SKRIPSI RANCANG BANGUN ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS TIPE ENGKOL Oleh: BUDI SETIAWAN F14103085 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Budi Setiawan. F14103085. Rancang Bangun Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis Tipe Engkol di bawah Bimbingan: Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr dan Dr. Ir. Asep Sudarman, M.Rur.Sc. 2007. RINGKASAN Pada dasarnya, antara persediaan dan permintaan terhadap susu di Indonesia terjadi kesenjangan yang cukup besar. Permintaan akan kebutuhan susu jauh lebih besar dari ketersediaan susu yang ada. Berdasarkan kondisi tersebut, usaha sapi perah untuk menghasilkan susu segar sangat prospektif. Cara pemerahan susu sapi di Indonesia masih banyak menggunakan cara manual yaitu langsung dengan tangan, walaupun sebenarnya sudah ada mesin pemerah susu otomatis. Faktor penyebabnya karena harga mesin otomatis sangat mahal, yang jika dibandingkan dengan keuntungan yang diperoleh peternak sapi perah tidak akan mencukupi untuk membeli mesin tersebut. Untuk mengatasi hal tersebut telah dilakukan kerjasama penelitian antara CENTRAS (Centre for Tropical Animal Studies) dengan Departemen Teknik Pertanian IPB dalam pembuatan alat pemerah susu. Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang dan membuat alat pemerah susu sapi semi otomatis tipe engkol. Alat pemerah susu sapi semi otomatis tipe engkol digunakan untuk menghasilkan susu yang bersih dan higienis dengan harga yang relatif terjangkau oleh para peternak sapi perah dalam usaha meningkatkan produksi susu sapi per hari. Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu : 1) Identifikasi masalah, 2) Analisis perancangan, 3) Pembuatan mekanisme alat pemerah, 4) Uji fungsional mekanisme, 5) Perakitan, 6) Uji kinerja. Secara prinsip cara pemerahan manual dan pemerahan otomatis sangat berbeda. Alat pemerah otomatis menggunakan prinsip sucking (penghisapan) yang dihasilkan oleh vakum. Keluarnya air susu dengan menggunakan perbedaan tekanan antara bagian pemerah (shells) dan liner (karet pemerah) dengan vakum pada milkcan. Alat pemerah susu sapi semi mekanis tipe engkol ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu: bagian pemerah, karet pemerah, sistem transmisi, pompa engkol, pompa vakum, milkcan, dan rangka. Sementara bagian lain sebagai penghubung adalah selang dan selang silikon. Tekanan yang diberikan oleh pompa engkol untuk karet pemerah tidak dapat mengimbangi daya hisap yang dihasilkan oleh pompa vakum. Akibat yang terjadi pada karet pemerah yaitu, karet pemerah terus-menerus tertutup atau menjepit puting susu, sehingga air susu tidak dapat terhisap dengan baik. Karena tidak sesuai dengan rancangan fungsionalnya, maka pompa engkol akan diganti oleh meaknisme lain yang dapat bekerja dengan baik. Modifikasi untuk menggantikan pompa engkol dilakukan dengan memberikan vakum pada ruang diantara bagian pemerah (shells) dan karet pemerah (liner), selain vakum yang ada pada milkcan untuk memberikan daya hisap pada puting susu. Ruang tersebut dibuat vakum dengan cara menyambungkannya ke pompa vakum. Untuk memberikan efek pijatan pada
puting atau fase istirahat maka tekanan pada ruang antara shells dan liner harus lebih tinggi dari tekanan pada milkcan, caranya dengan memberi udara masuk pada ruang tersebut. Dengan demikian karet pemerah akan menutup laju aliran susu untuk beberapa saat. Untuk mencoba kinerja dari modifikasi tersebut, maka selang yang menghubungkan bagian pemerah ke pompa vakum diberi triple joint, agar bisa dibuka tutup untuk memberi udara ke ruang antara bagian pemerah (shells) dan karet pemerah (liner). Dari hasil uji fungsional yang dilakukan, modifikasi berjalan dengan baik. Mekanisme buka-tutup udara dilakukan oleh unit pengatur denyut udara. Setelah mengalami modifikasi, maka bagian utama dari alat pemerah susu sapi semi otomatis tipe engkol adalah: milkcan, unit pengatur denyut vakum, bagian pemerah (shells), karet pemerah (liner), pompa vakum, dan rangka.
RANCANG BANGUN ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS TIPE ENGKOL SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: BUDI SETIAWAN F14103085 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITU PERTANIAN BOGOR RANCANG BANGUN ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS TIPE ENGKOL SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: BUDI SETIAWAN F14103085 Dilahirkan pada tanggal 10 Januari 1985 Di Bogor Tanggal lulus: Agustus 2007 Menyetujui, Bogor, 22 Agustus 2007 Bogor, 22 Agustus 2007 Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr Dosen Pembimbing I Dr. Ir. Asep Sudarman, M.Rur.Sc Dosen Pembimbing II Mengetahui, Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Ketua Departemen Teknik Pertanian
RIWAYAT HIDUP BUDI SETIAWAN Penulis adalah putra tunggal dari pasangan Bapak Atu dan Ibu Maryati. Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 10 Januari 1985. Memulai pendidikan di SDN Babakan Dramaga IV pada tahun 1991, kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 1 Dramaga pada tahun 1997, dan pada tahun 2000 melanjutkan jenjang pendidikan di SMU Negeri 6 Bogor. Lulus pada tahun 2003 penulis diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Selama masa perkuliahan di IPB, penulis aktif dalam bidang olahraga dengan masuk menjadi anggota UKM. Penulis pernah mengikuti beberapa kegiatan dengan menjadi panitia. Pada tahun 2005 penulis menjadi ketua panitia Olimpiade Fateta, kegiatan olahraga tahunan untuk mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian yang diselenggarakan olek BEM FATETA. Beberapa pelatihan dan seminar yang diadakan dalam ruang lingkup Institut Pertanian Bogor menjadi kegiatan lain penulis. Pada tahun 2006 penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapangan di Dinas Lingkungan Hidup dan Kebersihan Kota Bogor, Jawa Barat. Praktek lapang yang dilaksanakan berjudul Mempelajari Aspek Keteknikan dan K3 Dalam Proses Pengolahan Sampah di Dinas Lingkungan Hidup dan Kebersihan Kota Bogor. Penulis menyelesaikan tugas akhir pada tahun 2007 dengan judul Rancang Bangun Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis Tipe Engkol dibawah bimbingan Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr. dan Dr. Ir. Asep Sudarman, M.Rur.Sc.
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang selalu senantiasa melihpahkan rahmat, hidayah dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Rancang Bangun Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis Tipe Engkol. Penelitian ini merupakan dasar yang digunakan dalam penyusunan skripsi. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini tersusun atas bimbingan dan kerjasama dari berbagai pihak yang telah membantu, baik secara materi maupun nonmateri. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr selaku dosen pembimbing akademik atas bimbingan dan arahan yang telah diberikan kepada penulis. 2. Dr. Ir. Asep Sudarman, M.Rur.Sc selaku dosen pembimbing atas bimbingan dan arahan yang telah diberikan kepada penulis. 3. Dr. Lenny Saulia, S.TP, M.Si selaku penguji atas kesediaannya untuk menguji dan saran yang diberikan kepada penulis. 4. Kedua orangtua yang telah memberikan doa dan dukungannya. 5. Eva Sukmawati (istriku) dan keluarga atas doa dan dukungan yang diberikan kepada penulis. 6. Pak Parma dan Pak Ahmad atas bantuan dan kerjasamanya. 7. Hanida Pritikasiwi selaku teman satu bimbingan atas kerjasamanya. 8. Indra Kusuma atas bantuan yang diberikan kepada penulis. 9. Staf UPT Departemen TEP atas bantuan dan kerjasamanya. 10. Novan, Rian, Yandra, Ijey, Bayu, Ludi, Ojan, Deniaki, Mamet, Anaz, Gibul, Liglig, dan Ale atas semangat dan kebersamaannya. 11. Teman-teman TEP 40 atas semangat dan kebersamaannya. Penulis menyadari bahwa penelitian dan penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Namun penulis berharap semoga penelitian dan penulisan skripsi yang telah dilakukan ini bermanfaat bagi kita semua. Bogor, 21 Agustus 2007 i
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... ii DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Komposisi Susu... 3 B. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Susu... 4 C. Persiapan Pemerahan... 6 D. Cara Pemerahan Manual... 7 E. Cara Pemerahan Otomatis... 8 F. Ruang Vakum... 11 G. Pompa Vakum... 12 H. Stainless Steel... 13 I. Aspek Ergonomika... 13 J. Perancangan (Desain)... 14 III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat... 16 B. Bahan dan Alat... 16 1. Bahan Penelitian... 16 2. Alat... 17 C. Metoda Penelitian... 17 1. Identifikasi Masalah... 18 2. Analisis Rancangan... 21 3. Pembuatan Mekanisme Alat Pemerah... 23 4. Perakitan... 24 5. Uji Fungsional... 24 ii
Halaman 6. Modifikasi dan Penyempurnaan... 24 7. Uji Kinerja... 25 IV. ANALISIS RANCANGAN A. Kriteria Perancangan... 26 B. Rancangan Fungsional... 26 1. Bagian Pemerah (Shells)... 26 2. Karet Pemerah (Liner)... 27 3. Sistem Transmisi... 27 4. Pompa Engkol... 27 5. Pompa Vakum... 27 6. Vacuum Chamber Head... 27 7. Milkcan... 28 8. Selang Udara... 28 9. Selang Pengalir Susu... 28 10. Rangka... 28 C. Rancangan Struktural... 28 1. Bagian Pemerah (Shells)... 28 2. Karet Pemerah (Liner)... 29 3. Sistem Transmisi... 30 4. Pompa Engkol... 31 5. Pompa Vakum... 31 6. Vacuum Chamber Head... 32 7. Milkcan... 33 8. Selang Udara... 34 9. Selang Pengalir Susu... 34 10. Rangka... 35 V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Rancang Bangun Alat Pemerah... 36 1. Bagian Pemerah (Shells)... 36 2. Karet Pemerah (Liner)... 37 3. Sistem Transmisi... 37 iii
Halaman 4. Pompa Engkol... 38 5. Pompa Vakum... 39 6. Vacuum Chamber Head... 40 7. Milkcan... 40 8. Vacuum Gauge... 41 9. Selang Udara... 42 9. Selang Pengalir Susu... 43 10. Rangka... 44 B. Perakitan... 44 C. Uji Fungsional... 47 D. Modifikasi dan Penyempurnaan... 48 1. Modifikasi Sistem Transmisi... 48 2. Modifikasi Pompa Engkol... 49 D. Uji Kinerja... 53 VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan... 54 B. Saran... 54 VI. KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA... 55 LAMIRAN... 57 iv