TINJAUAN PUSTAKA Singkong Singkong yang biasa disebut ubi kayu, atau ketela pohon berasal dari negara Brazil. Tanaman ini sudah dibudidayakan di Indonesia pada abad ke-16, namun baru menyebar di Indonesia pada abad ke-19 tahun 1952. Biologi Tanaman Singkong (Manihot utilisima Pohl) digolongkan ke dalam keluarga Euphorbiaceae. Batangnya tegak setinggi 1,5-4 m. Bentuk batang bulat dengan diameter 2,5-4 cm, berkayu dan bergabus. Batang berwarna kecoklatan dan bercabang ganda tiga. Daun singkong merupakan daun majemuk menjari dengan anak daun berbentuk elips yang berujung runcing. Akar tanaman masuk ke dalam tanah sekitar 0,5-0,6 m. Akar ini digunakan untuk menyimpan bahan makanan (karbohidrat), akar inilah yang disebut sebagai umbi singkong. Klasifikasi tanaman singkong adalah sebagai berikut: Kingdom Divisi Sub Divisi Kelas Ordo Famili Genus Spesies : Plantae : Spermatophyta : Angiospermae : Dicotyledoneae : Euphorbiales : Euphorbiaceae : Manihot : Manihot utilissima Pohl.; Manihot esculenta Crantz sin. 5
6 Syarat Tumbuh Tanaman singkong sangat mudah untuk tumbuh dan beradaptasi dengan berbagai kondisi lingkungan, tetapi untuk tumbuh dan berproduksi secara optimum harus diperhatikan hal-hal berikut: 1. Tempat mendapat sinar matahari setiap hari. 2. Tanaman tumbuh baik dengan ketinggian 0-800 m dpl. 3. Drainase harus baik, air yang tergenang akan membuat umbi membusuk. 4. Tanah tidak terlalu padat atau keras. 5. Curah hujan 760-2500 mm/thn. (Danarti, 1999). Pascapanen Singkong yang sudah dipanen akan rusak dalam waktu 2-3 hari bila tidak mendapatkan penanganan lebih lanjut. Penyimpanan yang aman dapat dilakukan dalam bentuk kering atau olahan. Penyimpanan dalam bentuk basah memang baik, tetapi terbatas jumlah dan waktunya dengan menyimpan umbi di dalam tanah. Penyimpanan dalam bentuk kering dapat dilakukan dengan berbagi cara yaitu dengan membentuk olahan seperti tepung tapioka, gaplek, dan keripik (Danarti, 1999). Perancangan adalah suatu kreasi untuk mendapatkan suatu hasil akhir dengan mengambil suatu tindakan jelas, atau suatu kreasi atas sesuatu yang mempunyai kenyataan fisik. Perencanaan mesin mencakup semua perencanaan mesin, berarti perencanaan dari sistem dengan segala yang berkaitan dengan sifat mesin, elemen mesin, struktur dan instrumen serta ilmu-ilmu dasar dalam perencanaan elemen mesin (Stolk dan Kros,1986).
7 Bahan mentah sering berukuran lebih besar daripada kebutuhan, sehingga ukuran bahan ini harus diperkecil. Operasi pengecilan ukuran ini dapat dibagi dua kategori utama, tergantung kepada apakah bahan tersebut bahan cair atau bahan padat. Apabila bahan padat, operasi pengecilan disebut penghancuran dan pemotongan, dan apabila bahan cair disebut emulsifikasi atau atomisasi. Penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi partikel-partikel lebih kecil. Penggunaan proses penghancuran yang paling luas di dalam industri pangan barangkali adalah dalam penggilingan butir-butir gandum menjadi tepung, akan tetapi penghancuran ini dipergunakan juga untuk berbagai tujuan, seperti penggilingan jagung untuk menghasilkan tepung jagung, penggilingan gula dan penggilingan bahan pangan kering seperti sayuran. Pemotongan dipergunakan untuk memecahkan potongan besar bahan pangan menjadi potongan-potongan kecil yang sesuai untuk pengolahan lebih lanjut, seperti dalam penyiapan daging olahan (Earle, 1969). Tujuan penggunaan alat mesin pertanian dengan sumber tenaga mekanis (mekanisasi pertanian) Setiap perubahan usaha tani melalui mekanisasi didasari tujuan tertentu yang membuat perubahan tersebut bisa dimengerti, logis, dan dapat diterima. Diharapkan perubahan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang menguntungkan dan sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan. Secara umum, tujuan mekanisasi pertanian adalah : a. mengurangi kejerihan kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga manusia b. mengurangi kerusakan produksi pertanian c. menurunkan ongkos produksi
8 d. menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi e. meningkatkan taraf hidup petani f. memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsisten (tipe pertanian kebutuhan keluarga) menjadi tipe pertanian komersil (comercial farming) Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemilihan alat mesin pertanian tepat dan benar, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya tidak tepat hal sebaliknya yang akan terjadi (Rizaldi, 2006). Ilmu mekanisasi pertanian di Indonesia telah dipraktekkan atau dilaksanakan untuk mendukung berbagai usaha pembangunan pertanian terutama di bidang usaha swasembada pangan. Dengan mempertimbangkan aspek kepadatan penduduk, nilai sosial ekonomi, dan teknis, maka pengembangan mekanisasi pertanian di Indonesia dilaksanakan melalui sistem pengembangan selektif. Sistem mekanisasi pertanian selektif adalah usaha memperkenalkan, mengembangkan, dan membina pemakaian jenis atau kelompok jenis alat dan mesin pertanian yang serasi atau yang sesuai dengan keadaan wilayah setempat. Oleh karena itu, ditinjau dari segi tingkat teknologinya, mekanisasi pertanian dibedakan atas: mekanisasi pertanian sederhana, mekanisasi pertanian madya, dan mekanisasi pertanian mutakhir. Wilayah pengembangan mekanisasi pertanian dibagi atas: wilayah tipe I-A atau wilayah lancar, wilayah tipe I-B atau wilayah siap, wilayah tipe II atau wilayah setengah siap atau secara ekonomi kurang menguntungkan, dan wilayah tipe III atau wilayah mekanisasi pertanian terbatas (Hardjosentono, dkk., 2000). Ilmu mekanisasi Pertanian adalah bagian dari industri pertanian hari ini yang penting karena produksi yang efisien dan pengolahan bahan-bahan
9 tergantung pada mekanisasi. Oleh karena itu, mayoritas pekerja bekerja pada bidang keduanya baik di lahan maupun di pemasaran hasil-hasil pertanian yang membutuhkan keahlian-keahlian yang memungkinkan mereka untuk mengoperasikan, mempertahankan, dan memperbaiki mesin dan peralatan (Shin and Curtis, 1978). 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 digerakkan (Daryanto, 2002). Motor listrik sering digunakan sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena : 1. Dapat disesuaikan : motor dapat digunakan di hampir setiap lokasi termasuk di dalam air. 2. Otomatis : motor dengan mudah dikontrol dengan alat otomatis. 3. Rapi : sebuah unit kecil memperkembangkan sejumlah kekuatan besar secara bersama-sama. 4. Dapat dipercaya : motor listrik secara khusus untuk pekerjaan jarang mengalami gangguan. 5. Ekonomis 6. Efisien : motor listrik memiliki efisiensi hingga 95 %.
10 7. Perawatan mudah : jika melindungi dari debu dan kotoran, motor hanya membutuhkan sedikit perawatan. 8. Tenang : motor secara umum lebih tenang dari pada mesin yang di jalankan. 9. Aman : apabila dipasang dengan tepat, dipelihara, dan digunakan, motor sangat aman untuk dioperasikan. 10. Mudah dioperasikan : tidak membutuhkan banyak pelatihan untuk mengoperasikan motor (Cooper, 1992). Motor satu fase dengan kekuatan 1 HP banyak digunakan di industriindustri rumah tangga, pabrik, bengkel, maupun perusahaan-perusahaan. Disebut motor satu fase karena untuk menghasilkan tenaga mekanik, pada motor tersebut dimasukkan tegangan satu fase. Untuk membentuk dua buah arus listrik yang berbeda fase digunakan sistem penggeser fase sehingga dari satu fase listrik yang dimasukkan akan membentuk listrik dua fase di dalam motor listrik. Umumnya hal ini dapat dilaksanakan dengan memasang sebuah rangkaian kumparan induktor maupun kapasitor secara seri pada kumparan bantu (Sumanto, 1993). Poros Poros merupakan salah satu alat yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peran utama transmisi seperti itu dipegang oleh poros (Sularso dan Suga, 1997).
11 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 transmisi berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen mesin ke elemen mesin yang lain. Sedangkan poros dukung dapat dibagi menjadi poros tetap atau poros terhenti dan poros berputar. Pada umumnya poros dukung itu pada kedua atau salah satu ujungnya ditimpa atau sering ditahan terhadap putaran. Poros dukung pada umumnya dibuat dari baja bukan paduan (Stolk dan Kros, 1986). 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 terdiri dari dua jenis, antara lain : a. Bantalan luncur, dimana yang terjadi adalah gesekan luncur. b. Bantalan gelinding, merupakan tumpuan poros dengan elemen yang menggelinding diantara dua buah cincin. Bantalan gelinding radial yang banyak digunakan adalah bantalan peluru. Sebuah bantalan peluru terdiri dari dua buah cincin jalan (cincin dalam dan cincin luar) dan diantaranya terdapat peluru dengan sangkar (Stolk dan Kros, 1986).
12 Bantalan dalam peralatan usaha tani diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah daya tetap ditempatnya. Bantalan yang tepat untuk digunakan ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan putar poros, beban yang harus didukung, dan besarnya daya dorong akhir (Smith dan Wilkes, 1990). Puli (Pulley) 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 dan Kros, 1986). 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. 4. Kecepatan sabuk. (Pratomo dan Irwanto, 1983). Menurut Daryanto (1986), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan untuk sabuk penggerak yaitu : 1. Puli mendatar Puli ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari baja dalam bentuk yang bervariasi.
13 2. Puli mahkota Puli ini lebih efektif dari puli datar karena sabuknya sedikit menyudut sehingga untuk slip relatif sukar, dan derajat ketirusannya bermacammacam menurut kegunaannya. 3. Tipe lain Puli ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar urat pada sabuk penggeraknya. 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)...(1) Dimana S adalah kecepatan putar pulley (rpm) dan D adalah diameter pulley (mm) (Smith dan Wilkes, 1990). Sabuk-V Sabuk-V mempunyai penampang trapesium yang terbuat dari karet, tenunan atau semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan di sekeliling alur puli yang berbentuk V. Selain koefisien gesek dan kekuatannya, harganya yang relatif murah membuat sabuk-v lebih sering dipakai (Sularso dan Suga, 2004). Adapun kelebihan sabuk-v adalah sebagai berikut: - Rasio kecepatan yang tepat tidak pernah dipertahankan - Slip yang terjadi tidak lebih dari 1-2 % - Efisiensi penyaluran daya (dengan mengabaikan kehilangan daya pada bantalan shaft) berkisar 97-99 %
14 - Mampu meredam beban mendadak - Dapat dioperasikan pada kecepatan linear lebih dari 5000 r.p.m Sedangkan kelemahan dari sabuk-v adalah sebagai berikut: - Tidak dapat digunakan pada jarak yang panjang - Tidak cocok untuk beban yang berat pada kecepatan rendah (Daywin dkk, 2008). 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. 4. Kecepatan sabuk. (Pratomo dan Irwanto, 1983). Mata Pisau Mata pisau berfungsi untuk mencacah bahan menjadi potongan-potongan kecil. Pengirisan yang baik harus menggunakan mata pisau yang tajam. Hal ini dapat mempercepat pemotongan bahan dan membutuhkan tenaga yang lebih kecil. Disain rangkaian mata pisau pengiris memungkinkan mesin pengiris mampu mengolah jenis bahan yang lunak maupun bahan yang keras. Pada mesin konvensional, yang memiliki rangkaian paralel, biasanya kerap macet jika bahan dimasukkan sekaligus. Rangkaian mata pisau terbuat dari baja tahan aus yang kokoh. Disain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer secara spiral, tidak paralel, agar cakupan gerakannya lebih luas dan daya potongnya lebih kuat (Pratomo dan dan Irwanto, 1983).
15 Mekanisme Pembuatan Alat Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda, dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1984). Kekuatan, keawetan, dan pelayanan yang diberikan peralatan usaha tani bergantung terutama pada macam dan kualitas bahan yang digunakan untuk pembuatannya. Dalam pembuatannya terdapat kecenderungan konstruksi peralatan untuk meniadakan sebanyak mungkin baja tuangan dan mengganti dengan baja tekan atau baja cetak. Bilamana hal ini dilakukan dapat menekan biaya membuat mesin dalam jumlah besar. Keberhasilan atau kegagalan alat sering sekali tergantung pada bahan yang dipakai untuk pembuatannya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan usaha tani dapat diklasifikasikan dalam logam dan non logam (Smith dan Wilkes, 1990). Pemotongan produk hasil pertanian, dilakukan dengan alat atau mesin pemotong dengan mengunakan mata pisau pada landasan. Ukuran produk pemotongan dapat diseragamkan dengan mengatur kecepatan laju pemotongan atau menempatkan pembatas pada landasan pemotong atau pada dudukan pisaunya. Untuk mencegah kerusakan struktur bahan yang dipotong baik dengan menggunakan mesin atau manual, arah gerakan pemotongan biasanya membentuk sudut dengan arah poros bahan yang dipotong. Terutama pada pemotongan bahan yang lunak (Wiraatmadja, 1995).
16 Uji-t bertujuan untuk menilai apakah mean dan keragaman dari dua kelompok berbeda secara statistik satu sama lain. Analisis ini digunakan apabila kita membandingkan mean dan keragaman dari dua kelompok data, dan cocok sebagai analisis dua kelompok rancangan percobaan acak. One sample t-test merupakan teknik analisis untuk membandingkan satu variabel bebas. Teknik ini digunakan untuk menguji apakah nilai tertentu berbeda secara signifikan atau tidak dengan rata-rata sebuah sampel (Alhusin, 2001). Mesin pengiris dengan satu mata pisau menghasilkan irisan yang tipis dengan dua permukaan irisan. Jumlah pisau pada mesin pengiris ini dapat hanya satu atau lebih, tergantung padan konstruksinya. Dalam pengoperasiannya, pisau dapat diam atau bergerak. Arah gerak pisau dapat vertikal naik turun, vertikal melingkar, atau horizontal melingkar. Bentuk pisau dapat lurus, lengkung, atau silinder. Pengirisan dilakukan untuk mendapatkan irisan yang tipis dan seragam sehingga diperlukan pisau pengiris yang tipis dan tajam. Pada pengirisan produk yang diperoleh diharapkan mempunyai struktur dan bentuk yang baik serta seragam. Untuk itu pada pelaksanaannya gerakan dan bentuk pisau pengiris harus benar-benar diperhatikan (Wiraatmadja, 1995).