SKRIPSI RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS. Oleh : REZA NUGRAHA F

SKRIPSI

RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS

Oleh : REZA NUGRAHA F14102050

2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR


SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh :

REZA NUGRAHA F14102050

2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR


SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : REZA NUGRAHA F14102050 Dilahirkan pada tanggal 21 Maret 1984 di Bogor Tanggal lulus :

Juni 2006

Menyetujui , Bogor, Juni 2006

Ir. Agus Sutejo, M.Si Dosen Pembimbing

Mengetahui,

Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Ketua Departemen Teknik Pertanian

Reza Nugraha. F14102050. Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis. Di bawah bimbingan Ir. Agus Sutejo, M.Si. 2006.

RINGKASAN Sapi perah merupakan ternak yang banyak bermanfaat bagi manusia, antara lain sebagai penghasil susu, daging, kulit serta kotorannya dapat digunakan sebagai pupuk pertanian dan biogas. Dalam usaha untuk meningkatkan kebutuhan gizi masyarakat, salah satu sumber protein yang potensial adalah susu. Cara memerah yang baik dan higienis akan meningkatkan pendapatan peternak sapi perah. Di masa mendatang kebutuhan susu sapi yang lebih higienis harus lebih ditingkatkan. Cara pemerahan oleh para peternak sapi perah di Indonesia masih banyak yang manual menggunakan tangan, walupun sebenarnya sudah ada mesin pemerah susu sapi otomatis. Ini disebabkan karena mahalnya harga mesin pemerah susu sapi otomatis. Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat alat pemerah susu sapi semi otomatis yang harganya terjangkau oleh para peternak kecil dalam usaha menghasilkan susu yang bersih dan higienis serta menguji unjuk kerja alat hasil rancangan. Susu adalah cairan yang mengandung lemak, protein, laktosa, berbagai jenis garam, asam sitrat dan beberapa vitamin yang dihasilkan dari ambing seekor sapi perah. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dan susunan susu adalah genetika (sifat keturunan), lama bunting, masa laktasi, masa kering, besarnya sapi, birahi, umur, frekuensi pemerahan, selang beranak, makanan dan tata laksana (Sudono, 1983). Mikroorganisme yang berada dalam susu dapat berasal dari badan sapi, kandang, alat pemerah, proses pemerahan dan debu (Gilmour dan Rowe, 1990). Pada umumnya jumlah bakteri yang ada dalam susu sapi yang sehat sangat sedikit. Apabila penanganan setelah proses pemerahan baik, sudah cukup untuk menghambat pertumbuhan bakteri. Pemerahan sapi perah secara otomatis yaitu dengan menggunakan mesin perah susu sapi otomatis. Prinsip kerja mesin pemerah susu sapi otomatis yaitu dengan pemijatan puting dan penghisapan susu, dua mekanisme tersebut dikerjakan oleh pompa vakum dengan penggerak motor listrik. Dalam mesin pemerah susu sapi otomatis terdapat komponen yang bernama pulsator, berfungsi sebagai pengatur ritme pemijatan dan penghisapan yang dikerjakan per menit. Pompa vakum adalah sebuah peralatan yang dapat mengeluarkan udara dan gas-gas lain dari suatu ruangan tertutup. Sebagai hasil dari pengeluaran gas ini adalah terbentuknya ruangan yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir lingkungan. Ada beberapa jenis pompa vakum yang dipergunakan secara luas, beberapa diantaranya yaitu Ejector (jet pumps) Liquid Ring Pumps, Dry Vacuum Pumps. Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2005 sampai dengan bulan Mei 2006, bertempat di Laboratorium Perbengkelan, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian dan Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat komputer, alat tulis dan peralatan bengkel yang terdiri dari jangka sorong, penggaris, meteran, las listrik, las argon, mesin bubut, gerinda, kunci pas, kunci ring, tang dan obeng. Bahan penelitian yang digunakan terdiri dari pipa stainless steel, pipa pejal, klem, selang, karet pemerah, pompa vakum, pompa injak, naple selang, plat stainless steel, socket, kuningan cabang tiga. Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini tersusun dari beberapa bagian. Bagian-bagian utama dari alat perah susu sapi semi otomatis ini adalah : bagian pemerah, karet pemerah, selang, pompa vakum, pompa injak dan wadah penampung susu (ruang vakum). Tahapan penelitian yang dilakukan adalah : identifikasi masalah, analisis rancangan, pembuatan mekanisme alat pemerah, uji fungsional, perakitan, uji performansi dan modifikasi. Dari hasil pengujian pemerahan terhadap sapi didapatkan hasil rata-rata setiap kali melakukan pemerahan dengan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis hanya 93.3333 ml. Kapasitas ini sangatlah kecil jika dibandingkan dengan memerah secara manual yang dapat mencapai 1000 ml hingga 8000 ml per sapi per pemerahan dalam selang waktu antara 2 menit hingga 17 menit. Sedangkan hasil pengujian dengan menggunakan pompa vakum bertenaga 0,33 hp dan mempunyai laju aliran udara 94 liter/menit, menghasilkan susu sebanyak 1175 ml selama 8 menit 30 detik. Maka untuk lima menit pemerahan pompa ini menghasilkan 691,18 ml. Dari data yang diperoleh pada saat step test, waktu paling lama adalah 131 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 24,36 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 120 pulsa/menit, sedangkan waktu tercepat adalah 60 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 53,20 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 166 pulsa/detik. Dari data terlihat bahwa semakin cepat irama langkah yang dilakukan, maka konsumsi tenaga yang terpakai semakin banyak dan denyut jantung semakin cepat. Perhitungan tenaga menggunakan rumus y = 0,5321x – 42,336. Pada saat melakukan pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis, konsumsi tenaga terendah terjadi pada awal pemerahan yaitu bernilai 19,919 kal/detik dan konsumsi tenaga tertinggi sebesar 32,158 kal/detik, dengan konsumsi rata-rata tenaga yang terpakai sebesar 26,368 kal/detik. semakin lama melakukan pemerahan konsumsi tenaga per detik semakin besar seiring dengan meningkatnya denyut jantung operator. Efisiensi alat menggunakan pompa vakum 0,25 hp hanya 3,11 % masih jauh dari sempurna, oleh karena itu perlu dilakukan kajian ulang untuk meningkatkan efisiensi alat. Bila menggunakan pompa vakum 0,33 hp dengan laju aliran udara 94 liter/menit, alat ini mempunyai nilai kapasitas pemerahan selama lima menit adalah 691,18 ml efisiensi alat sebesar 23%. Pada saat alat dioperasikan untuk melakukan pemerahan, awalnya memang sulit untuk memasukkan puting ke alat, terkadang sapi merasa geli sambil mengibaskan ekornya. Tetapi bila sudah terjadi pemerahan dan berjalan sebagaimana mestinya, sapi akan merasa tenang dan tidak banyak bergerak.

RIWAYAT HIDUP

Ρεζα Νυγραηα Penulis adalah putra dari bapak Endang Zenal Arifin dan ibu Deti Heryanti. Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 21 Maret 1984, merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis memulai pendidikan formal di TK Sandhy Putra pada tahun 1988, pada tahun 1990 penulis melanjutkan pendidikan di SD Pengadilan 3, pada tahun 1996 penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 4 Bogor dan pada tahun 1999 penulis melanjutkan studi di SMU Negeri 5 Bogor dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama masa perkuliahan di Institut Pertanian Bogor penulis pernah mengikuti beberapa kegiatan menjadi bagian dalam kepanitiaan, serta mengikuti berbagai pelatihan dan seminar yang pernah diadakan dalam ruang lingkup Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005 penulis melaksanakan praktek lapang di PT. Perkebunan Tambi, Wonosobo, Jawa Tengah. Praktek lapang yang dilaksanakan penulis berjudul Kinerja Alat dan Mesin yang Digunakan dalam Proses Pengolahan Teh Hitam di PT. Perkebunan Tambi, Wonosobo, Jawa Tengah. Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi otomatis

KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Alloh SWT yang telah senantiasa melimpahkan rahmat, hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pemerah Susu Sapi Semi Otomatis. Penelitian ini merupakan dasar yang digunakan dalam penyusunan skripsi. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini tersusun atas kerjasama dan bimbingan dari orang-orang yang telah membantu penulis. Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Ir. Agus Sutejo, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahannya. 2. Ir. Mad Yamin, M.T. selaku dosen penguji atas segala saran dan masukan terutama dalam pengujian. 3. Sri Usmiati, SPt, MSi. selaku dosen penguji atas segala saran dan masukkan terutama dalam pengujian. 4. Bapak, ibu dan adik tercinta yang telah memberikan doa serta dorongan moral dan material kepada penulis. 5. Ahmad Karim atas bantuan dalam menggambar Auto CAD. 6. Bagdo dan Delli sebagai teman seperguruan. 7. Ika Mustika atas pinjaman bukunya 8. Endah Mawarti atas pinjaman HRM. 9. Sammy atas bantuannya dalam menerjemahkan buku. 10. Teman-teman di Panorama dan Kejora yang telah banyak membantu dan atas kebersamaannya. 11. Team CeuCeu The Explorer. 12. Teman-teman di TEP’ 39 khususnya di Teknik Mesin Pertanian atas dukungan dan kebersamaannya selama ini. 13. Pak Parma, Pak Tatang, Ali, Pak Udin, Pak Pujo, Mas Joe dan mas-mas lain yang telah membantu dalam proses pembuatan alat perah susu sapi.

14. Semua pihak yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat ditulis satu per satu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangannya dan masih jauh dari sempurna, hal ini disebabkan karena keterbatasan kemampuan dalam diri penulis. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diperlukan untuk kemajuan penulis. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Bogor, Juni 2006

Penulis

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ...................................................................................... i DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ v DAFTAR TABEL ............................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... viii I.

PENDAHULUAN..................................................................................... 1 A. Latar Belakang .................................................................................. 1 B. Tujuan.............. .................................................................................. 2

II.

TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 3 A. Kimia Susu ......................................................................................... 3 B. Mikroorganisme Dalam Susu .......................................................... 4 C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Susu ..................... 6 D. Cara Pemerahan Manual ................................................................. 6 E. Cara Pemerahan Otomatis ............................................................... 8 F. Ruang Vakum .................................................................................... 11 G. Pompa.. .............................................................................................. 13 H. Stainless Steel ..................................................................................... 13 I. Aspek Ergonomika .......................................................................... 14 J. Perancangan (Desain) ........................................................................ 16

III. METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 17 A. Waktu dan Tempat ........................................................................... 17 B. Bahan dan Alat .................................................................................. 17 1. Bahan Penelitian ........................................................................... 17 2. Alat Penelitian ............................................................................... 17 C. Metode Penelitian .............................................................................. 18 1. Identifikasi Masalah ..................................................................... 19 2. Analisis Perancangan .................................................................... 22 3. Pembuatan Mekanisme Alat Pemerah ........................................ 23

4. Uji Fungsional ............................................................................... 24 5. Perakitan (Assembling) ................................................................. 24 6. Uji Performansi ............................................................................. 24 7. Modifikasi ...................................................................................... 25 IV. ANALISIS RANCANGAN .................................................................... 26 A. Kriteria Rancangan .......................................................................... 26 B. Rancangan Fungsional ...................................................................... 26 C. Rancangan Struktural ...................................................................... 27 V.

HASIL DAN PEMBAHASAN.......... ..................................................... 32 A. Rancang Bangun Alat Pemerah ...................................................... 32 B. Proses Perakitan ................................................................................ 37 C. Modifikasi .......................................................................................... 39 D. Uji Performansi Alat ......................................................................... 40 E. Beban Kerja ....................................................................................... 43 F. Tingkat Efisiensi Alat ....................................................................... 48 G. Nilai Ekonomis Alat .......................................................................... 49 H. Pengaruh Alat Terhadap Sapi ......................................................... 50

VI. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 53 A. Kesimpulan ........................................................................................ 53 B. Saran .................................................................................................. 54 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 55 LAMPIRAN ...................................................................................................... 60

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Cara pemerahan manual ............................................................... 8 Gambar 2.2. Sistematika mesin pemerah susu sapi otomatis ........................... 9 Gambar 2.3. Bagian pemerah ............................................................................ 9 Gambar 2.4. Berbagai macam tipe karet pemerah ............................................ 10 Gambar 2.5. Diagram alir proses perancangan ................................................. 16 Gambar 3.1. Tahapan penelitian ....................................................................... 18 Gambar 3.2. Pemerahan secara manual ........................................................... 19 Gambar 3.3. Keadaan kandang yang kotor ...................................................... 20 Gambar 3.4. Sapi yang sedang duduk di kandang ........................................... 20 Gambar 3.5. Sapi yang sedang dibersihkan ..................................................... 21 Gambar 4.1. Bagian pemerah (struktural)......................................................... 28 Gambar 4.2. Karet pemerah (struktural) ........................................................... 28 Gambar 4.3. Selang (struktural) ........................................................................ 29 Gambar 4.4. Pompa injak (struktural) ............................................................... 29 Gambar 4.5. Pompa vakum (struktural) ............................................................ 30 Gambar 4.6. Wadah penampung susu (struktural) ............................................ 31 Gambar 5.1. Alat pemerah susu sapi semi otomatis ......................................... 32 Gambar 5.2. Bagian pemerah ............................................................................ 33 Gambar 5.3. Karet pemerah .............................................................................. 34 Gambar 5.4. Selang ........................................................................................... 34 Gambar 5.5. Pompa injak.................................................................................. 35 Gambar 5.6. Pompa vakum 0,25 hp .................................................................. 36 Gambar 5.7. Pompa vakum 0,33 hp .................................................................. 36 Gambar 5.8. Wadah penampung susu............................................................... 37 Gambar 5.9. Bagan perakitan (assembling) alat pemerah susu sapi semi otomatis ....................................................................................... 38 Gambar 5.10. Dua bentuk wadah penampung susu sebelumnya ........................ 40 Gambar 5.11.Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan .............................. 42

Gambar 5.12.Susu hasil pemerahan menggunakan pompa 0,25 hp ................... 42 Gambar 5.13.Susu hasil pemerahan menggunakan pompa 0,33 hp ................... 43 Gambar 5.14.Grafik hubungan antara tenaga dengan denyut jantung ............... 46 Gambar 5.15. Pedet yang sedang menyusui ....................................................... 51 Gambar 5.16. Ambing sebelum diperah ............................................................. 52 Gambar 5.17. Ambing setelah diperah................................................................ 52

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Komposisi kimia susu ...................................................................... 4 Tabel 2.2. Jenis mikroba utama dalam susu segar ............................................ 5 Tabel 2.3. Tingkat kerja fisik yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi (Pria dewasa sehat) ........................................... 15 Tabel 3.1. Dasar-dasar perancangan mekanisme alat pemerah ......................... 22 Tabel 5.1. Data kapasitas alat pemerah susu sapi ............................................. 41 Tabel 5.2. Data denyut jantung dan tenaga pada saat step test ......................... 45 Tabel 5.3. Data denyut jantung dan tenaga yang diguanakan saat pemerahan . 47

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1.

Data kapasitas susu hasil pemerahan secara manual .................. 61

Lampiran 2.

Data kapasitas alat pemerah susu sapi semi otomatis................. 63

Lampiran 3.

Daftar alat dan bahan .................................................................. 64

Lampiran 4.

Spesifikasi pompa vakum yang digunakan ................................ 65

Lampiran 5.

Syarat mutu susu segar berdasarkan SNI 01-3141-1998 ............ 66

Lampiran 6.

Syarat-syarat mutu susu berdasarkan Surat Keputusan Direktorat Jendral Peternakan No. 17/1983.................................67

Lampiran 7. Standar kualitas susu segar berdasarkan Standar Industri Indonesia (SII) tahun 1995...........................................................68 Lampiran 8. Produksi susu di beberapa daerah di Indonesia............................69 Lampiran 9. Karakteristik silicon (Si)...............................................................70 Lampiran 10. Karakteristik Aluminum (Al)........................................................72 Lampiran 11. Karakteristik Stainless Steel - AISI 302.......................................74 Lampiran 12. Karakteristik Stainless Steel – AISI 304......................................75 Lampiran 13. Karakteristik Stainless Steel – AISI 316......................................76 Lampiran 14. Karakteristik Polytetrafluoroethylene filled with Glass ( PTFE 25% GF ) atau Teflon.....................................................77 Lampiran 15. Karet pemerah..............................................................................79 Lampiran 16. Bagian pemerah............................................................................80 Lampiran 17. Wadah penampung susu...............................................................81 Lampiran 18. Tutup wadah.................................................................................82 Lampiran 19. Pompa vakum...............................................................................83 Lampiran 20. Pompa injak..................................................................................84

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Dalam rangka mempersiapkan diri menghadapi persaingan di pasar global, pengendalian mutu dan keamanan pangan terhadap produk yang dihasilkan harus ditingkatkan. Kemampuan setiap industri pangan untuk menghasilkan produk bermutu, aman dan dapat diterima oleh konsumen telah menjadi suatu tantangan dan sekaligus peluang. Oleh karena itu kegiatan berproduksi yang baik yang diikuti dengan pengendalian mutu dan keamanan di industri pangan, baik skala kecil, menengah dan besar telah menjadi hal penting. Sapi perah merupakan hewan ternak yang bermanfaat bagi kehidupan manusia, antara lain sebagai penghasil susu, daging, kulit dan kotorannya dapat digunakan sebagai pupuk pertanian dan biogas. Peternakan sapi perah ada yang diusahakan secara besar-besaran dan ada juga yang hanya dipelihara beberapa ekor saja oleh para peternak sapi perah. Susu didefinisikan sebagai air susu yang berasl dari ambing hewan sehat yang tidak ditambahi atau dikurangi suatu apapun. Susu diperoleh dari hasil sekresi normal kelenjar susu pada hewan sehat secara teratur dan sekaligus. Susu dikenal sebagai bahan pangan bergizi yang hampir sempurna, karena mengandung zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhan, yaitu protein dengan asam-asam amino esensial dalam jumlah cukup dan seimbang. Dalam usaha untuk memenuhi kebutuhan gizi masyarakat, salah satu sumber gizi yang potensial adalah susu. Susu sapi diperoleh dari hasil produksi sapi perah yang umumnya sudah tidak asing lagi bagi masyarakat. Konsumennya tidak hanya terbatas di kota-kota besar, melainkan sudah meluas sampai ke kota-kota kecil. Menurut Sudono (2003) kebutuhan susu olahan di Indonesia

sebesar 5 kg/kapita/tahun. Dibandingkan dengan negara-negara ASEAN lainnya yang konsumsi susunya lebih dari 20 kg/kapita/tahun. Produksi susu lebih banyak dipengaruhi oleh keadaan lingkungan dari pada sifat keturunannya, walaupun keadaan keturunan tidak dapat diabaikan. Oleh karena itu cara-cara memelihara sapi perah perlu dikuasai oleh para peternak sapi perah. Cara memerah yang baik dan higienis akan meningkatkan pendapatan peternak sapi perah. Di masa mendatang kebutuhan susu sapi yang lebih higienis harus lebih ditingkatkan. Cara pemerahan oleh para peternak sapi perah di Indonesia masih banyak yang manual dengan menggunakan tangan, walaupun sebenarnya sudah ada mesin pemerah susu sapi otomatis. Hal ini disebabkan oleh mahalnya harga mesin pemerah susu sapi jika dibandingkan dengan sapi perah yang dimiliki para peternak yang pada umumnya hanya beberapa ekor saja, sehingga keuntungan yang diperoleh tidak dapat menutupi biaya produksi jika petani membeli mesin pemerah susu sapi otomatis. B. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat alat pemerah susu sapi semi otomatis yang harganya terjangkau oleh para peternak kecil dalam usaha menghasilkan susu yang bersih dan higienis serta menguji unjuk kerja alat hasil rancangan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Kimia Susu Susu adalah cairan yang mengandung lemak, protein, laktosa, berbagai jenis garam, asam sitrat dan beberapa vitamin yang dihasilkan dari ambing seekor sapi perah. Susu juga dapat didefinisikan sebagai cairan yang berasal dari ambing sapi sehat, yang diperoleh dengan cara pemerahan yang benar tanpa mengurangi atau menambah suatu komponen (SK. Dirjen Peternakan No. 17 Tahun 2000). Susu merupakan bahan pangan yang dihasilkan selama periode laktasi oleh hewan menyusui dengan tujuan utama sebagai sumber nutrisi dan memberikan sistem kekebalan bagi anak yang baru dilahirkannya. Susu sapi merupakan bahan pangan hasil laktasi yang telah bebas dari kolostrum, diperah dari sapi yang sehat dan setidaknya mengandung 8,25% padatan bukan lemak (solid non fat) dan 3,25 % lemak susu (fat) (Jennes, 1988). Umumnya berat jenis susu adalah 1032 kg/m3 dan titik bekunya –0,531 (± 0,008)°C. Bila titik beku semakin mendekati titik beku air (0°C) berarti susu tersebut makin banyak mengandung air. Susu diproduksi di kelenjar susu (mammary gland) dengan alveolus sebagai unit penghasil susu utama pada kelenjar tersebut. Ditinjau dari berbagai sudut pandang, susu dapat diartikan sebagai :

Emulsi dari globula lemak yang mengandung lemak susu, vitamin larut lemak dan membran dari globula.

Suspensi koloid dari misel kasein (yang mengandung protein kasein, kalsium phospat, sitrat dan air), partikel lipoprotein dan protein globular.

Larutan yang tersusun atas laktosa, protein terlarut, mineral, vitamin, enzim, zat asam dan berbagai komponen lainnya.

Komposisi utama susu sering diartikan sebagai kandungan lemak, protein, laktosa (disakarida), abu dan padatan total (total solid). Susu juga mengandung sejumlah kecil komponen lainnya seperti garam mineral, pigmen

enzim, vitamin dan leukosit (white blood corpuscles). Komposisi utama susu ini dapat dilihat dari Tabel 2.1. Tabel 2.1. Komposisi kimia susu (Goff and Hill, 1993)

Kandungan (%)

Komposisi Air Padatan Total Padatan bukan lemak Lemak Laktosa Protein Mineral

87 13 9 4 4.7 3.5 0.8

Berbagai faktor diketahui mempengaruhi komposisi kimia susu. Diantara faktor tersebut adalah genetik (bangsa) sapi, pakan, musim dan status kesehatan sapi perah. Dua faktor pertama yaitu genetik sapi dan pola pakan adalah dua hal utama yang paling memungkinkan untuk dilakukan dalam rangka mengubah komposisi kimia susu. Susu dikenal sebagai bahan pangan bergizi hampir sempurna, karena susu mengandung zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhan. Kandungan gizi susu cukup tinggi, karena susu mengandung protein dengan asam-asam amino esensial dalam jumlah cukup dan seimbang. Susu merupakan bahan yang mudah rusak (perishable), baik oleh mikroorganisme maupun perlakuanperlakuan fisik dan kimia, sehingga memerlukan penanganan yang baik (Good Fresh Handling) serta sebelum dikonsumsi perlu diolah terlebih dahulu. Untuk meningkatkan daya tahan susu, proses pengolahan susu ditujukan untuk meningkatkan kandungan nutrisi, yaitu dengan penambahan vitamin, protein dan lemak, sehingga produk susu olahan bahan makanan bergizi tinggi (Farral, 1963).

B. Mikroorganisme Dalam Susu Status mikroorganisme dalam susu sangat erat kaitannya dalam penanganan susu. Susu mempunyai kadar air yang tinggi, pH netral dan kandungan nutriennya tinggi sehingga susu menjadi medium yang sangat baik

untuk pertumbuhan berbagai mikroorganisme. Mikroorganisme penyebab kerusakan pada susu terutama dari golongan bakteri (Rahman et al., 1992) Mengingat susu merupakan media terbaik untuk hidup mikroorganisme, maka pertambahan bakteri dalam susu sangat cepat. Secara teoritis, setiap 20 – 30 menit jumlah bakteri akan berlipat ganda (Dwidjoseputro, 1987). Menurut internasional Dairy Federation dalam Cousins dan Bramley (1981), total kandungan bakteri awal pada susu mulai dari 1 x 103 cfu/ml sampai 1 x 106 cfu/ml. Jumlah dan jenis bakteri dalam susu sangat bervariasi. Umumnya jenis bakteri yang terbanyak dalam susu adalah Streptococcus (0 – 50%) dan Micrococcus (30 – 39%), sedangkan bakteri Gram positif, Gram negatif, bacillus lainnya mempunyai rataan sekitar 10% (Cariera et al., dalam Cousins dan Bramley, 1981). Adapun jenis mikroba utama dalam susu segar dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Jenis mikroba utama dalam susu segar (Cariera et al., dalam Cousins dan Bramley, 1981)

Jenis Mikroba

Jumlah Mikroba (%)

Micrococcus

30 – 39

Streptococcus

0 – 50

Gram positif batang berspora

10

Gram negatif batang koliform

10

Bacillus

10

dll.

10

Masalah kontaminasi bakteri kedalam susu sangat erat hubungannya dengan sanitasi dan hygiene yang dilaksanakan pada waktu penanganan susu tersebut. Menurut Foster et al. (1957) adanya bakteri didalam susu disebabkan oleh dua faktor, yaitu sapinya sendiri atau faktor internal dan faktor lingkungan atau eksternal. Jumlah bakteri yang ditemukan dalam susu awal sangat bervariasi. Mikroorganisme yang berada dalam susu dapat berasal dari badan sapi, kandang, alat pemerah, proses pemerahan dan debu (Gilmour dan Rowe, 1990). Pada umumnya jumlah bakteri yang ada dalam susu sapi yang sehat

sangat sedikit. Apabila penanganan dalam proses pemerahan sudah baik, hal tersebut cukup dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Menurut Sudono (1983) jumlah bakteri yang terdapat didalam susu hasil pemerahan sapi di peternakan rakyat masih memenuhi ketentuan yaitu 335.000 cfu/ml susu dibawah standar Milk Codex 1 x 106 cfu/ml susu, namun setelah diangkut dengan tangki pengangkutan jumlahnya sudah melebihi 1 x106 cfu/ml susu.

C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Susu Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dan komposisi susu adalah genetika (sifat keturunan), lama bunting, masa laktasi, masa kering, besarnya sapi, birahi, umur, frekuensi pemerahan, selang beranak, makanan dan tata laksana (Sudono, 1983). Variasi dalam kemampuan sapi untuk memproduksi total produksi susu merupakan karakteristik dari keturunan (genetik) berbeda antar bangsa dan individu (Ensminger, 1971). Kemampuan produksi susu tersebut juga tergantung umur sapi (Eckles, 1957), produksi susu akan bertambah sampai kira-kira sapi berumur delapan tahun (Bath, 1985). Brody (1948) yang membahas pengaruh lingkungan pada pengelolaan ternak menyatakan bahwa performansi ternak dipengaruhi oleh lingkungan. Menurutnya lingkungan yang buruk, peralatan dan fasilitas penanganan ternak mengakibatkan perubahan fisiologis dan tingkah laku ternak. Eckles dan Anthony (1956) menambahkan bahwa banyaknya produksi susu tergantung pada nutrisi yang dikonsumsi. Sapi perah mempunyai daya produksi yang tinggi, sehingga jika tidak mendapatkan makanan yang cukup sapi tidak akan dapat menghasilkan susu yang sesuai dengan kemampuannya (Sudono, 1983), terutama energi untuk memproduksi susu (Ensminger, 1971).

D. Cara Pemerahan Manual Sudono (1999) menerangkan cara pemerahan manual menggunakan kelima jari tangan sebagai berikut :

a. Tekankan ibu jari dan jari telunjuk melingkari pangkal puting sehingga susu tidak dapat kembali lagi ke ambing. b. Tekan jari tengah pada puting untuk memancarkan susu keluar. Pancaran susu yang keluar pertama sebaiknya diperiksa dengan uji mastitis. Uji mastitis dilakukan untuk mengetahui apakah ada darah atau nanah pada susu. c. Tekanlah jari manis pada puting, dan perah dengan tekanan yang tetap, tetapi puting jangan ditarik kuat ke bawah. d. Akhirnya, tekankan jari kelingking pada puting dan perahlah dengan seluruh jari tangan sampai susu keluar semua. e. Kemudian lepaskan tekanan tangan dari puting dengan membuka semua jari, sehingga puting diisi susu kembali. Ulangi cara pemerahan tersebut dengan menggunakan tangan yang lain. Lanjutkan proses pemerahan tersebut secara berganti-ganti antara jari kiri pada puting yang sebelah, dan tangan kanan pada puting yang sebelahnya, sampai susu yang keluar sedikit. f. Jika susu yang keluar sudah sangat sedikit, tekan ambing menggunakan siku untuk menguji apakah susu telah keluar sama. Kadang-kadang menekan ambing dengan siku menyebabkan sisa-sisa susu masuk kedalam puting. g. Agar sisa-sisa tersebut keluar, maka perahlah puting menggunakan ibu jari dan jari telunjuk. h. Dengan menggunakan kedua jari pemerahan dilanjutkan sepanjang puting, tetapi pemerahan ini tidak boleh dengan menarik-narik puting yang dapat mengakibatkan rusaknya puting. Memerah dengan kedua jari tersebut pada akhir pemerahan akan mengeluarkan sisa-sisa susu yang masih terdapat pada puting guna mencegah terjadinya mastitis. i. Sebaiknya untuk mencegah terjadinya mastitis, maka segera sesudah pemerahan tiap-tiap puting disucihamakan dengan mencelupkan puting tersebut dengan hati-hati dalam larutan desinfektan klor atau iodofor dengan kepekatan 0,01%. hal ini akan menghilangkan sisa susu dari ujung puting dan mencegah masuknya bakteri ke dalam ambing serta menghindari puting dari lalat.

Cara pemerahan manual dengan menggunakan tangan dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Cara pemerahan manual (Sudono, 1999)

E. Cara Pemerahan Otomatis Pemerahan sapi perah secara otomatis yaitu dengan menggunakan mesin perah susu sapi otomatis. Prinsip kerja mesin pemerah susu sapi otomatis yaitu dengan pemijatan puting dan penghisapan susu, dua mekanisme tersebut dikerjakan oleh pompa vakum dengan penggerak motor listrik. Dalam mesin pemerah susu sapi otomatis terdapat komponen yang bernama pulsator, berfungsi sebagai pengatur ritme pemijatan dan penghisapan yang dikerjakan per menit. Sistematika mesin pemerah susu sapi otomatis dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Sistematika mesin pemerah susu sapi otomatis (Walser, 1966)

Salah satu bagian atau komponen dari mesin pemerah susu otomatis adalah pada bagian pemerah yang didalamnya terdapat karet pemerah, prinsip kerjanya yaitu pada saat karet melakukan penekanan terhadap puting susu, kemudian susu akan keluar dengan sendirinya dengan adanya gaya hisap dari pompa vakum. Bagian pemerah dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Bagian pemerah (Lowe, 1981) dan (Walser, 1966)

Dalam bagian pemerah susu sapi terdapat karet yang berfungsi menggantikan tangan dalam melakukan pemerahan atau pemijitan. Karet ini

memiliki berbagai macam tipe, tergantung pada merk dari pabrik pembuat alat. Berbagai macam tipe karet pemerah dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Berbagai macam tipe karet pemerah (Lowe, 1981)

F. Ruang Vakum Galileo Galilei pada awal 1630 melaporkan terbentuknya bagian vakum dengan cara menarik keluar piston dari dalam silinder. Tahun 1643 Evangelista Torricelli menemukan barometer air raksa. Pompa vakum ditemukan oleh Otto Von Guericke pada sekitar tahun 1650. Pompa inilah yang dipergunakan pada percobaan ”Bola Magdeburg” oleh Guericke di Jerman Utara pada tahun 1654. Pada percobaa ini bola yang terdii dari dua bagian hemispere tidak dapat dipisahkan wlaupun ditarik oleh 16 ekor kuda. Kedua bagian hemispere itu disatukan oleh gaya yang terbentuk akibat perbedaan tekanan antara udara luar dan bagian dalam boal dimana tekanan dalam bola adalah vakum. Percobaan bola Magdeburg menandai sejarah dimulainya teknik pemompaan sistem vakum (Ryans dan Roper, 1986). Kata vakum berasal dari bahasa latin, vacuus, yang berarti kosong. Kata ini merefleksikan kondisi vakum ideal atau vakum sempurna (tekanan absolut nol). Tekanan absolut nol ini, seperti juga halnya suhu absolut nol kelvin tidak pernah terealisasi di dunia nyata. Walaupun demikian, tekanan nol atm tetap dipergunakan sebagai acuan pada alat ukur tekanan. Vakum terdapat pada sistem yang sedang melakukan suatu proses, dan proses tersebut dikatakan bekerja dibawah kondisi vakum jika tekanan di dalam sistem tersebut lebih rendah dari pada tekanan barometrik (Ryans dan Roper, 1986). Menurut Dimyati (1983), diatas permukaan bumi terbukti sangat sulit menciptakan peralatan untuk mencapai vakum mutlak, dengan perkataan lain tidak mungkin diperoleh tekanan sama dengan nol. Penelitian intensif mengenai teknik pompa dan metoda-metoda pengukuran membuktikan bahwa tekanan terendah yang dapat dicapai oleh sistem vakum adalah 10-17 dari tekanan atmosfir (10-15 Torr). Cara yang paling sederhana untuk mengkondisikan ruang hingga vakum dapat dilakukan oleh satu pompa tunggal. Pompa ini harus mampu bekerja pada tekanan satu atmosfir, maka pilihan pompa terbatas pada salah satu pompa yang menghasilkan tekanan akhir yang relatif rendah, misalnya : pompa mendesak (compressor), ejektor uap, dan pompa difusi (difusser).

Menurut Trott (1989), vakum berasal dari bahasa latin yang berarti kosong atau hampa, tapi objek dari teknologi vakum jauh dari nyata tanpa unsur (benda nyata atau solid). Pada tekanan paling rendah dimana dapat dicapai dengan metoda pemompaan modern, masih saja ada ratusan molekul di dalam setiap volume cm3 dari ruang yang divakumkan. Menurut Wulandani (2002) Pompa vakum merupakan peralatan utama yang digunakan untuk mengeluarkan udara dari sebuah ruang. Pemilihan jenis pompa ini didasarkan pada tekanan dan kapasitas, selain itu perlu dipertimbangkan pula sistem perawatan, biaya operasi, biaya perbaikan, serta tahan uji dan handal dalam pemakaian. Berdasarkan definisi dari American Vacuum Society (1958) dalam Trott (1989), bahwa vakum menunjukan suatu ruang yang diisikan gas pada tekanan dibawah atmosfir, yang memiliki kerapatan (density) molekul kurang dari 2.5 x 1019 molekul/cm3. Kondisi vakum pada peralatan vakum buatan dicapai dengan memompa tabung silinder. Tingkat kevakuman dicapai sebagai usaha tekanan dengan menurunkan sisa gas dibawah atmosfir. Mengukur sebuah sistem tekanan absolut adalah cara tradisional untuk mengklasifikasi tingkat kevakuman (pada vakum rendah, sedang, tinggi, dan sangat tinggi untuk daerah atau bagian rendah dan bagian tekanan rendah). Beberapa tingkat kevakuman menunjukan pada sebuah situasi fisik yang berbeda. Untuk mendeskripsikan situasi ini dapat digunakan konsep kerapatan molekul (molecular density), mean free path, dan waktu konstan menuju bentuk lapisan tunggal (the time constant to form monolayer), konsep yang berhubungan dengan tekanan, gas dan suhu. Menurut Gilles (1984), fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan bentuk wadahnya. Bila berada dalam keseimbangan, fluida tidak dapat menahan gaya tangensial atau gaya geser. Semua fluida memiliki suatu derajat kompresibilitas dan memberikan tahanan yang kecil terhadap perubahan bentuk. Kavitasi adalah suatu hamburan molekul fluida yang bergerak dengan debit aliran yang tinggi dan arah yang tidak beraturan, sehinga menyebabkan

terjadinya benturan-benturan. Benturan-benturan tersebut dapat menghambat proses alir sikulasi fuida pada sistem pemompaan vakum yang tertutup. Akibatnya tekanan dorong pompa yang dipengaruhi oleh debit fluida menjadi tidak optimum.

G. Pompa Ada pandangan umum yang salah mengenai pompa vakum sebagai alat yang dapat menyedot gas dari suatu ruangan karena sebenarnya tidak ada gaya sedotan. Apabila beberapa molekul di suatu bagian ruangan dikeluarkan, maka molekul yang tertinggal akan segera bergerak mengisi ruangan yang ditinggalkan (memiliki kepadatan yang lebih rendah). Dengan kata lain, pompa vakum tidak dapat mengeluarkan molekul gas hingga ada molekul gas yang memasuki dari pompa vakum tersebut. Pompa vakum adalah sebuah peralatan yang dapat mengeluarkan udara dan gas-gas lain dari suatu ruangan tertutup. Sebagai hasil dari pengeluaran gas ini adalah terbentuknya ruangan yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir lingkungan. Ada beberapa jenis pompa vakum yang dipergunakan secara luas, beberapa diantaranya yaitu Ejector (jet pumps) Liquid Ring Pumps, Dry Vacuum Pumps.

H. Stainless Steel Stainless steel adalah deskripsi umum untuk kelompok produk baja yang memiliki unsur tambahan krom sebanyak minimum 12% dan bahan lain seperti nikel, molibdenum, titanium, dan karbon dalam jumlah yang bervariasi. Dalam perkembangan selanjutnya, stainless steel dikenal dari dua sifatnya yaitu daya tahan terhadap korosi dan kebutuhan perawatan minimal. Daya tahan stainless steel terhadap korosi sebenarnya berasal dari adanya lapisan oksida krom yang terkandung pada bahan penyusun stainless steel tersebut. Berbeda dari oksida besi, oksida krom memiliki sifat-sifat berikut : tipis (hampir tak terlihat), stabil, tahan lama (durability), lembam, sangat lengket pada campurannya dan lapisan oksida dapat memperbaiki sendiri. Lapisan ini memberikan perlindungan yang sangat baik kepada baja, dimana

apabila lapisan ini mengalami pengikisan maka lapisan yang baru akan segera terbentuk secara langsung. Ada beberapa jenis stainless steel, yang mana memiliki perbedaan pada kemampuannya terhadap korosi. Beberapa jenis stainless steel yang paling penting dan umum digunakan mengandung 18% krom dan 8% nikel. Rasio 18/8 menghasilkan daya tahan terhadap korosi yang tinggi pada selang suhu 160° C hingga titik cair baja yaitu sekitar 1450° C. Dua jenis bahan stainless steel yang umum di pasaran adalh jenis 304 dan 316. stainless steel tipe 316 memiliki keunggulan disbanding tipe 304 dalam hal ketahanan terhadap bahan yang bersifat korosif sebab jenis ini memiliki tambahan unsure molybdenum. Secara lengkap sifat dari kedua jenis bahan stainless steel tipe 304 dapat dilihat pada Lampiran 12. dan stainless steel tipe 316 dapat dilihat pada Lampiran 13.

I. Aspek Ergonomika Kata ”Ergonomika” berasal dari bahasa Yunani dan berdasarkan asal katanya, Ergonomika tersusun atas kata Ergos yang berarti kerja dan Nomos yang berarti aturan atau hukum. Pada mulanya ilmu ini hanya terbatas pada studi waktu dan gerak, namun kemudian di Amerika berkembang dan terkenal dengan hukum Engineering. Di Inggris terkenal dengan nama Ergonomies, di Belanda Ergonomie, di Jepang Labor Science dan di Indonesia dikenal dengan nama Ergonomika (Kusen, 1989). Penerapan Ergonomika pada desain alat, sudah semakin berkembang sejalan dengan perkembangan teknologi. Menurut Kusen (1989), penerapan Ergonomika pada berbagai jenis pekerjaan telah terbukti menyebabkan perbaikan efisiensi dan kenaikan produktivitas yang dapat dilihat dari kualitas dan kuantitas hasil kerja sebesar 10% atau lebih. Tujuan yang hendak dicapai dengan ergonomika adalah : 1. Efisiensi kerja, merupakan usaha menciptakan hubungan kerja sehingga diperoleh hasil kerja yang maksimal seminimal mungkin.

dengan mempergunakan tenaga

2. Kesehatan

kerja

yang

merupakan

pencegahan

atau

minimisasi

kemungkinan terjadinya penyakit sebagai akibat dari kerja yang dilakukan. 3. Keselamatan kerja, artinya perencanaan hubungan kerja sedemikian rupa sehingga terjamin suatu kemungkinan terhadap kecelakaan kerja. 4. Kenyamanan kerja, dimana terciptanya hubungan kerja untuk memperoleh kenyamanan terhadap pekerja. Pengeluaran tenaga seseorang dapat ditinjau dari segi pengeluaran tenaga total tubuh atau laju metabolisme dan pengeluaran tenaga mekanis. Tenaga makanis tubuh nerupakan tenaga yang dapat dimanfaatkan dan disalurkan melalui kerja otot. Sedangkan tenaga total tubuh adalah seluruh tenaga yang digunakan oleh tubuh manusia untuk melakukan suatu pekerjaan. Besarnya tenaga mekanis seseorang yang disalurkan akan berbeda jika disalurkan melalui tangan dengan tenaga yang disalurkan melalui kaki atau kombinasi keduanya. Perbedaan kapasitas kerja seseorang sangat ditentukan oleh faktor somatik, adaptasi, psikis, cara kerja dan lingkungan fisik. Tingkat kerja fisik yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.3. Tingkat kerja fisik yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi (Pria dewasa sehat) (Mc Cormick, 1984)

Tingkat Kerja

Konsumsi

Konsumsi

Konsumsi

Denyut

Energi dalam

Energi

Oksigen

Jantung

8 jam (kkal)

(kkal/menit)

(Liter/menit)

(Pulsa/menit)

< 720

< 1,5

< 0,3

60 – 70

768 – 1200

1,6 – 2,5

0,32 – 0,5

65 – 75

Ringan

1200 – 2400

2,5 – 5,0

0,5 – 1,0

75 – 100

Sedang

2400 – 3600

5,0 – 7,5

1,0 – 1,5

100 – 125

Berat

3600 – 4800

7,5 – 10,0

1,5 – 2,0

125 – 150

Sangat Berat

4800 – 6000

10,0 – 12,5

2,0 – 2,5

150 – 180

> 6000

> 12,5

> 2,5

> 180

Istirahat Sangat Ringan

Luar Biasa Berat

Perhitungan besarnya tenaga yang digunakan dalam dalam step test dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : P=

m× g × s 4.2 × t

Dimana : P = Tenaga yang digunakan (kal/detik) m = Beban badan (kg) g = Gaya gravitasi (9,8 m/s2) s

= Jarak yang ditempuh (m)

t

= Waktu (detik)

J. Perancangan (Desain)

Menurut Harsokoesoemo (1999) perancangan adalah kegiatan awal dari usaha merealisasikan suatu produk yang keberadaannya dibutuhkan oleh masyarakat untuk meringankan hidupnya. Perancangan itu sendiri terjadi melalui serangkaian kegiatan yang berurutan. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan dinamakan fase. Fase–fase proses perancangan tersebut dapat digambarkan pada suatu diagram alir sebagaimana terlihat pada Gambar 2.5.

Kebutuhan

Analisis masalah, spesifikasi produk dan perencanaan proyek Perancangan konsep produk

Perancangan produk

Evaluasi produk hasil rancangan

Dokumen untuk pembuatan produk Gambar 2.5. Diagram alir proses perancangan

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2005 sampai dengan bulan Mei 2006, bertempat di Laboratorium Perbengkelan, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian dan Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.

B. Bahan dan Alat 1. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Pipa silinder terbuat dari stainless steel untuk bagian pemerah. b. Silinder pejal terbuat dari stainless steel untuk bagian pemerah. c. Naple selang terbuat dari stainless steel untuk dudukan selang. d. Karet pemerah berwarna hitam sebagai media pengganti tangan manusia dalam melakukan pemijitan dan pemerahan. e. Klem berfungsi sebagai pengencang. f. Selang sebagai penghubung dalam penyaluran udara dan aliran susu. g. Pompa injak sebagai pemberi tekanan udara ke bagian pemerah. h. Wadah penampung susu terbuat dari Alumunium untuk menampung susu. i. Pompa vakum untuk membantu dalam penghisapan susu. j. Triple joint sebagai pembagi aliran udara dari pompa injak menuju bagian pemerah. k. Soket sebagai dudukan untuk naple selang. 2. Alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam membantu proses penelitian alat pemerah susu sapi adalah sebagai berikut: a. Meteran untuk mengukur panjang. b. Las argon untuk menyambung bahan stainless steel.

c. Mesin bubut untuk mengecilkan ukuran socket dan membuat lubang pada silinder pejal. d. Gerinda dan amplas untuk menghaluskan bahan.

Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum yaitu berdasarkan pendekatan rancangan fungsional dan pendekatan rancangan struktural. Adapun tahapan penelitian yang dilaksanakan yaitu seperti tampak pada Gambar 3.1. MULAI

IDENTIFIKASI MASALAH

ANALISIS PERANCANGAN

PEMBUATAN MEKANISME ALAT PEMERAH

UJI FUNGSIONAL MODIFIKASI PERAKITAN

UJI PERFORMANSI

SELESAI Gambar 3.1. Tahapan penelitian

1. Identifikasi Masalah Pemerahan sapi secara manual banyak dilakukan oleh para peternak kecil di seluruh Indonesia. Walaupun sudah ada mesin pemerah sapi otomatis yang banyak dijual di toko alat-alat pertanian, peternak tidak pernah berniat untuk membelinya karena harganya sangat mahal dan tidak terjangkau oleh para peternak yang pada umumnya hanya memiliki beberapa ekor sapi. Harga mesin pemerah susu sapi otomatis berkisar antara 18 juta rupiah hingga 30 juta rupiah. Pemerahan secara manual dilakukan dengan menggunakan tangan secara satu per satu memerah setiap puting susu sapi. Pada umumnya setiap ekor sapi memiliki empat puting dalam satu ambing sapi, sehingga setiap kali memerah seekor sapi membutuhkan empat kali pemerahan ke setiap puting susu sapi. Pemerahan secara manual dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Pemerahan secara manual

Para peternak menampung susu ke dalam wadah yang terbuka dan langsung bersentuhan dengan udara, sehingga ada kemungkinan susu tercemar udara kotor yang tidak terdeteksi. Selain itu juga kebersihan kandang sapi mempengaruhi sterilitas susu yang dihasilkan. Bila kandang tidak terawat dan kotor, maka akan ada kemungkinan kotoran akan masuk kedalam wadah penampung susu. Pembersihan kandang sapi secara rutin dan berkala dilakukan setiap dua kali sehari yaitu pagi dan sore hari. Keadaan kandang sapi yang kotor dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Keadaan kandang yang kotor

Setiap kali melakukan pemerahan, susu yang terdapat dalam ambing sapi harus benar-benar habis. Ini dikarenakan adanya penyakit mastitis yang disebabkan oleh sisa susu yang tidak dikeluarkan habis sehingga susu menjadi bakteri dan penyakit bagi sapi. Hinggapnya kotoran dan bakteri pada susu sapi dikarenakan pada saat sapi duduk di lantai kandang yang kotor seperti terlihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Sapi yang sedang duduk di kandang

Setelah melihat keadaan keadaan kandang yang kotor, sangat memungkinkan bakteri dari lingkungan kandang terutama dari lantai akan masuk ke dalam puting sapi pada saat sapi duduk-duduk di lantai. Oleh karena itu sebelum melakukan pemerahan, sapi-sapi yang akan diperah

perlu dibersihkan terlebih dahulu terutama di bagian ambingnya. Sapi yang sedang dibersihkan dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Sapi yang sedang dibersihkan

Susu mempunyai kandungan air yang tinggi, pH yang mendekati normal dan kandungan nutriennya yang tinggi. Faktor-faktor ini merupakan

habitat

yang

cocok

untuk

pertumbuhan

optimum

mikroorganisme (Fatmawati, 2003). Susu juga mengandung vitamin, dimana beberapa spesies bakteri dapat memanfaatkannya untuk proses fermentasi dan berkembang. Oleh karena itu diperlukan penanganan khusus (Walstra dan Jenner, 1983; Jay , 1997) Susu sangat mudah rusak, mengandung mikroorganisme patogen penyebab penyakit dan mikroorganime apatogen yang dalam waktu singkat dapat mengubah penampilan fisik dan aroma susu. Susu yang normal mempunyai warna putih kekuningan. Kontaminasi oleh debu dan bakteri terjadi segera setelah susu diperah. Susu dikatakan berkualitas tinggi, apabila jumlah mikroorganisme rendah, bebas dari kuman penyakit juga mempunyai rasa yang sedikit manis dan bau harum yang khas (Rahman et al., 1992)

2. Analisis Perancangan Analisis perancangan digunakan untuk menentukan kebutuhan komponen-komponen yang digunakan untuk membuat mekanisme alat pemerah. Analisis ini terdiri dari analisis fungsional dan analisis struktural. Dalam analisis fungsional dilakukan penentuan fungsi komponenkomponen yang diperlukan untuk membuat alat pemerah. Sedangkan analisis struktural menentukan bentuk dan komponen-komponen yang sesuai dengan besarnya kebutuhan bahan yang telah dianalisis melalui pendekatan-pendekatan teoritis. Dasar-dasar perancangan mekanisme alat pemerah dapat dilihat pada Tabel 3.1. Rancangan mekanisme alat pemerah terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu : a. Bagian Pemerah b. Karet Pemerah c. Selang d. Pompa Injak e. Pompa Vakum f. Wadah Penampung Susu Tabel 3.1. Dasar-dasar perancangan mekanisme alat pemerah

No.

Nama Bagian

Dasar Rancangan Dirancang sebagai rangka atau dudukan bagi karet pemerah dan selang-selang yang akan dihubungkan. Bagian ini diusahakan tidak terlalu

1.

Bagian Pemerah

berat agar nyaman bagi sapi. Bahan harus stainless steel agar tidak mudah berkarat dan aman untuk produk pangan. Ukuran bagian ini disesuaikan dengan ukuran karet pemerah yang ada di pasaran. Bahan terbuat dari karet agar dapat bergerak

2.

Karet Pemerah

memijit puting sapi. Bahan karet tidak kaku dan fleksibel.

Selang yang digunakan harus kuat dan tahan terhadap tekanan tinggi. Bahan dalam selang 3.

Selang

harus aman bagi pangan terutama selang yang dilalui aliran susu tidak mengandung bahan kimia yang membahayakan kesehatan. Pompa injak harus mampu menggerakkan karet memijat dan memerah. Tabung pompa tidak boleh ada kebocoran karena dapat mengurangi

4.

Pompa Injak

tekanan yang diberikan ke karet pemerah. Kudakuda atau dudukan pompa harus kuat dan kokoh agar dalam penggunaan tidak mudah patah karena terinjak. Pompa harus mampu membuat vakum wadah penampung susu dan bagian dalam karet

5.

Pompa Vakum

pemerah, agar saat melakukan pemerahan, bagian pemerah tidak jatuh ke lantai karena gravitasi

dan

dapat

membantu

dalam

pengeluaran susu dari puting sapi. Wadah penampung susu harus kuat dan tahan terhadap proses penghisapan vakum. Minimal 6.

Wadah Penampung Susu

ketebalan bahan yaitu 1 mm. wadah penampung susu terbuat dari bahan Alumunium. Kapasitas minimal adalah mampu menampung lima liter susu, karena biasanya setiap kali pemerahan sapi mampu menghasilkan lima liter susu.

3. Pembuatan Mekanisme Alat Pemerah Pembuatan alat pemerah ini diawali dengan mengkonsep desain alat pemerah dengan menggambar skets di kertas gambar, lalu dilakukan pemilihan bahan yang tepat terutama pada bagian terpenting yaitu bagian pemerah. Dalam membuat bagian pemerah melalui proses pemotongan, pembubutan, pengelasan, dan penghalusan. Bagian-bagian lain seperti

karet pemerah, selang, pompa injak, pompa vakum dan wadah penampung susu didapat dengan membeli dan disesuaikan dengan kebutuhan yang sudah dianalisis secara fungsional dan struktural.

4. Uji Fungsional Uji fungsional dilakukan untuk manguji setiap bagian alat apakah dapat bekerja sesuai dengan fungsi masing-masing. Setiap bagian diuji secara terpisah, karena bila ada kerusakkan atau sistem tidak bekerja, dapat diketahui bagian mana yang rusak atau tidak bekerja sebagaimana mestinya. Ada kemungkinan alat dimodifikasi sebelum uji performansi yang disebabkan karena munculnya ide baru atau ada sedikit permasalahan yang dirasa dapat mempengaruhi kinerja alat. Uji fungsional ini juga berguna sebagai uji pendahuluan sebelum alat diuji untuk memerah susu sapi.

5. Perakitan Setelah semua bagian-bagian utama siap, yang dilakukan selanjutnya adalah perakitan bagian-bagian tersebut menjadi suatu sistem alat pemerah.

Yang

dilakukan

pada

proses

perakitan

ini

adalah

menghubungkan bagian-bagian utama dengan selang. Agar tidak ada kebocoran udara, maka pada setiap pangkal dan ujung selang harus dikencangkan dengan menggunakan klem.

6. Uji Performansi Uji performansi berbeda dengan uji fungsional, pada uji performansi yaitu menguji alat langsung diterapkan dalam memerah susu dan melakukan pengukuran-pengukuran seperti kapasitas pemerahan, energi yang digunakan operator saat memerah. Uji

performansi

kapasitas

alat

pemerahan

dengan

mengukur

banyaknya susu yang dihasilkan selama 5 menit pemerahan dengan menggunakan pompa vakum 0,25 hp dan mengukur kapasitas dengan menggunakan pompa vakum 0,33 hp selama 8 menit 30 detik. Pada uji beban kerja menggunakan metode step test untuk mengetahui data denyut jantung dan energi yang dikonsumsi oleh operator. Prosedurnya adalah melakukan step test sebanyak 30 langkah naik turun

kursi, kemudian diukur waktu lamanya step test dan mengukur denyut jantung per menit setelah step test dengan menggunakan HRM (Heart

Rate Monitor) 7. Modifikasi Modifikasi dapat dilakukan setelah uji fungsional ataupun setelah uji performansi. Pada modifikasi setelah uji fungsional biasanya dilakukan perbaikan dan perubahan pada bagian yang kurang bekerja dengan semestinya, sedangkan pada modifikasi setelah uji performansi biasanya karena adanya permasalahan yang muncul saat uji performansi. Modifikasi alat dilakukan apabila pada saat diuji dalam memerah susu sapi masih belum berhasil menghasilkan susu. Modifikasi dilakukan terus menerus sebagai proses iterasi desain menuju kesempurnaan alat yang dirancang. Bila alat sudah bekerja secara sempurna maka proses modifikasi dihentikan, yang berarti alat telah selesai dibuat dan siap digunakan.

IV. ANALISIS RANCANGAN

A. Kriteria Rancangan Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini merupakan modifikasi dari mesin pemerah susu sapi otomatis yang sudah ada. Alat ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan alat pemerah susu sapi yang harganya terjangkau oleh para peternak kecil. Perbedaannya dengan mesin pemerah susu sapi otomatis yaitu pada alat ini tidak adanya pulsator sebagai pengatur irama pemijitan dan penghisapan. Pada alat pemerah susu sapi semi otomatis ini pemijitan dilakukan oleh mekanisme pompa injak sedangkan penghisapan dilakukan oleh mekanisme pompa vakum. Pada mesin pemerah susu sapi otomatis pemijitan dan penghisapan hanya dilakukan oleh pompa vakum yang memiliki pulsator sebagai pengatur irama pemijatan dan penghisapan.

B. Rancangan Fungsional Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini terbuat dari beberapa bagian utama. Bagian-bagian tersebut adalah : bagian pemerah, karet pemerah, selang, pompa injak, pompa vakum dan wadah penampung susu. Fungsi dari bagian-bagian tersebut adalah sebagai berikut : 1. Bagian Pemerah Bagian pemerah berfungsi sebagai rangka bagi karet pemerah dan selang-selang yang akan dihubungkan. Bagian pemerah harus ringan dan kuat agar bila jatuh tidak mudah hancur. 2. Karet Pemerah Karet pemerah berfungsi menggantikan gerakan tangan manusia dalam memijat dan memerah puting susu. Karet pemerah terdapat di dalam bagian pemerah. Karet pemerah bersifat elastis tetapi tidak terlalu elastis dan harus agak keras. 3. Selang Selang berfungsi untuk aliran udara dari pompa injak ke bagian pemerah yang bertujuan menggerakkan karet pemerah. Selang ini juga

berfungsi mengalirkan susu dari bagian pemerah ke wadah penampung susu serta menghubungkan wadah penampung susu dengan pompa vakum. Selang ini harus mampu menahan udara bertekanan tinggi, terutama pada bagian yang dilalui udara vakum. 4. Pompa Injak Pompa injak berfungsi sebagai pemberi tekanan udara ke bagian pemerahan agar dapat menggerakkan karet seperti memijat puting susu. Pompa injak digerakkan oleh kaki manusia dengan menginjak pada pijakan pompa secara naik turun. 5. Pompa Vakum Pompa vakum berfungsi memberikan gaya hisap terhadap puting susu, sehingga pada saat keadaan vakum bagian pemerah tidak jatuh ke lantai dan dapat terus menempel pada puting susu serta membantu dalam pengeluaran susu dari ambing sapi. 6. Wadah Penampung Susu Wadah penampung susu berfungsi menampung susu yang telah melewati selang dari bagian pemerah. Wadah terbuat dari bahan yang steril untuk pangan dan tidak mengandung unsur logam berat yang membahayakan. Wadah ini harus dalam keadaan vakum agar proses penghisapan susu oleh pompa vakum berjalan sempurna.

C. Rancangan Struktural 1. Bagian Pemerah Bagian pemerah terbuat dari bahan stainless steel dengan panjang 14 cm, diameter luar 4,3 cm, diameter dalam bagian atas 4,2 cm dan diameter dalam bagian bawah 2,7 cm. Pada bagian samping terdapat naple selang yang berfungsi sebagai dudukan selang. Rangka bagian pemerah struktural dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Bagian pemerah

2. Karet Pemerah Karet pemerah berukuran panjang 17,96 cm dengan diameter bagian atas 5 cm, diameter bagian bawah 2,7 cm. Karet pemerah ini akan dimasukan kedalam bagian pemerah, oleh karena itu karet tidak boleh longgar agar dapat masuk dengan tepat sehingga bekerja sesuai dengan yang diharapkan yaitu memerah puting susu sapi. Karet pemerah ini dapat dibeli di toko alat pertanian. Karet pemerah dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Karet pemerah

3. Selang Selang dengan panjang 8 m digunakan untuk menghubungkan bagian pemerah

dengan

pompa

injak,

bagian

pemerah

dengan

wadah

penampungan serta wadah penampungan dengan pompa vakum. Selang

yang dipakai mempunyai diameter dalam 1/3 inchi. Selang ini terbuat dari bahan khusus yang dipergunakan untuk penyaluran udara bertekanan tinggi hingga 250 kgf/cm2, sehingga tidak mudah berubah bentuk. Gambar selang dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Selang

4. Pompa Injak Pompa injak yang digunakan menggunakan dua tabung dalam satu sistem pompa. Masing-masing tabung memberikan tekanan udara ke dua bagian pemerah. Kedua tabung ini bekerja bersama-sama karena dibuat secara paralel sehingga dalam sekali injak keduanya langsung bekerja memberikan tekanan bersama-sama. Volume satu tabung adalah 273 cm3, dalam hal ini berarti satu bagian pemerah memperoleh tekanan udara sebanyak 136.5 cm3. Pompa injak dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Pompa injak

5. Pompa Vakum Pompa vakum bertenaga motor listrik 0,25 hp, dengan laju aliran 1,5 CFM dan tekanan vakum hingga 0,05 mbar (5 Pa). Pompa ini berdaya 180 watt dengan bobot 6,5 kg. Pada sistem vakum di pompa ini menggunakan oli. Pompa vakum struktural dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Pompa vakum

6. Wadah Penampung Susu Wadah penampung susu terbuat dari alumunium dengan diameter 30 cm, tinggi 17 cm dengan ketebalan bahan 1 mm. Pada bagian tutup dibuat empat buah lubang sebagai tempat untuk naple selang dan socket. Begitu juga pada sisi wadah dibuat sebuah lubang sebagai tempat untuk naple selang dan soket. Wadah penampung susu struktural dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Wadah penampung susu

V. HASIL DAN PEMBAHASAN Alat pemerah susu sapi semi otomatis telah berhasil dirancang bangun, terdiri dari enam bagian utama, yaitu bagian pemerah, karet pemerah, selang, pompa injak, pompa vakum dan wadah penampung susu. Hasil rancangan alat pemerah susu sapi semi otomatis dapat dilihat pada Gambar 5.1.

Gambar 5.1. Alat pemerah susu sapi semi otomatis

A.

Rancang Bangun Alat Pemerah Proses pembuatan mekanisme alat pemerah dijelaskan satu per satu untuk setiap bagian utama. Adapun penjelasannya adalah sebagai berikut : a. Bagian Pemerah Bagian pemerah yang terbuat dari bahan stainless steel berasal dari pipa silinder berdiameter luar 4.3 cm, mempunyai ketebalan 1 mm. Pipa silinder ini dipotong menjadi empat bagian dengan panjang masingmasing 14 cm, pipa silinder ini mempunyai diameter dalam 4.2 cm. Pada bagian bawah diameternya harus 2.7 cm, oleh karena itu diperlukan silinder pejal yang dibubut untuk membuat lubang berdiameter 2.7 cm dengan panjang 7 mm sebanyak empat buah. Setelah itu pipa silinder dan silinder pejal hasil bubutan disambung menggunakan las listrik, sehingga terbentuk bagian pemerah dengan diameter dalam yang berbeda pada bagian atas dan bagian bawah.

Pada sisi bagian pemerah harus dilubangi sebagai tempat saluran udara dari pompa injak dalam mekanisme penggerakkan karet pemerah. Lubang ini berada 3 cm diatas lubang yang berdiameter dalam 2.7 cm. Pelubangan dilakukan menggunakan mesin bor dengan mata bor berukuran 8 mm. Setelah selesai dilubangi, proses selanjutnya adalah penyambungan dengan naple selang. Naple selang tepat berada diatas lubang, kemudian dilakukan pengelasan dengan las argon. Setelah semua komponen terpasang, proses selanjutnya adalah pembersihan, pencucian dan penghalusan agar bagian pemerah tampak lebih bagus dan rapi. Bagian pemerah dapat dilihat pada Gambar 5.2.

Gambar 5.2. Bagian pemerah

b. Karet Pemerah Karet pemerah yang digunakan adalah spare part dari mesin pemerah susu sapi otomatis yang sudah ada. Oleh karena itu dalam mendesain dan membuat bagian pemerah disesuaikan dengan bentuk karet pemerah yang sudah ada. Kebutuhan karet untuk alat pemerah susu sapi semi otomatis ini sebanyak empat buah. Karet pemerah ini dibeli dari toko alat-alat pertanian yang menjual spare part mesin pemerah susu sapi. Karet pemerah dapat dilihat pada Gambar 5.3.

Gambar 5.3 Karet pemerah

c. Selang Selang yang digunakan adalah selang untuk tekanan tinggi berdiameter 8.5 mm yang mampu hingga tekanan 250 kg/cm2. Selang ini diperoleh dengan cara membeli. Kebutuhan selang untuk alat pemerah susu sapi semi otomatis ini adalah 8 m. kemudian dipotong menjadi beberapa bagian sebagai berikut : 1. Selang dengan panjang 50 cm untuk saluran susu dari bagian pemerah ke wadah penampung susu sebanyak empat buah 2. Selang dengan panjang 2 m untuk udara vakum dari wadah penampung susu ke pompa vakum 3. Selang dengan panjang 2 m untuk saluran udara dari pompa injak ke bagian pemerah sebanyak dua buah. Selang dapat dilihat pada Gambar 5.4.

Gambar 5.4. Selang

d. Pompa Injak Pompa injak mempunyai dua tabung udara yang masing-masing tabung untuk menggerakkan dua karet pemerah. Pompa injak diperoleh dengan cara membeli. Dengan memodifikasi sistem triple joint pompa injak kemudian sistem dirubah sesuai dengan yang dibutuhkan untuk alat pemerah susu sapi. Pompa injak dapat dilihat pada Gambar 5.5.

Gambar 5.5. Pompa injak

e. Pompa Vakum Pompa vakum yang digunakan bertenaga 0,25 hp dengan laju aliran udara 1,5 CFM atau 42,47 liter/menit. Besarnya tekanan udara (ultimate

vacuum) hingga 0,005 mbar atau 5 Pa. Pompa ini digerakkan oleh motor listrik 220 volt berdaya 180 watt. Berdasarkan pengukuran menggunakan barometer tekanan pompa vakum 0,25 hp ini adalah sebesar 7,2 x 10-4 psi. Pompa vakum ini dilumasi dengan oli di bagian sistem vakumnya. Pompa vakum ini diperoleh dengan cara membeli. Pompa vakum ini dihubungkan ke wadah penampung susu oleh selang. Pompa vakum 0,25 hp dapat dilihat pada Gambar 5.6.

Gambar 5.6. Pompa vakum 0,25 hp.

Pompa vakum lain yang dipakai memiliki tenaga 0,33 hp dan berdaya 250 watt, dengan laju aliran udara (flow rate) 94 liter/menit. Pompa ini digerakkan oleh motor listrik 220 volt. Pompa ini juga dilumasi oli pada bagian vakumnya. Pompa vakum 0,33 hp dapat dilihat pada Gambar 5.7.

Gambar 5.7. Pompa vakum 0,33 hp

f. Wadah Penampung Susu Wadah penampung susu terbuat dari bahan alumunium yang didapat dengan cara membeli. Di bagian tutup dilubangi dengan mata bor berdiameter 8 mm sebanyak empat lubang, dan pada sisinya juga dilubangi dengan mata bor berdiameter 8 mm. Setelah semua dilubangi kemudian pemasangan naple selang dan soket dengan memakai seal teflon agar tidak ada kebocoran. Wadah penampung susu dapat dilihat pada Gambar 5.8.

Gambar 5.8. Wadah penampung susu

B.

Proses Perakitan Proses selanjutnya yang dilakukan setelah semua bagian-bagian utama selesai dibuat yaitu proses perakitan. Pada proses ini, pertama kali dilakukan adalah pemasangan karet pemerah ke dalam bagian pemerah dan diperkuat dengan menggunakan klem agar tidak ada kebocoran udara. Setelah itu dilanjutkan dengan memasukan socket ke dalam karet pemerah yang berdiameter 1,8 cm. Socket ini berfungsi sebagai dudukan naple selang yang akan dihubungkan ke selang yang menuju wadah penampung susu. Kemudian sisi bagian pemerah yang terdapat naple selang dihubungkan dengan selang yang diperkuat menggunakan klem.

Selanjutnya adalah menghubungkan bagian pemerah dan pompa injak dengan menggunakan selang. Selang antara bagian pemerah dengan pompa injak terdapat triple joint yang terbuat dari kuningan. Ini digunakan karena tekanan udara dari satu tabung harus terbagi dua menuju dua bagian pemerah. Pada setiap ujung-ujung selang yang telah dihubungkan harus dikencangkan dengan klem agar tidak ada kebocoran udara. Selang dari bagian pemerah yang menuju wadah penampung susu dihubungkan ke naple selang yang terdapat pada tutup wadah penampung susu. Kemudian naple selang yang terdapat di sisi wadah penampung susu dihubungkan ke pompa vakum dengan menggunakan selang. Urutan dari proses perakitan alat pemerah susu sapi semi otomatis dapat dilihat pada Gambar 5.9. Pompa Injak Klem

Selang

Triple Joint

Naple Selang dan Klem Bagian Pemerah

Socket dan Naple Selang

Selang Naple Selang Wadah Penampung susu

Socket dan Naple Selang

Selang Klem Pompa Vakum Gambar 5.9. Bagan perakitan (assembling) alat pemerah susu sapi semi otomatis

C.

Modifikasi Modifikasi dalam membuat alat pemerah susu sapi semi otomatis ini pernah dilakukan di bagian pemerah, pompa injak dan wadah penampung susu. Bagian pemerah susu dimodifikasi karena pada pembuatan pertama hasilnya terlalu berat dan diperkirakan akan membebani sapi dan tidak merasa nyaman saat diperah. Oleh karena itu pada saat pembuatan yang kedua kali dipilih pipa silinder yang agak tipis untuk mengurangi berat beban bagian pemerah. Pompa injak pernah dilakukan modifikasi karena pada rancangan awal pompa yang telah didesain dan dibuat kurang memberikan tekanan yang besar terhadap karet pemerah sehingga karet tidak bekerja sesuai dengan fungsinya, ini disebabkan karena adanya kebocoran dipompa dan klep yang dipakai kurang berfungsi dengan baik. Akhirnya diputuskan untuk membeli pompa dua tabung yang setelah diuji ternyata berhasil bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Modifikasi pada bagian wadah penampung dilakukan karena wadah penampung awal terlalu tinggi posisinya sehingga mempersulit dalam pengoperasian alat, kapasitas terlalu sedikit hanya 2 liter dan sulit untuk dibersihkan setelah melakukan pemerahan. Oleh karena itu perlu desain ulang dalam membuat wadah penampung susu ini. Setelah itu dipakai wadah dengan bahan stainless steel, tetapi pada saat pengujian dengan menggunakan pompa vakum, wadah stainless steel ini tidak cukup kuat untuk menahan tekanan vakum yang akhirnya terjadi reaksi pelendutan. Setelah dipikir maka pemilihan jatuh kepada panci dengan bahan alumunium yang sudah ada dan dijual di pasaran, alumunium ini bahannya lebih tebal dari panci stainless steel sebelumnya. Hanya sedikit merubah dan melubangi pada bagian tutup panci, maka wadah penampung susu sudah dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Dua tipe wadah penampung susu yang pernah dibuat dapat dilihat pada Gambar 5.10.

(a)

(b)

Gambar 5.10. Dua bentuk wadah penampung susu sebelumnya

Wadah penampung susu hasil modifikasi akhir terbuat dari bahan alumunium dengan tebal 1 mm, wadah ini mempunyai kapasitas yang cukup besar untuk menampung susu, mudah dalam pembersihan serta kuat dan tidak mudah mengempot.

D.

Uji Performansi Alat Metode pengujian adalah metode uji fungsional dari masing-masing bagian yang telah digabungkan. Bagian-bagian alat diuji sesuai dengan fungsinya masing-masing, bila masih ada bagian yang tidak berfungsi sebagaimana yang diharapkan, maka perlu adanya perbaikan dan modifikasi pada bagian tersebut. Pengujian pertama adalah menguji mekanisme pemijatan yang dilakukan oleh karet pemerah yang berfungsi melakukan gerakan memijat puting sapi. Gerakan ini dikarenakan adanya tekanan udara yang diberikan oleh pompa injak ke dalam bagian pemerah. Setelah diuji ternyata karet bekerja sesuai dengan yang diharapkan yaitu bergerak mengembang dan mengempis. Pompa injak juga telah berfungsi sesuai dengan yang diharapkan yaitu memberi tekanan udara kepada karet pemerah agar dapat bergerak mengembang dan mengempis.

Pengujian selanjutnya adalah menguji mekanisme penghisapan oleh pompa vakum. Sistem mekanisme penghisapan yang telah dirakit kemudian diuji dengan menjalankan pompa vakum. Wadah penampung susu harus dalam keadaan vakum dan tidak boleh ada kebocoran udara. Setelah dilakukan pengujian, pompa bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya yaitu memberikan gaya hisap di bagian pemerah dalam membantu pengeluaran susu serta mencegah agar bagian pemerah tidak jatuh ke lantai karena gaya gravitasi. Setelah semua berhasil dan tidak ada masalah, uji selanjutnya adalah manguji performansi alat saat memerah susu sapi. Uji ini dilakukan di Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor. Tempat pengujian alat dapat dilihat pada Gambar 5.11. Adapun data hasil pengujian alat dapat dilihat pada Tabel 5.1. Tabel 5.1. Data kapasitas alat menggunakan pompa vakum 0,25 hp.

Tanggal

SUSU YANG DIHASILKAN DALAM 5 MENIT

3 Maret 2006

90 ml

24 Maret 2006

90 ml

24 Mei 2006

100 ml

RATA-RATA

93,3333 ml

Dari hasil pengujian pemerahan terhadap sapi didapatkan hasil rata-rata setiap kali melakukan pemerahan dengan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis hanya 93,3333 ml. Kapasitas ini sangatlah kecil jika dibandingkan dengan memerah secara manual yang dapat mencapai l000 ml hingga 8000 ml per sapi per pemerahan selama 2 menit hingga 17 menit.

Gambar 5.11. Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan

Alat ini memang dinilai kurang efisien dan efektif dan masih perlu banyak perbaikan dan modifikasi untuk menambah kapasitas pemerahan agar lebih produktif dan lebih bermanfaat dalam membantu mempercepat pemerahan daripada memerah secara manual. Susu hasil pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis dapat dilihat pada Gambar 5.12.

Gambar 5.12. Susu hasil pemerahan menggunakan pompa 0,25 hp.

Kurangnya kapasitas pemerahan ini dikarenakan ada mekanisme yang tidak berjalan sempurna yaitu mekanisme karet pemerah yang kurang berfungsi. Karet tersebut pada saat pompa vakum bekerja sudah ikut mengempot sehingga mempersempit celah penyaluran susu di bagian pemerah, karena penyempitan tersebut akhirnya susu yang keluar hanya sedikit dan laju aliran susu tidak begitu besar. Hasil pengujian dengan menggunakan pompa vakum bertenaga 0,33 hp dan mempunyai laju aliran udara 94 liter/menit, menghasilkan susu sebanyak 1175 ml selama 8 menit 30 detik. Maka untuk lima menit pemerahan pompa ini menghasilkan 691,18 ml. Adapun susu hasil pemerahan menggunakan pompa vakum ini terdapat pada Gambar 5.13.

Gambar 5.13. Susu hasil pemerahan menggunakan pompa vakum 0,33 hp.

Susu hasil pemerahan menggunakan alat pemerah susu semi otomatis ditampung dalam wadah penampung sementara untuk kemudian diukur banyaknya hasil pemerahan menggunakan gelas ukur.

E.

Beban Kerja Alat pemerah susu sapi semi otomatis ini dalam menggerakkan pompa injaknya dibutuhkan tenaga manusia terutama tenaga yang disalurkan melalui kaki operator. Tentunya akan sangat melelahkan bila banyak sapi yang akan diperah dan hanya ada seorang operator saja yang bekerja. Oleh karena itu perlu adanya perhitungan tenaga atau beban kerja yang diperlukan dalam mengoperasikan alat pemerah susu sapi semi otomatis, agar mampu

diperkirakan bahwa seorang operator mampu memerah hingga jumlah tertentu. Untuk mengetahui besarnya tenaga yang digunakan (beban kerja) dalam melakukan pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis, perlu dilakukan step test terlebih dahulu untuk mengetahui laju denyut jantung setelah melakukan step test dan mengetahui besarnya tenaga yang digunakan saat melakukan step test. Setelah itu, data yang telah diperoleh dijadikan acuan untuk mengetahui besarnya tenaga yang digunakan pada saat melakukan pemerahan. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : P=

m× g × s .....................................................................................(1) 4.2 × t

Dimana :

P

= Tenaga yang digunakan (kal/detik)

m

= beban badan (kg)

g

= Gaya gravitasi (9,8 m/s2)

s

= Jarak yang ditempuh (m)

t

= Waktu (detik)

Dalam pengujian beban kerja, dilakukan step test pada kursi dengan tinggi 38 cm, ditetapkan kegiatan naik turun kursi sebanyak 30 kali, jadi jarak yang ditempuh adalah = 38 cm x 2 x 30 = 2280 cm = 22,8 m. Data yang diukur adalah waktu tempuh yang dicapai setelah melakukan 30 kali naik turun kursi, dengan kecepatan langkah yang berbeda dalam setiap pengukuran. Setelah waktu yang ditempuh diketahui kemudian dilakukan perhitungan tenaga yang digunakan menggunakan rumus. Pengukuran step test dilakukan oleh seorang operator laki-laki berusia 22 tahun yang mempunyai berat badan 60 kg. Adapun data yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2. Data denyut jantung dan tenaga pada saat step test

Waktu

Tenaga

Denyut Jantung

(detik)

(kal/detik)

(pulsa/menit)

30

131

24,36

120

2.

30

121

26,38

124

3.

30

118

27,00

128

4.

30

104

30,69

142

5.

30

89

35,86

147

6.

30

107

29,83

148

7.

30

99

32,24

152

8.

30

89

35,86

159

9.

30

61

52,32

163

10.

30

60

53,20

166

No.

Langkah

1.

Dari data yang diperoleh pada saat step test, waktu paling lama adalah 131 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 24,36 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 120 pulsa/menit, sedangkan waktu tercepat adalah 60 detik dengan tenaga yang terpakai sebesar 53,20 kal/detik dan denyut jantung sebanyak 166 pulsa/detik. Dari data terlihat bahwa semakin cepat irama langkah yang dilakukan, maka konsumsi tenaga yang terpakai semakin banyak dan denyut jantung semakin cepat. Adapun grafik hubungan antara denyut jantung dengan tenaga dapat dilihat pada Gambar 5.14.

60

Tenaga (kal/detik)

50

y = 0.5321x - 42.336 R2 = 0.7206

40 30 20 10 0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Denyut Jantung (pulsa/menit)

Gambar 5.14. Grafik hubungan antara tenaga dengan denyut jantung

Nilai y adalah denyut jantung dan nilai x adalah tenaga, maka untuk mengetahui mengetahui persamaan x adalah sebagai berikut : y = 0,5321x – 42,336……………………………………………….(2) dimana : y = Tenaga yang digunakan (kal/detik) x = Denyut jantung (pulsa/menit) Persamaan diatas adalah regresi linear hubungan antara nilai x dan y. Setelah nilai x diketahui, maka untuk setiap data denyut jantung yang diketahui, dapat dihitung besarnya tenaga yang digunakan oleh operator dengan menggunakan persamaan tersebut. Persamaan tersebut digunakan untuk

menghitung

tenaga

yang

digunakan

pada

saat

melakukan

pemerahan.Data denyut jantung dan penggunaan tenaga pada saat mengoperasikan alat pemerah susu sapi semi otomatis dapat dilihat pada Tabel 5.3.

Tabel 5.3. Data denyut jantung dan tenaga yang digunakan pada saat pemerahan Waktu (detik ke) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 Rata-rata

Denyut Jantung (Pulsa/menit) 117 118 118 120 123 124 124 125 122 125 125 127 128 129 133 132 133 132 140 140 138 138 138 139 140 129,12

Tenaga (kal/detik) 19,919 20,451 20,451 21,516 23,112 23,644 23,644 24,176 22,580 24,176 24,176 25,240 25,772 26,304 28,433 27,901 28,433 27,901 32,158 32,158 31,093 31,093 31,093 31,625 32,158 26,368

Perhitungan tenaga menggunakan rumus y = 0,5321x – 42,336. Pada saat melakukan pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis, konsumsi tenaga terendah terjadi pada awal pemerahan yaitu bernilai 19,919 kal/detik dan konsumsi tenaga tertinggi sebesar 32,158 kal/detik, dengan konsumsi rata-rata tenaga yang terpakai sebesar 26,368 kal/detik. semakin lama melakukan pemerahan konsumsi tenaga per detik semakin besar seiring dengan meningkatnya denyut jantung operator. Menurut Mc Cormick (1984), denyut jantung sebesar 129,12 pulsa/menit termasuk melakukan kerja berat dengan konsumsi energi antara 7,5 kkal/menit – 10,0 kkal/menit dan konsumsi oksigen antara 1,5 liter/menit – 2,0 liter/menit. Jika dilihat dari segi tenaga yang dikonsumsi sebesar 26,368 kal/detik atau sama dengan 1,58 kkal/menit termasuk melakukan kerja sangat ringan

dengan denyut jantung sebanyak 65 – 75 pulsa/menit dan konsumsi oksigen antara 0,32 – 0,5 liter/menit. Perbedaan ini disebabkan karena faktor psikologi operator yang pada saat melakukan pemerahan jantungnya berdetak kencang walaupun tidak sedang melakukan kerja berat.

F.

Tingkat Efisiensi Alat Pemerahan susu disore hari merupakan hasil sekresi selama 8 jam sejak diperah pagi hari, sedangkan pemerahan susu di pagi hari merupakan hasil sekresi selama 16 jam sejak pemerahan sore hari. Oleh karena itu susu hasil pemerahan di pagi hari lebih banyak dan hampir dua kali lipat jumlahnya jika dibandingkan susu hasil pemerahan sore. Produksi susu setiap sapi berbedabeda, ini terbukti setelah melakukan pengamatan dan pengukuran dari empat sapi yang diperah secara manual. Perbedaan ini dikarenakan umur sapi, ukuran puting dan lamanya laktasi. Data jumlah susu hasil pemerahan secara manual dapat dilihat pada Lampiran 1. Rata-rata susu yang dihasilkan setiap sapi dalam lima menit pemerahan secara manual adalah 3000 ml. Dengan data bahwa setiap kali memerah secara manual menghasilkan 3000 ml susu, dan kapasitas alat pemerah susu sapi semi otomatis 93,333 ml, maka dapat dihitung efisiensi alat pemerah susu sapi semi otomatis dengan menggunakan pompa vakum 0,25 hp adalah sebagai berikut : η=

Kl x 100 % Kt

dimana : η

= Efisiensi kerja alat pemerah susu sapi semi otomatis (%)

Kt = Kapasitas teoritis (ml) Kl = Kapasitas lapang (ml) η =

93,333 x 100% = 3,11 % 3000

Efisiensi alat yang hanya 3,11 % masih jauh dari sempurna, oleh karena itu perlu dilakukan kajian ulang untuk meningkatkan efisiensi alat.

Bila menggunakan pompa vakum 0,33 hp dengan laju aliran udara 94 liter/menit, alat ini mempunyai nilai kapasitas pemerahan selama lima menit adalah 691,18 ml, maka efisiensi alat yang diperoleh adalah sebagai berikut: η=

691,18 x 100% = 23 % 3000

Pompa vakum 0,33 hp jauh lebih efisien daripada pompa vakum 0,25 hp, ini disebabkan karena pompa vakum 0,33 hp mempunyai laju aliran udara lebih cepat yaitu sebesar 94 liter/menit dibandingkan dengan pompa vakum 0,25 hp yang laju aliran udaranya hanya 42,47 liter/menit.

G. Nilai Ekonomis Alat

Nilai ekonomis alat dihitung berdasarkan biaya yang harus dikeluarkan saat melakukan pemerahan menggunakan alat pemerah susu sapi semi otomatis. Nilai diperoleh dari menghitung besarnya listrik yang dikonsumsi oleh pompa vakum selama satu jam, kemudian dihitung biaya yang harus dibayarkan ke PLN. Data yang harus diketahui selanjutnya adalah besarnya kapasitas alat dalam melakukan pemerahan selama satu jam. Setelah itu hitung besarnya uang yang diperoleh dari hasil menjual susu sapi hasil perahan menggunakan alat. Pompa vakum 0,25 hp mempunyai daya 180 watt, sedangkan pompa vakum 0,33 hp mempunyai daya 250 watt, digunakan selama satu jam. Susu yang dihasilkan oleh alat pemerah susu sapi semi otomatis dengan menggunakan pompa vakum 0,25 hp adalah sebanyak : 93,33 ml x

60 = 1119,96 ml 5

Sedangkan jika menggunakan pompa 0,33 hp, susu yang dihasilkan selama satu jam adalah sebanyak : 1175 ml x

60 = 8294,12 ml 8.5

Dengan asumsi harga susu sapi per liter adalah Rp. 3000,00 maka uang yang diperoleh jika menggunakan pompa vakum 0,25 hp adalah sebanyak : 1,11996 liter x Rp. 3000,00 = Rp. 3360,00

Sedangkan jika menggunakan pompa vakum 0,33 hp, uang yang akan diperoleh adalah sebanyak : 8,29412 liter x Rp. 3000,00 = Rp. 24.882,00 Penggunaan listrik selama satu jam oleh pompa vakum 0,25 hp adalah sebanyak : 180 watt = 0,18 kw 1 kwh = Rp 580,00 Jadi biaya yang dibutuhkan untuk membayar listrik PLN selama pompa beroperasi satu jam adalah = 0,18 x Rp. 580,00 = Rp. 104,00 Penggunaan listrik selama satu jam oleh pompa vakum 0,33 hp adalah sebanyak : 250 watt = 0,25 kw 1 kwh = Rp. 580,00 Jadi biaya yang dibutuhkan untuk membayar listrik PLN selama pompa beroperasi selama satu jam adalah = 0,25 x Rp. 580,00 = Rp. 145,00 Jika biaya yang harus dibayar ke PLN dibandingkan dengan nilai uang yang diterima stelah menjual susu, maka untuk pompa 0,25 hp mempunyai nilai =

104 1 = = 1 : 32,3. Sedangkan nilai perbandingan untuk pompa 3360 32,3

0,33 hp adalah =

145 1 = = 1 : 171,6. Nilai perbandingan ini jelas 24882 171,6

mengindikasikan bahwa menggunakan pompa vakum 0,3 hp jauh lebih menguntungkan daripada menggunakan pompa 0,25 hp.

H.

Pengaruh Alat Terhadap Sapi

Kondisi sapi yang akan diperah dengan menggunakan alat ini harus dalam keadaan tenang dan tidak gelisah, karena bila tidak tenang akan sulit untuk didekati dan diperah. Sapi yang baru melahirkan pada umumnya tidak mau diperah menggunakan alat karena biasanya sapi-sapi tersebut hanya mau diambil susunya oleh pedet (anak sapi). Jadi biasanya untuk mau diperah kembali harus menunggu waktu sekitar dua minggu. Bila tetap memaksa sapi untuk diperah, biasanya pada saat puting disentuh, sapi akan menendang-

nendang karena merasa geli. Seekor pedet yang sedang menyusui induknya dapat dilihat pada Gambar 5.15.

Gambar 5.15. Pedet yang sedang menyusui

Pada saat alat dioperasikan untuk melakukan pemerahan, awalnya memang sulit untuk memasukkan puting ke alat, terkadang sapi merasa geli sambil mengibaskan ekornya. Tetapi bila sudah terjadi pemerahan dan berjalan sebagaimana mestinya, sapi akan merasa tenang dan tidak banyak bergerak. Kondisi ambing sebelum diperah terlihat besar dapat dilihat pada Gambar 5.16. Produksi susu dan waktu lamanya pemerahan setiap sapi berbeda-beda, ini terbukti setelah melakukan pengamatan dan pengukuran dari empat sapi yang diperah secara manual. Perbedaan ini dikarenakan umur sapi, ukuran puting dan lamanya laktasi.

Gambar 5.16. Ambing sebelum diperah

Kondisi ambing setelah diperah akan tampak lebih kecil dan permukaan kulit tampak mengeriput karena sudah tidak ada lagi susu dalam ambing. Kondisi ambing akan kembali seperti semula dalam selang waktu antara 8 jam hingga 16 jam tidak melakukan pemerahan atau diambil susunya oleh pedet. Kondisi ambing setelah diperah dapat dilihat pada Gambar 5.17.

Gambar 5.17. Ambing setelah diperah

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Alat pemerah susu sapi semi otomatis telah dibuat dan diuji performansinya. kinerja alat pemerah susu sapi yang diuji belum optimal, sehingga belum dapat memerah susu sapi dengan cepat dan banyak. Tingkat kecepatan pemerahan alat pemerah susu sapi semi otomatis ini masih rendah. 2. Terdapat beberapa kendala selama proses pengoperasian. Kendala utama yang dihadapi adalah tekanan vakum yang belum maksimal, sehingga kapasitas alat pemerah masih rendah. 3. Tingkat kecepatan pemerahan alat pemerah susu sapi semi otomatis ini masih rendah. 4. Klep pada bagian dalam tabung pompa injak masih terjadi kebocoran sehingga kinerja pompa sebagai penggerak karet pemerah belum optimal. 5. Kapasitas pemerahan alat adalah 93,333 ml susu per tiga menit dengan menggunakan pompa vakum bertenaga 1/4 hp dengan laju aliran udara 1,5 CFM. 6. Kapasitas pemerahan alat adalah 1175 ml selama 8 menit 30 detik dengan menggunakan pompa vakum bertenaga 1/3 hp yang mempunyai laju aliran udara 94 liter/menit. 7. Tingkat efisiensi alat dengan menggunakan pompa vakum 1/4 hp adalah 3,11 %. Sedangkan tingkat efisiensi alat dengan menggunakan pompa vakum 1/3 hp adalah 23 %. 8. konsumsi tenaga terendah terjadi pada awal pemerahan yaitu bernilai 19,919 kal/detik dan konsumsi tenaga tertinggi sebesar 32,158 kal/detik, dengan konsumsi rata-rata tenaga yang terpakai sebesar 26,368 kal/detik atau sama dengan 1,58 kkal/menit, termasuk kedalam kerja sangat ringan. Semakin lama melakukan pemerahan konsumsi tenaga per detik semakin besar seiring dengan meningkatnya denyut jantung operator.

9. Dari segi ekonomis menggunakan pompa vakum 0,3 hp jauh lebih menguntungkan daripada menggunakan pompa 0,25 hp.

B. Saran

Setelah selesainya penelitian ini, adapun saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut : 1. Pada bagian wadah dianjurkan terbuat dari bahan yang transparan, agar dapat terlihat ketika susu akan mulai memenuhi wadah dan supaya tidak terjadi over capacity. 2. Gunakan bahan karet pemerah yang lebih keras dan tebal agar tidak mudah mengempot oleh kekuatan gaya hisap dari pompa vakum. 3. Selang antara bagian pemerah dan wadah penampung susu diusahakan berbahan silicon yang keras dan tebal, karena bahan silicon bagus dan steril atau aman untuk bahan makanan. 4. Agar kinerja alat pemerah susu sapi semi otomatis ini kapasitasnya meningkat, perlu beberapa perbaikan dan penyempurnaan yang meliputi bahan karet pemerah, kekuatan tekanan vakum yang optimal, laju aliran udara yang optimal dan klep pada bagian dalam pompa injak yang digunakan. 5. Pada bagian tutup wadah penampung susu ditambahkan kran pada selang yang menuju bagian pemerah untuk mengatur buka tutupnya aliran udara dari pompa vakum, sehingga alat dapat dan mudah dioperasikan, walaupun hanya memerah satu puting sapi. 6. Pada bagian dalam pompa injak harus dalam keadaan tidak ada udara yang dapat keluar atau bocor, yaitu dengan perbaikan pada bagian klep, untuk menyempurnakan mekanisme kerja karet pemerah agar benar-benar berfungsi sebagaimana mestinya.

DAFTAR PUSTAKA

Ali, J. 1999. Hubungan Antara Selang Waktu Pemerahan Setelah Perangsangan Dengan Produksi Susu pada Sapi Peranakan Fries Holland. Skripsi. Ilmu Produksi Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Aisyah, S. 2004. Evaluasi Teknis Pemeliharaan Sapi Perah Rakyat Pada Musim Kemarau di Desa Mekar Maju Kecamatan Pasir Jambu Kabupaten Bandung. Skripsi. Fakultas Petrnakan. Institut Pertanian Bogor. Bartlett, P.C., Miller, G.Y., Anderson, C.R. and Kirk, J.H. 1990. Milk production and somatic cell count in Michigan dairy herds. J. Dairy Sci. 73:27942800 Bath, D.L., F.N. Dickinson, H.A. Tucker, and R.D. Appleman. 1985. Dairy Cattle: Principles, Practices, Problems, Profits. Third Edition. Lea & Febiger. Philadelphia. Blakey, J. dan D.H. Bade. 1985. Ilmu Peternakan. Edisi keempat (Terjemahan). Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Indonesia. Brody, S. 1948. Environment physiology with special reference to animal. 1. Physiological Backgrounds. Missouri Agr. Exp. Sta. Res. Bull. No. 423. Campbell, J.R. and J.F. Lasley. 1975. The Science of Animals That Serve Mankind. Second Edition. Mc. Graw Hill Book Co. Inc. New York. Cousins, C.M. dan A.J. Bramley. 1981. The Microbiology of Raw Milk, in: Dairy Microbiology of Milk. R.H. Robinson (ed). Applied Science Publisher, London and New Jersey. Dimyati, Salim A. 1983. Pengantar Teknik Vakum. Proyek Sainsat. Pusat Teknologi Dirgantara, LAPAN. Jakarta Timur. Dwidjoseputro. 1987. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Djambatan. Djambatan. Eckles, H. and L. Anthony. 1956. Dairy Cattle and Milk Production. Fifth Edition. The Macmillan Co. New York.

Eckles, H. and H. Macy. 1957. Milk and Milk Product. Fourth Edition. Mc. Graw Hill Book Co. Inc. New York. Ely, F. and W.E. Peterson. 941. Factor involved in the ejection of milk. J. Dairy Sci. 24:211. Ensminger, M.E. 1971. Dairy Cattle Science. First Edition. The Interstate Printers and Punlishers, Inc. Danville, USA. Farral, A.W. 1963. Engineering for Dairy and Food Product. John Willey and Sons, Inc., New York. Fatmawati, M. 2003. Kemampuan Pembentukkan Enzim Reduktase Oleh Beberapa Bakteri Dalam Susu Melalui Uji Reduktasi. Skripsi. Fakultas Kedokteran Hewan. Institut Pertanian Bogor. Giles, Renald V. 1984. Mekanika Fluida dan Hidraulika (Terjemahan). Erlangga. Surabaya. Gilmour, A. Dan M.T. Rowe. 1990. Microorganism Assosiated with Milk Dairy Microbiology. Vol 1 second edition. Departement of Food Science and Technology. University of Reading, UK. Goff, H.D. and Hill, A.R. 1993. Chemistry and physics. In: Hui, Y.H (eds). Dairy Science and Technology Handbook: Principles and Properties. VCH Publishers Inc. p: 1-61 Harsokoesoemo, D., 1999. Pengantar Perancangan Teknik. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta. Haryanto, S. 2004. Pengendalian Mutu Produksi Susu Bubuk Pada PT. Sari Husada Tbk. Yogyakarta. Skripsi. Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian, Institutu Pertanian Bogor. Jay, J..M. 1997. Modern Food Microbiology. Fifth edition. Chapman and Hall. International Thomson Publishing.

Jennes, R. 1988. Composition of milk. In: Wong, N.P., Jennes, R., Keeney, M and Marth, E.H (eds). Fundamentals of dairy chemistry. (3rd edit). Van Nostrand Reinhold, New York. p: 1-38 Kadarini, S. 2005. Produksi dan Kadar Lemak Susu Sapi Perah Peternakan Rakyat Anggota KUD Cipanas Cianjur. Skripsi. Ilmu Produksi Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Kodariah, S. 2002. Profil Iklim Mikro Kandang dan Produksi Susu Sapi Perah Holstein Pada Tiga Ketinggian Tempat di Jawa Barat (Studi Kasus Peternakan Rakyat). Skripsi. Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Lowe, F.R. 1981. Milking Machines. Pergamon Press Ltd. Maxwell House, Fairview Park, Elmsford, New York. USA. Morgan, Kusen. 1989. Pengenalan Ergonomika Dalam Desain Alsin Untuk Efisiensi, Kenyamanan dan Keselamatan Kerja. Tesis. Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Nugroho, E. 2004. Pemberian Makanan dan Produksi Susu Sapi Perah di Taurus Dairy Farm Cicurug Sukabumi. Skripsi. Fakultas Peternakan. Institut Pertanain Bogor. Prabowo, B.B. 2002. Studi Produksi Susu Sapi Perah di Tiga Desa Yang Berbeda Bioklimatik di Kabupaten dan Kotamadya Bogor. Skripsi. Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Putra, A.R. 2004. Kondisi Teknis Peternakan Sapi Perah Rakyat di Kelurahan Pondok Ranggon Kecamatan Cipayung Jakarta Timur. Skripsi. Fakultas Peternakan, Institutu Pertanian Bogor. Rahman, A., S. Fardiaz, W.P. Rahayu, Suliantri dan C.C. Nurwitri. 1992. PAU. Institut Pertanian Bogor.

Rizki, A.N. 2005. Evaluasi Produksi Susu dan Kadar Lemak Susu Sapi Perah Pada Peternakan Rakyat di Desa Sebaluh Kecamatan Pujon Jawa Timur. Skripsi. Ilmu Produksi Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Ryans, J.L., and D.L. Roper. 1986. Process Vacuum Design and Operator. USA : Mc Graw – Hill. SK. Dirjen Peternakan No. 17 Tahun 2000. Materi Diklat Instruktur Peternakan Sapi Perah. Direktorat Jendral Peternakan RI, Jakarta. SNI 01-3141-1998. 1998. Susu Segar Dalam : Direktori Standar Nasional Indonesia Komoditas Pertanian Sub Sektor Pertanian. Badan Agribisnis Departemen Pertanian. Jakarta. Sudono, A. 1983. Pedoman Beternak Sapi Perah. Direktorat Bina Produksi. Direktorat Jenderal Peternakan, Jakarta. Sudono, A. 1999. Ilmu Produksi Ternak Perah. Ilmu Produksi Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Sudono, A., Rosdiana, R.F., Setiawan, B.S. 2003. Beternak Sapi Perah Secara Intensif. Agromedia Putaka. Jakarta. Trott, A.R. 1989. Refrigeration and Air Conditioning. Butterworths. London. Tucker, H.A. 1971. Hormonal response to milking. J. Anim. Sci. 32:137. Tucker, H.A. 1974. General Endocrinological Control of Lactation. Lactation. Vol 1. B.D. Larson dan V.R. Smith, ed. Academic Press. New York. Van Es, A.Y.H. 1972. Energy Utilization by International Agricultural Centre Wageningen. Netherland. Walser, K. 1966. Melkmaschine und Mastitis. Saladruck. Berlin. Germany.

Walstra, P. dan R. Jenner. 1983. Dairy Chemistry and Physic. John Willey and Sons, Inc, New York, Chicester, Brisbane, Toronto, Singapore. Whittlestone, W.G. 1978. The Physiological Lactation. Pages 3 to 20 In: Proc. Int Symp. Machine Milking, Louisville, KY. Widodo. 2003. Bioteknologi Industri Susu. Laticia Press., Yogyakarta, Indonesia. Wulandani, D., Tambunan, A.H., Nelwan, L.O. dan Hartulistiyoso, E. 2002. Pengembangan Metode Pembekuan Vakum Untuk Produk Pangan. Laporan Penelitian Hibah Bersaing Perguruan Tinggi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

www.Goodfellow.com/csp/active/static. 6 Juni 2006.

LAMPIRAN

Lampiran 1. Data kapasitas susu hasil pemerahan secara manual. Pada tanggal 3 Juni 2006 pukul 16.00 di Kandang sapi Fakultas Peternakan, IPB. Lama Pemerahan

Susu yang dihasilkan

(menit : detik)

(ml)

Sapi I

4 : 20

3000

Sapi II

2 : 20

1200

Sapi III

4 : 50

1550

Sapi IV

10 : 00

4300

Sapi

Pada tanggal 4 juni 2006 pukul 07.30 di Kandang Sapi Fakultas Peternakan, IPB Lama Pemerahan


(menit : detik)

(ml)

Sapi I

6 : 40

6000

Sapi II

3 : 20

2250

Sapi III

7 : 10

2500

Sapi IV

15 : 00

7000

Sapi

Pada tanggal 5 Juni 2006 pukul 07.30 di Kandang Sapi Fakultas Peternakan, IPB Lama Pemerahan


(menit : detik)

(ml)

Sapi I

7 : 10

6700

Sapi II

3 : 25

2500

Sapi III

8 : 10

3000

Sapi IV

16 : 00

8000

Sapi

Lampiran 1. (Lanjutan). Pada tanggal 5 Juni 2006 pukul 16.00 di Kandang Sapi Fakultas Peternakan, IPB Lama Pemerahan


(menit : detik)

(ml)

Sapi I

4 : 15

3900

Sapi II

3 : 15

1500

Sapi III

5 : 30

1800

Sapi IV

10 : 10

4100

Sapi



(menit : detik)

(ml)

Sapi I

8 : 00

6800

Sapi II

3 : 19

2500

Sapi III

10 : 45

3100

Sapi IV

17 : 00

8000

Sapi



(menit : detik)

(ml)

Sapi I

4 : 22

3800

Sapi II

3 : 20

1500

Sapi III

5 : 40

1900

Sapi IV

11 : 00

4400

Sapi

Lampiran 2. Data kapasitas alat pemerah susu sapi semi otomatis. Lama

Pompa yang

Susu yang

digunakan (hp)

dihasilkan (ml)

3 Maret 2006

0.25

90

5 : 00

24 Maret 2006

0.25

90

5 : 00

24 Mei 2006

0.25

100

5 : 00

2 Juni 2006

0.33

1175

8 : 30

Tanggal

Pemerahan (menit : detik)

Lampiran 3. Daftar alat dan bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan alat pemerah susu sapi semi otomatis. No. Nama Alat dan Bahan Unit Jumlah 100 cm 1. Pipa silinder Stainless Steel 10 cm 2. Pipa silinder pejal Stainless Steel 13 buah 3. Naple Selang 13 buah 4. Soket 4 buah 5. Karet pemerah 8 m 6. Selang tekanan tinggi 1 buah 7. Pompa injak dua tabung 1 buah 8. Pompa vakum 0,25 hp 1 buah 9. Pompa vakum 0,33 hp 2 buah 10. Triple joint 17 buah 11. Klem 2 buah 12. Wadah penampung susu 1 unit 13. Las argon 3 buah 14. Kunci pas 2 buah 15. Obeng 1 unit 16. Mesin bubut 2 lembar 17. Amplas 1 unit 18. Cutter 1 unit 19. Gerinda 1 lembar 20. Seal Teflón 1 unit 21. Seperangkat komputer 1 buah 22. Meteran

Lampiran 4. Spesifikasi pompa vakum yang digunakan 1. Pompa Vakum 0,25 hp AC Motor

Merk : VALUE Model : VE 115 Laju aliran udara (flow rate) = 1,5 CFM Stage : 1 Daya = 180 watt

Ultimate vacuum = 0,05 mbar = 5 Pa Voltage = 220 Volt / 50 Hz Oil Capacity = 280 ml Dimensi = 308 x 124 x 228 Berat = 6,5 kg 2. Pompa Vakum 0,33 hp AC Motor

Merk : ROBINAIR VACUMASTER Model No : 15424 Serial No : 5029 Laju aliran udara (flow rate) = 94 liter/menit Daya = 250 watt

Voltage = 110 – 115 VAC, 220 – 240 Hertz = 50 / 60 Hz AMPS = 6.3 – 6.8 / 3.3 – 4.0 RPM = 1725 / 1425

Lampiran 5. Syarat mutu susu segar berdasarkan SNI 01-3141-1998

Karakteristik

1. Berat jenis (pasa suhu 27,5°C) minimum 2. Kadar lemak minimum 3. Kadar bahan tanpa lemak minimum 4. Kadar protein minimum 5. Warna, bau, rasa dan kekentalan 6. Derajat asam 7. Uji alkohol (70%) 8. Uji Katalaseaksimum 9. Angka refraksi 10. Angka reduktasi 11. Cemaran mikroba maksimum a. Total kuman b. Salmonella c. E. Coli (patogen) d. Coliform e. Streptococcus Grup B f. Staphylococcus aureus 12. Jumlah sel radang maksimal 13. Cemaran logam berbahaya maksimal a. Timbal (Pb) b. Seng (Zn) c. Merkuri (Hg) d. Asen (As) 14. Residu - Antibiotika - Pestisida / Insektisida 15. Kotoran dan benda asing 16. Uji pemalsuan 17. Titik beku 18. Uji peroksidase

Syarat

1028 kg/m3 3% 8% 2,7 % Tidak ada perubahan 6 - 7° SH Negatif 3 36 – 38 2–5 1 x 106 cfu/ml Negatif Negatif 20/ml Negatif 1 x 102/ml 4 x 105/ml 0,3 ppm 0,5 ppm 0,5 ppm 0,5 ppm Sesuai dengan peraturan yang berlaku Negatif Negatif - 0,520°C s/d – 0,560°C Positif

Lampiran 6. Syarat-syarat mutu susu berdasarkan Surat Keputusan Direktorat Jendral Peternakan No. 17/1983. 1. Susu murni yang beredar harus memenuhi persyaratan kualitas sebagai berikut a. Warna, bau, rasa dan kekentalan

: Tidak ada perubahan

b. Berat jenis (pada sushu 27°C)

: Minimal 1028 kg/m3

c. Kadar BKTL (SNF)

:8%

d. Kadar lemak

: 2,8 %

e. Derajat asam

: 4,5 – 7,0

f. Uji alkohol (70%)

: Negatif

g. Uji didih

: Negatif

h. Katalase maksimum

:3

i. Titik beku

: - 0,520 s/d – 0,560° C

j. Angka refraksi

: 34,0

k. Kadar protein minimal

: 2,7 %

l. Angka reduktase

:2–5

m. Jumlah mikroba maksimum per ml

: 3 x 106 koloni

2. Susu tidak diperbolehkan mengandung mikroorganisme patogen dan benda asing yang mengotori susu.

Lampiran 7. Standar kualitas susu segar berdasarkan Standar Industri Indonesia (SII) tahun 1995. 1. Bau, rasa, warna dan konsentrasi

: Normal

2. Suhu penerimaan maksimal

: 8° C

3. Kotoran dan benda asing

: Negatif

4. Berat jenis pada suhu 27° C

: 1026 – 1028 kg/m3

5. Uji Alkohol

: Negatif

6. Uji didih

: Negatif

7. Uji reduktasi

:2–5

8. Uji katalase maksimal

: 3 ml

9. Uji pemalsuan

: Negatif

10. Kadar lemak

: Minimal 3 %

11. Solid non fat

: Minimal 8 %

12. Protein

: 2,7 %

13. Tingkat keasaman

: 4,5 – 7,0° SH

14. Titik beku

: - 0,520 s/d - 0,560°C

15. Cemaran logam * Timbal

: 0,3 mg/kg

* Tembaga

: 20,0 mg/kg

* Seng

: 40,0 mg/kg

* Timah

: 40,0 mg/kg

* Air raksa

: 0,03 mg/kg

* Arsen

: 0,10 mg/kg

16. Cemaran mikroba * TPC maksimal

: 3 x 106 koloni/ml

* E. Coli maksimal

: 10 MPN/ml

* Salmonella sp.

: 0 koloni

* Staphylococcus aureus

: 100 koloni/ml

17. Residu pestisida dan insektisida sesuai dengan peraturan DEPKES

Lampiran 8. Produksi susu di beberapa daerah di Indonesia

Daerah Peternakan

Produksi Susu (liter/ekor/hari)

Sumber

Desa Sebaluh, Pujon

13,00*

Rizki (2005)

Kebon Pedes

11,54

Prabowo (2002)

*

Pondok Ranggon, Jakarta

8,43

Putra (2004)

Taurus DF, Sukabumi

11,95

Nugroho (2004)

Desa Mekar Maju, Bdg

13,12

Aisyah (2004)

Cibeureum, Bogor

13,37

Prabowo (2002)

KUD Cipanas

10,00*

Kadarini (2005)

Kebon Pedes

9,30

Kodariah (2002)

Cipayung

12,00

Kodariah (2002)

Gunung Cupu

23,30

Kodariah (2002)

*

Ket : dihitung dalam kg/ekor/hari

Lampiran 9. Karakteristik silicon (Si)

Atomic Properties Atomic number

14

Atomic radius - Goldschmidt ( nm )

0.117

Atomic weight ( amu )

28.0855

Crystal structure

Diamond

Electronic structure

Ne 3s2 3p2

Ionization potential

No.

eV

1

8.15

2

16.3

3

33.5

4

45.1

5

167

6

205

Mass No.

%

28

92.23

29

4.67

30

3.10

Natural isotope distribution

Photo-electric work function ( eV )

4.2

Thermal neutron absorption cross-section ( 0.16 Barns ) Valences shown

4

Electrical Properties Electrical resistivity @20C ( µOhmcm )

23 x 1010

Thermal emf against Pt (cold 0C - hot 100C) -41.56 ( mV )

Mechanical Properties Material condition

Polycrystalline

Bulk modulus ( GPa )

100

Hardness – Mohs

7.0

Poisson's ratio

0.42

Tensile modulus ( GPa )

113

Lampiran 9. (Lanjutan) Physical Properties Boiling point ( C )

2355

Density @20C ( g cm-3 )

2.34

Melting point ( C )

1410

Thermal Properties Coefficient of thermal expansion @0-100C ( 4.7-7.6 x10-6 K-1 ) Latent heat of evaporation ( J g-1 ) -1

Latent heat of fusion ( J g ) -1

13700 1650

-1

Specific heat @25C ( J K kg )

703

Thermal conductivity @0-100C ( W m-1 K-1 ) 80-150

Lampiran 10. Karakteristik Aluminum (Al)

Atomic Properties Atomic number

13

Atomic radius - Goldschmidt ( nm )

0.143

Atomic weight ( amu )

26.98154

Crystal structure

Face centred cubic

Electronic structure

Ne 3s2 3p1

Ionization potential

No.

eV

1

5.99

2

18.8

3

28.4

4

120

5

154

6

190

Mass No.

%

27

100

Natural isotope distribution Photo-electric work function ( eV )

4.2

Thermal neutron absorption cross-section ( 0.232 Barns ) Valences shown

3

Electrical Properties Temperature coefficient @0-100C ( K-1 )

0.0045

Electrical resistivity @20C ( µOhmcm )

2.67

Superconductivity critical temperature ( K )

1.175

Thermal emf against Pt (cold 0C - hot 100C) +0.42 ( mV )

Mechanical Properties Material condition

Soft

Hard

Bulk modulus ( GPa ) Hardness – Vickers

Polycrystalline 75.2

21

35-48

Poisson's ratio

0.345


70.6

Tensile strength ( MPa )

50-90

130-195

Yield strength ( MPa )

10-35

110-170

Lampiran 10. (Lanjutan). Physical Properties Boiling point ( C )

2467 -3

Density @20C ( g cm )

2.70

Melting point ( C )

660.4

Thermal Properties Coefficient of thermal expansion @0-100C ( 23.5 x10-6 K-1 ) Latent heat of evaporation ( J g-1 )

10800

Latent heat of fusion ( J g-1 )

388

-1

-1

Specific heat @25C ( J K kg )

900 -1

-1

Thermal conductivity @0-100C ( W m K ) 237

Property

Value

Cell Size

mm

19

6.3

13

4.8

3.2

6.3

Compressive Strength

MPa

0.7

2.1

2.9

3.5

3.7

4.6

Density

g cm-3 0.029 0.054 0.062 0.07

0.072 0.083

Plate Shear Modulus – Longitudinal

MPa

120

270

310

360

370

430

Plate Shear Modulus – Transverse

MPa

70

170

200

225

230

270

Plate Shear Strength – Longitudinal MPa

0.6

1.5

1.8

2.2

2.3

2.9

Plate Shear Strength – Transverse

MPa

0.45

1.0

1.2

1.4

1.5

1.8

Wall Thickness

mm

0.064 0.038 0.102 0.038 0.025 0.064

Lampiran 11. Karakteristik Stainless Steel - AISI 302

Electrical Properties Electrical resistivity ( µOhmcm )

70-72

Mechanical Properties Elongation at break ( % )

<60

Hardness – Brinell

160-190

Izod impact strength ( J m-1 )

20-136

Modulus of elasticity ( GPa )

190-210


510-1100

Physical Properties Density ( g cm-3 )

7.92

Melting point ( C )

1400-1420

Thermal Properties Coefficient of thermal expansion @20-100C 15-18 ( x10-6 K-1 ) Thermal conductivity @23C ( W m-1 K-1 )

16.3

Lampiran 12. Karakteristik Stainless Steel – AISI 304


70-72


<60

Hardness – Brinell

160-190


20-136


190-210


460-1100


7.93

Melting point ( C )

1400-1455

Thermal Properties Coefficient of thermal expansion @20-100C 18.0 ( x10-6 K-1 ) Thermal conductivity @23C ( W m-1 K-1 )

16.3

Lampiran 13. Karakteristik Stainless Steel – AISI 316


70-78


<60

Hardness - Brinell

160-190


20-136


190-210


460-860


7.96

Melting point ( C )

1370-1400

Thermal Properties Coefficient of thermal expansion @20-100C 16-18 ( x10-6 K-1 ) Thermal conductivity @23C ( W m-1 K-1 )

16.3

Lampiran 14. Karakteristik Polytetrafluoroethylene filled with Glass ( PTFE 25% GF ) atau Teflon

Chemical Resistance Acids - concentrated

Poor

Acids - dilute

Good

Alcohols

Good

Alkalis

Good-Fair

Aromatic hydrocarbons

Good

Greases and Oils

Good

Halogenated Hydrocarbons

Good

Halogens

Good

Ketones

Good

Electrical Properties Dielectric constant @1MHz -1

2.2-2.35

Dielectric strength ( kV mm )

40

Dissipation factor @ 1kHz

0.003

Surface resistivity ( Ohm/sq )

1015

Volume resistivity ( Ohmcm )

1016

Mechanical Properties Coefficient of friction

0.08-0.10

Hardness - Rockwell

D60-70 - Shore -1

Izod impact strength ( J m )

144


1.7


7-20


2.2

Flammability

V0

Limiting oxygen index ( % )

95

Resistance to Ultra-violet

Good

Water absorption - over 24 hours ( % )

0.15

Lampiran 14. (Lanjutan) Thermal Properties Coefficient of thermal expansion ( x10-6 K-1 ) 75-100 Thermal conductivity @23C ( W m-1 K-1 )

0.33-0.42

Upper working temperature ( C )

260

SKRIPSI RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMERAH SUSU SAPI SEMI OTOMATIS. Oleh : REZA NUGRAHA F

Recommend Documents