Waktu dan Tempat
Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Agustus 2009 sampai Januari 2010 di Laboratorium Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat
Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah : air, daun nilam, es batu, ember, garam, gelas ukur, kertas alumunium foil, kompor, lilin mainan, pelat alumunium, pelat stainless steel, penutup/pembuka laju aliran air (kran), pipet tetes, termometer, dan barometer.
Sedangkan alat-alat yang digunakan adalah : alat tulis, gergaji besi, gunting seng, gerinda, kalkulator, komputer, mesin las, dan palu.
Metodologi Penelitian
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur (kepustakaan), lalu melakukan eksperimen dengan tentang alat destilasi ini. Selanjutnya dilakukan perancangan bentuk, pembuatan kemudian dilakukan pengujian alat dengan pengamatan parameter.
Komponen Alat
Alat destilasi ini mempunyai beberapa komponen yaitu : 1. Wadah air penghasil uap
Wadah ini merupakan wadah air yang akan digunakan untuk menghasilkan uap air. Uap air ini nantinya akan mengalir melalui pipa menuju tempat bahan (daun nilam atau daun sereh) untuk membawa kandungan minyak atsiri yang terkandung pada bahan tersebut. Wadah ini berbentuk silinder dengan penutup yang dapat terbuka dan terkunci rapat, berdiameter 37 cm dan tinggi 40 cm.
2. Pipa aliran uap
Pipa ini berdiameter 1,5 cm dan berfungsi sebagai tempat aliran uap air yang menghubungkan wadah air menuju wadah bahan, serta dari wadah bahan menuju pipa berlingkar dalam pada proses pendinginan.
3. Wadah bahan
Konstruksinya hampir sama dengan wadah air penghasil uap. Dapat terbuka dan terkunci rapat, hanya saja terdapat sedikit penambahan ukuran dan komponen. Berdiameter 35 cm dan tinggi 80 cm, terdapat piringan dengan diameter 35 cm berlubang-lubang kecil pada 20 cm dari sisi terbawah. Di atas piringan inilah bahan akan diletakkan kemudian uap yang berasal dari proses pemanasan akan melewati lubang kecil tersebut menuju bahan. Pada dinding sisi bawah-samping wadah ini akan dipasang barometer pengukur tekanan agar tekanan yang dihasilkan uap air dapat diamati. Untuk mengontrol tekanan ini maka akan dipasang pula kran pelepasan uap pada sisi alas wadah. Uap ini akan membawa kandungan
minyak yang terdapat pada bahan kemudian mengalir melalui pipa penghubung menuju pipa berlingkar yang terdapat dalam kondensor
4. Kondensor
Kondensor ini terdiri dari drum, pipa berlingkar dan kran. Es batu diletakkan di tengah-tengah pipa berlingkar lalu kemudian ditaburi garam. Sedangkan kran berfungsi sebagai lubang pengeluaran air dari es yang mencair.
5. Botol penampung
Hasil sulingan akan ditampung di dalam botol berleher panjang. Tujuannya untuk memudahkan pemisahan minyak dan air. Selain itu botol ini sebaiknya direndam dalam air dingin agar minyak yang telah ditampung tidak menguap kembali. Pemisahan minyak dan air dapat dilakukan menggunakan pipet atau dituang secara perlahan-lahan.
6. Gelas ukur
Untuk mengetahui berapa volume minyak yang dihasilkan, maka dapat digunakan gelas ukur.
Pembuatan Alat
Adapun langkah-langkah dalam membuat alat destilasi ini yaitu : 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 bahan untuk membentuk pipa aliran uap. 7. Dibentuk dan dilas plat bahan untuk membentuk wadah air. 8. Dibentuk dan dilas plat bahan untuk membentuk wadah bahan. 9. Disiapkan drum kondensor.
10.Dibuat satu lubang pada salah satu sisi samping-bawah drum. 11.Dipasang kran pada lubang tersebut.
12.Dibentuk bahan agar sesuai dengan tempat bahan dan drum kondensor. 13.Dilas pipa aliran yang ada pada drum kondensor dengan terhadap dinding
drum.
14.Dihubungkan komponen bahan yang telah dibuat sesuai dengan urutan proses.
Prosedur Penelitian
1. Dimasukkan air ke dalam wadah penghasil uap air. 2. Dimasukkan bahan ke dalam tempat bahan.
3. Dimasukkan es batu ke dalam wadah pendingin. 4. Dihidupkan api kompor.
5. Dipanaskan air pada wadah penghasil uap air sampai mendidih. 6. Diatur dan dijaga tekanan pada wadah bahan kira-kira ¾ atmosfer 7. Ditampung hasil penyulingan pada botol penampung.
8. Dilakukan pemisahan minyak dan air hasil penyulingan.
9. Dilakukan pengukuran volume minyak yang dihasilkan tiap satuan berat bahan yang dimasukkan ke dalam wadah bahan.
Parameter yang Diamati Kapasitas efektif alat
Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung banyaknya minyak nilam yang dihasilkan (liter) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama penyulingan tersebut (jam).
T Vol
KA= ……… (1)
dimana :
KA = Kapasitas efektif alat (Liter/jam)
Vol = Volume minyak nilam yang dihasilkan (Liter) T = Waktu yang dibutuhkan selama penyulingan (jam)
Rendemen
Rendemen adalah perbandingan antara minyak yang dihasilkan dengan bahan tumbuhan yang diolah. Perhitungan rendemen dilakukan untuk mengetahui seberapa besar rendemen yang dihasilkan oleh suatu alat dalam memproduksi minyak nilam tiap satuan banyak bahan yang diolah.
% 100 Re x BB BN nd = ……….. (2) dimana : Rend = Rendemen (%)
BN = Berat minyak nilam yang dihasilkan tiap satu satuan berat bahan yang diolah (kg)
Efisiensi alat
Efesiensi alat dapat diketahui dengan membagi kapasitas efektif yang diperoleh alat terhadap kapasitas efektif alat secara teoritis, atau dapat dituliskan dengan rumus : η alat = x100% Input Output ………..(3) dimana: η = Efiensi penyulingan (%) Output = Kapasitas alat (kg/jam) Input = Kapasitas teoritis (kg/ jam)
Analisis biaya
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan.
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada out put yang dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin banyak bahan yang digunakan. Tak heran jika biayanya semakin besar. Sedangkan, biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan (Soeharno, 2007).
Pengukuran Biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya pokok BTT C...(4) x BT + = dimana :
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
Biaya Tetap
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari: 1) Biaya penyusutan (metode garis lurus)
D = n S P ) ( − ...(5) dimana:
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
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 )( ( + ...(6) dimana:
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/garasi
Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %, rata-rata diperhitungkan 1 % dari nilai awal (P) pertahun.
Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1) Biaya perbaikan untuk sumber tenaga penggerak, mesin sumber tenaga adalah mesin penggerak peralatan lainnya yang umumnya dihubungkan dengan jenis-jenis transmisi tertentu. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reparasi = jam S P 1000 ) ( % 2 , 1 − ...(7) 2) Biaya Operator
Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya.
Break event point (perhitungan titik impas)
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.
) (R V F N − = ...(8) Dimana :
N = jumlah produksi inimal untuk mencapai titik impas (ml) F = biaya tetap per tahun (Rp)
R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rp) V = biaya tidak tetap per unit produksi
VN = total biaya tidak tetap per tahun (Rp/unit)
Net present value (NPV)
Identifikasi masalah kelayakan finansial dianalisis dengan menggunakan metode analsis finansial dengan kriteria investasi. NPV adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidaj untuk diusahakan. Secara singkat dapat ditulis :
CIF – COF > Dimana :
0 ...(9)
CIF = cash in flow COF = cash out flow
Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan (%) bertindak sebagai tingkat bunga modal dalam perhitungan :
CIF = pendapatan x (P/A, i, n) + Nilai akhir x (P/F, i, n) COF = Investasi + pembiayaan (P/A, i, n)
Dengan kriteria :
• NPV > 0, berarti usaha tersebut menguntungkan dan layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan
• NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak menguntungkan dan tidak layak untuk dilaksanakan
• NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
Internal rate of return (IRR)
Internal Rate of Return (IRR) ini digunakan untuk memperkirakan kelayakan lama (umur) pemilikan suatau alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu. Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, dimana diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Berdasarkan harga dari NPV = X (positif) atau NPV= Y (positif) dan NPV = X (positif) atau NPV = Y (negatif), dihitunglah harga IRR dengan menggunakan rumus berikut:
...(10) Dan
...(11) dimana :
p = suku bunga bank paling atraktif q = suku bunga coba-coba ( > dari p) X = NPV awal pada p
Y = NPV awal pada q (Purba, 1997).
