EVALUASI PARAMETER DESAIN PIRING PENGOLAH TANAH DIPUTAR UNTUK PENGEPRAS TEBU LAHAN KERING
LISYANTO
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Evaluasi Parameter Desain Piring Pengolah Tanah Diputar untuk Pengepras Tebu Lahan Kering adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Agustus 2007
Lisyanto NIM F161020041
ABSTRACT LISYANTO. Evaluation of design parameters of rotated disk tiller for stubble shaving operation on upland sugar cane cultivation. Advisored by EDUARD NAMAKEN SEMBIRING, I NENGAH SUASTAWA, RADITE PRAEKO AGUS SETIAWAN, and H. M.H. BINTORO DJOEFRIE. Cutting of sugar cane stubble is one of the important activities in sugar cane ratoon production system. Manual cutting applied until now requires a lot of labour and the result is not always uniform. The existing stubble shaver using impact type of cutting does not produce a good result such as broken sugar cane stubble. Impact cutting mechanism causes the knife edge dull easily, thus requires higher cutting force. Broken surface of sugar cane stubble surface and higher cutting force in mechanical cutting system can be solved by changing the principle of cutting mechanism from impact cutting to sawing. The objectives of this study were to analyze the cutting mechanism of sugar cane stubble using rotating disk plow and disk harrow, to determine specific cutting force (σ) for single sugar cane stem of four sugar cane varieties (PA 198, PA 183, PA 022, and Triton), to develop a mathematical model in order to determine the cutting force of sugar cane stubble (more than one stem), and to identify the quality of cutting and quality of sugar cane shoot. Method of analyzing the relative movement of point on edge of disk plow was used to describe a cycloid pattern curve edge of disk movement. Specific cutting force was calculated by means of least squares method describing the relationship between instantaneous area and instantaneous length of cutting and measured total force. The cutting area formed by the moving curved edge on circular cross section of cane stem was calculated using Simpson integration method. Whereas the length of cutting was determined graphically using computer aided design (CAD) software. The mathematical model was then used to predict the cutting force of cane stubble with more than one cane stems spreading out in different positions and diameters. Motion equation of a point on the edge was used to simulate the movement of the disk with tilt angle and disk angle, radius of the disk, rotating speed, forward speed, and the number of edges as the variables. Sugar cane variety of PA 198 had higher specific cutting force (1.15 N mm-2 or 2.94 N mm-1) compared to the other three varieties. The mathematical model to predict the cutting force of one stem was also suitable for cane stubble. Compared with disk plow, the cutting by scalloped disk (disk harrow) required lower torque and force and produced smoother cutting surface. Keywords: sugar cane, ratoon, torque, cutting, disk plow, disk harrow
RINGKASAN LISYANTO. Evaluasi Parameter Desain Piring Pengolah Tanah Diputar untuk Pengepras Tebu Lahan Kering. Dibimbing oleh EDUARD NAMAKEN SEMBIRING, I NENGAH SUASTAWA, RADITE PRAEKO AGUS SETIAWAN, dan H. M.H. BINTORO DJOEFRIE. Pengeprasan merupakan salah satu kegiatan penting dalam budidaya tanaman tebu keprasan (ratoon). Pengeprasan manual yang dilakukan hingga saat ini sedang menghadapi masalah kesulitan tenaga kerja dan rendahnya kualitas pengeprasan. Di lain pihak, alat dan mesin kepras jenis rotari (stubble shaver) yang ada memiliki beberapa kelemahan antara lain hasil potongan yang pecah, mata pisaunya cepat tumpul, dan membutuhkan gaya impact yang tinggi untuk pemotongan sehingga alsin tersebut tidak dipergunakan lagi. Pecahnya tunggul tebu dalam pengeprasan mekanis dapat dihindari dengan cara mengubah prinsip desain pemotongan cara tebas (impact cutting) dengan prinsip menggergaji. Penelitian pendahuluan mengenai karakteristik guludan dan tunggul tebu sisa penebangan telah dilakukan. Beberapa peubah yang diamati dalam studi pendahuluan tersebut adalah bentuk dan dimensi guludan tanaman tebu keprasan, tahanan penetrasi tanah, tahanan geser tanah, dan gaya cabut satu rumpun tunggul tebu sisa pemanenan. Selanjutnya, penelitian yang berkaitan dengan efektifitas dari mekanisme pemotongan tunggul tebu menggunakan piring pengolah tanah yang diputar dan beberapa parameter yang relevan juga telah diselesaikan. Secara khusus penelitian tersebut bertujuan untuk menganalisis kinematika atau gerakan piring pengolah tanah (bajak piring dan garu piring) yang diputar paksa untuk pengepras tunggul tebu, menentukan gaya pemotongan spesifik satu tunggul tebu (σ) pada empat varietas tebu, mengembangkan model matematika untuk menduga gaya pemotongan rumpun tunggul tebu, dan mengidentifikasi kualitas potongan dan pertumbuhan tunas tebu hasil uji pengeprasan. Metode analisis gerakan dari sebuah titik pada piring pengolah tanah tersebut digunakan untuk simulasi bentuk kurva dari mata bajak piring dan garu piring yang memiliki tilt angle dan disk angle serta pola gerakan dari piring tersebut pada saat berputar dan bergerak maju. Nilai gaya pemotongan spesifik satu tunggul tebu (σ) ditentukan menggunakan pendekatan least squares yang mendeskripsikan hubungan antara luas pemotongan atau panjang garis mata bajak piring dan garu piring yang digunakan sebagai batas luas pemotongan setiap saat dan gaya pemotongan hasil pengukuran pada pemotongan satu tunggul tebu. Luas pemotongan yang dibatasi oleh garis kurva mata bajak piring atau garu piring yang berbentuk elips dan penampang tunggul tebu yang berbentuk lingkaran dihitung melalui pendekatan integrasi kaidah Simpson, sedangkan panjang kurva dari mata bajak piring dan garu piring pada saat pemotongan ditentukan secara grafis menggunakan computer aided design (CAD). Model matematika gaya pemotongan satu tunggul tebu selanjutnya digunakan untuk menduga gaya pengeprasan rumpun tunggul tebu yang terdiri atas beberapa tunggul dengan posisi dan diameter yang berbeda. Di lahan pabrik gula Jatitujuh, tunggul tebu sisa penebangan memiliki ketinggian antara 15 dan 20 cm di atas permukaan guludan, sedangkan guludan untuk tanaman keprasan (ratoon) memiliki bentuk dan dimensi yang tidak jauh
berbeda antara keprasan pertama (R1), kedua (R2), dan ketiga (R3). Pada kadar air rata-rata saat pengukuran 27.40%, tahanan geser tanah rata-rata pada beban 10-30 kg dengan kedalaman 5 dan 10 cm untuk lahan tebu (R1), (R2), dan (R3) sebesar 32. 98 kg cm-2. Persamaan gerakan dari sebuah titik pada mata bajak piring dan garu piring dapat digunakan untuk mensimulasikan gerakan dari piring pengolah tanah tersebut dengan parameter masukan di antaranya: tilt angle, disk angle, radius piring, kecepatan putar piring, kecepatan maju, dan jumlah coakan atau mata pisau pada garu piring. Varietas PA 198 memiliki gaya pemotongan spesifik per luas pemotongan (σA) dan panjang pemotongan (σL) yang lebih tinggi (σA = 1.15 N mm-2 dan σL = 2.94 N mm-1) dibandingkan dengan 3 varietas uji lainnya yakni PA 183, PA 022, dan Triton. Model matematika untuk pendugaan gaya pemotongan pada satu tunggul tebu dapat digunakan dengan baik untuk menduga gaya pemotongan rumpun tunggul tebu yang terdiri atas sejumlah tunggul tebu. Pengeprasan tunggul tebu menggunakan piring pengolah tanah bentuk coak (garu piring) yang diputar menghasilkan permukaan potong tunggul tebu yang tidak pecah dan membutuhkan torsi dan gaya pemotongan yang lebih rendah dibandingkan dengan pengeprasan menggunakan piring pengolah tanah bentuk rata (bajak piring). Torsi pengeprasan terendah (6.79 N m) dihasilkan oleh kombinasi parameter pemotongan yang terdiri atas piring pengolah tanah bentuk coak atau garu piring (JP2) dengan kecepatan maju pemotongan (V1)= 0.15 m s-1, kecepatan putar piring (N2) = 1000 rpm, disk angle (DA1) = 35o, dan tilt angle (TA2) = 20o. Kapasitas pengeprasan tebu yang lebih besar dan torsi pengeprasan yang relatif rendah dihasilkan oleh mekanisme pengeprasan yang menggunakan JP2, V2=0.30 m s-1, N2=1000 rpm, DA3=45o, dan TA2=20o. Pengeprasan tebu menggunakan piring pengolah tanah yang diputar dapat menghasilkan pertunasan tebu dan laju pertumbuhan tanaman tebu yang baik. Laju pertunasan meningkat secara tajam setelah tanaman tebu tersebut mencapai umur 14 minggu setelah tanam. Keywords: tebu, kepras, torsi, pemotongan, bajak piring, garu piring
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2007 Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
EVALUASI PARAMETER DESAIN PIRING PENGOLAH TANAH DIPUTAR UNTUK PENGEPRAS TEBU LAHAN KERING
LISYANTO
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
Judul Disertasi Nama NIM
: Evaluasi Parameter Desain Piring Pengolah Tanah Diputar untuk Pengepras Tebu Lahan Kering : Lisyanto : F161020041
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc. Anggota
Dr. Ir. Eduard Namaken Sembiring, M.S. Ketua
Dr. Ir. Radite Praeko A. Setiawan, M.Agr. Prof. Dr. Ir. H. M.H. Bintoro Djoefrie, M.Agr. Anggota Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan, M.Agr.
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian: 29 Agustus 2007
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmatNya sehingga disertasi ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang berlokasi di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian IPB dan Pabrik Gula Jatitujuh selama sembilan bulan tersebut adalah pemotongan bahan pertanian, dengan judul Evaluasi Parameter Desain Piring Pengolah Tanah Diputar untuk Pengepras Tebu Lahan Kering. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Eduard Namaken Sembiring, MS. selaku ketua komisi pembimbing, Bapak Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc., Bapak Dr. Ir. Radite Praeko Agus Setiawan, M.Agr., dan Bapak Prof. Dr. Ir. H. M.H. Bintoro Djoefrie, M.Agr. selaku anggota komisi yang telah banyak memberi saran dan bimbingan. Penulis juga menyampaikan penghargaan kepada: 1. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan bantuan berupa biaya pendidikan dan penelitian. 2. Direksi PT. Rajawali Nusantara Indonesia (PT. RNI) yang telah memberikan ijin penelitian di pabrik gula (PG) Jatitujuh, Cirebon, Jawa Barat. 3. Bapak Juntoro, BSc sebagai administratur dan Bapak Sutrisno sebagai kepala tanaman PG Jatitujuh yang telah memberikan bantuan akomodasi dan penyediaan tenaga kerja dalam pelaksanaan penelitian di lahan. 4. Ir. M. Sjahrul Annas, MT sebagai teman seperjuangan penulis di Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian dan Lingga Mukti Prabowo, STP yang telah membantu dalam pelaksanaan percobaan pengeprasan tebu. 5. Istri penulis tercinta Mamik Setiyarini, S.Pd. serta anak-anak penulis tersayang: Kharisma Indah Listyorini dan Afif Listiya Dermawan yang selalu memberikan motivasi dan inspirasi dalam penyelesaian studi. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi masyarakat dan iptek.
Bogor, Agustus 2007 Lisyanto
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Purwosari (Bojonegoro) pada tanggal 6 Juli 1966 sebagai anak kedua dari pasangan Warsit dan Rukamah. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Konstruksi, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, IKIP Surabaya (sekarang Universitas Negeri Surabaya), lulus pada tahun 1992. Beasiswa Tunjangan Ikatan Dinas (TID) menghantarkan penulis bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Medan sejak tahun 1993 hingga sekarang. Kesempatan untuk menempuh pendidikan Pascasarjana diperoleh pada tahun 1999 yakni di Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor dan menamatkannya pada tahun 2002. Pada tahun yang sama (2002) penulis meneruskan studi ke program doktor di program studi dan perguruan tinggi yang sama dengan spesialisasi teknik mesin pertanian. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia. Selama mengikuti Program doktor (S-3), penulis menjadi anggota Perhimpunan Teknik Pertanian Indonesia (PERTETA). Karya ilmiah yang berjudul “Karakteristik Lahan dan Tunggul Tebu Sisa Panen: Kajian Awal untuk Perancangan Alat dan Mesin Kepras Tebu” telah disajikan pada Seminar Nasional Tahunan Perteta di LIPI Bandung pada tanggal 15-16 November 2005. Artikel ilmiah yang relevan dengan bagian disertasi dengan judul “Pengembangan Model Bak Uji untuk Media Pembelajaran dalam Pengukuran Torsi Roda Traksi” telah diterbitkan pada Jurnal Keteknikan Pertanian Vol. 20, No.1 April 2006. Artikel ilmiah yang merupakan bagian dari disertasi ini, telah ditulis dan diterbitkan ke dalam Jurnal Keteknikan Pertanian Vol. 21, No.1 Maret 2007 dengan judul “Mekanisme dan Torsi Pengeprasan Tunggul Tebu Menggunakan Pisau Bajak Piring yang Diputar”.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL .........................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. xvii PENDAHULUAN Latar Belakang ...................................................................................................... Tujuan Penelitian ................................................................................................. Hipotesis ............................................................................................................... Manfaat Penelitian ............................................................................................... Kebaruan (novelty) Penelitian ..............................................................................
1 5 6 6 7
TINJAUAN PUSTAKA Batasan Pemotongan dan Pengeprasan Tebu ....................................................... Metode Pemotongan Bahan Pertanian ................................................................. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Gaya, Energi, dan Daya Pemotongan .......... Bajak Piring (Disk Plow) ..................................................................................... Kinematika Bajak Piring yang Diputar ................................................................ Budidaya Tebu Lahan Kering .............................................................................. Sistem Pertunasan Tebu ....................................................................................... Struktur dan Kekerasan Batang Tebu .................................................................
8 8 9 18 20 28 31 33
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian .............................................................................. Alat dan Bahan .................................................................................................... Metode Penelitian ...............................................................................................
37 37 39
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Guludan dan Tunggul Tebu Sisa Panen .......................................... Gerakan Mata Piring Bentuk Rata (Bajak Piring) ............................................... Gerakan Mata Piring Bentuk Coak (Garu Piring) ................................................ Gaya Pemotongan Spesifik Tunggul Tebu ........................................................... Torsi dan Gaya Pemotongan Satu Tunggul Tebu ............................................... Torsi Pengeprasan Rumpun Tunggul Tebu ........................................................ Efek Parameter Pemotongan terhadap Torsi Pengeprasan Tebu ......................... Model Matematika Gaya Pemotongan Satu Tunggul Tebu ................................. Validasi Model Pendugaan Gaya Pemotongan Satu Tunggul Tebu ..................... Identifikasi Hasil Uji Pengeprasan Tunggul Tebu ................................................ Pertumbuhan Tebu Hasil Uji Pengeprasan ..........................................................
56 62 67 69 76 78 80 86 87 94 96
SIMPULAN DAN SARAN .......................................................................................... 100 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 101 LAMPIRAN ................................................................................................................. 104
DAFTAR TABEL Halaman 1 Tahanan penetrasi (kg) dan cone index (kg cm-2) untuk R1, R2, dan R3 di lahan tebu PG Jatitujuh, Cirebon ...........................................................
59
2 Tahanan geser (kg cm-2) untuk R1, R2, dan R3 di lahan tebu PG Jatitujuh pada kedalaman 5 cm .................................................................................
60
3 Tahanan geser (kg cm-2) untuk R1, R2, dan R3 di lahan tebu PG Jatitujuh pada kedalaman 10 cm ...............................................................................
60
4 Nilai gaya cabut tunggul tebu pada satu rumpun untuk R1, R2, dan R3 di lahan tebu PG Jatitujuh, Cirebon ............................................................
61
5 Nilai feed (f) pemotongan dari sebuah titik pada mata bajak piring (piring bentuk rata) untuk dua tingkat peubah kecepatan maju (V) dan kecepatan putar (N) ....................................................................................
65
6 Nilai feed (f) dari tiap mata garu piring atau piring bentuk coak (k=12) pada dua tingkat peubah kecepatan maju (V) dan jumlah putaran (N)........
67
7 Nilai gaya pemotongan spesifik tunggul tebu (σA), konstanta (C), dan koefisien determinasi (R2) untuk varietas PA 183, Triton, dan PA 022 ..................................................................................................
74
8 Nilai gaya pemotongan spesifik tunggul tebu (σL), konstanta (C), dan koefisien determinasi (R2) untuk varietas PA 183, Triton, dan PA 022......
75
9 Kombinasi parameter pemotongan dari piring bentuk coak (garu piring) yang menghasilkan torsi pemotongan relatif rendah ..................................
98
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Alat kepras mekanis yang pernah digunakan oleh pabrik gula Jatiroto .....
4
2 Beberapa metode pemotongan bahan pertanian .........................................
9
3 Plot hubungan antara daya total pemotongan (POD) dan kecepatan maju pemotongan (VLF) untuk rotary mower ...........................................
11
4 Distribusi daya pemotongan (PO) pada alat pemanen pakan ternak versus kapasitas pemotongan untuk alfalfa dengan kadarair 74%, jenis pisau flywheel, dan kecepatan pisau 34.6 m s-1 ..................................
12
5 Gaya pemotongan spesifik maksimum (FOCSMX) dan energi pemotongan spesifik per unit beban material (ENCSM) versus kadar air ......................................................................................................
13
6 Mata pisau yang tajam dan tumpul (a) runcing dan tidak runcing (b) ........
14
7 Efek sudut mata pisau (ANE) terhadap gaya pemotongan spesifik maksimum (FOCSMX) pada dua ketebalan potong yang berbeda ................................................................................
15
8 Efek ketebalan mata pisau (LTE) atau ketajaman terhadap gaya pemotongan spesifik maksimum (FOCSMX) pada dua ketebalan potong yang berbeda ...................................................
15
9 Pemotongan lurus (a) dan pemotongan miring (b)......................................
16
10 Efek sudut kemiringan pisau (ANO) terhadap gaya pemotongan spesifik maksimum (FOCSMX) pada tiga ketebalan lapisan solid (LTS) yang berbeda ........................................
17
11 Gaya pemotongan spesifik dari pisau jenis sickle cutter (a) dan claw cutter (b) pada beberapa sudut pemotongan dan kematangan pelepah sawit ...................................................................
17
12 Bajak piring standar dan beberapa bagian yang penting.............................
18
13 Pandangan atas bajak piring vertikal dengan disk angle (DA)....................
19
14 Bajak piring bentuk cekung (a), bentuk kerucut (b) dan bentuk cembung di pusat (c) .......................................................................
19
15 Mata piring bentuk rata (a) dan bentuk bercoak (b)....................................
20
16 Skema dalam menentukan jalur gerakan dari sebuah titik pada mata pisau rotari ..........................................................................................
21
17 Bajak piring dalam sistem koordinat tiga dimensi (a), bidang XOY (b), dan bidang YOZ (c) ..........................................................
22
Halaman 18 Pola jalur gerakan dari sebuah titik pada mata bajak piring yang diputar atau disebut dengan pemotongan spiral .................................
25
19 Sudut gerakan pisau pada saat pemotongan dalam bidang XZ ...................
26
20 Tilt angle (TA) dari bajak piring pada bidang XZ (a) dan disk angle (DA) bajak piring pada bidang XY (b) ........................................
26
21 Resultan gaya horisontal (Rh), trust (T), dan V pada bajak piring...............
27
22 Reaksi tanah versus disk angle dan tilt angle pada bajak piring diameter 26 in dan radius bola 22.4 in .............................................
28
23 Potongan melintang untuk alur tanam cara reynoso (a) dan alur tanam untuk lahan kering (b) ...............................................................
29
24 Tunas tebu yang tumbuh dari mata tunas bibit tebu dan akar tunas baru berkembang dari pita akar .........................................................
32
25 Urutan pertumbuhan batang tebu dari potongan tebu yang terdapat di bawah permukaan tanah ..........................................................................
32
26 Bentuk dan bagian-bagian batang tebu .......................................................
33
27 Skema dari penampang batang tanaman .....................................................
34
28 Penampang melintang dari berkas pembuluh pengangkutan batang tebu yang diperbesar....................................................................................
35
29 Penampang melintang batang tebu bagian tepi untuk jenis lunak (a) dan jenis keras (b) yang dibesarkan 70 kali ................................................
36
30 Piring pengolah taanah dengan mata piring bentuk rata atau bajak piring (a) dan bentuk coak atau garu piring (b) ..........................................
38
31 Bagian ruas tunggul tebu yang dilakukan uji pemotongan .........................
39
32 Metode pengukuran gaya cabut rumpun tebu setelah penebangan .............
40
33 Mekanisme pengeprasan tunggul tebu menggunakan bajak piring yang diputar dan beberapa parameter yang relevan .........................
41
34 Gerakan titik referensi P pada mata bajak piring saat D A = 90 ο dan T A = 0 ο dengan sudut putar θ .......................................................................
42
35 Gerakan titik referensi P pada mata bajak piring saat D A = 90 ο dan T A = α pada bidang XYZ (a), bidang XZ (b), dan bidang XY (c) ...........
43
36 Sistem pemutaran sumbu Z untuk menentukan disk angle ( D A = 90 ο − φ ) mata bajak piring pada D A = δ dan T A = α .........................
43
Halaman 37 Parameter yang terkait dalam penentuan persamaan radius (R) kurva satu tunggul tebu yang digeser menggunakan sistem koordinat polar........
46
38 Penempatan dan penyusunan rumpun tunggul tebu untuk percobaan pengeprasan pada bak uji ..........................................................
48
39 Contoh susunan rumpun tunggul tebu pada saat uji pengeprasan...............
48
40 Alat uji pengeprasan tunggul tebu menggunakan piring yang diputar skala laboratorium beserta seperangkat instrumentasinya ..............
49
41 Pemasangan strain gages (sensor torsi) yang disusun dalam bentuk rangkaian jembatan wheatstone pada poros pisau alat uji...........................
50
42 Skema metode pengukuran torsi pada uji pengeprasan tebu menggunakan piring pengolah tanah yang diputar beserta diagram blok sistem penginderaan dan perekaman data.............................
52
43 Pencabutan penjepit rumpun tunggul tebu dari bak uji menggunakan tenaga hidrolik traktor .................................................................................
53
44 Serasah sisa penebangan yang menutupi lahan di PG Jatitujuh (a) dan tunggul tebu sisa penebangan yang relatif masih tinggi (b) .......................
56
45 Kondisi lahan dan pertumbuhan tebu hasil cut and go di PG Jatitujuh (a), hasilkepras manual di PG Jatiroto (b), dan pertumbuhan tebu setelah satu bulan kepras manual di PG Jatiroto (c) .....
57
46 Profil guludan tebu R3 (a) dan untuk R1 dan R2 (b) di PG Jatitujuh ...........
58
47 Profil guludan tebu untuk R1 di PG Jatiroto (a) dan di PG Jatitujuh (b) ....
58
48 Cone index pada lahan R1, R2, dan R3 di PG Jatitujuh ..............................
59
49 Garis mata bajak piring berbentuk lingkaran untuk bidang XZ pada TA = 0o dan DA = 0o (a) serta untuk bidang YZ pada TA = 0o dan DA = 90o (b) .......
62
50 Bentuk elips pada bidang XY, YZ, dan XZ untuk TA = 15o dan DA = 35o (a) serta TA = 25o dan DA = 35o (b) ..............................................
63
51 Bentuk kurva dari gerakan sebuah titik pada mata bajak piring (piring bentuk rata) dalam bidang XY dengan TA = 15o, DA = 35o, N = 60 rpm, dan V = 0.15 m s-1........................................................................................
64
52 Feed pemotongan dari sebuah titik pada mata bajak piring bentuk rata sebesar 0.018 m per putaran untuk TA = 15o, DA = 35o, N = 500 rpm, dan V = 0.15 m s-1........................................................................................
65
53 Feed pemotongan dari sebuah titik pada mata bajak piring bentuk rata sebesar 0.009 m per putaran untuk TA= 25o, DA = 45o, N = 1000 rpm, dan V = 0.15 m s-1........................................................................................
66
Halaman 54 Feed pemotongan sebesar 0.0125 m per putaran dari garu piring atau piring bentuk coak, TA = 15o, DA = 45o, N = 60 rpm, V = 0.15 m s-1, dan jumlah coakan pada mata garu piring (k) = 12 ..................................
68
55 Feed pemotongan sebesar 0.0015 m per putaran dari garu piring atau piring bentuk coak, TA = 15o, DA = 45o, N = 500 rpm, V = 0.15 m s-1, dan jumlah mata bajak piring (k) =12 ......................................................
69
56 Referensi posisi penampang satu batang tunggul tebu sebelum digeser (a) dan setelah digeser (b) serta beberapa parameter yang relevan .................
71
57 Contoh hasil simulasi persamaan kurva elips mata piring dan kurva lingkaran tunggul tebu menggunakan sistem koordinat polar .........
72
58 Garis kurva mata piring yang memotong kurva tunggul setiap saat untuk menentukan posisi titik potong kedua kurva ....................................
73
59 Pola torsi pengukuran (a) dan gaya pemotongan (b) satu tunggul tebu varietas PA 198 berdiameter 3.0 cm menggunakan bajak piring, TA= 15o, DA= 45o, N= 1000 rpm, dan V = 15 cm s-1 ...................................
77
60 Pola gaya pemotongan satu tunggul tebu untuk varietas PA 183 (a) dan Triton (b) menggunakan bajak piring, TA = 15o, DA = 45o, N = 1000 rpm, V = 0.15 m s-1, dan kadar air 20.28% .................................
77
61 Pola gaya pemotongan satu tunggul tebu untuk varietas PA 022 menggunakan bajak piring, TA = 15o, DA = 45o, N = 1000 rpm, V = 0.15 m s-1, dan kadar air 20.28% .........................................................
78
62 Pola torsi pengeprasan rumpun tunggul tebu varietas PA 198 menggunakan bajak piring, TA = 15o, DA = 45o, N = 500 rpm, dan V = 0.30 m s-1 .......................................................................................
79
63 Pola torsi pengeprasan rumpun tebu menggunakan garu piring (k=12), TA=25o, DA=40o, N =1000 rpm, dan V = 0.15 m s-1 .......................
79
64 Besarnya torsi pengeprasan rumpun tunggul tebu yang dihasilkan oleh mata piring bentuk rata (bajak piring) dan mata piring bentuk coak (garu piring) pada sejumlah kombinasi perlakuan .....................................
81
65 Besarnya torsi pengeprasan rumpun tunggul tebu menggunakan mata piring bentuk coak (garu piring) dengan kecepatan maju 0.15 m s-1 dan 0.30 m s-1 pada sejumlah kombinasi perlakuan ..................................
82
66 Besarnya torsi pengeprasan rumpun tunggul tebu menggunakan mata piring bentuk rata (bajak piring) dengan kecepatan maju 0.15 m s-1 dan 0.30 m s-1 pada sejumlah kombinasi perlakuan ...................................
83
67 Besarnya torsi pengeprasan rumpun tunggul tebu menggunakan piring bentuk coak (garu piring) dengan kecepatan putar piring 500 rpm dan 1000 rpm pada sejumlah kombinasi perlakuan ..........................................
83
Halaman
68 Efek disk angle terhadap torsi pengeprasan rumpun tunggul tebu pada tiga level tilt angle ......................................................................................
84
69 Efek tilt angle terhadap torsi pengeprasan rumpun tunggul tebu pada tiga level disk angle ....................................................................................
85
70 Posisi garis mata piring dan penampang tunggul tebu pada saat pengeprasan rumpun tunggul tebu yang terdiri atas enam tunggul tebu ....
88
71 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan luas pemotongan dan hasil pengukuran pada pengeprasan rumpun tebu varietas PA 198 yang terdiri atas tiga tunggul tebu menggunakan bajak piring. ...........................
88
72 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan panjang pemotongan dan hasil pengukuran pada pengeprasan rumpun tebu varietas PA 198 yang terdiri atas tiga tunggul tebu menggunakan bajak piring ...................
89
73 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan luas pemotongan dan hasil pengukuran (a) dan perbandingan antara gaya hasil pendugaan dan hasil pengukuran (b) pada pengeprasan rumpun tunggul tebu varietas PA 198 yang terdiri atas enam tunggul tebu .................................
90
74 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan panjang pemotongan dan hasil pengukuran pada pengeprasan rumpun tebu varietas PA 198 yang terdiri atas enam tunggul tebu menggunakan bajak piring.................
90
75 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan luas (a) dan panjang pemotongan (b) dibandingkan dengan gaya hasil pengukuran pada pengeprasan rumpun tebu varietas PA 198 yang terdiri atas tiga tunggul tebu menggunakan piring bentuk coak (garu piring) .........................................
91
76 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan luas (a) dan panjang pemotongan (b) dibandingkan dengan gaya hasil pengukuran pada pengeprasan rumpun tebu varietas PA 198 yang terdiri atas empat tunggul tebu menggunakan piring bentuk coak (garu piring) ..........................................
92
77 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan luas pemotongan dan hasil pengukuran (a) dan perbandingan antara gaya hasil pendugaan dan hasil pengukuran (b) pada pengeprasan rumpun tunggul tebu menggunakan piring bentuk coak (garu piring). .........................................
93
78 Pola gaya hasil pendugaan berdasarkan panjang pemotongan dan hasil pengukuran pada pengeprasan rumpun tebu varietas PA 198 yang terdiri atas enam tunggul tebu menggunakan garu piring ..................
93
79 Hasil pengeprasan tunggul tebu menggunakan bajak piring pada kecepatan maju yang lebih tinggi (V2 =0.30 m s-1) dengan posisi ketinggian potong di atas permukaan guludan ...........................................
95
Halaman 80 Hasil pengeprasan tunggul tebu menggunakan bajak piring pada kecepatan maju yang lebih rendah (V1=0.15 m s-1) dengan posisi ketinggian potong rata dengan permukaan guludan ...................................
95
81 Contoh hasil pengeprasan tunggul tebu menggunakan piring bentuk coak (garu piring) dengan jumlah mata garu (coakan) 12 buah .................
96
82 Perkembangan jumlah tunas atau anakan pada tanaman tebu hasil uji pengeprasan menggunakan piring pengolah tanah yang diputar ..........
97
83 Perkembangan panjang batang, panjang daun, dan tinggi tanaman tebu hasil uji pengeprasan hingga umur 16 minggu setelah tanam ....................
97
84 Kondisi lapangan tanaman tebu hasil uji pengeprasan pada saat berumur 6 minggu (a) dan 16 minggu (b) setelah tanam ...........................
98
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Skema lahan yang diolah dengan cara Reynoso yang memiliki got keliling, got mujur, dan got malang . ..........................................................
105
2 Penanaman bibit (batang tebu) untuk tanaman pertama (plant cane) dan cara pertunasan tebu . ...........................................................................
106
3 Inventarisasi per jenis tebu KTG 2004/2005 pabrik gula Jatitujuh ............
107
4 Kalibrasi load cell untuk pengukuran gaya cabut rumpun tebu .................
108
5 Susunan kombinasi peubah percobaan dalam uji pengeprasan rumpun tunggul tebu menggunakan bajak piring dan garu piring yang diputar ......
109
6 Data kalibrasi sensor pada poros piring untuk pengukuran torsi pemotongan rumpun tunggul tebu ..............................................................
111
7 Kondisi lahan tebu di PG Jatitujuh setelah penebangan yang tertutup oleh serasah dan sisa-sisa penebangan ..........................................
112
8 Penyajian gambar pandangan dari bentuk kurva mata piring pada disk angle 35o dengan tilt angle 15o dan 25o ............................
113
9 Penyajian gambar pandangan dari bentuk kurva mata piring yang memiliki disk angle 45o dan tilt angle 25o ...............................
114
10 Contoh hasil running menggunakan excel untuk persamaan gerakan sebuah titik pada mata piring bentuk rata (bajak piring) yang diputar .......
115
11 Penurunan persamaan radius kurva tunggul tebu menggunakan pendekatan lingkaran yang digeser dengan sistem koordinat polar............
117
12 Contoh hasil simulasi yang mendeskripsikan kurva elips mata piring dan kurva lingkaran untuk penampang tunggul tebu .......................
118
13 Contoh hasil simulasi untuk menentukan titik potong kurva mata piring dan penampang tunggul tebu............................................................
119
14 Nilai rataan dan simpangan baku dari torsi maksimum pada setiap uji pengeprasan rumpun tunggul tebu ..............................................
120
15 Beberapa contoh pola torsi hasil pengukuran pada kombinasi peubah percobaan pengeprasan tunggul tebu ........................................................
122
16 Data efek disk angle terhadap torsi pengeprasan tunggul tebu pada tiga level tilt angle .....................................................................................
124
17 Data efek tilt angle terhadap torsi pengeprasan tunggul tebu pada tiga level disk angle ....................................................................................
125
