjepit pada unit pencacah.

Selama proses penyaluran ini, serasahakan ditekan sehingga semakin padat danmemiliki ketebalan yang sesuai agar bisamasuk ke dalam silinder penjepit pengumpanpada unit pencacah.

Penelitian dilaksanakan sesuai kaidahperekayasaan dimulai identifikasi masalah,

[ Mulai I 1 Identifikasi kondisi serasah tebu dan lahan setelah panen tebu

I I-------------------1

'",,Analisis desain dan pembuatan ~ Pengukuran karakteristik serasah lebu dan profil guludan pada lahan

gambar teknik,,,

I ,,Pembuafun prolotipe ,

-+-. .1Pengujian fungsionalI Modifikasi,

Tidak,,baik

--------------------,

Pengujian kinerja di laboratorium( kecepatan maju pengumpan 0.3 m/s dan kerapatan isi serasah lebu 8 kg/m3

)

• + J.

Pengukuran katibfasi torsi (kg,m)- Pengukuran torsi dengan berbagai Pengukuran torsi denganregangan (~E) dan pengukuran variasi kecepatan putar poras berbagai variasi kecepatan putar

kalibrasi regangan {~()--tegangan konveyor (58, 66, 70 rpm) reel penarik(V)(8, 15, 23, 30, 40, 45 rpm)

4Penimbangan serasah lebu

-1 Itertinggal di bagian reef penarikAnalisa data Selesai

dan konveyor

r,,,,,,,,,,,,,,I,

i

I

Gambar 1. 'Slck diagram penelitian

Vol. IX, No.2, Oktober 2011 ~ 113

afn an 'i ine a a"fioratorium Unit Pengangkat... ..

Empnt ballong_____ hubung

f---

(

(

I"1,,1 pUn{J"r"h SO""",,,

Gambar 2. Skema rancangan unit pengangkat serasah tebu

Metode Pengujian

Pengujian stas;oner dilakukan diLaboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertan;anIPB. Unit pengangkat serasah tebu diletakkanpada rangka uji dengan kelinggian bag iandepan 15 cm di atas lantai, Papan pengumpandigerakan maju dan meluncur dibawah unitpengangkat serasah, Kondisi pengujian secaralengkap dapat dilihat pada Lampiran 1.

Bahan uji (serasah tebu) ditimbang 8 kgdan diietakkan pada papan luncur denganpanjang 4 m, lebar 0,6 m dan tinggi pembatas0,4 m. Kecepatan pengumpanan serasahadalah 0,3 midI. Variasi kecepatan putar reelpenarik adalah 8 rpm, 15 rpm, 23 rpm, 30 rpm,40 rpm dan 45 rpm. Variasi kecepatan putarporas konveyor adalah 58 rpm, 66 rpm dan 70rpm. Waktu pengumpanan serasah tebu adalah13 detik. Prototipe unit pengangkat dikondisikanbersih dari serasah pada saat sebelumpengujian. Tujuannya adalah untuk mengetahuipersentase serasah tertinggal di bagian reelpenarik dan konveyor setelah alat ujidioperasikan.

menggunakan instrumen digital clamp meterdan kamera digital,

Data hasil pengukuran diolahmenggunakan perangkat lunak Microsoft excelagar diperaleh grafik torsi pengambilan danpenyaluran bahan serasah. Pengolahan datahasil pengukuran dengan cara mencari nilairata-rata pengambilan dan penyaluran sebelumdan setelah pembeban. Nilai tegangan tersebutdikonversi ke nilai regangan denganmemasukan hasil kalibrasi strain-tegangan(~EN), kemudian dikonversi ke nilai torsidengan memasukkan hasil kalibrasi strain-torsi(N m/~E), Nilai lorsi dikonversi ke nilai dayadengan Persamaan (1).

Nilai arus listrik dan tegangan listrik hasilpengukuran dikonversi ke nilai daya denganPersamaan (2). Nilai daya dikonversi ke nilaitorsi dengan Persamaan (1). Daya aktualpenarikan merupakan selis;h antara dayapembebanan serasah dengan daya untukmenggerakan motor listrik itu sendiri.

Persamaan untuk konversi ke nilai torsi ke nilaidaya:

Perekaman dan Pengolahan Data l"rP" = TZ",-'" """"",,",",," '""" " , (1)

Persamaan konversi nilai tegangan aruslistrik ke nilai daya:

dimana:P = Daya (watt)T = Torsi (N m)N = Kecepatan putar (rpm)

Data pengukuran terdiri dar; 2 jenis yaitu :data a) legangan pada 1 titik transducer torsiyang diletakan pada poras konveyor; dan b)data arus listrik (A) pada kabel listrik yangterhubung dengan motor listrik penggerak porasreel penarik. Tegangan listr;k (V) juga diukurpada saat pengujian. Data legangan pada poraskonveyor direkam menggunakan instrumen datataker DT 500. Perekaman data arus listrik (A)

114 .... Vol. IX, No.2, Oktober 2011

F=\' xl X CtJ5Q ''',,''',,'''''''' (2)

-N>.>,-.yord!Jlb<b.._k""w}'orlo.pW1>al

"

o I ::: ) ~ 5 6 7 8 9 10 II I: 13 l.l IS 16 17

WaklulMtlkl

peningkatan torsi terlebih dahulu dibandingkanbagian konveyor. Pada selang waktu percobaan3 sampai 7 detik, mulai terjadi peningkatantegangan secara perlahan pada konveyor. Haltersebut terjadi akibat dari mulai masuknyaserasah tebu di ruang penyalur meskipun barusedikit. Pada selang waktu percobaan 3 sampai6 detik arus listrik pada reel penarik mengalamiIluktuatil sebesar 3,3 sampai 3,5 ampere. Haltersebut menunjukkan bahwa reel penarikmengalami puncak torsi penarikan. Pada selangwaktu percobaan 7 sampai 13 detik, teganganpada poros konveyor mulai meningkat signifikandari 129.027 mV menjadi 1.310,84 mV.

Peningkatan tersebut akibat serasah tebumulai memenuhi ruang penyalur dan terjadipengepresan serasah tebu. Pada selang waktuyang sama, arus listrik pada poras pemutar reelpenarik menurun kembali menjadi 3,2 A samadengan nilai rata-rata arus listrik jika untukmenggerakkan motor listrik itu sendiri.

Pola torsi penyaluran hasil pengukuranditunjukkan seperti Gambar 4. Nilai rata-ratatorsi penyaluran adalah 18,33 N m. Pola torsipenarikan hasil pengukuran ditunjukkan sepertiGambar 5. Pola torsi aktual penarikan serasaholeh reel penarik ditunjukkan pada Gambar 6.Nilai rata-rata torsi aktual penarikan serasaholeh reel penarik adalah 4,08 N m.

Gambar 4. Pola torsi penyaluran pada percobaan 6645

3.4~

3.3~~

"

1 2 3 4 5 6 7 8 9 W 11 U n w ~ ~

"00

dimana:P = Daya (watt)V = Voltase (V)I = Arus yang terukur (A)Cos Q = laktor daya

"00

Pada saat penarikan dan penyaluranserasah tebu akan terjadi perubahan torsi padaporas pemutar reel penarik dan dan sudukonveyor sebagai akibat gaya reaksi yangdiberikan serasah tebu terhadap sudu penarikdan sudu konveyor. Perubahan torsi ini akanmenyebabkan terjadinya perubahan reganganpada poras yang terpantau melalui instrumentransducer torsi terpasang pada poraskonveyor. Perubahan regangan diubah menjadisinyal listrik, kemudian diolah brigde box sinyaltersebut diteruskan ke strain amplifier sebagaipenguat sinyal. Sinyal dikonversi dalam bentukdata digital oleh instrument analog to digitalconverter (ADe) DT 500. Data yang direkamdapat diperagakan dan disimpan menggunakanseperangkat komputer. Perubahan reganganpada poros pemutar reel penarik diukur melaluipengamatan perubahan arus listrik pada motorlistrik penggerak reel penarik. Pengamatan hasilukuran menggunakan digital clamp meter padaperekaman dengan kamera.

Pengujian Torsi Penarikan dan PenyaluranSerasah Tebu

HASIL DAN PEMBAHASAN

''''''

Gambar 3. Pola tegangan dan arus listrik hasil pengukuranpada perlakuan kecepatan putar konveyor 66rpm dan kecepatan put8r reef penarik 45 rpm

Pola tegangan dan arus listrik hasilpengukuran pada percobaan 6645 ditunjukanpada Gambar 3. Pada selang waktu percobaano sampai 3 detik belum terjadi peningkatantegangan pada konveyor. Peningkatan aruslistrik pada reel penarik mulai justru mulai terjadipada detik ke-2. Hal ini menunjukkan bahwabagian reel penarik akan mengalami

"*,"lors:il~mklU 8l131ll101:Ol Iistrilo:me.tauuakao reel pmariI.:~1

"'"",..-....IQmfontl-m-.$aal motor Iistrik

mt~emI;J::an dirinya ftndiri

200 H--+--+-~--+--+-~--+--+-+-<--+--+-+-<

01234567891011121314151617

Wllktu (dtUkI

Gambar 5. Pola torsi penarikan pada percobaan 6645

Vol. IX, No.2, Oktober 2011 ~ 115

. '." " ')I;ft,'~ nerfa Laboratorium Unit Pengangkat.. ...

.+--~--~-~----

(a) Kecepatan putar konveyor 58 rpmPada percobaan 6645 terjadi nilai torsiawal lebih tinggi dari torsi tanpa beban. Haltersebut dapat terjadi akibat pada saat awalpengoperasian. sudut reef penarik sudahmenyentuh serasah tebu. Pada percobaankecepatan putar konveyor 66 rpm denganvariasi kecepatan putar reel penarik 8 rpm, 15rpm. 23 rpm, 30 rpm dan 40 rpm nilai torsi awalsama dengan nilai torsi awal tanpa beban.

30 '

,..no

i 100...i :! 40

"

~Y.Ul"".U'08 •

.'·0.'3S •

x TM'op.~

• hllM

V_O.G91Jl_l.l41It'.o..699

::( )( )()( x x

Gambar 5. Pola torsi aktual penarikan serasah olehreef penarik pada percobaan 6.645

6 1 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1114' ]

_ no ~i ,..

i :jxT.....~...

• .......E .. j X X

.x)(

";C

.., .. Q..HGx .. 20.$'

2: ] .·.O.8U

• " " " " so

(b) Kecepatan putar konveyor 66 rpm

terhadap

w.trtu (detn,)

'0

Analisis Daya PenyaluranKecepatan Putar Reel Penarik

Hasil analisa menunjukkan bahwakebutuhan daya penyaluran di konveyormeningkat, jika kecepatan putar reel penarikditingkatkan (Gambar 7). Peningkatankecepatan putar reel penarik menyebabkanserasah tebu yang ditarik semakin besar. Hal iniberpengaruh terhadap peningkatan kebutuhandaya penyaluran (konveyor ). Pada kecepatanputar konveyor 58 rpm (Gambar 7a) danputaran reel penarik 8 rpm diperoleh nilai dayaminimum sebesar 77 watt, sedangkan padakecepatan reel 45 rpm terjadi daya maksimum122 watt. Pada percobaan kecepatan putarkonveyor 66 rpm (Gambar 7b) dan putaran reelpenarik 8 rpm diperoleh nilai daya minimum 73watt, sedangkan daya maksimum 129 wattterjadi pada kecepatan reel 45 rpm. Padaperlakuan kecepatan putar konveyor 70 rpm(Gambar 7c) diperoleh daya minimum 66 wattdan daya maksimum 127 watt. Rata-rata dayapenyaluran serasah tebu adalah 98 watt,

'''1uo ~

f 100 I... ,I "1j .. jl .. iD ,

10 I.'•

~.LU."~"-s-I

tt>· ...MS

.'­.....'I' ....on.-u.900

... 0.....)()( )~ )(

..

c) Kecepatan putar poras konveyor 70 rpm

Gambar 6. Grafik hubungan daya konveyor terhadapkecepatan putar reel penarik

Analisis Daya Penarikan terhadapKecepatan Putar Paras Konveyor

Reef penarik berfungsi untuk menarikserasah tebu di lahan dan melemparkannya kebagian penyalur. Kebutuhan daya penarikandipengaruhi oleh kecepatan putar poroskonveyor yang berada di belakangnya, Gambar8 menunjukkan bahwa hubungan antarakebutuhan daya penarikan dengan variasikecepatan putar konveyor. Peningkatankecepatan konveyor dari 58 rpm ke 70 rpmmenurunkan nilai kebutuhan daya penarikanpada reel penarik. Jika kecepatan putarkonveyor naik, maka beban penarikan akandisubstitusi sebagian oleh sudu-sudu konveyor,Rata-rata daya penarikan serasah tebu padareel penarik adalah 18 watt.

116 ~ Vol. IX, No.2, Oktober 2011

yo -0.354x+ 28.75R' =0.985

pffcobaau kff~atall putar utl8 rpm~ 70

~60•~ 50

~ 40

~ 30

~ 20

~ 10 I__~_~+-=:;==,=:=:-;~~i=l 0 +

50 54 58 62 66 70 74

Kectpatan pular (lows kourryor (rpm)

PncobaaD kecepatan putar rtt/15l'pm

y= -lI.275x+ 28.61R'=0.960

50 54 58 62 66 70 74Ke<epal.1l pular poros kODveyor (rpm)

(a) Kecepatan putar reel penarik 8 rpm (b) Kecepalan putar reel penarik 15 rpm

y=-l.294x+ 108.3~R'=0863

~

Percobaall kerepatall pufar ut/30 rpm

5-l 58 62 66 70 74Kl'ft"palan putar poros konveyor (rpm)

50

o.----~-~-~-~-~

Ptl'cobaali kl'fepatan puur rul2J rpm70~=60e. <:;0",.~

c; 40

f~~1 ~116~' 10 .Q

o --'-Or'

50 54 58 6~ 66 70Kerf-patan plItar poros konnyor (rpm)

(c) Kecepatan putar reel penarik 23 rpm (d) Kecepatan putar reel penarik 30 rpm

PeI"Cobsan kecepalan pulOlr recl-tO rpm

y=-1.894x+ 150.5

~•---,-

'.Q J(I

o -

Pel"cobaan kecepa(an pular rtt/45 rpm

y~·1.l74x+94.67

R' = 0878

~<

-------~-~.~

50 54 58 62 66 -0 ~4

Kecep3tan Pll(;'u i)oros kOlin-yoI' (rpm)

(e) Kecepatan putar reel penarik 40 rpm

~o ~ 58 6~ 66 ro ~

Ktet"pa lau pUhU' poros kOll\"c,'or (rpm)

(f) Kecepatan putar reel penarik 45 rpm

Gambar 7, Grafik hubungan daya reef penarik terhadap kecepatan putar poros konveyo

Hasil Analisis Serasah Tertinggal

Grafik 9(a) menggambarkankecenderungan peningkatan serasah tertinggaldi konveyor, jika kecepatan putar pada reelpengambil ditingkatkan. Persentase serasahtertinggal di reel penarik menurun pada reelindex 1 ke 3, kemudian naik kembali sampaireel index 5 terjadi penurunan kembali.

Persentase maksimum serasah tertinggaldi reel penarik adalah 3,68% dan persentaseminimum adalah 1,56%. Grafik 9(b)menggambarkan persentase serasah tertinggaldi konveyor meningkat pada konveyor index 1kemudian menurun kembali pada nilai index1,1. Persentase maksimum serasah tertinggal dikonveyor adalah 9,52% dan persentaseminimum adalah 3,62% (Gambar 9b).

Vol. IX, No.2, Oktober 2011 ~ 117

I

(a) Persentase serasah tertinggal terhadap konveyorindex

"00

(a)

(b)

'"i m

•1110

i :::l'" ........,,_..~""~........p:..

100 -..:::!:,......~-~-­~ " ~ ~ ~

K ...,..._ ....y.,.... <ry.j

" ......._ .......__ e--t

Gambar 9. Grafik hubungan perlakukan kecepatanputar reef penarik dan konveyorterhadap kebutuhan daya dan kapasitaspengangkatan

......rffl4-kOQ\'I)"«_,0(111

I!.OO 1-;- 10,00 <

~ I1 aoo i

~ 6" 11

1 ".00

~ ,,, j,,, ----------~,

-;- 10.00

1 8.00

~ 6.00

1l.00

Persentase maksimum serasah tertinggaldi reel pengambil adalah 3,14% dan persentaseminimum adalah 2,11 % (Gambar 9b).

(b) Persenlase serasah tertinggal terhadap reel index

Gambar 8. Hubungan serasah tertinggal pada tingkatreel index dan konveyor index

Analisis Kebutuhan Daya dan KapasitasPengangkatan Serasah Tebu

Daya pengangkatan merupakan jumlahkebutuhan daya penarikan (reel penarik) dankebutuhan daya penyaluran (konveyor).Hubungan daya dan kapasitas pengangkatanterhadap kecepatan putar reel penarikditunjukkan pada Gambar 10. Jika kecepatanputar reel penarik ditingkatkan, maka kebutuhandaya pengangkatan terjadi kecenderungan naik.

Kapasitas kerja meningkat pada saatkecepatan dinaikan dari 8 rpm menjadi 15 rpm,setelah itu terjadi kecenderungan turun. Dayapengangkatan meningkat disebabkan jumlahserasah yang masuk di ruang penyalurmeningkat sehingga kebutuhan daya untukmenarik, mengepres dan menyalurkan serasahmenjadi besar. Pada saat bersamaan, kapasitaskerja mengalami penurunan dari 2.110,25kg/jam menjadi 2.049,14 kg/jam dan terusmenurun menjadi 1.968,74 kg/jam padakecepatan pular reel penarik 45 rpm. Penurunankapasitas disebabkan beban kerja di bag iankonveyor menjadi besar untuk mengatasi jumlahserasah yang meningkat tersebut.

Hubungan daya dan kapasitaspengangkatan terhadap kecepatan putarkonveyor ditunjukkan pada Gambar 10b. Jikakecepatan putar konveyor dinaikkan, maka dayapengangkatan serasah mengalami penurunan.Kapasitas kerja menurun tajam padapeningkatan kecepatan konveyor 58 rpmmenjadi 66 rpm dan kembali meningkat padakecepatan konveyor 70 rpm. Penurunan dayapengangkatan dapat terjadi karena komponendaya pengangkatan adalah daya penarikan dandaya konveyor. Jika kecepatan konveyorditingkatkan maka terjadi penurunan dayakonveyor dari 100 watt menjadi 98 dan terusturun menjadi 97 watt. Pada putaran yang lebihrendah, tarsi yang terjadi di poras kanveyorakibat gaya reaksi yang diberikan serasah akanlebih besar, sehingga nilai dayanya akan lebihbesar. Pada saat yang bersamaan daya yangdibutukan untuk memutar reel penarikmengalami penurunan tajam dari 25 wattmenjadi 18 watt dan terus menurun menjadi 12watt. Hal tersebut dapat terjadi karena sebagiantungsi penarikan reel penarik akan digantikanaleh sudu kanveyar akibat peningkatankecepatan kanveyor.

Hasil analisa menunjukkan bahwakapasitas kerja unit pengangkat serasah tebuadalah 1.964,76 sampai 2.101,25 kg/jam. Rata­rata kapasitas kerja unit pengangkat serasahtebu adalah 2.022,68 kg/jam. Dayapengangkatan yang minimum dan kapasitas

118 ... Vol. IX, No.2, Oktober 2011

kerja maksimum terjadi pada kecepatan putarporos konveyor 70 rpm dan kecepatan putar reelpenarik 15 rpm.

Numbers 1-3 / July, 2006. SpringerNetherlands.

1.

2.

3.

4.

KESIMPULAN

Mekanisme pengangkatan yang terdiridari penarikan dan penyaluran serasahtebu dapat berjalan dengan baik.Persentase serasah tertinggal di bagianreel penarik adalah 1,56-3,68% danpersentase tertinggal di bag ian konveyoradalah 3,13-9,20%.

Kapasitas kerja unit pengangkat serasahtebu adalah 1.964,76 - 2.101,25 kg/jam.

Rata-rata kebutuhan daya penarikanserasah tebu oleh reel penarik adalah 18watt. Rata-rata kebutuhan dayapenyaluran serasah tebu oleh konveyoradalah 98 watt. Rata-rata dayapengangkatan serasah tebu adalah 116watt.

Daya pengangkatan minimum dankapasitas kerja maksimum terjadi padakecepatan putar poros konveyor 70 rpmdan kecepatan putar reel penarik 15 rpm.

Sangwijit, P. and W. Chinsuwan. 2010.Prediction equations for losses of axialflow rice combine harvester whenharvesting Chainat 1 Rice Variety KKUResearch Journal. 15(6):2553.

Srivastava.1993. Engineering Principle ofAgricultural Machine. ASAE TextbookNumber 6 Published by AmericanSociety of Agricultural Engineers.

Suastawa, I N., PAS. Radite dan H. Wawan.2009. Rekayasa Mesin Pencacah danPembenam Serasah untuk BudidayaTanaman Tebu. Laporan PenelitanDikti, Departemen Pendidikan Nasional.

Tan, P.G. 1995. Effect on production of sugarCane and on soil fertility of leaving thedead leaves on the soil or removingthem, Livestock Research for RuralDevelopment. Volume 7, Number 2, HoChi Minh

Toharisman, A. 1991. Pengelolaan TebuBerke/anjutan. Pusat PenelitianPerkebunan Gula Indonesia (P3GI).

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2000. Sugarcane Production BestManagement Practices (BMPs). NaturalResources Conservation Service(NRCS), the Louisiana Department ofEnvironmental Quality (LDEQ), theLouisiana Farm Bureau Federation(LFBF), the American Sugar CaneLeague of the USA, Inc., and theLouisiana Department of Agriculture andForestry (LOAF).

Ditjenbun, 2007. Potensi dan Prospek PabrikGula di Luar Jawa. Makalah presentasipada Seminar Gula NasionalPerhimpunan Teknik Pertanian(PERTETA). Makassar, 4 Agustus2007.

Meier, EA, P.J Thorburn, M.K Wegener andK.E Basford. 2006, The Avaifability ofnitrogen from sugarcane trash oncontrasting soils in the wet tropics ofnorth queensland. Journal of NulrientCycling in Agroecosystems, Volume 75,

Turner, J.D., F.M. Mason and T.G. Willcox.2004. The Revolution of ResourceManagement in The AustralianSugarcane Industry. ISCO 2004 _ 13th

International Soil ConservationOrganisation Conference. Brisbane,July 2004.

Ullman, D. G. 1992. The Mechanical DesignProcess. New York: McGraw-Hili, Inc.

Vol. IX, No.2, Oktober 2011 ~ 119

,ium Unit !"engangkal..

Lampiran 1. Peralatan pengujian

L-"'''''!!!.''-_.-J-----1 KOMPUTER

PAPAN PEMBATASSERASAH

MOTOR PENGGERAK ~RELROOAREEL PENARII<

RANGKAUJIMOTOR PENGGERAKI<ONVEYOR

KELUARAN ~ERASAH ----J4i-:---"";<-_J_~

~OTORPeNGGERAKPENGUMPAN SERASAH

Lampiran 2.: Gambar piktorial unit pengangkat serasah tebu

," 07

i\IlJO .~ Jd<oW N_ .....""~_.

JdooW \Jnil~~",s«...... Tet.v

R""'"P~."- w_ .. 2O"u 0'· ,- ... ... e:..- .........,_"

~"OO~l

eliteJ ' " '-~:l!.~::-::-- ria-, [r- ---~-"'--: ----,1

ft"""""",:=-...:-=t i,I, -~-~.--"",~ 'I.~"""-""~)I .. ..

j -

0 ............... '.__

00 ....... '. ,'u" ....u. DAN .,,, ..... ,,

'A.U"" """"00' ••• ,UIU.'N'"'''' _•• ,... '......""•••~.u"~ .. , .... "h,",_"~AAt "''''''''" ......

--..,.._--0__0-

120 ... Vol. IX, No_ 2, Oktober 2011

ERJrAJI.rAINOEP> memuathasil penelitian dan pereJtayasaan di bidang:

,ItUrit~hPertanian;

, ,,', , ' .' Pertanian;4.Tefmih PascaPanenck:an~ahan Hasil Pertanian, dan5. Sistern Manajemen Ketetmihan Pertanian.

Tim Penyunting

4. Dr.lr. Trip Alihamsyah, MoSc. (Te~ni~ Tanah dan Air/Soil and Water Engineering:

: 1. Dr. Raffi Paramawati (Te~nologi Pangan/Food Technology)2. Ir. Koes Sulistiadji, MS. (J<ete~nihan PertanianJ Agricultural Engineering)3. Ir. Supriyanto, MoSi. (Te~nologi Pasca Panen/Post Harvest Technology)4. Ir. V. Rino Hermawanto, MS. (Budidllya Petanian/Agronomist)5. Dr. Suparlan, M.Agr. (Te~ni~ Pengolahan Hasil Pertanian/Agricultural Process

Engineering)6. Dr. Abi Prabowo. MS. (Te~ni~ Tanah dan Air/Soil and Water Engineering)7. Dr. Teguh Wihan Widocfo, MoSc. (Energi dan Ling~unganPertanian/Energy and

Agricultural Enviroment);

: Kepala Balol Besar Pengembangan Mehanisasi Pertanian(Director of Indonesian Center for Agricultural Engineering Research and DeveloprmICAERD)

: 1. Prof. Dr.lr. Ridwan Thahir (Te~nologi Pasca Panen/Post HarvestTechnology)2. Prof. Dr. Bambang Prastowo (J<etetmihan Pertanian/Agricultural Engineering)3. Dr. Lili~ Sutiarso (J<ete~nihan Pertanian/Agricultural Engineering)

: Balai Besar Pengembangan Me~anisasiPertanian (ICEARD)Po Box2. Serpong15310,Tangerang, Bonten-IndonesiaTelepon (Telephone) : (+62) 5376580,5376787,70936787Fax (Fax) : (+62) 5376784,70936784Website (Home Page) :http://www.mehanisasi.litbang.deptan.go.idE-mail: bbpme~an.litbang.deptan.go.id

[email protected]

: 1. Ir. Cici~ Sriyanto2. Ir. Prasetyo Nugroho3. Ir. Agung Santosa4. Tri Sa~sono, SP.5. Sri Utami, SE.

nting (Editoring Board)

,SeIamatmembaca dan sernoga bermanfaat.

Alamat (Address)

'Reda~i Pela~na (Managing Editor)

Poda edisl hali ini JEP memuat enam judul penelitian/perehayasaan, yang terdiri dari: tiga judul dari aspe~ Alat dan MfPertanion (Modifihasi alat tanam bibit padi manual tipe dua boris model china, modifihasi dan uji mnerja alot pengupas INlit

·-t.c:IeIafORBAPAS; Desaln dan uji I?inerja Iaboratorium unit pengang~serasah tebu pada mesin pencacah serasah tebu); duo judari aspe~energi dan IinglNngan pertanian (pengujian unit pengering ERK - Hybrid untu~padi hapasltas 5 Ton dan Simulasl distritsuhu dan poIa aliran udara rumah tanaman type busur termodifihasi rnenggunahan computational fluid dinamics); satu juduI c

, ....,........... telmih pa$(CJ panen dan pengolahan hasli pertanian (J<ajian proses pengeringan gabah dengan perang~analisis EIMrgi);:~~~:;;;';';;i!:"""<'")~.;~'i~:~,".;

"~eda~i masih menontihan portisipasi para peneliti dan pere~ayaso untu~ menyumbanghan tulison h­penelitJan/perehayasaan primer dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris, yang belum pemah dimuat dalam media publitlain.

'j.;jJ"'>·f~;":.S:A,';:,,

'.Jt~rbithan secara teratur dua volume setiap tahunnya pada bulan April dan O~oberoleh Balai Besar Pengembangan Mehani:'" ," hnian, Bodan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, lsi dari JEP dapat di~utipdengan menyebut~ansumbemya.