II. TINJAUAN PUSTAKA A. Ayam Ras Broiler

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Aam Ras Broiler Aam ras broiler adalah salah sat jenis aam tipe pedaging ang dipelihara di Indonesia secara komersial. Kata broiler berasal dari daerah bagian timr negara Amerika Serikat ang berarti nggas ang sangat mda siana Leeson, 000. Tipe aam pedaging sebelmna merpakan hasil sampingan dari prodksi telr. Namn saat ini indstri peternakan aam modern telah banak berdiri khss ntk memprodksi aam pedaging ang kegiatanna melipti bdidaa aam pedaging dan indstri pengolahan aam. Saat ini, perbahan pada pembibitan aam broiler pedaging dilakkan dengan memliabiakkan secara teratr aam bibit ang berbeda dan masing masing memiliki sifat nggl seperti pertmbhan cepat, prodksi telr tinggi, efisiensi pakan tinggi, dan tahan terhadap penakit. Sifat ang nggl ini akan digabngkan menjadi sat dalam sat galr melali program seleksi breed dan menilangkanna Fadillah et al., 006. Pemeliharaan aam broiler breeder ntk komersial pada periode pemanasan dimlai sejak DOC diterima hingga mr 3-4 mingg. Periode pemanasan sangat penting karena pada periode ini terjadi perkembangan fisiologis ang menentkan keberhasilan saha aam, ait periode pembentkan sistem kekebalan tbh, sistem kardioaskler, pembentkan tbh, dan aal pembentkan kerangka tbh Fadillah et al., 006. Kondisi lingkngan ang tidak sesai dengan karakteristik aam dapat menebabkan penrnan prodksi hingga penebaran penakit. Penakit pada aam ras broiler ang disebabkan karena kalitas dara ang krang baik antara lain fl brng, penakit berak darah Coccidiosis, Infectios Larngotrachesis, Infectios Stnting Sndrome, Necastle Disease ata tetelo Fadillah et al.,

2 Tabel 1. Beberapa kondisi lingkngan kandang dan akibatna pada aam Kondisi Akibat pada aam Kelembaban tinggi Sh tinggi Kecepatan angin tinggi Aam mengalami heat stress dan memic rendahna feed intake Aam mengalami heat stress karena terjadina flktasi sh ang tinggi antara siang dan malam. Aam mengalami efek ind chill tertama pada anak aam. Smber: Anonim, 007 Tabel. Pengarh temperatr terhadap prodksi nggas Sh Pengarh Terhadap Prodksi < 10 C Menrnkan angka pertmbhan dan prodksi 10-1 C Menrnkan efisiensi penggnaan makanan 1-6 C Selang temperatr ideal 6-9 C Terjadi penrnan dalam perolehan makanan, kran telr dan kalitas telr agak menrn 9-3 C Pertmbhan lambat, konsmsi makan menrn, aam mlai terengah-engah kepanasan, prodksi telr, kran telr dan kalitas sel menrn, serta konsmsi air minm meningkat 3-35 C Unggas terserang stress, konsmsi makan menrn C Kemngkinan terjadi kematian Smber: M. K Yoesoef, 1985 dalam Priatno, 00 Dalam Farrel 1979 menrt Coan dan Michie 1978 mengatakan baha performa aam aam broiler menrn pada sh diatas 3 o C. Dari laporan Harris et al dalam Farrel 1979 jga mengatakan baha sh optimm ntk pertmbhan aam broiler adalah pada sh 1 o C sedangkan kisaran sh dimana pertambahan berat badan aam efisien antara 15 o C-7 o C. B. Kandang Terttp Closed Hose Kandang tipe terttp dibat dengan tjan agar keadaan lingkngan lar seperti dara panas, hjan, angin, dan intensitas sinar matahari tidak berpengarh banak terhadap keadaan dalam kandang. Sebagian besar kandang dibat terttp 4

3 dengan tembok, seng, ata laar, kecali bagian jng kandang ntk dara mask inlet dan bagian jng kandang satna ntk tempat kipas otlet Fadillah et al, 006. Kandang aam sistem terttp hars mamp mengelarkan gas gas beracn dan panas berlebih di dalam kandang ang dihasilkan dari aam ang dipelihara. Sistem entilasi di kandang terttp merpakan bagian ang penting ntk diperhatikan karena berperan dalam sirklasi dara. Sistem entilasi di kandang terttp tergantng dari jenis kipas ang dignakan. Berdasarkan cara kerja kipas, sistem entilasi di kandang terttp dibagi menjadi da cara, ait mendorong dara mask dan menedot dara kelar Fadillah et al, 006. Sistem pendinginan ata cooling sstem ang diterapkan dalam kandang sistem terttp diterapkan berbeda beda tergantng ilaah dan sitasi iklim setempat. Di Indonesia kita bisa temkan sistem pendingin dengan menggnakan pad pendingin, media eaporatie ata fogging sstem. Sistem ini memanfaatkan eaporasi air dari media pad ata media eaporatie lainna sehingga dara ang melintas pada media ini akan trn shna Anonim, 007. Unsr-nsr selain sistem entilasi dan sistem pendinginan ang perl diperhatikan dalam kandang sistem terttp antara lain jenis kipas, dinding kandang, filter cahaa, maskan dara, sistem pencahaaan, panel kontrol, dan sistem elektrik Anonim, 007. Sema nsr tersebt menjadi sat kesatan konsep global ang ada pada kandang closed hose. C. Faktor Yang Mempengarhi Distribsi Sh di Kandang Closed Hose Aam adalah hean homeothermic ata berdarah panas ang hars mempertahankan sh tbhna dalam rentang sh ang sempit. Oleh karena it agar aam merasa naman perl dibat lingkngan ang sesai dengan kondisi aam tersebt. Sh tbh nggas lebih berariasi daripada mamalia, oleh karena it tidak ada sh tbh ang pasti ntk nggas. Untk aam deasa sh tbhna berkisar antara 105 o F-107 o F 40,6 o C- 41,7 o C Bell dan Weaer,

4 Faktor ang mempengarhi parameter sh dalam kandang adalah pindah panas dari tbh aam, sistem inslasi kandang, dan sistem entilasi kandang. C.1 Pindah panas dari tbh aam ke lingkngan Dalam kandang terjadi proses pindah panas dari tbh ke lingkngan sekitar kandang. Menrt Bell dan Weaer 001, proses pindah panas it terjadi dalam beberapa cara. Cara-cara terjadina pindah panas adalah : 1. Radiasi Ketika temperatr dari tbh aam lebih besar daripada daerah batas sekitar ata lingkngan, maka terjadi perpindahan panas secara radiasi hingga panas daerah sekitar aam ata lingknganna sama dengan sh tbh aam.. Kondksi Terjadi pindah panas ketika tbh aam kontak dengan permkaan dari objek lain ang shna lebih rendah seperti lantai ata dinding kandang. 3. Koneksi Ketika aliran dara dengan sh lebih rendah daripada sh aam mengenai tbh aam tersebt sehingga sh tbh aam trn. Sedangkan kegiatan ang dilakkan aam ang menebabkan terjadina pindah panas di dalam kandang adalah: 1. Ekskresi Sejmlah kecil panas hilang dari tbh aam melali pengelaran ekskresi.. Prodksi Telr Kehilangan panas leat telr ang dikelarkan oleh aam. Tetapi ini adalah faktor minor ang krang diperhitngkan. Faktor lainna ang perl diperhatikan ntk mengamati proses pindah panas dalam kandang adalah : 1. Panas Sensibel Panas ang terdeteksi pada tbh aam. 6

5 . Panas Laten Seperti pada mamalia ang terjadi proses eaporasi melali kelenjar keringat, aam jga mengalami proses pendinginan secara eaporasi melali pengapan dari lapisan lembab pada sistem respirasina par par dan pndi dara. C. Sistem inslasi dan konstrksi kandang Secara mm bangnan kandang hars kokoh dan kandang tidak boleh terlal panas. Sistem inslasi ata sistem penekat panas diberi harga dengan nilai R ata RSI. Nilai R dan RSI ini mennjkkan resistensi bahan terhadap panas. Angka tersebt mennjkkan besarna daa sekat panas sat bahan ang sering dignakan dalam kandang aam. Tabel 3. Nilai inslasi ntk material dengan ketebalan 5 mm Material RSI R Fiberglass 0,60 3,40 Polstrene 0,65 3,70 Polrethane 1,00 5,70 Wood 0,30 1,70 Concrete 0,00 0,01 Windo-single 0,15 0,85 Windo-Thermal 0,33 1,87 Smber : Leeson and Smmers Broiler breeder prodction. Canada: UNIVERSITY Books Tabel 4. Nilai inslasi ntk kandang aam dalam kondisi iklim ang berbeda Condition Wall Roof R RSI R RSI Hot Climate 0,35 8 1,40 Cold Climate 0 3, ,30 Smber : Leeson and Smmers Broiler breeder prodction. Canada: UNIVERSITY Books Material penekat panas hars dalam tetap kering agar ap dapat berperan sebagai kondktor panas dan proses pindah panas dapat berlangsng optimal. Bahan material seperti polstrene, polrethanes, dan ermicllite tidak menerap air sehingga tidak membthkan bahan pelapis ntk menahan ap. Tetapi ntk beberapa bahan material ang menerap air seperti celllose, fiberglass dan beberapa jenis prodk ool akan menerap panas dan 7

6 membthkan bahan ang menahan ap ang terpisah Bell dan Weaer, 006. C.3 Sistem entilasi Ventilasi adalah hbngan antara maskan dara, kipas, dan pola angin ang terbentk. Jenis kipas ata kombinasi kipas ang dipakai tergantng dari sistem entilasi apa ang diterapkan anonim, 007. Sistem entilasi di kandang closed hose menrt cara kerja kipas secara mm dapat dibagi da ait tekanan positif dan tekanan negatif. Cara kerja sistem entilasi tekanan positif ait dengan cara mendorong dara mask ke dalam kandang sedangkan sistem tekanan negatif bekerja kebalikanna ait mengalirkan dara ke lar kandang. Sistem entilasi bertekanan dalam kandang closed hose dapat dikelompokkan dalam da jenis ait tnnel entilation sstem dan cooling pad sstem Fadillah et al., 006. Dalam penelitian ini, kandang closed hose ang diteliti termask dalam tnnel entilation sstem. D. Sh Efektif Aam Sh efektif adalah sh ang dimanfaatkan oleh ternak ntk kehidpanna, dipengarhi oleh sh dan kelembaban dara, radiasi matahari dan kecepatan angin West, 1994 dalam Yani Ahmad, 007. Sh efektif mennjkkan tingkat kenamanan pada aam broiler karena sh efektif menggambarkan sh ang benar-benar dirasakan oleh aam. Keadaan paling kritis ntk aam di kandang closed hose adalah pada saat 1- jam setelah posisi matahari tertinggi. Karena pada akt tersebt sh dara mencapai sh tertinggi. Sh dara tertinggi pada 1- jam setelah posisi matahari tertinggi, dengan 43% radiasi matahari dipantlkan kembali, 43% diserap oleh permkaan bmi, dan 14% diserap oleh atmosfer Anggraeni, 007. Kelembaban relatif sangat berpengarh terhadap sh ang dirasakan aam. Kelembaban relatif menrt Bell dan Weaer 001 adalah kantitas dari ap air di dara dibandingkan dengan kandngan ap air maksimm pada sh tertent. Semakin tinggi kelembaban relatif pada lingkngan akan menebabkan tbh aam semakin slit ntk mendinginkan sh tbhna melali sistem pengapan tbhna. Sedangkan kecepatan dara ang menerpa 8

7 tbh aam sangat membant aam ntk melepaskan panas dari tbhna karena terjadi koneksi panas dari permkaan klit aam ke dara ang bergerak. E. Comptational Flid Dnamics Comptational Flid Dnamics CFD berkembang dengan pesat ketika National Aerospace Plane NASP menjadikanna sebah project pada tahn 1980 ntk mengji sebah desain pesaat lar angkasa. CFD saat it telah berkembang hingga dapat memperhitngkan aliran dara pada benda tmpl ang bergerak dalam kecepatan hipersonik. Saat ini CFD sdah dignakan dalam banak bidang seperti bidang perencanaan desain otomotif dan mesin, indstri manfaktr, arsitektr perkapalan, teknik sipil, dan bidang kajian lingkngan. Menrt Takia, 008, CFD adalah ilm ang mempelajari cara memprediksi aliran flida, perpindahan panas, reaksi kimia, dan fenomena lainna dengan menelesaikan persamaan matematikana. Sedangkan menrt Anderson, 1995, Comptational Flid Dnamic adalah sebah seni ntk menempatkan persamaan integral ata trnan parsial dari persamaan matematika fndamental flida dengan bentk aljabar diskret ntk mendapatkan nilai medan aliran pada titik-titik akt dan koordinat tertent. CFD merpakan pendekatan pemecahan permasalahan dari persamaan kontinm sel tak hingga menjadi sat persamaan ang diskret sel hingga. Perhitngan komptasi aljabar ntk memecahkan persamaan-persamaan diferensial parsial ini ada beberapa metode metode diskritisasi, diantarana metode beda hingga finite difference method, metode element hingga finite element method, metode olme hingga finite olme method, metode elemen batas bondar element method dan metode skema resolsi tinggi high resoltion scheme method Takia, 008. Teknik Comptational Flid Dnamics ntk memecahkan sat persoalan aliran flida saat ini dikembangkan menggnakan tiga pendekatan, ait pendekatan teori, percobaan, dan simlasi CFD Anderson, Dengan ketiga pendekatan it diharapkan CFD dapat bergna ntk membant 9

8 menjelaskan hasil simlasi berdasarkan eksperimen ang dilakkan dan berdasarkan landasan teori ang ada. Membat simlasi menggnakan teknik CFD di lakkan dalam tiga tahap proses tama ait Pra-pengolahan, pemecahan masalah dan pasca-pengolahan. 1. Pra-pengolahan Tahap ini bergna ntk mendefinisikan inpt dari simlasi ang akan di bat. Pada tahap Pra-pengolahan didefinisikan beberapa hal berikt sebagai inpt : a. Menentkan batas comptational domain dari gambar geometri ang akan dianalisis. b. Menentkan sifat bahan gambar geometri dan sifat flida ang akan dianalisis melali modl engineering database ang tersedia. c. Menentkan tingkat mesh ntk analisis. d. Menentkan kondisi batas ata bondar condition ang akan dianalisis. e. Menentkan goals ata tjan ang akan dihitng pada proses pemecahan masalah. Penentan nilai parameter pada tahap Pra-pengolahan sangat ditentkan dengan pengamatan dan pemahaman terhadap kondisi dan sitasi ang terjadi di lapangan. Semakin lengkap dan kompleks pendefinisian pada tahap Pra-pengolahan ini akan semakin tepat pla hasil ang didapat. Tetapi perl jga diperhatikan smberdaa kompter ang dimiliki dan akt ntk melakkan simlasi karena akan membthkan smberdaa dan akt simlasi ang semakin besar.. Pemecahan masalah Tahap ini merpakan tahap ntk pencarian solsi berdasarkan definisi dari tahap pra-pengolahan. Persamaan ntk memecahkan inpt data dari pra-pengolahan dibangn dari tiga prinsip dasar flida ait: 1. Hkm kekekalan massa. Keseimbangan massa flida menatakan laj kenaikan pertambahan massa elemen flida sama dengan laj net aliran massa ke dalam 10

9 11 f V V p t. f V V p t. f V V p Z t. elemen flida ditliskan dalam bentk persamaan kontinitas tiga dimensi sebagai berikt Anderson, 1995: t Dt D....1 dengan ρ merpakan masa jenis dari flida dan t adalah akt sedangkan,, merpakan komponen dari ektor kecepatan dalam smb,, dan ang diberikan dalam persamaan berikt: k j i V.... dan i, j, dan k adalah nit ektor pada smb,,dan.. Laj perbahan momentm Laj perbahan momentm sama dengan resltansi gaa pada partikel flida Hkm II Neton. Persamaan momentm dikembangkan dari persamaan Naier-Strokes berikt Anderson, Momentm :....3 Momentm :...4 Momentm :...5

10 dengan,, dan merpakan komponen dari ektor kecepatan dalam smb,, dan, ρ adalah masa jenis flida, p adalah tekanan, f adalah gaa per satan masa ang dikenakan pada flida, f adalah f pada smb, V adalah kecepatan skalar, V adalah kecepatan ektor, adalah koefisien iskositas moleklar dan adalah -/3. 3. Hkm kekekalan energi. Persamaan energi ditrnkan dari Hkm I Termodinamika ang menatakan baha : Laj perbahan energi partikel flida sama dengan laj penambahan panas ke dalam partikel flida ditambah dengan laj kerja ang diberikan pada partikel. Secara matematik dinatakan dalam persamaan sebagai berikt Anderson, 1995: D V e q Dt...5 T k T k T k p Dengan e merpakan internal energi, k adalah kondktiitas panas, T adalah temperatr flida, τ merpakan tegangan geser ata shear stress, sedangkan τ mennjkkan adana tegangan geser pada arah smb pada bidang ang tegak lrs dengan bidang smb. 3. Pasca-pengolahan Tahap pasca-pengolahan adalah tahap ntk menampilkan hasil dari iterasi pemecahan persamaan pada tahap pemecahan masalah. Pada tahap pasca-pengolahan dignakan teknik kompter grafik ntk menampilkan hasil iterasi persamaan. Beberapa teknik kompter grafik ang biasa dignakan dalam CFD antara lain plots, contor plots, ector dan streamline plots, scatter plots, mesh plots, dan composite plots Anderson,

11 F. EFD Lab EFD Lab adalah salah sat softare ang membant kita ntk membat sat simlasi flida dengan pendekatan teknik comptational flid dnamic. EFD Lab mempnai kengglan dibandingkan softare lain sejenis antara lain engineering database ang lebih lengkap dan dapat dengan mdah ditambahkan propertisna, interface ang mdah dignakan, terdapat modl elektronik ntk simlasi aliran flida ang berkenaan dengan elektronika, sdah mendkng simlasi dalam model ang mempnai lbang-lbang kecil poros media, analisis all dengan memperhitngkan kekasaran permkaanna, dan peningkatan resolsi geometri. Di dalam EFD Lab secara mm akan menntn penggna ntk melakkan simlasi dengan tahap-tahap sebagai berikt: 1. Menentkan comptational domain. Comptational domain adalah batas area simlasi. Di EFD Lab terdapat da tipe analisis ait internal flo dan eternal flo. Comptational domain ntk internal flo melipti selrh area model geometri ang akan dianalisis dan ntk eternal flo berpa area prisma segi empat ang mencakp selrh model geometri.. Menentkan initial dan bondar condition. Initial dan bondar condition adalah inpt data ntk melakkan simlasi. 3. Menentkan mesh. EFD Lab secara otomatis akan membagi mesh pada daerah comptational domain sesai dengan tingkat mesh ang dipilih. Penggna dapat memperbaiki mesh ang telah dilakkan dengan melakkan refinement ketika perhitngan pada tahap soling berjalan. 4. Menjalankan iterasi perhitngan ata tahap soling. EFD Lab melakkan diskretisasi persamaan naier-stokes dan memecahkan persamaan it dalam comptational domain. 5. Menampilkan hasil. Hasil dari tahap soling ditampilkan dalam gambar geometri, grafik, dan tabel. EFD Lab jga dapat menampilkan hasil ang diperoleh dalam bentk format microsoft ecel, file ASCII, atapn microsoft ord. 13

12 G. Penelitian Terdahl Yang Pernah Dilakkan Menggnakan CFD Sdah ada beberapa penelitian pernah dilakkan menggnakan teknik CFD. Mflihati 006 telah melakkan penelitian tentang analisis pola aliran dara dan sh pada kandang aam pedaging beratap monitor menggnakan teknik comptational flid dnamic CFD. Yani 007, dalam tesisna membahas analisis dan simlasi distribsi sh dara pada kandang sapi perah menggnakan teknik CFD. Keda jdl penelitian tersebt menggnakan softare flent sebagai tools ntk pembatan simlasi CFD na. Asnai 009 melakkan penelitian mengenai pola aliran dara dan distribsi sh pada greenhose tipe standart peak menggnakan teknik CFD. Ni am 009 melakkan simlasi dispersi gas poltan SO, H S, dan CO dengan menggnakan teknik CFD. Berbeda dengan penelitian terdahl ang membahas aliran dara dan proses pindah panas ang terjadi, penelitian ini membahas proses pindah massa dihbngkan dengan jenis poltan dan aliran darana pada cerobong asap pabrik indstri. Softare ang dignakan oleh Asnai 009 dan Ni am 009 menggnakan softare EFD Lab sebagai tools ntk membat simlasi sama seperti ang dignakan pada penelitian ini. 14