Upload
ngoxuyen
View
245
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
MODIFIKASI DAN UJI FUNGSIONAL MESIN PEMANEN
UDANG TIPE VAKUM
SKRIPSI
ABDUL HAFIZH
F14080034
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013
ABSTRAK
ABDUL HAFIZH. Modifikasi dan Uji Fungsional Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum. Dibimbing
oleh SAM HERODIAN.
Di indonesia, ikan dan udang merupakan komoditas perikanan yang berpotensi untuk
dikembangkan. Pemasaran komoditas ikan dan udang tidak hanya di Indonesia namun sudah
dipasarkan di luar negeri. Sehingga keseluruhan dari proses produksi harus diperhatikan salah satunya
adalah proses pemanenan agar produk yang dihasilkan berkualitas tinggi. Sejauh ini mekanisme
pemanenan ikan dan udang masih menggunakan cara tradisional, hanya sebagian kecil perusahaan
yang menggunakan mesin mekanis. Tujuan dari penelitian ini untuk memodifikasi mesin pemanen
ikan dan udang agar menghasilkan mesin pemanen yang efisien dan efektif sehingga dapat menjamin
mutu ikan dan udang. Tahapan dari penelitian ini dimulai dari identifikasi masalah, analisis
rancangan, modifikasi prototipe, dan uji fungsional. Mesin ini menggunakan pompa vakum dan
pompa air. Pompa air ini bertujuan untuk menghisap komoditas yang ada di kolam. Sedangkan pompa
vakum bertujuan untuk mempertahankan keadaan vakum dalam sistem. Dari hasil penelitian ini,
diperoleh debit dan kecepatan hisap rata-rata sebesar 1.84 l/det dan 0.23 m/det pada tangki 1.
Sedangkan pada tangki 2, debit dan kecepatan hisap rata-rata sebesar 1.63 l/det dan 0.52m/det.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah modifikasi mesin pemanen udang masih belum menunjukkan
performansi yang baik dan masih membutuhkan penelitian lanjutan.
Kata Kunci : Mesin pemanen, Vakum, Ikan, Udang
ABSTRACK
ABDUL HAFIZH. Modification And Test Function Of A Vacuum-Type Shrimp Harvester.
Supervised by SAM HERODIAN.
In Indonesia, the fishery commodities that can be developed are fish and shrimp. Fish and
shrimp commodities is not only marketed in Indonesia but has been marketed overseas. So, the whole
of the production process must be considered, one of them is harvesting that produced high-quality
products. So far the harvesting process of fishery commoditiesin in Indonesia is still using the
traditional method. The object of this research is to modify fish and shrimp harvester to produce an
efficiency and effectiveness of harvesting machinery so that can be maintained the quality of fish and
shrimp. Stages of this research are started from problems identification, analysis of the design,
modification, and functional testing. Fish and shrimp harvester consist of vacuum pump and water
pump. The functional aim of water pump is to suck commodities from the pond, where as and the
vacuum pump is to maintain the vaccum condition inside the system. The results of this research
obtained flow rate and suction velocity average are 1.84 l/s and 0.23 m/s in the tank 1. While in the
tank 2, flow rate and suction velocity average are 1.63 l/s and 0.52 m/s respectively. At the end of this
research, this modified fish and shrimp harvester is still not able to show good performance, and still
need to conduct further research.
Keywords : Harvester, Vacuum, Fish, Shrimp
Abdul Hafizh. F14080034. Modifikasidan Uji Fungsional Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum. Di
bawah bimbingan Sam Herodian. 2013.
RINGKASAN
Perikanan merupakan salah satu sektor agribisnis terbesar di Indonesia yang berpotensi besar
untuk dikembangkan. Komoditas tersebut diantaranya adalah ikan dan udang. Ikan dan dan udang
memiliki peranan penting dalam perekonomian indonesia dengan pemasaran di dalam maupun di luar
negeri. Sehingga keseluruhan proses produksi menjadi hal yang sangat diperhatikan agar diperoleh
produk yang berkualitas tinggi, salah satu proses yang terpenting adalah pemanenan ikan dan udang.
Sejauh ini mekanisme pemanenan ikan dan udang masih menggunakan cara tradisional. Menurut
Mujiman dan Suyanto (2005), cara yang paling modern untuk memanen udang adalah dengan
menggunakan jaring (trawl) yang dibagian mulutnya dialiri listrik dan ditarik oleh 3-4 orang dengan
mengelilingi tambak. Pemaenenan dengan metode ini akan mengakibatkan stress pada udang dan
beresiko tinggi bagi orang yang masuk ke dalam tambak. Selain alat tradisional, alat modern yang
berupa alat mekanis pemanen udang sudah banyak digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar
dalam beberapa tahun ini. Namun, kendala dari alat tersebut adalah tingkat kecacatan udang pada saat
dipanen masih cukup tinggi.
Tujuan dari penelitian ini adalah memodifikasi mesin pemanen ikan dan udang agar
menghasilkan mesin pemanen yang efisien dan efektif sehingga dapat menjamin mutu ikan dan
udang yang baik dengan cara memodifikasi saluran inlet dan memperbesar power pompa.
Penelitian ini dimulai sejak Desember 2012 sampai dengan Februari 2013 di Laboratorium
Lapangan Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Bioasistem, Fakultas Teknologi
Pertanian, IPB. Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah identifikasi permasalahan, analisis
perancangan, modifikasi prototipe, dan uji fungsional. Penelitian ini menggunakan 2 pompa yaitu
pompa vakum dan pompa air. Pompa vakum berfungsi untuk mempertahankan keadaan vakum dalam
sistem dengan cara menghisap udara yang masuk ke dalam sistem dan membuangnya ke lingkungan.
Sedangkan pompa air berfungsi untuk menghisap komoditas yang berada di dalam kolam tanpa
melalui impeller yang bertujuan agar ikan dan udang yang dipanen tidak mengalami kerusakan.
Data yang diambil dalam penelitian ini adalah debit air pada mesin pemanen udang. Debit
tersebut digunakan untuk menghitung data kecepatan, tekanan, dan jenis aliran dari bilangan Reynold
yang diketahui. Pengukuran debit yang dilakukan menggunakan metode volumetrik. Metode tersebut
dilakukan dengan cara air ditampung dalam sebuah wadah dengan volume 20 liter per satuan waktu.
Pengambilan data dilakukan pada kedua tangki, yaitu tangki 1 dengan mulut hisap dan saluran inlet 4
inchi tanpa menggunakan instalasi pompa vakum dan tangki 2 dengan mulut hisap 4 inchi dan saluran
inlet 2.5 inchi dengan menggunakan instalasi pompa vakum. Data yang diambil sebanyak empat kali
ulangan pada masing-masing tangki dan setiap ulangan dilakukan sepuluh kali pengambilan data.
Dari data pengukuran, terlihat debit tertinggi pada tangki 2 sebesar 1.77 l/det dengan kecepatan
hisap sebesar 0.56 m/det sedangkan pada tangki 1 sebesar 2.06 l/det dengan kecepatan hisap sebesar
0.25 m/det. Debit yang dihasilkan pada tangki 1 cenderung turun atau tidak konstan. Debit yang
menurun tersebut dikarenakan pada tangki 1 tidak menggunakan instalasi pompa vakum sehingga
kebocoran yang terjadi tidak dapat dikurangi. Debit pada tangki 1 (tidak menggunakan pompa vakum)
lebih tinggi dibandingkan dengan tangki 2 (menggunakan pompa vakum). Hal ini dikarenakan
kebocoran yang terjadi pada tangki 2 lebih banyak dibandingkan pada tangki 1. Namun pada selang
waktu tertentu debit yang dihasilkan tangki 2 cukup konstan yang menandakan bahwa pompa vakum
berfungsi dengan baik.
Dari data pengukuran penelitian sebelumnya, debit rata-rata yang dihasilkan pada tangki 1
sebesar 1.83 l/det dengan kecepatan hisap rata-rata 0.23 m/det. Sedangkan pada tangki 2, debit rata-
rata sebesar 4.97 l/det dengan kecepatan hisap rata-rata 0.61 m/det. Pada penelitian ini, debit dan
kecepatan hisap rata-rata pada tangki 1 sebesar 1.84 l/det dan 0.23 m/det. Sedangkan pada tangki 2,
debit dan kecepatan hisap rata-rata sebesar 1.63 l/det dan 0.52 m/det. Terlihat bahwa pada tangki 1
debit yang dihasilkan sama dengan penelitian sebelumnya. Debit tersebut masih terbilang kecil karena
belum mampu menghisap ikan yang berada di kolam. Pada tangki 2 terlihat perbedaan yang cukup
besar yaitu pada penelitian ini nilai debit dan kecepatan hisap rata-rata yang diperoleh lebih kecil. Hal
ini terjadi karena adanya kebocoran yang lebih banyak dibandingkan sebelumnya. Selain kebocoran
pada tangki, kebocoran terjadi pada saat mengganti saluran inlet, sambungan perpipaan dan
keran(valve), serta kebocoran pada intake pada pompa sehingga kondisi sistem pada mesin tidak
100% dalam keadaan vakum.
Nilai tekanan yang diperoleh pada masing-masing tangki sangat jauh berbeda. Untuk tangki 1,
nilai tekanan pada penampang hidrolik yang berukuran kecil sebesar 78.40 kPa sedangkan tekanan
pada penampang hidrolik besar (tangki) sebesar 15.89 kPa. Pada tangki 2, nilai tekanan pada
penampang hidrolik yang berukuran kecil sebesar 78.40 kPa sedangkan tekanan pada penampang
hidrolik besar sebesar 6.20 kPa.
Jenis aliran dibedakan menjadi 3 yaitu aliran laminer, aliran transisi, dan aliran turbulen. Aliran
laminer terjadi jika bilangan Reynold ≤ 2200, aliran turbulen terjadi jika bilangan Reynold ≥ 4000,
dan aliran transisi terjadi jika bilangan Reynold berada di tengah-tengah dari nilai aliran laminer dan
aliran turbulen. Jenis aliran yang terjadi pada tangki 1 adalah aliran turbulen dan aliran transisi. Aliran
turbulen terjadi pada penampang hidrolik kecil (saluran inlet) yang berdiameter 4 inchi. Nilai bilangan
Reynold pada penampang kecil berkisar 17010.66 sampai 43286.04. Sedangkan penampang yang
besar (tangki) aliran yang terjadi adalah jenis aliran turbulen dan transisi. Nilai bilangan Reynold yang
terjadi pada penampang besar berkisar antara 2263.23 sampai dengan 5759.11. Pada tangki 2, jenis
aliran yang terjadi adalah aliran turbulen dan transisi. Aliran turbulen terjadi di penampang hidrolik
kecil yang berdiameter 2.5 inchi. Nilai bilangan Reynoldnya berkisar 32683.39 sampai dengan
44622.39. Sedangkan aliran transisi terjadi pada tangki dengan nilai bilangan Reynold berkisar
2717.78 sampai dengan 3710.56.
Jenis aliran tangki 2 pada penelitian sebelumnya adalah turbulen baik pada penampang hidrolik
kecil ataupun besar. Sedangkan pada penelitian ini, jenis aliran airnya adalah turbulen dan transisi.
Perbedaan jenis aliran ini dikarenakan adanya perbedaan deiameter saluran inlet dan debit aliran.
Penelitian sebelumnya menggunakan diameter saluran inlet 4 inchi sedangkan pada penelitian ini
diameter saluran inletnya sebesar 2.5 inchi. Dari hasil penelitian ini, mesin pemanen belum mampu
untuk menghisap ikan dan udang yang berada di kolam menuju tangki penampungan.
MODIFIKASI DAN UJI FUNGSIONAL MESIN PEMANEN
UDANG TIPE VAKUM
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem,
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
ABDUL HAFIZH
F14080034
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judulskripsi : Modifikasi dan Uji Fungsional Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum
Nama : Abdul Hafizh
NIM : F14080034
Menyetujui,
Pembimbing Akademik,
(Dr. Ir. Sam Herodian, MS.)
NIP. 19620529 198703 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen,
(Dr. Ir. Desrial, M.Eng)
NIP 19661201 199103 1 004
Tanggal lulus :
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI
DAN SUMBER INFORMASI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Modifikasi dan Uji
Fungsional Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan
Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi
manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Maret 2013
Yang membuat pernyataan
Abdul Hafizh
F14080034
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2013
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun baik cetak, fotocopi,
microfilm, dan sebagainya
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 30 Mei 1990 dan
merupakan anak kedua dari pasangan Edi Yanto dan Ning Cik. Pendidikan
formal yang ditempuh penulis dimulai dari pendidikan dasar di SD Negeri
152 Palembang dan lulus tahun 2002. Penulis melanjutkan pendidikan
menengah pertama di SLTP Negeri 22 Palembang dan lulus pada tahun 2005.
Setelah itu melanjutkan ke SMA Negeri 1 Palembang dan lulus pada tahun
2008. Tahun 2008, penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang yang lebih
tinggi yaitu Strata 1(S1) di Mayor Teknik Pertanian, Departemen Teknik
Mesin dan Biositem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Di semester lima, penulis memilih bagian
Ergonomika dan Elektronika Pertanian (Ergotron) dengan dosen pembimbing akademik Dr. Ir. Sam
Herodian, MS.
Penulis melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan di PT. Laju Perdana Indah, Ogan Komering
Ulu Timur, Sumatera Selatan dengan judul “Aspek Ergonomika dan K3 (Keselamatan dan Kesehatan
Kerja) di Workshop PT. Laju Perdana Indah Oku Timur, Sumatera Selatan”. Sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian (STP), penulis menyelesaikan skripsi dengan
judul “Modifikasi dan Uji Fungsional Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum”di bawah bimbingan Dr.
Ir. Sam Herodian, MS.
Selama masa kuliah, penulis pernah mengikuti Organisasi Mahasiswa Daerah (OMDA) IPB
2008-2019 dan Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fateta IPB 2010-2011. Selain itu juga penulis
pernah mengikuti beberapa kepanitian di dalam kampus antara lain Ketua Divisi Publikasi, Dekporasi,
dan Dokumentasi Tryout Ikatan Mahasiswa Bumi Sriwijaya (2009), Ketua Divisi Publikasi, Dekorasi,
dan Dokumentasi Masa Perkenalan Fakultas(2010) , StaffDivisi Medis Masa Perkenalan Departemen
Teknik Pertanian(2010), Staff Divisi Publikasi, Dekorasi, dan Dokumentasi Red’s Cup Fateta (2010),
serta Ketua Divisi Red’s Bazar Competition (2011) .
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas karunia-Nya yang telah
memberikan kelancaran atas kegiatan penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul ‘Modifikasi dan
Uji Fungsional Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum’. Shalawat serta salam penulis haturkan kepada
Nabi Muhammad SAW yang selalu memberikan suri teladan kepada umat manusia hingga akhir
zaman.
Ucapan terima kasih juga tidak lupa penulis sampaikan kepada pihak-pihak terkait yang telah
memberikan bantuan dan dukungan selama kegiatan penelitian dan penulisan skripsi. Ucapan terima
kasih ini penulis tujukan kepada
1. Dr. Ir. Sam Herodian, MS selaku pembimbing akademik, atas segala bimbingan dan
motivasinya yang sangat berharga selama dalam proses pengerjaan skripsi penulis.
2. Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si dan Dr. Lenny Saulia, S.TP, M.Si yang telah berkenan
menjadi dosen penguji dan memberikan masukan yang sangat berharga bagi penulis.
3. Ayah (Edi Yanto), Ibu(Ning cik), kakak(Choiruddin), Adik (Muhammad Agus Ichsan) yang
selalu memberikan semangat dan motivasi selama penulis berada di bangku perkuliahan.
4. Sahabat-sahabat seperjuangan dan sepenanggungan di Hatori (Andika Pandu Wibisono, Dwi
Okta Priyandi, Iput Pradiko, Mochlisin Andriyanto, Pungky Ari Wibowo, Rudy Ryanto,
Taufik Yuliawan) yang telah memberikan keceriaan, kebahagiaan, dan kesedihan selama 3
tahun di kontrakan serta mengajarkan arti dari rasa kekeluargaan dan kebersamaan yang
begitu kuat.
5. Sahabat-sahabat Magenta TEP 45 yang telah memberikan keceriaan, kegembiraan, dan rasa
kekeluargaan serta arti kebersamaan selama dalam perkuliahan.
6. Teman-teman Praktik Lapangan (Diza Puspa Arista, Rizky Maulaya, Panji Laksamana dan
Johannes Sipangkar) yang telah memberikan keceriaan dan banayk membantu selama penulis
melakukan praktik lapangan.
7. Tamu-tamu Hatori yang kedatangannya selalu mengusik ketentraman penghuni namun selalu
dinanti kedatangannya (Asep, Emod, Yuda, Firman, Citra).
8. Mochlisin Andriyanto sebagai salah satu sahabat yang selalu membantu dalam segala hal.
9. Sahabat-sahabat seperjuangan (Gladys Citra Pratiwi dan Sunu Ariastin) yang selama 4 tahun
ini selalu menjaga kekompakan dalam keadaan apapun juga.
10. Sahabat-sahabat asrama C2 (Eko, Adit, Agus, Wildan, Fauzi, Taufik siregar, Panji, Andri,
Sapto, Oki, Andra, Concon, Taufik Yuliawan, Rifky, Gilang, Pandu, Bang Ranto, Okta dll)
yang selama setahun mengajarkan arti kebersamaan, arti kekeluargaan serta arti berbagi
dalam keadaan suka ataupun duka.
11. Sahabat-sahabat Tingkat Persiapan Bersama (TPB) B04 yang selalu memberikan keceriaan
pada masa TPB.
12. Teman-teman yang mempunyai selera musik yang sama (Hazirrur Rohman, Nindyta agustina
dan Arum Puspa Pratiwi) dan selalu menjadi teman untuk ngampus pada malam hari.
x
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... ix
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... x
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................... xiii
I. PENDAHULUAN ............................................................................................................. 1
1.1 LATAR BELAKANG ............................................................................................ 1
1.2 TUJUAN ................................................................................................................. 2
II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................... 3
2.1 GAMBARAN UMUM UDANG ............................................................................ 3
2.2 GAMBARAN UMUM IKAN ................................................................................ 4
2.3 PENGERTIAN TAMBAK ..................................................................................... 5
2.4 SISTEM BUDIDAYA TAMBAK .......................................................................... 6
2.5 PEMANENAN UDANG ....................................................................................... 7
2.6 PENELITIAN YANG PERNAH DILAKUKAN ................................................... 9
2.7 POMPA AIR........................................................................................................... 14
2.8 KERUGIAN DAYA TEKAN PADA SALURAN FLUIDA....................................15
III. METODE PENELITIAN ................................................................................................... 21
3.1 WAKTU DAN TEMPAT ....................................................................................... 21
3.2 ALAT DAN BAHAN ............................................................................................. 21
3.3 METODE PENELITIAN ....................................................................................... 21
IV. ANALISIS RANCANGAN ............................................................................................... 24
4.1 KRITERIA DESAIN .............................................................................................. 24
4.2 MODIFIKASI RANCANGAN FUNGSIONAL ................................................... 24
4.3 MODIFIKASI RANCANGAN STRUKTURAL .................................................. 24
V. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................................... 26
5.1 DEBIT DAN KECEPATAN ALIRAN .................................................................. 26
5.2 TEKANAN DAN JENIS ALIRAN ........................................................................ 29
5.3 PERFORMANSI MESIN .......................................................................................
VI. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................................... 31
6.1 KESIMPULAN ...................................................................................................... 31
6.2 SARAN ................................................................................................................... 31
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 32
LAMPIRAN .................................................................................................................................. 33
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Koefisien kerugian karena pembesaran diameter saluran .......................................... 16
Tabel 2. Koefisien kerugian daya tekan karena penyempitan tiba-tiba ................................... 16
Tabel 3. Harga koefisien kerugiam daya tekan pada belokan ................................................. 18
Tabel 4. Rancangan fungsional dan hasil modifikasi .............................................................. 24
Tabel 5. Performansi mesin pemanen udang tipe vakum ........................................................ 30
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Morfologi udang .................................................................................................. 4
Gambar 2. Prayang atau bubu (Mujiman dan Suyanto, 2005) .............................................. 7
Gambar 3. Jaring penadah yang berbentuk kantung dipasang di depan pintu air .................. 8
Gambar 4. Jaring listrik yang dioperasikan oleh 3 orang ...................................................... 8
Gambar 5. Jaring listrik yang dioperasikan oleh 1 orang ...................................................... 9
Gambar 6. Skema instalasi pompa vakum dan perangkat tambahannya ............................... 11
Gambar 7. Prinsip kerja mesin pemanen ikan dan udang tipe vakum ................................... 13
Gambar 8. Grafik koefisien kerugian daya tekan karena pembesaran saluran ...................... 15
Gambar 9. Penyempitan diameter secara tiba-tiba ................................................................ 16
Gambar 10. Perubahan penampang aliran dari pipa ke suatu tandon ...................................... 17
Gambar 11. Perubahan aliran dari suatu tandon ke suatu pipa ................................................ 17
Gambar 12. Bentuk pemasukan ke dalam pipa dan koefesien kerugian daya tekan ................ 18
Gambar 13. Diagram Moody ................................................................................................... 19
Gambar 14. Flow chart metode penelitian ............................................................................. 22
Gambar 15. Saluran inlet 2.5 inchi .......................................................................................... 25
Gambar 16. Pompa air ............................................................................................................ 25
Gambar 17. Mesin pemanen ikan dan udang yang telah dimodifikasi .................................... 26
Gambar 18. Grafik pengukuran debit pada tangki 1 dan tangki 2 .......................................... 27
Gambar 19. Grafik pengukuran debit rata-rata ........................................................................ 28
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Burst speed (lompatan renang/renang kilat) dari beberapa jenis ikan ............... 34
Lampiran 2. Burst speed menurut jenis ikan ......................................................................... 35
Lampiran 3. Burst speed yang mampu dilakukan ikan .......................................................... 36
Lampiran 4. Contoh perhitungan kapasitas pemanenan ........................................................ 37
Lampiran 5. Perhitungan head loss pada mesin .................................................................... 38
Lampiran 6. Perhitungan kebutuhan daya penggerak pompa air sentrifugasi ....................... 41
Lampiran 7. Contoh perhitungan tekanan ............................................................................. 42
Lampiran 8. Data pengujian debit pada tangki 1 ................................................................... 43
Lampiran 9. Data pengujian debit pada tangki 2 ................................................................... 45
Lampiran 10. Tabel perbandingan debit dan kecepatan hisap ................................................ 47
Lampiran 11. Efisiensi pompa sentrifugal dari pengujian mesin ........................................... 48
Lampiran 12. Spesifikasi pompa vakum ................................................................................ 49
Lampiran 13. Perhitungan volume tangki berdasarkan kapasitas pemanenan ......................... 50
Lampiran 14. LAMPIRAN GAMBAR ................................................................................... 41
1
I. PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Perikanan merupakan salah satu sektor agribisnis terbesar di Indonesia yang berpotensi besar
untuk dikembangkan. Komoditas tersebut diantaranya adalah ikan dan udang. Ikan dan dan udang
memiliki peranan penting dalam perekonomian Indonesia dengan pemasaran di dalam maupun di luar
negeri. Sehingga keseluruhan proses produksi menjadi hal yang sangat diperhatikan agar diperoleh
produk yang berkualitas tinggi, salah satu proses yang terpenting adalah pemanenan. Sejauh ini
mekanisme pemanenan ikan dan udang masih menggunakan cara tradisional. Menurut Mujiman dan
Suyanto (2004), cara yang paling modern untuk memanen udang adalah dengan menggunakan jaring
(trawl) yang dibagian mulutnya dialiri listrik dan ditarik oleh 3-4 orang dengan mengelilingi tambak.
Pemaenenan dengan metode ini akan mengakibatkan stress pada udang dan beresiko tinggi bagi orang
yang masuk ke dalam tambak.
Peningkatan akan kebutuhan dan kemudahan dalam memanen hasil sumber daya menuntut
akan kemajuan dari teknologi yang digunakan. Alat yang digunakan makin berkembang seiring
dengan perkembangan zaman. Di Indonesia, alat pemanen udang secara tradisional cukup beragam,
diantaranya adalah garuk udang, dagol, jaring klitik, trawl, dan lain-lain. Namun, penggunaan alat
tradisional ini memiliki kendala dalam ketersedian dan keterampilan tenaga kerja. Banyaknya tenaga
kerja untuk mengoperasikan alat tersebut berdampak pada peningkatan biaya pengeluaran. Selain itu
juga, keterampilan tenaga kerja untuk memanen sangat dibutuhkan untuk menjaga agar hasil yang
dipanen sesuai dengan yang diinginkan. Selain alat tradisional, alat modern berupa mesin mekanis
pemanen udang sudah digunakan oleh sebagian kecil perusahaan. Namun, kendala dari alat tersebut
adalah tingkat kerusakan fisik udang pada saat dipanen masih cukup tinggi.
Kebutuhan akan udang dalam keadaan hidup semakin meningkat tiap harinya. Untuk
memenuhi permintaan akan kebutuhan tersebut diperlukan adanya alat pemanen mekanis. Selain
menjaga agar udang tetap hidup pada saat dipanen, alat mekanis juga bisa mengurangi biaya produksi
untuk membayar upah tenaga kerja.
Penelitian yang dilakukan sebelumnya (Hamdani, 2005), hasil pengujian menunjukkan bahwa
mesin pemanen udang jenis sentrifugal dengan sudu ulir mengerucut memiliki efisiensi pemanenan
berdasarkan tingkat kelulusan hidup udang sebesar 75%. Nilai ini terbilang rendah, sehingga perlu ada
penyempurnaan lebih lanjut agar diperoleh hasil yang lebih baik. Langkah yang dilakukan adalah
perbaikan dan modifikasi sistem yang digunakan pada mesin pemanen ikan dan udang yang sudah
ada, sehingga hal ini akan meningkatkan efisiensi dan efektivitas pemanenan dengan tingkat kelulusan
hidup ikan dan udang yang tinggi. Pada penelitian selanjutnya (Gumilang, 2011), merancang sistem
penghisap pada mesin pemanen ikan dan udang dan diperoleh tingkat kelulusan hidup udang sebesar
98.9%. Setelah ditemukan sistem mekanisme penghisap yang baru, dilakukan penelitian lanjutan
dengan membuat prototipe (Maulaya, 2013). Hasil dari pengujian dengan menggunakan prototipe
masih terbilang kurang baik dikarenakan masih terdapat kebocoran yang menyebabkan debit yang
dihasilkan pada tiap-tiap tangki semakin menurun setiap waktunya. Debit yang dihasilkan masih
belum mampu menghisap udang ke dalam tangki penampungan. Kurang optimalnya mesin yang
dirancang, maka dilakukan penelitian lanjutan dengan memodifikasi saluran inlet dan power dari
pompa yang digunakan sebelumnya.
2
1.2 TUJUAN
Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi saluran inlet dan power pompa mesin pemanen
udang, agar menghasilkan mesin pemanen yang efisien dan efektif sehingga dapat menjamin mutu
udang.
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 GAMBARAN UMUM UDANG
Udang memiliki ciri-ciri umum yaitu memiliki tubuh yang beruas-ruas, kaki bersambungan,
tubuh terdiri dari kepala, thoraks dan abdomen. Umumnya udang yang terdapat di pasaran sebagian
besar terdiri dari udang laut. Hanya sebagian kecil saja yang terdiri dari udang air tawar, terutama di
daerah sekitar sungai besar dan rawa dekat pantai. Udang air tawar pada umumnya termasuk dalam
keluarga Palaemonide, sehingga para ahli sering menyebutnya sebagai kelompok udang palaemonid.
Sedangkan udang laut pada umumnya termasuk dalam keluarga Penaeidae, yang biasa disebut udang
panaeid. Sebutan udang-udang ini berdasarkan dari klasifikasi berikut :
Filum : Arthropoda
Sub filum : Mandibulata
Kelas : Crustacea (binatang berkulit keras)
Sub kelas : Malacostraca (udang-udangan tingkat tinggi)
Superordo : Eucarida
Ordo : Decapoda (binatang berkaki sepuluh)
Sub ordo : Natantia (kaki digunakan untuk berenang)
Famili : Palaemonidae, Penaeidae
Udang memiliki beberapa sifat dan ciri khas. Udang bersifat eurythaline, yakni secara alami
bisa hidup di perairan yang berkadar garam dengan rentang yang luas, yakni 5 - 45‰. Kadar garam
ideal untuk pertumbuhan udang adalah 19 - 35‰. Sifat lain yang juga menguntungkan adalah
ketahanannya terhadap perubahan suhu yang dikenal sebagai eurythemal. Temperatur air juga
mempengaruhi kebiasan udang dalam hal membenamkan diri. Jika temperatur dibawah 28oC, sekitar
50% udang membenamkan diri sedangkan pada suhu diatas 28oC, udang tidak membenamkan diri
meskipun pada cahaya terang (Mujiman dan Suyanto, 2005).
Udang merupakan organisme yang aktif mencari makan pada malam hari (nocturnal). Jenis
makannya sangat bervariasi tergantung pada tingkatan umur udang. Pada stadia benih, makanan
utamanya adalah plankton (fitoplankton dan zooplankton). Udang dewasa menyukai daging binatang
lunak atau molusca (kerang, tiram, siput), cacing, annelida yaitu cacing Polychaeta, dan crustacea.
Dalam usaha budidaya, udang mendapatkan makanan alami yang tumbuh di tambak, yaitu klekap,
lumut, plankton, dan benthos. Udang akan bersifat kanibal bila kekurangan makanan (Soetomo,
1990).
Udang hanya membenamkan diri pada lumpur maupun menempelkan diri pada sesuatu benda
yang terbenam dalam air pada siang hari (Soetomo, 1990). Apabila keadaan lingkungan tambak cukup
baik, udang jarang sekali menampakkan diri pada siang hari. Apabila pada suatu tambak udang
tampak aktif bergerak di waktu siang hari, hal tersebut merupakan tanda bahwa ada yang tidak sesuai.
Ketidakesuaian ini disebabkan oleh jumlah makanan yang kurang, kadar garam meningkat, suhu
meningkat, kadar oksigen menurun, ataupun karena timbulnya senyawa-senyawa beracun (Mujiman
dan Suyanto 2005). Morfologi dari udang dapat dilihat pada Gambar 1.
4
Gambar 1. Morfologi udang
Keterangan:
a: alat pembantu rahang g: kaki jalan
b: kerucut kepala h: kaki renang
c: mata i: anus
d: cangkang kepala j: telson
e: sungut kecil k: ekor kipas
f: sungut besar
Sifat udang windu (Penaeus monodon) yang perlu diketahui antara lain adalah nocturnal yaitu
secara alami udang merupakan hewan yang aktif pada malam hari untuk mencari makan, sedangkan
pada siang hari sebagian dari udang bersembunyi di dalam substrat atau lumpur. Namun di tambak
budidaya dapat dilakukan feeding dengan frekuensi yang lebih banyak untuk memacu
pertumbuhannya. Selain itu udang windu suka menyerang sesamanya, udang sehat akan menyerang
udang yang lemah terutama pada saat molting atau udang sakit. Sifat kanibal akan muncul terutama
bila udang tersebut dalam keadaan kurang pakan dan padat tebar tinggi.
Sifat berikutnya dari udang adalah berupa kebiasaan makan (Feeding behaviour). Udang hidup
dan mencari makan di dasar perairan (benthic). Udang merupakan hewan pemakan lambat dan terus-
menerusdan digolongkan ke dalam hewan pemakan segala macam bangkai (omnivorous scavenger)
atau pemakan detritus dan karnivora yang memakan crustacea kecil, amphipoda dan polychaeta.
Mujiman dan Suyanto (2005) menyatakan bahwa mutu udang ditentukan oleh beberapa kriteria
yaitu ukuran besar, kulit keras, licin, bersinar, dan masih dalam keadaan hidup serta tidak cacat. Ciri-
ciri udang segar dapat dilihat dari bagian kulit permukaannya yang masih tampak basah dan
mengkilap. Penampakan secara umum menunjukkan bahwa udang segar memiliki konsistensi antara
rongga badan yang sangat baik, badan tampak mengkilap dan kelihatan basah.
2.2 GAMBARAN UMUM IKAN
Ikan merupakan salah satu mahluk hidup bertulang belakang (vertebrata) yang termasuk ke
dalam kelompok poiklilotermik (berdarah dingin), hidup di dalam air dan pergerakan serta
keseimbangan tubuh di dalam air diatur oleh sirip. Sebagian besar ikan bernafas dengan menggunakan
insang namun pada beberapa spesies ikan, alat pernafasannya dibantu oleh organ pernafasan lain
seperti labirin. Ikan dapat dibagi menjadi ke dalam beberapa golongan berdasarkan lokasi
budidayanya, yaitu ikan air tawar, ikan air payau, dan ikan air laut. Berdasarkan klasifikasi
5
taksonominya ikan dibagi menjadi beberapa golongan, yaitu Ciprinid, Siklid, Salmonid, dan Klaridid.
Biasanya ikan dibagi menjadi ikan tanpa rahang (kelas Agnatha), ikan bertulang rawan (kelas
Chondrichthyes), dan sisanya tergolong ikan bertulang keras (kelas Osteichthyes).
Pengetahuan tentang tingkah laku ikan sangat menunjang untuk penangkapannya. Tingkah
laku yang menunjang tersebut antara lain adalah tingkah laku berkelompok (schooling behaviour),
kebiasaan renang, kebiasaan makan, pola penyelamatan diri, serta berbagai pola tingkah laku lainnya
yang memungkinkan ikan dapat tertangkap maupun meloloskan diri dari alat tangkap. Dalam setiap
aktivitas hidupnya, ikan tidak terlepas dari kemampuan gerak. Kemampuan ikan melakukan gerak
menyebabkan ikan dapat berenang untuk bermigrasi baik untuk mencari makan ataupun untuk
menghindari predator. Setiap jenis ikan memiliki kemampuan renang yang berbeda-beda, tergantung
dari bentuk tubuh dan pola renangnya.
Pola tingkah laku renang ikan adalah gambaran gerakan ikan ketika berenang yang dipengaruhi
oleh sirip dan bentuk tubuh ikan. Kecepatan dan ketahanan renang ikan merupakan faktor mendasar
yang perlu diketahui baik untuk meningkatkan efisiensi ataupun untuk mendapatkan hasil tangkapan
yang selektif terhadap spesies dan ukurannya. Purbayanto (2010) mengemukan bahwa kebanyakan
ikan bertulang rawan (elasmobranchii) serta ikan bertulang sejati (teleostei), ternyata lebih aktif
berenang pada malam hari daripada siang hari.
Kecepatan renang dari udang berkisar antara 0.54 – 1.14 m/det. Sedangkan untuk kecepatan
renang ikan dari jenis Thunnidae seperti cakalang dan tuna sirip biru, memiliki kecepatan renang
antara 0.8 - 25 m/detik. Selain itu tuna jenis Euthyunus affinis berenang dengan keceparan rata-rata
80 cm/detik pada siang hari dan 83 cm/detik pada malam hari. Pada saat tersedia makanan
aktivitasnya renangnnya meningkat menjadi 108 cm/detik pada siang hari dan 93 cm/detik pada
malam hari. Sedangkan untuk kuat renangnya dapat mencapai 35 km/12 jam. Sedangkan untuk ikan
herring, akan membentuk kelompok bergerak menuju daerah pemijahan dengan kecepatan rata-rata 6-
10 mil/24 jam dan apabila sudah mendekati daerah yang dituju maka kecepatannya akan meningkat
menjadi sekitar 24-40 mil/24jam (Gunarso, 1985 dalam Purbayanto, 2010).
Brainbrigde (1958) dalam Purbayanto (2010) telah mengukur kecepatan renang ikan dengan
parameter terkait lainnya secara sistematis. Dia yang pertama kali menemukan hubungan linear antara
kecepatan renang ikan dengan frekuensi kibasan ekornya. Dikatakannya bahwa jarak yang ditempuh
ke depan dalam satu kibasan ekor, yaitu panjang langkah (stridelength) adalah proporsional terhadap
panjang tubuh ikan pada kecepatan yang lebih tinggi (0.6 sampai 0.8 panjang tubuh). Persamaan
matematis yang disarankan untuk memprediksi atau menghitung kecepatan renang ikan (U) dari
frekuensi kibasan ekor (F) adalah: U = L (0.75 F – 1), dimana L adalah panjang tubuh ikan. Secara
lebih rinci, kecepatan beberapa jenis ikan disajikan pada Lampiran 1, Lampiran 2, dan Lampiran 3.
2.3 PENGERTIAN TAMBAK
Tambak adalah salah satu habitat yang biasanya digunakan sebagai tempat untuk kegiatan
budidaya perikanan yang berlokasi di daerah pesisir. Secara umum, tambak biasanya dikaitkan dengan
budidaya udang atau ikan. Jenis udang yang biasa dibudidayakan di dalam tambak adalah udang
windu.Tambak merupakan kolam yang dibangun di daerah pasang surut dan digunakan untuk
memelihara bandeng, udang laut dan hewan lainnya yang biasa hidup di air payau (Martosudarmo dan
Bambang 1992, diacu dakam Manurung 2006). Air yang masuk kedalam kolam tambak sebagian
besar berasal dari laut saat terjadi pasang, sehingga pengelolaan air dalam tambak dilakukan dengan
memanfatkan pasang surut air laut.
Tambak merupakan genangan air campuran dari laut dan sungai yang dibatasi oleh pematang –
pematang dan dapat diatur melalui pintu air serta digunakan untuk usaha budidaya bandeng, udang,
6
dan hasil perikanan lainnya (Poernomo ,1985 diacu dalam Manurung, 2006 ). Untuk membuat suatu
tambak diperlukan pengelolaan yang baik yang menyangkut perencanaan, pembangunan, ataupun
rehabilitasi tambak. Dalam hal ini diperlukan suatu kajian yang mendalam baik dari berbagai aspek
yang menyangkut kajian teknis maupun non teknis. Keberhasilan dalam budidaya udang di tambak
sangat dipengaruhi oleh ketersediaan lahan pertambakan yang memenuhi persyaratan baik fisik, kimia
dan biologi (Afrianto dan Evi 1991, diacu dalam Manurung, 2006). Untuk mendapatkan lahan yang
memenuhi persyaratan tersebut maka perlu dilakukannya perencanaan yang mencakup dua hal yaitu :
penentuan areal yang memenuhi syarat untuk dijadikan tambak dan pembuatan konstruksi tambak.
2.4 SISTEM BUDIDAYA TAMBAK
Menurut Mujiman dan Suyanto (2005) terdapat 3 sistem budidaya udang, yaitu :
1). Sistem Budidaya Tradisional atau Ekstensif
Petakan tambak pada sistem budidaya tradisional memiliki bentuk dan ukuran yang
tidak teratur, luas lahannya antara 3 ha sampai 10 ha per petak. Setiap petakan
mempunyai saluran keliling (caren) yang lebarnya 5 – 10 m di sepanjang keliling petakan
sebelah dalam, di bagian tengah juga dibuat caren dari sudut ke sudut (diagonal) dengan
kedalaman 30 – 50 cm. Pada tambak tradisional ini tidak diberi pupuk sehingga
produktivitas semata – mata tergantung dari makanan alami yang tersebar diseluruh
tambak yang kelebatannya tergantung dari kesuburan alamiah, pemberantasan hama juga
tidak dilakukan, akibatnya produktivitas semakin rendah. Padat penebarannya rata – rata
antara 3000 post larva/hektar (berkisar antara 1000 – 10000 benur/ hektar), sering kali
dicampur bandeng (500 – 2000 nener/hektar) pada tambak yang siap tebar.
2). Sistem Budidaya Semi – intensif
Petakan tambak pada budidaya semi – intensif memiliki bentuk yang lebih teratur
dengan maksud agar lebih mudah dalam pengelolaan airnya. Bentuk petakan umumnya
empat persegi panjang dengan luas 1 ha sampai 3 ha per petakan. Tiap petakan
mempunyai pintu pemasukan (inlet) dan pintu pengeluaran air (outlet) yang terpusat
untuk pergantian air, penyiapan kolam sebelum ditebari benih, dan pemanenan. Pakan
udang masih dari pakan alami yang didorong pertumbuhannnya dengan pemupukan.
Tetapi selanjutnya perlu diberi pakan tambahan berupa ikan – ikan rucah dari laut, rebon,
siput – siput tambak, dicampur dengan bekatul (dedak halus). Padat penebaran 20000 –
50000 benur/hektar, dengan produksi pertahunnya dapat mencapai 600 kg – 1000
kg/Ha/tahun. Ukuran udang yang dipanen cukup memenuhi syarat ekspor yaitu 25-30
ekor/kg. Lama pemeliharaan 4-5 bulan. Pada tambak semi – intensif pengelolaan air
cukup baik, ketika air pasang naik, sebagian air tambak diganti dengan air baru sehingga
kualitas air cukup terjaga dan kehidupan udang sehat. Bahkan menggunakan pompa untuk
dapat mengganti air pasang surut bila diperkirakan perlu. Pemberantasan hama dilakukan
pada waktu mempersiapkan tambak sebelum penebaran benur, serangan hama juga
dicegah dengan memasang sistem jaringan pada pintu – pintu air.
3). Sistem Budidaya Intensif
Sistem budidaya intensif dilakukan dengan teknik canggih dan memerlukan
masukan (input) biaya yang besar. Petakan umumnya kecil – kecil 0.2 ha sampai 0.5 ha
per petakan, dengan tujuan agar lebih mudah dalam pengelolaan air dan pengawasannya.
Ciri khas budidaya intensif adalah padat penebaran benur sangat tinggi yaitu 50000
7
sampai 600000 ekor/ha. Makanan sepenuhnya tergantung dari makanan yang diberikan
dengan komposisi yang ideal bagi pertumbuhan. Diberi aerasi (dengan kicir, atau alat
lain) untuk menambah kadar oksigen dalam air. Pergantian air dilakukan sangat sering
dan biasanya dengan menggunakan pompa, agar air tetap bersih tidak menjadi kotor oleh
sisa – sisa makanan dan kotoran (ekskresi) udang. Produksi persatuan luas petak dapat
mencapai 1000 sampai 20000 kg/Ha/tahun.
2.5 PEMANENAN UDANG
Menurut Mujiman dan Suyanto (2005) ada dua cara yang bisa dilakukan pada pemanenan di
tambak, yaitu pemanenan sebagian dan pemanenan total :
2.5.1 Pemanenan Sebagian
Pemanenan sebagian adalah pemanenan yang dilakukan pada pemeliharaan
ekstensif/tradisional yang penangkapannya dilakukan secara selektif. Penangkapan secara selektif
hanya akan memilih udang yang cukup besar untuk dipanen. Udang yang masih di bawah ukuran
standar akan dikembalikan lagi ke tambak. Pemanenan ini menggunakan alat yang dinamakan
prayang seperti yang terlihat pada Gambar 2 (Mujiman dan Suyanto, 2005). Alat tersebut terbuat
dari bambu yang dua bagian yaitu kere dan perangkap berebentuk jantung. Bagian kere berfungsi
sebagai pengarah sedangkan perangkap berbentuk jantung berfungsi sebagai tempat jebakan.
Prayang dipasang di tepi tambak dengan kerenya melintang tegak lurus pematang dan
perangkapanya di ujung kere. Pemasangan prayang biasanya dilakukan pada malam hari yang di
atasnya diberi lampu minyak yang berguna untuk menarik perhatian udang. Namun dalam
kenyataannya, pemanenan sebagian mempunyai beberapa permasalahan yang mesti diperhatikan
yaitu membutuhkan tenaga kerja musiman untuk menjaring, penguraian bahan organik di dasar
kolam berlangsung terus hingga suatu saat dapat membahayakan kehidupan udang, dan binatang
lain seperti ikan, kepiting, dan sebagainya, tidak dapat dibersihkan dari kolam (Wibowo, 1990 diacu
dalam Handoko, 2005)
Sumber : Mujiman dan Suyanto, 2005
Gambar 2. Prayang atau bubu
2.5.2 Pemanenan Total
Pemanenan total bertujuan untuk memanen semua udang yang berada di dalam tambak.
Pemanenan ini biasanya dilakukan dengan cara mengeringkan tambak yaitu dengan menggunakan
pompa air untuk menyusutkan air yang ada di dalam tambak. Pada bagian ujung penghisap diberi
kasa agar udang tidak tersedot ke dalam pompa.
Cara lain yang bisa dilakukan untuk melakukan penangkapan adalah dengan cara
memasang jaring penadah di dalam pembuangan air (Mujiman dan Suyanto, 2005) seperti pada
8
Gambar 3. Pintu air dibuka dan diatur agar air mengalir secara perlahan-lahan sehingga udang tidak
banyak tertinggal di dalam lumpur atau tambak. Pintu pengeluaran yang dibuka akan membawa
udang dan air keluar dan tertadah di jaring penadah. Pemanenan secara total mempunyai beberapa
kerugian, diantaranya adalah udang yang masih berukuran kecil akan ikut terpanen dan air yang
sudah kaya dengan berbagai jenis mineral dan organisme yang merupakan makanan alami udang
terpaksa harus dibuang (Wibowo, 1990 diacu dalam Handoko, 2005).
Sumber : (Mujiman dan Suyanto, 2005)
Gambar 3. Jaring penadah yang berbentuk kantung dipasang di depan pintu air
Alat pemanen yang paling modern adalah jaring (trawl) listrik yang terlihat pada Gambar 4
dan Gambar 5 (Mujiman Suyanto, 2005). Jaring ini berbentuk dua buah kerucut. Badan kantung
memmpunyai bukaan persegi panjang. Mulut kantong yang di bawah dipasang pemberat agar dapat
tenggelam di lumpur. Bagian atas mulut jaring itu diberi pelampung agar mengembang di
permukaan air. Bagian bibir bawah mulut jaring itu dipasang kawat yang dapat dialiri listrik dari
sebuah aki (akumulator) berkekuatan 3-112 volt. Aki diletakkan di atas rakit kecil atau wasko
plastik yang ringan agar sewaktu dipergunakan dapat terapung dan tidak kena air.
Jaring dipegangi oleh 3-4 orang yang berjalan di dalam petakan tambak, sambil masing-
masing memegangi ujung-ujung jaring, agar mulut jaring terbuka dengan baik. Jaring ditarik
mengelilingi petakan tambak dan elektroda dipasangkan dengan penggeraknya. Listrik yang
mengaliri kawat di dasar mulut jaring itu akan mengejutkan udang yang terkena aliran listrik
tersebut yang akan membuat udang melompat dan masuk ke dalam jaring. Jaring ini lebih efisien
karena mudah dan cepat, serta udang tidak mati atau rusak pada saat di tangkap. Jaring ini juga bisa
dioperasikan oleh satu orang saja jika sudah mahir menggunakannnya.
Sumber : (Mujiman dan Suyanto, 2005)
Gambar 4. Jaring listrik yang dioperasikan oleh 3 orang
9
Sumber : (Mujiman dan Suyanto, 2005)
Gambar 5. Jaring listrik yang dioperasikan oleh satu orang
2.6 PENELITIAN YANG PERNAH DILAKUKAN
Penelitian mengenai suatu desain mesin tertentu tidak hanya berhenti pada satu tahap saja,
tetapi akan terus berlanjut demi penyempurnaan di masa yang akan datang. Berikut adalah beberapa
penelitian mengenai mesin pemanen ikan dan udang yang pernah dilakukan:
2.6.1 Rancang Bangun Konstruksi Pemisah Pada Mesin Pemanen Udang
(Thoriq, 2005)
Mesin pemanen udang yang dirancang merupakan inovasi yang akan menggantikan sistem
pemanenan yang telah ada. Konstruksi pemisah pada mesin pemanen udang merupakan bagian dari
rangkaian mesin pemanen udang oleh Hamdani dan Handoko, 2005. Bagian utama dari konstruksi
pemisah pada mesin pemanen udang adalah hopper, sistem pemisahan, rangka, roda, dan batang
tarik. Berdasarkan perhitungan kerugian head karena pengaruh pembesaran secara granual adalah
4.6 x 10-3
m dan besarnya kerugian head karena pengaruh belokan adalah 5.44 x 10-3
m. Beban yang
diterima oleh penyangga bagian depan adalah sebesar 1677.14 N. Sedangkan beban yang ditumpu
oleh masing-masing roda adalah 1620.68 N untuk roda bagian kanan dan 1466.33 N untuk roda
bagian kiri.
Berdasarkan hasil pengujian terhadap 30 ekor udang setiap pemanenan, diperoleh rata-rata
3 ekor tersangkut pada pemisah udang, terutama tersangkut pada bagian pinggir pemisah udang. Hal
ini disebabkan oleh jenis aliran yang masuk ke dalam hopper melalui input sehingga terjadi
penggumpalan di tengah, debit yang dihasilkan oleh pompa kurang besar, dan kemiringan pemisah
udang kurang optimum.
2.6.2 Rancang Bangun Pompa Pemanen Udang Jenis Sentrifugal Dengan
Sudu Ulir Mengerucut (Hamdani, 2005)
Komponen yang digunakan dalam merancang berupa : 1) casing input yang berbentuk
penampang potongan kerucut dengan lobang input 6 inchi dan panjang 200mm ; 2) casing output
yang dibuat agar berbentuk mekanisme sentrifugal dengan lubang keluaran sebesar 4 inchi ; 3)
penutup casing output yang berfungsi juga sebagai dudukan poros yang terbuat dari besi poros 3
inchi ; 4) pemegang poros dan flens yang digunakan untuk menstabilkan putaran poros ; 5) poros
10
dengan diameter 1 inchi dan panjang 300 mm yang berfungsi sebagai tempat terpasangnya sudu
pompa ; 5) sudu pompa dengan bentuk ulir yang mengkerucut yang terbuat dari plat 2 mm dan 7)
rangka pompa yang tebuat dari besi siku. Sebagai tenaga penggerak digunakan motor listrik dengan
daya 3 HP, 1 phase dengan putaran 1400 rpm. Roda gigi yang digunakan untuk menyalurkan daya
putar motor listrik adalah dengan perbandingan 1 : 2 sehingga kecepatan putar poros pompa yang
dihasilkan adalah sebesar 700 rpm.
Dimensi (p x l x t) dari pompa pemanen udang dari hasil pembuatan adalah 1000 x 450 x
650 mm dan berat pompa 74 kg dengan lubang pemasukan sebesar 6 inchi dan lubang pengeluaran
sebesar 4 inchi. Mekanisme alat pemanen ini adalah dengan cara menghisap udang secara langsung.
Penghisapan udang secara langsung oleh pompa akan menyebabkan udang tersebut bergesekan
langsung dengan impeller pompa yang dapat mengakibatkan kecacatan fisik pada udang tersebut.
Pada penelitian ini, pengujian pemanenan udang dilakukan sebanyak 4 kali ulangan dengan jumlah
sempel masing-masing ulangan adalah 30 ekor udang. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan,
Tingkat kelulusan berdasarkan jumlah udang yang hidup dan tidak cacat adalah sebesar 75%, dalam
keadaan mati sebesar 3.3%, cacat sebesar 19.2%, dan tidak terhisap sebesar 2.5% dengan waktu
perjalanan (travel time) rata-rata yang dibutuhkan 1 ekor udang dari kolam sampai lubang keluaran
adalah 7.23 detik.
2.6.3 Perancangan Mekanisme Sistem Penghisap Pada Mesin PemanenUdang
Dan Ikan (Gumilang, 2011)
Penelitian ini dilakukan pengujian fungsional sebanyak 2 (dua) kali terhadap sistem model
yang dibuat untuk mendapatkan data. Pengujian ini dilakukan dengan perlakuan 15 kombinasi.
Pengujian pertama bertujuan untuk memperoleh data mengenai debit, kecepatan aliran, tekanan, dan
jenis aliran pada sistem penghisap. Pengujian selanjutnya bertujuan untuk mengetahui kinerja
fungsional sistem penghisap.
Berdasarkan data yang diperoleh diketahui bahwa debit yang terjadi relatif stabil, yaitu
berkisar antara 0.57 l/det – 0.58 l/det. Nilai kecepatan yang diperoleh pada penampang hidraulik
pertama dengan ukuran penampang hidraulik yang kecil berkisar antara 2.02 m/s – 2.04 m/s,
sedangkan untuk nilai kecepatan pada penampang hidraulik yang besar berkisar antara 0.01 m/s –
0.02 m/s. Tekanan yang terjadi pada penampang hidraulik yang berukuran kecil bernilai sebesar
2.943 x 104 kPa, sedangkan tekanan yang terjadi pada penampang hidraulik yang berukuran besar
bernilai sebesar 1.461 x 102 kPa. Jenis aliran yang terjadi pada penampang hidraulik dengan ukuran
kecil adalah jenis aliran turbulen karena nilai bilangan Reynold yang diperoleh lebih besar dari 2300,
yaitu berkisar antara 44720 – 45263, sedangkan jenis aliran yang terjadi pada penampang hidraulik
dengan ukuran besar adalah jenis aliran laminer karena nilai bilangan Reynold yang diperoleh lebih
kecil dari 2300, yaitu berkisar antara 2236 – 2263.
Kombinasi paling optimum untuk penempatan posisi pipa pemasukan dan pipa pengeluaran
adalah pada kombinasi atas (pipa pemasukan) – atas (pipa pengeluaran), hal tersebut bukan hanya
dipengaruhi oleh faktor dari fluida saja melainkan dengan mempertimbangkan tingkah laku
komoditas pada saat dipanen yang cenderung berkumpul di bagian bawah saringan yang terdapat
pada fish trap. Untuk pengujian kinerja fungsional dipergunakan komoditas berupa beberapa jenis
ikan dan udang dengan jumlah total sebanyak 250 ekor. Pengujian yang dilakukan berupa pengujian
pemanenan komoditas dan dilihat tingkat kelulusan hidupnya. Berdasarkan data yang diperoleh dari
15 kali ulangan diketahui bahwa tingkat kelulusan hidupnya sangat besar yaitu 98.9%. Hal ini
menunjukkan bahwa mekanisme sistem penghisap berfungsi baik sesuai dengan yang diharapkan.
11
2.6.4 Rancang Bangun Prototipe Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum
(Maulaya, 2013)
Penelitian ini merupakan lanjutan dari penelitian sebelumnya (Gumilang 2011) mengenai
mekanisme sistem penghisap baru dari mesin pemanen ikan dan udang. Dalam penelitian ini,
dilakukan pembuatan prototipe dari mekanisme yang telah dirancang. Pembuatan prototipe ini
bertujuan untuk melakukan pengujian apakah rancangan mesin yang dibuat untuk pemanenan ikan
dan udang ini dapat berjalan sesuai yang diharapkan atau tidak.
Sistem yang dirancang pada mesin ini yaitu komoditas tidak masuk melewati pompa
(impeller) sehingga ikan dan udang tidak akan rusak atau mati. Mesin yang dirancang memiliki
beberapa saluran distibusi utama seperti saluran inlet, saluran outlet, saluran perpindahan, dan
saluran buang. Saluran inlet adalah saluran yang mendistribusikan air dan komoditas pemanenan
dari kolam masuk ke dalam tangki penampungan. Saluran outlet adalah saluran yang
mendistribusikan air dari tangki penampungan keluar sistem melalui pompa air. Saluran
perpindahan adalah saluran yang berfungsi untuk menyalurkan air dari tangki satu ke tangki lainnya
untuk perpindahan operasi pemanenan. Sedangkan saluran buang adalah saluran yang berfungsi
untuk membuang air keluar sistem (tambak). Selain itu mesin pemanen ini juga memiliki 2 tangki
yang yang masing-masing memiliki saluran inlet. Tangki ini berfungsi untuk menampung
sementara hasil pemanenan yang telah terhisap yang selanjutnya akan dikeluarkan apabila volume
dalam tangki sudah penuh. Dalam pengoperasian mesin ini digunakan dua pompa yaitu pompa air
dan pompa vakum. Pompa air berfungsi untuk menghisap komoditas yang berada di dalam kolam
sedangkan pompa vakum berfungsi untuk mempertahankan keadaan vakum dalam sistem dengan
cara menghisap udara yang masuk ke dalam sistem dan membuangnya ke lingkungan. Pompa
vakum ini dijalankan secara otomatis dengan mekanisme automatic water level switch, dimana
pompa vakum beroperasi berdasarkan ketinggian muka air di dalam tangki. Skema dari instalasi
pompa vakum dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Sketsa instalasi pompa vakum dan perangkat tambahannya
12
Mekanisme otomasi pompa vakum ini adalah sebagai berikut:
Ketika mesin beroperasi, terjadi perubahan tekanan karena ada udara yang masuk ke
dalam sistem, sehingga muka air dalam tangki pun turun.
Saat tinggi muka air minimum terdeteksi oleh level probes, maka secara otomatis
pompa vakum menyala dan solenoid valve terbuka. Otomasi ini telah diatur dalam
rangkaian otomasi yang disalurkan tegangan 12 V oleh adapter.
Ketika pompa vakum menyala, udara di dalam tangki dihisap oleh inlet line melalui
selang berkawat kemudian dikeluarkan melalui exhaust line.
Sebelum udara melalui inlet line, terlebih dahulu masuk ke dalam safety tank
bervolume 25 liter.
Pompa vakum akan mati jika tinggi muka air maksimum dalam tangki terdeteksi oleh
level probes.
Berdasarkan data yang diperoleh diketahui bahwa terjadi penurunan debit aliran yang
cukup drastis saat mesin dioperasikan. Penurunan ini diakibatkan oleh kebocoran yang terjadi pada
beberapa bagian, seperti pada lubang intake, sambungan antara selang dengan pipa, sambungan
perpipaan dan keran (valve), sambungan las pada tangki, sehingga kondisi sistem pada mesin ini
tidak 100% dalam kondisi vakum. Debit tertinggi yang diperoleh pada tangki 1 sebesar 3.11 l/det
dengan kecepatan hisap sebesar 0.38 m/det. Sedangkan pada tangki 2 debit aliran tertinggi yang
diperoleh sebesr 4.02 l/det dengan kecepatan hisap sebesar 0.50 m/det. Ikan yang terhisap oleh
mesin hanya pada awal pengoperasian saja yang debitnya masih cukup besar. Setelah dilakukannya
instalasi pompa vakum pada tangki 2, debit tertinggi dapat mencapai 5.27 l/det dengan kecepatan
hisap sebesar 0.65 m/det dan debit terendah yaitu 4.75 l/det dengan kecepatan hisap sebesar 0.59
m/det. Untuk debit rata-rata sebesar sebesar 4.97 l/det dengan kecepatan hisap rata-rata 0.61 m/det.
Nilai tekanan yang diperoleh dari kedua penampang yaitu dari penampang hidraulik dengan
ukuran diameter 4 inchi menjadi penampang hidraulik dengan ukuran diameter 60 cm adalah
sebesar 78.40 kPa dan 15.92 kPa. Sebelum instalasi pompa vakum, jenis aliran yang terjadi ada tiga
jenis, yaitu aliran turbulen, aliran transisi, dan aliran laminer. Aliran jenis turbulen terjadi pada
penampang hidraulik kecil selama operasi, yaitu pada selang dengan diameter 4 inchi. Setelah
instalasi pompa vakum, jenis aliran yang terjadi adalah aliran turbulen. Jenis aliran ini terjadi selama
operasi mesin baik pada saluran inlet maupun tangki. Pada saluran inlet nilai bilangan Reynold yang
terjadi berkisar antara 54842.31 sampai 85554.01. Sedangkan pada tangki nilai bilangan Reynold
yang terjadi berkisar antara 7293.68 sampai 11378.15.
13
Gambar 7. Prinsip kerja mesin pemanen ikan dan udang tipe vakum
Dimana:
1. Tambak ikan atau udang
2. Saluran inlet
3. Tangki penampungan
4. Saluran outlet
5. Pompa air sentrifugal
6. Saluran buang
7. Saluran perpindahan
Aliran air dan komoditas
Aliran air
Prinsip kerja dari mesin pemanen ini dijelaskan pada uraian berikut:
a. Pada awal pengoperasian, pemanenan hanya dioperasikan pada tangki 1 saja. Pada kondisi
ini, saluran inlet baik yang terhubung dengan tangki 1 maupun tangki 2 harus berada di
dalam tambak.
b. Tangki 1 diisi penuh oleh air yang dimasukkan melalui lubang intake.
c. Jika air sudah penuh maka selanjutnya pompa air dinyalakan. Pada kondisi ini, pastikan
bahwa keran-keran yang ada pada saluran outlet dan saluran buang harus dalam keadaan
terbuka agar air dapat mengalir melalui tangki 1 dan membuangnya kembali ke tambak.
Sedangkan keran perpindahan harus dalam keadaan tertutup.
d. Saat mesin beroperasi, air dan komoditas di dalam tambak (1) dihisap menggunakan pompa
air melalui saluran inlet (2) menuju tangki penampungan (3).
e. Komoditas yang masuk ke dalami tangki terperangkap, artinya tidak dapat keluar dari tangki
karena pada lubang outlet dipasang filter berupa kawat berjaring. Sedangkan air terus
mengalir keluar tangki melalui saluran outlet (4) menuju pompa air (5). Disinilah akhir dari
aliran suction pompa air.
1 2
3
4
7
6
5
14
f. Air yang keluar dari pompa (discharge) kemudian dapat didistribusikan keluar sistem
(kembali ke tambak) melalui saluran buang (6) atau ke tangki 2 melalui saluran perpindahan
(7) untuk pengoperasian batch nerikutnya.
g. Pengoperasian pada tangki 1 terus dilakukanhingga perbandingan komoditas pemanenan dan
air sebesar 1:2 tampak dari jendela indikator pada tangki penampungan. Jika perbandingan
tersebut sudah tercapai, maka pengoperasian dipindah ke tangki 2.
h. Untuk memindahkan operasi pemanenan ke tangki 2, cara yang dilakukan adalah dengan
membuka saluran perpindahan dan menutup saluran buang sehingga air yang pada awalnya
dibuang ke tambak dapat dipindahkan ke tangki 2.
i. Saat melakukan perpindahan operasi pemanenan, lubang intake pada tangki 2 harus dalam
keadaan terbuka.Jika air pada tangki 2 sudah penuh, selanjutnya keran pada saluran oulet di-
switch kemudian keran buang dibuka dan keran perpindahan ditutup. Maka operasi
pemanenan berpindah ke tangki 2.
j. Dan seterusnya.
2.7 POMPA AIR
Pompa adalah suatu mesin pengangkut zat cair. Pengangkutan zat cair terjadi karena zat cair
menerima tekanan atau energi dari pompa untuk mengatasi hambatan aliran yang dialami zat cair pada
waktu mengalami pemindahan. Pemindahan zat cair dapat terjadi secara horizontal atau vertikal. Pada
pemindahan dengan arah horizontal, terjadi hambatan yang disebabkan oleh gesekan dan pusaran.
Sedangkan pada pemindahan dengan arah vertikal terjadi hambatan yang disebabkan oleh gesekan,
pusaran, dan adanya perbedaan tinggi antara muka hisap dan muka dorong. Aliran suatu zat cair
melalui suatu penampang saluran yang mempunyai tekanan statis p (kgf/m2), kecepatan rata-rata v
(m/s), dan ketinggian z (m) diukur dari bidang referensi. Berdasarkan hukum Bernoulli, air pada
penampang yang bersangkutan dikatakan mempunyai tinggi muka air (m) yang dinyatakan sebagai
berikut:
H= p/γ + v2/2g +z.........................................................................................................(1)
dimana : γ: berat zat cair per satuan volume, kgf/m3
g : percepatan gravitasi, m/s2
Menurut Susana (2001) diacu dalam Adisiswoyo (2004), adapun masing-masing suku dari
persamaan (1) diatas, yaitu p/γ, v2/2g, dan z berturut-turut disebut head tekanan, head kecepatan, dan
head potensial. Ketiga head ini tidak lain adalah energi mekanik yang dikandung oleh satu satuan
berat (1 kgf) air yang mengalir pada penampang yang bersangkutan. Menurut Sularso dan Tahara
(2000) diacu dalam Adisiswoyo (2004), pompa air dapat merubah energi mekanik dalam bentuk kerja
poros menjadi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head tekanan, head
kecepatan, dan head potensial pada air yang mengalir secara kontinyu.
Prinsip kerja pompa air yang merupakan suatu mesin fluida dimulai dengan poros berputar dan
kemudian membangkitkan gerak mekanik dari suatu fluida seperti air. Pada pompa, gerakan poros
berputar dimanfaatkan untuk menggerakkan mesin yang berguna dalam pemindahan fluida. Mesin-
mesin fluida tersebut dilengkapi dengan sudu-sudu pada impellernya. Menurut Sularso dan Tahara
(2000) diacu dalam Adisiswoyo (2004), laju aliran pompa adalah sebagai berikut:
.....................................................................................................................(2)
15
Sementara menurut Sularso dan Tahara (2000) diacu dalam Adisiswoyo (2004), head total
efektif yang dibangkitkan pompa adalah sebagai berikut:
H = [Hgd + z1 + V12/2g] – [ Hgs + z3 + v3
2/2g] ........................................................ (3)
2.8 KERUGIAN DAYA TEKAN PADA SALURAN FLUIDA
Menurut Erizal dan Panjaitan (2007) setiap aliran fluida yang melalui jalur pipa atau selang,
biasanya mengalami kerugian daya tekan, baik karena gesekan, bentuk penampang, atau perubahan
arah aliran. Kerugian daya tekan di tempat-tempat transisi yang demikian itu dinyatakan secara umum
dengan persamaan (4) berikut:
..........................................................................................................(4)
Dimana:
v :Kecepatan rata-rata di dalam pipa (m/s)
: Koefisien kerugian
: Percepatan gravitasi (m/s2)
: Kerugian daya tekan (m)
Kerugian daya tekan karena bentuk penampang dapat dibagi menjadi empat jenis, yakni karena
pembesaran diameter penampang secara granual, penyempitan diameter secara tiba-tiba, perubahan
dari pipa ke suatu tandon, dan perubahan dari tandon ke pipa.
1. Kerugian daya tekan karena pembesaran diameter penampang secara granual
...................................................................................................(5)
atau
............................................................................................................(6)
Dimana:
: Kecepatan rata-rata di penampang yang kecil (m/s)
: Kecepatan rata-rata di penampang yang besar (m/s)
: Koefisien kerugian karena pembesaran diameter saluran
: Percepatan gravitasi (m/s2)
: Kerugian daya tekan (m)
Nilai dapat ditentukan dengan menggunakan Gambar 8 atau Tabel 1
Gambar 8. Grafik koefisien kerugian daya tekan karena pembesaran saluran
16
Tabel 1. Koefisien kerugian karena pembesaran diameter saluran
Bentuk Perlebaran D1/D2 KE, θ = 10o
KE, θ = 180o
0 - 1.00
0.20 0.13 0.92
0.40 0.11 0.72
0.60 0.06 0.42
0.80 0.03 0.16
2. Kerugian daya tekan karena penyempitan diameter secara tiba-tiba
Pada aliran yang mengalami penyempitan tiba-tiba akan terjadi kontraksi. Gambar 9
menunjukkan bahwa tepat di hilir penyempitan terjadi suatu vena kontrakta, yaitu suatu
penampang menyempit dimana garis-garis arusnya lurus. Setelah vena kontrakta, aliran
kembali menyebar memenuhi penampang pipa. Perlebaran ini menyebabkan terjadinya
pusaran-pusaran arus diantara vena kontrakta sampai ke dinding pipa.
Gambar 9. Penyempitan diameter secara tiba-tiba
Dari Gambar 9 dapat dilihat bahwa vena kontrakta dan penampang 2 dimana aliran
kembali seragam. Pola alirannya sama dengan pola aliran yang melebar secara tiba-tiba,
sehingga diperoleh persamaan (7) di bawah ini:
..................................................................................................................(7)
Dimana:
: Kerugian daya tekan karena penyempitan diameter tiba-tiba (m)
: Koefisien kerugian daya tekan karena penyempitan
: Kecepatan aliran pada penampang sempit (m/det)
: Percepatan gravitasi (m/det2)
Nilai dapat ditentukan dengan menggunakan Tabel 2 berikut ini.
Tabel 2. Koefisien kerugian daya tekan karena penyempitan tiba-tiba
D1/D2 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.10 1.00
KC 0.45 0.43 0.42 0.42 0.37 0.28 0.01 0
3. Kerugian daya tekan karena perubahan pipa ke tandon (reservoir)
Perlebaran tiba-tiba dapat terjadi pada perubahan aliran dari suatu pipa ke suatu tandon.
Misalnya aliran yang terjadi seperti pada Gambar 10. Kerugian daya tekan ini juga dikenal
dengan sebutan “Erit Loss”.
17
Gambar 10. Perubahan penampang aliran dari pipa ke suatu tandon
Besarnya kerugian yang dialami dapat dihitung dengan persamaan (8) di bawah ini.
.......................................................................................................................(8)
Dimana:
: Kerugian daya tekan karena penyempitan diameter tiba-tiba (m)
: Kecepatan aliran pada pipa (m/det)
: Percepatan gravitasi (m/det2)
4. Kerugian daya tekan karena perubahan tandon (reservoir) ke pipa
Jenis kerugian ini merupakan hal yang khusus dari kerugian daya tekan karena
penyempitan tiba-tiba. Karena luas basah dari penampang melintang tandon jauh lebih besar
daripada luas penampang pipa maka perbandingannya mendekati atau dianggap nol.
Perubahan ini dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Perubahan aliran dari suatu tandon ke suatu pipa
Kerugian yang terjadi dapat dihitung menggunakan persamaan (9) berikut ini:
................................................................................................................(9)
Dimana:
: Kerugian daya tekan karena penyempitan diameter tiba-tiba (m)
: Koefisien kerugian daya tekan karena penyempitan
: Kecepatan aliran pada penampang sempit (m/det)
: Percepatan gravitasi (m/det2)
Nilai tergantung pada bentuk hubungan antara tandon dan pipa (bentuk inlet ke pipa)
yang ditunjukkan pada Gambar 12.
18
Gambar 12. Bentuk pemasukan ke dalam pipa dan koefisien kerugian daya tekan
Kerugian karena gesekan pada saluran dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (10)
namun ditentukan terlebih dahulu koefisien geseknya.
............................................................................................................................. (10)
Dimana:
: Kerugian yang disebabkan oleh gesekan aliran fluida dan pipa (m)
: Koefisien gesekan (diperoleh dari diagram Moody)
: Panjang pipa (m)
D : Diameter pipa (m)
: Kecepatan aliran (m/s)
: Percepatan gravitasi (m/s2)
Nilai f dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan (12) jika aliran laminer dan persamaan
(13) jika aliran turbulen yang terjadi pada saluran sangat halus seperti kaca dan plastik, termasuk
PVC. Persamaan tersebut diturunkan dari diagram Moody yang dapat dilihat pada Gambar 8.
Sedangkan jenis aliran fluida dapat diketahui berdasarkan bilangan Reynold-nya yang dapat
ditentukan dengan persamaan (11).
...................................................................................... (11)
.................................................................................................. (12)
(Blasius; untuk Re = 3000-100000) ................................. (13)
19
Dimana:
Re : Nilai bilangan Reynold
: Massa jenis fluida (kg/m3)
: Diameter dalam pipa (m)
: Kecepatan aliran rata-rata fluida (m)
: Viskositas dinamik fluida (Pa.s)
: Viskositas kinematik fluida (Pa.s)
: Koefisien gesekan
Gambar 13. Diagram Moody
Kerugian daya tekan karena belokan terdapat dua jenis, yakni belokan tajam dan belokan
lengkungan. Untuk menentukan besarnya kerugian daya tekan karena belokan dapat menggunakan
persamaan (14).
............................................................................................................................. (14)
Dimana:
: Kecepatan rata-rata di dalam pipa (m/s)
: Koefisien kerugian karena belokan
: Percepatan gravitasi (m/s2)
: Kerugian daya tekan karena belokan (m)
Nilai Kb dapat diambil dari harga-harga di dalam Tabel 3 berikut ini:
20
Tabel 3. Harga koefisien kerugiam daya tekan pada belokan
21
III. METODE PENELITIAN
3.1 WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2012 sampai dengan bulan Februari 2013 di
Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
3.2 ALAT DAN BAHAN
Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah
3.2.1 Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Gergaji mekanis
b. Penggaris besi
c. Jangka sorong
d. Obeng
e. Palu
f. Perlengkapan kunci pas
3.2.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Selang berserat dengan diameter 2.5 inchi
b. Reducer 4 inchi ke 2.5 inchi
c. Pipa PVC berdiameter 2 inchi
d. Knee 2 inchi
e. Lem paralon
f. Lem araldite
3.3 METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode pendekatan rancangan secara umum yaitu pendekatan
rancangan fungsional dan struktural. Rancangan fungsional menyangkut segi fungsi atau kegunaan
dari setiap elemen komponen penyusun mesin tersebut terhadap komoditas yang akan diproses.
Rancangan struktural adalah merupakan perwujudan dari rancangan fungsional yang sudah ditentukan
sebelumnya. Tahapan penelitian dapat dilhat pada Gambar 14.
22
Gambar 14 . Flow chart metode penelitian
3.3.1 Identifikasi Permasalahan
Permasalahan yang dihadapi secara umum telah dikemukakan di dalam latar belakang.
Pada penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa mesin pemanen udang yang telah dibuat masih
kurang optimal. Hal ini ditunjukkan dengan berkurangnya debit aliran dan kecepatan hisap tiap
waktu. Sehingga permasalahan khusus dari desain ini adalah debit yang menurun setiap waktunya
yang menyebabkan ikan belum mampu terhisap ke dalam tangki penampungan. Oleh karena itu,
perlu power pompa yang lebih besar dan saluran inlet yang lebih kecil agar debit dan kecepatan
hisap yang dihasilkan lebih besar sehingga udang dapat terhisap ke dalam tangki.
3.3.2 Analisis Perancangan
Komponen yang akan digunakan untuk modifikasi mesin ditentukan dalam analisis
perancangan. Analisis rancangan ini terdiri dari analisis fungsional yang dilengkapi dengan analisis
teknik. Analisis fungsional yaitu analisis yang menyangkut segi fungsi dan kegunaan dari setiap
elemen penyusun mesin. Sedangkan analisis teknik yaitu analisis yang menyangkut bahan dasar,
kekuatan bahan, dan konstruksi mesin.
Mulai
Identifikasi permasalahan
Analisis Rancangan
Modifikasi prototipe
Prototipe siap dilakukan
uji performansi
Selesai
Uji fungsional
Y
N
23
3.3.3 Uji Fungsional
Metode pengujian yang dilakukan adalah metode uji fungsional dari masing-masing bagian
yang telah digabung. Bagian-bagian yang telah dipasang dilihat dan diuji apakah dapat berjalan
sesuai dengan fungsinya dengan baik atau tidak. Parameter yang dilihat adalah debit keluaran air
dan terhisap atau tidaknya ikan ke dalam tangki. Apabila mesin masih tidak berfungsi dengan baik
maka akan dilakukan analisis rancangan kembali.
24
IV. ANALISIS RANCANGAN
4.1 KRITERIA DESAIN
Mesin pemanen udang merupakan inovasi dari sistem pemanenan yang dilakukan secara
manual. Sistem mekanis dapat menggantikan sistem pemanenan manual yang diharapkan agar
pemanenan lebih efektif dan efisien yang tidak merusak mutu dari udang. Sistem baru yang telah
ditemukan dengan cara udang tidak melewati pompa sehingga tidak merusak fisik ikan ataupun
udang. Kriteria desain yang dilakukan adalah memodifikasi saluran inlet dan pompa dengan cara
memperkecil saluran inlet dan meningkatkan power dari pompa. Hal ini bertujuan untuk
meningkatkan kecepatan hisap saluran inlet sehingga udang akan terhisap ke dalam tangki
penampungan. Adanya modifikasi dari saluran inlet dan pompa ini diharapkan kapasitas mesin
pemanenan dapat mencapai 4.8 ton/jam. Data perhitungan terdapat pada Lampiran 4.
4.2 MODIFIKASI RANCANGAN FUNGSIONAL
Mesin udang dengan sistem penghisap yang baru berfungsi sebagai mesin pemanen dengan
tingkat kelulusan komoditas panen yang tinggi. Keadaan fisik dari komoditas yang dipanen tidak akan
mengalami kerusakan dikarenakan komoditas yang dipanen tidak melewati impeller yang dapat
melukai fisik komoditas udang. Agar mesin pemanen ini dapat berfungsi sesuai dengan rancangan
fungsionalnya maka diperlukan penjabaran fungsional dari rancangan strukturalnya yang
direncanakan. Uraian fungsi dari modifikasi yang dilakukan dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini.
Tabel 4. Rancangan fungsional dari hasil modifikasi
No Nama Komponen Fungsi
1 Pompa air 4.1 kW Memindahkan air dan komoditas dari kolam penampung menuju
tangki.
2 Saluran inlet 2.5 inchi Mendistribusikan aliran fluida/komoditas yang ada di dalam
kolam menuju ke dalam tangki penampungan.
4.3 MODIFIKASI RANCANGAN STRUKTURAL
4.3.1 Saluran Inlet
Saluran inlet atau saluran hisap yang digunakan pada penelitian sebelumnya terdiri dari
selang berserat yang berdiameter 4 inchi dengan panjang 5 m dan PVC swing check valve yang
berdiameter 4 inchi. Saluran ini berfungsi untuk mendistribusikan air dan komoditas pemanenan dari
kolam menuju ke tangki penampungan. Modifikasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah
mengubah diameter dari saluran inlet menjadi 2.5 inchi. Tujuan dari memperkecil diameter saluran
inlet adalah untuk meningkatkan kecepatan hisap sehingga komoditas dapat terhisap ke dalam tangki
penampungan. Sedangkan penggunaan PVC swing check valve ini bertujuan agar air yang ada di
dalam tangki penampungan tidak kembali lagi ke kolam karena adanya perbedaaan ketinggian.
Pemilihan saluran inlet 2.5 inchi berdasarkan pada dimensi dari udang yang bisa masuk atau
25
terhisap oleh saluran inlet yaitu dengan panjang 6-8 cm dan tinggi 5-6 cm. Gambar dari saluran inlet
dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 15. Saluran inlet 2.5 inchi
4.3.2 Pompa Air
Pompa air yang digunakan adalah pompa air sentrifugal. Pompa ini memiliki sebuah
impeller yang berfugsi mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih
tinggi. Dalam hal ini yaitu untuk memindahkan air dan komoditas yang ada di dalam kolam
menuju tangki. Daya yang dimiliki oleh pompa bersumber dari motor bensin yang merupakan
pendorong yang efektif bagi fluida cair. Penelitian sebelumnya menggunakan power sebesar
3.1 kW dengan kecepatan putar 3600 rpm. Namun pada penelitian kali ini digunakan power
yang lebih besar yaitu sebesar 4.1 kW. Power pompa yang besar akan menghasilkan debit yang
besar pula, sehingga dengan memperbesar power pompa dan dengan ditunjang saluran inlet
yang diperkecil maka akan memperoleh kecepatan hisap yang tinggi. Pemilihan pompa ini
disesuaikan dengan target waktu pemanenan yang disajikan pada Lampiran 4. Sedangkan
untuk perhitungan kebutuhan daya penggerak pompa ini dapat dilihat pada Lampiran 6.
Gambar pompa air dapat dilihat pada Gambar 16.
Gambar 16. Pompa Air
Spesifikasi :
Hoasin model HP30H
Daya hisap : 8 m Daya dorong : 30 m
Kapasitas per menit :100 liter/menit Tenaga mesin : 5.5 HP/3600 rpm
Berat :29kg
26
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Mesin udang merupakan suatu inovasi dari sistem pemanenan yang dilakukan secara
manual. Penggunaan mesin secara mekanis diharapkan dapat meningkatkan efisiensi yang lebih
tinggi dibandingkan dengan cara manual. Penelitian sebelumnya tentang pembuatan mesin udang
ini telah ada, namun tingkat kecacatan komoditas dan tingkat mortalitas masih cukup tinggi. Hal
tersebut terjadi dikarenakan komoditas yang dipanen langsung masuk ke dalam impeller sehingga
menyebabkan ikan atau udang tersebut mengalami kerusakan fisik atau mati. Dengan kendala
yang ada, maka dilakukan penelitian lanjutan mengenai mekanisme sistem penghisap baru untuk
pemanenan ikan dan udang (Gumilang, 2011) yang selanjutnya dibuat sebuah prototipe mesin
pemanen udang tipe vakum (Maulaya, 2013).
Hasil penelitian sebelumnya (Maulaya, 2013) masih belum optimal dikarenakan debit dan
kecepatan hisap relatif kecil sehingga belum mampu menghisap udang. Selanjutnya dilakukkan
penelitian ulang mengenai modifikasi mesin pemanen udang. Modifikasi yang dilakukan adalah
dengan memperkecil diameter saluran inlet dan memperbesar power pompa air. Hal ini
dimaksudkan agar kecepatan hisap meningkat sehingga udang bisa terhisap ke dalam tangki
penampungan.
5.1 DEBIT DAN KECEPATAN ALIRAN
Data yang diambil dalam penelitian ini adalah debit air pada mesin pemanen udang. Debit
tersebut digunakan untuk menghitung data kecepatan, tekanan, dan jenis aliran dari bilangan
Reynold yang diketahui. Pengukuran debit yang dilakukan menggunakan metode volumetrik.
Metode tersebut dilakukan dengan cara air ditampung dalam sebuah wadah dengan volume 20 liter
per satuan waktu. Mesin hasil modifikasi dapat dilihat pada Gambar 17.
Gambar 17. Mesin pemanen udang yang telah dimodifikasi
27
Gambar 18. Grafik Pengukuran debit pada tangki 1 dan tangki 2
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 1:26:24 1:40:48 1:55:12 2:09:36 2:24:00 2:38:24 2:52:48 3:07:12 3:21:36 3:36:00 3:50:24 4:04:48
Debit (liter/detik)
Waktu operasi mesin (j:mm:dd)
T1U1
T2U1
T1U2
T2U2
T1U3
T2U3
T1U4
T2U4
27
28
Pengambilan data ini dilakukan pada kedua tangki, yaitu tangki 1 dengan mulut hisap dan
saluran inlet 4 inchi tanpa menggunakan instalasi pompa vakum dan tangki 2 dengan mulut hisap
4 inchi dan saluran inlet 2.5 inchi dengan menggunakan instalasi pompa vakum. Data yang
diambil sebanyak empat kali ulangan pada masing-masing tangki dan setiap ulangan dilakukan
sepuluh kali pengambilan data. Grafik pengukuran debit pada tangki 1 dan tangki 2 dapat dilihat
pada Gambar 18.
Pada tangki 1, terjadi penurunan debit aliran yang cukup besar dalam selang waktu
tertentu yang terlihat pada Gambar 18. Debit tertinggi terjadi pada awal pengoperasian sebesar
2.98 l/det dan terendah sebesar 1.17 l/det yang terjadi pada menit ke-210 pada akhir
pengoperasian tangki 1. Debit tersebut terjadi disebabkan pada awal pengoperasian udara yang
masuk belum terlalu banyak sehingga debit masih cukup tinggi. Semakin lama waktu
pengoperasian debit aliran cenderung menurun.
Sedangkan pada Gambar 18 terlihat debit aliran terbesar pada tangki 2 sebesar 1.92 l/det
dan terendah sebesar 1.40 l/det. Terlihat dari Gambar 18 bahwa debit aliran tangki 2 cenderung
lebih konstan dibandingkan dengan tangki 1. Hal ini dikarenakan pada tangki 2 menggunakan
pompa vakum.
Dari hasil perhitungan diperoleh grafik debit aliran rata-rata pada tiap tangki yang dapat
dilihat pada Gambar 19. Berdasarkan data yang diperoleh terlihat terjadinya penurunan debit aliran
pada tiap-tiap tangki.
Gambar 19. Grafik pengukuran debit rata-rata
Terlihat dari grafik di atas terjadi penurunan debit aliaran tiap tangki pada saat mesin
dioperasikan. Namun pada tangki 2 terlihat debit air yg cukup konstan meskipun ada sedikit terjadi
penurunan debit. Hal ini dikarenakan pada tangki 2 menggunakan instalasi pompa vakum. Pompa
vakum ini berfungsi untuk membuat keadaan di dalam tangki menjadi vakum dengan cara
menghisap keluar udara yang berada dalam tangki. Dari data pengukuran, terlihat debit tertinggi
pada tangki 2 sebesar 1.77 l/det dengan kecepatan hisap sebesar 0.56 m/det sedangkan pada tangki
1 sebesar 2.06 l/det dengan kecepatan hisap sebesar 0.25 m/det. Debit yang dihasilkan pada tangki
1 cenderung turun atau tidak konstan. Debit yang menurun tersebut dikarenakan pada tangki 1
tidak menggunakan instalasi pompa vakum sehingga udara yang masuk ke dalam tangki tidak
dapat dibuang ke lingkungan.
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
Debit (liter/detik)
Waktu Pengukuran (j:mm:dd)
Tangki 1 (tanpainstalasi)
Tangki 2(menggunakaninstalasi)
29
Debit pada tangki 1 (tidak menggunakan pompa vakum) lebih tinggi dibandingkan dengan
tangki 2 (menggunakan pompa vakum). Hal ini dikarenakan kebocoran yang terjadi pada tangki 2
lebih banyak dibandingkan pada tangki 1. Namun pada selang waktu tertentu debit yang dihasilkan
tangki 2 cukup konstan yang menandakan bahwa pompa vakum berfungsi dengan baik.
Dari data pengukuran penelitian sebelumnya, debit rata-rata yang dihasilkan pada tangki 1
sebesar 1.83 l/det dengan kecepatan hisap rata-rata 0.23 m/det. Sedangkan pada tangki 2, debit
rata-rata sebesar 4.97 l/det dengan kecepatan hisap rata-rata 0.61 m/det. Pada penelitian ini, debit
dan kecepatan hisap rata-rata pada tangki 1 sebesar 1.84 l/det dan 0.23 m/det. Sedangkan pada
tangki 2, debit dan kecepatan hisap rata-rata sebesar 1.63 l/det dan 0.52 m/det. Terlihat bahwa
pada tangki 1 debit yang dihasilkan sama dengan penelitian sebelumnya. Debit tersebut masih
terbilang kecil karena belum mampu menghisap ikan mas yang memiliki dimensi yang sama
dengan udang sebagai komoditas yang diuji. Pada tangki 2 terlihat perbedaan yang cukup besar
yaitu pada penelitian ini nilai debit dan kecepatan hisap rata-rata yang diperoleh lebih kecil. Hal
ini terjadi karena adanya kebocoran yang lebih banyak dibandingkan sebelumnya. Selain
kebocoran pada tangki, kebocoran terjadi di saluran, sambungan perpipaan dan keran(valve), serta
kebocoran intake pada pompa sehingga kondisi sistem pada mesin tidak 100% dalam keadaan
vakum.
5.2 TEKANAN DAN JENIS ALIRAN
Tekanan yang terjadi di dalam sistem akan mengalami perubahan yang dikarenakan adanya
perubahan penampang hidrolik. Perubahan tersebut merupakan pembesaran penampang hidrolik
yang terjadi pada tangki 1 dan tangki 2. Penampang hidrolik pada saluran inlet tangki 1 sebesar 2.5
inchi dan saluran inlet pada tangki 2 sebesar 4 inchi. Kedua saluran inlet ini akan mengalami
pembesaran yaitu menjadi penampang hidrolik dengan ukuran 60 cm.
Nilai tekanan yang diperoleh pada masing-masing tangki sangat jauh berbeda. Untuk tangki
1, nilai tekanan pada penampang hidrolik yang berukuran kecil sebesar 78.40 kPa sedangkan
tekanan pada penampang hidrolik besar (tangki) sebesar 15.89 kPa. Pada tangki 2, nilai tekanan
pada penampang hidrolik yang berukuran kecil sebesar 78.40 kPa sedangkan tekanan pada
penampang hidrolik besar sebesar 6.20 kPa.
Jenis aliran dibedakan menjadi 3 yaitu aliran laminer, aliran transisi dan aliran turbulen.
Aliran laminer terjadi jika bilangan Reynold ≤ 2200, aliran turbulen terjadi jika bilangan Reynold
≥ 4000, dan aliran transisi terjadi jika bilangan Reynold berada di tengah-tengah dari nilai aliran
laminer dan aliran turbulen. Jenis aliran yang terjadi pada tangki 1 adalah aliran turbulen dan
aliran transisi. Aliran turbulen terjadi pada penampang hidrolik kecil (saluran inlet) yang
berdiameter 4 inchi. Nilai bilangan Reynold pada penampang kecil berkisar 17010.66 sampai
43286.05. Sedangkan penampang yang besar (tangki) aliran yang terjadi adalah jenis aliran
turbulen dan transisi. Nilai bilangan Reynold yang terjadi pada penampang besar berkisar antara
2263.23 sampai dengan 5759.11. Pada tangki 2, jenis aliran yang terjadi adalah aliran turbulen dan
transisi. Aliran turbulen terjadi di penampang hidrolik kecil yang berdiameter 2.5 inchi. Nilai
bilangan Reynoldnya berkisar 32683.40 sampai dengan 44622.40. Sedangkan aliran transisi terjadi
pada tangki dengan nilai bilangan Reynold berkisar 2717.78 sampai dengan 3710.56.
Jenis aliran tangki 2 pada penelitian sebelumnya adalah turbulen baik pada penampang
hidrolik kecil ataupun besar. Sedangkan pada penelitian ini, jenis aliran airnya adalah turbulen dan
transisi. Perbedaan jenis aliran ini dikarenakan adanya perbedaan deiameter saluran inlet dan debit
aliran. Penelitian sebelumnya menggunakan diameter saluran inlet 4 inchi sedangkan pada
penelitian ini diameter saluran inletnya sebesar 2.5 inchi.
30
Terilihat terdapat perbedaaan jenis aliran yang cukup besar antara penampang hidrolik kecil
dan penampang hidrolik besar. Perubahan jenis aliran ini terjadi disebabkan karena adanya
perubahan penampang, yaitu dari penampang hidrolik kecil menuju ke penampang hidrolik besar.
Secara lengkap nilai bilangan Reynold dapat dilihat pada Lampiran 8 dan Lampiran 9.
5.3 PERFORMANSI MESIN
Pada uji fungsional, komoditas yang digunakan adalah ikan mas yang dimensi tubuhnya
mendekati udang, yakni dengan panjang tubuh 6-8 cm sebanyak 200 ekor. Pada saat pengujian
ikan yang terhisap hanya pada awal pengoperasian. Hal ini dikarenakan pada awal pengoperasian
debit yang dihasilkan cukup besar namun seiring dengan waktu terjadi penurunan debit aliran yang
cukup drastis setiap waktunya. Hal ini terjadi karena ada beberapa kebocoran pada tangki. Selain
itu kebocoran terjadi di saluran inlet, sambungan perpipaan dan keran (valve), serta kebocoran
pada intake pada pompa sehingga kondisi sistem pada mesin tidak 100% dalam keadaan vakum.
Untuk mengatasi kebocoran dilakukan penambalan pada daerah yang bocor dengan menggunakan
lem besi dan lem araldite. Namun, setelah dilakukannya pengujian ulang kebocoran masih tetap
terjadi.
Tabel 5. Performansi Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum
Kapasitas Pemanenan 4.5 ton/jam (Lampiran 4)
Total Head Loss 8.9 m (Lampiran 5)
Daya Pompa Sentrifugal 4.1 kW (Lampiran 6)
Efisiensi Pompa Sentrifugal 5.8% (Lampiran 11)
Daya Pompa Vakum 0.19 kW (Lampiran 12)
Ultimate vacuum 6x10-2
Pa (Lampiran 12 )
Kapasitas Tangki 182.43 l/det (Lampiran 13)
Dari hasil perhitungan didapatkan debit aliran rata-rata pada tangki 1 sebesar 1.84 l/det
dengan kecepatan hisap sebesar 0.23 m/det. Sedangkan pada tangki 2, diperoleh debit aliran rata-
rata sebesar 1.63 l/ det dan kecepatan hisap 0.52 m/det. Berdasarkan dari kecepatan renang, udang
memiliki kecepatan renang berkisar antara 0.54 – 1.14 m/det. Dengan mengasumsikan bahwa
perbandingan massa udang dan air sama dikarenakan massa jenis udang lebih rendah
dibandingkan air maka perbandingan massa diabaikan sehingga untuk mengatasi kecepatan udang
dapat menggunakan rumus momentum (m.air x = m.udang x ). Untuk dapat menghisap
udang, kecepatan hisap pompa harus lebih besar dari kecepatan maksimum renang udang. Namun
pada hasil pengujian, ikan hanya terhisap pada awal pengoperasian saja yang kecepatan hisap
pompa berada di antara kecepatan renang udang.
Selain itu, efisiensi pompa dari hasil uji coba mesin lebih rendah dibandingkan dengan
efisiensi rancangan. Efisiensi pompa yang didapatkan cukup kecil yaitu sebesar 5.8% yang
diakibatkan oleh adanya kebocoran dan head loss yang terjadi. Kapasitas yang diharapkan dari
mesin pemanen ini sebesar 4.5 ton/jam. Kapasitas ini didapatkan dengan memperhitungkan
volume udang dan air yang dipanen, waktu perpindahan, dan kapasitas pompa.
31
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan beberapa hal,
yaitu :
1. Dari penelitian ini telah dihasilkan modifikasi saluran ilnlet berdiameter 2.5 inchi dan
power dari pompa yang digunakan sebesar 5.5 hP atau 4.1 kW.
2. Berdasarkan hasil pengujian fungsional diperoleh debit aliran rata-rata pada tangki 1
sebesar 1.84 l/det dan kecepatan hisap sebesar 0.23 m/det. Sedangkan pada tangki 2,
diperoleh debit aliran rata-rata sebesar 1.63 l/ det dan kecepatan hisap 0.52 m/det.
Dari hasil modifikasi mesin ini, ikan masih belum dapat terhisap ke dalam tangki
penampungan.
6.2 SARAN
1. Perlu dilakukan upaya untuk mendeteksi letak kebocoran dan mengatasinya dengan
menggunakan “auto sealer” yang sesuai dengan tekanan vakum di dalam tangki.
2. Untuk pengembangan selanjutnya, bentuk tangki dapat dibuat tanpa sudut agar
tekanan menyebar rata dan menggunakan pompa yang memiliki daya hisap (suction
head) yang lebih tinggi.
32
DAFTAR PUSTAKA
Adisiswoyo RO. 2004. Desain Dan Uji Performansi Sistem Pompa Vakum Tipe Tabung Venturi
[skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Amri K. 2005. Budidaya Udang Windu Secara Intensif. Jakarta: Agromedia Pustaka.
Erizal, Panjaitan NH. 2007. Modul Kuliah Mekanika Fluida. Bogor: Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Gumilang TJ. 2011. Perancangan mekanisme sistem penghisap pada mesin pemanen udang dan
ikan [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Hamdani C. 2005. Rancang bangun pompa pemanen udang jenis sentrifugal dengan sudu ulir
mengerucut [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Handoko. 2005. Rancang Bangun Pompa Pemanen Udang [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Karim A. 2006. Modifikasi Dan Uji Teknis Pompa Pada Mesin Pemanen Udang/Ikan [skripsi].
Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Manurung R. 2006. Optimalisasi Kinerja Prototipe Mesin Pemanen Udang Dan Ikan Berdasarkan
Tingkat Kepadatan Tertentu [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
Maulaya R. 2013. Rancang Bangun Mesin Pemanen Udang Tipe Vakum [skripsi]. Bogor:
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Mujiman, Suyanto. 2005. Budidaya Udang Windu. Jakarta: Penebar Swadaya.
Purbayanto, et al. 2010. Fisiologi dan Tingkah Laku Ikan pada Perikanan Tangkap. Bogor: IPB
Press.
Mujiman dan Suyanto. 2005. Budidaya Udang Windu. Jakarta: Penebar Swadaya.
Soetomo, M. 1990. Teknik Budidaya Udang Windu. dalam Martini, I. dkk. 2006. Kajian Sistem
Resirkulasi Tertutup Menggunakan Biofilter Bivalvia dan Makroalgae pada Pembesaran
Udang Windu (Panaeusmonodon). Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Universitas
Padjadjaran. (Tidak Dipublikasikan).
Sularso dan Kiyokatsu, S. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta:
Pradnya Paramita.
Thoriq A. 2005. Rancang Bangun Konstruksi Pemisah Pada Mesin Pemanen Udang [skripsi].
Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
33
LAMPIRAN
34
Lampiran 1. Burst speed (lompatan renang/renang kilat) dari beberapa jenis ikan
No Famili Spesies Burst speed
1 Clupeiodae
Cluepae harengus (herring) 5 cm/detik sampai 1.5 m/detik
Spratus spratus (sprat) Sedikit lebih rendah dari herring
Engraulis sp. (sejenis teri) 0.65 - 0.8 m/detik
Alosasapidisima (shad) 3.5 - 4.2 m/detik
Pomolobus pseudoharengus
(herring sungai) 4.15 -4.84 m/detik
2 Gadidae cod dan haddock 1 - 1.5 m/detik
3 Pleuronectidae
Pleuronetes platessa dan
Limada limada 1 - 1.5 m/detik
4 Scombroidae
Katsuwonus pelamis
(cakalang) 5 - 10 m/detik
Thunnus albacaretus
(madidihang) 5.4 m/detik
Sarda chiliensis (bonito) 3.7 m/detik
Thunnus thynnus (bluefin) 6 m/detik
Acanthocybium solandri
(wahoo) 12 - 21 m/detik
5 Salmonidae S. trutta, dan S. Gairdneri 4.3 - 8.3 m/detik
6 Cyprinidae dan
Percidae 5 - 10 kali ukuran tubuh
35
Lampiran 2. Burst speed menurut jenis ikan.
No Spesies Panjang rata-rata
(cm)
Burst speed
m/detik panjang
tubuh/detik
1 Carcharinus leucas 153 5.3 3.4
2 Aguilla vulgaris (eel) 60 1.1 1.9
3 Blicca bjorkna (white bream) 2.2 0.3 15
4 Catastomus occidentalis (sucker) 33 3.3 9.8
5 Gasterosteus spinachia (sticklebak) 10 0.7 7.2
6 Gobius minutes (goby) 6.5 0.3 4.2
7 Pholis gunnelus (butterfish) 10 0.3 3
8 Promicrops itaiara (grouper) 97 1.8 1.8
9 Sphyraena barracuda (barracuda) 130 12.3 9.4
10 Trigala sp. (gurnard) 18 1.3 7.4
11 Zoarces viviparis (blenny) 6.4 0.2 3.1
36
Lampiran 3. Burst speed yang mampu dilakukan ikan.
No Spesies
Panjang
rata-rata
(cm)
Kemampuan renang
sampai letih ( x
panjang tubuh)
1 Cluepae harengus (herring) 20 - 25 1121
2 Gadus morhua (cod) 48 - 56 128
3 Melanogrammus aeglefinus (haddock) 40 143
4 Merlangius merlangius (whiting) 15 - 18 254
5 Pseudopleuronectus americanus (winter flounder) 20 - 22 6000
6 Salmo trutta (sea trout) 22 - 23 975
7 Scomber scomber (mackerel) 25 - 36 293
8 Sabastes marines (redfish) 16 17 400
37
Lampiran 4. Contoh perhitungan kapasitas pemanenan
Jumlah udang yang terdapat dalam tambak 5000 m2 : 8000 kg (Hamdani, 2005)
Asumsi massa jenis udang : 0.74 kg/liter (Hamdani, 2005)
Kapasitas pompa : 1000 liter/menit = 16.67 liter/detik
Volume udang dan air yang dipanen per 1 batch (1:2) : 182.43 liter
Berat udang dalam 1 batch : 45 kg
Asumsi waktu untuk perpindahan operasi : 25 detik
Waktu efektif untuk menghisap 45 kg udang :
~ 11 detik
Waktu total operasi dalam 1 batch : 25 + 11 = 36 detik
Perhitungan:
Kapasitas pemanenan =
Sehingga, waktu yang dibutuhkan untuk memanen udang dalam 1 tambak seluas 5000 m2 adalah:
Waktu pemanenan
38
Lampiran 5. Perhitungan head loss pada mesin
1. Head loss karena gesekan
a. Saluran inlet
Diketahui:
Q = 0.0167 m3/det
D = 0.0635 m
L = 5 m
g = 9.8 m/det2
= 0.8613 x 10-6
m2/det
diperoleh dari Moody Diagram seperti yang tertera pada Gambar 8 dengan melihat nilai
bilangan reynold yaitu sebesar 0.014
b. Tangki
Diketahui: D = 0.6 m
L = 0.6 m
c. Saluran outlet
Diketahui: D = 0.0508 m
L = 3.13 m
diperoleh dari Moody Diagram seperti yang tertera pada Gambar 8 dengan melihat nilai
bilangan reynoldyaitu 0.011
Jadi total head loss karena gesekan = 1.56 + 2.4 x 10-6
+ 2.34= 3.9 m
39
Lampiran 5. (Lanjutan)
2. Head loss karena perubahan diameter penampang
a. Perubahan selang ke tandon (reservoir)
Diketahui: D = 0.0635 m
b. Perubahan tandon ke selang
Diketahui: D = 0.0508 m
Sesuai dengan Gambar11, nilai maka:
Jadi total head loss karena perubahan diameter penampang:
= 1.41 + 1.38= 2.79 m.
3. Head loss karena perubahan arah aliran (belokan)
a. Belokan lengkung pada saluran inlet (D = 2.5 inchi) dengan θ = 90o
Diketahui: Jumlah belokan ada 1 buah
Asumsi R/D = 1, Kb = 0.30
= 5.27 m/det
g = 9.8 m/det2
b. Belokan lengkung pada saluran inlet (D = 2.5 inchi) dengan θ = 45o
Diketahui: Jumlah belokan ada 1 buah
Asumsi R/D = 2, Kb = 0.16
c. Belokan lengkung pada saluran outlet (D = 2 inchi) dengan θ = 90o
Diketahui: Jumlah belokan ada 4 buah
Asumsi R/D = 3, Kb = 0.12
= 8.243 m/det
40
Total head loss = 4 x 0.41= 1.64 m
Jadi total head loss karena perubahan arah aliran = 0.34+ 0.23 + 1.64 = 2.21 m
Sehingga total head loss yang terjadi adalah = 3.9 + 2.79 + 2.21 = 8.9 m
41
Lampiran 6. Perhitungan kebutuhan daya penggerak pompa air sentrifugal dan efesiensi pompa
Kebutuhan daya penggerak pompa dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Keterangan:
BHP : tenaga penggerak yang dibutuhkan (kW)
Q : debit pemompaan (l/det)
TDH : total dynamic head (m)
C : faktor konversi sebesar 102
Ep : efisiensi pemompaan (dengan asumsi efisiensi pompa 60%)
Diketahui:
Q = 16.67 l/det
TDH = suction head + elevasi + friction head + minor losses + Ha + Hf1 + velocity head + Hs
= 1.15 + 1.401 + 3.9 + 5 + 0.49 + 0.09 + 0.3+ 2.53= 14.74m
Maka:
42
Lampiran 7 Contoh perhitungan tekanan
Keterangan:
Q : debit aliran (l/det)
v1 : kecepatan hisap di saluran inlet (m/det)
v2 : kecepatan hisap di tangki (m/det)
Re1 : nilai bilangan Reynold di saluran inlet
Re2 : nilai bilangan Reynold di tangki
p1 : tekanan di saluran inlet (kPa)
p2 : tekanan di tangki (kPa)
Contoh perhitungan v1, v2, Re1, Re2, p1, dan p2 ( pada tangki 2 pengujian 4 ulangan 10):
Diketahui:
Q : 1.6 l/det ( debit hasil pengukuran pada tangki 2 pengujian 4 ulangan 10)
D1 : 0.0635 m
D2 : 0.6 m
L1 : 5 m
V2 : 0.2 m3
viskositas kinetik ( : 0.8613 x 10-
6 m2/det
air head maksimum pompa : 8 m
ρ: 1000 kg/m3
g: 9.8 m/det2
Perhitungan:
(
)
43
Lampiran 8. Data pengujian debit pada tangki 1 (dengan saluran inlet 4 inchi tanpa menggunakan pompa vakum)
Pengujian Ulangan Menit
ke-
Waktu
(detik)
Q
(liter)
V1
(m/s)
V2
(m/s) Re1 Re2
Jenis
Aliran 1
Jenis
Aliran 2
P1
(kPa)
P2
(kPa)
Penurunan
Debit (l/det)
Penurunan
Debit Rata-
rata (l/det)
1
1 0:03:00 6.72 2.98 0.37 0.008 43286.05 5759.11 Turbulen Turbulen
78.40 15.90
0.09
2 0:06:00 6.96 2.87 0.35 0.008 41793.42 5560.52 Turbulen Turbulen 0.10
3 0:09:00 7.46 2.68 0.33 0.007 38992.26 5187.83 Turbulen Turbulen 0.19
4 0:12:00 7.37 2.71 0.33 0.008 39468.42 5251.18 Turbulen Turbulen -0.03
5 0:15:00 8.57 2.33 0.29 0.006 33941.92 4515.89 Turbulen Turbulen 0.38
6 0:18:00 9.19 2.18 0.27 0.006 31652.04 4211.23 Turbulen Turbulen 0.16
7 0:21:00 8.10 2.47 0.30 0.007 35911.39 4777.92 Turbulen Turbulen -0.29
8 0:24:00 8.78 2.28 0.28 0.006 33130.09 4407.88 Turbulen Turbulen 0.19
9 0:27:00 8.43 2.37 0.29 0.007 34505.60 4590.89 Turbulen Turbulen -0.09
10 0:30:00 9.06 2.21 0.27 0.006 32106.21 4271.65 Turbulen Turbulen 0.16
2 1 1:03:00 9.73 2.06 0.25 0.006 29895.40 3977.51 Turbulen Transisi
78.40 15.90
0.01
2 1:06:00 9.63 2.08 0.26 0.006 30205.84 4018.81 Turbulen Turbulen -0.02
3 1:09:00 10.56 1.89 0.23 0.005 27545.67 3664.89 Turbulen Transisi 0.18
4 1:12:00 10.05 1.99 0.25 0.006 28943.51 3850.86 Turbulen Transisi -0.10
5 1:15:00 9.90 2.02 0.25 0.006 29382.04 3909.21 Turbulen Transisi -0.03
6 1:18:00 10.61 1.89 0.23 0.005 27415.86 3647.61 Turbulen Transisi 0.14
7 1:21:00 10.10 1.98 0.24 0.006 28800.22 3831.80 Turbulen Transisi -0.10
8 1:24:00 10.82 1.85 0.23 0.005 26883.76 3576.82 Turbulen Transisi 0.13
9 1:27:00 10.80 1.85 0.23 0.005 26933.54 3583.44 Turbulen Transisi 0.00
10 1:30:00 10.06 1.99 0.25 0.006 28914.73 3847.04 Turbulen Transisi -0.14
4
3
43
44
3
1 2:03:00 10.61 1.89 0.23 0.005 27415.86 3647.61 Turbulen Transisi
78.40 15.90
0.05
2 2:06:00 10.90 1.83 0.23 0.005 26686.44 3550.57 Turbulen Transisi 0.05
3 2:09:00 11.20 1.79 0.22 0.005 25971.63 3455.46 Turbulen Transisi 0.05
4 2:12:00 11.29 1.77 0.22 0.005 25764.59 3427.92 Turbulen Transisi 0.01
5 2:15:00 12.96 1.54 0.19 0.004 22444.62 2986.20 Turbulen Transisi 0.23
6 2:18:00 13.08 1.53 0.19 0.004 22238.70 2958.81 Turbulen Transisi 0.01
7 2:21:00 13.51 1.48 0.18 0.004 21530.88 2864.63 Turbulen Transisi 0.05
8 2:24:00 13.05 1.53 0.19 0.004 22289.83 2965.61 Turbulen Transisi -0.05
9 2:27:00 13.93 1.44 0.18 0.004 20881.71 2778.26 Turbulen Transisi 0.10
10 2:30:00 13.67 1.46 0.18 0.004 21278.88 2831.10 Turbulen Transisi -0.03
4
1 3:03:00 15.11 1.32 0.16 0.004 19250.97 2561.30 Turbulen Transisi
78.40 15.90
0.02
2 3:06:00 14.73 1.36 0.17 0.004 19747.61 2627.37 Turbulen Transisi -0.03
3 3:09:00 14.58 1.37 0.17 0.004 19950.77 2654.40 Turbulen Transisi -0.01
4 3:12:00 15.72 1.27 0.16 0.004 18503.96 2461.91 Turbulen Transisi 0.10
5 3:15:00 15.87 1.26 0.16 0.004 18329.06 2438.64 Turbulen Transisi 0.01
6 3:18:00 15.04 1.33 0.16 0.004 19340.57 2573.22 Turbulen Transisi -0.07
7 3:21:00 15.97 1.25 0.15 0.003 18214.29 2423.37 Turbulen Transisi 0.08
8 3:24:00 16.46 1.22 0.15 0.003 17672.07 2351.23 Turbulen Transisi 0.04
9 3:27:00 16.59 1.21 0.15 0.003 17533.59 2332.80 Turbulen Transisi 0.01
10 3:30:00 17.10 1.17 0.14 0.003 17010.66 2263.23 Turbulen Transisi 0.04
.
44
45
Lampirann 9. Data pengujian debit pada tangki 2 (dengan saluran inlet 4 inchi dan menggunakan pompa vakum)
Pengujian Ulangan Menit
ke-
Waktu
(detik)
Q
(liter)
V1
(m/s)
V2
(m/s) Re1 Re2
Jenis
Aliran 1
Jenis
Aliran 2
P1
(kPa)
P2
(kPa)
Penurunan
Debit (l/det)
Penurunan
Debit Rata-
rata (l/det)
1
1 0:33:00 11.96 1.67 0.53 0.005 38914.01 3235.89 Turbulen Transisi
78.40 6.21
0.02
2 0:36:00 12.65 1.58 0.50 0.004 36791.43 3059.38 Turbulen Transisi 0.09
3 0:39:00 12.80 1.56 0.49 0.004 36360.28 3023.53 Turbulen Transisi 0.02
4 0:42:00 12.71 1.57 0.50 0.004 36617.75 3044.94 Turbulen Transisi -0.01
5 0:45:00 12.93 1.55 0.49 0.004 35994.71 2993.13 Turbulen Transisi 0.03
6 0:48:00 12.43 1.61 0.51 0.004 37442.60 3113.53 Turbulen Transisi -0.06
7 0:51:00 13.09 1.53 0.48 0.004 35554.74 2956.55 Turbulen Transisi 0.08
8 0:54:00 12.87 1.55 0.49 0.004 36162.51 3007.09 Turbulen Transisi -0.03
9 0:57:00 13.21 1.51 0.48 0.004 35231.76 2929.69 Turbulen Transisi 0.04
10 1:00:00 13.08 1.53 0.48 0.004 35581.92 2958.81 Turbulen Transisi -0.02
2 1 1:33:00 10.43 1.92 0.61 0.005 44622.39 3710.56 Turbulen Transisi
78.40 6.21
0.05
2 1:36:00 11.70 1.71 0.54 0.005 39778.77 3307.79 Turbulen Transisi 0.21
3 1:39:00 13.06 1.53 0.48 0.004 35636.41 2963.34 Turbulen Transisi 0.18
4 1:42:00 14.24 1.40 0.44 0.004 32683.40 2717.78 Turbulen Transisi 0.13
5 1:45:00 13.07 1.53 0.48 0.004 35609.15 2961.07 Turbulen Transisi -0.13
6 1:48:00 13.08 1.53 0.48 0.004 35581.92 2958.81 Turbulen Transisi 0.00
7 1:51:00 13.40 1.49 0.47 0.004 34732.21 2888.15 Turbulen Transisi 0.04
8 1:54:00 13.05 1.53 0.48 0.004 35663.72 2965.61 Turbulen Transisi -0.04
9 1:57:00 13.10 1.53 0.48 0.004 35527.60 2954.29 Turbulen Transisi 0.01
10 2:00:00 14.00 1.43 0.45 0.004 33243.68 2764.37 Turbulen Transisi 0.10
45
46
3
1 2:33:00 11.46 1.75 0.55 0.005 40611.83 3377.07 Turbulen Transisi
78.40 6.21
0.01
2 2:36:00 11.26 1.78 0.56 0.005 41333.18 3437.05 Turbulen Transisi -0.03
3 2:39:00 11.32 1.77 0.56 0.005 41114.10 3418.83 Turbulen Transisi 0.01
4 2:42:00 11.11 1.80 0.57 0.005 41891.23 3483.46 Turbulen Transisi -0.03
5 2:45:00 11.22 1.78 0.56 0.005 41480.53 3449.30 Turbulen Transisi 0.02
6 2:48:00 11.68 1.71 0.54 0.005 39846.88 3313.46 Turbulen Transisi 0.07
7 2:51:00 11.84 1.69 0.53 0.005 39308.41 3268.68 Turbulen Transisi 0.02
8 2:54:00 12.05 1.66 0.52 0.005 38623.37 3211.72 Turbulen Transisi 0.03
9 2:57:00 12.08 1.66 0.52 0.005 38527.45 3203.74 Turbulen Transisi 0.00
10 3:00:00 12.06 1.66 0.52 0.005 38591.34 3209.05 Turbulen Transisi 000
4
1 3:33:00 11.48 1.74 0.55 0.005 40541.08 3371.18 Turbulen Transisi
78.40 6.21
0.02
2 3:36:00 11.94 1.68 0.53 0.005 38979.19 3241.31 Turbulen Transisi 0.07
3 3:39:00 11.59 1.73 0.54 0.005 40156.30 3339.19 Turbulen Transisi -0.05
4 3:42:00 11.68 1.71 0.54 0.005 39846.88 3313.46 Turbulen Transisi 0.01
5 3:45:00 11.93 1.68 0.53 0.005 39011.87 3244.02 Turbulen Transisi 0.04
6 3:48:00 12.18 1.64 0.52 0.005 38211.13 3177.44 Turbulen Transisi 0.03
7 3:51:00 11.78 1.70 0.54 0.005 39508.62 3285.33 Turbulen Transisi -0.06
8 3:54:00 12.12 1.65 0.52 0.005 38400.29 3193.17 Turbulen Transisi 0.05
9 3:57:00 12.08 1.66 0.52 0.005 38527.45 3203.74 Turbulen Transisi -0.01
10 4:00:00 12.49 1.60 0.51 0.004 37262.74 3098.57 Turbulen Transisi 0.05
46
47
Lampiran 10. Tabel perbandingan debit dan kecepatan hisap
Tangki Waktu
ke-
Debit Kecepata
n Hisap
Rata-rata
(m/s)
Ulangan
1 Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 4
Rata-
rata
1 (tidak
instalasi)
0:03:00 2.98 2.06 1.89 1.32 206 0.25
0:06:00 2.87 2.08 1.83 1.36 2.04 0.25
0:09:00 2.68 1.89 1.79 1.37 1.93 0.24
0:12:00 2.71 1.99 1.77 1.27 1.94 0.24
0:15:00 2.33 2.02 1.54 1.26 1.79 0.22
0:18:00 2.18 1.89 1.53 1.33 1.73 0.21
0:21:00 2.47 1.98 1.48 1.25 1.80 0.22
0:24:00 2.28 1.85 1.53 1.22 1.72 0.21
0:27:00 2.37 1.85 1.44 1.21 1.72 0.21
0:30:00 2.21 1.99 1.46 1.17 1.71 0.21
2
(instalasi)
0:03:00 1.67 1.92 1.75 1.74 1.77 0.56
0:06:00 1.58 1.71 1.78 1.68 1.69 0.53
0:09:00 1.56 1.53 1.77 1.73 1.65 0.52
0:12:00 1.57 1.40 1.80 1.71 1.62 0.51
0:15:00 1.55 1.53 1.78 1.68 1.63 0.52
0:18:00 1.61 1.53 1.71 1.64 1.62 0.51
0:21:00 1.53 1.49 1.69 1.70 1.60 0.51
0:24:00 1.55 1.53 1.66 1.65 1.60 0.50
0:27:00 1.51 1.53 1.66 1.66 1.59 0.50
0:30:00 1.53 1.43 1.66 1.60 1.55 0.49
.
48
Lampiran 11. Efisiensi pompa sentrifugal dari pengujian mesin
Efisienai pompa :
14.7 m
9.8 m/det2
0.00163 m3/det
4010 watt
49
Lampiran 12. Spesifikasi pompa vakum
Spesifikasi:
Tipe : Rotary Vane-type Vacuum Pump 2X-1
Ultimate vacuum : 6x10-2
Pa
Pumping speed : 1 l/s
Rated speed : 500 RPM
Motor power : 0.25 HP
Air inlet diameter : 15 mm
Overall dimensions : 400 mm x 320 mm x 295 mm
50
Lampiran 13. Perhitungan volume tangki berdasarkan kapasitas pemanenan dalam 1 (satu) batch
Massa komoditas yang diinginkan : 45 kg
Asumsi massa jenis komoditas udang : 0.74 kg/liter (Hamdani, 2005)
Perbandingan volume komoditas dan air optimum : 1:2 (Karim, 2006)
Maka untuk melakukan operasi 1 batch pemanenan, volume tangki yang didesain adalah:
51
LAMPIRAN GAMBAR (Keterangan: Gambar yang sebenarnya disajikan untuk ukuran kertas A3, sedangkan yang tertera
pada lampiran ini telah disesuaikan pada kertas A4)
52
Gambar 20. Rancangan hasil modifikasi mesin pemanen ikan dan udang tipe vakum
52