Desain Konseptual Alat
Proses desain alat sortasi buah tipe gravitasi ini menggunakan aplikasi CAD Solidworks. Alat ini didesain untuk dapat menyortir buah berbentuk bulat yang dapat menggelinding seperti jeruk, tomat dan markisa. Alat ini memanfaatkan gaya gravitasi dalam proses sortasinya, sehingga tidak membutuhkan motor atau penggerak.
Gambar 6. Rancangan Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi Keterangan :
1. Hopper
2. Saluran sortasi 1 3. Saluran buah 4. Jaring keluaran 1
5. Rangka alat 6. Saluran sortasi 2 7. Jaring keluaran 2
Prinsip kerja alat sortir buah tipe gravitasi ini adalah: mengisi buah kedalam hopper. Kemudian dibuka pintu saluran buah dari hopper, lalu buah akan menggelinding satu per satu. Peran dari operator alat adalah mengisi hopper dengan buah dan menjaga agar buah tetap menggelinding jika buah tersangkut dipintu hopper. Kemudian, buah akan digelindingkan dari hopper menuju saluran sortasi melalui saluran buah. Pada saluran sortasi buah akan disortasi. Jika lebar saluran buah sesuai dengan ukuran maka buah akan jatuh ke jaring buah dan kemudian akan disalurkan ke penampung buah akhir.
Gambar 7. Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi
Sortasi adalah pemisahan bahan yang sudah dibersihkan ke dalam berbagai fraksi mutu berdasarkan karakteristik: fisik (kadar air, bentuk, ukuran, bobot jenis, tekstur, warna, benda asing/kotoran); kimia (komposisi bahan, bau dan rasa tengik) dan biologis (jenis dan jumlah kerusakan oleh serangga, jumlah mikroba, dan daya tumbuh khususnya pada bahan pertanian dalam bentuk bijian) (Lizenhs, 2015).
1. Rangka
Rangka memiliki ukuran panjang sebesar 1500 mm, lebar 1000 mm dan
tinggi 1350 mm. Pada bagian depan dan belakang rangka terdapat bagian untuk meletakkan saluran sortasi. Rangka alat ini menggunakan besi siku dengan dimensi 35 mm × 35 mm × 2 mm. Berat keseluruhan beban yang dibebankan pada rangka adalah 12 kg.
(a) (b) (c)
Gambar 8. Rangka (a) Tampak Isometris, (b) Tampak Kiri, (c) Tampak Depan 2. Hopper
Hopper memiliki tinggi 350 mm, panjang 700 mm, lebar 600 mm dan tebal plat 0.5 mm. Hopper dibuat dari bahan plat stainless. Hopper dibuat terhubung dengan saluran buah yang mengarah ke saluran sortasi buah. Dari hasil perhitungan dimensi hopper diketahui bahwa volume dari hopper adalah 0.08 m3 yang dapat menampung 12 kg buah.
(a) (b) (c)
Gambar 9. Hopper (a) Tampak Isometris, (b) Tampak Kiri, (c) Tampak Depan
3. Saluran Sortasi
Saluran sortasi memiliki panjang 1500 mm dan memakai bahan stainless berbentuk tabung berdiameter 50.8 mm dengan tebal 1 mm. kemiringan saluran so asi ini dapa dia u ᵒ hingga ᵒ. alu an so asi e hu ung dengan angka alat yang diikat oleh baut.
(a) (b)
Gambar 10. Saluran sortasi (a) Tampak Depan, (b) Tampak Kiri Kemiringan Alat
Kemiringan alat akan mempengaruhi laju atau kecepatan buah saat meluncur pada saluran sortasi dan kecepatan meluncurnya buah akan mempengaruhi kapasitas alat. Sehingga perlu untuk mengetahui kecepatan buah untuk memperkirakan hal apa saja yang mempengaruhi kapasitas alat.
Dari hasil perhitungan secara teoritis didapatkan kecepatan buah pada kemiringan 10o, 12o dan 14o berturut-turut adalah 1.91 m/s, 2.08 m/s dan 2.24 m/s (Lampiran 6). Kecepatan buah jeruk yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.58 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.64 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.67 m/s. Kecepatan buah tomat yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.59 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.66 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.71 m/s. Kecepatan buah markisa yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.64 m/s,
pada kemiringan 12o adalah 0.69 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.76 m/s.
Perbandingan kecepatan buah secara teoritis dengan aktual cukup jauh berbeda, hal ini disebabkan oleh bentuk buah yang tidak bulat sempurna sehingga menghambat laju buah, posisi buah yang diapit dua sisi saluran sortasi menghambat laju buah dan sifat lebam buah juga menghambat laju buah saat meluncur, hal ini terlihat dari perbedaan jenis buah mempengaruhi kecepatan meluncurnya buah. Kecepatan meluncurnya buah mempengaruhi kapasitas efektif alat.
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas alat adalah kemampuan alat dalam menyortir buah per waktu.
Kapasitas alat dirumuskan dengan berat buah jeruk yang disortir (kg) per waktu penyortiran (jam). Data kapasitas alat dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 1. Rataan Kapasitas Alat
Jenis Buah Perlakuan (o) Kapasitas (kg/jam) Jeruk
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa semakin besar perlakuan kemiringan maka kapasitas alat juga akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena kemiringan saluran buah mempengaruhi kecepatan buah saat disortasi. Semakin besar kemiringan maka kecepatan buah akan semakin besar sehingga kapasitas kerja alat akan semakin besar.
Kecepatan buah jeruk yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.58 m/s,
pada kemiringan 12o adalah 0.64 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.67 m/s.
Kecepatan buah tomat yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.59 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.66 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.71 m/s.
Kecepatan buah markisa yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.64 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.69 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.76 m/s.
Kemiringan alat berbanding lurus dengan kecepatan buah dan kapasitas alat. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kemiringan 14o menghasilkan kapasitas alat yang paling tinggi, diikuti kemiringan 12o dan kemiringan 10o.
Gambar 11. Grafik Kapasitas Alat Keseragaman Buah
Keseragaman buah dilihat dengan menghitung jumlah buah pada tiap kelas yang tidak sesuai dengan ukuran diameter buah pada kelas yang ditentukan.
Keseragaman buah dilihat secara visual. Berdasarkan standar nasional Indonesia (SNI) yang dikeluarkan oleh Badan Standar Nasional (BSN) mutu buah jeruk
dibedakan menjadi empat kelas (grade) yaitu kelas A, kelas B, kelas C dan kelas D. Mutu buah tomat menjadi tiga (grade) yaitu kelas A, kelas B, kelas C. Mutu buah markisa menjadi tiga (grade) yaitu kelas A, kelas B, kelas C. Dari penelitian didapat nilai keseragaman buah yang dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2. Rataan Keseragaman Buah
Perlakuan Kesalahan masuknya buah (%) Keseragaman Buah (%) Jeruk Tomat Markisa Jeruk Tomat Markisa
10o 24.58 20.61 10.97 75.42 79.39 89.03
12o 27.08 23.64 13.89 72.92 76.36 86.11
14o 29.58 27.27 15.28 70.42 72.73 84.72
Persentase keseragaman buah didapatkan dari pengurangan 100% dengan persentase kesalahan masuknya buah. Semakin tinggi keseragaman buah yang dihasilkan, maka keakuratan alat semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa alat ini dapat memisahkan buah berdasarkan ukuran kelasnya dengan baik.
Dilihat dari perbandingan kapasitas dan persentase keseragaman buah pada buah jeruk, alat ini bekerja efektif pada kemiringan 12o dengan kapasitas kerja 225 kg/jam dan persentase keseragaman buah sebesar 72.92%. Alat ini memiliki kelemahan karena posisi buah jeruk pada saat menggelinding kurang sempurna. Hal ini disebabkan karena buah jeruk memiliki bagian pipih.
Diharapkan saat menggelinding buah tetap dalam posisi diameternya horizontal, namun ada juga buah yang menggelinding dengan posisi diameternya vertikal.
Gambar 12. Grafik keseragaman buah
Pada buah tomat, alat ini bekerja efektif pada kemiringan 12o dengan kapasitas kerja 277 kg/jam dan persentase keseragaman buah sebesar 76.36%.
Pada proses penyortasian buah tomat juga alat ini memiliki kelemahan karena bentuknya yang lonjong dan terdapat lekukan disekitar bekas tangkai buah.
Pada buah markisa, alat ini bekerja efektif pada kemiringan 12o dengan kapasitas kerja 278 kg/jam dan persentase keseragaman buah sebesar 86.11%.
Pada penyortasian markisa alat ini bekerja sedikit lebih maksimal dibandingkan dengan buah jeruk dan tomat. Hal ini dikarenakan bentuk buah markisa yang hampir bulat total, walaupun masih ada buah markisa yang lonjong dan terkstur kulit markisa yang keras meminimkan terjadi terjepitnya buah pada saluran sortasi.
Kapasitas alat sortasi buah ini memiliki kapasitas yang lebih baik dibandingkan dengan sortasi manual. Dengan menggunakan alat ini maka proses sortasi buah akan semakin cepat. Alat ini juga tidak menggunakan motor bakar maupun motor listrik dalam proses sortasinya, sehingga alat ini memiliki
0
kelebihan yaitu tidak menimbulkan polusi udara dan biaya pengoperasiannya yang murah karena tidak membutuhkan daya.
Analisis Ekonomi Biaya pemakaian alat
Analisis ekonomi ini digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini dan seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh biaya untuk alat sortasi buah tipe gravitasi tiap tahunnya, diperoleh dari penyortiran sebesar 278 kg/jam pada tahun pertama hingga tahun ke lima sama. Hal ini disebabkan persamaan nilai biaya penyusutan pada tiap tahunnya sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahunnya sama.
Biaya penyortiran merupakan biaya yang harus dikeluarkan untuk setiap proses penyotiran, biaya ini sudah mencakup biaya modal, biaya perbaikan dan biaya operator, sehingga dengan mengetahui biaya penyortiran buah yang harus dikeluarkan maka kita dapat menentukan berapa biaya (upah) yang akan dibayarkan oleh konsumen untuk setiap kali penyortiran buah dalam satu kg. Nilai biaya tetap Rp 720.000/tahun dan biaya tidak tetap Rp 10.052 /jam, sehingga didapat nilai biaya operasional Rp 48,04 kg/tahun (Lampiran 2).
Break Even Point / BEP
Dari hasil penelitian ini di peroleh nilai BEP yang mencapai titik impas apabila telah melakukan pengangkutan sebanyak 14.408,77 kg/tahun terdapat pada lampiran 5, Menurut Waldyono (2008), analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang digunakan dapat membiayai sendiri (self financing), dan
selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Manfaat perhitungan titik impas 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.
Net Present Value / NPV
Net present value (NPV) adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur
suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Dalam menginvestasikan modal dalam penambahan alat pada suatu usaha maka NPV ini dapat dijadikan salah satu alternatif dalam analisis financial.
Dari percobaan dan data yang diperoleh (Lampiran 5) pada penelitian dapat diketahui besarnya NPV dengan suku bunga 5 % adalah Rp 57.202.614,8,-/
Tahun. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar ataupun sama dengan nol. Menurut pernyataan Giatman (2006) yang menyatakan bahwa kriteria NPV yaitu:
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan n tahun investasi usaha tidak menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
Internal rate of return / IRR
Menurut Giatman (2006), yang menyatakan bahwa dengan menggunakan metode IRR menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikan
modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus dipenuhi. Hasil yang didapat dari perhitungan IRR adalah sebesar usaha ini layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 77 % sesuai dengan lampiran 5 jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan.