## KARAKTERISTIK DAN SIMULASI SISTEM KONTROL HIDROLIK PADA PROSES PENGEPRESAN BIJI JARAK KEPYAR (Ricinus communis L.)
Characteristic and Simulation of Hydraulic Control System on Castor Beans (Ricinus communis L.) Press Processing
Oleh :
Asih Priyati 1 , Ansar 1 , Sirajuddin H. Abdullah 1
1 Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pangan Dan Agroindustri Universitas Mataram E-mail : r_yuhaeri@yahoo.com

## ABSTRACT
This  research  aimed  to  study  characteristic  of  hydraulic  control  system  of  castor  beans  pressing process.  Experimental  approach  was conducted  by  using  Complete  Randomized  Design to  obtained relation between pressure’s variable and characteristics parameters of hydrolic control system and pressing process. Effet of pressure loading were investigated at 3, 5, 7, 9, and 11 kg, which replicated three times in order to obtained 15 units experiment. Characteristics parameters of hydraulic control system are pressure velocity, pressure, and pressure power. Pressing process parameters are distance of displacement, capacity of pressing process, and rendement. Result from this research showed that the  hydraulic  control  system  was  able  to  transfered  power  using  hydraulic  oil  in  order  to  conduct pressing  process.  Higher  loading  pressure  caused  increasing  pressure  velocity,  pressure,  pressure power, pressing process capacity, and rendement. Whereas, lower loading pressure caused reduction on  distance  of  displacement.  Therefore,  development  on  design  is  necessary  to  obtain  optimal rendement quantity and further studies using extended pressure loading range is recommended.
Keywords : hydraulic control system, castor bean, distance of displacement, rendement.

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari  karakteristik  sistem  kontrol  hidrolik  dalam  melakukan pengepresan biji jarak kepyar. Metode yang digunakan yaitu pendekatan eksperimental, dilaksanakan dengan menerapkan Rancangan Acak Lengkap (RAL) untuk menentukan hubungan variabel tekanan dengan  parameter  karakteristik  sistem  kontrol  dan  hasil  pengepresan.  Perlakuan  yang  dipergunakan yaitu beban tekanan pengepres  dengan variasi berat 3, 5, 7, 9, dan 11 kg. Setiap perlakuan dilakukan 3  (tiga)  kali  ulangan  sehingga  diperoleh  15  unit  percobaan.  Parameter  karakteristik  sistem  kontrol berupa  kecepatan,  tekanan  daya  pengepresan,  dan  parameter  hasil  pengepresan  berupa  jarak displasemen pengepresan, kapasitas pengepresan dan rendemen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem kontrol hidrolik mampu memindahkan daya dengan penghantar berupa oli hidrolik yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan proses pengepresan. Dengan memberikan variasi beban tekan, dapat dipelajari  karekteristik  sistem  kontrol  hidrolik.  Dengan  beban  tekan  3,  5,  7,  9,  dan  11kg,  diperoleh hasil  karakteristik  sistem  kontrol  hidrolik  berupa  kecepatan,  tekanan  pengepresan,  dan  daya pengepresan  yang  semakin  besar.  Karakteristik  pengepresan  dengan  variasi  beban  tekan  semakin besar  diperoleh  hasil  jarak  displasemen  semakin  kecil,  kapasitas  pengepresan  semakin  besar,  dan rendeman  semakin  besar.  Penggunaan  alat  kontrol  hidrolik  dalam  penelitian  ini  belum  mampu menghasilkan  rendemen  secara  maksimal  sehingga  perlu  dilakukan  pengembangan  perancangan. Untuk menyempurnakan hasil penelitian ini perlu dilakukan penelitian lanjut dengan rentang variasi pembebanan yang lebih tinggi.
Kata kunci : kontrol hidrolik, biji jarak kepyar, jarak displasemen, rendemen

## PENDAHULUAN
Salah  satu  potensi  yang  dimiliki Provinsi  Nusa  Tenggara  Barat  (NTB)  dalam rangka  mendukung  percepatan  Pembangunan Daerah  adalah  sumberdaya  pertanian  lahan kering.  Potensi  luas  lahan  kering  di  Provinsi Nusa Tenggara Barat diperkirakan mencapai 1,8 juta  ha.  Potensi  sumberdaya  lahan  kering  di Provinsi  NTB  yang  cukup  luas,  maka  lahan kering memiliki prospek yang cukup besar untuk dikembangkan guna mendukung mempercepatan pembangunan dan pertumbuhan ekonomi masyarakat.  Lahan  kering  di  Provinsi  NTB memiliki keanekaragaman komoditas yang dapat dikembangkan,  salah  satunya  adalah  komoditas Jarak  Kepyar  ( Ricinus  communis  L ).  (Anonim 2009)
Melihat  keberadaan  lahan  kering  di Provinsi  NTB  yang  cukup  luas  dapat  dikatakan bahwa  usahatani jarak  kepyar  memiliki  prospek yang baik dan menjanjikan untuk dikembangkan dimasa  mendatang.  Jarak  kepyar  umumnya adalah  tanaman  yang  dapat  menghasilkan minyak dari hasil pengepresan inti biji, sehingga minyaknya  dapat  terekstrak.  Pengepresan  akan memisahkan minyak  dengan kandungan bahan- bahan lain dalam biji. Biji terutama mengandung minyak  dan  protein.  Selain  itu  biji  jarak  juga mengandung  alkohol  piridin  dan tocopherol (Vitamin E). (Widodo, 2007)
Prinsip  pengepresan  sebenarnya  dapat dilakukan  dengan  cara  dan  alat  yang  sederhana. Akan  tetapi  cara  ini  membutuhkan  banyak tenaga  manusia.  Untuk  menghemat  tenaga  saat ini  sudah  terdapat  mesin  pengepres  yang  dalam penggunaannya  tidak  membutuhkan  banyak tenaga.  Penggunaan  alat    pengepres  ini memerlukan  biaya  yang  besar  tetapi  hasil pengepresanya lebih maksimal.
Untuk  memperbaiki  proses  pengepresan agar  lebih  efisien,  maka  dilakukan  terobosan- terobosan baru yang dapat mempersingkat waktu pengepresan.  Salah  satu  terobosan  tersebut adalah  menciptakan  mesin  pengepres  dengan sistem  ulir  tekan (screw  press) dan  tenaga penggerak  berupa  motor  listrik.  Diharapkan dengan penciptaan alat berdampak pada pemanfaatan  bahan  baku  menjadi  lebih  optimal sehingga dapat mendorong perkembangan industri dalam bentuk komoditi lain.
Pada proses pengepresan yang memanfaatkan  motor  listrik  maka  dalam pemindahan  dayanya  salah  satunya  dapat
memanfaatkan  sistem  hidrolik.  Sistem  hidrolik merupakan  suatu  bentuk  perubahan  atau pemindahan  daya  dengan  menggunakan  media penghantar berupa fluida cair untuk memperoleh daya  yang  lebih  besar  dari  daya  awal  yang dikeluarkan.  Dimana  fluida  penghantar  ini dinaikan  tekanannya  oleh  pompa  pembangkit tekanan  yang  kemudian  diteruskan  ke  silinder kerja melalui pipa-pipa saluran dan katup-katup.
Sistem  hidrolik  adalah  teknologi  yang memanfaatkan  zat  cair,  biasanya  oli,  untuk melakukan  suatu  gerakan  segaris  atau  putaran. Sistem  ini  bekerja  berdasarkan  prinsip Pascal , yaitu  jika  suatu  zat  cair  dikenakan  tekanan, tekanan  itu  akan  merambat  ke  segala  arah dengan  sama  besar.  Prinsip  dalam  rangkaian hidraulik adalah  menggunakan  fluida  kerja berupa  zat  cair  yang  dipindahkan  dengan pompahidrolik  untuk  menjalankan  suatu  sistem tertentu. (Zhang, 1994)
Pompa  hidrolik  menggunakan  kinetik energi  dari  cairan  yang  dipompakan  pada  suatu kolom  dan  energi  tersebut  diberikan  pukulan yang  tiba-tiba  menjadi  energi  yang  berbentuk lain  (energi  tekan).  Pompa  ini  berfungsi  untuk mentransfer  energi  mekanik  menjadi  energi hidrolik.  Pompa  hidrolik  bekerja  dengan  cara menghisap  oli  dari  tangki  hidrolik  dan mendorongnya  ke  dalam  sistem  hidrolik  dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan  dengan  cara  merubahnya  menjadi tekanan.  Tekanan  dihasilkan  dengan  cara menghambat  aliran  oli  dalam  sistem  hidrolik. Hambatan  ini  dapat  disebabkan  oleh orifice , silinder,  motorhidrolik,  dan  aktuator.  Pompa hidrolik  yang  biasa  digunakan  ada  dua  macam yaitu positive dan nonpositive  displacement pump ((Zhang, 1994)).
Ada dua macam peralatan yang biasanya digunakan  dalam  merubah  energi  hidrolik menjadi  energi  mekanik  yaitu  motor  hidrolik dan  aktuator.  Motor  hidrolik  mentransfer  energi hidrolik  menjadi  energi  mekanik  dengan  cara memanfaatkan aliran oli dalam sistem merubahnya  menjadi  energi  putaran  yang dimanfaatkan untuk menggerakan roda, transmisi,  pompa  dan  lain-lain.  Berdasarkan uraian  di  atas  maka  perlu  dilakukan  penelitian tentang “Karakteristik  dan  Simulasi  Sistem Kontrol Hidrolik pada Proses Pengepresan Biji Jarak Kepyar (Ricinus communis L.)”.

## METODE  PENELITIAN
Penelitian  ini  akan  dilaksanakan  pada bulan  Juni  2014  dengan  persiapan  penelitian meliputi  penyiapan  komponen  dan  peralatan penunjang. Persiapan penelitian lanjutan meliputi  penyiapan  bahan  untuk  keperluan pembuatan  alat  serta  keperluan  pengambilan data.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Daya  dan  Mesin  Pertanian  Fakultas  Teknologi Pangan  dan  Agroindustri  Universitas  Mataram. Bahan  penelitian  yang  digunakan  adalah  oli (minyak  rem),  dan  biji  jarak  kepyar.  Alat-alat yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  antara  lain pompa  hidrolik,  motor  penggerak,  pompa  oli, bak  penampung  oli,  kontaktor  magnet,selang penyaluran, dan dial indikator.
Metode yang digunakan dalam penelitian  ini  menggunakan  dua  pendekatan yaitu pendekatan eksperimental dan pendekataan simulasi.  Untuk  pendekatan  eksperimental dilaksanakan  dengan  menerapkan  Rancangan Acak  Lengkap  (RAL)  untuk  menentukaan hubungan  variabel  tekanan  dengan  parameter hasil  pengepresan.    Parameter  penelitian  untuk karakteristik sistem hidrolik  meliputi kecepatan, tekanan  pengepresan,  dan  daya  pengepresan. Adapun  parameter  untuk  pengepresan  meliputi jarak displasemen pengepresan, kapasitas pengepresan, dan rendemen.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Sistem Hidrolik
Hasil  penelitian  di  Laboratorium  pada tahap  karakteristik  sistem  hidrolik  untuk pengepresan jarak kepyar  dengan menggunakan beban  tekan  3  kg,  5  kg,  7  kg,  9  kg,  dan  11  kg berupa kecepatan pengepresan.

## Kecepatan
Kecepatan pengepresan ditentukan dengan  mengukur  jarak  tekan  yang  ditempuh pada  ujung  bawah  silinder  hidrolik  saat  proses pengepresan dibagi dengan waktu yang ditempuh  untuk  pengepresan,  dengan  hasil sebagai berikut :
Tabel 1 . Kecepatan tekan
Beban tekan (kg) Kecepatan (cm/det) 3 0.232 5 0.421 7 0.701
9 0.751 11 0.790
Gambar 1 . Grafik kecepatan pengepresan dengan beberapa beban tekan
Kecepatan pengepresan merupakan salah  satu  variabel  kinerja  sistem  hidrolik. Semakin  besar  beban  tekan  diperoleh  kecepatan pengepresan  yang  semakin  tinggi.  Hal  ini dipengaruhi  beban  tekan  yang  dilakukan,  di mana  semakin  tinggi  beban  tekan  maka kecepatan akan semakin meningkat.

## Tekanan Pengepresan
Tekanan  pengepresan  yang  dihasilkan merupakan  pembagian  gaya  dengan  luas penampang. Gaya yang dimaksud adalah berupa beban  yang  divariasikan  beratnya  dari  3  kg,  5 kg, 7 kg, 9 kg, dan 11 kg. Hasil pengukuran dan penghitungan  tekanan  pengepresan  diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel  2. Tekanan  yang  dihasilkan  pada pengepresan Beban tekan (kg) Tekanan Pengepresan (Pa) 3 0.002 5 0.003 7 0.004 9 0.006 11 0.007
Gambar 2 . Grafik tekanan pengepresan
Tekanan  pengepresan  yang  diperoleh menunjukan  hasil  dengan  beberapa  beban  tekan yang  digunakan  menunjukkan  dengan  semakin besar beban tekan, tekanan yang dihasilkan juga semakin  besar.  Hal  ini  karena  tekanan  yang dipengaruhi  secara  langsung  oleh  gaya  yang berasal dari beban tekan tersebut.

## Daya Pengepresan
Daya  pengepresan  merupakan  daya yang  dibutuhkan  untuk  mengalirkan  sejumlah zat cair, diperoleh dari pengalian nilai gaya dari beban tekan dengan kecepatan. Hasil pengukuran  daya  pengepresan  dengan  beberapa beban tekan diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel  3 .  Daya  pengepresan  pada  beberapa beban  tekan Beban tekan (kg) Daya Pengepresan (Nm/det) 3 0.000683 5 0.002063 7 0.004812 9 0.006624 11 0.008516
Gambar 3 . Grafik daya pengepresan
Daya  didefinisikan  sebagai  laju  energi yang dibangkitkan atau digunakan oleh berbagai macam  peralatan  listrik.  Dalam  alat  ini,  daya tersebut merupakan daya yang dibutuhkan untuk mengalirkan  oli  hidrolik  pada  sistem.  Dengan diberikan  beban  tekan  yang  bervariasi,  daya yang  dibangkitkan  diperoleh  berbanding  lurus dengan beban tekan. Semakin besar beban tekan diperoleh daya pengepresan yang semakin besar.

## Parameter Pengepresan Jarak Displasemen
Jarak  displasemen  pengepresan  diketahui dari pengukuran langsung dengan menggunakan alat dial  indicator yang  dipasang  di  bawah bidang  permukaan  beban, di  mana  ketika  beban dinaikan  ke  permukaan  dengan  tujuan  untuk menekan  silinder  hidrolik,  secara  otomatis  dial indikator akan ikut ditekan ke bawah.
Tabel  4 .  Jarak  Displasemen  dengan  beberapa beban tekan Beban tekan (kg) Jarak displasemen (cm) 3 3.21 5 2.43 7 2.44 9 2.35 11 2.34
Secara  grafik  hubungan  antara  beban tekan  dengan  jarak  displasemen  pengepresan diberikan pada grafik berikut ini :
Gambar 4. Grafik  jarak displasemen dengan beberapa beban tekan Jarak displasemen
menunjukkan pergerakan  silinder  hidrolik  akibat  adanya tekanan  yang  berasal  dari  penerusan  daya  oleh media  berupa  oli.  Semakin  besar  jarak displasemen  menunjukkan  bahwa  daya  yang diteruskan  ke  torak  semakin  besar.  Dilihat  dari
gambar tersebut dapat dilihat bahwa peningkatan beban  tekan  mempengaruhi  jarak  displasemen pengepresan.  Semakin  besar  beban  tekan,  jarak displasemen semakin besar juga.

## Kapasitas Pengepresan
Kapasitas pengepresan ditentukan dengan menghitung minyak kasar yang dihasilkan dibagi dengan waktu.
Tabel 5. Kapasitas pengepresan dengan beberapa beban tekan Beban tekan (kg) Kapasitas Pengepres (l/jam) 3 0.00038 5 0.00105 7 0.00250 9 0.00370 11 0.00403
Secara  grafik  hubungan  beban  tekan dengan  kapasitas  pengepresan  dapat  dilihat sebagai berikut:
Gambar 5 . Grafik kapasitas pengepresan dengan beberapa beban tekan
Dengan  variasi  beberapa  beban  tekan diperoleh hasil semakin besar beban tekan maka semakin  besar  pula  kapasitas  pengepresan  yang dihasilkan.  Kapasitas  pengepresan  merupakan bagian  dari  hal  yang  ingin  dicapai  dalam pembuatan  alat,  yaitu  tercapainya  proses  agar didapatkan  kapasitas  dan  efisiensi  waktu  yang tinggi, sehingga biaya operasi lebih kecil.

## Rendemen
Rendemen ditentukan dengan menghitung  berat  minyak    kasardibagi  dengan bahan  awal  sebelum  dipres.  Penentuan  waktu pengepresan  adalah  saat  pergerakan  turunnya silinder torak sudah konstan.
Tabel 6 . Rendemen hasil pengepresan Beban tekan (kg) Rendemen (%) 3 2.001 5 2.284 7 3.130 9 3.268 11 3.204
Secara  grafik  hubungan  beban  tekan dengan rendemen dapat dilihat sebagai berikut
Gambar .6. Rendemen hasil pengepresan dengan beberapa beban tekan
Dari  proses  pengepresan  menggunakan sistem  hidrolik  ini  diperoleh  hasil  berupa  grafik logaritmik, di mana dengan bertambahnya beban pada  saat  tertentu  justru  tidak  meningkatkan rendemen.  Dari  hasil  rendemen  tersebut  terlihat bahwa  pengepresan  jarak  kepyar  menggunakan alat hidrolik dalam penelitian ini belum optimal..

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
1. Sistem  kontrol  hidrolik  yang  mampu memindahkan  daya  dengan  penghantar berupa  oli  hidrolik  dapat  dimanfaatkan untuk melakukan proses pengepresan.
2. Dengan  memberikan  variasi  beban  tekan, dapat  dipelajari  karakteristik  sistem  kontrol hidrolik.
3. Dengan  beban  tekan  3,  5,  7,  9,  dan  11kg, diperoleh  hasil  karakteristik  sistem  kontrol hidrolik berupa kecepatan, tekanan pengepresan,  dan  daya  pengepresan  yang semakin besar.
4. Karakteristik  pengepresan  dengan  variasi beban  tekan  semakin  besar  diperoleh  hasil jarak  displasemen  semakin  kecil,  kapasitas pengepresan  semakin  besar,  dan  rendeman semakin besar.

## Saran
Hasil  eksperimen  menunjukkan  bahwa penggunaan alat kontrol hidrolik dalam penelitian  ini  belum  mampu  menghasilkan rendemen  secara  maksimal  sehingga  perlu dilakukan  pengembangan  perancangan.  Untuk menyempurnakan  hasil  penelitian  ini  perlu dilakukan  penelitian  lanjut  dengan  rentang variasi pembebanan yang lebih tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim  2009.  Kabupaten  Lombok  Timur
Dalam Angka Tahun 2009. BPS Kabupaten Lombok Timur. Selong. Widodo  W  dan  S.  Sumarsih,  2007.  Jarak Kepyar;  Tanaman  Penghasil  Minyak Kastor Untuk Berbagai Industri. Kanusius-Yogyakarta.
Zhang,  Qin.  1994.  Hydraulik  Linear    Actuator
Velocity Control  Using  A  Feefor  Ward- Plus-Pid Control. Department of Agricultural  Engineering  University  of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL 61801.