ichsan16's blog

Just another weblog

OPTIMASI RANCANGAN PEMBANGUNAN GREENHOUSE DENGAN KOMODITAS TOMAT

December18

TUGAS RANCANGAN TEKNIK

OPTIMASI RANCANGAN PEMBANGUNAN GREENHOUSE
DENGAN KOMODITAS TOMAT

MUHAMMAD ICHSAN TAQWA                     (F14130045)

FARHANDHIKA AKBAR                                (F14130046)

WAHYU SETIADI SIREGAR                          (F14130047)

institut_pertanian_bogor_logo-svg

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2016

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL                                                                                            ii

DAFTAR GAMBAR                                                                                       ii

DAFTAR LAMPIRAN                                                                                    ii

PENDAHULUAN                                                                                           1

DESKRIPSI MASALAH                                                                                2

ANALISIS DAN DESAIN                                                                               3

HASIL DAN PEMBAHASAN                                                                        6

DAFTAR PUSTAKA                                                                                      7

LAMPIRAN                                                                                                    9

 

DAFTAR TABEL

  • Dimensi Greenhouse 6

DAFTAR GAMBAR

  • Tampak piktorial greenhouse 7
  • Posisi bedengan pada greenhouse 7

 

DAFTAR LAMPIRAN

  • Gambar orthogonal greenhouse 9

PENDAHULUAN

            Indonesia adalah negara agraris dimana pertanian merupakan salah satu kegiatan yang sangat menunjang kehidupan masyarakat. Pada kehidupan saat ini pertanian banyak digeluti oleh masyarakat kecil maupun masyarakt tingkat sedang. Namun masyarakat kecil yang masih berada didaerah masih terhambat oleh kurangnya pemanfaatan dan pengembangan teknologi yang memang saat ini

membantu dalam mengelolah lahan pertanian maupun hasil-hasil pertanian. Ketergantungan para petani dari cuaca alam sehingga hasil pertanian tidak memuaskan ketika cuaca yang kita harapkan tidak sesuai dengan yang diharapkan.

Perkembangan teknologi di era modern ini berkembang pesat sehingga teknologi sangatlah dibutuhkan peranannya dalam pertanian. Teknologi Greenhouse yang mampu beradaptasi dan pendekatan yang bersifat mengubah serta merekayasa iklim untuk kebutuhan akan tanaman sekarang semakin dibutuhkan. Dengan keterbatas lahan yang tersedia akibat maraknya pembangunan perumahan maupun kawasan industri, perubahan cuaca pada kondisi tropis dan musim hujan maupun musim kemarau yang tidak bisa diprediksi adalah merupakan suatu hal yang menyebabkan penggunaan teknologi Greenhouse menjadi jalan keluar dari masalah tersebut.

Teknologi Greenhouse yang modern memiliki kemampuan rekayasa cuaca. Dimana didalam Greenhouse perubahan cuaca dapat direkayasa diantaranya : suhu udara, durasi penyiraman dan sirkulasi udara (Alwi, 2011). Sistem pertanian dengan lingkungan yang terkontrol dimana budidaya tanaman di dalam Greenhouse dapat meningkatkan hasil produksi holtikultura salah satunya tomat menjadi salah satu solusi dalam rangka Indonesia menuju swasembada pangan. Bahkan dengan adanya metode ini tidak hanya petani saja yang bisa membudidayakan tanaman, bahkan masyarakat perkotaanpun bisa melakukannya karena tidak terlalu membutuhkan tempat yang khusus, bahkan bisa dilakukan di pekarangan rumah (Telaumbanua, 2014).

Tomat (Lycopersicon esculentum Mill.) adalah komoditas unggulan hortikultura yang mempunyai nilai ekonomis penting di Indonesia (Direktorat Jenderal Hortikultura, 2013). Buah tomat banyak dimanfaatkan sebagai sayuran, bumbu masak, buah meja, minuman, dan sebagai bahan baku industri misalnya dibuat saus, bahan pewarna makanan, dan kosmetik. Selain konsumsi dalam negeri yang cukup besar, tomat juga merupakan salah satu komoditas ekspor sebagai sayuran segar maupun sayuran olahan. Berdasarkan data ekspor dan impor tahun 2011 (Direktorat Jenderal Hortikultura, 2013) bahwa ekspor tomat sebagai sayuran segar sebesar 578 ton dan 18 ton untuk impor, tetapi tomat sebagai sayuran olahan sangat rendah, yaitu 13 ton untuk ekspor dan 8.651 ton untuk impor.

DESKRIPSI MASALAH

Perancangan satu buah rumah tanaman untuk produksi buah tomat yang berkapasitas 1000 tanaman. Tiap bibit tomat yang ditanam di dalam greenhouse tersebut tersedia dalam bentuk polybag yg ukurannya 35 x 40 cm (penampang atasnya). Kemudian bibit tomat tersebut ditata didalam greenhouse sesuai dengan jarak tanam antar bedengan ± 100 cm dan antar tanaman ± 50 cm). Tipe atap greenhouse yang digunakan adalah Single-span Standard Peak Greenhouse. Bahan konstruksinya menggunakan kayu dengan kasa plastik transparan. Ketinggian maksimum pohon tomat bisa mencapai 170 cm. Dengan spesifikasi tersebut maka perlu ditentukan jenis greenhouse yang digunakan berdasarkan luas bangunannya. Dan perlu ditentukan optimasi luas permukaan yang paling minimum dinding dan atap berbentuk separuh silinder, dengan volumenya sesuai skala rumah kasa. Variabel desainnya adalah panjang (p), lebar (l) dan tinggi dinding (td) serta tinggi puncak atap (ta) akan ditentukan keempat variable disain tersebut agar luas total permukaan kasa minimum.

ANALISIS DAN DESAIN

Analisis

Penentuan variabel panjang (p) dan lebar (l) greenhouse

Diketahui         : kapasitas greenhouse tanaman tomat         = 1000 tanaman

Ukuran polybag tanaman tomat                   = 35 x 40 cm

Jarak tanaman antar bedengan                   = 100 cm

Jarak antar tanaman                                    = 50 cm

Jawab             :

Fungsi tujuan : meminimalkan Luas Greenhouse (L) = pl ………………………(1)

l = 50(x+1)+40x …………………………………………………….(2)

p = 100(y+1)+35y …………………………………………………..(3)

substitus persamaan 2 dan 3 ke persamaan 1

L = 12150xy+9000x+6750y+5000 …………………………………(4)

Fungsi kendala : xy=1000 , xy-1000=0 …………………………………………….(5)

Metode Optimasi Desain Lagrange Multipliers

LE        = Fungsi tujuan+λ(fungsi kendala) ………………………………………….(6)

Substitusi persamaan 4 dan 5 ke persamaan 6

LE        = 12150xy+9000x+6750y+5000+ λ(xy-1000)

 

(12150+λ=-9000/y=0 .………..………………………………………………………(7)

 

(12150+λ=-6750/y ……………………………………………………………………(8)

 

x=1000/y ………………………………………………………………………………..(9)

Substitusi persamaan 7 ke 8

-9000/y=-6750/x , x=3/4y ……………………………………………………………(10)

Substitusi persamaan 10 ke 9

3/4y=1000y , y=36.54=37 ; y merupakan jumlah bedeng

x=1000/37=27.38=28 ; x merupakan jumlah tanaman tiap bedeng

Jadi, panjang (p) = 135(y)+100 = 135(37)+100=5095 cm

Lebar (l) = 90(x)+50= 90(28)+50=2570 cm

Rancang bangun greenhouse yang dibangun berukuran 5095 x 2570 cm

Penentuan Jarak Bedengan ke Dinding

Total panjang untuk media tanam : (35 cm  x 37) + (100 cm x (35+1)) = 4895 cm

Sisa panjang lahan      = panjang greenhouse – total panjang media tanam

= 5095 cm – 4895 cm = 200 cm

Jadi, jarak antar bedengan dengan dinding greenhouse samping sebesar 200 cm.

Total lebar untuk media tanam : (50 cm x 27) + (40 cm x (27+1)) = 2470 cm

Sisa lebar lahan          = lebar greenhouse – total lebar media tanam

= 2570 cm – 2470 cm = 100 cm

Jadi, jarak antar bedengan dengan dinding greenhouse depan dan belakang sebesar 100 cm.

 

Penentuan dimensi tinggi ruang tanaman, atap segitiga, dan greenhouse

Berdasarkan SNI 7604:2010 tentang konstruksi Greenhouse tingggi ruang tanaman berkisar 2.5 – 4 meter sehingga pada rancangan ini tinggi ruang tanaman yang dipakai adalah

Tinggi ruang tanam : 4 meter

Tinggi atap segitiga :

Sudut kemiringan optimum pada atap greenhouse tipe standard peak sekitar 25⁰-30⁰ (Suhardiyanto,2009), pemilihan sudut kemiringan atap optimum adalah sudut 30⁰.

Lebar greenhouse : 2570 cm ; maka

Lebar setengah greenhouse 2570/2 = 1285 cm

Dengan theorema phytagoras : Tan 30⁰ = x/1285 , X = 741.89 cm = 7.42 m

Jadi tinggi atap segitiga adalah 7.42 m

Luas bukaan ventilasi bubungan Menurut Suhardiyanto, 2009 :

Luas total bukaan ventilasi      = luas bukaan ventilasi dinding – luas bukaan ventilasi bubungan

= 60 % x luas greenhouse

= 60 % x (25.7 x 50.95) m =  785.649 m2

Luas ventilasi dinding = 2 x tinggi ruang tanam x panjang greenhouse

= 2 x 4 m x 50.95 m = 407.6 m2

Sehingga :

Luas bukaan ventilasi pada bubungan = 785.649 m2 – 407.6 m2 = 378.049 m2

Karena memiliki dua sisi ventilasi bubungan, sehingga setiap sisi bukaan ventilasi bubungan memiliki luas 378.049/2 = 189.042 m2

Dari luas bukaan ventilisasi maka dapat diperoleh tinggi atap segitiga atas = 189.042 m2/50.95 m , t = 3.71 m

Tinggi total bangunan greenhouse = tinggi dasar bangunan + tinggi ruang tanam + tinggi atas segitiga + tinggi atap segitiga atas

= 0.5 m + 4 m + 7.42 m + 3.71 m = 15.63 m

Penentuan dimensi pintu, tepian atap, segitiga atas, dan balok kayu

Pintu yang digunakan adalah tipe geser

Lebar pintu : 1.6 meter, dengan lebar masing-masing daun pintu 1 meter, pemilihan dimensi lebar daun pintu berdasarkan SNI 7604 : 2010, yang mana lebar minimum untuk pintu geser sekitar 0.8 m.

Tinggi pintu : 2 meter. Pemilihan dimensi ini berdasarkan tinggi maksimum orang Indonesia.

Tinggi tepian atap dipilih 3 m karena berdasarkan SNI 7604:2010 bahwa tinggi tepian atap minimum adalah 2.4 m.

Lebar atap segitiga atas adalah 8.57 m. Dimensi ini diperoleh dari :

Lebar greenhouse/3 = 25.7 m / 3 = 8.57 m.

Dari hasil analisis yang telah dilakukan dimensi greenhouse yang akan dibangun disajikan dalam bentuk tabel 1 berikut

 

Tabel 1 Dimensi Greenhouse

Bagian Greenhose Satuan Ukuran
Lebar Greenhouse m 25.7
Panjang Greenhouse m 50.95
Tinggi ruang tanam m 4
Tinggi atap segitiga m 7.42
Tinggi atap segitiga atas m 3.71
Tinggi total Greenhouse m 15.63
Lebar pintu m 2
Tinggi pintu m 2
Tinggi tepian atap m 3
Lebar atap segitiga atas m 8.57

 

 HASIL DAN PEMBAHASAN

Perhitungan teknik untuk menentukan dimensi greenhouse menjadi dasar untuk membuat gambar tekniknya. Dibawah ini adalah gambar teknik dari greenhouse.

gh1

Gambar 1 Tampak piktorial greenhouse

 

Penentuan dimensi greenhouse menggunakan persamaan optimasi sehingga menghasilkan ukuran 5169 x 2570 cm, sehingga dapat berisi 37 bedengan dengan tiap bedengan memuat 28 tanaman tomat. Posisi bedengan dapat dilihat pada Lampiran 1.

gh2

Gambar 2 Posisi bedengan dalam greenhouse

Dimensi greenhouse pada gambar diatas dibuat sedemikian rupa supaya kondisi lingkungan di dalam greenhouse mengakibatkan pertumbuhan tomat yang optimum.

DAFTAR PUSTAKA

Alwi, M. (2011). Analisis Kinematika dan Dinamika Smart Green House Untuk Tanaman Hidroponik. Makassar: Universitas Hasanuddin.

Badan Standardisasi Nasional. 2010. Bangunan Pertanian –  Syarat Mutu Rumah Tanaman. SNI 7064 : 2010.

Suhardiyanto, H. 2009. Teknologi Rumah Tanaman untuk Iklim Tropika Basah: Pemodelan dan Pengendalian Lingkungan. IPB Press. Bogor

Telaumbanua, M. (2014). Rancang Bangun Aktuator Pengendali Iklim Mikro di Dalam Green House Untuk Pertumbuhan Tanaman Sawi. Agritech Vol.34, 213-222.

 

 

 

 

 

untuk format lengkap berupa pdf, gambar teknik dan script gambar dapat diunduh pada link berikut :

 

rancangan greenhouse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hello world!

July15

Welcome to Student.ipb.ac.id. This is your first post. Edit or delete it, then start blogging!