i
MODIFIKASI SISTEM PENYEMPROTAN UNTUK PENGENDALIAN GULMA MENGGUNAKAN SPRAYER GENDONG ELEKTRIK
MUHAMMAD NAFIS RAHMAN
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
iii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Modifikasi Sistem Penyemprotan Untuk Pengendalian Gulma Menggunakan Sprayer Gendong Elektrik adalah benar karya saya dengan arahan dari 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 skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Januari 2014 Muhammad Nafis Rahman NIM F14090119
ABSTRAK MUHAMMAD NAFIS RAHMAN. Modifikasi Sistem Penyemprotan Untuk Pengendalian Gulma Menggunakan Sprayer Gendong Elektrik. Dibimbing oleh MAD YAMIN Penyemprotan dibidang pertanian bertujuan untuk melindungi tanaman dari organisme pengganggu untuk meningkatkan keuntungan petani. Beberapa keuntungan yang diperoleh dari kegiatan penyemprotan menggunakan alat semprot yaitu penyebaran butiran semprot pada tanaman lebih baik dan ukuran butiran yang dihasilkan dapat diubah menurut kebutuhan. Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi sistem penyemprotan pada hasil keluaran sprayer untuk mengurangi pergeseran titik semprot pada butiran semprot yang timbul akibat adanya dorongan angin dari lingkungan. Sprayer elektrik terdiri dari beberapa komponen yang tidak terdapat pada power sprayer maupun manual sprayer seperti aki 12 V, pompa air tekanan 5.8 bar. Hasil perbandingan tekanan pada lubang keluaran menunjukan perbedaan tekanan yang cukup signifikan, yaitu pada sprayer manual 3 bar dan sprayer elektrik 4 bar. Perbedaan tekanan tersebut mengakibatkan adanya perbedaan debit, panjang penyemprotan dan luas penyemprotan. Kata kunci : debit, elektrik, manual, sprayer, tekanan ABSTRACT MUHAMMAD NAFIS RAHMAN. Modification of Spraying System For Weed Control Utilize With Knapsack Electric Sprayer. Supervised by MAD YAMIN In agriculture, spraying aims to protect crops from disrupting organisms to increase farmers’ profits. Spraying using a spraying tool has an advantage in that it spreads granules evenly to plants; furthermore, the size of the granules can be adjusted according to the need. This research aimed to modify the spraying system on the sprayer output to reduce the shift in spraying points on sprayed granules as a result of the wind blow from the environment. This electric sprayer consists of several components which are not found in a power sprayer or manual sprayer such as a 12-V battery or a 5.8 bar-pressure water pump. The result of the pressure comparison on the outlet showed a significant difference, namely in a 3-bar manual sprayer and a 4-bar electric sprayer. The pressure difference resulted in the difference in discharge, the length and width of the spraying. Keywords : discharge, electric, manual, pressure, sprayer
MODIFIKASI SISTEM PENYEMPROTAN UNTUK PENGENDALIAN GULMA MENGGUNAKAN SPRAYER GENDONG ELEKTRIK
MUHAMMAD NAFIS RAHMAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Modifikasi Sistem Penyemprotan Untuk Pengendalian Gulma Menggunakan Sprayer Gendong Elektrik Nama : Muhammad Nafis Rahman NIM : F14090119
Disetujui oleh
Ir Mad Yamin, MT Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir Desrial, MEng Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
Judul Skripsi : Modifikasi Sistem Penyemprotan Untuk Pengendalian Gulma Menggunakan Sprayer Gendong Elektrik Nama : Muhammad Nafis Ralunan : F14090119 NIM
Disetujui oleh
Ir Mad Yamin, MT
Pembimbing
Tanggal Lulus:
2 9 JAN 2014
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga penelitian dan skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan di Laboratorium Lapang Siswadhi Supardjo Departemen Teknik Mesin dan Biosistem IPB dari Bulan April 2013 sampai September 2013 ini berjudul Modifikasi Sistem Penyemprotan Untuk Pengendalian Gulma Menggunakan Sprayer Gendong Elektrik. Dengan telah selesainya penelitian hingga tersusunnya skripsi ini, penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Ir Mad Yamin, MT selaku dosen pembimbing yang telah memberikan dukungan serta arahan dan bimbingan selama penelitian dan pembuatan skripsi, Bapak Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi dan Bapak Ir Agus Sutedjo, MSi selaku dosen penguji dan Dr Ir I Wayan Astika, MSi selaku kordinator mayor yang juga telah memberikan pengarahan dan bimbingan untuk membantu penyempurnaan skripsi ini. Ungkapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada ayah, ibu, nenek, keluarga tercinta, teman seperjuangan Nopri Suryanto, Muhammad Sigit Gunawan, Heri Heriyanto, Andrea Gonzales, Septaria Umi Kusuma, dkk semuanya yang telah memberikan dorongan, motivasi, dan doa serta teman-teman ORION 46 khususnya teman satu bimbingan . Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknologi pertanian.
Bogor, Januari 2014
Muhammad Nafis Rahman
DAFTAR ISI DAFTAR ISI
vi
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan
2
TINJAUAN PUSTAKA
3
Gulma
3
Penyemprotan
3
Alat Penyemprot
4
Saluran Air
5
Electric Sprayer
7
Tipe Penyemprotan
8
METODOLOGI PENELITIAN
11
Waktu dan Tempat Penelitian
11
Bahan dan Alat
11
Metode Penelitian
12
Perancangan
12
Hasil Modifikasi Nosel Udara Paksa
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
21
Pengaruh Perbedaan Nosel Terhadap Debit Keluaran Cairan
21
Sebaran Penyemprotan
22
Pengaruh Angin pada Distribusi Droplet
25
Hasil Uji Fungsional Modifikasi Nosel Udara Paksa
27
Hasil Pengujian Lapang
28
Penyemprotan Gulma pada Lahan Aplikasi Sprayer Elektrik
30
Hasil Penyemprotan
30
SIMPULAN DAN SARAN
32
DAFTAR PUSTAKA
33
LAMPIRAN
35
DAFTAR GAMBAR G
1 ulma yang mengganggu tanaman dan pesaing tanaman 2 angki knapsack sprayer yang terbuat dari polyethylene 3 aringan pada nosel dan saringan pada pengisian air 4 enis katup penutup yang umumnya terdapat pada alat penyemprot 5 enis selang yang umumnya digunakan pada alat penyemprot 6 ompa yang menjadi pelengkap pada elektrik sprayer 7 ki yang terdapat dalam elektrik sprayer 8 looding nozzle (Houmy 1999) 9 tandard fan nozzle (Houmy 1999) 10 agian hollow cone nozzle dan bentuk distribusi cairan 11 ari kiri ke kanan: Flat fan spray nozzle,Cone nozzle dan Deflektor nozzle
2 T 5 S 5 J 6 J 6 P 7 A 8 F 8 S 9 B 10 D 12
12
I lustrasi pengukuran debit dari knapsack power sprayer (Houmy 1999)
13 a) Sudut penyemprotan dan (b) Tinggi penyemprotan efektif 14 iagram alir kegiatan penelitian 15 esain orthogonal rancangan blower udara paksa untuk memodifikasi penyemprotan 16 asil perancangan nosel blower (a) Tampak atas (b) Tampak samping 17 angkaian pendukung penerapan blower 18
12 ( 14 D 15 D 18 H 19 R 20 H
istogram hasil pengukuran debit rata-rata jenis sprayer dan dengan beragam nosel
21
istogram sebaran sprayer elektrik dengan nosel tipe cone
22
19
H
20
H istogram sebaran sprayer manual dengan nosel tipe cone
22
21
H istogram sebaran sprayer elektrik dengan nosel tipe flat
23
22
P ola sebaran nosel flat pada sprayer elektrik
23
23
H istogram sebaran sprayer manual dengan nosel tipe flat
24
24
H istogram sebaran sprayer elektrik dengan nosel tipe deflektor
24
25
P ola sebaran nosel deflektor sprayer elektrik
25
istogram sebaran sprayer manual dengan nosel tipe deflektor
25
istogram pergeseran titik jatuh droplet
26
rofil kecepatan angin dan pengaruh gaya yang ditimbulkan
26
26
H
27
H
28
P
29
H istogram sebaran hasil dorongan udara paksa menggunakan blower pada nosel cone
27
30
H istogram sebaran hasil dorongan udara paksa menggunakan blower pada nosel flat
28
31
H istogram sebaran hasil dorongan udara paksa menggunakan blower pada nosel deflektor
28
alah satu gulma pada lahan uji Ageratum conyzoides (Babadotan)
29
egiatan pengujian sprayer elektrik nosel termodifikasi
29
a) Nosel dengan blower tidak aktif dan (b) Nosel dengan blower aktif
30
32
S
33
K
34
(
35
K erapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-1
31
36
K erapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-2 dengan penggunaan sprayer manual
31 K
37 erapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-2 dengan penggunaan sprayer elektrik
31
38
K erapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-2 sprayer elektrik nosel termodifikasi
32
DAFTAR TABEL 1
P ilihan nosel tergantung pada jenis penggunaannya
10
2
A lat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
3 pesifikasi kipas 4 asil pengukuran tekanan 5 engaruh angin pada pergeseran titik droplet
11 S 19 H 21 P 27
DAFTAR LAMPIRAN 1 ata hasil pengukuran sprayer elektrik nosel tipe cone 2 ata hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe cone 3 ata hasil pengukuran sprayer elektrik nosel tipe flat 4 ata hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe flat 5 ata hasil pengukuran sprayer elektrik nosel tipe deflektor 6 ata hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe deflektor 7 ata hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe cone dengan investasi angin 1.2 m/s 8 okumentasi kegiatan pengambilan data di laboratorium 9 okumentasi hasil perancangan modifikasi 10 okumentasi pengujian lapang
D 35 D 36 D 37 D 38 D 39 D 40 D 41 D 42 D 43 D 44
PENDAHULUAN Latar Belakang Begitu luasnya lahan pertanian di Indonesia berkisar pada 13 juta ha. Penanganan gulma yang kurang baik akan menyebabkan tingkat serangan gulma semakin besar. Berdasarkan data yang diperoleh dari Badan Litbang Pertanian pada Tahun 2012 rata-rata serangan gulma pada lahan pertanian terolah memiliki tutupan 30–40 % setiap hektar, maka dapat diasumsikan tutupan gulma secara keseluruhan dapat mencapai 5.2 juta ha, sehingga diperlukan pengendalian gulma yang lebih efisien. Salah satu metode pemberantasan gulma adalah dengan pengendalian secara mekanis yakni dengan pembabatan maupun dengan pendongkelan. Penyemprotan adalah salah satu teknik pengendalian gulma dengan cara mengaplikasikan herbisida dengan melarutkan pada air dan disemprotkan pada gulma yang terdapat di lahan pertanian. Herbisida mencakup bahan-bahan racun yang digunakan untuk membunuh organisme pengganggu tanaman (OPT) yang mengganggu tanaman yang diusahakan. Herb berarti gulma, sedangkan cide berarti membunuh. Penggunaan herbisida biasanya dilakukan dengan bahan lain misalnya dicampur minyak dan air untuk melarutkannya, juga ada yang menggunakan bubuk untuk mempermudah dalam pengenceran atau penyebaran dan penyemprotannya, bubuk yang dicampur sebagai pengencer umumnya dalam formulasi dust, juga bahan yang bersifat sinergis lainnya untuk penambah daya racun. Herbisida adalah bahan kimia yang digunakan untuk melakukan pengendalian atau pembasmian gulma. Mekanisme pengaplikasian dari bahan ini adalah dengan menggunakan alat bantu berupa penyemprot (sprayer), penggunaan alat bantu ini dimaksudkan untuk mendistribusikan bahan agar lebih merata. Selain itu penggunaan bahan kimia ini juga harus mempertimbangkan aspek keselamatan dan keamanan bagi operatornya. Sprayer merupakan alat bantu yang digunakan untuk membantu pendistribusian herbisida untuk menanggulangi organisme pengganggu tanaman (OPT), umumnya sprayer digunakan dengan digendong atau yang lebih dikenal dengan knapsack sprayer. Teknologi ini memiliki mekanisme kerja dengan memanfaatkan tekanan yang ditimbulkan untuk mendistribusikan cairan dari tangki menuju nosel, dengan kecepatan yang tinggi maka akan didapatkan hasil butiran-butiran kecil hingga berbentuk kabut dan hasilnya akan lebih merata. Teknologi knapsack sprayer hingga saat ini masih menjadi pilihan bagi petani untuk membantu menangani OPT di lahan pertanian, salah satunya adalah penggunaan sprayer elektrik, akan tetapi implementasi dari sprayer elektrik belum cukup banyak dipergunakan oleh petani. Selain itu data pendukung kinerja sprayer elektrik pun masih terbatas. Hal ini menjadi kendala tersendiri dalam penerapan sprayer elektrik, karena data pendukung untuk penggunaan sprayer ini yang terbatas sehingga belum terdapat hasil pengukuran yang menjadikan rekomendasi tersendiri dalam penggunaan jenis sprayer ini.
2
Gambar 1 Gulma yang mengganggu tanaman dan pesaing tanaman Penggunaan berbagai jenis sprayer gendong yang diterapkan oleh petani baik jenis manual, engine power maupun electric power memiliki kendala dengan besarnya overlaping yang diakibatkan oleh terpaan angin dari lingkungan kerja, meskipun penggunaan sprayer dilakukan pada pagi hari atau sore hari yang dapat dikatakan kecepatan angin relatif sangat kecil berkisar pada 0.03 m/s, akan tetapi perpindahan titik semprot yang dilakukan oleh petani pada umumnya akan menyebabkan terjadinya tekanan udara luar yang tinggi mencapai 0.3–1.7 m/s, hal ini akan mengakibatkan pergeseran titik jatuhnya droplet hasil penyemprotan. Penelitian ini dimaksudkan untuk menguji performansi kinerja sprayer elektrik dan membandingkan dengan jenis sprayer manual, selain itu dilakukan modifikasi pada sistem penyemprotan dengan tujuan untuk mengurangi pergeseran titik semprot. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan modifikasi penyemprotan pada hasil keluaran sprayer untuk mengurangi pergeseran titik semprot pada droplet yang timbul akibat adanya dorongan angin dari lingkungan.
3
TINJAUAN PUSTAKA Gulma Gulma adalah tumbuhan yang tumbuh pada area yang tidak dikehendaki, tumbuh pada area pertanaman. Gulma secara langsung maupun tidak langsung merugikan tanaman budidaya. Pengenalan suatu jenis gulma dapat dilakukan dengan melihat keadaan morfologinya, habitatnya dan bentuk pertumbuhannya. Berdasarkan keadaan morfologinya, dikenal gulma rerumputan (grasses), teki-tekian (sedges) dan berdaun lebar (board leaf). Golongan gulma rerumputan umumnya berasal dari famili Gramineae (poaceae). Ukuran gulma golongan rerumputan bervariasi, ada yang tegak, menjalar, hidup semusim, atau tahunan. Batangnya disebut culms, terbagi menjadi ruas dengan buku-buku yang terdapat antara ruas. Batang tumbuh bergantian pada dua buku pada setiap antara ruas daun terdiri dari dua bagian yaitu pelepah daun dan helaian daun. Contoh gulma rerumputan Panicium repens, Eleusine indica, Axonopus compressus dan masih banyak lagi. Golongan teki-tekian umumnya berasal dari famili Cyperaceae. Golongan ini dari penampakannya hampir mirip dengan golongan rerumputan, bedanya terletak pada bentuk batangnya. Batang dari golongan teki-tekian berbentuk segitiga. Selain itu golongan teki-tekian tidak memiliki umbi atau akar ramping di dalam tanah. Contoh golongan teki-tekian: Cyprus rotundus, Cyprus compresus. Golongan gulma berdaun lebar antara lain: Mikania sp, Ageratum conyzoides, Euparotum odorotum. Berdasarkan habitat tumbuhnya, dikenal gulma darat, dan gulma air. Gulma darat merupakan gulma yang hidup di darat, dapat merupakan gulma yang hidup setahun, dua tahun, atau tahunan (tidak terbatas). Penyebarannya dapat melalui biji atau dengan cara vegetatif. Contoh gulma darat diantaranya Agerathum conyzoides, Digitaria sp, Imperata cylindrical, Amaranthus spinosus. Gulma air merupakan gulma yang hidupnya berada di air. Jenis gulma air dibedakan menjadi tiga, yaitu gulma air yang hidupnya terapung di permukaan air (Eichhorina crassipes, Silvinia sp), gulma air yang tenggelam di dalam air Ceratophylium demersum dan gulma air yang timbul ke permukaan tumbuh dari dasar Nymphae sp, Sagitaria sp (Prasetyo 2013).
Penyemprotan Penyemprotan pertama kali dikembangkan dan digunakan dalam pengendalian penyakit tanaman anggur di kebun sekitar Boudeux, Perancis. Penyemprotan tangan untuk memberantas serangga dikembangkan antara tahun 1850 dan 1860 oleh Bean dari California, D.B. Smith dari New York, dan Brandt bersaudara dan Minnesota. Penyemprotan dengan tenaga mesin bensin dikembangkan sekitar tahun 1900. Penyemprotan yang dipasang pada traktor belum dikembangkan sampai diperkenalkan traktor pada tahun 1925. Palang penyemprotan dipasang pada pesawat udara pertama kali pada awal tahun 1940 (Smith dan Wilkes 1996).
4
Penyemprotan di bidang pertanian bertujuan untuk melindungi tanaman dari jasad pengganggu dalam batas-batas yang menguntungkan petani. Beberapa keuntungan yang diperoleh dengan kegiatan penyemprotan yaitu penyebaran pada tanaman lebih baik, penempelan pada tanaman lebih baik dan ukuran butiran yang dihasilkan dapat diubah menurut kebutuhan (Daywin et al. 1992).
Alat Penyemprot (Sprayer) Menurut Daywin (1992) tenaga yang digunakan untuk menggerakkan pompa pada sprayer dapat berasal dari tenaga manusia, motor bakar bensin, motor listrik dan putaran PTO pada traktor. Berikut adalah dua contoh jenis sprayer yang digunakan untuk pengendalian gulma : Sprayer dengan Penggerak Tangan (Hand Operated Sprayer) 1. Hand Sprayer Jenis sprayer ini berukuran kecil, mudah dipegang sambil menyemprot atau menggerakkan pompa udara. Ukuran volume tangki 250-1000 cc, penggunaanya terbatas untuk menyemprot di sekitar ruangan rumah, gedung dan tanaman-tanaman sekitar (tanaman hias dan lain lain). Butiran cairan yang keluar cukup baik dan halus. Terdapat dua tipe atomizer, yaitu single action dan kontinu action. 2. Sprayer Otomatis (Compressed Sprayer) Nama lain dari jenis ini adalah sprayer otomatis tipe knapsack. Tangki cairan harus cukup kuat untuk menahan tekanan sampai 10-15 kg/cm2 atau 140-200 psi. Volume tangki tidak boleh diisi seluruhnya dengan air, karena diperlukan adanya ruangan untuk tekanan udara. Alat ini tidak dilengkapi dengan alat pengaduk, sebaiknya digunakan untuk cairan berupa larutan dan emulsi. Wattable powder (tepung obat yang dicairkan) juga tidak tepat bila menggunakan alat ini, karena setiap kali harus menggoncangkan tangki sebagai pengganti agitator. 3. Sprayer Semi Otomatis (Knapsack Sprayer) Sprayer ini umumnya berbentuk seperti tas yang digendong oleh operatornya. Sprayer ini tidak memerlukan tekanan tinggi, pembentukkan tekanan melalui pomompaan yang diberikan sebelum dan selama penyemprotan berlangsung. Jenis-jenis lainnya yaitu bruket sprayer, barel sprayer, wheel barrow sprayer dan slide sprayer jenis pompanya sama dengan knapsack sprayer hanya tangki obat terpisah dari pompa. Ada dalam bentuk bundar dan lain-lain.
5
Saluran Air 1. Tangki
Gambar 2 Tangki knapsack sprayer yang terbuat dari polyethylene Tangki sebagai tempat penampung air dengan kapasitas antara 15 hingga 20 liter. Pada bagian pengisian terdapat tutup yang di dalamnya terdapat saringan. Pada masa lampau tangki sprayer terbuat dari tembaga atau kuningan. Saat ini bahan untuk tangki dikembangkan dari plastik, jenis polyethylene adalah material yang umum digunakan (Gambar 2). Beberapa tangki, dengan menggunakan material plastik dengan indikator ketinggian air. Pada bagian bawah tangki terdapat plat yang mengelilingi tangki, berguna untuk mencegah kontak langsung dengan tanah dan memberikan kestabilan agar mudah berdiri ketika diletakkan. 2. Saringan
Gambar 3 Saringan pada nosel dan saringan pada pengisian air Air yang digunakan untuk penyemprotan harus bersih. Air yang kotor dapat menyebabkan masalah penyumbatan di nosel dan pada bagian pompa. Masalah ini dapat dijumpai di wilayah yang menggunakan air dari sungai. Saringan biasanya dibuat dari kuningan atau plastik. Umumnya terletak di dua tempat, pertama pada saluran pengisian air di tangki. Saringan pertama digunakan untuk menyaring kotoran yang kasar dan jangan pernah melepasnya ketika melakukan pengisian. Saringan kedua terletak antara pipa nosel dengan nosel, hal ini dimaksudkan untuk menyaring kotoran yang akan menyumbat pada lubang
6
nosel. Saringan kedua tidak ditemukan di semua jenis nosel dan memiliki ukuran mesh yang lebih kecil dari saringan pertama (Gambar 3). 3.
Katup Penutup
Gambar 4 Jenis katup penutup yang umumnya terdapat pada alat penyemprot Katup penutup terletak di antara selang dan pipa penyemprot. Bagian ini harus mudah digunakan oleh operator. Umumnya ini berguna untuk mengatur cairan mengalir dari selang menuju nosel. Ketika katup penutup ditekan maka cairan akan mengalir dari selang menuju selang penyemprotan dan berikutnya pada nosel (Gambar 4). 4. Selang
Gambar 5 Jenis selang yang umumnya digunakan pada alat penyemprot Selang berfungsi mengalirkan air bertekanan menuju nosel (Gambar 5). Bagian ini terdiri atas pipa lentur dan pipa penyemprot. Selang umumnya terbuat dari polyethylene memberikan kemudahan bagi operator untuk mengaturnya. Panjang dari selang ini tergantung pada kenyamanan operator dalam memegang katup penutup. Adapter biasanya digunakan untuk menghubungkan selang dengan pompa atau pipa penyemprot. Saluran penyemprotan dirancang untuk menjauhkan nosel dari katup penutup, hal ini berguna untuk mengurangi bahaya operator terlalu dekat dengan cairan yang disemprotkan. Kelebihan lainnya adalah memudahkan operator dalam menjangkau tanaman yang akan disemprot tanpa perlu merubah posisi badan. Pada bagian ini kadang terpasang pressure gauge, untuk mengetahui tekanan yang dihasilkan.
7
Electric Sprayer Pada sprayer jenis ini penyemprotan dilakukan dengan pompa listrik. Mesin dapat dioperasikan dengan sumber tenaga listrik yang telah tersimpan di battery. Mekanisme penggunaan sprayer elektrik tidak membutuhkan proses pemompaan seperti halnya sprayer manual semi otomatis, sehingga penggunaan hanya perlu mengaktifkan saklar yang memutus dan menyambungkan arus listrik dari aki menuju pompa. Bagian dari elektrik sprayer terdiri dari : 1. Pompa Air Sprayer elektrik memiliki unit pemompa yang berfungsi untuk mengalirkan cairan secara otomatis. Pompa ini merupakan jenis pompa sentrifugal dengan daya 24.8 Watt dengan tekanan maksimum 4.8 bar, tampilan pompa dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Pompa yang menjadi pelengkap pada elektrik sprayer 2. Accumulator (Aki) Mekanisme kerja dari pompa tersebut terhubung dengan aki yang memungkinkan persediaan energi yang dapat menggerakkan pompa air. Spesifikasi dari aki (Gambar 7) yang dipergunakan memiliki tegangan 12 V, Arus DC, bobot 1.3 kg dan 6 Ah.
8
Gambar 7 Aki yang terdapat dalam elektrik sprayer Tipe Penyemprotan Terdapat beberapa jenis ujung nosel yang umumnya sering dijelaskan dari berbagai literatur, yaitu : 1. Flooding Nozzle Menghasilkan semprotan dengan berpola kipas dan butiran-butiran yang dihasilkan agak kasar. Nosel tipe ini dapat digunakan untuk menyemprot keseluruh permukaan lahan. Biasanya digunakan pada alat penyemprot tipe gendong (knapsack sprayer). Nosel ini dianjurkan untuk menyemprot bahan herbisida, sudut semprot yang dihasilkan pada bagian ujungnya akan lebih besar dibandingkan bagian tengah seperti yang terlihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Flooding nozzle (Houmy 1999) 2. Flat Fan Spray Nozzle Hasil semprot dengan menggunakan nosel tipe ini akan berpola kipas dengan ukuran butiran medium. Nosel tipe ini dapat digunakan sebagai pemancar cairan yang diaplikasikan pada boom sprayer yang digandengkan dengan traktor dengan sudut penyemprot antara 800 hingga 1100, hasil semprotan cukup seragam dan meliputi seluruh lebar semprotan karena pola semprotannya yang berupa kipas datar sehingga taraf
9
penutupannya sangat baik seperti pada Gambar 9. Nosel tipe ini dianjurkan untuk penyemprotan bahan insektisida (pada tekanan 3 sampai 4 bar), herbisida (2 bar) dan untuk fungisida (lebih dari 4 bar).
Gambar 9 Standard fan nozzle (Houmy 1999) 3. Rotary Atomizer Nosel ini dipergunakan untuk pekerjaan besar, menyemprotkan ribuan galon setiap jam dengan gaya sentrifugal dan mempunyai pola penyebaran 3600. 4. Two Fluid Atomizer Nosel ini menghasilkan droplet yang sangat halus menghindarkan pemborosan cairan. Tetapi membutuhkan tenaga yang lebih besar daripada tipe lainnya. 5. Hollow Cone Nozzle Tipe nosel ini disebut dengan tipe kerucut berongga yang memberikan hasil semprotan sangat baik, dapat digunakan untuk penyemprotan secara keseluruhan dan juga untuk menyemprotkan dari atas bagian tanaman. Hasilnya dapat diandalkan meliputi seluruh area pertahanan yang hendak dilindungi. Dianjurkan untuk penyemprotan bahan insektisida dan fungisida. Pada jenis nosel ini terdapat piringan pusaran, ruangan pusaran dan piringan pengeluaran seperti pada Gambar 10, dengan bagian-bagian tersebut akan menyebabkan lubang pada hasil penyemprotan (hollow). Distribusi cairan ini tidak pernah seragam dan sangat terpengaruh pada ketinggian dari sprayer.
10
Gambar 10 Bagian hollow cone nozzle dan bentuk distribusi cairan (Houmy 1999) Jenis nosel yang mudah didapatkan adalah cone nozzle, fan spray nozzle dan flood / deflektor nozzle. Tabel 1 Pilihan nosel tergantung pada jenis penggunaannya Jenis nosel
Herbisida Herbisida Insektisida Fungisida kontak sistematik ++ + ++ +++ ++ +++ ++ ++
Cone nozzle Flat fan spray Nozzle Flood/deflector + ++ + + nozzle Keterangan : +++ sangat baik, ++ memuaskan, +kurang sesuai (Houmy 1999)
Knapsack power sprayer memiliki sedikit kelebihan pada lahan yang cukup luas daripada menggunakan hand sprayer, foot rocker atau stirrup pump (Tabel 1). Sprayer ini lebih murah dibandingkan dengan jenis penyemprot manual yang lain. Hanya dibutuhkan satu operator untuk mengoperasikannya. Knapsack sprayer dapat dimanfaatkan untuk semua jenis tanaman serta tanaman buah yang masih berukuran kecil. Keuntungan lain dari jenis ini adalah sprayer ini dapat dipertahankan tekanannya jika terus dilakukan pemompaan secara terus menerus. Terakhir adalah sprayer jenis ini baik digunakan untuk petani kecil (Patel 1978).
11
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan selama bulan April 2013 sampai dengan Juli 2013 di Laboratorium Lapang Siswadhi Supardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem di Leuwikopo Bogor dan Laboratorium Sprayer CREATA, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat IPB. Bahan dan Alat Bahan semprotan yang digunakan pada penelitian ini adalah air yang diasumsikan sebagai pupuk cair yang telah dilarutkan dengan air. Sedangkan alatalat yang digunakan tertera pada Tabel 2. Tabel 2 Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian N Bahan dan peralatan 1 Knapsack electric sprayer 2
Nosel
3 Corong 4 5 Kertas concord
6
Spesifikasi Jenis bahan pembuat tangki high density /HDPE Terdapat tiga tipe yang digunakan Flat fan spray nozzle, Cone nozzle, dan Deflektor nozzle Bahan plastik Warna putih 160 gram
Tinta negra
7 Pengukur waktu
Digital
8 Peralatan timbang
Kapasitas maksimal 25 kg Kapasitas 1 liter
9
Gelas ukur
1 Penggaris / mistar 1 Peralatan uji
1
penyemprot/ patternator Busur derajat
Metal, 50 cm 2m x 1m Kayu, 180o
Kegunaan Alat yang akan dimodifikasi Sebagai salah satu perlakuan perbedaan dan pengaruh jenis nosel Penyearah udara Sebagai media untuk mengetahui droplet dari sprayer Pemberi warna pada cairan dalam tangki Mengukur lama waktu Mengukur bobot Mengukur volume cairan Mengukur panjang Mengukur sudut, lebar, dan tinggi penyemprotan Mengukur besar sudut
12
Metode Penelitian Perancangan Pada tahap ini akan dilakukan uji coba terlebih dahulu, dimana membuat sistem pengaliran fluida paksa menggunakan motor listrik DC yang terintegrasi terhadap penggunaan daya dari aki pada sprayer elektrik, blower tersebut dipasang di atas nosel untuk memberikan tekanan dalam penyaluran droplet hasil keluaran. Perlakuan Faktor utama dalam perlakuan yang diberikan dalam penelitian ini adalah faktor ketinggian dengan pengaruh angin yang diinvestasikan antara nosel terhadap kolektor yaitu sensitive paper (T) dan jenis nosel yang digunakan (N). Pergeseran yang terjadi diamati pada patternator. Untuk nosel (N) digunakan tiga jenis nosel yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 11. N1= Flat fan sray nozzle N2= Cone nozzle N3= Deflektor nozzle
Gambar 11 Dari kiri ke kanan: Flat fan spray nozzle, Cone nozzle dan Deflektor nozzle 1. Parameter yang diukur Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah: 1.1 Debit cairan Tangki air diisi penuh hingga batas leher tutup tangki. Waktu perhitungan dimulai ketika air mulai keluar dari nosel dan dihentikan ketika tidak ada lagi air yang keluar dari nosel. Tahap berikutnya dilakukan pembersihan sisa air pada tangki dan selang nosel. Sisa air tersebut dikurangi dengan jumlah air pada tangki (Gambar 12).
Gambar 12 Ilustrasi pengukuran debit dari knapsack power sprayer (Houmy 1999)
13
1.2
1.3
1.4
1.5 1.6
Jumlah butiran semprot per satuan luas pada water sensitive paper agar diketahui taraf penutupan dari hasil suatu penyemprotan terhadap suatu sasaran. Kecepatan angin blower dan angin samping pada proses pemindahan titik semprot untuk mengetahui reduksi tekanan yang dapat dihasilkan oleh hasil rancangan blower nosel sprayer. Sebaran dengan menggunakan analisis perhitungan CU pada patternator untuk mengetahui perbedaan luasan semprot antara sprayer manual dan sprayer elektrik. Luasan penyemprotan terhadap perbedaan tekanan antara sprayer manual dan elektrik. Hasil penyemprotan di lapang antara penerapan nosel N1, N2, N3 dari penggunaan sprayer manual dan sprayer elektrik menggunakan papan sampel kepadatan gulma seperti yang disajikan dalam diagram alir pada Gambar 14.
Water sensitive paper tidak digunakan dalam penelitian ini melainkan kertas concord warna putih sebagai media penangkap droplet dan tinta sebagai pemberi warna pada air dalam tangki agar noda terlihat pada kertas. Perbandingan campuran air dengan tinta adalah 500 ml air dan 57 ml tinta (satu botol tinta). 2. Uji penyemprotan mengetahui lebar penyemprotan Uji penyemprotan untuk menentukan besar sudut penyemprotan, lebar penyemprotan dan tinggi penyemprotan. Prosedur uji penyemprotan berdasarkan BSN (2008) : (a) Tempatkan atau posisikan pipa penyemprot (lance) di dalam peralatan uji penyemprotan (patternator) sedemikian rupa sehingga butiran halus (droplet) yang keluar dari mulut nosel dapat terdistribusi secara vertikal. Jarak vertikal nosel ke bidang horisontal adalah 600 mm. (b) Isi tangki sprayer dengan air hingga paling tidak 75% dari volume nominalnya. (c) Gerakkan tuas pompa dengan frekuensi maksimum 35 langkah/menit sedemikian rupa sehingga tercapai tekanan semprot optimum sesuai petunjuk dalam buku instruksi. (d) Jika tidak ada informasi dalam buku instruksi maka penyemprotan dilakukan pada tekanan (300 ± 20) kPa atau (3 ± 0.2) bar. (e) Lakukan penyemprotan dengan cara membuka katup penutup dan ukur besar sudut penyemprotan, α(°), menggunakan busur derajat, seperti ditunjukkan dalam Gambar 13. (f) Lakukan penyemprotan kembali dengan cara membuka katup penutup dan ukur volume cairan yang tertampung pada setiap botol penampung (g) Gambarkan histogram distribusi volume cairan, lalu tumpang-tindihkan histogram bagian sisi kanan dan kiri. (h) Lebar penyemprotan efektif, LPE (mm), diperoleh dari menghubungkan histogram-histogram volume cairan yang mempunyai CU terkecil dari beberapa kali tumpang tindih.
14
Gambar 13 (a) Sudut penyemprotan dan (b) Tinggi penyemprotan efektif Pengukuran KLT menggunakan pendekatan kepada KLT untuk pengolahan tanah. Modifikasi yang dilakukan pada knapsack sprayer membuat penyemprotan tidak diayunkan. Lebar penyemprotan diganti dengan jarak antara tanah, karena penyemprotan ini diperuntukkan bagi tanaman yang memiliki jarak tanam. Kapasitas lapang teoritis (KLT) dapat dihitung dengan persamaan berikut: KLT = 0.36 ( v x l ) Dimana : KLT = Kapasitas lapang teoritis (ha/jam) v = Kecepatan rata-rata (m/detik) l = Lebar penyemprotan atau jarak antar tanaman (m) Untuk menghitung kapasitas lapang efektif (KLE) hanya diperlukan data waktu keseluruhan dari mulai bekerja hingga selesai (WK) dan luas hasil area yang disemprot (L). Persamaan yang dipakai adalah :
Dimana: KLE = Kapasitas lapang efektif (ha/jam) L = Luas area yang disemprot (ha) WK = Waktu kerja (jam) Persamaan yang dipakai untuk menghitung efisiensi lapang (Eff) adalah: Eff = (KLE / KLT) X 100 % Metode yang digunakan untuk mengkuantitatifkan keseragaman sistem penerapan nosel. Metode ini dilakukan dengan cara menempatkan gelas penampung di alat ukur. Sebuah sampel yang ditampung dari gelas penampung untuk mengevaluasi keseragaman sistem irigasi nosel dengan jarak rectangular. Christian’s uniformity coefficient
CU Xi X N
= Koefisien keseragaman Christiansen = Kedalaman air dalam gelas penampung i, (mm) = Rata-rata kedalaman penampung (mm) = Jumlah gelas penampung
15
Prosedur Penelitian
Mulai
Identifikasi masalah dalam penyemprotan
Identifikasi sprayer elektrik dan manual, pengujian tiap jenis nosel, pengujian daya dukung energi listrik pada baterai sprayer elektrik Perumusan dan penyempurnaan konsep desain blower Analisis dan perhitungan teknis desain blower Pembuatan prototipe blower Uji fungsional Tidak
Berhasil Ya Uji kinerja dan pengujian lapang Pengolahan data dan pelaporan,
Selesai
Gambar 14 Diagram alir kegiatan penelitian
16
Identifikasi Masalah Penyemprotan Proses penyemprotan menggunakan sprayer memiliki berbagai kendala pada saat kegiatan operasional, salah satu yang menjadi kendala dalam hal ini adalah terjadinya ketidakmerataan hasil semprotan pada obyek yang akan ditangani, kondisi tersebut akan mempengaruhi hasil dan efektivitas pada penggunaan bahan kimia. Angin menjadi kendala tersendiri karena proses penyemprotan meskipun dilakukan pada kondisi angin yang kecil akan tetapi proses pemindahan titik semprot pada batang stik sprayer juga menjadi sumber angin yang akan menghambat terjadinya pemerataan distribusi, hasil pengukuran awal yang telah dilakukan menunjukkan kondisi angin umumnya berkisar pada kecepatan 0.3–1.4 m/s. Sehingga perlu adanya penanganan lanjutan untuk mereduksi pengaruh angin tersebut. Identifikasi Sprayer dan Daya Dukung Energi Proses identifikasi dalam suatu perancangan blower sprayer ini perlu dilakukan agar hasil rancangan dapat teraplikasikan dan terintegrasi dengan sprayer, selain itu untuk mengetahui secara spesifik komponenkomponen yang terdapat pada elektrik sprayer maupun manual sprayer. Identifikasi juga dilakukan pada komponen baterai untuk mengetahui sejauh mana daya dukung baterai dapat bekerja dan dimanfaatkan pada dua jenis kerja meliputi pemompaan pompa sprayer dan pengoperasian blower. Perumusan dan Penyempurnaan Konsep Desain Blower. Setelah dilakukan proses identifikasi, maka perlu adanya perumusan konsep desain seperti apa yang cocok dalam merancang blower ini, sehingga dapat bekerja sebagaimana mestinya. Analisis dan Perhitungan Teknis Proses analisis ini untuk mendapatkan kondisi hasil rancangan yang tepat dan sesuai dengan konsep yang telah direncanakan. Berikut adalah analisis yang perlu dilakukan dalam proses perancangan ini. Pada hasil konsep desain yang direncanakan memiliki area outlet diameter 20 cm dan menghasilkan aliran udara dengan kecepatan 3 m/s, pada tekanan statis 390 kPa (tekanan minimum lubang nosel yang telah diukur) dan kebutuhan daya 15 Watt, maka dapat diketahui tekanan yang dapat dihasilkan blower dan efisiensi totalnya : V = 3 m/s Pt = ps + v2 ρ /2 = 390 + (32)(1.2 kg/m3) / 2 = 395.4 kPa etotal = pt Q / P = 395.4 (0.012) / 15 = 33 % Berdasarkan hasil pengukuran tekanan sebesar 395.4 kPa tersebut maka desain sudah layak untuk kemudian dirancang dan diimplementasikan.
17
Proses Pembuatan Prototipe Blower Pada tahap ini perlu dilakukan ketelitian yang besar untuk mendapatkan hasil prototipe sesuai dengan yang diharapkan, selain itu agar tidak terjadi kerusakan pada blower akibat kesalahan pemasangan komponen listrik. Pengujian dan Pengambilan Data Cara kerja pengambilan dan pengumpulan data dilakukan sebagai berikut: a. Persiapan alat semprot yang belum dimodifikasi. b. Alat semprot nosel dimodifikasi dengan desain pada Gambar 15. c. Mengukur debit air. d. Dilakukan pengukuran lebar penyebaran dan pola distribusi cairan dengan menderetkan gelas air mineral. e. Knapsack electric sprayer dikenakan pada seorang operator dan dipersilahkan untuk berjalan lurus pada suatu lintasan. f. Tepat di bawah nosel akan diletakkan water sensitive paper. Kemudian dilakukan penyesuaian ketinggian 60 cm dan akan dikombinasikan jenis nosel yang dipakai, dengan ini terdapat 9 kombinasi data yang berbeda. g. Pengumpulan kembali water sensitive paper setelah diberikan beberapa saat dengan maksud supaya butir-butir yang halus sudah mencapai permukaan kolektor. h. Setelah water sensitive paper dirasakan kering maka segera dimasukkan ke dalam plastik, hal ini untuk menghindari kotoran dan kerusakan akibat kontak dengan udara luar yang terjadi pada water sensitive paper. i. Water sensitive paper yang telah manampung butiran semprot, dilakukan scan dengan menggunakan scanner. j. Dilakukan pengujian lapang pada lahan datar yang memiliki kepadatan gulma beragam untuk mendapatkan KLT, KLE dan efisiensi lapang. k. Data yang telah diolah selanjutnya digunakan sebagai bahan penulisan skripsi.
18
Gambar 15 Desain orthogonal rancangan blower udara paksa untuk memodifikasi penyemprotan
19
Hasil Modifikasi Nosel Udara Paksa Proses modifikasi nosel dengan udara paksa hanya diterapkan pada elektrik sprayer untuk meratakan hasil penyemprotan. Tujuan fungsional yang ingin dicapai adalah pola sebaran yang tepat pada titik semprot sesuai pada perpindahan batang nosel di lokasi penyemprotan, blower mendapatkan sumber listrik dari aki yang terdapat pada elektrik sprayer untuk memutar pompa. Kegiatan modifikasi ini tidak terdapat perubahan dalam tangki, pompa dan tuas pompa. Blower Modifikasi yang pertama dilakukan adalah menentukan blower yang hendak diaplikasikan pada sprayer dengan kriteria yang sesuai dengan yang diharapkan meliputi bobot blower 20-50 gram , penyearah fluida dengan diameter 15-20 cm, beban listrik 5-15 Watt seperti pada Gambar 16. Melalui perhitungan teknis dan survey pasar pada jenis kipas maka dipilih kipas dengan spesifikasi berikut ini (Tabel 3). Tabel 3 Spesifikasi kipas Spesifikasi Daya Arus Putaran maksimum Panjang keseluruhan Lebar kipas Berat
Besaran atau bahan 15 Watt DC 750 rpm 12 cm 15-20 cm 74 gram
(a) ( b) Gambar 16 Hasil perancangan nosel blower (a) Tampak atas, (b) Tampak samping
20
Rangkaian Elektronika Segitiga Dioda Rangkaian ini diterapkan untuk membuat putaran kipas tetap searah meskipun dengan kondisi penerapan pada sumber daya (aki) yang terbalik seperti yang terpasang pada Gambar 17.
Gambar 17 Rangkaian pendukung penerapan blower Perhitungan Daya Terpakai Penambahan penyalur daya listrik untuk mendukung implementasi blower pada nosel yang memanfaatkan energi pada aki sprayer. Secara teknis pengaruh pada ketersediaan energi yang ter-cover oleh aki, pendekatan teknisnya dapat dilihat pada perhitungan berikut Beban pompa Blower Total beban Aki yang digunakan 12 V, 12 Ah Arus 40 Watt/12 V Sehingga 12 Ah/3.33 A Nilai diefisiensi baterai Prakiraan waktu habis baterai
= 24.8 Watt = 15 Watt = 40 Watt = 3.33 A = 3.6 jam = 0.5 jam = (3.6: 3.33) – 0.5 jam = 3 jam
21
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Perbedaan Nosel Terhadap Debit Keluaran Cairan Pengambilan data pengaruh nosel terhadap debit ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tekanan yang diberikan oleh pompa antara penggunaan sprayer manual dengan pompa listrik pada waktu penyemprotan yang telah ditetapkan, tekanan juga berpengaruh terhadap sebaran nosel karena perubahan tekanan akan menentukan luasan semprot pada setiap jenis nosel. Tabel 4 Hasil pengukuran tekanan Ulangan 1 2 3 Rata-rata
Tekanan Sprayer Manual (bar) 3.2 2.8 3.6 3.2
Tekanan Sprayer Elektrik (bar) 4 4.6 3.9 4.1
Hasil pengukuran tekanan pada sprayer manual, seperti ditampilkan pada Tabel 4 menunjukan besaran 3 bar dan sprayer elektrik 4 bar. Penyebab dari perbedaan tekanan yang dihasilkan dipengaruhi oleh gaya tekan yang diberikan oleh kedua jenis sprayer tersebut yang berbeda. Berdasarkan data hal ini mempengaruhi debit keluaran yang terukur seperti pada Gambar 18.
Keterangan : ES : Elektrik Sprayer
MS : Manual Sprayer
Gambar 18 Histogram hasil pengukuran debit rata-rata jenis sprayer dan dengan
22
beragam nosel Sebaran Penyemprotan Nilai sebaran penyemprotan yang diukur menggunakan patternator atau apprat uji sprayer memiliki keterkaitan yang erat terhadap debit yang dikeluarkan pada masing-masing jenis sprayer. Nilai sebaran berpengaruh pada cara aplikasi untuk tiap jenis sprayer, semakin tinggi nilai sebarannya maka penggunaan sprayer diharapkan dapat menyesuaikan dalam hal perpindahan batang nosel yang hendak mendistribusikan. Gambar 19 di bawah ini menunjukan sebaran droplet pada pengujian di apprat uji sprayer.
Gambar 19 Histogram sebaran sprayer elektrik dengan nosel tipe cone
Gambar 20 Histogram sebaran sprayer manual dengan nosel tipe cone
23
Berdasarkan Gambar 20 di atas menunjukkan sebaran pada sprayer manual lebih merata dengan nilai sebaran yang ditentukan dengan menghitung CU sebesar 74.2% sedangkan sprayer elektrik 72.7%. Perbedaan tekanan mempengaruhi jumlah droplet yang dikeluarkan terlihat dari jumlah dropletnya sprayer elektrik lebih besar dengan titik puncak 50 gram dan sprayer manual nilai maksimalnya 45 gram. Hasil analisis penggunaan sprayer elektrik nosel cone dapat lebih baik penerapannya dengan meningkatkan kecepatan perpindahan penyemprotan untuk menghindari overlaping yang diakibatkan jumlah nosel yang ada.
Gambar 21 Histogram sebaran sprayer elektrik dengan nosel tipe flat
Gambar 22 Pola sebaran nosel flat pada sprayer elektrik
24
Gambar 23 Histogram sebaran sprayer manual dengan nosel tipe flat Perbandingan sebaran pada tiap jenis sprayer dengan nosel tipe flat menunjukkan sedikit perbedaan pada nilai CU seperti ditunjukkan pada histogram Gambar 21, pada penggunaan nosel ini berlaku nilai sebaran sprayer elektrik lebih merata dengan CU 75.3 % sedangkan sprayer manual 59.6 % dengan histogram hasil sebaran seperti pada Gambar 23.
Gambar 24 Histogram sebaran sprayer elektrik dengan nosel tipe deflektor
25
Gambar 25 Pola sebaran nosel deflektor sprayer elektrik
Gambar 26 Histogram sebaran sprayer manual dengan nosel tipe deflektor Penerapan nosel tipe deflektor berdasarkan pada hasil pengujian memiliki tingkat penyebaran yang kurang menginterpretasikan droplet yang merata (Gambar 25) dengan nilai CU pada sprayer manual 57.3 % secara visual histogramnya seperti pada Gambar 24 dan Gambar 26 untuk sprayer manual 51 %.
Pengaruh Angin pada Distribusi Droplet Penyebaran droplet yang terjadi dari hasil pengamatan menunjukkan perbedaan pada tiap-tiap nosel. Penelitian skala laboratorium dapat menjadi informasi yang penting untuk mengetahui kondisi yang optimum di lapangan, sedangkan dalam aplikasi sprayer di lapangan penelitian dalam laboratorium perlu dilakukan analisis-analisis yang mengacu pada kondisi lapang untuk dapat menginterpretasikan kondisi di lapang, sehingga penelitian di laboratorium dapat dijadikan acuan untuk mengembangkan penggunaan sprayer di lapangan,
26
penelitian ini dilakukan analisis pada pengaruh angin yang terjadi pada sebaran droplet, sebagai contoh investasi angin (1.32 m/s) akan menunjukkan sebaran droplet seperti pada Gambar 27.
Gambar 27 Histogram pergeseran titik jatuh droplet Berdasarkan hasil yang digambarkan pada Gambar 27 di atas menunjukkan bahwa angin memiliki dampak yang cukup besar dalam investasi inefficiency penerapan sprayer di lapangan. Pada pengujian-pengujian sebelumnya bobot tertampung pada gelas setiap menit sebesar 775 gram dan setelah dilakukan modifikasi kondisi angin sebesar 1.23 m/s total bobot air tertampung / menit sebesar 709 gram, hal itu membuat terjadinya inefficiency pada penyebaran droplet sebesar 66 gram yang jika di lapangan biasanya menjadi overlaping pada target penyemprotan. Pendekatan teknis dalam pengaruh gaya samping dari angin ini dapat digambarkan dalam simulasi berikut ini.
Gambar 28 Profil kecepatan angin dan pengaruh gaya yang ditimbulkan Pada analisis ini (Gambar 28) gaya gravitasi tidak diperhitungkan karena berdasarkan hasil pengamatan secara visual pada proses penelitian menunjukkan bahwa angin akan lebih cepat mengakibatkan pergeseran pada titik penyemprotan, hal ini dipengaruhi kecilnya bobot yang terdapat pada droplet. Perhitungan dari resultan, perpindahan dan arah droplet akibat pengaruh angin dapat dilihat pada Tabel 5 berikut.
27
Tabel 5 Pengaruh angin pada pergeseran titik droplet Tinggi penyemprotan (m) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
Hasil pengukuran V angin (m/s) 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2
Kecepatan blower max (m/s) 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7
Resultan
Pergeseran titik droplet (m)
2.75 2.80 2.88 2.98 3.09 3.22 3.36
0.61 0.62 0.64 0.66 0.69 0.72 0.75
Hasil Uji Fungsional Modifikasi Nosel Udara Paksa Hasil pengukuran pada blower yang memiliki spesifikasi DC 12 V, Pemaksaan udara pada penyemprot pada penerapan blower, jika dilihat secara visual maka terlihat pengaruh yang ditimbulkan yakni aliran udara turbulen, hal itu secara umum memiliki pengaruh yang signifikan pada pola sebaran sprayer elektrik, karena faktor pembatas pada implementasi blower paksa ini adalah ketersediaan energi listrik untuk memutar fan maka nosel dengan blower hanya diterapkan pada sprayer elektrik. Pada pengujian secara umum memiliki pengaruh pada pola sebaran droplet, hal itu dapat dilihat pada Gambar 29, Gambar 30 dan Gambar 31 di bawah ini.
Gambar 29 Histogram sebaran hasil dorongan udara paksa menggunakan blower pada nosel cone
28
Gambar 30 Histogram sebaran hasil dorongan udara paksa menggunakan blower pada nosel flat
Gambar 31 Histogram sebaran hasil dorongan udara paksa menggunakan blower pada nosel deflektor
Hasil Pengujian Lapang Pengendalian gulma pada lahan pertanian merupakan kegiatan perawatan tanaman yang penting, gulma akan menjadi kompetitor bagi tanaman budidaya untuk mendapatkan nutrisi dari tanah. Pengujian lapang pada sprayer elektrik menunjukkan hasil yang baik, secara substantif efisiensi lapang penggunaan sprayer dapat dijadikan dasar dalam pemilihan jenis sprayer yang sesuai. Pengujian ini menggunakan lahan di Laboratorium Lapang Siswadhi Supardjo
29
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem dengan luas tiap lahan uji 400 m2 dengan jumlah area lahan uji tiga lahan, yakni dengan penerapan sebagai berikut lahan 1: sprayer manual, lahan 2: sprayer elektrik, lahan 3: sprayer elektrik dengan nosel termodifikasi. Pada penelitian ini keseluruhan menggunakan nosel cone dengan herbisida tipe kontak (merek gramoxone), penentuan herbisida terpilih ini berdasarkan dominasi gulma yang terdapat di lahan uji (Gambar 32).
Gambar 32 Salah satu gulma pada lahan uji Ageratum conyzoides (Babadotan) Pengukuran KLT dan KLE dalam pengujian kinerja sprayer dari tiap lahan pengujian dengan KLT sebesar 0.36 ha/jam untuk kecepatan penyemprotan 2 m/s. Hasil pengujian untuk luas lahan 400 m2 membutuhkan 12 liter sprayer manual dan 16.8 liter sprayer elektrik. Secara teoritis data ini dapat dijadikan acuan pada semua lahan uji. Sedangkan untuk data Kapasitas Lapang Efektif dengan kecepatan penyemprotan yang terukur untuk lahan 1 (sprayer manual) sebesar 11 menit, lahan 2 (sprayer elektrik) sebesar 8 menit dan lahan 3 (sprayer elektrik dengan nosel termodifikasi) 9 menit, penentuan hasil perhitungan KLE meliputi 0.21 ha/jam (lahan uji 1); 0.13 ha/jam (lahan uji 2); 0.26 ha/jam (lahan uji 3). Berdasarkan perhitungan dengan perbandingan KLE dan KLE didapatkan nilai efisiensi sebagai berikut 60% (lahan uji 1); 83% (lahan uji 2); 74% (lahan uji 3). Kegiatan pengambilan data lapang seperti yang ditampilkan pada Gambar 33 di bawah ini.
Gambar 33 Kegiatan pengujian sprayer elektrik nosel termodifikasi
30
Penyemprotan Gulma pada Lahan Aplikasi Sprayer Elektrik Penggunaan sprayer elektrik memiliki nilai aplikasi pada lahan pertanian yang cukup tinggi, hal tersebut dapat dilihat dengan efisiensinya yang cukup besar mencapai 83%, selain itu penggunaan sprayer jenis ini juga lebih mudah digunakan karena tanpa melakukan pemompaan sehingga tekanan yang dihasilkan dapat secara konstan 4 bar, karena besarnya tekanan tersebut maka debit yang dikeluarkan juga besar sehingga titik penyemprotan harus benar-benar tepat untuk menghindari terbuangnya cairan herbisida yang akan berpengaruh pada biaya bahan kimia. Penerapan blower untuk memaksa aliran droplet dan memperkecil pengaruh aliran udara luar yang diakibatkan dari perpindahan titik penyemprotan ke titik yang lainnya ataupun angin alami yang sering terjadi pada saat proses penyemprotan. Modifikasi nosel dengan blower kecepatan > 800 rpm memiliki tekanan udara hingga 0.92 bar yang diukur menggunakan timbangan tekan digital yang sensitif terhadap aliran udara pada jarak 0.40 meter dari blower. Mekanisme kerja nosel termodifikasi ini seperti ditampilkan pada Gambar 34 di bawah ini.
(b) (a) Gambar 34 (a) Nosel dengan blower tidak aktif dan (b) Nosel dengan blower yang aktif
Hasil Penyemprotan Pengendalian gulma yang menjadi salah satu tujuan dari penelitian ini ditunjukkan dari hasil penyemprotan menggunakan beberapa parameter yang ditentukan, melalui hasil penyemprotan tersebut akan terlihat apakah sprayer elektrik memungkinkan untuk direkomendasikan pada proses pengendalian gulma atau tidak, selain itu spesifikasi apa saja yang menjadi kriteria yang harus diterapkan dalam penggunaan sprayer elektrik. Berikut ditampilkan secara visual untuk menjadi rujukan dalam uji banding nyata secara visual hasil penyemprotan dapat dilihat pada Gambar 35, Gambar 36, Gambar 37 dan Gambar 38.
31
Gambar 35 Kerapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-1
Gambar 36 Kerapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-2 dengan penggunaan sprayer manual
Gambar 37 Kerapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-2 dengan penggunaan sprayer elektrik
32
Gambar 38 Kerapatan gulma dilihat dengan papan sampel pada penyemprotan hari ke-2 sprayer elektrik nosel termodifikasi Berdasarkan hasil secara visual jika dilihat secara kerapatan dari papan sampel gulma, maka ditunjukkan bahwa pada hari ke-1 untuk kerapatan gulma masih memiliki kerapatan 100%. Kondisi tersebut telah disamakan pada setiap lahan uji, secara keseluruhan juga menunjukan hasil yang sama yakni belum menunjukkan kematian gulma secara signifikan. Sedangkan pada hari ke-2 menunjukkan hasil yang signifikan dengan kematian gulma pada lahan 1 (sprayer manual) menunjukkan kematian gulma 83%, lahan 2 (sprayer elektrik) kematian gulma mencapai 93% dan lahan 3 (sprayer elektrik nosel blower termodifikasi) kematiannya mencapai 89%. Keseluruhan gulma tersebut dapat dikendalikan dengan jenis herbisida gramoxone.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Hasil modifikasi pada proses penyemprotan memiliki pengaruh yang cukup signifikan untuk mengurangi pergeseran titik semprot, melalui hasil rancangan blower dengan tenaga listrik yang terintegrasi pada sumber listrik pada aki elektrik sprayer maka tidak lagi membutuhkan komponen penyimpan daya tambahan. Berdasarkan hasil pengujian maka dengan kecepatan angin sebesar 1.32 m/s maka dapat mengurangi pergeseran droplet sepanjang 0.75 m, kondisi ini akan semakin baik jika kecepatan angin yang dihasilkan oleh blower lebih besar.
Saran Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk menentukan penggunaan kedua sprayer ini dengan dianalisis melalui nilai ekonomi, selain itu secara teknis perlu adanya data hasil penelitian mengenai jenis aliran yang terjadi.
33
DAFTAR PUSTAKA [BSN] Badan Standar Nasional. 2008. SNI Alat Pemeliharaan Tanaman Sprayer Gendong Semi-Otomatis Unjuk Kerja dan Metode Uji. Jakarta (ID) : BSN Indonesia. Daywin FJ, Sitompul RG,Imam H. 1992. Mesin-Mesin Budidaya Pertanian. Bogor (ID) : JICA-DGHE/IPB Project. Houmy K. 1999. Knapsack sprayer A Partical user’s Guide. Morocco (MA) : Institute Agronomique et Veterenaire Hasan II. Matthews GA. 1992. Pesticide Application Methodes. London (GB) :Longman Patel LS. 1978. Plant Protection Equipment For Small and Marginal Farmers. Bulletin Agricultural Mechanization In Asia. Prasetyo AB. 2013. Jenis–jenis Gulma pada Tanaman Padi dan Cara Penanggulangannya. Jawa Timur (ID) : BPP Gading Kabupaten Probolinggo. Smith HP, Wilkes LH. 2006. Mesin dan Peralatan Usaha Tani (edisi ke 6 Penerjemah Ir Tri Purwadi, MEng.). Yogyakarta (ID) : UGM pr.
34
Lampiran 1 Data hasil pengukuran sprayer elektrik nosel tipe cone
No. Gelas 1
Hasil Pengukuran (gr) 18.8
2
33.4
3
47.9
4
51.0
5
45.8
6
38.8
7
34.9
8
30.6
9
31.0
10
31.4
11
27.6
12
28.5
13 14
31.5 35.3
B erat (kg) 0. 0188 0. 0334 0. 0479 0. 051 0. 0458 0. 0388 0. 0349 0. 0306 0. 031 0. 0314 0. 0276 0. 0285 0. 0315 0.
ρ (kg/m3)
V (m3)
A (c
Xi
Peng urutan
(XiXv)
3.31E -08 1.92E -07 1.92E -07 2.01E -07 2.21E -07 2.32E -07 2.43E -07 2.76E -07 2.87E -07 2.98E -07 3.52E -07 3.84E -07 3.89E -07 3.89E
3.89 E-07 2.30 E-07 2.30 E-07 2.20 E-07 2.01 E-07 1.90 E-07 1.79 E-07 1.46 E-07 1.35 E-07 1.24 E-07 6.94 E-08 3.74 E-08 3.28 E-08 3.28
m2 ) 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10
1. 9E-05 3. 3E-05 4. 8E-05 5. 1E-05 4. 6E-05 3. 9E-05 3. 5E-05 3. 1E-05 3. 1E-05 3. 1E-05 2. 8E-05 2. 9E-05 3. 2E-05 3.
6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6.
3.09E-07 3.06E-07 4.38E-07 4.67E-07 7.53E-07 3.55E-07 3.19E-07 5.03E-07 5.10E-07 5.17E-07 2.53E-07 2.61E-07 5.18E-07 5.81E-07
2
15 16 17 18 19 20
41.0 43.0 47.7 37.8 24.0 10.8
0353 0. 041 0. 043 0. 0477 0. 0378 0. 024 0. 0108
00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00
5E-05 4. 1E-05 4. 3E-05 4. 8E-05 3. 8E-05 2. 4E-05 1. 1E-05
1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02
3.93E-07 4.36E-07 3.46E-07 3.95E-07 9.88E-08
Pengukuran Volume (liter) Debit (liter / s) Rata-rata (Xav) Xiq DU Jumlah (Xi-Xav) UC Lampiran 2 Data hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe cone N o. Gelas 1
Hasil Pengukuran (gr) 12.3
B erat (kg) 0. 0123
Ρ (kg/m3)
V (m3)
A (c
-07 3.98E -07 4.05E -07 4.10E -07 4.12E -07 4.30E -07 4.41E -07
6.74E-07
E-08 2.37 E-08 1.64 E-08 1.18 E-08 9.95 E-09 8.35 E-09 1.95 E-08
Hasil 6.91E-01 1.15E-02 4.22E-07 4.38E-07 1.04E+00 2.30E-06 7.27E+01 Xi
Peng urutan
(XiXv)
3.31E -08
3.25 E-07
m2 ) 10 00
1. 2E-05
6. 1E+01
2.02E-07
3
2 3 4
15.2 30.3 35.2
5
40.2
6
30.1
7
30.6
8
29.3
9
28.7
10
29.0
11
23.0
12
21.0
13
31.0
14
29.0
15
42.0
16 17
40.3 42.0
0. 0152 0. 0303 0. 0352 0. 0402 0. 0301 0. 0306 0. 0293 0. 0287 0. 029 0. 023 0. 021 0. 031 0. 029 0. 042 0. 0403 0.
10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10
1. 5E-05 3. 0E-05 3. 5E-05 4. 0E-05 3. 0E-05 3. 1E-05 2. 9E-05 2. 9E-05 2. 9E-05 2. 3E-05 2. 1E-05 3. 1E-05 2. 9E-05 4. 2E-05 4. 0E-05 4.
1. 1E+02 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1.
1.39E-07 2.77E-07 3.22E-07 6.61E-07 2.75E-07 2.80E-07 4.82E-07 4.72E-07 4.77E-07 2.10E-07 1.92E-07 5.10E-07 4.77E-07 6.91E-07 3.69E-07 3.84E-07
1.92E -07 1.92E -07 2.01E -07 2.21E -07 2.32E -07 2.43E -07 2.76E -07 2.87E -07 2.98E -07 3.52E -07 3.84E -07 3.89E -07 3.89E -07 3.98E -07 4.05E -07 4.10E
1.66 E-07 1.66 E-07 1.57 E-07 1.38 E-07 1.27 E-07 1.16 E-07 8.28 E-08 7.18 E-08 6.07 E-08 6.28 E-09 2.57 E-08 3.03 E-08 3.03 E-08 3.95 E-08 4.68 E-08 5.14
4
042 18
34.0
00 0.
034 19 20
21.3 9.5
10 00
0. 0213 0. 0095
10 00 10 00
2E-05 3. 4E-05 2. 1E-05 9. 5E-06
1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02
Pengkuran Volume (liter) Debit (liter / s) Rata-rata (Xav) Xiq DU Jumlah (Xi-Xav) UC
-07 4.12E -07 4.30E -07 4.41E -07
3.11E-07 3.50E-07 8.69E-08
E-08 5.32 E-08 7.15 E-08 8.27 E-08
Hasil 5.74E-01 9.57E-03 3.59E-07 3.13E-07 8.73E-01 1.85E-06 7.42E+01
Lampiran 3 Data hasil pengukuran sprayer elektrik nosel tipe flat No. Gelas 1
Hasil Pengukuran (gr) 1
Berat (kg)
ρ (kg/m )
V (m )
A (cm )
Xi
3
1
1. 3E-05 1. 2E-05 1. 5E-05
6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02
2.17E-07
3
0.0132 000
2
4.5
0.0121
3
3.5
0.0152
1 000 1 000
2
1.11E-07 1.39E-07
Peng urutan 3.31E -08 1.92E -07 1.92E -07
(XiXv) 5.19E04 5.19E04 5.19E04
5
4
6.6
0.0212
1 000
5
10.4
0.0194
6
24
0.024
1 000 1 000
7
49.6
0.0496
1 000
8
85
0.085
9
94
0.094
10
85.1
0.0851
1 000 1 000 1 000
11
73.1
0.0731
1 000
12
85
0.085
13
77.2
0.0772
1 000 1 000
14
44.6
0.0446
1 000
15
22.9
0.0229
16
11.4
0.0114
17
6.3
0.013
1 000 1 000 1 000
18
2.4
0.0124
1
2. 1E-05 1. 9E-05 2. 4E-05 5. 0E-05 8. 5E-05 9. 4E-05 8. 5E-05 7. 3E-05 8. 5E-05 7. 7E-05 4. 5E-05 2. 3E-05 1. 1E-05 1. 3E-05 1.
1. 1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 1.
1.94E-07 3.19E-07 2.20E-07 4.54E-07 1.40E-06 1.55E-06 1.40E-06 6.69E-07 7.78E-07 1.27E-06 7.34E-07 3.77E-07 1.04E-07 1.19E-07 1.13E-07
2.01E -07 2.21E -07 2.32E -07 2.43E -07 2.76E -07 2.87E -07 2.98E -07 3.52E -07 3.84E -07 3.89E -07 3.89E -07 3.98E -07 4.05E -07 4.10E -07 4.12E
5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E04 5.19E-
6
000 19
1.8
0.0094
20
0.5
0.0072
2E-05 9. 4E-06 7. 2E-06
1 000 1 000
1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02
-07 4.30E -07 4.41E -07
1.55E-07 6.59E-08
Pengukuran Volume (liter) Debit (liter / s) Rata-rata (Xav) Xiq DU Jumlah (Xi-Xav) UC
04 5.19E04 5.19E04
Hasil 7.75E-01 1.29E-02 5.19E-04 2.00E-07 3.85E-04 1.04E-02 5.96E-02
Lampiran 4 Data hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe flat
No. Gelas 1
Hasil Pengukuran (gr)
B erat (kg)
2.0 2.3
3
2.8
4
6.8
V (m )
A (cm )
Xi
3
10
2. 0E-06 2. 3E-06 2. 8E-06 6. 8E-06
6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 1. 1E+02
3.29E-08
0. 002
2
ρ (kg/m ) 3
0. 0023 0. 0028 0. 0068
00 10 00 10 00 10 00
2
2.10E-08 2.56E-08 6.22E-08
Peng urutan
(XiXv)
3.31E -08 1.92E -07 1.92E -07 2.01E -07
3.53 E-07 1.94 E-07 1.94 E-07 1.85 E-07
7
5 6 7
8.7 10.4 21.3
8
86.4
9
70.3
10
78.3
11
75.2
12
85.3
13
45.7
14
32.1
15
20.1
16
10.2
17
8.5
18
1.8
19 20
1.0 0.2
0. 0087 0. 0104 0. 0213 0. 0864 0. 0703 0. 0783 0. 0752 0. 0853 0. 0457 0. 0321 0. 0201 0. 0102 0. 0085 0. 0018 0. 001 0.
10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10
8. 7E-06 1. 0E-05 2. 1E-05 8. 6E-05 7. 0E-05 7. 8E-05 7. 5E-05 8. 5E-05 4. 6E-05 3. 2E-05 2. 0E-05 1. 0E-05 8. 5E-06 1. 8E-06 1. 0E-06 2.
6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 1.
1.43E-07 9.51E-08 1.95E-07 1.42E-06 1.16E-06 1.29E-06 6.88E-07 7.80E-07 7.52E-07 5.28E-07 3.31E-07 9.33E-08 7.78E-08 1.65E-08 1.65E-08 1.83E-09
2.21E -07 2.32E -07 2.43E -07 2.76E -07 2.87E -07 2.98E -07 3.52E -07 3.84E -07 3.89E -07 3.89E -07 3.98E -07 4.05E -07 4.10E -07 4.12E -07 4.30E -07 4.41E
1.66 E-07 1.55 E-07 1.44 E-07 1.11 E-07 9.95 E-08 8.85 E-08 3.40 E-08 2.02 E-09 2.56 E-09 2.56 E-09 1.17 E-08 1.90 E-08 2.36 E-08 2.54 E-08 4.37 E-08 5.49
8
0002
00
0E-07
1E+02
Pengukuran Volume Debit (liter / s) Rata-rata (Xav) Xiq DU Jumlah (Xi-Xav) UC
-07
E-08
Hasil 5.69E-01 9.49E-03 3.86E-07 6.33E-08 1.64E-01 1.91E-06 7.53E+01
Lampiran 5 Data hasil pengukuran sprayer elektrik nosel tipe deflektor No. Gelas 1
Hasil Pengukuran (gr) 12.7
Berat (kg)
ρ 3 (kg/m )
V (m3) 2
0.0127
10
1.3E-05
10
1.2E-05
10
2.3E-05
10
3.2E-05
10
3.5E-05
10
4.5E-05
10
5.4E-05
00 2
11.7
0.0117 00
3
23.1
0.0231
4
32.1
0.0321
00 00 5
35.4
0.0354 00
6
45.3
0.0453 00
7
54.2
A (cm
0.0542 00
Xi
Peng urutan
(XiXv)
)
6.1 E+01 1.1 E+02 1.1 E+02 1.1 E+02 6.1 E+01 1.1 E+02 1.1 E+02
2.09E07 1.07E07 2.11E07 2.94E07 5.82E07 4.14E07 4.96E07
3.31E -08 1.92E -07 1.92E -07 2.01E -07 2.21E -07 2.32E -07 2.43E -07
5.06E07 3.47E07 3.47E07 3.38E07 3.19E07 3.08E07 2.97E07
9
8
68.3
0.0683
10
6.8E-05
10
8.4E-05
10
7.4E-05
10
8.6E-05
10
8.5E-05
10
7.5E-05
10
3.6E-05
10
3.1E-05
10
2.5E-05
10
1.1E-05
10
2.5E-05
10
1.2E-05
10
9.4E-06
00 9
84.3
0.0843 00
10
74.3
0.0743 00
11
86.3
0.0863
12
85.3
0.0853
00 00 13
75.4
0.0754 00
14
35.6
0.0356
15
31.3
0.0313
00 00 16
24.8
0.0248 00
17
11.0
0.011
18
24.7
0.0247
00 00 19
11.5
0.0115 00
20
9.4
0.0094 00
Pengukuran Volume (liter) Debit (liter / s)
6.1 E+01 6.1 E+01 6.1 E+01 1.1 E+02 1.1 E+02 6.1 E+01 6.1 E+01 6.1 E+01 1.1 E+02 1.1 E+02 1.1 E+02 6.1 E+01 1.1 E+02
1.12E06 1.39E06 1.22E06 7.90E07 7.80E07 1.24E06 5.86E07 5.15E07 2.27E07 1.01E07 2.26E07 1.89E07 8.60E08
Hasil 8.37E-01 1.39E-02
2.76E -07 2.87E -07 2.98E -07 3.52E -07 3.84E -07 3.89E -07 3.89E -07 3.98E -07 4.05E -07 4.10E -07 4.12E -07 4.30E -07 4.41E -07
2.64E07 2.53E07 2.41E07 1.87E07 1.55E07 1.50E07 1.50E07 1.41E07 1.34E07 1.29E07 1.28E07 1.09E07 9.81E08
10
Rata-rata (Xav) Xiq DU Jumlah (Xi-Xav) UC
5.39E-07 3.03E-07 5.62E-01 4.60E-06 5.73E+01
Lampiran 6 Data hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe deflektor No. Gelas 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Hasil Sebaran (gram) 9.5 19.4 30.0 40.0 30.0 21.0 60.3 72.0 77.2
B
Ρ
V (m3)
A (cm2)
Xi
10
9. 5E-06 1. 9E-05 3. 0E-05 4. 0E-05 3. 0E-05 2. 1E-05 6. 0E-05 7. 2E-05 7.
6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6.
1.56E-07
erat (kg) 0. 0095 0. 0194 0. 03 0. 04 0. 03 0. 021 0. 0603 0. 072 0.
00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10
1.77E-07 2.74E-07 3.66E-07 4.94E-07 1.92E-07 5.52E-07 1.18E-06 1.27E-06
Peng urutan
(XiXv)
3.31E -08 1.92E -07 1.92E -07 2.01E -07 2.21E -07 2.32E -07 2.43E -07 2.76E -07 2.87E
5.73 E-07 4.14 E-07 4.14 E-07 4.05 E-07 3.86 E-07 3.74 E-07 3.63 E-07 3.30 E-07 3.19
11
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
69.0 83.5 88.7 92.2 91.3 24.9 38.9 32.7 22.7 23.4 7.6
0772 0. 069 0. 0835 0. 0887 0. 0922 0. 0913 0. 0249 0. 0389 0. 0327 0. 0227 0. 0234 0. 0076
00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00
Pengukuran Volume (liter) Debit (liter / s) Rata-rata (Xav) Xiq
7E-05 6. 9E-05 8. 4E-05 8. 9E-05 9. 2E-05 9. 1E-05 2. 5E-05 3. 9E-05 3. 3E-05 2. 3E-05 2. 3E-05 7. 6E-06
1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 6. 1E+01 6. 1E+01 1. 1E+02 1. 1E+02 1. 1E+02 6. 1E+01 1. 1E+02
1.14E-06 7.64E-07 8.12E-07 1.52E-06 1.50E-06 4.10E-07 3.56E-07 2.99E-07 2.08E-07 3.85E-07 6.95E-08
Hasil 9.34E-01 1.56E-02 6.06E-07 2.77E-07
-07 2.98E -07 3.52E -07 3.84E -07 3.89E -07 3.89E -07 3.98E -07 4.05E -07 4.10E -07 4.12E -07 4.30E -07 4.41E -07
E-07 3.08 E-07 2.54 E-07 2.22 E-07 2.17 E-07 2.17 E-07 2.08 E-07 2.01 E-07 1.96 E-07 1.94 E-07 1.76 E-07 1.65 E-07
12
m/s
DU Jumlah (Xi-Xav)
4.56E-01 5.94E-06
U
5.10E+01
Lampiran 7 Data hasil pengukuran sprayer manual nosel tipe cone dengan investasi angin luar 1.2 C No. Gelas Hasil H B ρ V A Xi Sebaran(gram) asil erat (m3) Sebaran (kg) (gr) 1
0
0
0
2
0.3
2.
0 .0025 0 .0015 0 .0086 0 .0104 0 .0153 0 .0496 0 .085
1 000
5 3
1.2
1. 5
4
2.6
5
9.4
8. 6 1 0.4
6
15.3
1 5.3
7
29.6
8
55
4 9.6 8 5
1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000
0.0E +00 2.5E -06 1.5E -06 8.6E -06 1.0E -05 1.5E -05 5.0E -05 8.5E -05
6.1E+ 01 1.1E+ 02 1.1E+ 02 1.1E+ 02 6.1E+ 01 1.1E+ 02 1.1E+ 02 6.1E+ 01
0.00 E+00 2.29 E-08 1.37 E-08 7.87 E-08 1.71 E-07 1.40 E-07 4.54 E-07 1.40 E-06
Peng urutan
(X i-Xv)
3.31E -08 1.92E -07 1.92E -07 2.01E -07 2.21E -07 2.32E -07 2.43E -07 2.76E -07
4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04
13
9
64
9 4
10
83.1
11
83.1
8 3.1 8 3.1
12
65
8 5
13
77.2
14
53.6
15
52.9
7 7.2 5 3.6 2 2.9
16
51.4
1 1.4
17
57.3
18
61.4
6. 3 1. 4
19
32.8
0. 8
20
29.5
0. 5
0 .094 0 .0831 0 .0831 0 .085 0 .0772 0 .0536 0 .0229 0 .0114 0 .0063 0 .0014 0 .0008 0 .0005
Pengukuran Volume (liter) Debit (liter / s)
1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000
9.4E -05 8.3E -05 8.3E -05 8.5E -05 7.7E -05 5.4E -05 2.3E -05 1.1E -05 6.3E -06 1.4E -06 8.0E -07 5.0E -07
6.1E+ 01 6.1E+ 01 1.1E+ 02 1.1E+ 02 6.1E+ 01 6.1E+ 01 6.1E+ 01 1.1E+ 02 1.1E+ 02 1.1E+ 02 6.1E+ 01 1.1E+ 02
Hasil 6.92E-01 1.15E-02
1.55 E-06 1.37 E-06 7.60 E-07 7.78 E-07 1.27 E-06 8.82 E-07 3.77 E-07 1.04 E-07 5.76 E-08 1.28 E-08 1.32 E-08 4.57 E-09
2.87E -07 2.98E -07 3.52E -07 3.84E -07 3.89E -07 3.89E -07 3.98E -07 4.05E -07 4.10E -07 4.12E -07 4.30E -07 4.41E -07
4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04 4.7 2E-04
14
Rata-rata (Xav) Xiq DU Jumlah (Xi-Xav) UC
4.73E-04 7.11E-08 1.50E-04 9.44E-03 6.54E-02
Lampiran 8 Dokumentasi kegiatan pengambilan data di laboratorium
15
16
Lampiran 9 Dokumentasi hasil perancangan modifikasi
17 Lampiran 10 Dokumentasi pengujian lapang
18
RIWAYAT HIDUP Muhammad Nafis Rahman, lahir di Kacapura Kec. Semaka Kab. Tanggamus Provinsi Lampung pada tanggal 25 April 1991, putra pertama dari empat bersaudara dari pasangan Drs. Fathurrahman dan Faiqoturrahmah. Penulis pernah bersekolah di SDN 1 Sidoharjo Pringsewu Lampung dan lulus pada tahun 2003. Penulis meneruskan pendidikannya di SMPN 1 Pringsewu dan lulus pada tahun 2006. Penulis kemudian melanjutkan kembali jenjang pendidikannya ke MAN Pringsewu dan lulus pada tahun 2009 serta pada tahun yang sama penulis diterima di IPB, Fakultas Teknologi Pertanian Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di beberapa kegiatan, baik organisasi kemahasiswaan, olahraga maupun kejuaraan penalaran pemikiran dibidang teknologi tepat guna khususnya bidang pertanian. Di dalam organisasi pada tahun 2010-2011 penulis aktif di Himpunan Keprofesian Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian sebagai staff Div. Ristek (HIMATETA) dan pada tahun 2011-2012 penulis diberikan mandat untuk menjadi ketua klub Mesin dan Energi Terbarukan Himateta, sedangkan untuk bidang olahraga penulis pernah menjadi kontingen catur pada kejuaraan Olimpiade Mahasiswa IPB maupun pertandingan antar departemen. Penulis juga aktif melakukan riset-riset dibidang perancangan teknologi tepat guna, hal ini dapat dilihat dengan banyaknya kejuaraan teknologi yang penulis pernah ikuti, pada tahun 2012 penulis menjadi finalis dan Juara Favorit Nasional pada Mandiri Young Technopreneur Award 2011 dan pada tahun 2012 penulis menyabet medali emas pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS XXV) di Yogyakarta kategori Penerapan Teknologi dan pada tahun yang sama penulis mendapatkan juara 1 pada Tanoto Student Research Award 2013. Selain itu penulis juga menjadi salah satu peserta PIMNAS dengan 3 inovasi teknologi yang berbeda pada PIMNAS Ke-26 di Mataram, NTB Tahun 2013. Pada tahun 2012 penulis dipilih menjadi presentator dalam Niigata GP Program 2012 di Niigata, Jepang, tema presentasi Teknologi Pompa Air Tanpa Mesin yang Terintegrasi untuk Pemenuhan Kebutuhan Air di Pedesaan. Penulis juga kerap menjadi pembicara, pengisi seminar dan tutor pada beberapa seminar di Institut Pertanian Bogor oleh Lembaga Kemahasiswaan pada beberapa Himpunan Profesi. Penulis juga aktif menjadi asisten dosen pada beberapa praktikum seperti matakuliah Teknik Mesin Budidaya Pertanian dan Teknik Mesin Irigasi dan Drainase. Penulis juga telah melakukan kegiatan Praktek Lapang di PT. Agrowiyana, Bakrie Sumatera Plantations Unit 1 Jambi. Penulis juga memiliki pengetahuan di bidang manajemen lingkungan dengan mengacu pada ISO 140001 dengan sertifikat tahun 2013. Untuk mendapatkan gelar sarjana, penulis menyelesaikan skripsi yang berjudul “Modifikasi Sistem Penyemprotan untuk Pengendalian Gulma Menggunakan Sprayer Gendong Elektrik”.
