Optimasi Kinerja Mesin Penjatah Benih Kedelai Tipe Vakum Bertenaga Traktor Tangan

Abstract

Benih kedelai merupakan salah satu komoditas andalan Indonesia yang mengalami tren peningkatan konsumsi dari tahun ke tahun. Produksi lokal tidak dapat mengakomodasi permintaan tersebut karena berbagai masalah termasuk lemahnya produktivitas. Salah satu upaya yang dilakukan adalah mekanisasi pertanian guna meningkatkan produktivitas kerja. Mesin penanam benih kedelai tipe vakum bertenaga traktor tangan untuk kedelai lokal Indonesia telah dikembangkan dengan empat unit penjatah benih terintegrasi unit pemupuk. Mesin tersebut masih memiliki masalah pada kinerja sistem saluran hisap (performa dan keragaman) serta pada sistem penjatah benih (potensi multiplikasi, batasan kecepatan tinggi, dan variasi benih). Tujuan dari penelitian ini adalah mengoptimasi sistem saluran hisap beserta sistem penjatah benih dari segi pengembangan konsep struktur seed hole. Penelitian secara garis besar menggunakan metode reverse engineering dan biomimetik dari organ hisap beberapa binatang. Validasi sistem saluran hisap dilakukan dengan simulasi computational fluid dynamic, sementara pada sistem struktur seed hole menggunakan simulasi finite element analysis dan pengujian langsung secara bench test. Pengujian performa penjatahan secara bench test dilakukan pada variasi benih (varietas, dimensi, dan posisi), variasi perlakuan kecepatan operasional (kecepatan putar seed disc), variasi jumlah seed hole per seed disc, dan variasi tekanan negatif. Upaya optimasi mesin menghasilkan karakteristik kebutuhan efek hisap benih varietas Anjasmoro dan Grobogan, model alternatif sistem saluran hisap, dan adaptasi konsep flexible seed hole untuk penjatahan. Kebutuhan tekanan negatif untuk penghisapan benih adalah 3,1 kPa untuk Anjasmoro dan 3,4 kPa untuk Grobogan, serta kecepatan terminal benih 10 m/s. Model alternatif sistem saluran yang dianalisis adalah sebanyak 4 konsep termasuk model eksisting. Model sistem saluran hisap hasil optimasi yang direkomendasikan mampu menghasilkan tekanan negatif 3,4 kPa (koefisien variasi 0,1%) dan kecepatan hisap 14 m/s (koefisien variasi 4,1%). Adapun sistem penjatah benih terbaik hasil optimasi mampu menghasilkan performa sebesar 99,5% per ISO 7256-1-1984 melalui penggunaan konsep flexible seed hole material LDPE, seed hole 12 lubang per seed disc di kecepatan putar 16,9 RPM, dan tekanan negatif 2,4 kPa.