## RANCANG BANGUN DAN UJI KINERJA MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH UNTUK PAKAN TERNAK DENGAN MENGGUNAKAN PISAU TIPE REEL
Construction Design and Test Performance of Elephant Grass Cutting Machine for Cattle Feed using Reel Type Knife
Wahyu K Sugandi 1,*) , Asep Yusuf 1 , Muhammad Saukat 1
1 Program Studi Teknik Pertanian, Universitas Padjajaran E-mail *) : wahyu.sugandi@unpad.ac.id
Diterima:1 Maret 2016 Disetujui: 5 April 2016

## ABSTRACT
Elephant  grasses  demand  for  cattle  feed  in  Lembang  area  is  increasing  in  quantities,  however qualities of the cutting grasses have not achieved the demand of cattle feed, i.e. length of some of cutting grasses found above 5cm. Therefore, research about elephant grasses cutting technology in order to achieve the standard of forages (cattle feed) production, i.e. 1-5 cm cutting grasses length, need  to  be  conducted.  Aimed  of  this  research  was  to  develop  machine  that  could  cut  elephant grasses by using precision cutting mechanism on the required dimension (1-5 cm). Method used in this  research  was  engineering  method  using  step  as  follow:  (1)  Measurement  of  elephant  grasses characteristic;  (2)  Design  analysis  of  cutting  machine,  which  covered  design  of  the  cutter  knife, hopper  design,  frame  and  transmission  system;  (3)  Construction  of  elephant  grasses  cutting machine; (4) Functional test of elephant grasses cutting machine; (5) Test performance of elephant grasses cutting machine; and (6) Measurement of the cutting grasses. Result showed that physical characteristic  of  elephant  grasses  were  as  follow:  average  length  of  grass leaves  99.4  cm,  leaves wide 2.65 cm, leaves thickness 0.23 cm, and leaves weight 7.8 g. Machine dimension was 800 mm length,  750mm  wide,  and  104mm  height.  Power  need  to  cut  elephant  grasses  was  1.6  kW  and machine capacity 1988 kg/hour. Length of the produced cutting grasses was 1-3 cm.
Keywords: cutting power, elephant grasses, machine test performance

## ABSTRAK
Kebutuhan  akan  rumput  gajah  untuk  pakan  ternak  di  daerah  Lembang  kuantitas  terus  meningkat akan  tetapi  kualitas  pemotongan  belum  sesuai  dengan  kebutuhan  pakan  ternak  dimana  panjang potongan hasil cacahan  masih ada yang diatas 5 cm. Oleh  sebab itu, perlu adanya suatu penelitian tentang  teknologi  pencacahan  rumput  gajah  yang  sesuai  dengan  standar  pembuatan  silase  (pakan ternak) dengan ukuran potongan rumput 1-5 cm. Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan mesin  yang  mampu  mencacah  rumput  gajah  dengan  mekanisme  pemotongan  yang  presisi  pada tingkat ukuran yang diperlukan (1-5 cm). Metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode rekayasa dengan tahapan penelitian sebagai berikut: (1) Pengukuran karakteristik rumput gajah, (2) Analisis desain mesin pencacah rumput gajah yang meliputi desain silinder pisau pencacah, desain hoper, rangka dan sistem transmisi (3) Pembuatan prototipe  mesin pencacah rumput gajah, (4) uji fungsional  mesin  pencacah  rumput  gajah  (5)  Uji  kinerja  mesin  pencacah  rumput  dan  (6) pengukuran  panjang  potongan  rumput.  Pengujian  terhadap  mesin  hasil  rancang  bangun menunjukkan bahwa karakteristik fisik dari rumput gajah hasil pengukuran diperoleh data sebagai berikut: rata – rata panjang daun 99,4 cm; lebar daun 2,65 cm; tebal daun 0,23 cm; berat daun 7,8 gram.  Dimensi  mesin  adalah  panjang  800  mm,  lebar  750  mm  dan  tinggi  104  mm.  Daya  yang dibutuhkan untuk mencacah rumput gajah adalah 1,6 kW dan Kapasitas Mesin adalah 1988 kg/jam. Panjang hasil pemotongan terhadap rumput gajah adalah 1-3 cm.
Kata kunci: daya pemotongan, rumput gajah, uji kinerja mesin

## PENDAHULUAN
Hijauan  Makanan  Ternak  ( Forages ) merupakan  bahan  makanan  atau  pakan  utama bagi  kehidupan  ternak  serta  merupakan  dasar dalam usaha pengembangan peternakan terutama  untuk  ternak  ruminansia  termasuk  di dalamnya  sapi  perah,  sapi  potong  (pedaging). Untuk  meningkatkan  produktivitas  ternak, salah satu faktor penting yang harus diperhatikan  adalah  penyediaan  pakan  hijauan sepanjang  tahun  baik  kualitas  dan  kuantitas yang cukup agar pemenuhan kebutuhan zat-zat makanan ternak untuk mempertahankan kelestarian  hidup  dan  keutuhan  alat  tubuh ternak  (kebutuhan  hidup  pokok)  dan  tujuan produksi (kebutuhan produksi) dapat berkesinambungan.  Hal  ini  dimungkinkan  bila kita  mampu  mengelola  strategi  penyediaan pakan hijauan baik rumput maupun legum.
Di Indonesia dengan kondisi iklim dan tanah  yang  subur  membuat  peternak  tidak pernah memikirkan dan merencanakan penyediaan  pakan  hijauan  yang  cukup  baik kualitas  maupun  kuantitasnya.  Sebagian  besar peternak umumnya belum memiliki lahan yang cukup  untuk  budidaya  hijauan,  bahkan  ada yang  tidak  memiliki  lahan  kebun  rumput. Keterbatasan  lahan  untuk  penanaman  hijauan merupakan  kendala  bagi  peternak.  Disamping itu  para  peternak  belum  mengupayakan  lahan kebun  rumputnya  dikelola  secara  baik  dan efektif sehingga produktivitasnya belum optimal.
Produksi  rumput  dari  kebun  rumput bila  dipelihara  secara  optimum  pada  bulan basah  akan menghasilkan  hijauan  yang maksimum,  tetapi  hal  ini  perlu  dilakukan penanganan  secara  baik  dan  benar  untuk dijadikan  cadangan  pada  musim  kemarau, sehingga  memenuhi  kebutuhan  hijauan  untuk ternaknya  baik  secara  kuantitas  maupun kualitas.  Hal  ini  dapat  dilakukan  jika  sistem pengelolaan penyediaan hijauan dari
pemotongan kemudian pencacahan dan diberikan langsung kepada ternak atau disimpan  terlebih  dahulu  di  gudang  hijauan baru  diberikan  kepada  ternak.  Perubahan  ini tidak mudah tetapi jika dicoba akan memberikan  hasil  yang  efisien  dan  efektif dengan  memfungsikan  gudang  pakan  sebagai sentral manajemen pakan. Pada lingkup gudang pakan  inilah  perencanaan  pakan  peternak bermula,  dari  mulai  panen  hijauan  hingga prosesing  hijauan  untuk  persediaan  di  musim
sulit  pakan.  Salah  satu  sistem  pengelolaan penyediaan  hijauan  adalah  cara  silase.  Silase adalah  pakan  yang  telah  diawetkan  yang diproduksi  atau  dibuat  dari  tanaman  yang dicacah,  pakan  hijauan,  limbah  dari  industri pertanian  dan  lain-lain  dengan  kandungan  air pada  tingkat  tertentu  yang  diisikan  dalam sebuah silo. Salah satu syarat dalam pembuatan silase  adalah  hijauan  dalam  hal  ini  adalah rumput  gajah  telah  tercacah  dengan  baik dengan  ukuran  1-5  cm,  hal  ini  berdasarkan hasil  penelitian  bahwa  pakan  ternak  dengan ukuran  2-5  cm  akan  meningkatkan  efisiensi penggunaan  pakan  (Hidayat,  dkk.,  2006). Setelah dicacah, rumput gajah lalu dimasukkan ke dalam silo yang dicampurkan dengan dedak dalam  kondisi  anaerob  selama  21  hari  untuk proses fermentasi.
Data  yang  diperoleh  dari  Perum Perhutani  KPH  Bandung  Utara  pada  bulan Desember  2011  kebutuhan  hijauan  makanan ternak  mencapai  600  ton/hari.  Kebutuhan  ini merupakan  kebutuhan  para  peternak  sapi  yang tergabung  dalam  Koperasi  Peternak  Sapi Bandung  Utara (KPSBU). Mengingat besarnya kuantitas  rumput  yang  akan  dicacah,  kegiatan pencacahan  hanya  mungkin  dilakukan  dengan mekanisasi.  Spesifikasi  mesin  pencacah  juga harus  memenuhi  kebutuhan  dan  kondisi peternak  sapi  yang  ada  di  Indonesia.  Beberapa penelitian yang berhubungan dengan pencacahan  seperti  Mekanisme  Pemotong
Rumput  Tipe Rotary (Suharyatun,  2002), Rancang Bangun Perajang Tembakau (Supriyadi,  2011),  Alat  Pencacah  Kompos (Sudrajat,2006), telah dilakukan tetapi penelitian  yang  khusus  mengenai  pencacah rumput  gajah  dengan  menggunakan  pisau  tipe reel belum  ada.  Sehingga  perlu  dilakukan penelitian tentang teknologi pencacahan rumput gajah.

## TUJUAN DAN KEGUNAAN
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menkaji kinerja mesin pencacah yang meliputi kapasitas mesin,  daya  pemotongan,  kecepatan  putar (rpm) dan panjang hasil pemotongan. Sedangkan  kegunaan  dari  penelitian  ini diharapkan  dapat  mambantu  para  peternak terutama  kualitas  cacahan  rumput  gajah  yang dibutuhkan oleh ternak.

## METODE PENELITIAN
Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  analisis  deskriptif  yaitu melakukan pengamatan, pengukuran dan perhitungan  terhadap  spesifikasi  teknis  dari mesin,  kemudian  menganalisis  data  tersebut sehingga  memperoleh  didalamnya  terdapat suatu  kontribusi  baru  baik  dalam  proses maupun produk.
Bahan dan Peralatan Bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah rumput gajah, benda kerja berupa besi siku, poros, plat, dan besi behel.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  mesin  dan  peralatan  kerja bengkel, timbangan digital, timbangan gantung, stopwatch,  tachometer,  sound  level  meter, vibration  meter,  clamp meter, sabuk  dan  puli, bearing, oven, motor listrik.

## Tahapan Penelitian
Adapun  Tahapan  penelitian  seperti yang disajikan pada Gambar 1.
Memasukan sampel ke dalam inlet mesin dan waktu pencacahan diukur
- Mengukur rpm motor dan poros pada saat pencacahan dan sebelum pencacahan
- Mengukur kebisingan mesin pada saat pencachan dan sebelum pencacahan
- Mengukur getaran mesin pada saat pencachan dan sebelum pencacahan - Mengukur daya mesin pada saat pencachan dan sebelum pencacahan Persiapan Mesin
Melakukan pengecekan mesin dan alat yang akan digunakan pada penelitian
Mulai
Pengukuran Karakteristik Rumput Gajah - Pengukuran dimensi rumput gajah - Pengukuran kerapatan kamba rumput gajah - Pengukuran kadar air rumput gajah
Menimbang massa rumput gajah 50 kg
Melakukan uji kinerja meliputi :
- Kapasitas teoritis - Energi spesifik - Kapasitas aktual - Efisiensi mesin - Kebutuhan daya - Indeks unjuk kerja Melakukan pengulangan sebanyak 5 kali untuk setiap perlakuan Melakukan analisis teknik meliputi : - Kebutuhan Daya Penggerak   - Analisis Sabuk dan Puli - Diameter Poros - Analisis Rangka - Analisis Bantalan - Analisis Pin

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Fisik Rumput Gajah
Pengukuran  karakteristik  rumput  gajah telah dilakukan di laboratorium Alat dan Mesin Pertanian,
Fakultas Teknologi
Industri Pertanian  Unpad  seperti  yang  disajikan  pada Gambar 2.
Gambar 2 . Pengukuran karakteristik fisik rumput gajah
Dari hasil pengukuran terhadap rumput gajah  diperoleh  data  –  data  seperti  pada  Tabel 1.
Tabel  1 .  Pengukuran  Karakteristik  Fisik Rumput Gajah Karakteristik Rata – rata Kisaran Panjang daun 99,4 cm 63 – 139,8 cm Lebar Daun 2,65 cm 1,4 - 4,8 cm Tebal daun 0,23 cm 0,23 cm Berat daun 7,8 gram 4,2 – 11,4 gram
Dari  data  tersebut  diperoleh  rata-rata panjang  daun  adalah  99,  4  cm;  lebar  daun adalah 2,65 cm; tebal daun adalah 0,23 cm dan berat daun adalah 7,8 gram. Tebal daun adalah 0,23 cm (2,3 mm).
Bulk Density Rumput Gajah
Pengukuran kerapatan isi ( bulk density )  rumput  gajah  dilakukan  Laboratorium Alat  dan  Mesin  Pertanian  dengan  bantuan  bak kayu  sebagai  volume  seperti  yang  disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3 . Pengukuran bulk density Berdasarkan hasil pengukuran kerapatan  isi  rata-rata  157  kg/m 3 .  kerapatan  isi akan sangat mempengaruhi mekanisme, pengaliran  rumput  gajah  menuju  bagian pencacah.

## Kadar Air Rumput Gajah
Hasil  pengukuran  (Gambar  4)  dan perhitungan  mengenai  kadar  air  serasah  tebu pada  basis  kering  menunjukan  bahwa  rata-rata kadar  rumput  gajah  adalah  81,1%,    dengan pengaturan suhu 110 º C, selama 2x24 jam.
Gambar 4 . Pengukuran kadar air

## Pembuatan Mesin Pencacah Rumput Gajah
Secara  keseluruhan  proses  pembuatan prototipe mesin pencacah serasah tebu
didasarkan  pada  gambar  kerja  hasil  rancangan. Adapun  proses  pembuatan  dimulai  dari pembuatan  hoper,  pembuatan  rangka,  silinder pencacah, sistim transmisi, dan lubang pengeluaran.  Dengan  mengikuti  kaidah-kaidah dalam  mendisain  suatu  mesin,  khususnya mesin-mesin  pertanian  pada  akhirnya  desain mesin  pencacah  rumput  gajah  dapat  di pabrikasi.  Secara  struktural  mesin  pencacah rumput gajah tebu dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 .  Prototipe mesin pencacah rumput gajah dengan menggunakan pisau tipe reel

## Uji Kinerja Mesin Pencacah Rumput Gajah
Uji  kinerja  secara  stasioner  (o ff  farm ) terhadap  mesin  pencacah  rumput  gajah  telah dilakukan  dengan  bahan  umpan  adalah  rumput gajah.  Uji  kinerja  ini  adalah  untuk  mengetahui kemampuan  mengalirkan  bahan  uji  dalam  hal ini adalah rumput gajah sekaligus mencacahnya menjadi potongan-potongan kecil  (Gambar  6).  Selain  itu  juga  untuk mengetahui  kapasitas  aktual  pada  mesin tersebut dan hasil cacahannya.
Berdasarkan hasil pengukuran kapasitas  aktual  mesin  rumput  gajah  adalah 1988  kg/jam.  Waktu  yang  diukur  pada  saat pengujian  dimulai  dari  rumput  masuk  hoper kemudian diteruskan pada bagian pencacah dan akhirnya  keluar  pada  bagian  pengeluaran.
Tetapi  panjang  potongan  dari  rumput  gajah masih  jauh  dari  harapan  lebih  dari  4  cm  dan hasil  potongannya  tidak  seragam.  Hal  ini dikarenakan  sudut  pemotongan  dari  pisau pemotong  tidak  seragam,  jarak  antara  pisau yang bergerak dengan pisau diam kurang rapat sekitar 1 – 2 mm.
Gambar 6 . Proses pengujian mesin pencacah rumput gajah
Untuk mendapatkan hasil yang
diharapkan telah dilakukan perbaikan khususnya  pada  sudut  pemotongan  yang  telah diseragamkan  sebesar  3 º ,  lalu  memperbaiki kerapatan  antara  pisau  bergerak  dengan  pisau diam  dengan  jarak  0,5  mm.  Adapun  untuk pengukuran  daya  pencacahan,  kecepatan  putar tingkat  kebisingan  dan  tingkat  getaran  seperti yang disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 . Data  pengujian  mesin  pencacah
rumput gajah Item Pengujian Beban Kosong Beban Kapasitas mesin - 1988 Kg/jam Daya mesin pencacah 0,2 kW 1,6 kW Kecepatan putar 1003 rpm 942 rpm Tingkat getaran 3,35 mm/dt 18,23 mm/dt Tingkat kebisingan 78,11 dB 78,91 dB
Dari  data  tersebut  dapat  dijelaskan bahwa  daya  untuk  mencacah  rumput  gajah adalah  1,6  kW.  Kecepatan  putar  menurun sekitar  61  rpm  karena  ada  beban.  Tingkat kebisingan  dan  tingkat  getaran  menaik  ketika rumput  gajah  dimasukkan  kedalam  mesin pencacah  rumput  tetapi  nilai  tersebut  masih dibawah  ambang  batas  yang  disarankan  oleh KEPMENAKER yaitu 80 dB.

## Hasil Pemotongan Rumput Gajah
Jika dilihat secara keseluruhan terhadap  hasil  pemotongan  rumput  gajah. Maka  terlihat  bahwa  pemotongan  terhadap rumput  gajah  dengan  menggunakan  mesin pencacah  rumput  gajah  tipe reel mendapatkan hasil  potongan  yang  cukup  rapih  dan  seragam. Adapun  beberapa  daun  yang  tidak  tercacah dikarenakan  daun tersebut berbentuk pipih  dan biasanya  melilit  pada  silinder  pencacah.  Hasil cacahan  rumput  gajah  pada  mesin  pencacah dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 . Hasil pemotongan rumput gajah
Adapun  hasil  pemotongan  serasah setelah  posisi  pisau  diperbaiki  yaitu  berkisar antara  1  -  3  cm  mendekati  perhitungan  secara teoritis seperti yang terlihat pada Gambar 8.
Gambar 8 . Panjang potongan rumput gajah

## KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Karakteristik  fisik  dari  rumput  gajah  hasil pengukuran diperoleh data sebagai berikut:  rata-rata  panjang  daun  99,4  cm; lebar  daun  2,65  cm;  tebal  daun  0,23  cm, berat daun 7,8 gram.
2. Kerapatan  isi  ( bulk  density )  rumput  gajah adalah  157  kg/m 3 dengan  kadar  air  bahan 81,1%.
3. Dimensi  mesin  adalah  panjang  800  mm, lebar 750 mm dan tinggi 1042 mm.
4. Kapasitas Mesin adalah 1988 kg/jam.
5. Daya  yang  dibutuhkan  untuk  mencacah rumput gajah adalah 1,6 kW.
6. Tingkat getaran mesin 18,23 mm/dt.
7. Tingkat kebisingan mesin 78,11 dB.
8. Panjang rata-rata pemotongan yang
dihasilkan antara 1-3 cm.

## Saran
Untuk  mendapatkan  hasil  potongan yang  optimal  disarankan  perlu  adanya  tingkat clearance yang  bisa  diatur  antara  pisau  diam ( bed knife ) dengan pisau bergerak.

## DAFTAR PUSTAKA
Hidayat, M., Harjono, Marsudi, Andri Gunanto. 2006.  Evaluasi  Kinerja  Teknik  Mesin Pencacah  Hijauan  Pakan  Ternak.  Jurnal
Enjiniring Pertanian. Balai Besar Pengembangan  Mekanisasi  Pertanian. Vol. IV, No.2, 2006: 61-64.
Sudrajat.  2006.  Mengelola  Sampah  Perkotaan. Penebar Swadaya. Jakarta.
Suharyatun.  2002.  Mekanisme  Pemotong Rumput  Tipe Rotary (Tesis).  Sekolah Pasca Sarjana IPB. Bogor.
Supriyadi.  2011.  Rancang  Bangun  Perajang Tembakau  (Skripsi).  Institut  Teknologi
Sepuluh November. Surabaya.