TUGAS I

MATA KULIAH PERANCANGAN ALAT DAN MESIN PERTANIAN

“KONSEP PERANCANGAN MESIN PENGGILING DAN PENGAYAK CENGKEH”

Oleh

Taufik A. Sidik

240110080035

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

JATINANGOR

2011

1.1. Pendahuluan

Setiap aktivitas yang berkaitan dengan pengembangan teknologi pertanian diupayakan

untuk mendukung produktivitas pertanian itu sendiri. Berbagai aspek dan komponen pendukung

produktivitas pertanian perlu dikembangkan dan senantiasa diperbaharui secara berkelanjutan,

berkaitan dengan kebutuhan manusia sebagai pengguna dan penyelenggara produksi pertanian.

Proses produksi pertanian yang telah dikembangkan senantiasa membutuhkan berbagai

perlakuan lanjutan bersifat teknis yang berkaitan dengan modifikasi alat dan mesin pendukung

proses produksi. Dengan tujuan kemudahan dalam proses pengolahan bahan hasil pertanian,

proses pengolahan yang termekanisasi menjadi salah satu jawaban atas kebutuhan petani dan

pengembang dalam memajukan pertanian, khususnya di Indonesia.

Indonesia sendiri merupakan negara dengan kekayaan alam yang melimpah yang

memiliki varietas tanaman yang beragam dan bermanfaat tinggi bagi kelangsungan hidup

masyarakatnya. Pembangunan di sektor pertanian telah menjadi bagian integral pembangunan

nasional yang telah mendapatkan tempat dan peranan strategis. Untuk meningkatkan efisiensi

dan efektifitas pembangunan sektor pertanian, pencarian potensi perkembangan di bidang

mekanisasi pertanian dapat dilakukan untuk membantu petani dan penyelenggara pengolahan

pertanian demi tercapainya stabilitas produksi pertanian di tingkat menengah dan bawah.

Efisiensi dan efektifitas yang terwujud dalam usaha pengolahan bahan hasil pertanian

selanjutnya dapat memberikan keuntungan yang berlipat, secara ekonomis, sosial, dan budaya.

Keuntungan finansial bagi petani dan pengolah menjadi prioritas utama yang menjadi dasar

dilakukannya berbagai pengembangan dan modifikasi alat dan mesin pertanian.

Berbasiskan kebutuhan efisiensi dan efektifitas finansial yang berhubungan dengan

produktivitas tenaga dan lahan usaha tani, analisis terhadap modifikasi alat dan mesin pertanian

perlu dilakukan untuk menekan ongkos produksi, memberi nilai tambah bagi bahan hasil

pertanian, mengurangi kejerihan petani dan pengolah bahan hasil pertanian, serta meningkatkan

pendapatan petani yang bersangkutan.

Berbagai tahap pengolahan dilakukan untuk meningkatkan nilai tambah bagi bahan hasil

pertanian, seperti pada pemanfaatan cengkeh di wilayah Kalimantan Timur.

Cengkeh (Syzygium aromaticum, syn. Eugenia aromaticum), dalam bahasa Inggris

disebut cloves, adalah tangkai bunga kering beraroma dari keluarga pohon Myrtaceae. Cengkeh

adalah tanaman asli Indonesia, banyak digunakan sebagai bumbu masakan pedas di negara-

negara Eropa, dan sebagai bahan utama rokok kretek khas Indonesia. Cengkeh ditanam terutama

di Indonesia (Kepulauan Banda) dan Madagaskar, juga tumbuh subur di Zanzibar, India, dan Sri

Lanka.

Cengkeh (Syzygium aromaticum) termasuk jenis tumbuhan perdu yang dapat memiliki

batang pohon besar dan berkayu keras, cengkeh mampu bertahan hidup puluhan bahkan sampai

ratusan tahun, tingginya dapat mencapai 20 -30 meter, berdaun lonjong yang berbungan pada

pucuk-pucuknya serta memiliki cabang-cabang yang cukup lebat. Cabang-cabang dari tumbuhan

cengkeh tersebut pada umumnya panjang dan dipenuhi oleh ranting-ranting kecil yang mudah

patah . Mahkota atau juga lazim disebut tajuk pohon cengkeh berbentuk kerucut . Daun cengkeh

berwarna hijau berbentuk bulat telur memanjang dengan bagian ujung dan panggkalnya

menyudut, rata-rata mempunyai ukuran lebar berkisar 2-3 cm dan panjang daun tanpa tangkai

berkisar 7,5 -12,5 cm. Bunga dan buah cengkeh akan muncul pada ujung ranting daun dengan

tangkai pendekserta bertandan. Pada saat masih muda bunga cengkeh berwarna keungu-unguan ,

kemudian berubah menjadi kuning kehijau-hijauan dan berubah lagi menjadi merah muda

apabila sudah tua. Sedang bunga cengkeh keringakan berwarna coklat kehitaman dan berasa

pedas sebab mengandung minyak atsiri. Umumnya cengkeh pertama kali berbuah pada umur 4-7

tahun. Cengkeh akan dipanen jika sudah mencapai panjang 1,5-2 cm.

Tumbuhan cengkeh akan tumbuh dengan baik apabila cukup air dan mendapat sinar

matahari langsung. Di Indonesia , Cengkeh cocok ditanam baik di daerah daratan rendah dekat

pantai maupun di pegunungan pada ketinggian 900 meter di atas permukaan laut.

1.1.1. Sejarah Cengkeh

Pada abad yang keempat, pemimpin Dinasti Han dari Tiongkok memerintahkan setiap

orang yang mendekatinya untuk sebelumnya menguyah cengkeh, agar harumlah napasnya.

Cengkeh, pala dan merica sangatlah mahal di zaman Romawi. Cengkeh menjadi bahan tukar

menukar oleh bangsa Arab di abad pertengahan. Pada akhir abad ke-15, orang Portugis

mengambil alih jalan tukar menukar di Laut India. Bersama itu diambil alih juga perdagangan

cengkeh dengan perjanjian Tordesillas dengan Spanyol, selain itu juga dengan perjanjian dengan

sultan dari Ternate. Orang Portugis membawa banyak cengkeh yang mereka peroleh dari

kepulauan Maluku ke Eropa. Pada saat itu harga 1 kg cengkeh sama dengan harga 7 gram emas.

Perdagangan cengkeh akhirnya didominasi oleh orang Belanda pada abad ke-17. Dengan

susah payah orang Prancis berhasil membudayakan pohon Cengkeh di Mauritius pada tahun

1770. Akhirnya cengkeh dibudayakan di Guyana, Brasilia dan Zanzibar.

Pada abad ke-17 dan ke-18 di Inggris harga cengkeh sama dengan harga emas karena

tingginya biaya impor.

Gaya hidup masyarakat yang berkaitan dengan pemanfaatan cengkeh dapat dilihat

dengan semakin banyaknya pengguna rokok. Dalam pengaplikasiannya cengkeh dapat

dimanfaatkan sebagai pemberi rasa pada rokok sehingga rokok dengan penambahan cengkeh

memiliki aroma dan rasa khas.

Pemanfaatan cengkeh pada industri rokok dilakukan dengan spesifikasi hasil

penggilingan dan pengayakan 1-3 mm untuk kemudian dipadukan dengan tembakau untuk

memberi aroma dan cita rasa bagi rokok hasil produksi.

Pada kenyataannya , petani cengkeh umumnya hanya menjual cengkeh kering yang

belum diolah sehingga belum memiliki nilai tambah yang tinggi. Pengolahan lanjutan secara

kecil-kecilan yang dapat dilakukan oleh petani cengkeh diharapkan dapat memberi nilai

ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan dengan cengkeh kering yang belum diolah.

Spesifikasi penjualan yang berorientasi pada pengolahan bahan cengkeh kering untuk

industri rokok berupa penerapan metode penggilingan cengkeh kering berskala kecil bagi petani

cengkeh dapat menjadi salah satu upaya peningkatan nilai tambah cengkeh hasil panen bagi

petani di daerah Maluku Utara.

Berdasarkan analisis di atas, maka perlu dikemukakan suatu alternatif pendekatan konsep

perancangan dan penerapan alat mesin yang berfungsi sebagai penggiling dan pengayak cengkeh

dengan spesifikasi tujuan sebagai Mesin Penggiling dan Pengayak Cengkeh Untuk Usaha

Industri Rokok Kelas Menengah.

1.2. Pendekatan Masalah

1.2.1. Tahap pengembangan dan penerapan teknologi penggilingan dan pengayakan

Penggilingan cengkeh kering yang selama ini dilakukan dengan mesin

penggiling/perajang cengkeh umumnya tidak menghasilkan hasil penggilingan yang seragam

karena tidak melalui proses pengayakan sehingga kualitas rokok yang kemudian dipasarkannya

pun memiliki kualitas yang kurang baik.

Kualitas penggilingan yang kurang baik dapat dilihat pada hasil industri rokok itu sendiri.

Proses penggilingan yang kurang sempurna akan mengakibatkan rokok masih memiliki

kandungan bongkahan cengkeh yang berukuran besar.

Dengan pengaplikasian teknologi penggilingan dan pengayakan bagi bahan cengkeh

kering selanjutnya akan menghasilkan bahan baku industri rokok yang telah siap pakai dan siap

olah menjadi bahan baku campuran tembakau dengan hasil penggilingan yang relatif seragam

serta dapat dilakukan oleh petani ataupun industri kecil yang bertindak sebagai penyuplai

cengkeh sebagai bahan baku industri rokok.

Dengan pengaplikasian teknologi penggilingan dan pengayakan bagi penyuplai bahan

baku cengkeh untuk industri rokok, akan dihasilkan cengkeh hasil penggilingan yang berukuran

seragam yang selanjutnya dapat meningkatkan nilai tambah bagi bahan baku cengkeh yang akan

dijual.

a. Penggambaran masalah

Salah satu kendala kurang berkembangnya pertanian di Indonesia adalah ketika petani

yang bertindak selaku pihak penyedia bahan baku industri berbasiskan pertanian tidak memiliki

suatu keinginan dan motivasi untuk menjelajahi berbagai peluang yang mungkin muncul dengan

memanfaatkan potensi pertanian yang dimilikinya sehingga dapat meningkatkan taraf hidupnya.

Umumnya petani cengkeh di Indonesia, khususnya di Indonesia bagian Tengah dan

Timur sudah merasa puas hanya bertindak sebagai pengolah bahan mentah berupa cengkeh

kering yang kemudian dijual kepada tengkulak yang memanfaatkan keadaan tersebut.

Cengkeh, seperti halnya bahan baku hasil pertanian pada umumnya memiliki nilai jual

yang dapat berubah-ubah tergantung dari tahapan-tahapan yang telah dilaluinya sebelum bahan

baku tersebut sampai ke tangan industri pertanian.

Berbagai proses pengolahan dan perlakuan lanjutan terhadap bahan hasil pertanian

bertujuan untuk meningkatkan nilai tambah yang dimiliki oleh bahan hasil pertanian itu sendiri,

salah satunya adalah dengan pengecilan ukuran seperti penggilingan/perajangan dan pengayakan

yang dapat diaplikasikan pada tanaman cengkeh.

Namun, kurangnya kesadaran dan pengetahuan petani cengkeh akan hal tersebut menjadi

salah satu alasan utama yang menghambat perkembangan dan kemandirian dari petani itu

sendiri. Selain itu, mahal dan kurang efisiennya proses pengolahan yang harus ditempuh

menyebabkan petani enggan untuk merintis upaya pengembangan potensi dan usahanya sebagai

penyedia bahan baku hasil pertanian.

Pengolahan lanjutan terhadap tanaman cengkeh yang selama ini telah dilakukan oleh

petani cengkeh adalah hanya sebatas pengeringan dengan menjemur bahan di bawah sinar

matahari. Kebutuhan industri rokok yang berbahan baku pertanian cengkeh terhadap cengkeh

kering yang telah digiling/dirajang yang bertujuan untuk menekan biaya produksinya selaiknya

dapat menjadi pertimbangan petani untuk mengembangkan usahanya sehingga bersifat spesifik

dengan cara melakukan proses penggilingan cengkeh kering yang telah mereka jemur.

Untuk itulah perlu dilakukan alternatif pengembangan usaha pertanian cengkeh di

Kalimantan Timur dengan teknologi yang termekanisasi berskala kecil yang diharapkan dapat

memberi hasil sebagai berikut:

1. Terciptanya suatu alat mesin pengolahan bahan hasil pertanian yang efisien dan

efektif, namun berskala kecil sehingga mudah digunakan dan murah.

2. Peningkatan nilai tambah bagi bahan hasil pertanian cengkeh yang akan dijual

oleh petani cengkeh kepada industri rokok.

3. Peningkatan taraf hidup petani sebagai dampak peningkatan pendapatan hasil

penjualan cengkeh.

4. Meningkatnya efisiensi kerja sekaligus menekan biaya produksi industri rokok.

5. Mendorong petani untuk meningkatkan kinerjanya dengan proses perjangan dan

pengayakan termekanisasi berskala kecil sebagai pemicu minatnya terhadap

proses yang termekanisasi pada pengolahan pertanian lain.

b. Pemilihan alternatif

Berbagai pertimbangan pendekatan perancangan terhadap alat mesin pertanian perajang

dan pengayak cengkeh perlu dilakukan untuk mendapatkan suatu rancangan alat mesin pertanian

yang efektif, efisien, dengan harga terjangkau, moveable, serta memenuhi syarat keamanan dan

kenyamanan kerja bagi petani. Pemilihan terhadap faktor-faktor penentu kinerja alat mesin yang

dilakukan didasarkan pada ketersediaan komponen-komponennya. Hal tersebut dilakukan

sehingga mesin perajang dan pengayak yang dirancang dapat dengan mudah dibuat dan

diproduksi secara massal.

Proses pengecilan ukuran secara umum terdiri atas tiga tingkatan (Brown dkk, 1958),

yaitu :

1. Pengecilan ukuran kasar, merupakan pengecilan ukuran dengan bahan yang ukuran

partikelnya lebih dari 5 cm.

2. Pengecilan ukuran sedang, merupakan pengecilan ukuran dengan bahan yang ukuran

partikelnya 2 – 5 cm.

3. Pengecilan ukuran halus, merupakan pengecilan ukuran dengan bahan yang ukuran

partikelnya lebih kecil dari 2 cm.

Adapun mesin perajang cengkeh yang umum beredar adalah :

1. Perajang cengkeh skala industri.

2. Perajang cengkeh skala menengah

3. Penggiling tradisional.

Sementara itu, secara umum alat yang digunakan dalam proses pengecilan menurut Hunt

(1978), terdiri atas:

1. Penggiling palu (Hammer mill), merupakan penggiling yang memperkecil ukuran bahan

dengan mempergunakan tumbuka palu. Putaran motor yang tinggi (2500 – 3500 rpm)

akan menghasilkan bubuk yang halus.

2. Penggiling silinder (roller mill), merupakan penggiling yang memperkecil ukuran bahan

dengan tekanan dan gesekan. Dua silinder ditempatkan sejajar dengan jarak yang sempit,

menghancurkan bahan yang melewati dua silinder tersebut. silinder yang dipergunakan

dapat berupa silinder halus maupun bergerigi.

3. Penggiling pisau (cutter mill), merupakan penggiling yang memperkecil ukuran dengan

proses pemotongan. Hasil yang didapat darii mesin ini tidak terlalu halus, tetapi

dipergunakan sebagai bahan untuk memperkecil ukuran yang lain.

4. Penggiling bergeri (Burr mill), merupakan penggiling yang memperkecil ukuran dengan

menggunakan tekanan putar piringan. Burr mill terdiri atas dua piringan yang keras dan

bergerak berputar. Bahan yang akan diperkecil ukurannya dimasukkan diantara dua

piringan.

Dalam proses pengayakan, pemilihan penggunaan mesh pengayak didasarkan pada

standar ayak Tyler pada tabel berikut:

Mesh, No. Diameter Ukuran

saringan inci Kawat, inci Aktual Perkiraan

…

…

…

…

3

4

6

8

10

14

20

28

35

48

65

100

150

200

0.148

0.135

0.105

0.092

0.070

0.065

0.036

0.032

0.035

0.025

0.0172

0.0125

0.0122

0.0092

0.0072

0.0042

0.0026

0.0021

1.050

0.742

0.525

0.371

0.263

0.185

0.131

0.093

0.065

0.046

0.0328

0.0232

0.0164

0.0116

0.0082

0.0058

0.0041

0.0029

1

¾

½

3/8

¼

3/16

1/8

3/32

1/16

3/64

1/32

…

1/64

…

…

…

…

…

Berdasarkan analisis kebutuhan seperti yang telah terpaparkan di atas, didapat bahwa

mesin yang digunakan dalam proses perajangan dan penggilingan cengkeh bagi petani untuk

proses pengolahan awal adalah mesin perajang dan pengayak cengkeh dengan karakteristik

sebagai berikut:

Merupakan mesin penggiling bahan hasil pertanian kering yang menghasilkan serpihan

cengkeh yang berskala menengah ke bawah.

Mesin penggiling dengan sumber daya berupa motor listrik dan transmisi yang

menyalurkan gaya dari motor untuk kemudian mampu mengolah cengkeh menjadi

serpihan, dengan tujuan meningkatkan produktivitas dan menekan penyebab kelelahan

pagi petani.

Pengayakan dengan mesh yang dsesuaikan dengan kebutuhan ukuran cengkeh yang akan

diproses menjadi rokok.

Diharapkan dengan mesin dwiguna perajang dan pengayak cengkeh ini didapatkan suatu

upaya pembangunan sektor pertanian yang mengarah pada sistem termekanisasi, namun tetap

memiliki kemudahan-kemudahan dalam pengoperasiannya.

c. Pengembangan desain

Langkah ini dilakukan untuk melihat persyaratan produk mesin perajang dan pengayak

cengkeh yang digunakan. Pada proses ini harus diintegrasikan antara persyaratan produk dan

persyaratan teknis peralatan sehingga dihasilkan mesin perajang dan pengayak cengkeh yang

sesuai bagi tanaman cengkeh, dan sesuai bagi petani baik secara teknis, sosial, dan ekonomi.

d. Perbaikan Desain

Perbaikan desain dilakukan setelah penilaian terhadap rancangan mesin perajang dan

pengayak cengkeh selesai, kemudin diadakan penilaian apakah rancangan tersebut memenuhi

syarat bagi tanaman dan petani atau tidak. Jika belum memenuhi syarat, maka perlu diadakan

perbaikan desain.

e. Evaluasi

Evaluasi dilakukan untuk kembali memilih rancangan mesin perajang dan pengayak

cengkeh yang paling sesuai bagi produk dan lokasi yang bersangkutan, dengan biaya paling

murah, dapat digunakan di berbagai kondisi dan berbagai kalangan. Pada tahap ini alat dikritisi

agar diperoleh rancangan yang paling murah dan sederhana.

f. Pembuatan Gambar Desain (Blue Print)

Tahap ini membuat gambar desin (blue print) atau gambar teknik dari mesin dwiguna

perajang dan pengayak cengkeh.

g. Alternatif Cara Pembuatan

Adalah urutan pekerjaan dalam pembuatan prototipe yang paling cepat, tepat, dan murah

tetapi tetap memenuhi syarat teknis dari mesin perajang dan pengayak cengkeh.

h. Pembuatan Prototipe

Pembuatan prototipe mesin perajang dan pengayak cengkeh ini direncanakan dibuat di

bengkel lokal desa dengan komponen yang terdiri dari:

Komponen yang dibuat di bengkel

Komponen yang dibeli di pasaran umum

Bahan tersebut diharapkan diperoleh secara mudh di sekitar lingkungan bengkel lokal,

dan dapat dikerjakan dengan peralatan yang telah ada.

i. Evaluasi Terhadap Prototipe

Sebelum diadakan evaluasi atau pemilihan prototipe, terlebih dahulu diadakan standar

persyaratan teknis dari peralatan untuk mempertahankan reliabilitas dari mesin perajang dan

pengayak cengkeh yang meliputi analisa komponen dan komponen standar. Evaluasi terhadap

prototipe dilakukan untuk melihat kesesuaian dari segi teknis, ergonomis, serta reliabilitas dari

mesin yang akan dipakai.

1.3. Kesimpulan dan Saran

Dalam perancangan alat mesin pertanian, perlu diperhatikan setiap aspek-aspek yang

selanjutnya dijadikan parameter untuk menentukan berhasil tidaknya suatu teknologi diterapkan

di suatu daerah. Aspek-aspek penentu tersebut diantaranya adalah aspek teknis, aspek ekonomis,

dan aspek sosial budaya.

Perancangan mesin dwiguna perajang dan pengayak cengkeh untuk spesifikasi wilayah

Kalimantan Timur dengan komoditas hasil industri rokok didasari oleh kebutuhan petani akan

perubahan sistem penjualan bahan baku cengkeh yang biasanya berupa cengkeh kering yang

belum diolah menjadi cengkeh kering yang telah diberi perlakuan pengecilan ukuran untuk

mencegah kerusakan akibat penyimpanan, serta untuk memberi nilai tambah bagi bahan baku

cengkeh sekaligus menekan biaya produksi pada tahap lanjut industri rokok.

Aspek geografis Kalimantan Timur yang kaya akan cengkeh pun menjadi dasar

perancangan mesin perajang dan pengayak ini. Dengan potensi alam yang tinggi untuk menjadi

lahan investasi, Kalimantan Timur membuka peluang bagi berbagai teknologi yang belum

teraplikasikan dan masih berkembang.

Pengembangan dan penerapan teknologi penggilingan dan pengayakan harus dilakukan

secara cepat, tepat, serta didukung oleh pengawasan dan pengembangan lebih lanjut oleh instansi

terkait yang ada hubungannya dengan masalah peningkatan produksi hasil pertanian agar

pengembangan mesin dwiguna perajang dan pengayak cengkeh dapat berjalan secara kontinyu.

Daftar Pustaka

Anonim, 2011. http://www.iptek.net.id/ind/?mnu=8&ch=jsti&id=257

Anonim, 2005. http://www.geocities.com/disbun_kaltim/cengkeh.htm

Anonim, 2006. http://www.conectique.com/tips_solution/health/herbs/

Anonim, 2006. http://www.disbun.jabar.go.id/index.php?mod=rekap_perkembangan_produksi

Herwanto, Totok. 2000. Modul Konsep Perancangan dan Penerapan Mesin dan Peralatan

Paskapanen Pada Industri Pedesaan. Universitas Padjadjaran: Bandung.

Rusendi, Dadi, dkk. 2005. Penuntun Praktikum Mata Kuliah Teknik Penanganan Hasil

Pertanian. Laboratorium Teknik Pasca Panen Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas

Pertanian Universitas Padjadjaran Bandung

Zain, Sudaryanto., Ujang Suhadi, Sawitri dan Ulfi Ibrahim. 2005. Teknik Penanganan

Hasil Pertanian. Pustaka Giratuna, Bandung.