Kinerja Alat tanpa Beban
Gambar alat transportasi ikan hasil rancang bangun ditunjukkan pada Gambar 21. Alat tersebut tersusun dari ruang penyimpanan ikan, sistem pendingin, ruang aksesoris dan dudukan alat transportasi yang selanjutnya digunakan untuk uji kinerja alat.
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
Suhu ruang penyimpanan pada uji kinerja tanpa beban ikan mencapai 11.1 0
C sampai 15.5 0C selama 120 menit. Suhu ruang penyimpanan ikan yang dapat dicapai berbeda tiap masing-masing pengujian. Perbedaan suhu tersebut disebabkan oleh perbedaan suhu lingkungan selama pelaksanaan uji kinerja. Suhu lingkungan pada uji kinerja pertama adalah 27 0C, uji kinerja kedua 30 0C dan uji kinerja ketiga 32 0
Gambar 21 Hasil pembuatan ruang penyimpanan (a), dudukan alat (b), ruang aksesoris (c), bagian dalam ruang penyimpanan (d), pemasangan alat di atas sepeda motor (e), talenan (f) dan sistem pendingin (g)
C. Suhu lingkungan berpengaruh terhadap banyaknya panas yang masuk dari lingkungan menuju ruang penyimpanan ikan, semakin tinggi suhu lingkungan menyebabkan semakin besar jumlah panas yang masuk sehingga suhu ruang penyimpanan yang dapat dicapai juga semakin tinggi. Hal ini yang menyebabkan suhu ruang penyimpanan pada uji kinerja ketiga paling tinggi. Hasil pengukuran suhu ruang penyimpanan ikan pada uji kinerja tanpa beban ditunjukkan pada Gambar 22.
Gambar 22 Suhu ruang penyimpanan pada uji kinerja tanpa beban
Suhu ruang penyimpanan ikan yang dapat dicapai paling rendah adalah 11.1 0
C. Hal itu menunjukkan bahwa alat transportasi hanya dapat digunakan untuk mempertahankan suhu ikan, di mana ikan yang ditransportasikan sudah dalam keadaan dingin. Hasil karakterisasi terhadap ikan sebelum kegiatan transportasi ditunjukkan pada Tabel 5, suhu ikan awal adalah 0 0C sampai 1 0
Suhu terminal dingin (heatsink dingin) yang dicapai selama uji kinerja ditunjukkan pada Gambar 23. Terlihat pada Gambar 23 suhu terminal dingin turun dengan cepat pada 10 menit pertama kemudian diikuti penurunan yang lambat pada waktu berikutnya. Hal ini dipengaruhi oleh jumlah arus yang mengalir ke elemen peltier, di mana pada 10 menit pertama arus yang melewati elemen peltier mempunyai pola yang sama dengan penurunan suhu terminal dingin seperti ditunjukkan pada Gambar 24. Jumlah arus yang melalui elemen peltier pada 10 menit pertama lebih besar dibandingkan dengan waktu berikutnya sehingga penurunan suhu pada sisi dingin elemen peltier juga lebih cepat. Kemudian pemakaian arus menurun sampai menit keempat puluh, setelah itu cenderung konstan. Pada awal kerja, elemen peltier membutuhkan arus listrik yang lebih besar dari pada waktu berikutnya, hal ini yang menyebabkan pemakaian arus pada 10 menit pertama lebih besar dibandingkan dengan waktu berikutnya. Arus listrik yang melalui elemen peltier berkisar antara 3.1 A sampai 3.6 A, di mana nilainya tidak jauh berbeda antara pengujian pertama dan pengujian kedua.
C, sehingga alat ini dapat digunakan untuk transportasi ikan oleh pedagang ikan keliling.
o C o C o C
Gambar 23 Suhu terminal dingin pada uji kinerja tanpa beban
Gambar 24 Arus listrik yang melalui elemen peltier
Suhu terminal dingin yang dapat dicapai selama uji kinerja juga dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Suhu lingkungan pada uji kinerja pertama adalah 27 0C sedangkan pada uji kinerja kedua adalah 32 0
Jumlah kalor yang dipindahkan oleh pendingin termoelektrik meliputi transmisi panas melalui dinding, panas sensibel heatsink, panas sensibel udara ruang penyimpanan, panas sensibel bracket alumunium dan dinding ruang penyimpanan dengan hasil ditunjukkan pada Tabel 11. Nilai COP alat transportasi sebesar 0.33 yang menunjukkan bahwa jumlah energi yang dapat dipindahkan atau diambil oleh pendingin termoelektrik sebesar 33 % dari energi yang digunakan untuk menjalankan sistem pendingin. Data dan hasil perhitungan lengkap disajikkan pada Lampiran 12. Nilai COP alat transportasi lebih tinggi dibandingkan dengan hasil C, sehingga suhu terminal dingin yang dapat dicapai pada uji kinerja pertama lebih rendah dibandingkan dengan uji kinerja kedua. Suhu terminal dingin dan suhu ruang penyimpanan menunjukkan perbedaan yang tidak besar, hal ini menunjukkan perpindahan panas secara konveksi antara terminal dingin dengan udara ruang penyimpanan dengan bantuan kipas dapat merata. o C o C o C o C
penelitian Mansur (2010) yang menghasilkan nilai COP sebesar 0.204. Pada penelitian Mansur menggunakan heatsink dan kipas untuk membantu proses pelepasan panas pada terminal panas. Sedangkan alat ini menggunakan heat pipe, heatsink dan kipas. Penggunaan heat pipe dapat mempercepat proses pelepasan panas pada terminal panas, sehingga dapat meningkatkan nilai COP dari sistem pendingin termoelektrik.
Tabel 11 Hasil penghitungan COP alat transportsi
Parameter Nilai Satuan
Kalor yang dipindahkan aktual 8.83 Watt
Transmisi melalui dinding alat 5.09 Watt
Panas sensibel heatsink 0.71 Watt Panas sensibel bracket 0.85 Watt Panas sensibel dinding 2.07 Watt Panas sensibel udara 0.11 Watt
Input Listrik 27.09 Watt
COP 0.33
Kinerja Alat oleh Pedagang Ikan Keliling
Gambar pelaksanaan uji kinerja alat oleh pedagang ikan keliling ditunjukkan pada Gambar 25. Uji kinerja pertama melalui rute Desa Plosokerep, Widodokulon, Sambipitu, Beji, Kabupaten Gunungkidul. Jumlah ikan yang ditransportasikan sebanyak 30 kg dengan lama transportasi 3 jam. Uji kinerja kedua melalui rute Desa Plosokerep, Widodoetan, Nglegi, Patuk dan Ngalang, Kabupaten Gunungkidul dengan waktu tempuh selama 3.8 jam. Kondisi jalan pada uji kinerja pertama sebagian besar berbatu dan naik turun, sedangkan uji kinerja kedua sebagian besar beraspal, naik turun serta berbelok-belok.
Kegiatan penjualan ikan diawali dengan kegiatan persiapan yaitu merangkai dan meletakkan alat transportasi di atas sepeda motor. Ikan kemudian dimasukkan ke dalam ruang penyimpanan ikan, setelah itu alat transportasi dirangkaikan dengan sumber kelistrikan sepeda motor. Penjualan ikan dilakukan dengan berkeliling dari rumah ke rumah serta pasar. Saat ada pembeli, pedagang memilih ikan kemudian ditimbang, setelah harga disepakati ikan kemudian dipotong-potong dan isi perut dibersihkan. Penimbangan dan pemotongan ikan dilakukan menggunakan timbangan digital dan talenan yang dilakukan di atas sepeda motor. Kegiatan pemilihan, penimbangan dan pemotongan ikan dilakukan selama 4 sampai 5 menit tiap pembeli. Setelah kegiatan penjualan ikan selesai alat transportasi dilepas dari sepeda motor kemudian dibersihkan.
(d) (e) (f)
Hasil pengukuran suhu ikan selama kegiatan uji kinerja alat oleh pedagang ditunjukkan pada Gambar 26. Suhu ikan setelah kegiatan transportasi pada uji kinerja pertama sebesar 3 0C, sedangkan pada uji kinerja kedua sebesar 2.8 0C. Terlihat pada Gambar 26 suhu ikan naik selama kegiatan transportasi. Kenaikan suhu disebabkan oleh jumlah infiltrasi panas dari lingkungan dan transmisi panas melalui dinding ruang penyimpanan nilainya lebih besar dari pada energi pendingin termoelektrik. Hasil analisis desain menunjukkan bahwa energi yang melalui dinding ruang penyimpanan sebesar 7.24 Watt dan panas infiltrasi udara saat kegiatan pembukaan ruang penyimpanan sebesar 3.97 Watt. Sehingga panas keseluruhan adalah 11.21 Watt seperti ditunjukkan pada Tabel 9, sedangkan jumlah panas yang dapat dipindahkan oleh alat transportasi sebesar 8.83 Watt (ditunjukkan pada Tabel 11), sehingga selisih panas tersebut menyebabkan kenaikan suhu ikan, namun demikian suhu akhir ikan setelah kegiatan transportasi masih di bawah suhu kriteria desain yang dirancang yaitu di bawah 10 0
Kenaikan suhu ikan pada uji kinerja pertama lebih cepat dibandingkan dengan uji kinerja kedua. Hal ini disebabkan suhu udara lingkungan pada uji kinerja pertama lebih tinggi dibanding dengan uji kinerja kedua. Suhu udara lingkungan pada uji kinerja pertama sebesar 32.5
C.
0
C, sedangkan kedua sebesar 30.9 0C, sehingga perpindahan panas lingkungan menuju ruang penyimpanan ikan pada uji kinerja pertama lebih besar dari pada uji kinerja kedua.
Mutu Ikan
Hasil pengujian mutu ikan ditunjukkan pada Tabel 12 dan Tabel 13. Semua parameter mutu ikan setelah kegiatan transportasi memenuhi persyaratan mutu ikan segar. Hal ini menunjukkan bahwa alat transportasi dapat mempertahankan mutu
Gambar 26 Suhu ikan pada uji kinerja oleh pedagang
Gambar 25 Kegiatan persiapan (a), memasukkan ikan (b), pemilihan ikan (c), penimbangan ikan (d), pemotongan ikan (e) dan
ikan. Mutu ikan dapat dilihat dari tingkat kesegaran yang ditunjukkan dari nilai organoleptik dan TPC serta kandungan cemaran (kontaminasi) yang ditunjukkan dari kandungan Escherichia coli, Salmonella dan Vibrio cholera.
Tabel 12 Hasil pengujian mutu ikan pada uji kinerja pertama
Karakteristik Hasil Pengujian Batas Standar
Mutu
Sebelum Sesudah
Sensori/organoleptik TPC per gram
E. Coli MPN per gram
Salmonella per gram
Vibrio cholera/25 gram
7.6 1.4 x 10 <3 4 Negatif Negatif 7.1 2.3 x 10 <3 4 Negatif Negatif 7 5 x 10 <3 5 Negatif Negatif Tabel 13 Hasil pengujian mutu ikan pada uji kinerja kedua
Karakteristik Hasil Pengujian Batas Standar
Mutu
Sebelum Sesudah
Sensori/organoleptik TPC per gram
E. Coli MPN per gram
Salmonella per gram
Vibrio cholerae 25 gram
7.4 1.4 x 10 <3 4 Negatif Negatif 7.3 2.4 x 10 <3 4 Negatif Negatif 7 5 x 10 <3 5 Negatif Negatif
Nilai organoleptik ikan setelah kegiatan transportasi adalah 7.1 pada pengujian pertama dan 7.3 pada pengujian kedua. Kedua nilai tersebut menunjukkan ikan masih dalam keadaaan segar. Nilai organoleptik ikan setelah kegiatan transportasi mendekati nilai batas standar mutu ikan segar yaitu 7, hal ini disebabkan oleh bahan baku ikan pada kegiatan uji kinerja juga mempunyai nilai yang tidak jauh berbeda yaitu 7.6 pada uji kinerja pertama dan 7.4 pada uji kinerja kedua. Namun demikian, dengan kondisi bahan baku ikan tersebut masih dapat dipertahankan kesegarannya setelah kegiatan transportasi. Gambar ikan tongkol yang digunakan dalam kegiatan uji kinerja ditunjukkan pada Gambar 27. Penurunan kesegaran ikan pada pengujian pertama lebih besar dibandingkan dengan pengujian kedua. Hal ini diakibatkan oleh kenaikan suhu ikan selama kegiatan transportasi pada pengujian pertama lebih tinggi seperti ditunjukkan pada Gambar 26. Kenaikan suhu ikan yang lebih tinggi tersebut disebabkan suhu lingkungan pada pengujian pertama lebih tinggi dibanding pada pengujian kedua. Suhu udara lingkungan pada pengujian pertama sebesar 32.5 0C sedangkan pada pengujian kedua sebesar 30.9 0
Kandungan mikroba (TPC) ikan sebelum dan setelah kegiatan transportasi pada pengujian pertama adalah 1.4 x 10
C. 4
koloni/g dan 2.3 x 104 Gambar 27 Ikan tongkol (auxis thazard) yang digunakan
pada kegiatan uji kinerja
pada pengujian kedua adalah 1.4 x 104 koloni/g dan 2.4 x 104 koloni/g. Kandungan TPC ikan setelah kegiatan transportasi tersebut jauh lebih kecil dibandingkan dengan standar jumlah mikroba ikan segar yaitu 5 x 105 koloni/g. Hal ini menunjukkan bahwa alat transportasi dapat memperlambat pertumbuhan mikroba, sehingga kerusakan ikan yang diakibatkan oleh bakteri dan mikroba dapat dicegah. Sebagian besar mikroba yang tumbuh dan berkembang dalam ikan adalah mikroba psikrofilik (Widiastuti 2008) yaitu mempunyai suhu optimum pertumbuhan 10 0C (Buckle 1978). Hasil pengukuran terhadap suhu ikan selama kegiatan transportasi menunjukkan suhu antara 2.8 sampai 3 0
Hasil pengujian kandungan Escherichia coli dalam ikan sebelum dan setelah kegiatan transportasi menunjukkan nilai kurang dari 3 MPN/g, sedangkan kandungan Salmonella dan Vibrio cholerae tidak teridentifikasi baik sebelum dan setelah kegiatan transportasi. Hal ini menunjukkan bahwa alat transportasi dapat mencegah kontaminasi bakteri-bakteri tersebut. Bahan ruang penyimpanan ikan terbuat dari alumunium yang kedap air dan mudah dibersihkan, sehingga dapat mencegah atau meminimalisasikan kontaminasi bakteri-bakteri tersebut. Bakteri
Escherichia coli, Salmonella dan Vibrio cholerae merupakan jenis bakteri enteropatogenik yang dapat menyebabkan penyakit tifus, disentri dan keracunan makanan.
C, sehingga aktivitas dan pertumbuhan sebagian mikroba dapat diperlambat.
Penerimaan Calon Pengguna
Hasil penerimaan pedagang ditunjukkan pada Tabel 14. Penerimaan pedagang yang berkaitan dengan pengoperasian alat baik sebelum, selama dan sesudah kegiatan transportasi mendapatkan nilai 4.4 sampai 5 yaitu antara mudah dan sangat mudah kecuali kegiatan memasukkan dan memilih ikan mendapatkan nilai 4 atau mudah. Hasil tersebut menunjukkkan bahwa setiap tahapan pengoperasian alat selama kegiatan transportasi dan penjualan ikan dapat dilakukan dengan mudah. Kesimpulan tersebut diperkuat oleh data pertanyaan nomer 13 yang menyatakan bahwa secara umum alat transportasi yang didesain sangat mudah dioperasikan. Kriteria pertanyaan penerimaan calon pengguna lengkap disajikkan pada Lampiran 10.
Kriteria kenyamanan berkendara (pertanyaan nomer 14) mendapatkan nilai 5 yang menunjukkan bahwa kegiatan berkendara selama kegiatan transportasi ikan dapat dilakukan dengan nyaman dan tidak mengganggu keseimbangan berkendara. Proses memasukkan dan memilih ikan saat kegiatan penjualan ikan mendapatkan nilai 4 (mudah). Hal ini menunjukkan bahwa calon pengguna merasa kurang leluasa dalam kegiatan tersebut yang disebabkan oleh ukuran tutup penyimpanan ikan kurang besar, sehingga perlu dilakukan perbaikan desain tutup ruang penyimpanan ikan. Kriteria pertanyaan tentang kegunaan alat transportasi (pertanyaan nomer 15) mendapatkan nilai 5 yang menunjukkan alat transportasi sangat membantu dan memudahkan kegiatan transportasi ikan menggunakan sepeda motor.
Tabel 14 Hasil penerimaan calon pengguna No Karakteristik Nilai 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Kegiatan meletakkan alat transportasi di atas sepeda motor Kegiatan meletakkan ruang penyimpanan di atas dudukan Kegiatan membuka dan menutup ruang penyimpanan ikan Kegiatan memasukkan ikan ke dalam ruang penyimpanan Kegiatan menyambung sistem kelistrikan ke alat transportasi Kegiatan memarkir sepeda motor
Kegiatan memilih ikan saat melayani pembeli Kegiatan mengambil timbangan dan pisau
Kegiatan pengambilan ikan saat melayani pembeli Kegiatan menimbang ikan
Kegiatan memotong dan membersihkan ikan Kegiatan melepas alat dari atas sepeda motor
Secara umum alat transportasi dapat digunakan/dioperasikan Kegiatan mengendarai sepeda motor
Apakah alat tranportasi dapat membantu kegiatan transportasi ikan
4.4 4.4 4.4 4 4.6 4.6 4 4.8 4.8 4.8 4.6 4.8 5 5 5
Kajian Ekonomi Alat Transportasi
Hasil kajian ekonomi terhadap penggunaan alat transportasi yang didesain dan styrofoam box untuk kegiatan pedagang ikan ditunjukkan pada Tabel 15, sedangkan data dan perhitungan lengkap disajikkan pada Lampiran 13. Nilai biaya tetap dan biaya penyusutan penggunaan alat transportasi lebih besar dibandingkan dengan penggunaan styrofoam box. Hal itu disebabkan oleh biaya pembelian alat transportasi yang nilainya 3.3 juta rupiah dan pembelian komponen suku cadang elemen peltier, sedangkan penggunaan styrofoam box menggunakan perlengkapan ember dan keranjang yang digunakan sebagai penunjang kegiatan pedagang ikan keliling, namun nilainya tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan penggunaan alat transportasi yang didesain.
Penggunaan alat transportasi membutuhkan biaya operasional lebih kecil dibandingkan dengan penggunaan styrofoam box. Hal ini disebabkan oleh penggunaan styrofoam box membutuhkan es batu sebagai media pendingin yang nilainya sekitar 1.2 juta rupiah/tahun serta biaya pembelian styrofoam box yang nilainya 900 ribu rupiah/tahun. Konsumsi bahan bakar kegiatan penjualan ikan menggunakan styrofoam box adalah 0.936 liter/hari, sedangkan penggunaan alat transportasi membutuhkan bahan bakar 0.958 liter/hari atau mengalami kenaikan sekitar 2.4 %. Kenaikan konsumsi bahan bakar tersebut diakibatkan oleh penggunaan energi listrik dari alternator sepeda motor untuk menjalankan sistem pendingin, sehingga biaya bahan bakar pengunaan alat transportasi lebih besar sekitar 227 ribu rupiah/tahun. Nilai tersebut juga mempertimbangkan penambahan kapasitas ikan yang dijual terhadap peningkatan konsumsi bahan bakar sepeda motor. Biaya operasional lain seperti biaya perawatan sepeda motor, pelumas sepeda motor, plastik dan upah tenaga kerja menunjukkan nilai yang tidak berbeda.
keterangan nilai mutu Tabel 14 : 1 = sulit
2 = agak sulit 3 = sedang 4 = mudah 5 = sangat mudah
Tabel 15 Perhitungan kajian ekonomi penggunaan alat transportasi dan
styrofoam box untuk kegiatan penjualan ikan
Variabel Nilai
Alat Transportasi Styrofoam box
yang didesain Biaya Tetap (Rp/th) 17,739,000.00 14,365,000.00 Sepada motor 14,000,000.00 14,000,000.00 Alat Transportasi 3,311,000.00 0.00 Elemen peltier 84,000.00 0.00 Accu 9A 12 V 189,000.00 0.00 Pisau 60,000.00 60,000.00 Talenan 0.00 30,000.00 Timbangan 95,000.00 95,000.00 Keranjang 0.00 150,000.00 Ember 0.00 30,000.00 Penyusutan (Rp/th) 2,314,333.33 1,358,500.00 Biaya Operasional (Rp/th) 9,063,690.00 10,951,684.00 Plastik 378,000.00 378,000.00 Es batu 0.00 1,203,000.00 Karung 0.00 12,000.00 Bahan bakar 2,666,690.00 2,439,684.00
Pelumas sepeda motor 104,000.00 104,000.00
Perawatan sepeda motor 105,000.00 105,000.00
Stok Ikan awal 1,800,000.00 1,800,000.00
Tenaga Kerja 4,010,000.00 4,010,000.00
Styrofoam box 0.00 900,000.00
Pendapatan (Rp/th) 41,102,500.00 35,087,500.00
Penjualan ikan (kg/hari) 41.00 35.00
Keuntungan (Rp/bulan) 2,477,040.00 1,898,109.67
Payback period (Rp) 0.84 1.05
Cash Flow (Rp/th) 32,038,810.00 24,135,816.00
BEP Harga (Rp/kg) 18,692.05 18,877.11
BEP Volume (kg/hari) 11.35 12.28
Pendapatan pedagang ikan keliling menggunakan alat transportasi lebih besar dibandingkan dengan penggunaan styrofoam box, hal ini diakibatkan oleh penambahan kapasitas alat transportasi sehingga pedagang dapat menjual ikan lebih banyak. Hal itu yang menyebabkan penggunaan alat transportasi memberikan keuntungan yang lebih besar sekitar 578 ribu rupiah/bulan dibandingkan dengan penggunaan styrofoam box. Meskipun biaya investasi awal penggunaan alat transportasi nilainya lebih besar, namun nilai payback period menunjukkan bahwa penggunaan alat transportasi dapat mengembalikan biaya investasi lebih cepat dibandingkan dengan styrofoam box. Nilai payback period penggunaan alat transportasi sebesar 0.84 tahun sedangkan penggunaan styrofoam box sebesar 1.05 tahun.
Hasil pengamatan terhadap kegiatan penjualan ikan menunjukkan bahwa pada saat kegiatan penjualan terlihat pembeli lebih antusias/tertarik membeli ikan ketika pedagang menggunakan alat transportasi yang didesain dibandingkan dengan menggunakan styrofoam box. Hal itu disebabkan oleh perlengkapan alat transportasi terlihat lebih bersih dan rapi jika dibandingkan dengan styrofoam box. Selain itu kegiatan pemotongan dan penimbangan ikan dapat dilakukan dengan mudah dan dilaksanakan di tempat yang lebih bersih, sedangkan penggunaan styrofoam box,
pelaksanaan kegiatan tersebut dilakukan di atas tanah beralaskan karung beras.