## ANALIS A  PENUMBUKAN:  KAJIAN  AWAL  PERANCANGAN  ALAT  PRES S UNTUK MEDIA  TANAM JAMUR  TIRAM

## Yeny Pusvyta, Ratih Diah Andayani
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas IBA, Palembang Email : yeny_pusvyta@yahoo.com

## ABS TRAK
Budidaya  jamur  tiram  cukup  menjanjikan  dalam  memenuhi  permintaan  pasar  yang  tinggi  sekaligus membuka  peluang  bagi  wirausaha  baru  untuk  mulai  berbisnis  jamur  tersebut.  Ada  beberapa  tahapan budidaya  jamur  tiram,  diantaranya  mempersiapkan  media  tanam  khusus  yang  sesuai  bagi  tumbuh kembang  jamur  tersebut.  Media  tanam  ditempatkan  dalan  baglog  dengan  komposisi,  kelembaban  dan kepadatan  tertentu.  Membeli  media  tanam  jamur  tiram  yang  siap  tanam,  atau  membuat  sendiri  dengan mesin,  akan membuat ongkos produksi menjadi besar. Sedangkan membuat sendiri secara manual dengan cuma  menggunakan  alat  tumbuk  saja,akan  memakan  waktu  cukup  lama  dan  menimbulkan  kelelahan. Penelitian  ini  sebagai  kajian  awal  perancangan  alat  press  manual  sederhana,  yang  bertujuan  untuk meringankan  kerja  pembuatan  media  tanam  jamur  tiram  dalam  media  baglog  yang  konvensional  tapi berharga  murah.  Data  dimensi  sampel  baglog  dan  frekwensi  tumbukan  dengan  menggunakan  alat penumbuk    pada  saat  pemadatan  baglog,  serta  eksperimen  dengan  variasi ketinggian saat alat penumbuk jatuh  bebas,  dianalisa  kecenderungan  nilainya.  Dari  pengolahan  data  eksperimen  di  dapat  total perhitungan  waktu  waktu  tumbukan  ideal  untuk  memadatkan  sebuah  baglog  minimal  pada  eksperimen jatuh bebas terjadi pada ketinggian 60 cm yaitu membutuhkan lama penumbukan sebesar 7,474 detik.
Kata kunci : sampel baglog, jamur tiram, ongkos produksi, alat penumbuk, jatuh bebas

## 1. PENDAHULUAN
Budidaya  jamur tiram merupakan usaha yang sangat prospektif untuk dilakukan. Usaha ini sangat cocok untuk dikembangkan dalam rangka upaya untuk pemenuhan kebutuhan lapangan kerja  dan  pendapatan  masyarakat.  Ada  beberapa keuntungan mengapa usaha budidaya jamur tiram (berbisnisjamur.com) akan mengalami perkembangan yang signifikan, yaitu : bisa dimulai dengan  modal  sangat  kecil,  kurang  dari  1  juta,  permintaan  pasar  yang  masih  sangat  tinggi. Kebutuhan  pasar  jamur  pada  tahun  2015  diperkirakan  sekitar  17.500  ton  dan  saat  ini  baru terpenuhi 13.825 ton pertahun
Jumlah konsumsi sayuran menurut data badan kesehatan dunia (FAO) menyatakan bahwa untuk  memenuhi  standar  kesehatan  adalah sebesar 65 kg/kapita/tahun. Sehingga ada peluang yang cukup besar bagi pengembangan usaha guna memenuhi pasokan sayuran. Bagi pengusaha pemula atau yang masih merintis usaha, modal yang minim tidak seharusnya menjadi kendala. Salah satunya dengan membuat sendiri dengan alat seadanya.
Namun dengan alat batu penumbuk berupa botol kaca bekas untuk pembuatan media tanam jamur tiram akan menyita waktu yang lama dan cukup melelahkan. Faktor manusia juga kurang bisa diprediksi secara jelas tingkat fluktuasi produktifitasnya. Padahal hanya  dengan membuat media tanam sendiri biaya akan jauh lebih murah. Solusi untuk permassalahan tersebut adalah dengan  menggunakan  alat  bantu  yang  yang  didesain  sederhana  dan murah, untuk membantu meningkatkan produktivitas dan membuat harga produk mampu bersaing.
Langkah  awal  dari  perancangan  alat  press  untuk  media  tanam  jamur  tiram  ini  adalah mengambil data penumbukan dan  menganalisa data tersebut, sehingga alat yang akan dirancang nanti akan berfungsi sesuai dengan tujuan perancanganyang dibuat.

## 2. TUJUAN
T ujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisa variasi penumbukan yang terjadi pada saat membuat media tanam jamur tiram dalam baglog, sebagai input pembuatan rancangan alat teknologi tepat guna yang sederhana.

## 3. DASAR  PEMIKIRAN
Sebagai  langkah  awal  dari  perancangan  mesin,  langkah-langkah penelitian yang diambil harus mengacu pada proses perancangan secara umum. Pada aktivitas perancangan mesin dan elemen-elemen  mesinnya,    adalah  tugas  desainer  untuk  menentukan  gerak,  kekuatan  dan perubahan energi yang terlibat sehingga ukuran, bentuk dan bahan untuk setiap elemen mesin yang  membentuk  seluruh  mesin  dapat  ditentukan. Meskipun  pekerjaan  desain  mungkin terkonsentrasi  pada  salah  satu  komponen  pada  waktu  tertentu,    penting  untuk mempertimbangkan keterkaitan dengan seluruh produk mengikuti filosofi desain total, dengan mempertimbangkan kebutuhan para calon konsumen yang menjadi target penggunaan alat.
Disamping  itu  juga,  faktor ekonomi memang membutuhkan pemikiran terhadap jumlah investasi  yang  ditanamkan  untuk  proses  pengembangan,  produksi  dan  pemasaran  produk dengan titik impas kembali modal. Ini dipenuhi dengan menghasilkan produk yang menarik dan sesuai  dengan kebutuhan pelanggan dengan biaya produksi yang tidak begitu mahal (Ulrich).
Menyangkut pemakaian, Sritomo Wignjosoebroto (2000) menyampaikan bahwa seorang perancang  produk  haruslah  bisa  mengintegrasikan  semua  aspek  manusiawi  tersebut  dalam karya-karya rancangannya dalam sebuah konsep “ Human Integrated Design” ( Pulat, 1992: hal. 5-6 dan Gupta, 1980: hal. 160-163). Secara umum  aplikasi konsep Human Integrated Design (HID) dapat dijelaskan berdasarkan 2 (dua) prinsip yaitu :
1. seorang  perancang  produk  harus  menyadari  benar  bahwa  faktor  manusia  akan  menjadi kunci  penentu  sukses  didalam  operasionalisasi  sistem  manusia-mesin  (produk);  tidak peduli apakah sistem tersebut bersifat manual, mekanis (semi otomatis) ataukah otomatis penuh.
2. seorang  perancang produk harus juga menyadari bahwa setiap produk akan memerlukan informasi informasi detail dari semua faktor yang terkait dalam setiap proses perancangan.
Menurut  Suprapti  (Lutfi,  2015),  untuk  membudidayakan  jamur  tiram  diperlukan media tanam  (baglog)  yang  berkualitas. Syarat media tanam jamur yang berkualitas secara biologis adalah  harus  dapat  memenuhi  semua  kebutuhan  nutrisi  yang  diperlukan  oleh  jamur  untuk pertumbuhannya. Bahan baku media tumbuh jamur tiram umumnya adalah serbuk gergaji kayu. Bahan  media  tersebut  mudah  diperoleh,  harganya  sangat  murah  (dalam  wujud  limbah),  dan mudah  dibentuk.  Serbuk  kayu  gergaji  ini  sebelum  digunakan  ditambahkan  bahan  pelengkap (formulasi pencampur) dimasukkan dalam kantong plastik (baglog) yang kemudian dipadatkan.
Proses memadatkan media tanam yang dilakukan secara manual, menyita banyak energi dan cepat menimbulkan kelelahan pekerja. Berdasarkan pertimbangan teori gerak jatuh bebas yang memanfaatkan percepatan gravitasi dan inersia dari beban penumbuk, penggunaan energi pengguna alat penumbuk akan direduksi.

## 4. METO DE
Metode  yang  digunakan  adalah  metode  eksperimen  dan  studi  literatur.  Eksperimen digunakan  untuk  menghitung  lamanya  waktu  tumbukan  pada  saat  dilakukan  penumbukan, sedangkan  kajian  literatur untuk membahas kondisi penumbukan yang efisien secara teoritis. Pengambilan  data  baglog  jamur  tiram  menggunakan  alat  :  timbangan,  mistar,  gelas  ukur,
penumbuk,  stopwatch,  dan  lain-lain.  Sedangkan  prosedur penelitian yang dilakukan terdapat pada diagram alir di gambar 1 :
Gambar  1. Diagram alir penelitian
Gambar  2. Kegiatan pengambilan data sampel media tanam baglog jamur tiram
Gambar  3. Proses pengambilan data penumbukan media tanam dalam baglog

## 5. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data yang diambil dari sampel baglog jamur tiram siap tanam terdapat pada tabel 1. Pada kegiatan  eksperimen  yang  dilakukan,  dilakukan konversi untuk ukuran baglog yang berbeda sesuai  dengan  ukuran  diameter  wadah  yang  akan  digunakan  pada  alat  yang  akan  dirancang. T abel  2  adalah  ukuran  maksimum,  rerata,  dan  minimum  dan  perhitungan  massa  jenis  yang dilakukan  pada  tabel  1,  sedangkan tabel 3 adalah konversi dari perhitungan massa jenis yang sama  untuk  keliling plastik baglog yang nilainya berbeda. Sehingga ada perbedaan tinggi dari tinggi rerata semula sebesar 22,563 cm menjadi tinggi rerata 17,753 cm.
Setelah konversi dari perbedaan ukuran keliling baglog untuk massa jenis yang sama, maka dilakukan  pengambilan  data  penumbukan  pada  media  tanam  yang  belum dipadatkan dengan kadar  air  50-60%  yang  dimasukkan  kedalam plastik baglog. Penumbukan dilakukan dengan memberikan gaya tumbuk yang berasal dari gerak jatuh bebas dengan nilai variabel tetap untuk massa  beban  penumbuk  sebesar  4,013  kg,   tinggi jatuh beban 5 cm dari permukaan tertinggi media, dan media baglog sebesar 17,753 cm untuk hasil akhir penumbukan.
T abel 1. Data pengukuran awal dari sampel baglog media tanam jamur tiram siap tanam
T abel 2. Nilai besaran yang diperlukan dari baglog sampel untuk mendapatkan nilai m assa jenis
BESARAN MAKSIMUM RERATA MINIMUM Massa (kg) 1.183 1.233 1.27 Tinggi (cm) 22.8 22.563 22.033 Keliling (cm) 36.733 36.597 36.3 Volume (cm 3 ) 2280 2222 2170 Massa Jenis (kg/m 3 ) 608.295 567.691 587.085
Pada  tabel  2,  nilai  massa,  tinggi,  keliling  dan  volume  diambil  dari  hasil  pengukuran. Sedangkan  tabel  3  adalah  perhitungan  konversi  untuk  mendapatkan  nilai  ketinggian  media jamur tiram untuk massa dan  massa jenis yang sama yang didapatkan dari tabel 1  untuk lebar baglog yang berbeda.
Rumus  perhitungan sebagai berikut :
= (1) = (2)
= (3) . ℎ = (4)
ℎ    = 4. (5)
Dimana dan merupakan massa jenis baglog 1 dan 2 (kg/m 3 ), dan diameter baglog 1 dan 2 (m); h adalah  tinggi baglog (m) dan V adalah volume (m 3 )
T abel 3.  Nilai konversi untuk massa jenis yang sama untuk dimensi  baglog yang berbeda
BESARAN MAKSIMUM RERATA MINIMUM Massa (kg) 1.183 1.233 1.270 Keliling (cm) 39.2 39.2 39.2 Diameter*  (cm) 12.484 12.484 12.484 Volume* (cm 3 ) 1944.780 2171.956 2163.230 Tinggi*(cm) 15.896 17.753 17.682 Massa Jenis (kg/m 3 ) 608.295 567.691 587.085

## T abel 4. Data penumbukan pada baglog
Data  penumbukan  pada  tabel  4  menampilkan data kegiatan penumbukan secara manual dengan  menjatuhkan  beban    penumbuk  sebesar  4,013  kg  pada  ketinggian  5  cm  diatas permukaan  media  tanam.  T inggi  media  tanam  rerata  dalam  baglog  adalah  27,4  cm  yang dipadatkan  menjadi  17,753  cm.  Banyak  tumbukan  berdasarkan  eksperimen  yang  dilakukan maksimum  adalah  152  kali  dan minimum 52 kali dengan rerata 99,3 kali  tumbukan. Waktu tumbukan  maksimum  adalah  290  detik,  minimum  sebanyak  81  detik,  sedangkan  waktu tumbukan rerata adalah 166 detik.  Setelah dilakukan penumbukan, keliling baglog rerata adalah 39,68  cm.  Perhitungan  lama  satu  kali  tumbukan  dari  mulai  menjatuhkan  beban  hingga mengangkat kembali rerata adalah :

## Rerata lama 1 kali tumbukan secara manual = Rerata waktu tumbukan
Rerata banyak tumbukan
Rerata lama 1 kali tumbukan secara manual = 166 '
99,3  = 1,67 '
Data  eksperimen  jatuh  bebas  untuk  beberapa  variasi  ketinggian  terdapat  pada  tabel  5, sedangkan hasil pengolahan data eksperimen terdapat pada tabel 6. Waktu tempuh beban saat terjadi jatuh bebas, kecepatan jatuh bebas beban, energi, gaya tumbukan  dan perubahan energi sebelum  dan  sesudah  terjadi  tumbukan,  serta  lama  waktu  terjadinya tumbukan terdapat pada gambar 4, 5,  6, 7 dan 8.
T abel 5. Data eksperimen jatuh bebas pembeban perhitungan kecepatan dan energy
TINGGI W AKTU  JATUH BEBAS (s) (cm) I II III Rerata 5 0,13 0,13 0,12 0,127 10 0,14 0,15 0,14 0,143 15 0,16 0,16 0,15 0,157 20 0,16 0,17 0,17 0,167 25 0,17 0,18 0,18 0,177 30 0,19 0,18 0,18 0,183 35 0,19 0,2 0,18 0,190 40 0,2 0,21 0,21 0,207 45 0,23 0,22 0,2 0,217 50 0,24 0,25 0,25 0,247 55 0,27 0,26 0,28 0,270 60 0,29 0,29 0,3 0,293 65 0,41 0,34 0,32 0,357 70 0,52 0,51 0,41 0,480 75 0,55 0,73 0,62 0,633
Berdasarkan hukum kekekalan momentum, maka :
, - './.01  21 /1345 =  , '.2.04ℎ 21 /1345
- + - = - 7 + - 7 (6)
Karena  benda  2  (penumbuk)  mula-mula  diam  maka  nilai  v 2 =  0,  dan - 7 = - 7 = - 7 setelah tumbukan benda 1 (baglog) dan benda 2 (penumbuk) menempel. Sehingga :
- = ( + )- 7 (7)
Kecepatan setelah tumbukan:
- 7 = 8 9 : 9 (8 9 ;8 ) (8)
Kecepatan sebelum tumbukan:
- = <2>ℎ (9)
Perhitungan kecepatan sebelum tumbukan, untuk ketinggian  5 cm, didapat nilai kecepatan akhir  teoritis  pada  penumbuk  yang  nilainya  akan berubah sesuai dengan variabel tinggi yang
diberikan. Contoh perhitungan perhitungan kecepatan jatuh bebas ( - ) untuk tinggi posisi beban (h) 5 cm dan nilai percepatan gravitasi (g) diambil sebesar 980,665 cm/s 2 :
- =  <2. >. ℎ
- =  <2 . 980,665 A ' ⁄ . 5 A
- = 99,029 A /'
maka, kecepatan sesudah tumbukan adalah :
- 7 = 4,013 3> D99,029 A /'
(4,013 + 1,233)3> =  75,766 cm/s  =  0.758 m/s
- EFEGHG = - + - 7 2   = 99,029 + 75,7661775 2 =    87,4 A '    =    0,874  '
Waktu tumbukan dihitung dengan persamaan :
- EFEGHG = ∆J ∆2                                               (10)
T inggi    pemadatan  media  tanam ∆J adalah  tinggi  media  tanam  sebelum  dipadatkan dikurangi tinggi media tanam setelah dipadatkan.
∆J = 27,4 A − 17,753 A = 9,647 A
∆2 HL8MLNGO = ∆J - EFEGHG = 9,647 A
87,4 A /' = 0,110 s
Perhitungan gaya penumbukan rerata menggunakan rumus impuls
P. Q2 = Q( -)
(11)
P = 8.∆: ∆H = ,R S NT U( R,VVR V W X Y R)

## R, R Z = 36,006 N
Mencari  frekwensi  (banyaknya)  tumbukan dilakukan dengan membandingkan nilai gaya dari pengolahan data eksperimen terhadap banyaknya tumbukan untuk ketinggian 5 cm. Data yang  dipakai adalah data rerata  tumbukan yang dilakukan hingga mencapai massa jenis yang ditetukan, adalah 99,3 tumbukan. Contoh perhitungan banyak tumbukan untuk ketinggian 10 cm  dihitung  dari  rasio  acuan  data  gaya  pada ketinggian (h) 5 cm dan gaya tumbuk (F) untuk tinggi  penumbuk  sebesar    36,006  N  dan  gaya  tumbuk  untuk tinggi penumbuk 10 cm sebesar 72,012 N, sebagai berikut :
,P \.51 /13 \4]4  3.2^5>>^45 D =  ,P \.51 /13  \4]4 3.2^5>>^45  5 A
Banyak tumbukan pada ketinggian 10 cm = S_,RR_ ` .VV,S a ,R  ` = 49,650 kali tumbukan.
T otal  waktu satu siklus tumbukan adalah  jumlah waktu berapa lama jatuhnya penumbuk dari  posisi  awal,  lama  menumbuk,  lama  waktu  setelah  terjadinya  tumbukan  dan  lama mengembalikan    penumbuk  ke  posisi  semula  seperti  sesaat  sebelum  jatuh  bebas.  Jika diasumsikan  lama  mengembalikan  posisi  penumbuk  ke  kedudukan semula adalah jumlah dari lama waktu setelah terjadinya tumbukan dan lama jatuh bebas, maka contoh perhitungan waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus tumbukan untuk tinggi jatuh 5 cm, adalah :
∆2 b c8 = (2.0,127) +  0,110 + (2 .0,127) =  0,491 ' (12)
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus tumbukan pada ketinggia 5 cm adalah 0,491 second, hasil perhitungan terdapat pada tabel 6.
Waktu  yang  digunakan  untuk  melakukan  pemadatan (pengepresan) media tanam jamur titam dalam baglog adalah hasil kali jumlah frekwensi tumbukan dengan lama waktu satu siklus tumbukan (tabel 6).
T abel 6. Hasil perhitungan beban sebelum dan sesudah tumbukan dari data eksperimen

## waktu tempuh rerata  jatuh bebas
Gambar  5. Pengaruh posisi penumbuk terhadap kecepatan jatuh bebas (pengolahan  data hasil eksperimen)
Gambar  6. Kurva posisi penumbuk terhadap energi
Gambar  7. Kurva posisi penumbuk terhadap gaya penumbuk
Gambar  8. Kurva lama tumbukan terhadap posisi penumbuk
Pada  gambar yang ditampilkan dari hasil data eksperimen terlihat  dengan semakin tinggi posisi  beban  untuk  menumbuk  permukaan  media  baglog,  menunjukkan  kecenderungan peningkatan  nilai  :  waktu  rerata  jatuh  bebas  meningkat  (gambar  4),  kecepatan  jatuh  bebas (gambar  5),  energi  sebelum  dan sesudah jatuh bebas  (gambar 6), gaya penumbuk (gambar 7), dan lama 1 siklus tumbukan. Sedangkan lama terjadinya tumbukan antar permukaan  (gambar 8) dan frekwensi tumbukan cenderung menurun nilainya.  Pada gambar 6, terlihat perbedaan antara energi  sesudah  beban  menumbuk  baglog,  yang  nilainya  lebih  rendah  dibandingkan  sebelum terjadi  tumbukan,  hal  ini  antara  lain  disebabkan    sebagian  energi  mekanik  berubah  menjadi energi lain pada saat beban menumbuk permukaan baglog media tanam.
Gambar  9. Pengaruh posisi penumbuk terhadap lama 1 siklus tumbukan
Gambar  10. Pengaruh posisi penumbuk terhadap frekwensi tumbukan
Gambar  11. Pengaruh posisi penumbuk terhadap total waktu tumbukan
Data eksperimen pada gambar 11 menunjukkan terjadi total waktu pengepresan sebuah baglog  minimum terjadi ketika tinggi posisi penumbuk 60 cm, lalu berangsur naik ketika posisi penumbuk lebih tinggi.

## 6. KESIMPUAN
Berdasarkan pengolahan dan analisa terhadap data eksperiman, disimpulkan :
1. Semakin  tinggi  posisi  beban  penumbuk, terjadi kecenderungan peningkatan nilai untuk :waktu rerata jatuh bebas meningkat (gambar 4), kecepatan jatuh bebas (gambar 5), energi sebelum  dan  sesudah  jatuh  bebas    (gambar  6),  gaya  penumbuk  (gambar  7), dan lama 1 siklus tumbukan. Sedangkan lama terjadinya tumbukan antar permukaan  (gambar 8) dan frekwensi tumbukan cenderung menurun nilainya.
2. T erjadi  penurunan  energi  sesudah  tumbukan  yang  perbedaannya  makin  besar  dengan semakin tingginya posisi jatuh penumbuk
3. T otal  perhitungan  waktu  waktu  tumbukan  ideal  untuk  memadatkan  sebuah  baglog minimal pada eksperimen jatuh bebas terjadi pada ketinggian 60 cm yaitu membutuhkan lama penumbukan sebesar 7,474 detik.

## DAFTAR   PUSTAKA
Ashby,  MF    et  all.  2007.  “ Materials  engineering  science,  processing  and  design”.  First Editition. Butterworth, Elsivier
Cross, N. 2000. “ Engineering Design Method : Strategies for Product Design”, Thirth Edition, England, John Willey and Son Ltd,
http://berbisnisjamur,com/ diakses tanggal 7 Februari 2014. http://rumushitung,com/2013/07/14/momentum-impuls-dan-tumbukan-fisika/ diakses tanggal 10 Agustus 2015.
Khurmi, RS et al. 2005. “Theory of Machine”.Prentice Hall. New Delhi.
Lutfi,  Mirza  dkk.  Jurnal  PELIT A,  Volume  X,  Nomor  2,  Agustus  2015.  Universitas  Negeri Yogyakarta.
T ipler, Paul A. 1991.  “FISIKA untuk Sains danTeknik”. Alih Bahasa Lea Prasetyo dan Rahmat W Adi. Erlangga, Jakarta.
Ulrich, Karl T  & Eppinger, Steven D. 2000. “ Perancangan dan Pengem bangan Produk”. T erjemahan oleh Nora Azmi dan Iveline Anne Marie. Jakarta. Penerbit Salemba (2001).
Zemansky, Sears. 1986. “ Fisika untuk Universitas 1”. Penerbit Binacipta.