Menggambar dan menentukan dimensi alat
Memilih bahan
Mengukur bahan yang akan digunakan Lampiran 1. Flow Chart Pelaksanaan Penelitian
Mulai
Memotong bahan yang digunakan sesuai dengan
dimensi pada gambar
Mengelas alat Merangkai alat
Menggerinda permukaan alat yang kasar
a b
tidak
Menguji alat
Menganalisa data Data Layak?
Mengukur parameter a
Selesai b
Ya
Data: 1. Waktu giling 2. Biji hilang 3. Analisis
ekonomi
Lampiran 2. Kapasitas efektif alat
Komoditi Ulangan Berat Bahan
(Kg)
Waktu Penggilingan (Menit)
Kapasitas Efektif Alat (Kg/Jam)
1. Kapasitas alat Kapasitas alat =
Lampiran 3. Persentase Biji Hilang
Komoditi Ulangan Berat Bahan
Lampiran 4. Analisis ekonomi I. Unsur produksi
1. Biaya Pembuatan Alat (P) = Rp. 2.409.000 2. Umur ekonomi (n) = 5 tahun 3. Nilai akhir alat (S) = 10 % dari P
= Rp. 240.900
4 Jam kerja = 8 jam/hari
5. Produksi/hari = 40 kg/jam
6. Biaya operator = Rp. 40.000 / hari (1 jam = Rp.5000) 7. Biaya perbaikan = Rp. 10,84 / jam
8. Bunga modal dan asuransi = Rp. 260.172 / tahun 9. Biaya sewa gedung = 1 % dari P
= Rp. 24.090 / tahun
10. Pajak = 2 % dari P
= Rp. 48.180 / tahun
12. jam kerja alat per tahun = 2400 jam / tahun (asumsi 300 hari efektif berdasarkan tahun 2013)
II. Perhitungan biaya produksi 1. Biaya Tetap (BT)
1. Biaya penyusutan dapat dihitung dengan Persamaan (3). yaitu : D = (P-S)/n
= (2.409.000 – 240.900)/5 = Rp. 433.620/tahun 2. Bunga modal dan asuransi
Berdasarkan Persamaan (4). besarnya biaya bunga modal dan asuransi
dapat dihitung sebagai berikut I = n 1. Biaya Tidak Tetap (BTT)
1. Biaya perbaikan alat (reparasi)
Berdasarkan Persamaan (5). besarnya biaya reparasi
= 2. Biaya listrik
Motor listrik 0,201HP = 0,15 kW
Biaya listrik = 0,15 kW x Rp. 275,00/kWH = Rp. 41,25/jam
3. Biaya operator
Biaya operator = Rp. 5.000 / jam
Total Biaya Tidak Tetap (BTT) = Rp. 5.052,09/jam Biaya penggilingan kopi robusta berdasarkan Persamaan (2),
besarnya biaya pokok
Lampiran 5. Break even point
Berdasarkan persamaan (3) besarnya break even point dapat dihitung dengan formulasi sebagai berikut :
Biaya tetap (F) kopi robusta = Rp. 766.062 /tahun (1 tahun = 2400 jam) = Rp. 766.062 / 2400 jam
= Rp. 319,19 / jam (1 jam = 5 Kg kopi) = Rp. 319,19 / 5 Kg = Rp. 63,83 / Kg
Biaya tidak tetap (V) kopi robusta= Rp. 5.052,09 / jam (1 jam = 5 Kg) = Rp. 5.052,09 / 5 Kg
= Rp. 1.010,41 / Kg Penerimaan dari tiap kg produksi = (20% x (F+V)) + (F+V)
= (20% x (Rp. 63,83/Kg + Rp.1.010,41/Kg)) + (Rp. 63,83/Kg + Rp.1.010,41/Kg)) = (Rp. 214,848) + (Rp. 1.074,24 /Kg) = Rp. 1.289,088/Kg
Penerimaan dari tiap kg penggilingan kopi robusta adalah Rp. 1.289,088/Kg Alat ini akan mencapai Break even point jika alat telah menggiling kopi sebanyak :
49
N =
Lampiran 6. Net present value
Berdasarkan persamaan (2) nilai NPV alat ini dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
CIF – COF ≥ 0
Investasi : Rp. 2.409.000,00
Pendapatan : Rp. 15.469.056/tahun
Nilai akhir : Rp. 240.900,00
Pembiayaan : Rp.12.891.000/tahun Keuntungan yang diharapkan : Rp. 16%
Keuntungan yang diprediksi : Rp. 20%
Umur alat : 5 tahun
Cash in flow 16%
1. Penerimaan : pendapatan x (P/A, 16%, 5) : Rp. .469.056/tahun x 3,2743 : Rp. 50.650.330,06 / tahun 2. Nilai akhir : nilai akhir x (P/F, 16%, 5) : Rp. 240.900,00 x 0,4761 : Rp. 114.692,49
Jumlah CIF : Rp. 50.765.022,55 / tahun Cash out flow 16%
Investasi : Rp. 2.409.000,00
1. Pembiayaan : pembiayaan x (P/A, 16%, 5) : Rp. 12.891.000/tahun x 3,2743
51
: Rp. 42.209.0017,3/ tahun Jumlah COF : Rp. 44.618.001,3 / tahun
NPV 16 % : CIF – COF
: Rp. 50.765.022,55 – Rp. 44.618.001,3 : Rp. 6.147.021,25 / tahun
Cash inflow 20%
1. Penerimaan : pendapatan x (P/A, 20%, 5) : Rp. 15.469.056 / tahun x 2,9906 : Rp. 46.261.758,87
2. Nilai akhir : nilai akhir x (P/F, 20%, 5) : Rp. 240.900,00 x 0,4019 : Rp. 96.817,71
Jumlah CIF : Rp. 46.358.576,58 Cash outflow 20%
Investasi : Rp. 2.409.000,00
1. Pembiayaan : pembiayaan x (P/A, 20%, 5) : Rp. 12.891.000 x 2,9906 : Rp. 38.551.824,6
Jumlah COF : Rp. 40.960.824,6
NPV 20% : CIF – COF
: Rp. 46.358.576,58 – Rp. 40.960.824,6 : Rp. 5.397.751,98
Jadi, nilai NPV dari alat ini ≥ 0 maka usaha ini layak untuk dijalankan.
Lampiran 7. Internal rate of return
IRR = %
(
q% p%)
Y X
X
q −
− +
IRR = 20% +
98 5.397.751, 25
6.147.021,
25 6.147.021,
Rp Rp
Rp
− (20%-16%)
IRR = 52,81%
Internal rate of return (IRR) untuk komoditi kopi robusta = 52,81%
Lampiran 8. Spesifikasi alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill
Dimensi
Panjang : 19 cm
Lebar : 11 cm
Tinggi : 36 cm
Rotator (piringan berputar)
Diameter : 6 cm
Tebal : 1,3 cm
Terdiri : 60 buah mata giling berupa gerigi rapat dan ulir. Stator (piringan statis)
Diameter : 6 cm
Tebal : 0,8 cm
Terdiri : 60 buah mata giling berupa gerigi rapat Hopper
Dimensi Atas
Tinggi : 11 cm
Diameter : 10,4 cm Dimensi Bawah
Tinggi : 1 cm
Diameter : 3,5 cm Kapasitas efektif
Kopi robusta : 5,00 kg/jam Persentase biji hilang
Lampiran 9. Tabel suku bunga
Tabel 6. Tingkat suku bunga dengan hubungan P/F
Tahun Tingkat suku bunga
15% 16% 17% 20%
1 0,8696 0,8621 0,8547 0,8333
2 0,7561 0,7432 0,7305 0,6944
3 0,6575 0,6407 0,6244 0,5787
4 0,5718 0,55,23 0,5337 0,4823
5 0,4972 0,4761 0,4561 0,4019
6 0,4323 0,4103 0,3898 0,3349
7 … … … …
Tabel 7. Tingkat suku bunga dengan hubungan P/A
Tahun Tingkat suku bunga P/A
15% 16% 17% 20%
1 0,8696 0,8621 0,8547 0,8333
2 1,6257 1,5852 1,5852 1,5278
3 2,2832 2,2459 2,2096 2,1065
4 2,855 2,7982 2,7432 2,5887
5 3,3552 3,2743 3,1993 2,9906
6 3,7845 3,6847 3,5892 3,3255
7 … … … …
55
Lampiran 10. Sifat fisik biji dari dua varietas kopi Tabel 8. Sifat fisik biji dari dua varietas kopi
Parameter Fisika Kopi Robusta Kopi Arabika
Kerapatan (kg/m3) 628,7-683,3 612,0-678,0
Kalor jenis (J/kg K) 4005,746-4011,746 3700,927
Konduktivitas termal (W/m K)
0,1161-0,1324 0,1044-0,1384 Difusivitas termal (m2/s) (4,228-5,122) 10-8 (4,609-6,368) 10-8
Kadar air (%) 1,266-2,531 1,316-2,632
Viskositas (p) 0.0110-0,0119 0,0111-0,0121
pH 5,48-7,29 5,53-6,81
Sumber : Lilis, 2012. Skripsi : Kasus Fisika Pangan Dua Jenis Kopi (Coffea Sp) Yang Diukur Beberapa Sifat Diukur. IPB - Jurusan Fisika Fakultas Matematika Ilmu Pengetahuan Alam, Bogor
Lampiran 11. Perhitungan daya
Sementara dipasaran yang tersedia daya 150 watt, bila dikonversikan ke horse power maka nilainya yaitu :
Karena tidak tersedianya motor dengan daya 0,19 HP maka digunakan motor dengan daya yang mendekati nilai tersebut yaitu 0,20 HP.
Lampiran 12. Gambar alat
Gambar 2. Tampak depan
Gambar 3. Tampak samping
Gambar 5. Rotator 1
Gambar 6. Rotator 2
Gambar 7. Rotator 3
59
Lampiran 13. Gambar proses penelitian
Gambar 8. Alat bekerja
Gambar 9. Biji kopi sebelum digiling
Gambar 11. Biji yang hilang
Lampiran 14. Gambar jenis-jenis grinder
Gambar 12. Blade grinder
Gambar 13. Conical burr grinder
Lampiran 15. Gambar Teknik Tampak Depan
63
Lampiran 17. Gambar Teknik Hopper
65
Lampiran 19. Gambar Teknik Stator
67
DAFTAR PUSTAKA
AKK, 2003. Budidaya Tanaman Kopi. Kanisius, Yogyakarta. Amanto, H dan Daryanto., 1999. Ilmu Bahan. Bumi Aksara, Jakarta.
Anggara A dan Marini S., 2011. Kopi Si Hitam Menguntungkan Budi Daya dan Pemasaran. Cahaya Atma Pustaka, Yogyakarta.
Budiman H., 2011. Prospek Tinggi Bertanam Kopi Pedoman Meningkatkan Kualitas Perkebunan Kopi. Pustaka Baru Press, Yogyakarta.
Cooper, EL., 1992. Agricultural Mechanics. Fundamentals and Applications 2nd Edition. Delmar Publisher Inc, The United State of America.
Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU, Medan.
Giatman, M., 2006. Ekonomi Teknik. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Halim, A., 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis: Kajian dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Kastaman R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi, Tasikmalaya. Lilis, 2012. Kasus Fisika Pangan dua jenis kopi (coffea sp) yang diukur beberapa
sifat diukur. IPB. Jurusan Fisika Fakultas Matematika Ilmu Pengetahuan Alam Mabie HH and F.W. Ocvirk., 1967.Mechanics and Dynamic of Machinery. Jhon
Wiley & Sons, Inc, New York.
Mulato, Sri., 2002. Simposium Kopi 2002 dengan tema Mewujudkan perkopian Nasional Yang Tangguh melalui Diversifikasi Usaha Berwawasan Lingkungan dalam Pengembangan Industri Kopi Bubuk Skala Kecil Untuk Meningkatkan Nilai Tambah Usaha Tani Kopi Rakyat. Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Denpasar.
Najiyati S dan Danarti., 1999. Kopi Budidaya dan Penanganan Lepas Panen. Penebar Swadaya, Jakarta.
Nastiti D, Sriwulan P, Farid RA., 2008. Analisis Finansial Agribisnis Pertanian. BPTP, Kalimantan Timur.
Prawirokusumo S., 1990. Ilmu Usaha Tani. BPFE Yogyakarta, Yogyakarta. Purba R., 1997. Analisa Biaya dan Manfaat. PT. Rineka Cipta, Jakarta.
40
Putra, B. I., dkk., 2008. Elemen Mesin Untuk Teknik Industri. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Pudjosumarto, 1998. Budidaya Kopi. Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
Rukmana, 1999. Prospek Agribisnis dan Teknik Usaha Tani. Kanisius, Yogyakarta.
Siswoputranto PS, 1992. Kopi Internasional dan Indonesia. Kanisius, Yogyakarta. Sembiring D., 2012. Skripsi : Rancang Bangun Multifucer Tipe Disk Mill Pada
Bebagai Komoditi. FP USU, Medan
Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.
Soekartawi, 1995. Analisis Usaha Tani. Universitas Indonesia (UI- Press), Jakarta. Soenarta N dan Furuhama S., 2002. Motor Serbaguna. Pradnya Paramita, Jakarta. Stolk J dan Kross C., 1981. Elemen Mesin: Elemen Konstruksi dari Bangunan
Mesin. Penerjemah Handersin dan A. Rahman. Erlangga, Jakarta. Sukirno, 1999. Mekanisasi Pertanian. UGM Press, Yogyakarta.
Sularso dan Suga K., 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradya Paramitha, Jakarta.
Tim Karya Tani Mandiri, 2010. Pedoman Budi Daya Tanaman Kopi. Penerbit Nuansa Aulia, Bandung.
Waldiyono, 2008. Ekonomi Teknik (Konsep Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
Wahid T., 2011. Grinder (Bagian 1)
Widiantara, T., 2010. Rancang Bangun Alat Pengiris Bawang Merah Dengan Pengiris Vertikal. UNDIP, Semarang
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Maret 2013 sampai bulan Mei 2013 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air, biji kopi robusta yang telah disangrai, pelat stainless steel, plat aluminium, baut, mur, plat besi, baja, skrup, motor listrik, kabel, cat dan thinner.
Sedangkan alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, martil, kikir, obeng, meteran, stopwatch, kalkulator dan komputer.
Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum yaitu pendekatan rancangan fungsional dan struktural. Rancangan fungsional menyangkut dari segi fungsi atau kegunaan dari setiap elemen atau komponen penyusun alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill terhadap komoditas biji kopi robusta sedangkan rancangan secara struktural menyangkut bagaimana alat ini dibuat dengan memperhitungkan faktor gaya yang bekerja pada bahan dan alat.
Penelitian ini terdiri dari dua tahapan, yaitu tahapan pertama adalah penelitian pendahuluan berupa studi litelatur dan perancangan alat. Tahap kedua adalah penelitian utama berupa proses perakitan dan pengujian alat.
19
Analisis Teknik
Menurut (Widiantara, 2010) daya untuk memutar rotor dihitung dengan menggunakan rumus :
Keterangan :
m = massa rotor (kg) n = putaran rotor (rpm)
Rancang Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill
Adapun spesifikasi rancangan alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini dapat dilihat pada tabel 3 sedangkan gambar dari masing – masing komponen dapat dilihat pada lampiran 18, 19, 20 dan 21.
Tabel 3. Komponen alat
Komponen Fungsi Struktural
Miller (Penggiling) Menghancuran biji kopi Terdiri dari dua buah
piringan,yaitu piringan berputar (rotator) dan piringan diam (stator) terbuat dari bahan logam baja dan berdiameter 60mm.
Hopper (Wadah Penampung) Sebagai wadah saluran
penampung bahan yang akan digiling
Dimensi hopper
berdiameter 10,4 cm dan tinggi 11 cm pada bagian atas dan berdiameter 3,5 cm dan tinggi 1 cm pada bagian bawah, terbuat dari plastik
Motor Listrik Menggerakkan miller
untuk menggiling biji kopi
Terbuat dari paduan besi dan aluminium dengan daya 220V / 150Watt dan putaran 2100 rpm
Kerangka Alat Sebagai tempat
pendukung komponen lain yang akan dirangkai
Terbuat dari besi dan aluminium dan memiliki panjang 19 cm, tinggi 36 cm dan lebar 11 cm
Prosedur Penelitian Persiapan
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.
Pembuatan alat
Adapun langkah pembuatan alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill adalah :
1. Dirancang bentuk alat penggiling sesuai dengan komoditi (kopi robusta). 2. Kemudian digambar rancangan alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill
serta ditentukan ukuran alat penggiling.
3. Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat alat penggiling ini. 4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai
dengan ukuran yang telah ditentukan pada rancangan.
5. Dipotong bahan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.
6. Dilakukan pengelasan dan pengeboran untuk pemasangan kerangka alat sesuai dengan bentuk yang telah dirancang.
7. Dibuat piringan penggiling dengan bahan terbuat dari baja.
8. Dibuat dan dipasang mata giling atau gerigi pada rotator dan stator. 9. Digerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan.
11. Dirangkai komponen alat motor listrik, bantalan (boll bearing), dan kabel listrik.
Pengujian alat
Sebelum pengujian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan bahan untuk pengujian yaitu disiapkan bahan yang akan digiling adalah biji kopi robusta yang telah di sangrai yang akan digiling sebanyak 250 gr. Adapun prosedur pengujian alat adalah :
1. Ditimbang biji kopi yang telah disanggrai sebanyak 250 gr.
2. Dinyalakan motor listrik dengan menghubungkan steker motor listrik pada sumber arus listrik.
3. Dimasukkan kopi ke dalam hopper yang tersedia pada alat ini secara bertahap.
4. Dibiarkan biji kopi hingga masuk ke dalam miller (penggiling) hingga menjadi bubuk.
5. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penggilingan ini.
6. Dihitung kapasitas penggiling yang dihasilkan alat ini per jam, dihitung persentase biji kopi hilang, dilakukan analisis ekonomi dan analisa kelayakan usaha.
7. Perlakuan diulangi sebanyak 5 kali.
Parameter yang Diamati
1. Kapasitas Efektif Alat (Kg/Jam)
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi berat bahan yang digiling terhadap waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penggilingan.
Kapasitas alat =
2. Persentase Biji Hilang (%)
Persentase biji hilang ditandai dengan biji yang tidak tergiling, atau terbuang dan ukuran yang lebih besar atau yang tidak lolos ayakan. Persentase biji hilang dapat dihitung dengan rumus :
Persentase biji hilang =
(kg)
3. Analisis Ekonomi
a. Biaya Produksi
Perhitungan biaya produksi untuk menghasilkan bubuk kopi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok.
C
(
)
n S P D = −
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 (metoda Garis Lurus)
………...… (9) 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 pajak
Di negara ini belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk mesin-mesin dan peralatan pertanian, diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 1% pertahun dari nilai awalnya.
3) Biaya gudang/gedung
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 listrik (Rp/Kwh)
2) Biaya perbaikan alat. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reparasi =
3) Biaya Perawatan Biaya Perawatan =
jam
4) Biaya Operator
Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya.
b. Break Event Point (Perhitungan Titik Impas)
Manfaat perhitungan titik impas (break event point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan.
Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan rumus pada persamaan (1).
c. 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.
(
)
C = Manfaat biaya yang dikeluarkan tiap tahun t = Tahun kegiatan usaha (t=1,2,...,n)
i = Tingkat diskon yang berlaku Dengan kriteria :
- NPV > 0, berarti usaha 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.
d. Internal Rate of Return (IRR)
Untuk mengetahui kemampuan untuk dapat memperoleh kembali investasi yang sudah dikeluarkan dapat dihitung dengan menggunakan IRR. Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount rate mana
diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat dihitung dengan rumus yang terdapat pada Persamaan (4).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan Alat
Tahap awal yang dilakukan adalah perancangan alat. Alat terlebih dahulu dirancang bentuknya, ditentukan ukuran dan digambar sampai berupa alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill yang diharapkan. Dalam perancangan ini, tidak lupa juga harus memperhatikan prinsip kerja alat yang akan dirancang dimana prinsip kerja yang diharapkan bekerja dengan menggunakan flat burr mill yang artinya alat ini bekerja seperti piringan bergerigi yang berputar dimana biji masuk ke dalam hopper akan turun menuju saluran dan masuk ke dalam miller (penggiling) yang akan dihancurkan oleh piringan berputar (rotator) dengan piringan yang diam (stator) yang digerakkan oleh elektromotor setelah itu menuju ke penampungan bahan akhir.
Bahan pembuatan alat dipilih dengan baik karena dapat mempengaruhi kinerja alat yang dirancang. Bahan – bahan yang dipakai antara lain, plat besi dan baja campuran. Dimana bahan – bahan ini dipilih agar dapat mendukung kinerja alat dan diusahakan mudah diperoleh agar dapat menjaga kesinambungan bahan baku alat. Pemilihan bahan yang berkualitas namun murah juga sangat mempengaruhi biaya produksi alat.
dengan menggunakan mesin las, baut dan mur. Kemudian dilakukan pekerjaan menggerinda permukaan yang kasar agar terlihat lebih rapi dan bagus.
Tahap akhir adalah pengecatan yang berguna untuk menjaga daya tahan alat agar lebih lama dan lebih menarik dilihat . Selain itu, dengan melakukan pengecatan akan menambah daya jual alat.
Proses Penggilingan
Sebelum dilakukan proses penggilingan, terlebih dahulu disediakan bahan berupa biji kopi robusta yang telah disangrai. Bahan yang siap untuk digiling selanjutnya dimasukkan ke dalam hopper. Hopper pada alat ini berfungsi untuk memasukkan bahan ke saluran penggiling dan memiliki daya tampung 250 gr. Selanjutnya bahan akan diteruskan pada saluruan penggiling yang terbuat dari bahan baja campuran. Pada saluran penggiling ini, bahan akan jatuh ke bagian penggiling (miller).
Pada bagian penggilingan terdapat dua mata giling yaitu berputar (rotator) dan diam (stator). Pada rotator terdapat bentuk ulir yang berfungsi untuk membantu biji kopi agar dapat berada dibagian gilingan yaitu antara rotator dan stator. Ukuran dari rotator dan stator adalah sama, berdiameter 5,5 cm dan
memiliki bentuk mata giling yang bergerigi, jumlah geriginya adalah 60 gerigi. Mata giling ini menggunakan bahan berupa baja campuran yang tidak mudah mengalami korosi. Pada bagian mata giling terdapat juga pegas / per yang berfungsi untuk mengatur jarak antara rotator dan stator ketika alat bekerja guna mendapatkan variasi hasil gilingan berupa halus maupun kasar. Setelah bahan tergiling, maka hasil gilingan tersebut akan berada di saluran pengeluaran dan
keluar sehingga harus diletakkan diluar saluran pengeluaran tempat untuk menampung hasil giling.
Penggilingan dilakukan untuk menghaluskan bahan pangan menjadi bubuk dengan tingkat kehalusan tertentu agar lebih mudah diolah menjadi produk lain. Biji kopi sangrai dihaluskan dengan tujuan untuk memperoleh butiran kopi dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan sensasi rasa serta aroma yang lebih optimal. Menurut Anggara dan Marini (2011), proses penggilingan biji kopi merupakan salah satu penentu kualitas produknya. Penggilingan biji kopi bertujuan untuk memperluas permukaan biji kopi. Dengan demikian, proses ekstraksinya menjadi lebih efisien dan cepat. Penggilingan yang baik akan menghasilkan cita rasa, aroma dan penampilan yang baik.
Kapasitas Efektif Alat
Alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill menggunakan motor listrik dengan spesifikasi alat, daya : 0,2 HP, tegangan : 220V / 150 Watt, putaran motor listrik : 2100 rpm (lampiran 20). Dimensi alat, panjang : 19 cm, lebar : 11cm dan tinggi : 36 cm. Pada rotator diameter piringan penggiling sebesar 6 cm dan tebal 1,3 cm sedangkan pada stator diameter piringan penggiling 6 cm dan tebal 0,8 cm. Dimensi hopper bagian atas berdiameter 10,4 cm dan tinggi 11 cm, bagian bawah berdiameter 3,5 cm dan tinggi 1 cm (lampiran 8).
Bila dibandingkan dengan mesin penggiling lain yaitu mesin penggiling multifucer yang memiliki kapasitas untuk biji kopi robusta 16,39 kg/jam, dimensi
cm dan tebal 1 cm sedangkan pada stator diameter piringan penggiling 13 cm dan tebal 1 cm serta dimensi hopper bagian atas dengan diameter 18 cm dan tinggi 17 cm. Maka kapasitas, dimensi dan daya alat flat burr mill ini masih dikategorikan lebih rendah dibandingkan dengan penggiling multifucer (Sembiring, 2012).
Kapasitas efektif alat diperoleh dengan melakukan penggilingan komoditi biji kopi robusta dengan menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menggiling biji tersebut. Pengukuran kapasitas efektif alat dilakukan dengan membagi berat bahan yang digiling terhadap waktu yang dibutuhkan. Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktivitas alat selama pengoperasian tiap satuan waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur dengan membagi banyaknya bahan yang digiling pada alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill terhadap waktu yang dibutuhkan selama pengoperasian alat (Persamaan 6).
Tabel 4. Data kapasitas kerja alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill
Komoditi Ulangan Berat Bahan
(Kg)
Waktu Penggilingan (Menit)
Kapasitas Efektif Alat (Kg/Jam)
Tabel 4 menunjukkan perolehan kapasitas efektif rata-rata alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill sebesar 5,00 kg/jam untuk kopi robusta. Hasil tersebut didapat dari penelitian yang dilakukan dengan menggiling bahan sebanyak lima kali ulangan, dengan setiap ulangan perlakuan menggunakan bahan seberat 0,25 kg. Hasil pengujian menunjukkan waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk
menggiling kopi robusta seberat 0,25 kg adalah sebesar 3,00 menit dan pada komoditi kopi robusta memiliki kerapatan 628,7-683,3 kg/m3 (lampiran 10).
Dari hasil penelitian diperoleh hubungan antara kapasitas efektif alat dengan lamanya waktu penggilingan. Seperti yang ditunjukkan oleh grafik pada gambar (1), bahwa semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penggilingan maka kapasitas efektif alat semakin menurun. Hal ini diduga terjadi karena alat yang terus menerus digunakan mengalami peningkatan suhu khususnya pada bagian rotator dan stator sehingga mempengaruhi proses penggilingan kopi dan mengakibatkan bubuk kopi yang digiling mengalami pelengketan disekitar bagian rotator dan stator sehingga bubuk kopi yang digiling tersebut sebagian terperangkap pada bagian rotator dan stator, hal ini lah yang mengakibatkan lamanya waktu penggilingan selesai.
Persentase Biji Hilang
Biji hilang ditandai dengan biji yang tidak tergiling, atau terbuang dan ukuran yang lebih besar atau yang tidak lolos dilubang pengeluaran. Pengukuran persentasi biji yang hilang dilakukan dengan pengamatan secara visual dari hasil penggilingan. Setelah penggilingan dilakukan pemisahan atau penyortiran biji yang hilang secara mekanis yang ditandai dengan biji yang tidak tergiling, atau terbuang dan ukuran yang lebih besar atau tidak lolos dilubang pengeluaran. Persentase biji hilang diperoleh dengan membandingkan antara berat biji hilang dengan berat masukan awal bahan yang dinyatakan dalam persen (Persamaan 7). Berikut tabel data untuk persentase biji hilang dari hasil penggilingan:
Tabel 5. Persentase biji hilang
Komoditi Ulangan Berat Bahan
(Kg)
Dari penelitian yang telah dilakukan, diperoleh bahwa persentase rata-rata biji kopi robusta hilang adalah sebesar 1,112 %. Hasil tersebut didapat dari penelitian yang dilakukan dengan menggiling bahan sebanyak lima kali ulangan, dengan setiap ulangan perlakuan menggunakan bahan seberat 0,25 kg. Pada ulangan kelima merupakan ulangan dengan persentase biji hilang terbesar, yaitu 1,48 % sedangkan pada ulangan kedua merupakan ulangan dengan persentase biji hilang terkecil, yaitu 0,92 %. Adapun biji yang hilang ini diduga disebabkan oleh saluran pengeluaran dan ruang pada mata giling yang terlalu kecil serta rapatnya
Analisis Ekonomi
Biaya pemakaian alat
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. Harga bahan baku biji kopi robusta yang sudah disangrai Rp. 45.000/kg dan berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan, alat ini akan mencapai nilai break even point pada nilai 2.748,91 kg/tahun untuk komoditi kopi robusta. Hal ini mengandung arti bahwa alat ini akan mencapai keadaan titik impas apabila telah menggiling kopi sebanyak 2.748,91 kg dalam 1 tahun.
Dari analisis biaya (Lampiran 4), diperoleh biaya penggilingan dengan alat ini sebesar Rp. 1.074,25/kg untuk komoditi kopi robusta, yang merupakan hasil perhitungan dari biaya tetap dan biaya tidak tetap terhadap kapasitas alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill. Untuk biaya tetap sebesar Rp. 766.062,00/tahun dan biaya tidak tetap sebesar Rp.5.052,09/jam. Berdasarkan nilai di atas dapat diketahui besarnya penerimaan dari tiap kg penggilingan kopi robusta sebesar Rp. 1.289,088/kg dengan kapasitas 5,00 kg/jam. Maka harga jual kopi robusta setelah penggilingan dengan alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill Rp. 50.000/kg.
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.
Menurut Waldiyono (2008) Bila pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka kegiatan usaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan memperoleh keuntungan. Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan (Lampiran 5), alat ini akan mencapai nilai break even point pada nilai 2.748,91 kg/tahun untuk komoditi kopi robusta. Hal ini berarti alat ini akan mencapai keadaan titik impas apabila telah menggiling kopi sebanyak 2.748,91 kg dalam 1 tahun.
Net present value
NPV adalah selisih antara present value dari investasi dengan nilai sekarang dari penerimaan-penerimaan kas bersih di masa yang akan datang. Identifikasi masalah kelayakan finansial 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 (Pudjosumarto, 1998).
6). Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar atau sama dengan nol.
Internal rate of return
Internal rate of return berfungsi untuk melihat seberapa layak suatu usaha
dapat dilaksanakan atau seberapa besar keuntungan investasi maksimum yang ingin dicapai. Berdasarkan hal tersebut maka hasil yang didapat dari penelitian ini adalah sebesar 52,81% (Lampiran 7) artinya usaha penggilingan kopi masih layak untuk dijalankan jika pengusaha melakukan peminjaman modal di bank pada suku bunga di bawah 52,81% atau dengan kata lain, usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman di bank tidak melebihi 52,81%. Jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan. Semakin tinggi bunga pinjaman di bank maka keuntungan yang diperoleh dari usaha ini semakin kecil.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Kapasitas efektif rata-rata pada alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini sebesar 5,00 kg/jam untuk kopi robusta.
2. Persentase rata-rata biji kopi robusta yang hilang adalah sebesar 1,112 % 3. Analisis ekonomi pada alat penggiling kopi tipe flat burr mill ini yaitu
biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam menggiling kopi adalah sebesar Rp. 1.074,25/kg.
4. Nilai titik impas (BEP) sebanyak 2.748,91 kg/tahun untuk komoditi kopi robusta.
5. Net present value (NPV) 16% adalah Rp. 6.147.021,25 sedangkan NPV 20% adalah Rp. 5.397.751,98 untuk komoditi kopi robusta dan Internal rate of return alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini adalah sebesar
52,81 %.
6. Alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini lebih ekonomis pada komoditi kopi. Alat ini memiliki kapasitas alat 5,00 kg/jam, dan dimensi alat yang lumayan kecil sehingga mudah untuk dibawa, sedangkan penggiling multifucer memiliki kapasitas alat cukup tinggi 16,39 kg/jam dan dimensi alat yang cukup besar.
Saran
2. Perlu dilakukan pengujian mengenai kualitas produk hasil gilingan pada komoditi lainya.
3. Sebelum dan sesudah mengoperasikan alat, sebaiknya alat dibersihkan kembali khususnya dibagian mata giling untuk menjaga alat agar tetap terawat.
TINJAUAN PUSTAKA
Kopi
Kopi adalah sejenis minuman yang berasal dari proses pengolahan dan ekstrasi biji tanaman kopi. Kata kopi sendiri berasal dari bahasa Arab qahwah yang berarti kekuatan, karena pada awalnya kopi digunakan sebagai makanan berenergi tinggi. Kopi merupakan tanaman yang berasal dari Afrika dan Asia Selatan. Bunga kopi yang berwarna putih berbunga bersamaan, buah kopi sendiri berbentuk oval panjangnya sekitar 1,5 cm, berwarna hijau kekuningan lalu hitam bila sudah digongseng. Biasanya buah kopi berisikan 2 buah biji kopi, tetapi sekitar 5-10% mempunyai hanya 1 biji (Budiman, 2011).
Tanaman ini tumbuhnya tegak, bercabang dan bila dibiarkan tumbuh dapat mencapai tinggi 12 m. Daunnya berbentuk bulat telur dengan ujung agak meruncing. Daun tumbuh berhadapan pada batang, cabang dan ranting-rantingnya. Secara botani kopi memiliki sistimatika penamaan bionominal yakni : Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisio : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Sub Divisio : Angiospermae (berbiji tertutup) Classis : Dicotyledone (berkeping dua) Ordo : Rubiales (pohon)
Tanaman kopi berasal dari famili Rubiaceae yang terdiri atas sekitar 500 genus dan lebih dari 6.000 spesies. Sebagian besar tumbuhan famili ini berwujud semak dan tumbuh baik pada iklim tropis. Kopi merupakan anggota famili yang memiliki nilai ekonomis paling tinggi. Spesies kopi yang penting secara ekonomi adalah Coffea arabica (kopi arabika) yang merupakan lebih dari 70% produk dunia dan Coffea canephora (kopi robusta), ada dua spesies lain yang tumbuh dalam skala lebih kecil, yaitu Coffea liberica (kopi liberika)
(Tim Karya Tani Mandiri, 2010).
Jenis Kopi
Adapun beberapa jenis kopi secara umum, yaitu : 1. Kopi Arabika (coffea arabica)
2. Kopi Robusta (coffea canephora) 3. Kopi Liberika (coffea liberica)
Kopi arabika berasal dari Ethiopia, jenis kopi ini sangat tidak tahan dengan penyakit Hemileia vastatrix, kecuali pada tanaman yang terdapat di dataran tinggi yang lebih dari 1.000 m dari permukaan laut. Jenis arabika ini mempunyai ciri-ciri dan sifat sebagai berikut :
− Daun kecil, halus dan mengkilat, panjang daun sekitar 12 sampai 15 cm dan lebar 6 cm.
− Biji buah lebih besar, berbau harum dan rasanya lebih enak.
− Ditanam pada dataran tinggi yang beriklim kering sekitar 1.350 – 1.850 m dari permukaan laut dan produksinya bagus.
− Suhu yang dikehendaki tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah (AAK, 1988).
Kopi robusta berasal dari Kongo dan masuk Indonesia pada tahun 1900. Karena mempunyai sifat lebih unggul, kopi ini sangat cepat berkembang. Bahkan kopi ini merupakan jenis yang mendominasi perkebunan kopi di Indonesia. Beberapa sifat penting kopi robusta antara lain :
− Resisten terhadap penyakit HV.
− Tumbuh sangat baik pada ketinggian 400 – 700 mdpl dengan suhu 21 – 24 0C. − Kualitas buah lebih rendah daripada kopi arabika.
− Menghendaki daerah yang mempunyai bulan kering 3 – 4 bulan secara berturut-turut (Najiyati dan Danarti, 1999).
Kopi liberika berasal dari Angola dan dapat tumbuh di daerah dataran rendah. Jenis kopi ini agak sensitif terhadap penyakit HV. Meskipun dapat berbuah sepanjang tahun, kualitas buah pada kopi ini relatif rendah dan tidak seragam. Hal ini lah yang membuat kopi liberika tidak banyak dibudidayakan (Anggara dan Marini, 2011).
Tabel 1. Perbedaan Kopi Arabika dan Kopi Robusta
Keterangan Arabika Robusta
tahun ditemukan 1753 1895
waktu berbuah 9 bulan 10-11 bulan
produksi (kg/ha) 1500-3000 2300-4000
suhu optimal 15-24 0C 24-30 0C
buah matang jatuh Dipohon
curah hujan 1500-2000 mm 2000-3000 mm
Bubuk Kopi
Menurut Mulato (2002) Kunci dari proses produksi kopi bubuk adalah penyangraian. Proses ini merupakan tahapan pembentukan aroma dan citarasa khas kopi dari dalam biji kopi dengan perlakuan panas. Biji kopi secara alami mengandung cukup banyak senyawa organik calon pembentuk citarasa dan aroma khas kopi. Waktu sangrai ditentukan atas dasar warna biji kopi sangrai atau sering disebut derajat sangrai. Makin lama waktu sangrai, warna biji kopi sangrai mendekati cokelat tua kehitaman.
Menurut Najiyati dan Danarti (1999), Pembuatan kopi bubuk oleh pabrik biasanya dilakukan secara modern dengan skala yang cukup besar. Pembuatan kopi bubuk dibagi kedalam dua tahap, yaitu tahap penyangrai dan tahap penggilingan. Pada tahap penyangraian proses pemanasan kopi pada suhu 200 0C – 225 0C yang bertujuan untuk mendapatkan kopi yang berwarna coklat kayu manis kehitaman. Menurut Budiman (2011), kisaran suhu sangrai yang umum adalah sebagai berikut :
− Suhu 190 – 195 0C untuk tingkat sangrai ringan (warna coklat muda).
− Suhu 200- 205 0C untuk tingkat sangrai medium (warna coklat agak gelap).
− Suhu diatas 205 0C untuk tingkat sangrai gelap (warna coklat tua cenderung agak hitam).
Menurut Anggara dan Marini (2011), proses penggilingan biji kopi merupakan salah satu penentu kualitas produknya. Penggilingan biji kopi bertujuan untuk memperluas permukaan biji kopi. Dengan demikian, proses ekstraksinya menjadi lebih efisien dan cepat. Penggilingan yang baik akan menghasilkan cita rasa, aroma dan penampilan yang baik.
Menurut Najiyati dan Danarti (1999), penggilingan adalah proses pemecahan (penggilingan) butir-butir biji kopi yang telah disangrai untuk mendapatkan kopi bubuk yang berukuran maksimum 75 mesh. Seperti yang dinyatakan Budiman (2011), biji kopi yang telah disangrai akan dihaluskan dengan alat penghalus sampai memperoleh butiran bubuk kopi agar mudah diseduh dan memberikan sensasi aroma dan rasa yang lebih optimal.
Menurut Tim Karya Tani Mandiri (2010), kopi bubuk ukuran halus diperoleh dari ayakan dengan ukuran lubang 200 mesh, sedangkan untuk ukuran bubuk medium digunakan ayakan 120 mesh. Jika dipasang ayakan 200 mesh, sebagian besar (79%) kopi bubuk akan mempunyai ukuran 0,90 – 1,0 mm. Rendemen hasil pengolahan (penyangraian dan penghalusan) adalah perbandingan antara berat kopi bubuk yang diperoleh dengan berat biji kopi beras yang di proses.
Tabel 2. Standar Nasional Indonesia biji kopi (SNI No. 01-2907-1999)
Mutu Syarat Mutu
Sumber : Balai Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008
Aluminium
dengan pemanasan kokas atau embusan oksigen, karena logamnya kan terbakar dahulu dan yang tertinggal adalah kotorannya. Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Sifat-sifat yang dimiliki aluminium antara lain :
1. Ringan, tahan korosi, dan tidak beracun, maka banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.
2. Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan, obat, dan rokok.
3. Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik.
4. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti Duralium (campuran Al, Cu, Mg) untuk pembuatan badan pesawat.
(Amanto dan Daryanto, 1999).
Aluminium dengan kadar aluminium 98% adalah logam ringan (lightweight metal) yang banyak digunakan pada bagian-bagian mesin. Titik lumer aluminium rendah, mudah beroksidasi, maka agak sukar disambung dengan las karena bahan ini lunak maka agak sulit juga dikerjakan mesin. Sebaliknya, oleh lunaknya, ringan untuk digilas, di pres dan diekstrusi. Selanjutnya untuk meningkatkan sifat fisiknya guna memenuhi syarat-syarat teknis yang baik diberi logam tambahan sebagai campuran (Putra, dkk., 2008).
Besi
Bijih besi merupakan bahan baku dalam pembuatan besi yang dapat berupa senyawa oksida, karbonat dan sulfida serta tercampur dengan unsur lain
misalnya silikon. Bahan dasar besi mentah ialah bijih besi yang jumlah persentase besinya haruslah sebesar mungkin. Besinya merupakan besi oksida atau besi karbonat yang dinamakan batu besi spat. Biji besi terdiri atas
Besi sendiri biasanya didapatkan dalam bent3O4
(Fe2O3
dan beragam dalam hal merah karat. Saat ini, cadangan biji besi nampak banyak, namun seiring dengan bertambahnya penggunaan besi secara eksponensial berkelanjutan, cadangan ini mulai berkurang, karena jumlahnya tetap (Amanto dan Daryanto, 1999).
Baja
Baja tahan karat (stainless steel) 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 :
a. Baja Tahan Karat Ferit
b. 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.
c. Baja Tahan Karat Martensit
Baja tahan karat martensit mengandung sejumlah besar unsur karbon. Baja yang mengandung 0,1 % C, 13 % Cr, dan 0,5 % Mn ini dapat didinginkan untuk memperbaiki kekuatannya, tetapi tidak menambah kekerasan.
(Amanto dan Daryanto, 1999).
Motor Lisrik
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena :
1. Dapat disesuaikan, motor listrik dapat digunakan dihampir setiap lokasi termasuk di dalam air.
2. Otomatis, motor listrik dengan mudah dikontrol dengan alat otomatis.
3. Rapi, sebuah unit kecil memperkembangkan sejumlah kekuatan besar secara bersama-sama.
4. Ekonomis dan efisien, motor listrik memiliki efisiensi hingga 95 %.
5. Perawatan mudah, jika melindungi dari debu dan kotoran, motor listrik hanya membutuhkan sedikit perawatan.
6. Tenang, motor listrik secara umum lebih tenang dari pada mesin yang dijalankan.
7. Aman, apabila dipasang dengan tepat, dipelihara, dan digunakan, motor listrik sangat aman untuk dioperasikan.
8. Mudah dioperasikan, tidak membutuhkan banyak pelatihan untuk mengoperasikan motor listrik.
(Cooper, 1992).
Di lain pihak motor listrik mempunyai kekurangan sebagai berikut :
1. Motor listrik membutuhkan sumber daya, kabelnya harus dapat dihubungkan dengan stop kontak, 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 daripada harga bahan bakar minyak (Soenarto dan Furuhama, 2002).
Jenis Penggiling Biji Kopi
Blade Grinder
Flat Burr Grinder
Menggunakan dua besi berbentuk bulat (flat burr) yang terdapat gerigi disekelilingnya. Biji kopi masuk diantara dua burr tersebut dan kemudian berputar menghaluskan kopi dengan ukuran bubuk berdasarkan jarak kedua burr. Semakin dekat jaraknya, semakin halus bubuk kopi yang dihasilkan. Burr biasanya terbuat dari besi baja, keramik atau material titanium (Wahid, 2011).
Conical Burr Grinder
Ini merupakan jenis burr terbaik, bentuknya kerucut dan banyak digunakan pada grinder yang mahal. Jenis burr ini terbuat dari material keramik atau baja. Bagi yang digerakkan dengan menggunakan motor listrik, conical burr biasanya berputar dalam kecepatan rendah untuk menjaga suhu bubuk kopi tetap dingin agar menjaga aroma dan rasa kopi tetap prima (Wahid, 2011).
Penggiling Burr Mill
Mesin penghalus yang digunakan saat ini adalah dengan menggunakan tipe burr mill. Menurut Tim Karya Tani Mandiri (2010), mesin ini mempunyai dua buah piringan (terbuat dari baja), yang satu berputar (rotor) dan yang lainnya diam (stator). Mekanisme penghalusan terjadi dengan adanya gaya geseran antara permukaan biji kopi sangrai dengan permukaan piringan dan sesama biji sangrai. Bila alat ini dipasang ayakan 200 mesh, sebagian besar (79%) kopi bubuk akan mempunyai ukuran antara 0,90-1,0 mm, dan kapasitas mesin penghalus antara 10-60 kg per jam.
Prinsip Kerja Alat Penggiling Biji Kopi Tipe Flat Burr Mill
Prinsip kerja alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini, menggunakan dua besi berbentuk bulat (flat burr) yang terdapat gerigi disekelilingnya berukuran lebih kecil dan lebih tipis yang disebut flat burr mill yang artinya alat ini bekerja seperti piringan yang berputar dimana biji masuk ke dalam hopper kemudian turun menuju saluran dan masuk ke dalam miller (penggiling) yang akan dihancurkan oleh piringan berputar (rotator) dengan piringan yang diam (stator) yang berukuran lebih kecil dan tipis yang digerakkan oleh elektromotor. Setelah itu menuju ke penampungan bahan akhir.
Analisis Ekonomi
Menurut Soeharno (2007), analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan.
Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktifitas perusahaan. Biaya ini secara total tidak mengalami perubahan meskipun ada perubahan volume produksi. Sedangkan biaya variable adalah biaya yang besarnya berubah-ubah sesuai dengan aktifitas perusahaan. Biaya ini secara total akan berberubah-ubah sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).
Sedangkan, Biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan (Soeharno, 2007).
Break even point
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). Menurut Waldiyono (2008), 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. Analisis titik impas juga digunakan untuk :
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha. 2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi
untuk peralatan produksi.
3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi (kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi.
Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:
(R V)
R : penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (rupiah)
V : biaya tidak tetap per unit produksi. VN = total biaya tidak tetap per tahun (rupiah/unit)
Net present value
Net present value dapat diartikan bahwa seluruh angka net cash flow yang
digandakan dengan discount faktor pada tahun dan tingkat bunga yang telah ditentukan dan merupakan selisih antara present value dari benefit dan present value dari biaya. Jika NPV bernilai positif maka investment feasible, bila NPV
bernilai 0 berarti investment dapat mengembalikan sebesar cost of capital (discount rate) dan bila NPV bernilai negatif maka investment ditolak (Prawirokusumo, 1990).
Menurut Purba (1997), Net present value (NPV) merupakan selisih antara benefit dengan cost + investment yang dihitung sebagai berikut :
NPV = B – (C = I/n) ...(2) n = umur teknis ekonomi proyek
jika ditinjau dari segi present value of benefit, maka : NPV = Total B – (Total C + I)
- Jika NPV lebih besar dari 0 (NPV positif), hal ini berarti bahwa : total B lebih besar dari total C + I, berarti benefit lebih besar dari cost + investment, sehingga pembangunan (rehabilitasi, perluasan) proyek
tersebut favourable.
- Jika NPV lebih kecil dari 0 (negatif), berarti : total B lebih kecil dari total C + I, berarti pula bahwa benefit tidak cukup untuk menutupi cost + investment selama umur teknis – ekonomis proyek yang bersangkutan
unvourable.
Internal rate of return
Internal rate of return atau tingkat pengembalian internal merupakan
parameter yang dipakai apakah suatu usaha tani mempunyai kelayakan usaha atau tidak. Kriteria layak atau tidak layak bagi usaha tani bila IRR lebih besar dari tingkat bunga yang berlaku saat usaha tani itu diusahakan dengan meminjam uang (biaya) dari bank pada saat nilai netto sekarang (NPV = 0). Oleh karena itu untuk menghitung IRR diperlukan nilai NPV terlebih dulu (Soekartawi, 1995).
Menurut Kastaman (2006), Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount rate diperoleh dimana B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Sedangkan menurut Giatman (2006), dengan menggunakan metode IRR kita akan mendapatkan informasi yang berkairan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk % periode
waktu logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikkan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus dipenuhi. Harga IRR dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
(
)
B = Manfaat penerimaan tiap tahun
C = Manfaat biaya yang dikeluarkan tiap tahun
t = Tahun kegiatan usaha (t=1,2,...,n) i = Tingkat diskon yang berlaku
Menurut (Purba, 1997) 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:
1 Latar belakang
Kopi Indonesia saat ini ditilik dari hasilnya, menempati peringkat keempat terbesar di dunia. Kopi memiliki sejarah yang panjang dan memiliki peranan yang penting bagi pertumbuhan ekonomi di Indonesia. Indonesia diberkati dengan letak geografisnya yang sangatlah cocok bagi tanaman kopi. Letak Indonesia sangat ideal bagi iklim mikro untuk pertumbuhan dan produksi kopi.
Di era perdagangan bebas, komoditas kopi sebagai bahan baku utama industri kopi bubuk, menjadi penentu daya saing di pasar ekspor maupun dalam negeri. Dengan teknik budidaya dan penerapan teknologi yang baik dan sesuai maka bisa dihasilkan mutu produk (bubuk kopi) yang bagus dan sesuai dengan permintaan konsumen.
Tanaman kopi merupakan perkebunan rakyat dengan penerapan teknologi budidaya yang masih terbatas. Di Indonesia sebagian besar biji kopi dihasilkan dari perkebunan rakyat yang masih menggunakan teknologi budidaya sederhana. Untuk itu, perlu ada perbaikan dalam penerapan teknologinya, antara lain teknik persiapan atau penyediaan sarana produksi, proses budidaya, teknik penanganan pasca panen dan pengolahannya. Bila penerapan teknologi budidaya diperkebunan kopi rakyat tersebut diperbaiki, maka produksinya bisa ditingkatkan.
Dalam penerapan teknologi pasca panen pada tanaman kopi berupa penggilingan dengan alat mekanis belum banyak dilakukan karena kurangnya pengetahuan dan keterbatasan jumlah alat yang ada pada petani, sehingga harga jual yang diperoleh petani kurang menguntungkan, padahal apabila dilakukan akan meningkatkan pendapatan.
Dalam meningkatkan mutu produk kopi hal yang perlu diperhatikan adalah mengenai penanganan pasca panen. Diperlukan usaha-usaha perbaikan, diantaranya melalui penanganan atau penerapan teknologi pasca panen yang praktis yang bertujuan untuk mempertahankan, meningkatkan mutu, menekan tingkat kehilangan secara kuantitaif dan kualitatif serta praktis dan murah. Salah satu komponen yang menentukan penanganan teknologi pasca panen tersebut adalah dengan menggunakan alat-alat pasca panen, misalnya alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill.
Pada dewasa ini biji kopi yang telah disangrai akan dihaluskan dengan alat penghalus (grinder) sampai diperoleh butiran kopi bubuk dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan sensasi rasa dan aroma yang lebih optimal. Mesin penghalus yang digunakan adalah mesin penghalus menggunakan tipe burr mill.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, dan menguji alat penggiling biji kopi tipe Flat Burr Mill.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat penggiling yang lebih praktis.
3. Bagi masyarakat, sebagai informasi bagi pihak-pihak yang membutuhkan.
Batasan Masalah
Pada penelitian ini dibatasi hanya pada komoditi kopi robusta.
ABSTRAK
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Rancang Bangun Alat Penggiling Biji Kopi Tipe Flat Burr Mill, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan ADIAN RINDANG.
Penggilingan dilakukan untuk menghaluskan bahan pangan menjadi bubuk dengan tingkat kehalusan tertentu agar lebih mudah diolah menjadi produk lain. Penggilingan biji kopi bertujuan untuk menghaluskan biji kopi hingga menjadi bubuk kopi dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan sensasi rasa dan aroma yang lebih optimal. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat dan menguji alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill pada kopi robusta. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, persentase biji hilang dan analisis ekonomi.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat 5,00 kg/jam untuk kopi robusta. Persentase biji kopi robusta yang hilang adalah sebesar 1,112 %. Analisis ekonomi Rp. 1.074,25/kg, BEP sebanyak 2.748,91 kg/tahun pada komoditi kopi robusta. NPV 16% sebesar Rp. 6.147.021,25 dan NPV 20% sebesar Rp. 5.397.751,98. IRR sebesar 52,81 %.
Kata kunci : flat burr mill, kopi, alat penggiling, rotator, stator.
ABSTRACT
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Design of flat burr type coffee bean grinder mill , supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and ADIAN RINDANG.
Milling is done to reduce size or to powder food material into a certain level of refinement to be more easily processed into other products. Grinding coffee beans aims to reduce size the beans into coffee powder with a certain subtlety to be easily brewed and gives the sensation of taste and aroma that is more optimal.The aims of the was to design, build and test coffee bean grinder flat burr type mill on robusta coffee. Observed parameters were the effective capacity of the equipment, the percentage of losses materials, and economic analysis.
The results showed that the effective capacity of the equipment was 5.00 kg/hour for robusta coffee. Losses robusta coffee was 1.112%. Economic Analysis was Rp. 1.074,25/kg, the BEP was 2.748,91 kg/year for coffee robusta. The NPV 16% was Rp. 6.147.021,25 and the NPV 20% was Rp. 5.397.751,98. The IRR was 52,81 %.
RANCANG BANGUN ALAT PENGGILING BIJI KOPI
TIPE FLAT BURR MILL
SKRIPSI
OLEH
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
RANCANG BANGUN ALAT PENGGILING BIJI KOPI
TIPE FLAT BURR MILL
SKRIPSI
OLEH :
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU 090308047/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
( Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si ) Ketua
i
ABSTRAK
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Rancang Bangun Alat Penggiling Biji Kopi Tipe Flat Burr Mill, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan ADIAN RINDANG.
Penggilingan dilakukan untuk menghaluskan bahan pangan menjadi bubuk dengan tingkat kehalusan tertentu agar lebih mudah diolah menjadi produk lain. Penggilingan biji kopi bertujuan untuk menghaluskan biji kopi hingga menjadi bubuk kopi dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan sensasi rasa dan aroma yang lebih optimal. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat dan menguji alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill pada kopi robusta. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, persentase biji hilang dan analisis ekonomi.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat 5,00 kg/jam untuk kopi robusta. Persentase biji kopi robusta yang hilang adalah sebesar 1,112 %. Analisis ekonomi Rp. 1.074,25/kg, BEP sebanyak 2.748,91 kg/tahun pada komoditi kopi robusta. NPV 16% sebesar Rp. 6.147.021,25 dan NPV 20% sebesar Rp. 5.397.751,98. IRR sebesar 52,81 %.
Kata kunci : flat burr mill, kopi, alat penggiling, rotator, stator.
ABSTRACT
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Design of flat burr type coffee bean grinder mill , supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and ADIAN RINDANG.
Milling is done to reduce size or to powder food material into a certain level of refinement to be more easily processed into other products. Grinding coffee beans aims to reduce size the beans into coffee powder with a certain subtlety to be easily brewed and gives the sensation of taste and aroma that is more optimal.The aims of the was to design, build and test coffee bean grinder flat burr type mill on robusta coffee. Observed parameters were the effective capacity of the equipment, the percentage of losses materials, and economic analysis.
The results showed that the effective capacity of the equipment was 5.00 kg/hour for robusta coffee. Losses robusta coffee was 1.112%. Economic Analysis was Rp. 1.074,25/kg, the BEP was 2.748,91 kg/year for coffee robusta. The NPV 16% was Rp. 6.147.021,25 and the NPV 20% was Rp. 5.397.751,98. The IRR was 52,81 %.
Key words: flat burr mill, coffee, grinder, rotator, stator.
RIWAYAT HIDUP
Samuel Haposan Napitupulu dilahirkan di Tanjung Balai pada tanggal 14 Desember 1991 dari ayah Parasian J Napitupulu dan ibu Ros R Simanjuntak. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara.
Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Santo Thomas 2 Medan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi negeri (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkulihan, penulis aktif sebagai Asisten Laboratorium Kekuatan Bahan serta aktif dalam organisasi intra kampus sebagai Wakil Ketua Bidang Organisasi dan Komunikasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Rancang Bangun Alat Penggiling Biji Kopi Tipe Flat Burr Mill” sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi 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 Ibu Adian Rindang, STP, M.Si., sebagai anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing dan memberikan masukan berharga kepada penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda P. Napitupulu dan Ibunda R. Simanjuntak serta seluruh anggota keluarga atas doa dan dukungan yang selalu diberikan kepada penulis selama mengikuti pendidikan sarjana di Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan seperjuangan TEP 2009 dan semua rekan mahasiswa yang tak dapat disebutkan satu per satu di sini atas dukungannya selama penulis menempuh masa studi dan penelitian.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2013
Penulis
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ... i
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
PENDAHULUAN ...1
Latar Belakang ...1
Tujuan Penelitian ...3
Motor Listrik ...11
Jenis Penggiling Biji Kopi ...12
Penggiling Burr Mill ...13
Prinsip Kerja Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill ...14
Analisis Ekonomi ...14
Break even point ...15
Net present value ...16
Internal rate of return ...17
BAHAN DAN METODE ...19
Waktu dan Tempat Penelitian ...19
Bahan dan Alat Penelitian ...19
Metodologi Penelitian ...19
Analisis Teknik ...20
Rancang Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill ...21
Prosedur Penelitian...22
Persiapan ...22
Pembuatan Alat ...22
Pengujian Alat ...23
Parameter yang Diamati ...24
Kapasitas Efektif Alat (kg/jam) ...24
Persentase Biji Hilang (%) ...24
Analisis Ekonomi ...24
HASIL DAN PEMBAHASAN ...28
Perancangan Alat ...28
Proses Penggilingan ...29
v
Persentase Biji Hilang ...33
Analisis Ekonomi ...35
Biaya Pemakaian Alat ...35
Break Even Point...36
Net Present Value ...36
Internal Rate of Return...37
KESIMPULAN DAN SARAN ...38
Kesimpulan ...38
Saran ...38
DAFTAR PUSTAKA ...40
DAFTAR LAMPIRAN ...42
DAFTAR TABEL
No. Hal.
1. Perbedaan Kopi Arabika dan Kopi Robusta ... 6
2. Standar Nasional Indonesia Biji Kopi ... 8
3. Komponen Alat ... 21
4. Data Kapasitas Kerja Alat ... 31
5. Data Persentase Biji Hilang ... 32
6. Tingkat suku bunga dengan hubungan P/F ... 55
7. Tingkat suku bunga dengan hubungan P/A ... 55
vii
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Gambar grafik kapasitas efektif alat terhadap waktu ... 32
2. Gambar tampak depan ... 58
3. Gambar tampak samping ... 58
4. Gambar stator ... 58
5. Gambar rotator 1 ... 59
6. Gambar rotator 2 ... 59
7. Gambar rotator 3 ... 59
8. Gambar alat bekerja ... 60
9. Gambar kopi sebelum digiling ... 60
10. Gambar kopi setelah digiling ... 60
11. Gambar biji yang hilang ... 61
12. Gambar blade grinder ... 62
13. Gambar conical burr grinder ... 62
14. Gambar flat burr grinder ... 62
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Flowchart penelitian ... 40
2. Kapasitas efektif alat ... 44
3. Persentase hasil gilingan hilang ... 45
4. Analisis ekonomi ... 46
5. Break even point ... 49
6. Net present value ... 51
7. Internal rate of return ... 53
8. Spesifikasi alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ... 54
9. Tabel suku bunga ... 55
10. Tabel sifat fisik biji dari dua varietas kopi ... 56
11. Perhitungan daya ... 57
12. Gambar alat ... 58
13. Gambar proses penelitian ... 60
14. Gambar jenis-jenis grinder ... 62
15. Gambar teknik tampak depan ... 63
16. Gambar teknik tampak samping ... 64
17. Gambar teknik hopper ... 65
18. Gambar teknik rotator ... 66
19. Gambar teknik stator ... 67
