Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Januari sampai bulan April 2011 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air, tempurung kelapa kering, plat baja perkakas,plat besi, gelas ukur, kompor gas, pipa stainless steel, kran air, pompa air sentrifugal, termometer, selang plastik, pipa besi, botol plastik, pipa paralon, driken, baut dan mur.
Sedangkan alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat tulis, gergaji besi, kunci pas, kalkulator, gerinda, komputer, palu, mesin las, dan mesin bor.
Metode Penelitian
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur (kepustakaan), lalu melakukan eksperimen tentang alat pirolisis ini. Selanjutnya dilakukan perancangan bentuk, pembuatan, dan kemudian dilakukan pengujian alat dengan pengamatan parameter.
Komponen Alat
Alat pirolisis ini mempunyai beberapa komponen yaitu : 1. Reaktor pirolisis
Reaktor pirolisis ini merupakan bagian komponen alat yang berfungsi sebagai tempat pembakaran tempurung kelapa kering agar menghasilkan asap. Alat ini berbentuk tabung silinder dengan diameter 50 cm, dan tinggi
70 cm. Dan di bagian atas berbentuk kerucut dengan tinggi 20 cm yang disambungkan dengan pipa penghubung uap asap menuju kondensor. 2. Pipa penghubung
Pipa ini berdiameter 1 inchi dan berfungsi sebagai tempat aliran uap asap yang menghubungkan reaktor pirolisis menuju tabung endapan praksi berat dan kondensor.
3. Tabung endapan fraksi berat
Komponen ini berfungsi untuk menampung fraksi berat seperti tar, slug, pasir,dan benda-benda lainnya dari uap asap sebelum sampai pada kondensor.
4. Kondensor
Kondensor ini terdiri dari drum, pompa air sentrifugal, pipa stainless steel yang berbentuk spiral, dan air. Di sisi samping bawah dan atas drum akan dibuat lubang untuk aliran masuk dan keluar air yang dipompakan oleh pompa sentrifugal tersebut. Air ini akan menurunkan temperatur asap sehingga berubah fase menjadi cair.
5. Pipa keluaran aliran
Pipa ini terbuat dari pipa stainless steel yang berukuran 1 inchi. Pipa ini berfungsi mengalirkan asap yang telah mencair dari kondensor menuju wadah penampungan sementara.
6. Wadah penampung
Komponen ini terdiri dari 2 wadah penampung yang dibuat dari botol plastik. Komponen ini berfungsi sebagai wadah penampungan sementara asap cair. Kapasitas dari volume 1 botol plastik adalah 1,5 L.
7. Selang pembuangan gas
Komponen ini dibuat dari selang plastik yang berfungsi sebagai komponen yang membuang asap yang mengandung gas metan yang dihasilkan selama proses pembuatan asap cair.
8. Gelas ukur
Gelas ukur ini berfungsi untuk mengetahui jumlah volume asap cair yang dihasilkan.
Persiapan Penelitian
Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran alat, dan mempersiapkan bahan-bahan dan peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam penelitian.
a. Pembuatan alat
Adapun langkah-langkah dalam pembuatan alat pirolisis ini adalah : 1. Dirancang bentuk alat sesuai dengan urutan proses.
2. Digambar serta ditentukan ukuran alat.
3. Dipilih bahan yang akan digunakan sebagai bahan dasar pembuatan alat. 4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai
dengan ukuran yang telah ditentukan. 5. Dipotong bahan sesuai ukuran.
6. Dibentuk dan dilas plat besi untuk membentuk reaktor pirolisis.
7. Dipotong dan dilas pipa stainless steel untuk membentuk pipa penghubung. 8. Dibentuk dan dilas plat stainless steel untuk membentuk pipa pendinginan
pada kondensor.
10.Dibuat satu lubang pada bagian bawah drum, kemudian pada sisi lainnya dibuat dua lubang, yaitu pada sisi samping atas dan bawah.
11.Dihubungkan pompa pada kedua lubang yang telah dibuat pada sisi drum. 12.Dipasang pipa keluar aliran asap cair pada lubang bagian bawah pada drum
kondensor dengan wadah penampung.
13.Dihubungkan komponen alat yang telah dibuat sesuai dengan urutan proses. b. Persiapan bahan
1. Disiapkan bahan yang akan dibakar secara proses pirolisa (dalam penelitian bahan yang digunakan adalah tempurung kelapa).
2. Dikeringkan tempurung kelapa yang masih basah dibawah panas matahari hingga menjadi kering.
3. Dipecah tempurung kelapa hingga berukuran lebih kecil.
4. Ditimbang bahan (pecahan tempurung kelapa) yang akan dibakar. 5. Tempurung kelapa siap untuk dibakar.
Prosedur Penelitian
1. Dimasukkan bahan ke dalam reaktor pirolisis berupa tempurung kelapa sebanyak 30 Kg.
2. Dialirkan air ke dalam drum kondensor dengan menggunakan pompa sentrifugal sebanyak 150 L
3. Dihidupkan kompor gas.
4. Dilakukan pembakaran dengan cara proses pirolisa terhadap bahan yang terdapat dalam reaktor pirolisis.
5. Dilakukan pembakaran hingga mencapai suhu 400 0C.
7. Dilakukan pengendapan asap cair agar fraksi berat yang tercampur dapat terpisah dengan asap cair.
8. Dilakukan pengukuran volume asap cair yang dihasilkan tiap satuan berat bahan yang dimasukka ke dalam wadah bahan.
9. Dilakukan pengamatan parameter. Parameter yang Diamati
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung banyaknya asap cair yang dihasilkan (liter) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses pembakaran (jam).
T Vol
KA= ……… (1)
dimana :
KA = Kapasitas efektif alat (Liter/jam)
Vol = Volume asap cair yang dihasilkan (Liter)
T = Waktu yang dibutuhkan selama proses pembakaran (jam) Rendemen
Rendemen adalah perbandingan antara asap cair yang dihasilkan dengan bahan batok kelapa yang diolah. Perhitungan rendemen dilakukan untuk mengetahui seberapa besar rendemen yang dihasilkan oleh suatu alat dalam memproduksi asap cair tiap satuan banyaknya bahan yang diolah.
% 100 Re x BB BN nd = ……….. (2) dimana : Rend = Rendemen (%)
BN = Berat asap cair yang dihasilkan tiap satu satuan berat bahan yang diolah (kg)
BB = Berat bahan olahan (kg) Analisis Ekonomi
a. Biaya Produksi Asap Cair
Perhitungan biaya produksi untuk menghasilkan asap cair dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok.
C BTT x BT BP + = ………. (3) dimana :
BP = Biaya pokok yang dikeluarkan BT = Total biaya tetap (Rp/tahun) BTT = Total biaya tidak tetap (Rp/jam) x = Total jam kerja per tahun (jam/tahun) C = Kapasitas alat (jam/satuan produksi) 1. Biaya Tetap
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari : 1) Biaya Penyusutan (Metode Garis Lurus)
( )
n S P D = − ……… (4) dimana :P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) alat dan mesin (Rp) S = Nilai akhir alsin (10 % dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun) 2) Biaya bunga modal dan asuransi
I = n n P i 2 ) 1 )( ( + ... (5) dimana:
i = Total persentase bunga modal dan asuransi (17% per tahun) 3) Biaya pajak
Di negara ini belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk mesin-mesin dan peralatan pertanian, diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 2% pertahun dari nilai awalnya.
4) Biaya gudang/gedung
Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %, rata-rata diperhitungkan 1 % dari nilai awal (P) pertahun.
2. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari: 1) Biaya listrik (Rp/Kwh)
2) Biaya perbaikan alat. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan: Biaya reparasi = jam S P 1000 ) ( % 2 , 1 − ... (6) 3) Biaya Perawatan
Biaya Perawatan = jam P 1000 %. 12 ... (7) 4) Biaya Operator
Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya.
b. Break Event Point (Perhitungan Titik Impas)
Manfaat perhitungan titik impas (break event 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 digunakan rumus sebagai berikut:
N = ) (R V F − ……….(8) Dimana:
N : jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg) F : biaya tetap per tahun (rupiah)
R : penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (rupiah) V : biaya tidak tetap per unit produksi.
VN = total biaya tidak tetap per tahun (rupiah/unit).
Menurut Darun (2002), identifikasi masalah kelayakan financial dianalisis dengan metode analisis financial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan.
( )
( )
∑
= + − = n t t i Ct Bt NPV 0 1 ... (9) dimana :B = Manfaat penerimaan tiap tahun
C = Manfaat biaya yang dikeluarkan tiap tahun t = Tahun kegiatan usaha (t=1,2,...,n)
i = Tingkat diskon yang berlaku Dengan kriteria :
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan.
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak menguntungkan.
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
d. Internal Rate of Return (IRR)
Untuk mengetahui kemampuan untuk dapat memperoleh kembali investasi yang sudah dikeluarkan dapat dihitung dengan menggunakan IRR.
Menurut Pujosumarto (1998), IRR dapat diketahui dengan menggunakan rumus:
∑
= = + − = t n i t t i i i C B IRR ) 1 ( ) ( = 0………..…( 10 ) Kriteria IRR yaitu :IRR > social discount rate berarti usaha layak dilaksanakan