31 TINJAUAN PUSTAKA Proses hidup dan kegiatan kehidupan selalu menghasilkan limbah dan sampah serta meninggalkan sisa yang dibuang ke lingkungan. Limbah, sampah dan sisa harus disingkirkan dari lingkungan agar tidak mengganggu atau membahayakan proses hidup dan kegiatan kehidupan (Tejoyuwono, 1998). Sampah adalah material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya suatu proses. Sampah merupakan konsep buatan dan konsekuensi dari adanya aktivitas manusia. Di dalam proses-proses alam, tidak dikenal adanya sampah, yang ada hanyalah produk-produk tidak bergerak. Pada prinsipnya sampah adalah suatu bahan yang terbuang atau dibuang dari sumber hasil aktivitas manusia maupun alam yang belum memiliki nilai ekonomis (Tim Penulis,2008). Sampah adalah bahan yang tidak dipakai lagi karena telah diambil bagian utamanya dengan pengolahan menjadi bagian yang tidak disukai dan secara ekonomi tidak ada harganya. Berdasarkan sumbernya sampah dapat digolongkan menjadi sampah domestik misalnya sampah rumah tangga, pasar, sekolah dan sebagainya. Sampah organik misalnya dihasilkan dari sampah pertanian, perikanan, peternakan, kehutanan dan sebagainya. Sampah rumah tangga sangat ideal dijadikan kompos selain karena dapat memanfaatkan komposnya, lingkungan juga terhindar dari pencemaran. Selain sampah rumah tangga, cara ini juga dapat diterapkan untuk sampah dari pasar yang sebagian besar berupa sampah organik (Sastrawijaya, 2000).
32 Sampah Organik Sampah organik adalah sampah yang bisa mengalami pelapukan (dekomposisi) dan terurai mejadi bahan yang lebih kecil dan tidak berbau (sering disebut dengan kompos). Bahan yang termasuk sampah organik diantaranya sisa sayuran dari dapur atau pasar, sisa tanaman yang dipanen dan dedaunan yang berguguran (Sofian, 2006). Kategori sampah organik (food waste) atau yang bisa diurai (terdegradasi) meliputi antara lain : sisa makanan, kertas, sisa ikan dan duri ikan, kulit buah-buahan, potongan sayuran, kain bahan katun, dll. Jadi bahan organik dapat juga diartikan semua material yang berasal dari makhluk hidup meliputi hewan, manusia dan tumbuhan. Merubah sampah organik menjadi sesuatu produk baru dan bermanfaat seperti kompos, akan berguna dalam memelihara kesuburan tanah, menambah lapisan humus tanah, mengikat tanah berderai dan sebagai pasokan hara atau nutrisi bagi tanaman. Kompos akan berguna bagi semua tanaman di sekitar lingkungan sendiri seperti taman di perumahan, taman lingkungan hotel, restoran, dan lingkungan RW. Kompos dapat juga dijual ke petani, atau konsinyasi ke pedagang tanaman hias sepanjang jalan di perkotaan, dijual ke pemilik taman, kepada kalangan hobies tanaman dan bunga serta kepada para pengusaha perkebunan (Ginting, 2004). Jenis sampah organik yang bisa diolah menjadi kompos itu adalah : a. Sampah sayur baru b. Sisa sayur basi, tapi ini harus dicuci dulu, peras, lalu buang airnya c. Sisa nasi d. Sisa ikan, ayam, kulit telur
33 e. Sampah buah (anggur, kulit jeruk, apel dll). Tapi tidak termasuk kulit buah yang keras seperti kulit salak. Sampah organik yang tidak bisa diolah : a. Protein seperti daging, ikan, udang, juga lemak, santan, susu karena mengundang lalat sehingga tumbuh belatung. b. Biji-bijian yang utuh atau keras seperti biji salak, asam, lengkeng, alpukat dan sejenisnya. Buah utuh yang tidak dimakan karena busuk dan berair seperti pepaya, melon, jeruk, anggur. c. Sisa sayur yang berkuah harus dibuang airnya, kalau bersantan harus dibilas air dan ditiriskan. (Lintauditomo,2007). Hasil sampah organik ini akan dapat dibuat menjadi kompos, bio gas dan juga menyuburkan kolam ikan, hal ini karena sampah mengandung nutrisi untuk plaknton dan plankton ini kemudian menjadi makanan ikan hal ini terbukti di Bandung, India, Pakistan (Sastrawijaya, 1991). Kompos Pupuk yang diberikan untuk menambah unsur hara pada tanaman apabila ditinjau dari bahan bakunya ada dua macam, yaitu pupuk organik dan pupuk anorganik. Pupuk organik atau disebut pula kompos adalah pupuk yang terbuat dari bahan-bahan organik seperti daun-daun, batang, ranting yang melapuk, atau kotoran ternak. Adapun pupuk anorganik adalah pupuk yang terbuat dari bahanbahan kimia, seperti urea, ZA, TSP, SP-36, maupun KCl. Kompos merupakan hasil fermentasi atau dekomposisi dari bahan-bahan organik, hewan atau limbah organik. Banyak sekali bahan dasar yang bisa
34 digunakan seperti jerami sekam, rumput-rumputan, sampah kota dan limbah pabrik. Menumpuknya limbah organik membutuhkan penanganan agar tidak menimbulkan pencemaran lingkungan seperti bau tak sedap atau menjadi sarang lalat. Jalan pintas yang sering dijumpai adalah dengan membakar. Pembakaran limbah organik tersebut selain tidak memberi manfaat juga menimbulkan polusi udara. Pembuatan kompos akan terasa manfaatnya untuk daerah pertanian yang jauh dari peternakan, karena selain bermanfaat juga mempunyai nilai ekonomi (Sutejo, 2002). Kompos mempunyai beberapa sifat yang menguntungkan, antara lain : 1. memperbaiki struktur tanah berlempung sehingga menjadi ringan 2. memperbesar daya ikat tanah berpasir sehingga tanah tidak berderai 3. menambah daya ikat air pada tanah 4. memperbaiki drainase dan dan tata udara dalam tanah 5. mempertinggi daya ikat tanah terhadap zat hara 6. mengandung hara yang lengkap, walaupun jumlahnya sedikit 7. membantu proses pelapukan bahan mineral 8. memberi ketersediaan bahan makanan bagi mikrobia 9. menurunkan aktivitas mikroorganisme yang merugikan (Indriani, 2001). Prinsip pembuatan kompos skala industri umumnya sama dengan proses pembuatan kompos yang lainnya. Bahan baku dicacah, lalu ditambah dengan bioaktivator dan difermentasi selama 5-7 hari. Selanjutnya kompos dikeringkan
35 dengan temperatur kurang dari 60 0 C. Proses pengeringan ini bertujuan untuk mempermudah proses penggilingan (Sofian, 2006). Jenis kompos yang akan diproduksi sebaiknya dibuat berdasarkan klasifikasi harga, mulai yang paling murah sampai harga yang paling mahal. Tujuannya agar setiap kebutuhan segmen pasar bisa dipenuhi. Contoh variasi jenis kompos tersebut adalah sebagai berikut: a. Kompos tanpa tambahan hara pupuk lainnya. b. Kompos dengan tambahan hara dari pupuk kimia seperti NPK. c. Kompos dengan tambahan mikro organisme dari pupuk biologi, seperti rizobium (biofertilizer). d. Kompos dengan tambahan arang atau soil conditioner lain. e. Kompos yang diberi tambahan hara dengan kombinasi yang lengkap atau tidak lengkap. f. Kompos granular. (Sudradjat, 2006). Ukuran Bahan Penghalusan bahan dapat meningkatkan permukaan spesifikasi bahan kompos dengan demikian mempunyai pengaruh yang positif terhadap dekomposisi. Penghalusan juga menghasilkan ukuran partikel yang lebih seragam sehingga membuat bahan lebih homogen pada saat dilakukan pencampuran. Proses pengomposan ditinjau dari aspek sirkulasi udara yang kemungkinan terjadi partikel yang sangat kecil mendorong kemungkinan terjadinya pemadatan bahan. Ukuran partikel bahan yang lebih kecil hanya sesuai apabila dilakukan sirkulasi udara secara buatan (Sutanto, 2002).
36 Semakin kecil ukuran bahan, proses pengomposan akan lebih cepat dan lebih baik karena mikro organisme lebih mudah beraktivitas pada bahan yang lembut dari pada bahan dengan ukuran yang lebih besar. Ukuran bahan yang dianjurkan pada pengomposan aerob antara 1-7,5 cm. Sedangkan pada pengomposan anaerobik, sangat dianjurkan untuk menghancurkan bahan selumatlumatnya sehingga menyerupai bubur atau lumpur. Hal ini untuk mempercepat proses penguraian oleh bakteri dan mempermudah pencampuran bahan dalam proses pengomposan (Yuwono, 2006). Penguraian akan semakin cepat dan hasilnya lebih banyak apabila ukuran bahan semakin kecil. Bidang permukaan bahan yang terkena bakteri pengurai akan semakin luas sehingga proses pengomposan dapat lebih cepat. Sebaliknya apabila bahan baku berukuran besar, permukaan yang terkena bakteri lebih sempit sehingga proses pengomposan lebih lama. Itulah sebabnya harus dilakukan pencacahan bahan baku yang digunakan (Murbandono, 2000). Bahan yang berukuran lebih kecil akan lebih cepat proses pengomposannya karena semakin luas bidang yang tersentuh dengan bakteri, untuk itu bahan organik perlu dicacah hingga berukuran kecil. Bahan yang keras sebaiknya dicacah hingga berukuran 0,5-1 cm sedangkan bahan yang tidak keras dicacah dengan ukuran yang agak besar, sekitar 5 cm. Pencacahan bahan yang tidak keras sebaiknya tidak terlalu kecil karena bahan yang terlalu hancur (banyak air) kurang baik (kelembapannya menjadi tinggi) (Indriani, 2001). Mesin Pencacah Kasar Alat pencacah sampah tersebut bentuknya seperti mesin selep (penggilingan) padi pada umumnya. Cara kerjanya adalah begitu sampah
37 dimasukkan, beberapa mata pisau di dalam mesin langsung bekerja menghancurkan. Sehingga, saat keluar dari mesin, sampah itu sudah menjadi serpihan halus. Semua jenis sampah organik, baik basah maupun kering, bisa dihaluskan menggunakan alat tersebut. Sampah kering umumnya berupa daun berguguran di sekitar kampung. Sementara sampah basah, wujudnya bisa berupa sampah sayuran hingga sisa nasi (Astuti, 2008). Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa jerami padi yang akan diolah harus dicacah sepanjang 2-5 cm agar pengaruh mikroorganinsme dapat lebih cepat dan merata. Struktur batang jerami yang berserat terutama jerami kering menyebabkan proses pencacahannya agak susah dilakukan dengan sistem pemotongan pisau gunting. Rancang bangun alat mesin pencacah jerami yang dikembangkan adalah sistem pemotongan pisau vertikal dengan arah gerak batang jerami. Hasil rancang bangun alat-mesin pencacah jerami terdiri dari 5 komponen utama yaitu rangka utama, unit pengumpan, unit pencacah, unit penyaluran hasil dan sistem penerusan daya. Alat-mesin pencacah jerami ini digerakkan oleh motor diesel dengan panjang hasil cacahan 2 5 mm (Republika, 2008). Mesin pencacah bahan baku dalam pembuatan kompos ada beberapa model yakni: 1. Model MPO-100 dilengkapi dengan penggerak (electic motor/listrik 2-3 kw atau atau mesin tempel 5-7 Hp) yang berkapasitas produksi sekitar 1 ton/hari. 2. Model MPO-500 dilengkapi dengan penggerak (eletric motor/listrik 10 kw atau mesin tempel 12-16 Hp) yang berkapasitas produksi 3-5 ton/hari.
38 3. Model MPO-1000 dilengkapi dengan penggerak (electric motor/listrik 15 kw atau mesin tempel 20-22 Hp) yang berkapasitas produksi 7-10 ton/hari. (Sofian,2006). Elemen Mesin Motor Listrik Mesin-mesin yang dinamakan motor listrik dirancang untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanis, untuk menggerakkan berbagai peralatan, mesin-mesin dalam industri, pengangkutan dan lain-lain. Setiap mesin sesudah dirakit, porosnya menonjol melalui ujung penutup (lubang pelindung) pada sekurang-kurangnya satu sisi supaya dapat dilengkapi dengan sebuah pulley atau sebuah generator ke suatu mesin yang akan digerakkan (Daryanto, 2002). Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Poros dapat dibedakan kepada 2 macam, yaitu : 1. Poros dukung; poros yang khusus diperuntukkan mendukung elemen mesin yang berputar. 2. Poros transmisi / poros perpindahan; poros yang terutama dipergunakan untuk memindahkan momen puntir. Poros dukung dapat dibagi menjadi poros tetap atau poros terhenti dan poros berputar. Pada umumnya poros dukung itu pada kedua atau salah satu
39 ujungnya ditimpa atau sering ditahan terhadap putaran. Poros dukung pada umumnya dibuat dari baja bukan paduan (Stolk and Kros, 1981). Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal berikut ini perlu diperhatikan,misalnya kekuatan poros. Suat poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin,dll. Kelelahan, tumbukan, atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus cukup kuat untuk menahan beban-beban diatas (Sularso dan Suga, 1991). Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Suastawa,dkk,(2003), bahwa kecepatan putaran poros akan berpengaruh terhadap hasil. Semakin cepat atau tinggi putaran poros, maka presentase bahan yang akan terpotong juga akan semakin besar. Hal ini telah diujicobakan pada alat pemotong rumput (Suastawa,dkk,2003). Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros yang berbeban dan berputar. Dengan adanya bantalan, maka putaran dan gerakan bolak-balik suatu poros berlangsung secara halus, aman dan tahan lama. Bantalan harus mempunyai ketahanan terhadap getaran maupun hentakan. Jika suatu sistem menggunakan konstruksi bantalan, sedangkan bantalannya tidak berfungsi dengan baik maka seluruh sistem akan menurun prestasinya dan tidak dapat bekerja secara semestinya (Pardjono dan Hantoro, 1991). Bantalan dalam peralatan usaha tani diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah daya tetap ditempatnya. Bantalan yang tepat untuk digunakan
40 ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan putar poros, beban yang harus didukung, dan besarnya daya dorong akhir (Smith and Wilkes, 1990). Bantalan berguna untuk menumpu poros dan memberi kemungkinan poros dapat berputar dengan leluasa (dengan gesekan yang sekecil mungkin) (Daryanto, 1993). Mata Pisau Mata pisau berfungsi untuk mencacah bahan organik menjadi potonganpotongan kecil. Pencacahan yang baik harus menggunakan mata pisau yang tajam. Hal ini dapat mempercepat pemotongan bahan dan membutuhkan tenaga yang lebih kecil. Disain rangkaian pisau yang spiral memungkinkan mesin pencacah sampah organik mampu mengolah jenis limbah basah dan kering sekaligus. Pada mesin konvensional, yang memiliki rangkaian pararel, biasanya kerap macet jika disodori limbah basah. Rangkaian batang pembabat itu (pisau) terbuat dari baja tahan aus yang kokoh. Disain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer secara spiral, tidak pararel, agar cakupan gerakannya lebih luas dan daya babatnya lebih kuat (Republika, 2008). Kemiringan Pisau Model pisau miring dapat memperkecil gesekan yang terjadi antara permukaan pisau dengan bahan yang akan dipotong, serta dapat memberikan efek hembusan yang dapat mendorong potongan bahan ke arah lubang pengeluaran. Namun, kondisi pemotongan yang terbaik adalah pada saat bahan dalam keadaan cukup kering (Suastawa,dkk,2003).
41 V-belt Sabuk/belt berfungsi untuk memindahkan putaran dari poros satu lainnya, baik putaran tersebut pada kecepatan putar yang sama maupun putarannya dinaikkan maupun diperlambat, searah dan kebalikannya. Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk V dibelitkan di sekeliling alur pulley yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam semua bidang industri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian alat kedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan pulley sehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1993). Sabuk bentuk trapesium atau bentuk V dinamakan demikian karena sisi sabuk dibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V. kontak gesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur menyebabkan berkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan tegangan yang lebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian sebelah luar akan mengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami tekanan. Susunan khas sabuk V terdiri atas: 1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi.
42 2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut. (Smith and Wilkes, 1990). Pada perpindahan sabuk, gerak putarnya dipindahkan dari pulley sabuk yang satu ke pulley sabuk yang lain. Supaya terdapat suatu gesekan yang cukup kuat antara sabuk dan pulleynya, sabuk dipasang sekencang-kencangnya pada pulley-pulleynya, atau diberi pulley pengencang, tetapi pada sabuk bentuk V tidak perlu dipasang sekencang sabuk rata. Sabuk V dibelitkan disekeliling alur pulley yang berbentuk V. Bagian sabuk yang sedang membelit pada pulley ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk V dibandingkan dengan sabuk rata (Sularso dan Suga, 1997). Syarat yang harus dipenuhi untuk bahan sabuk adalah kekuatan dan kelembutan, yang berguna untuk bertahan terhadap kelengkungan yang berulang kali disekeliling pulley. Selanjutnya yang penting ialah koefisien gesek antara sabuk dan pulley, massa setiap satuan panjang dan ketahanan terhadap pengaruh luar seperti uap lembab, kalor, debu, dan sebagainya (Stolk and Kros, 1981). Adapun faktor yang menentukan kemampuan sabuk untuk menyalurkan tenaga tergantung dari : 1. Regangan sabuk pada pulley. 2. Gesekan antara sabuk dan pulley. 3. Lengkung persinggungan antara sabuk dan pulley.
43 4. Kecepatan sabuk (makin cepat sabuk berputar makin kurang terjadi regangan dan singgungan). (Pratomo dan Irwanto, 1983). Pulley Pulley sabuk dibuat dari besi-cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan aluminium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (diatas 35 m/det) (Stolk and Kros, 1981). Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya. SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) Dimana S adalah kecepatan putar pulley (rpm) dan D adalah diameter pulley (mm) (Smith and Wilkes, 1990).