Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret hingga April 2016 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tulang sapi kering, besi siku, puli (pulley), motor bakar, sabuk V (V belt), baut dan mur, bearing (bantalan), stainless steel bulat padu (poros), dan plastik wadah penampung. Sedangkan alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin las, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, palu, tang, kunci pas, kunci L, ring, dan oven.
Metode Penelitian
Metode yang dilakukan dalam penelitian ini berdasarkan eksperimen dan studi literatur yang diperoleh dari referensi buku, jurnal, dan penelitian yang berkaitan dengan alat penggiling tulang.
Komponen Alat
Alat penggiling tulang sapi kering ini mempunyai beberapa komponen penting sebagai berikut.
1. Rangka alat
Rangka alat terbuat dari besi siku, berfungsi sebagai penyokong komponen alat lainnya. Alat ini memiliki dimensi 80 cm × 48,5 cm × 43 cm.
2. Motor bakar
Motor bakar berfungsi sebagai sumber tenaga mekanis (penggerak). Alat ini menggunakan motor bakar berdaya 5,5 HP dengan kecepatan putaran alat 3800 RPM.
3. Tabung penggiling
Tabung penggiling terdiri dari penggiling berputar dan penggiling statis. Penggiling berputar dilengkapi dengan empat buah mata pisau berbentuk L, dua buah penyeimbang, dan tiga buah kipas. Sedangkan penggiling statis dilengkapi dengan 14 sisir penggiling. Pada bagian dasar tabung penggiling terdapat ayakan berukuran 200 mesh.
4. Saluran masukan (hopper)
Saluran masukan berfungsi untuk memasukkan tulang sapi kering yang akan digiling.
5. Saluran keluaran
Saluran keluaran berfungsi untuk menyalurkan tulang sapi yang sudah digiling ke tempat penampungan yang telah disediakan.
6. Sistem transmisi
Sistem tranmisi ini menggunakan puli dan sabuk V yang dihubungkan dengan tenaga penggerak berupa motor bakar. Tenaga penggerak ini digunakan untuk menggerakkan poros yang terhubung ke piringan pisau untuk menghancurkan tulang sapi kering.
Persiapan Penelitian
Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran alat serta mempersiapkan bahan dan peralatan yang akan digunakan dalam penelitian.
1. Pembuatan Alat
1. Dirancang bentuk alat penggiling tulang.
2. Digambar serta ditentukan ukuran alat penggiling tulang.
3. Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat alat penggiling tulang.
4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan pada gambar teknik alat. 5. Dipotong bahan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.
6. Dilakukan pengelasan dan pengeboran untuk pemasangan kerangka alat. 7. Digerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan. 8. Dibentuk dan dilas plat stainless steel pada poros.
9. Dirangkai komponen-komponen alat penggiling tulang.
10. Dilakukan pengecatan guna memperpanjang umur pemakaian alat dan menambah daya tarik alat.
11. Dipasang sabuk V dan puli pada motor bakar sebagai penghubung tenaga putar dari motor bakar ke silinder untuk menggiling dan mengeluarkan bahan.
2. Persiapan Bahan
1. Disiapkan tulang yang telah dikeringkan. Pengeringan bahan dilakukan dengan cara sebagai berikut.
a. Dipotong-potong tulang sepanjang 2-5 cm.
b. Dibersihkan tulang dari daging yang masih menempel. c. Dikeringanginkan tulang selama 1 jam.
d. Ditimbang tulang sebelum dimasukkan ke dalam oven.
e. Dimasukkan tulang ke dalam ovendengan suhu 100oC selama 6 jam. f. Ditimbang tulang yang telah kering.
2. Bahan siap untuk digiling.
Prosedur Penelitian
1. Ditimbang bahan yang akan digiling. 2. Dinyalakan alat penggiling tulang.
3. Dimasukkan bahan melalui saluran pemasukan.
4. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk menggiling tulang.
5. Dilakukan pengamatan sesuai dengan parameter yang ditentukan. 6. Dicatat hasil pengamatan.
Parameter yang Diamati Kapasitas Efektif Alat
Pengamatan parameter kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung banyaknya tulang yang digiling (kg) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses penggilingan (jam), dihitung menggunakan persamaan (9).
Kerusakan Hasil
Pengukuran persentase kerusakan hasil dapat ditentukan dengan membagi berat tepung yang rusak (tergiling tidak sempurna, tertinggal di alat) (kg) dengan berat bahan awal (sebelum digiling) (kg) dikali dengan 100%, dihitung menggunakan persamaan (11).
Kadar Air Tepung Tulang
Pengamatan parameter kadar air dilakukan dengan membagi selisih berat tepung tulang sebelum dikeringkan (kg) dan berat tepung tulang setelah dikeringkan (kg) dengan berat tepung tulang sebelum dikeringkan (kg) dikali dengan 100%, dihitung menggunakan persamaan (12).
Kehalusan Saringan Tepung Tulang
Pengamatan parameter kehalusan saringan dilakukan dengan menggunakan sieve shaker yang berfungsi dalam memilah sedimen berdasarkan ukuran partikelnya. Ukuran saringan yang digunakan adalah 200 mesh. Cara menggunakan sieve shaker yaitu sebagai berikut.
1. Disusun ayakan bertingkat dari atas ke bawah dengan diawali ayakan yang memiliki diameter lubang paling besar hingga terkecil.
2. Dimasukkan tepung ke dalam ayakan paling atas (diameternya paling besar). 3. Diletakkan di atas sieve shaker dan tutup dengan menggunakan tutup
pemberat yang sudah tersedia di shaker guna untuk menekan ayakan bertingkat agar tidak goyang dan tumpah.
4. Ditekan set/display untuk mengatur waktu yang diperlukan selama pengadukan (15 menit).
5. Dinyalakan mesin dengan menekan tombol start/resume.
6. Setelah mesin berhenti, diambil ayakan dari mesin dan dilihat hasil tepung dari setiap ayakan. Untuk hasil ayakan yang paling kecil dimasukkan ke dalam cawan.
7. Ditimbang berat hasil ayakan dan dihitung persentase kehalusan dengan menggunakan persamaan (13).
Analisis Ekonomi
1. Biaya Penggilingan Tulang
Perhitungan biaya penggilingan tulang dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (2).
a. Biaya Tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. biaya penyusutan (metode garis lurus), dapat dihitung berdasarkan persamaan (3)
2. biaya bunga modal dan asuransi, dapat dihitung berdasarkan persamaan (4)
3. biaya pajak, diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 2% per tahun dari nilai awalnya
4. biaya gudang/gedung, diperkirakan berkisar antara 0,5-1%, rata-rata diperhitungkan 1% dari nilai awal (P) per tahun.
b. Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari: 1. biaya bahan bakar (Rp/liter)
2. biaya perbaikan alat, dapat dihitung dengan persamaan (5)
3. biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji per tahun dibagi dengan total jam kerjanya. 2. Break Even Point
Manfaat perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income
yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan. Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat dihitung berdasarkan persamaan (6).
3. Net Present Value
Identifikasi masalah kelayakan finansial dianalisis dengan metode analisis finansial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (7), dengan kriteria - NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
4. Internal Rate of Return
Untuk mengetahui kemampuan memperoleh kembali investasi yang sudah dikeluarkan dapat dihitung dengan menggunakan IRR. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (8).