RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT
SARI PADA KACANG KEDELAI (Glycine max)
SKRIPSI
OLEH :
WINANDA PARDHANU
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT
SARI PADA KACANG KEDELAI (Glycine max)
SKRIPSI
OLEH :
WINANDA PARDHANU
100308065/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
(Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si ) Ketua
ABSTRAK
WINANDA PARDHANU: Rancang Bangun Alat Pembuat Sari pada Kacang Kedelai, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan ADIAN RINDANG.
Proses pembuatan kedelai menjadi sari kedelai merupakan hal menarik untuk diketahui. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji, serta menganalisis nilai ekonomi alat pembuat sari pada kacang kedelai. Parameter yang diamati yaitu kapasitas efektif alat, rendemen, dan analisis ekonomi.
Dari hasil penelitian diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 6,18 kg/jam. Rendemen yang didapat sebesar 64,4%. Biaya pembuatan sari kedelai dari tahun pertama hingga tahun kelima adalah Rp 2.082/kg, Rp 1.920/kg, Rp 1.866,4/kg, Rp 1.839,26/kg, dan Rp 1.823,12/kg. Break even point pada alat ini sebanyak 350,85 kg/tahun. Net present value dengan suku bunga 8% adalah Rp 127.554.735,4 dan
internal rate of return sebesar 34,4%.
ABSTRACT
WINANDA PARDHANU: Design and Construction of Essence maker on Soya Bean, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and ADIAN RINDANG.
The process in making soya bean to be soya milk is an interesting thing to know. This research was held to design, to construct, to test, and to analyze economic value of essence maker on soya bean. The parameter observed were effective capacity, yield percentage, and economic analysis.
RIWAYAT HIDUP
Winanda Pardhanu dilahirkan di Lirik, pada tanggal 16 Maret 1992 dari
ayah Suwito dan ibu Sri harumalina siregar. Penulis merupakan anak pertama dari
dua bersaudara.
Pada tahun 2010 penulis lulus dari SMA Harapan 1 dan tahun 2010 masuk
ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur Mandiri. Penulis memilih Program Studi
Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan
Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA)
Pada Tahun 2013, penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL)
di Pabrik kelapa Sawit (PKS) PTPN IV Adolina, Perbaungan. Kemudian pada
tahun 2014 mengadakan penelitian skripsi dengan judul “Rancang Bangun Alat
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.
Skripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pembuat Sari Pada Kacang Kedelai (Glycine max)” yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada
Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada
Ibu Adian Rindang, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah
banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa usulan penelitian ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang
bersifat membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga usulan penelitian
ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Maret 2015
ii
Alat Mesin Pertanian dengan Sumber Tenaga Mekanis ...8
Komponen Alat Pembuat Sari Kedelai ...10
Motor Listrik ...10
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) ...17
Besi ...18
Aluminium ...18
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian...19
Analisis Ekonomi ...19 Tempat dan Waktu Penelitian ...25
Bahan dan Alat Penelitian ...25
Komponen Alat ...25
Persiapan Pnelitian ...27
Prosedur Penelitian ...28
Parameter yang Diamati ...29
Kapasitas efektif alat ...29
Rendemen ...29
Analisis ekonomi ...29
HASIL DAN PEMBAHASAN Alat Pembuat Sari ...32
Proses Pembuatan Sari ...32
Kapasitas Alat ...34
Rendemen ...35
Analisis Ekonomi ...35
Biaya pemakaian alat ...36
Break even point ...36
Net present value ...36
Internal rate of return ...37
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ...38
Saran ...39
iv
DAFTAR TABEL
No. Hal
1. Komposisi kedelai per 100 gr bahan ... 6
2. Perbandingan antara kadar protein kedelai dengan beberapa bahan makanan lain ... 7
3. Data pembuatan sari kedelai ... 33
4. Kapasitas alat ... 34
v
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal
1. Flowchart pelaksanaan penelitian...41
2. Spesifikasi alat ...42
3. Analisis ekonomi ...44
4. Break even point ...47
5. Net present value ...48
6. Internal rate of return ...50
7. Gambar penelitian ...52
8. Gambar alat pembuat sari pada kacang kedelai ...55
9. Gambar teknik alat pembuat sari pada kacang kedelai ...57
10. Gambar teknik hopper dan tabung ... 58
11. Gambar teknik mata pisau ... 59
12. Gambar teknik tabung screw ... 60
13. Gambar teknik screw ... 61
14. Gambar teknik reducer ... 62
15. Gambar teknik kerangka alat ... 63
ABSTRAK
WINANDA PARDHANU: Rancang Bangun Alat Pembuat Sari pada Kacang Kedelai, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan ADIAN RINDANG.
Proses pembuatan kedelai menjadi sari kedelai merupakan hal menarik untuk diketahui. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji, serta menganalisis nilai ekonomi alat pembuat sari pada kacang kedelai. Parameter yang diamati yaitu kapasitas efektif alat, rendemen, dan analisis ekonomi.
Dari hasil penelitian diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 6,18 kg/jam. Rendemen yang didapat sebesar 64,4%. Biaya pembuatan sari kedelai dari tahun pertama hingga tahun kelima adalah Rp 2.082/kg, Rp 1.920/kg, Rp 1.866,4/kg, Rp 1.839,26/kg, dan Rp 1.823,12/kg. Break even point pada alat ini sebanyak 350,85 kg/tahun. Net present value dengan suku bunga 8% adalah Rp 127.554.735,4 dan
internal rate of return sebesar 34,4%.
ABSTRACT
WINANDA PARDHANU: Design and Construction of Essence maker on Soya Bean, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and ADIAN RINDANG.
The process in making soya bean to be soya milk is an interesting thing to know. This research was held to design, to construct, to test, and to analyze economic value of essence maker on soya bean. The parameter observed were effective capacity, yield percentage, and economic analysis.
1
PENDAHULUAN
Latar belakang
Penggunaan alat dan mesin pertanian sudah sejak lama digunakan dan
perkembangannya mengikuti dengan perkembangan kebudayaan manusia. Pada
awalnya alat dan mesin pertanian masih sederhana dan terbuat dari kayu
kemudian berkembang menjadi bahan logam. Susunan alat ini mula-mula
sederhana, kemudian sampai ditemukannya alat mesin pertanian yang kompleks.
Dengan dikembangkannya pemanfaatan sumberdaya alam dengan motor secara
langsung mempengaruhi secara langsung perkembangan dari alat mesin pertanian.
Salah satu komoditi dari pertanian yang membutuhkan sesuatu hal yang
dapat mempermudah pengerjaannya adalah kedelai. Kebutuhan kedelai di
Indonesia setiap tahun selalu meningkat seiring dengan pertambahan penduduk
dan perbaikan pendapatan per kapita. Oleh karena itu, diperlukan suplai kedelai
tambahan yang harus diimpor karena produksi dalam negeri belum dapat
mencukupi kebutuhan tersebut. Lahan budi daya kedelai pun diperluas dan
produktivitasnya ditingkatkan. Untuk pencapaian usaha tersebut, diperlukan
pengenalan mengenai tanaman kedelai yang lebih mendalam. Kebutuhan kedelai
juga tidak hanya sekedar langsung dijual dengan bentuk aslinya, masyarakat juga
lebih membutuhkan kedelai dalam beberapa bentuk baik bentuk bubuk atau cair.
Oleh karena itu, diperlukan alat dan mesin yang mendukung masyarakat untuk
dapat mengolah biji kedelai yang dapat menambah nilai jual biji kedelai tersebut.
Kedelai merupakan sumber utama protein nabati dan minyak nabati dunia.
Penghasil kedelai utama dunia adalah Amerika Serikat meskipun kedelai praktis
menjadi sumber gizi protein nabati utama, meskipun Indonesia harus mengimpor
sebagian besar kebutuhan kedelai. Ini terjadi karena kebutuhan Indonesia yang
tinggi akan kedelai putih.
Konsumsi kedelai di Indonesia mencapai 2,2 juta tons per tahun, dari
jumlah itu sekitar 1,6 juta ton harus diimpor. Sepanjang 2013, harga kedelai di
Indonesia mengalami kenaikan tajam akibat kurangnya pasokan, sehingga
menyebabkan berbagai pedagang tahu dan tempe mengalami kerugiandan harus
menaikan harga. Untuk meningkatkan produksi kedelai di Indonesia, Kementerian
Tenaga Kerja dan Transmigrasi Indonesia akan membuka 1 juta hektar lahan di
kawasan transmigrasi untuk ditanami kedelai secara bertahap selama tiga tahun.
Lahan itu tersebar di 26 provinsi di Indonesia.
Sari kedelai adalah salah satu hasil pengolahan yang merupakan hasil
ekstraksi dari kedelai. Protein sari kedelai memiliki susunan asam amino yang
hampir sama dengan susu sapi sehingga sari kedelai sering kali digunakan sebagai
pengganti susu sapi bagi mereka yang alergi terhadap protein hewani. Selain
mengandung protein, sari kedelai juga mengandung lemak, karbohidrat, kalsium,
fosfor, zat besi, pro vitamin A, vitamin B kompleks (kecuali B12), dan air.
Pembuatan sari kedelai pada umumnya dengan cara merendam dahulu
kedelai, lalu dilakukan penghancuran kedelai dengan cara diblender. Setelah itu
kedelai disaring dan didapatlah sari kedelai. Sari kedelai yang didapat langsung
bisa direbus dan juga bisa ditambahkan bahan penyedap lainnya seperti gula.
Berdasarkan hal di atas penulis berinisiatif untuk membuat dan
kedelai dengan lebih baik dan tidak terlalu membutuhkan tenaga dan waktu
operator.
Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta
menganalisis nilai ekonomis alat pembuat sari kedelai.
Kegunaan penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan
syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian
lebih lanjut mengenai alat pembuat sari kedelai.
3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan
4
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah kedelai
Menurut para ahli botani, kedelai adalah tanaman yang berasal dari
Manchuria dan sebagian Cina, dan terdapat jenis kedelai liar yang tergolong
dalam spesies Glycine ussuriensis. Kemudian menyebar ke daerah tropika dan
subtropika serta dilakukan pemuliaan sehingga dihasilkan berbagai jenis kedelai
unggul yang dibudidayakan (Koswara, 1992).
Kedelai (Glycine max (L.) Merr) menjadi komoditas pangan yang telah
lama dibudidayakan di Indonesia, yang saat ini tidak hanya diposisikan sebagai
bahan baku industri pangan, namun juga ditempatkan sebagai bahan baku industri
non-pangan.Beberapa produk yang dihasilkan antara lain tempe, tahu, es krim,
susu kedelai, tepung kedelai, minyak kedelai, pakan ternak , dan bahan baku
industri. Sifat multiguna yang ada pada kedelai menyebabkan tingginya
permintaan kedelai di dalam negeri. Selain itu, manfaat kedelai sebagai salah satu
sumber protein murah membuat kedelai semakin diminati. Seiring dengan
meningkatnya jumlah penduduk, permintaan kedelai di dalam negeri pun
berpotensi untuk meningkat setiap tahunnya.
Botani tanaman kedelai
Kedudukan tanaman kedelai dalam sistematik tumbuhan (taksonomi)
diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Ordo : Polypetales
Famili : Leguminosae (Papilionaceae)
Genus : Glycine
Spesies : Glycine max (L.) Merill. Sinonim dengan G. soya (L.) sieb &
Zucc. atau Soya max atau S. hipsida.
(Rukmana dan Yuniarsih, 1996).
Gambar 1. Tanaman kedelai (wikipedia, 2013)
Manfaat kedelai
Dilihat dari segi pangan dan gizi, kedelai merupakan sumber protein yang
paling murah di dunia, di samping menghasilkan minyak dengan mutu yang baik.
Baik kedelai utuh, maupun protein dan minyaknya dapat diolah melalui berbagai
cara menjadi bermacam produk pangan, pakan ternak dan produk untuk keperluan
industri. Kedelai dapat langsung dimakan maupun dalam bentuk olahannya.
Kedelai yang langsung dimakan, dipersiapkan dengan perebusan, penyangraian
atau penggorengan. Kedelai rebus biasa disajikan dalam bentuk kedelai muda
yang dihasilkan melalui proses pengolahan terlebih dahulu, baik secara tradisional
maupun modern (Koswara, 1992).
Kedelai sudah lama diakui sebagai sumber protein, serat larut air dan
berbagai zat gizi mikro yang memiliki kontribusi unggul dalam pola makan.
Kedelai memiliki kandungan lemak rendah (18%) tetapi memiliki asam lemak tak
jenuh yang tinggi (85%). Biji kedelai mempunyai nilai gizi yang terbaik diantara
semua sayuran yang dikonsumsi di seluruh dunia. Karena kedelai kaya akan
sumber protein, karbohidat, lemak nabati, mineral dan vitamin (Koswara, 1992).
Pengolahan kedelai
Kedelai dapat diolah menjadi: tempe, keripik tempe, tahu, kecap, susu, dan
lain-lainnya. Proses pengolahan kedelai menjadi berbagai makanan pada
umumnya merupakan proses yang sederhana, dan peralatan yang digunakan
cukup dengan alat-alat yang biasa dipakai di rumah tangga, kecuali mesin
pengupas, penggiling, dan cetakan (Margono, dkk., 2000).
Dari tabel 1 menjelaskan tentang komposisi kedelai per 100 gram
bahan.Terdapat 4 komponen yaitu : protein,lemak,karbonhidrat,dan air.Protein
memiliki kadar 35-42 persen,Lemak memiliki kadar 18-32 persen,karbonhidrta
memiliki kadar 12-30 persen,dan air memiliki kadar hanya 7 persen.Jadi protein
memili kadar paling banyak yaitu sampai 42 persen,sedangkan yang memiliki
kadar paling sedikit adalah air (Margono, dkk., 2000).
Tabel 1. Komposisi Kedelai per 100 gram Bahan
Sumber : Margono, dkk., 2000
Komponen Kadar (%)
Protein 35-45
Lemak 18-32
Karbohidrat 12-30
Dari tabel 2 menjelaskan tentang perbandingan antara kadar protein
kedelai dengan beberapa bahan makanan seperti susu skim kering, kedelai, kacang
hijau, daging, ikan segar, telur ayam, jagung, beras, dan tepung singkong.Dari
tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa susu skim kering memiliki protein
terbanyak sebesar 36%, dan tepung singkong memiliki protein yang sangat sedikit
hanya 1,10% (Margono, dkk., 2000)
Tabel 2. Perbandingan Antara Kadar Protein Kedelai Dengan Beberapa Bahan Makanan Lain
Sumber : Margono, dkk., 2000
Sari Kedelai
Sari kedelai adalah cairan hasil ekstraksi protein biji kedelai dengan
menggunakan air panas. Sejak abad II sebelum masehi, sari kedelai sudah dibuat
di negeri Cina. Dari sana kemudian berkembang ke Jepang dan setelah Perang
Dunia II masuk ke Asia Tenggara.Komposisi gizi sari kedelai hampir sama
dengan susu sapi. Karena itu sari kedelai dapat digunakan sebagai pengganti susu
sapi. Susu ini baik dikonsumsi oleh mereka yang alergi susu sapi, yaitu
orang-orang yang tidak punya atau kurang enzim laktase dalam saluran pencernaannya,
Banyak hasil olahan kedelai yang nilai gizinya semakin meningkat, salah
satunya sari kedelai. Sari kedelai merupakan minuman hasil ekstraksi protein biji
kedelai dengan menggunakan air panas yang bergizi tinggi. Berdasarkan
penelitian, protein kedelai bersifat hipokolesterolemik dan hipoglikemik baik pada
model binatang maupun manusia. Namun, sari kedelai kurang banyak disukai oleh
masyarakat karena mempunyai cita rasa langu yang disebabkan oleh adanya
aktivitas enzim lipoksigenase (Muchtaridi, 2008).
Sari kedelai merupakan minuman yang bergizi tinggi, terutama karena
kandungan proteinnya. Selain itu sari kedelai juga mengandung lemak,
karbohidrat, kalsium, phosphor, zat besi, provitamin A, Vitamin B kompleks
(kecuali B12), dan air. Namun perhatian masyarakat kita terhadap jenis minuman
ini pada umumnya masih kurang. Sari kedelai ini harganya lebih murah daripada
susu produk hewani. Sari kedelai dapat dibuat dengan teknologi dan peralatan
yang sederhana, serta tidak memerlukan keterampilan khusus. Penggunaan air
sumur dapat menghasilkan sari kedelai dengan rasa yang lebih enak. Untuk
memperoleh sari kedelai yang baik, kita perlu menggunakan kedelai yang
berkualitas baik. Dari 1 kg kedelai dapat dihasilkan 10 ltr sari kedelai.
(Margono, dkk., 2000).
Alat Mesin Pertanian dengan Sumber Tenaga Mekanis
Dalam kegiatan agribisnis dan agroindustri, teknologi pertanian diperlukan
sejak penyiapan lahan, penyediaan pupuk, produksi, pemanenan, penanganan
pasca panen, pengolahan hasil, pengemasan serta distribusi dan pengangkutan
sampai pemasaran. Hal penting yang patut dicermati pada kegiatan agroindutri
dikembangkan secara terus menerus melalui kegiatan penelitian dan
pengembangan (Mangunwidjaja dan Sailah, 2005).
Mekanisasi pertanian adalah bagian penting dari industri pertanian saat ini.
Menurut Shin and Curtis (1978), hal ini disebabkan karena nilai efisiensi produksi
dan kualitas proses pengolahan bergantung pada mekanisasi. Teknologi dari yang
sederhana sampai canggih mempunyai peranan yang sangat penting dalam
transformasi suatu bahan mentah atau baku menjadi suatu produk dengan nilai
tambah lebih tinggi.
Komponen Alat Motor listrik
Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik.
Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang
disebut sebagai elektromagnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari
magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama akan
tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan
sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada
suatu kedudukan yang tetap. Motor listrik mempunyai keuntungan sebagai
berikut:
1. Dapat dihidupkan dengan hanya memutar sakelar
2. Suara dan getaran tidak menjadi gangguan
3. Udara tidak ada yang diisap, juga tidak ada gas buang, karena itu tidak perlu
mengukur polusi lingkungannya atau membuat ventilasi
4. Motor DC mempunyai daya besar pada putaran rendah. Di lain pihak, motor
AC yang menggunakan sumber daya umum tidak mudah mengubah
Di lain pihak, motor listrik juga memiliki kekurangan sebagai berikut :
1. Motor listrik membutuhkan sumber daya, kabelnya harus dapat dihubungkan
langsung dengan stopkontak, dengan demikian tempat penggunaannya sangat
terbatas panjang kabel.
2. Kalau dipergunakan baterai sebagai sumber daya, maka beratnya akan
menjadi besar.
3. Secara umum biaya listrik lebih tinggi dari harga bahan bakar minyak.
4. Untuk menghasilkan daya yang sama dihasilkan oleh sebuah motor
pembakaran, maka motor listrik akan lebih berat
(Soenarta dan Furuhama, 2002).
Screw press
Screwpress berfungsi menekan buah yang sudah dihancurkan dari pisau sehingga
ampas keluar dari daging buah sekaligus memisahkan sari dari kacang kedelai.
Screw press berada dalam cylinder press yang masuk didalam alat kempa. Screw
press berbentuk uliran yng berguna untuk mempres lumatan yang telah dilumat
oleh pisau. Screw press saat ini banyak digunakan di sebagian industri kimia,
seperti: ABS, sodium alginat, carrageenan, karet sintesis, resin sintesis, polimer
kering, naphthalene, bahan elastomerik adesif, emulsi film warna, CMC,
farmatikal dan berbagai bahan lainnya (Smith dan Wilkes, 1990).
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan
tahan lama. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen
Bantalan dapat diklasifikasikan berdasarkan pada:
1. Gerakan bantalan terhadap poros
- Bantalan luncur Pada bantalan ini terjadi gerakan luncur antara poros dan
bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan
dengan perantaraan lapisan pelumas
- Bantalan gelinding Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara
bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti
bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat.
2. Beban terhadap poros
- Batalan radial: arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus
sumbu poros
- Bantalan radial: arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros
- Bantalan gelinding khusus: bantalan ini dapat menumpu beban yang
arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.
(Sularso dan Suga, 2002).
Pisau Penghancur
Pisau merupakan elemen yang sangat penting dalam proses pengirisan dan
pemotongan. Bahan pisau harus lebih kuat dan terbuat dari bahan baja stainless,
karena pisau digunakan untuk memotong bahan makanan, maka pisau harus
terjamin kehigienisan dan kesterilannya. Sudut potong sangat berpengaruh
sehingga mampu menghasilkan irisan yang baik dan memenuhi. Ketajaman pisau
berkurang jika sering digunakan. Frekuensi penggunaan pisau bergantung pada
berapa kali telah digunakan dan pada ketebalan benda yang dipotong. Untuk
kali. Untuk memotong benda yang tipis pisau akan tumpul setelah digunakan
misalnya 1000 kali. Pisau yang tumpul jika dipaksa terus untuk memotong akan
menghasilkan pemotongan yang tidak memuaskan seperti : irisan yang tidak
lurus, ukuran yang tidak presisi, dan efisiensi bahan yang rendah. Jika benda yang
dipotong memiliki ketebalan yang sama maka mudah dalam menentukan kapan
waktunya pisau harus diganti karena telah tumpul (Sugijono, 2013).
Puli
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi
penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang
digerakkan dikalikan dengan diameternya.
Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara:
-Horizontal, pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar di
mana pasangan puli terletak pada sumbu mendatar.
-Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak dimana letak pasangan
puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran
pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk
Sabuk V
Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi sabuk
dibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V. Dalam
kerjanya, sabuk V mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda
transmisi. Bagian sebelah luar akan mengalami tegangan, sedangkan bagian
dalam akan mengalami tekanan. Susunan khas sabuk V terdiri atas :
1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi.
2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya
rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk
V dibelitkan di sekitar alur pulley yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang
bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah
harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan
putaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam semua bidang
industri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian, alat
kedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada sabuk
ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan pulley sehingga tidak dapat dipakai
untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1993).
Sabuk banyak digunakan dalam mesin mesin pertanian. Hal ini
dikarenakan sabuk memiliki beberapa kelebihan. Sularso dan Suga (2004) juga
menyatakan bahwa bila dibandingkan dengan transmisi roda gigi atau rantai,
sabuk v bekerja lebih halus dan tidak bersuara. Untuk mempertinggi daya
Namun, sabuk v juga memilik kelemahan yaitu :
- Tidak dapat digunakan pada jarak yang panjang.
- Tidak cocok untuk beban yang berat pada kecepatan rendah.
- Hanya dapat menghubungkan poros – poros yang sejajar dengan arah putar
yang sama.
Menurut Smith dan Wilkes (1990), apabila pemindahan daya
menggunakan dua roda transisi, maka hubungan antara jarak kedua titik pusat
sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat ditentukan dengan rumus:
L = 2C + 1,57(D + d) +
……….………...(2)
dimana:
L = Panjang efektif sabuk (mm)
C = Jarak antara kedua sumbu roda transisi (mm)
D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm)
d = Diameter luar efektif roda transmisi yang kecil (mm)
Filter
Filter berfungsi untuk menyaring ampas kedelai sehingga tertampung sari
kedelai yang sebelumnya telah dihancurkan oleh pisau penghancur. Ayakan ini
terbuat dari stainless steel karena pada pengolahan makanan, bahan yang
digunakan harus tahan dari karat agar tidak terjadi perubahan kualitas. Proses
filtrasi bertujuan memisahkan padatan dari campuran fasa cair dengan driving
force perbedaan tekanan sehingga mendorong fasa cair melewati lapisan suport
pada medium filter. Pada proses filtrasi, pemisahan padatan akan tertahan pada
medium penyaring. Sedangkan fasa cair yang melewati medium filter berupa
pada benda padat yang bentuknya tetap. Sebaliknya, diperlukan
perlakuan-perlakuan khusus sebelum dan sesudah proses filtrasi jika padatan yang akan
dipisahkan berupa cairan yang mudah terdeformasi atau berukuran kecil dan
relatif sulit diambil dari suspensi cair. Filtrasi sering diterapkan pada
proses-proses biologis seperti memisahkan ekstrak juice atau memisahkan
mikroorganisme dari medium fermentasinya. Pada proses-proses pemisahan yang
sulit, proses filtrasi konvesional harus didukung dengan teknologi lain agar filtrasi
lebih praktis, cepat, dan kualitas produk tidak terdegradasi (Ima, 2003).
Ayakan dibuat dari logam, pelat logam yang berlubang-lubang, tenunan
kain dan sebagainya. Logam yang digunakan adalah besi, besi tahan karat,
tembaga, nikel dan perak. Ukuran lubang ayakan antara 4 inci sampai 400 mesh,
tapi ayakan yang sangat halus (100 – 150 mesh) jarang digunakan. Ukuran lubang
ayakan yang digunakan tergantung dari ukuran bahan yang akan diayak
(Idrial, 1987).
Speed Reducer
Speed reducer (gearbox) adalah jenis motor yang mempunyai sistem
reduksi yang besar. Gearbox bersinggungan langsung ke dalam motor, dan secara
bersamaan rangkaian ini mengurangi kecepatan keluaran (outputspeed).
Speed reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini
perbdaningan speed reducer putarannya dapat cukup tinggi.
i =
... (3)
dimana:
i = Perbandingan reduksi
N2 = Output putaran (rpm)
(Niemann, 1982).
Wadah Penampung
Wadah penampung berfungsi untuk menampung hasil sari kedelai yang
telah disaring sebelumnya oleh filter. Wadah ini terbuat dari plastik yang bisa
dilepaskan jika tidak digunakan. Air Adalah kebutuhan yang penting, sehingga
ketersedian air tetap harus selalu ada baik di rumah tangga, tempat umum,
perkantoran ataupun industri. Ini menyebabkan peran penampung air menjadi
penting dan diperlukan suatu mekanisme pengukuran untuk mengetahui
ketersedian air padawadah tersebut. Seringkali mekanisme tersebut masih berupa
cara-cara manual, misalnya dengan mendatangi, melihat atau melakukan
pengukuranlangsung pada tempat penampung air tersebut. Cara ini merupakan
cara yang gampang dan murah, tetapiakan sedikit sulit jika misalnya letak
penampungan air tersebut jauh dan sulit dijangkau, misalnya di puncak bangunan
atau di tebing sungai (Agung, 2011).
Logam yang Digunakan
Baja Tahan Karat (Stainless Steel)
Logam yang digunakan merupakan logam baja tahan karat (stainless steel).
Baja tahan karat yang mempunyai seratus lebih jenis yang berbeda-beda. Akan
tetapi, seluruh baja itu mempunyai satu sifat karena kandungan kromium yang
membuatnya tahan terhadap karat. Baja tahan karat dapat dibagi ke dalam tiga
kelompok dasar, yakni :
Baja ini mengandung unsur karbon yang rendah (sekitar 0,04 % C) dan
sebagian besar dilarutkan dalam besi. Sementara itu, unsur lainnya yaitu
kromium sekitar 13 % - 20 % dan tambahan kromium tergantung pada
tingkat ketahanan karat yang diperlukan.
2. Baja Tahan Karat Austenit
Baja tahan karat austenit mengandung nikel dan kromium yang amat
tinggi, nikel akan membuat temperatur transformasinya rendah, sedangkan
kromium akan membuat kecepatan pendinginan kritisnya rendah.
3. Baja Tahan Karat Martensit
Baja tahan karat martensit mengandung sejumlah besar unsur karbon.
Bajayang mengandung 0,1 % C, 13 % Cr, dan 0,5 % Mn ini dapat
didinginkan untuk memperbaiki kekuatannya, tetapi tidak menambah
kekerasan.
(Amanto dan Haryanto, 1999).
Besi
Besi adalah logam putih seperti perak, dapat di poles, keras, dapat
ditempa, dapat dilengkungkan, dan bersifat magnetik. Besi adalah unsur yang
sangat stabil dan merupakan unsur terbanyak kedelapan di bumi ini setelah
Silikon, juga merupakan unsur logam terbanyak ketiga pada lapisan kulit bumi
setelah Aluminium dan Silokon. Bijih besi yang banyak dikenal diantaranya
Magnetite (Fe3O4), Hermanite (Fe2O3), Siderite (FeCO3), Pirite (FeS2)
Aluminium
Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium ,65
atau 1/3 berat jenis tembaga). Tahanan jenis 2,8 x 10-8 atau 1,25 x tahanan jenis
tembaga. Sifat tahan tarik maksimum dalam keadaan dingin 17-20 kg//mm2. Oleh
sebab itu aluminium hanya dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek.
Untuk tegangan yayng panjang dipakai kabel aluminium (beberapa kawat yang
dipilin) dengan kawat baja sebagai intinya (Sumanto, 1994).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., 2008, kapasitas kerja suatu alat atau mesin
didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu
produk (contoh : ha. Kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja
dapat dokonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat/mesin itu
menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi :
Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat ditulis
sebagai berikut :
Kapasitas Alat =
………...(4)
Proses pembelahan biji kedelai dalam pembuatan tempe pada industri
rumah tangga masih dilakukan secara manual dinjak-injak. Kapasitas cara ini baru
mencapai 10 kg/jam dengan efisiensi 93%. Beberapa pengrajin tempe kedelai
skala yang lebih besar telah menggunakan mesin pembelah, seperti mesin
pembelah sistem dua lempengan grinda (disk). Efisiensi pembelahan jenis mesin
tersebut 85% dan kapasitasnya 50 kg/jam, dimana biji kedelai yang berukuran
lebih besar dari jarak dua lempengan cenderung pecah atau hancur, sedangkan biji
Analisis Ekonomi Biaya pemakaian alat
Pengukuran biaya pemakaian alat dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya pokok = + BTT
]
C ... ...(5)dimana :
BT = total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT = total biaya tidak tetap ( Rp/jam)
x = total jam kerja pertahun (jam/tahun)
C = Kapasitas alat (jam/satuan produksi)
Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya penyusutan (metode sinking fund)
Dt = (P-S) (A/F, %, n) ... ...(6)
dimana:
Dt = biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp)
S = nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = umur ekonomi (tahun)
2. Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan besarnya:
I =
... ... (7)
dimana:
3. Di negara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk
mesin-mesin dan peralatan pertanian, bahwa beberapa literature menganjurkan
bahwa biaya pajak alsin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai
awalnya.
4. Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %, rata-rata
diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun (Halim, 2009).
Biaya tidak tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya perbaikan untuk motor litrik sebagi sumber tenaga penggerak. Biaya
perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reparasi =
... ... (8)
2. Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini tergantung
kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun
dibagi dengan total jam kerjanya
(Halim, 2009).
Break Even Point (BEP)
Break even point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan
proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang
dilakukan dapat membiayai sendiri (Self financing). Dan selanjutnya dapat
berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap
sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada disebelah kiri titik impas
maka kegiatanusaha akan menderita kerugian, sebaiknya bila disebelah kanan titik
impas akan memperoleh keuntungan.
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternative kegiatan usahan.
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetepkan tambahan investasi
untuk peralatan produksi.
3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi (kesamaan)
dari dua alternative usulan investasi.
(Waldyono, 2008).
Manfaat perhitungan titik impas (break event point) adalah untuk
mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha
yang dikelola masi layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang
diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tan ada keuntungan.
Untuk mengetahui produksi titik (BEP) maka dapat digunakan rumus
sebagai berikut:
N =
... ... (9)
dimana:
N = jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg)
F = biaya tetap pertahun (rupiah)
R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rupiah)
V = biaya tidak tetap per unit produksi
(Waldyono, 2008).
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada out put yang
dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin
banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semkin besar juga.
Sedangkan biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya
Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktifitas perusahaan.
Biaya ini secara total tidak mengalami perubahan meskipun ada perubahan
volume produksi. Sedangkan biaya pariabel adalah biaya yang besarnya
berubah-ubah sesuai dengan aktifitas perusahaan. Biaya ini secara total akan berberubah-ubah
sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).
Net Present Value (NPV)
Net Present value (NPV) adalah selisih antara present value dari investasi
nilai sekarang dari penerimaan kas bersih dimasa yang akan dating. Identivikasi
masalah kelayakan financial dianalisis dengan menggunakan metode analisis
finansial dengan kriteria investasi. Net Present Value adalah kriteria yang
digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan.
Perhitungan Net Present Value merupakan Net benefit yang telah didiskon
dengan Discount factor. Secara singkat dapat dirumuskan:
CIF –COF ≥ 0 ... ... (10)
dimana :
CIF = chas inflow
COF = chas outflow
Sementera itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan
bertindak sebagai tingkat bungan modal dalam perhitungan :
Penerimaan (CIF) = pendapatan x (P/A, i, n) + nilai akhir x (P/F, i, n)
Pengeluaran (COF) = investasi + pembiayaan (P/A, i, n).
Kriteria NPV yaitu :
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
dikeluarkan (Soeharno, 2007).
Internal Rate of Return (IRR)
Dengan menggunakan metode IRR akan mendapatkan informasi yang
berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi
yang dijelaskan dalam bentuk % perode waktu. Logika sederhananya menjelaskan
seberapa kemampuan cash flow dalam mengenbalikan modalnya dan seberapa
besar pula kewajiban yang harus dipenuhi (Giatman, 2006).
Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada
discount rate dimana diperolah B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat
dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
IRR = i1 –
(i1 – i2) ... ... (11)
dimana :
i1 = suku bungabank paling atraktif i2 = suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal pada i1
NPV2 = NPV pada i2
24
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Agustus 2014 di Laboratorium
Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kedelai,
plat besi, puli ( Pulley ), motor listrik, sabuk V ( V- belt ), baut dan mur, bearing
(bantalan), plat stainless steel, plat aluminium, baut dan mur, baja, skrup, motor
listrik, kabel, cat dan thinner.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin las,
mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, martil, kikir, obeng, meteran,
stopwatch, kalkulator dan komputer.
Metodologi Penelitian
Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur
(kepustakaan), melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat
pembuat sari kedelai ini. Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan
pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat pengupas. Setelah itu,
dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
Komponen Alat
Alat pembuat sari kedelai ini mempunyai beberapa komponen penting
yaitu:
1. Rangka alat
Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat
2. Motor listrik
Motor listrik berfungsi sebagai sumber tenaga mekanis (penggerak). Alat ini
menggunakan motor listrik berdaya 1 HP.
3. Saluran masukan (hopper)
Saluran masukan berfungsi untuk memasukkan biji kedelai yang akan
dimasukkan kedalam silinder. Saluran masukan memiliki panjang 10 cm dan
lebar 7 cm
4. Screw press
Screw press berfungsi memisahkan sari kedelai dari ampas kemudian
tersaring oleh filter. Screw press ini berbentuk seperti ulir yang mempunyai
ukuran panjang 42,9 cm dan lebar 10 cm.
5. Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman,
dan tahan lama.
6. Pisau
Pisau pada alat ini mempunyai bentuk seperti mata pisau blender dengan 4
mata pisau yang terbuat dari stainless steel. Pisau ini mempunyai panjang 26
cm dan diameter 6,4 cm.
7. Filter
Filter berfungsi untuk menyaring ampas kedelai sehingga tertampung sari
kedelai yang sebelumnya telah dihancurkan oleh pisau penghancur. Filter
8. Puli
Puli untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran
transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda
transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya. Puli pada
penghubung speed reducer memiliki diameter besar 6 cm dan diameter kecil
3 cm. Puli penghubung pada screw press memiliki diameter besar 10 cm dan
diameter kecil 8 cm.
9. Sabuk V
Sabuk berfungsi untuk menghantarkan transmisi dari motor listrik melalui
puli.
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 membuat alat pembuat sari kedelai ini
yaitu :
1. Dirancang bentuk alat pembuat sari kedelai.
2. Digambar serta ditentukan ukuran alat pembuat sari kedelai.
3. Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat sari kedelai.
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.
7. Digerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan.
8. Dilas plat stainless steel pada poros.
9. Diroll plat stainless steel dan dilas sebagai wadah penyangraian.
10. Dilakukan pengecatan guna memperpanjang umur pemakaian alat dan
menambah daya tarik alat pembuat sari kedelai.
11. Dirangkain komponen-komponen alat pembuat sari kedelai.
12. Dipasang sabuk V pada motor listrik dan puli untuk menghubungkan tenaga
putar dari motor listrik terhadap puli yang sudah terhubung dengan poros
sebagai sumber tenaga untuk memutar silinder.
b. Persiapan bahan
1. Disiapkan biji kedelai.
2. Ditimbang biji kedelai sebanyak 1 kg.
3. Bahan siap untuk dibuat menjadi sari kedelai.
Prosedur Penelitian
1. Ditimbang biji kedelai yang akan digunakan.
2. Dihidupkan alat pembuat sari kedelai.
3. Dimasukkan bahan kedalam alat melalui corong masukan.
4. Dihitung waktu berapa lama hingga sari kedelai dihasilkan
5. Dimatikan alat pembuat sari kedelai
6. Diambil hasil sari kedelai dari wadah penampung yang telah di filter.
7. Dihitung berat sari kedelai yang tertampung, berat biji yang rusakm berat biji
kedelai yang tidak terkupas, dan berat biji kedelai pada penampungan kulit.
8. Dihitung kapasitas alat penghasil sari kedelai perjam, persentase kehilangan
9. Dilakukan langkah 1-8 sebanyak 5 kali ulangan.
Parameter yang Diamati Kapasitas efektif alat
Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung banyaknya sari
kedelai yang dihasilkan (kg) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses
pelumatan (jam).
Kapasitas Alat =
...
(12)Rendemen
Rendemen didapat dengan menghitung berat kedelai setelah pengekstrakan
dengan berat kedelai sebelumnya.. Hal ini dapat dilihat dengan rumus:
Rendemen =
………..………..
(13)Analisis ekonomi
1. Biaya pelumatan biji kedelai
Perhitungan biaya pelumatan biji kedelai 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 (5) pada tinjauan pustaka.
a. Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari :
1. Biaya penyusutan (metoda sinking fund). Hal ini dapat dihitung berdasarkan
persamaan (6) pada tinjauan pustaka.
2. Biaya bunga modal dan asuransi. Hal ini dapat dihitung berdasarkan
3. Biaya pajak
Diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 1% pertahun dari nilai awalnya.
b. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1. Biaya listrik (Rp/Kwh)
2. Biaya perbaikan alat. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan
(8) pada tinjauan pustaka.
3. Biaya Operator
Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji
bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya.
2. Break Even Point (Perhitungan Titik Impas)
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 (9) pada tinjauan pustaka.
3. Net Present Value (NPV)
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. Hal ini
dapat dihitung berdasarkan persamaan (10) pada tinjauan pustaka.
- NPV > 0, berarti usaha menguntungkan, layak untuk dilaksanakan dan
dikembangkan.
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak
menguntungkan dan tidak layak untuk dilaksanakan serta dikembangkan.
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
dikeluarkan.
4. Internal Rate of Return (IRR)
Untuk mengetahui kemampuan untuk dapat memperoleh kembali investasi
yang sudah dikeluarkan dapat dihitung dengan menggunakan IRR. Hal ini dapat
31
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Pembuat Sari Kedelai
Alat pembuat sari kedelai adalah alat untuk menghasilkan sari pada
tanaman . Pada penelitian ini digunakan bahan baku yaitu kacang kedelai. Alat
pembuat sari ini menggunakan prinsip kerja penghancuran pada tahap pertama
proses, yaitu dengan menghancurkan secara menyeluruh kedelai yang telah
dicampurkan dengan air untuk mendapatkan sari kedelai tersebut. Tahap kedua
dari alat ini yaitu adalah pengepresan, yaitu kedelai yang telah hancur dipress
dengan menggunakan tabung screw. Setelah itu kedelai yang telah dipress dengan
screw press hasilnya akan disaring oleh filter. Hasil yang didapat setelah
pengepresan kemudian disaring kembali dengan kain blancu untuk mendapat hasil
sari kedelai.sedangkan ampasnya keluar dari tabung screw Alat ini mempunyai
dimensi panjang 60 cm, lebar 40 cm, dan tinggi 80 cm.
Alat pembuat sari ini memiliki beberapa komponen utama yaitu dinamo,
pulley, screw press, speed reducer, kerangka alat, mata pisau, hopper, dan saklar .
Dinamo berfungsi sebagai sumber tenaga penggerak pada alat ini , pulley
berfungsi untuk menjalankan tenaga putaran dari dinamo yang disalurkan melalui
Sabuk-v.
Proses Pembuatan Sari
Proses pembuatan sari yang dilakukan dengan menggunakan alat ini
adalah dengan memasukkan kedelai seberat 1 kg dan air sebanyak 1,5 L.
Digunakan air sebanyak itu agar proses penghancuran lebih mudah dan tidak
merusak alat. Setelah dimasukkan semua bahan, dihidupkan alat dan mata pisau
Kedelai yang telah hancur, dijatuhkan ke tabung screw dengan cara kran dibuka
sehingga kedelai yang telah hancur masuk ke tabung screw. Screw mengepres
kedelai hingga ampas terpisah dari sari. Sari kedelai akan tersaring oleh filter
sehingga sarinya keluar dari meshnya, sedangkan ampasnya keluar dari lubang
pengeluaran pada screw press. Sari kedelai ditampung pada wadah penampung.
Sari yang ditampung masih tercampur sebagian dengan sedikit ampas . Sari ini
perlu dilakukan lagi penyaringan dengan kain blancu untuk mendapatkan hasil
yang lebih murni. Data hasil pengekstrakan dengan kedelai 1 kg sebanyak 5 kali
ulangan dengan volume air sebanyak 1,5 L dapat dilihat pada Tabel 3 di bawah
ini.
Tabel 3. Data pembuatan sari kedelai
Ulangan Berat Ampas (gr)
Volume sari yang dihasilkan (l)
Waktu (detik) Rendemen (%)
1 910 1,55 555 62,0
ulangan ke 3 yaitu 1,70 l.rendemen sebesar 65,2 %. Pada ulangan 5 didapat berat
ampas sebesar 940 gr, volume sari yang dihasilkan sebanyak 1,57 L, dengan
waktu 670 detik, dan rendemen sebesar 62,8 %
Kapasitas Alat
Kapasitas alat didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam
ini kapasitas alat dihitung dari perbandingan antara berat total kedelai yang
dicampur air dalam satuan kg dengan waktu dalam satuan jam.Berat total kedelai
yang dibutuhkan adalah 5 kg . Kapasitas alat dapat dilihat dari Tabel 4 di bawah
ini
Tabel 4. Kapasitas alat
Ulangan Waktu pengupasan (jam) Kapasitas alat (kg/jam)
I 0,15 6,67
Pada penelitian ini, lama waktu pengupasan dihitung dari saat persiapan
bahan sampai didapat sari. Pada alat ini didapat total waktu pembuatan sari
sebesar 2931 detik yang dikonversikan ke dalam jam yaitu 0,162 jam. Dari data
yang telah diperoleh, kapasitas alat ini adalah 6,18 kg/jam. Perbedaan waktu
pembuatan sari pada masing-masing ulangan dikarenakan sebagian hasil pada
tabung screw tidak terpress sempurna sehingga menyebabkan ulangan selanjutnya
mengalami penambahan waktu pengepresan.
Rendemen
Rendemen adalah perbandingan antara berat total bahan setelah diambil
sarinya dengan berat total sebelum pengekstrakan. Penelitian ini dilakukan
sebanyak 5 kali ulangan,dimana berat setiap ulangan adalah 1 kg. Rendemen pada
Tabel 5. Rendemen
Dari Tabel 5 di atas untuk alat pembuat sari ini berat total kedelai adalah 5
kg dan volume sari 8 L . Didapat hasil rendemen sebesar 64,4%. Hal yang
mempengaruhi besarnya rendemen adalah pada proses pengepresan, ampas
kedelai yang telah dipress sebagian tidak terpress sempurna dan masih
mengandung air, hal ini mempengaruhi kurangnya hasil sari yang didapat pada
wadah penampung sari.
Analisis Ekonomi
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. Umumnya setiap investasi bertujuan untuk mendapatkan
keuntungan. Namun ada juga investasi yang bukan bertujuan untuk keuntungan,
misalnya investasi dalam bidang sosial kemasyarakatan atau investasi untuk
kebutuhan lingkungan, tetapi jumlahnya sangat sedikit.
Biaya pemakaian alat
Dari penelitian yang dilakukan (lampiran 3), diperoleh biaya untuk
menghasilkan sari kedelai berbeda tiap tahun. Diperoleh biaya pembuatan sari
ke-2, Rp. 1.149,09/kg pada tahun ke-3, Rp. 1.122,52/kg pada tahun ke-4, dan Rp.
1.106,58/kg tahun ke-5. Hal ini disebabkan perbedaan nilai biaya penyusutan tiap
tahun sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahun berbeda juga.
Break even point
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan,
diperoleh nilai BEP yang dapat dilihat pada lampiran 4. Alat ini mencapai titik
impas apabila telah memproses sari kedelai sebesar 394,73 kg/tahun. Menurut
Waldyono (2008), analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses
penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan
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
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
8% adalah Rp 218.588.297,64. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan
karena nilainya lebih besar ataupun sama dengan nol. Hal ini sesuai dengan
- 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
Hasil yang didapat dari perhitungan IRR adalah sebesar 46,09 %
(Lampiran 6). Usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank
tidak melebihi 46,09 %, jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut
maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan. Semakin tinggi bunga pinjaman di
37
1.122,52/kg pada tahun ke-4, dan Rp. 1.106,58/kg tahun ke-5.
4. Alat ini akan mencapai nilai break even point apabila telah menghasilkan sari
kedelai dengan memproses kedelai sebanyak 394,73 kg/tahun.
5. Net present value alat ini dengan suku bunga 8% adalah
Rp. 218.588.297,64 yang berarti usaha ini layak untuk dijalankan.
6. Internal rate of return pada alat ini adalah sebesar 46,09 %.
7. Alat pembuat sari ini memiliki beberapa komponen utama yaitu dinamo,
pulley, screw press, speed reducer, kerangka alat, mata pisau, hopper, dan
saklar
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengepresan agar alat ini
efektif.
38
DAFTAR PUSTAKA
AAK, 1989. Kedelai. Kanisius, Yogyakarta.
Adisarwanto, T., 2005. Kedelai. Penebar Swadaya, Jakarta.
Agung, 2011. Rancng Bangun Prototipe Alat Ukur Ketinggian. http://ojs.unud/ac/id [diakses pada tanggal 10 Juni 2014]
Amanto, H dan Haryanto., 1999. Ilmu Bahan. Bumi Aksara, Jakarta.
Daryanto, 1984. Dasar-Dasar Teknik Mesin. Bina Aksara, Jakarta.
Daywin, F. J., dkk., 2008. Mesin-mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. Graha Ilmu, Jakarta.
Giatman, M., 2006. Ekonomi Teknik. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Halim, A., 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis : Kajian Dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Idrial. 1987. Peralatan Pengolahan Hasil Pertanian. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Ima, 2003. Filtrasi. http://akademik.che.itb.ac.id [diakses pada 27 April 2014].
Kastaman, R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya.
Koswara, S., 1992. Teknologi Pengolahan Kedelai Menjadikan Makanan Bermutu. Pustaka Sinar Harapan, Jakarta.
Mabie, H. H and F. W. Ocvirk., 1967. Mechanics and Dynamic of Machinery. Jhon Wiley & Sons, Inc., New York.
Mangunwidjaja, D dan Sailah, I., 2005. Pengantar Teknologi Pertanian. Penebar Swadaya, Jakarta.
Margono, dkk., 2000.Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, Jakarta.
Roforsyam dan W. D. Putro. Model Matematis Kapasitas Belah Biji Kedelai Pada Mesin Pembelah Sistem Gesek Putar. Politeknik Negeri Semarang, Semarang. Hal 1.
Rukmana, R. dan Y. Yuniarsih, 1996. Kedelai Budidaya dan Pascapanen. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.
Smith, H. P. dan Lambert, H. W., 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Gajah Mada University Press, Yoyakarta.
Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.
Soenarta, N dan S. Furuhama., 2002. Motor Serbaguna. Pradnya Paramita, Jakarta.
Sugijono, 2013. Penetapan Frekuensi Penggunaan Pisau Potong Menggunakan PLC Schneider Twido TWD20DTK.Jurnal Orbith. Vol. 9 No. 1 Maret 2013: hal 1.
Sularso dan K. Suga., 2002. Dasar perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.
Sumanto, M. A., 1994. Pengetahuan Bahan untuk Mesin dan Listrik. Penerbit AndiOffset, Yogyakarta.
Sunarjono, H. H., 2000. Prospek Berkebun Buah. Penebar Swadaya, Jakarta.
Lampiran 1. Flowchart pelaksanaan penelitian.
Mulai
Merancang bentuk alat
Menggambar dan menentukan dimensi
alat
Memilih bahan
Diukur bahan yang akan digunakan
Dipotong bahan yang
digunakan sesuai dengan
Merangkai alat
Pengujian alat
Laya k?
Pengukuran parameter
a
Analisis data Dat
Lampiran 2. Spesifikasi alat
1. Dimensi
Panjang = 33,5 cm
Lebar = 40 cm
Tinggi = 110 cm
2. Bahan
Mata pisau = Stainless steel
Rangka = Besi
Tabung screw = Stainless steel
Hopper = Stainless steel
Tabung = Stainless steel
3. Dimensi mata pisau
Diameter = 5,4 cm
Panjang = 22 cm
4. Motor Listrik
Tenaga = 1 HP
Daya listrik = 750 watt
Voltase = 220 V
Lampiran 3. Analisis ekonomi
Tabel perhitungan biaya penyusutan dengan metode sinking fund
2. Bunga modal dan asuransi (I)
Bunga modal pada bulan Maret 6 % dan Asuransi 2%
I =
Tabel perhitungan biaya tetap tiap tahun
Tahun D (Rp) I (Rp)/tahun Pajak
1 4.950.000 264.000 110.000 55.000 5.379.000,00
2 2.570.357 264.000 110.000 55.000 2.999.357,00
3 1.777.684 264.000 110.000 55.000 2.206.684,00
4 1.383.990 264.000 110.000 55.000 1.812.990,00
5 1.147.806 264.000 110.000 55.000 1.576.806,00
b. Biaya tidak tetap (BTT)
1. Biaya perbaikan alat (reparasi)
Biaya reparasi =
=
= Rp. 24,75/jam
2. Biaya listrik
Motor listrik 1 HP = 0,750 kW
Biaya listrik = 0,750 kW x Rp. 1.532/kWH = Rp. 1.149/jam
3. Biaya operator
Biaya operator = Rp. 5.000 / jam
Total Biaya Tidak Tetap (BTT) = Rp. 6.173,75/jam
c. Biaya pengupasan nanas
Biaya pokok = + BTT]C
Tabel perhitungan biaya pokok tiap tahun
Tahun BT
(Rp/tahun)
x (jam/tahun)
BTT
(Rp/jam) C (jam/kg) BP (Rp/kg)
1 5.379.000,00 2.400 6.173,75 0,162 1.363,23
2 2.999.357,00 2.400 6.173,75 0,162 1.202,60
3 2.206.684,00 2.400 6.173,75 0,162 1.149,09
4 1.812.990,00 2.400 6.173,75 0,162 1.122,52
Lampiran 4. Break even point
Break even point atau analisis titik impas (BEP) umumnya berhubungan
dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha
yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing), dan selanjutnya dapat
berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap
sama dengan nol.
Biaya tidak tetap (V) = Rp. 6.173,75(1 jam = 6,14 kg)
= Rp. 1.005,49/kg
Diasumsikan setiap proses pembuatan sari didapatkan sari sebesar 1,5 L. Harga
sari kedelai per liter Rp 7.500,00.
Penerimaan setiap produksi (R) = harga sari kedelai – harga kedelai
= Rp. 15.000 – Rp. 10.000/kg
= Rp. 5.000/kg
Alat akan mencapai break even point jika alat telah mengupas nanas sebanyak :
N =
=
Lampiran 5. Net present value
Berdasarkan persamaan (9), nilai NPV alat ini dapat dihitung dengan
rumus: CIF-COF ≥ 0
Pendapatan = penerimaan x kapasitas alat x jam kerja alat 1 tahun
dengan asumsi alat bekerja pada kapasitas penuh
= Rp. 73.680.000/tahun
Pembiayaan = biaya pokok x kapasitas alat x jam kerja alat 1 tahun
Tabel perhitungan pembiayaan tiap tahun
Tahun BP (Rp/kg) Kap. Alat (kg/jam) Jam kerja (jam/tahun) Pembiayaan (Rp/tahun)
1 1.363,23 6,14 2400 20.088.557,28
2 1.202,60 6,14 2400 17.721.513,60
3 1.149,09 6,14 2400 16.932.990,24
4 1.122,52 6,14 2400 16.541.454,72
5 1.106,58 6,14 2400 16.306.562,88
= Rp. 374.330
Jumlah CIF = Rp. 294.578.570
Cash out Flow 8%
1. Investasi = Rp. 5.500.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/F, 8%,n)
Tabel perhitungan pembiayaan
Tahun (n) Biaya (P/F, 8%, n) Pembiayaan (Rp/tahun)
1 20.088.557,28 0,9259 18.599.995,19
2 17.721.513,60 0,8573 15.192.653,61
3 16.932.990,24 0,7938 13.441.407,65
4 16.541.454,72 0,7350 12.157.969,22
5 16.306.562,88 0,6806 11.098.246,70
Total 70.490.272,36
Jumlah COF = Rp. 5.500.000 + Rp. 70.490.272,36
= Rp. 75.990.272,36
NPV 8% = CIF – COF
= Rp. 294.578.570 – Rp. 75.990.272,36
= Rp. 218.588.297,64
Jadi besarnya NPV 8% adalah Rp. 218.588.297,64 > 0 maka usaha ini
Lampiran 6. Internal rate of return
Dengan menggunakan metode IRR akan mendapatkan informasi yang
berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi
yang dijelaskan dalam bentuk % perode waktu. Logika sederhananya menjelaskan
seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikan modalnya dan seberapa
besar pula kewajiban yang harus dipenuhi.
Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada
discount rate dimana diperolah B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat
dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
IRR = i1 +
(i1 – i2)
Suku bunga bank paling atraktif (i1) = 8%
Suku bunga coba-coba ( > dari i1) (i2) = 10%
Cash in Flow 8%
1. Pendapatan = Pendapatan x (P/A, 10%,5)
= Rp. 73.680.000 x 3,791
= Rp. 279.320.880
2. Nilai akhir = Nilai akhir x (P/F, 10%,5)
= Rp. 550.000 x 0,6209
= Rp. 341.495
Cash out Flow 10%
1. Investasi = Rp. 5.500.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/A, 10%,5)
Tabel perhitungan pembiayaan
Tahun (n) Biaya (P/F, 10%, n) Pembiayaan (Rp/tahun)
1 20.088.557,28 0,9091 18.262.507,42
2 17.721.513,60 0,8264 14.645.058,84
3 16.932.990,24 0,7513 12.721.755,57
4 16.541.454,72 0,6830 11.297.813,57
5 16.306.562,88 0,6209 10.124.744,89
Total 67.051.880,30
Jumlah COF = Rp. 5.500.000 + Rp. 67.051.880,30
= Rp. 72.551.880,30
NPV 10 % = 279.662.375 – 72.551.880,30
= Rp. 207.110.494,7
Karena nilai X dan Y adalah positif maka digunakan rumus:
Lampiran 7. Gambar penelitian
Kacang kedelai yang sudah direndam
Proses pengepresan
Ampas Hasil Press
Lampiran 8 Gambar alat pembuat sari pada kacang kedelai
Tampak depan
Lampiran 10 Gambar teknik alat pembuat sari pada kacang kedelai
RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT SARI PADA KACANG KEDELAI
RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT SARI PADA KACANG
Lampiran 10 Gambar teknik hopper dan tabung
RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT SARI PADA KACANG
