Journal Renewable Energy & Mechanics (REM)                              E-ISSN: 2614-8315 Vol.02 No.01 2019: 27-32                                                                 P-ISSN: XXXX-XXXX DOI: 10.25299/rem.2019.vol1(01).2298       Received 2019-01-01; Accepted 2019-02-28

## DESIGN OF PORTABLE PALM MIDRIB MACHINE FOR RAW MATERIALS OF ANIMAL FEED
(PERANCANGAN MESIN PENCACAH PELEPAH SAWIT PORTABLE UNTUK BAHAN BAKU PAKAN TERNAK)
Imam Setiawan * , Syawaldi, Dody Yulianto Program Studi Teknik Mesin Universitas Islam Riau *Corresponding author : imamsetiawan130495@gmail.com

## ABSTRACT
Palm  midrib  fronds  is  one  of  the  agricultural  waste  that  has  the  potential  to  be used  as  animal  feed.  The  enumeration  of  palm  fronds  carried  out  by  farmers  is still traditional in nature, manually cutting using a blade. For small farmers this method  is  still  adequate.  But  for  medium  and  large  farmers  this  method  is  less effective  because  it  takes  more  time  and  energy.  Seeing  this  problem  the  author designed  a  portable  palm  frond  cutting  machine  that  is  used  to  chop  oil  palm frond waste to be used as  animal  feed. Then plan and calculate the force on the engine element components, the amount of motor power used, and the amount of capacity produced by the portable palm frond counter machine. After making the machine,  then  test  the  actual  production  capacity  that  can  be  produced  by  a portable  palm  frond  counter  machine.  The  results  of  the  design  produced  a portable palm frond counter machine with a specification of 88 cm in length, 67 cm in width and 73 cm in height. the production capacity of portable palm frond shredder  machine  114  kg  /  hour.  The  source  of  driving  the  engine  is  a  gasoline fuel  motor  with  a  power  of  6.5  HP  and  a  turn  of  3600  rpm.  The  transmission system uses V-belt type A-66 with a shaft of 2.54 cm in diameter, and radial ball type P205 bearings.
Keywords: Bearing power, shaft and v-belt.

## ABSTRAK
Pelepah  kelapa  sawit  merupakan  salah  satu  limbah  hasil  pertanian  yang  sangat potensial dimanfaatkan untuk dijadikan pakan ternak. Pencacahan pelepah sawit yang  dilakukan  peternak  masih  bersifat  tradisional,  yaitu  memotong  secara manual  dengan  menggunakan  pisau  golok.  Bagi  peternak  kecil  cara  ini  masih memadai. Namun bagi peternak sedang dan besar cara ini kurang efektif karena memakan  waktu  dan  tenaga  lebih  banyak.  Melihat  permasalahan  ini  penulis merancang  mesin  pencacah  pelepah  sawit  portable  yang  digunakan  untuk mencacah  limbah  pelepah  sawit  untuk  dijadikan  pakan  ternak.  Kemudian merencanakan  dan  menghitung  gaya  pada  komponen  elemen  mesin,  besarnya daya motor yang digunakan, dan besarnya kapasitas yang dihasilkan oleh mesin pencacah  pelepah  sawit  portable.  Setelah  pembuatan  mesin,  selanjutnya melakukan  pengujian  mengenai  kapasitas  produksi  sesungguhnya  yang  dapat dihasilkan  oleh  mesin  pencacah  pelepah  sawit  portable.  Hasil  perancangan menghasilkan mesin  pencacah pelepah sawit portable dengan spesifikasi  ukuran
panjang 88 cm, lebar 67 cm dan tinggi 73 cm. kapasitas produksi mesin pencacah pelepah sawit portable 114 kg/jam. Sumber penggerak mesin adalah motor bakar bensin  dengan  daya  6,5  HP  serta  putaran  3600  rpm.  Sistem  transmisi menggunakan V-belt tipe A-66 dengan poros berdiameter 2,54 cm, dan bantalan radial ball type P205.
Kata kunci: Bantalan, daya, poros dan sabuk-V.

## LATAR BELAKANG
Provinsi  Riau memiki kebun sawit terluas di  indonesia  dengan  luas  area  mencapai 2.138.632 Ha. Sedangkan di Provinsi Riau sendiri  perkebunan  kelapa  sawit  terluas berada  di  daerah  kabupaten  Rokan  Hulu tepatnya  di  Desa  Pasir  Baru  Kecamatan Rambah  dengan  luas  area  207.922  Ha (Bambang,  2016).  Dengan  luas  lahan tersebut  maka  limbah  yang  dihasilkan sangat banyak. Diperkebunan, limbah yang dihasilkan  berupa  pelepah  kelapa  sawit yang dihasilkan dari pemangkasan pelepah kelapa sawit pada saat panen yaitu setiap 2 minggu sekali. Pelepah  dan  daun  kelapa sawit  mempunyai  potensi  limbah  yang dapat  dimanfaatkan  sebagai  pakan  ternak. Pelepah dan daun kelapa sawit mengandung  bahan  kering  47,02  %, protein kasar 6,06 % dan serat kasar  34,58 % sehingga nilai nutrisinya dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak ruminansia (Fauzi dkk,2008). Dalam pembuatan mesin pencacah pelepah sawit  memang  sudah  pernah  diteliti sebelumnya  diantaranya  adalah  dengan menggunakan  motor  penggerak  motor bakar  diesel  dengan  daya  182  HP  serta putaran  1500  rpm  oleh  Robiyansyah (2015)  dan  perancangan  mesin  pencacah pelepah sawit dengan menggunakan motor listrik  dengan  daya    40  HP  Zoga  Malik Aziz (2012 ). Dari permasalahan yang didapat
dilapangan  pada  penelitian  kali  ini  akan dirancang  mesin  pencacah  pelepah  sawit portable  dengan  sumber  tenaga  penggerak
menggunakan motor bakar bensin. Kelebihan  mesin  pencacah  pelepah  sawit portable  ini  dari  mesin  yang  sudah  diteliti sebelumnya  adalah  dari  segi  design  yaitu pada  dimensi  rangka  yang  akan  dirancang lebih  kecil  sehingga  rangka  mesin  dinilai lebih  praktis  dan  ditambahkan  roda  pada bagian  kaki  rangka  sehingga  mudah  untuk dipindah tempatkan.

## METODOLOGI

## Diagram Alir
Diagram  alir  berfungsi  sebagai  langkah- langkah dalam pengumpulan data penelitian,  proses  digambarkan  seperti flowchart dibawah ini:

## Gambar 1 Diagram Alir Penelitian

## Sketsa Gambar Alat
Gambar 2 Sketsa gambar alat Keterangan : 1. Bantalan
2. Saluran Masuk
3. Poros
4. Rangka
5. Roda
6. Sabuk-V
7. Pisau
8. Kipas
9. Casing penutup
10. Puli
11. Saluran Buang
12. Motor Penggerak

## Alat
Alat  yang  digunakan  dalam  pembuatan produk  (alat)  ini  adalah  :  Kawat  las,  Sikat kawat,  kompresor,  mesin  las  listrik,  Bor tangan,  palu  besi,  gerinda,  Timbangan, Stopwatch, test sieve dan tachometer.

## Bahan
Adapun  bahan-bahan    yang  digunakan dalam alat ini adalah sebagai berikut : mata pisau,  bantalan,  motor  penggerak,  besi UNP, poros, saluran masuk, saluran buang, kipas pendorong, ruang pencacah dan roda.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Perhitungan Gaya
Pada  komponen  mesin  pencacah  pelepah sawit  portable  sebagai  pencacah  terdapat gaya-gaya yang bekerja pada
pisau,poros,dan  puli.  untuk  menentukan gaya-gaya  tersebut  dapat  dihitung  dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

## Gaya potong pisau
Untuk  mengetahui  besarnya  gaya  potong pisau  dilakukan  pengujian  pendekatan pragmatis
:
Gambar 3 Analisa Gaya Potong Untuk  menghitung  gaya  potong  pisau dapat  dihitung  dengan  menggunakan rumus sebagai berikut :
= x = = 6,28 rad/s = (1)
= ( 0,212 + 5 ) x x 0,15 m = 5,212 kg x x 0,15 m =  30,83 N
Maka  gaya  potong  pisau  keseluruhan adalah 30,83 N x 12 = 369,9 N.

## Gaya Poros
Gaya  poros  adalah  suatu  elemen  mesin yang  berputar  untuk  memutar  pisau pencacah.  Untuk  menghitung  poros  dapat dihitung  dengan  menggunakan  rumus sebagai berikut :
= x = = 6,28 rad/s
= (2) = 8,3 kg x x ( 0,0127 + 0,0254 ) m = 8,3 kg x x 0,0381 m
=  24,6 N

## Gaya puli
Gaya  pada  puli  dapat  dihitung  dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
= x = = 6,28 rad/s
=
= 3,7 kg x x 0,125 m =  18,2  N
Maka  gaya  total  pisau,  poros,  kipas,  dan puli adalah :
(3)
Dimana :
= gaya total (N) = gaya potong pisau(N)
= gaya pada poros (N)
= gaya pada puli (N)
Maka :
(4)
= 369,9 N + 24,6 N + 18,2 N
= 412 N
Jadi  gaya  total  keseluruhan  yang  bekerja pada  pisau,  poros,  dan  puli  adalah  sebesar 405 N.

## Daya Mesin Penggerak
P =
(5)
= 412 N x 9,5 m/s = 3914 N.m/s = 3914 watt = 3914 watt / 746 = 5,2 HP  = 3,914 kW
Dari perhitungan didapat kebutuhan mesin 5,2 HP  atau  3,914  kW  maka  sumber  tenaga  agar aman  untuk  digunakan  mesin  pencacah pelepah  sawit  Portable    yaitu  menggunakan motor  bakar  bensin  dengan  daya  6,5  HP  atau 4,849 kW serta putaran motor 3600 Rpm .

## Menentukan Diameter Poros
Untuk  menentukan  diameter  poros  dengan beban  puntir  dan  lentur  rumus  yang digunakan adalah :
(6)
=
= 18,6 mm = 1,86 cm Dari  perhitungan  didapat  diameter  poros 1,86 cm. Maka penulis memiih diameter 1 inchi  =  2,54  cm  supaya  aman  untuk digunakan.

## Sistem Transmisi Sabuk Dan Puli
Sistem  transmisi  pada  mesin  pencacah pelepah  sawit portable adalah  terdiri  dari puli  dan  sabuk,  dengan  data-data  sebagai berikut :
Gambar 4 Sabuk-V dan Puli
a. Putaran Pada Puli
(7)
= 3600 rpm .
= 2400 rpm
b. Panjang Keliling Sabuk
L = 2C +π/2( + ) (8)
Dimana : =Diameterpuli penggerak (cm)
=Diameter puli yang digerakkan(cm)
L = Panjang keliling sabuk (cm) C = Jarak sumbu puli 1 ke puli 2 (cm)
Maka :
L = 2C +π /2 ( + )+ = 2x65cm +3,14 /2 (10+15)+
= 169 cm
c. Jarak  sumbu  poros  rencana  dapat dihitung  dengan  menggunakan  rumus sebagai berikut :
Dimana :
= 2 x 169 – 3,14 ( 10 + 15 )
= 338 – 78,5
= 259,5
Maka jarak sumbu poros adalah :
= = = 64,8 cm = 65 cm
Dari  hasil  perhitungan  didapat  panjang keliling  sabuk  169  cm  dan  jarak  sumbu poros adalah 65 cm.

## Kapasitas Kerta alat
Kemampuan  untuk  mencacah  pelepah sawit    dinyatakan  dengan  kg/jam,  yang dapat di hitung dengan rumus:
KP =
= x  60
KP = 114 kg/jam
Efisiensi  Pelepah  Tercacah  (  EPT  ) dihitung dengan menggunakan rumus :
EPT =
x 100 %
Dimana :
EPT  =  Efisiensi  Pelepah  Tercacah (%)
BPT  =  Berat  Pelepah  Tercacah (kg) BPST=Berat Pelepah Sebelum Tercacah (kg) Maka : EPT = x 100 % = 95 %
Dari  tabel  data  hasil  pengujian  yang dilakukan dengan mencacah pelepah sebanyak  3  kali  percobaan  dengan  setiap percobaan  menggunakan  bahan  rata-rata seberat 4 kg. Hasil pengujian menunjukkan waktu  rata-rata  yang  dibutuhkan  untuk mencacah  pelepah  seberat  3,83  Kg  adalah sebesar 2 menit.

## Tabel 1 Data hasil Pengujian

## KESIMPULAN
Hasil  dari  perancangan  mesin  pencacah pelepah  sawit portable untuk  bahan  baku pakan  ternak  sapi  didapat  kesimpulan sebagai berikut :
1. Dari  Analisa  1  buah  pisau  didapat gaya  potong  pisau  sebesar  30,83  N maka  gaya potong keseluruhan adalah 30,83 N x 12 = 369,9 N.
2. Daya motor penggerak yang digunakan  adalah  mesin  motor  bensin dengan  daya  6,5  HP  atau  4,849  kW serta putaran 3600 rpm.
3. Bahan  poros  yang  digunakan  adalah bahan  baja  ST  37  yang  memiliki
Percobaan Pelepah (Kg) Waktu (menit) Pelepah tercacah (Kg) 1 4 2,23 3,87 2 4 1,58 3,79 3 4 2,19 3,83 Jumlah 12 6 11,49 Rata-rata 4 2 3,83
ultimate strength ) 37 dengan  diameter  poros
pully = 2,54 cm
4. Transmisi yang digunakan adalah jenis
sabuk-V tipe A-66
5. Dari pengujian dengan alat didapat  waktu  rata-rata  pencacahan adalah  2  menit  dengan  putaran  puli 2400 rpm pada puli yang digerakkan. 6. Kapasitas produksi mesin pencacah  pelepah  sawit portable
didapat sebesar 114 kg/jam.
7. Hasil  uji  dengan  alat  test  sieve didapat  ukuran  hasil  cacahan  rata-rata berukuran 0,5 cm – 1,5 cm.

## REFERENSI
Bambang,  2016. Statistik  Perkebunan
Indonesia,
Direktorat Jendral Perkebunan ; Jakarta. Darmawan .H, 2004, Pengantar Perancangan   Teknik,  Direktorat JendralPendidikan Tinggi; Jakarta.
Fauzi, Y.E Widyastuti, I. Satyawibawa dan R.  Hartono.  2008.  Kelapa  Sawit. Penebar Swadaya. Jakarta
Ramses  Y.  Hutahaean,  2006.  Mekanisme Dan   Dinamika  Mesin  .  Edisi Kedua. Yogyakarta : Andi.
Robert L. Mott P.E. 2009. Elemen-Elemen
Mesin Dalam Perancangan Mekanis.  Edisi  1.  Penerbit  Andi. Yogyakarta.
Robiyansyah,  (2015).  Jurnal  Perancangan
Mesin  Pencacah  Pelepah  Sawit Untuk  Pakan  Ternak  Sapi.  Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasir Pangaraian. Sularso  MSME,  Kiyokatsu  Suga.  2004. Dasar Perencanaan
dan
PemeliharaanElemen  Mesin.  PT Pradnya Paramita. Jakarta.