SKRIPSI
OLEH:
DONI APRIANO PURBA 110308036
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
RANCANG BANGUN ALAT PENCACAH SAMPAH
ORGANIK
SKRIPSI
OLEH:
DONI APRIANO PURBA 110308036
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
2015
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
( Achwil Putra Munir, STP, M.Si) (Sulastri Panggabean, STP, M.Si )
i
ABSTRAK
DONI APRIANO PURBA: Rancang Bangun Alat Pencacah Sampah Organik, dibimbing oleh ACHWIL PUTRA MUNIR dan SULASTRI PANGGABEAN.
Perhatian masyarakat terhadap soal pertanian dan lingkungan beberapa tahun terakhir ini menjadi meningkat. Keadaan ini disebabkan karena semakin dirasakannya dampak negatif yang berasal darilingkungan jika dibandingkan dengan dampak positifnya bagi peningkatan produktivitas tanaman pertanian. Alat pencacah sampah organik adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai penghancur bahan organik seperti dedaunan, rumput-rumputan, ranting kecil pohon, dan pelepah pohon dengan cara mencacahnya sampai dengan ukuran kecil-kecil. Alat pencacah sampah organik ini tidak hanya berguna sebagai pencacah sampah organik sebagai pupuk, melainkan dedaunan atau rerumputan dapat dicacah sebagai pakan untuk ternak.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat 110,39kg/jam. Biaya pokok sebesar Rp. 228,275/kg untuk tahun pertama, Rp.228,590/kg untuk tahun kedua, Rp. 228,928/kg untuk tahun ketiga, Rp. 229,291/kg untuk tahun keempat, Rp. 229,681/kg untuk tahun kelima. BEP sebanyak 14.932kg pada tahun pertama, 15.738 kg pada tahun kedua, 16.604 kg pada tahun ketiga, 17.535 kg pada tahun keempat, 18.535 kg pada tahun kelima. IRR sebesar 45,46%.
Kata kunci : rancang bangun mesin, pencacahan, sampah organik.
ABSTRACT
DONI APRIANO PURBA: Design and construction of organic waste grater, Supervised by ACHWIL PUTRA MUNIR and SULASTRI PANGGABEAN.
Public attention to the agricultural and environmental problems in the last few years was increased. This situation was caused by the increasingly negative impact from the environment, compared to positive impact of the productivity of agricultural crops. This organic waste grater is an equipment that work as a chopper of organic material such as leaves, grass, small twigs of trees, and the stem by chopping them up into a small sizes. The equipment is not only useful to chop organic waste into fertilizer, but can be used as feed for livestock.
The results showed that the effective capacity of the equipment was 110,39kg/hour. Primary cost wasRp. 228,275/kg for the first year, Rp.228,590/kg for the second year, Rp. 228,928/kg for the third year, Rp. 229,291/kg for the fourth year, and Rp. 229,681/kg for the fifth year. BEP was 14.932 kg in the first year, 15.738 kg in the second year, 16.604kg in the third year, 17.535 kg in the fourth year and 18.535 kg in the fifth year. The IRR was 45,46%.
ii
RIWAYAT HIDUP
Doni Apriano Purba, dilahirkan di Rantau Prapat pada tanggal 8 April 1994 dari ayah Hotma Purba dan ibu Dahlia Elfina Silaen. Penulis merupakan anak pertama dari lima bersaudara.
Tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Bagan Sinembah dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) jalur tertulis. Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) sebagai anggota, ketua panitia acara Training IMATETA Leadership ke-5 tahun 2014, sebagai asisten penerapan komputer, asisten statistika tahun 2013 dan sebagai asisten Teknologi pengolahan limbah tahun 2015.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan draft yang berjudul “Rancang Bangun Alat Pencacah Sampah Organik” 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 Achwil Putra Munir, STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan
kepada Ibu Sulastri Panggabean, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing dan memberikan berbagai masukan, saran dan kritikan yang sangat berharga kepada penulis sehingga draft ini dapat diselesaikan dengan baik.
Untuk penyempurnaan draft ini, maka kiranya penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang bersikap membangun agar kedepannya dapat memperoleh hasil yang lebih baik.
Semoga draft ini dapat bermanfaat bagi seluruh pihak yang membutuhkan. Terima Kasih.
Medan, November 2015
iv
Tujuan Penelitian ... 2
Kegunaan Penelitian... 2
Batasan Masalah... 3
TINJAUAN PUSTAKA ... 4
Pupuk Organik ... 4
Pelepah Kelapa Sawit ... 4
Komponen Pembuatan Alat ... 6
Motor bakar ... 6
Poros ... 7
Puli ... 9
Sabuk V ... 9
Bantalan ... 10
Pisau pencacah ... 11
Mekanisme Pembuatan Alat ... 11
Pengecilan Ukuran ... 12
Prinsip Kerja Alat Pencacah Sampah Organik... 13
Konsumsi Bahan Bakar ... 13
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian... 14
Rendemen ... 15
Analisin Ekonomi ... 15
Biaya pemakaian alat ... 15
Break even point ... 19
Net present value ... 20
Internal rate of return ... 21
METODOLOGI PENELITIAN ... 23
Waktu dan Tempat Penelitian ... 23
Bahan dan Alat Penelitian ... 23
Metodologi Penelitian ... 23
Komponen Alat ... 23
Persiapan Penelitian ... 25
Prosedur Penelitian... 26
Parameter yang Diamati ... 26
Kapasitas efektif alat... 26
Rendemen ... 27
Analisis ekonomi ... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29
MesinPencacah Sampah Organik ... 29
Prinsip Kerja Alat ... 31
Kapasitas Efektif Alat ... 32
Rendemen ... 33
Biaya pemakaian alat ... 34
Break even point ... 35
Net present value ... 35
Internal of return ... 36
KESIMPULAN DAN SARAN ... 37
Kesimpulan ... 37
Saran ... 37
vi
DAFTAR GAMBAR
No. Hal
1. Mesin pencacah sampah organik ... 29
2. Motor bakar ... 30
3. Puli ... 30
vii
DAFTAR TABEL
No. Hal
viii
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal
1. Flowchart pelaksanaan penelitian ... 41
2. Perhitungan perencanaan daya motor alat pencacah sampah organik ... 43
3. Gambar teknik mesin pencacah sampah organik ... 46
4. Gambar alat pencacah sampah organik ... 53
5. Gambar hasil penelitian ... 55
6. Kapasitas efektif alat pencacah sampah organik pada pelepah kelapa sawit ... 56
7. Rendemen alat pencacah sampah organik pada pelepah kelapa sawit ... 57
8. Analisis ekonomi ... 58
9. Break even point ... 63
10. Net present value ... 65
11. Internal rate of return ... 68
i
ABSTRAK
DONI APRIANO PURBA: Rancang Bangun Alat Pencacah Sampah Organik, dibimbing oleh ACHWIL PUTRA MUNIR dan SULASTRI PANGGABEAN.
Perhatian masyarakat terhadap soal pertanian dan lingkungan beberapa tahun terakhir ini menjadi meningkat. Keadaan ini disebabkan karena semakin dirasakannya dampak negatif yang berasal darilingkungan jika dibandingkan dengan dampak positifnya bagi peningkatan produktivitas tanaman pertanian. Alat pencacah sampah organik adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai penghancur bahan organik seperti dedaunan, rumput-rumputan, ranting kecil pohon, dan pelepah pohon dengan cara mencacahnya sampai dengan ukuran kecil-kecil. Alat pencacah sampah organik ini tidak hanya berguna sebagai pencacah sampah organik sebagai pupuk, melainkan dedaunan atau rerumputan dapat dicacah sebagai pakan untuk ternak.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat 110,39kg/jam. Biaya pokok sebesar Rp. 228,275/kg untuk tahun pertama, Rp.228,590/kg untuk tahun kedua, Rp. 228,928/kg untuk tahun ketiga, Rp. 229,291/kg untuk tahun keempat, Rp. 229,681/kg untuk tahun kelima. BEP sebanyak 14.932kg pada tahun pertama, 15.738 kg pada tahun kedua, 16.604 kg pada tahun ketiga, 17.535 kg pada tahun keempat, 18.535 kg pada tahun kelima. IRR sebesar 45,46%.
Kata kunci : rancang bangun mesin, pencacahan, sampah organik.
ABSTRACT
DONI APRIANO PURBA: Design and construction of organic waste grater, Supervised by ACHWIL PUTRA MUNIR and SULASTRI PANGGABEAN.
Public attention to the agricultural and environmental problems in the last few years was increased. This situation was caused by the increasingly negative impact from the environment, compared to positive impact of the productivity of agricultural crops. This organic waste grater is an equipment that work as a chopper of organic material such as leaves, grass, small twigs of trees, and the stem by chopping them up into a small sizes. The equipment is not only useful to chop organic waste into fertilizer, but can be used as feed for livestock.
The results showed that the effective capacity of the equipment was 110,39kg/hour. Primary cost wasRp. 228,275/kg for the first year, Rp.228,590/kg for the second year, Rp. 228,928/kg for the third year, Rp. 229,291/kg for the fourth year, and Rp. 229,681/kg for the fifth year. BEP was 14.932 kg in the first year, 15.738 kg in the second year, 16.604kg in the third year, 17.535 kg in the fourth year and 18.535 kg in the fifth year. The IRR was 45,46%.
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perhatian masyarakat terhadap soal pertanian dan lingkungan beberapa tahun terakhir ini menjadi meningkat. Keadaan ini disebabkan karena semakin dirasakannya dampak negatif yang berasal dari lingkungan dan jika dibandingkan dengan dampak positifnya bagi peningkatan produktivitas tanaman pertanian pengaruh bahan kimia tersebut tidak sebanding. Bahan-bahan kimia yang selalu digunakan untuk alasan produktivitas dan ekonomi ternyata saat ini lebih banyak menimbulkan dampak negatif baik bagi kehidupan manusia dan lingkungan sekitarnya.
Pertanian organik merupakan bagian dari pertanian alami yang dalam pelaksanaannya berusaha menghindarkan penggunaan bahan kimia dan pupuk yang bersifat meracuni lingkungan dengan tujuan untuk memperoleh kondisi lingkungan yang sehat. Selain itu, juga untuk menghasilkan produksi tanaman yang berkelanjutan dengan cara memperbaiki kesuburan tanah melalui penggunaan sumberdaya alami seperti mendaur ulang sampah dedaunan yang banyak ada dilingkungan kampus, kantor dan perumahan.
sampah atau membakar sampahuntuk mendapatkan lingkungan yang bersih. Jika sampah (daun-daunan) tersebut sangat banyak, tentu akan menyita waktu dan tenaga yang besar untuk membakar dan membuang sampah tersebut.
Alat pencacah sampah organik ini adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai penghancur bahan organik seperti dedaunan, rumput-rumputan, ranting kecil pohon, dan pelepah pohon dengan cara mencacahnya sampai dengan ukuran kecil-kecil. Banyak sekali sampah organik tidak terolah dengan baik yang akibatnya menimbulkan polusi dilingkungan. Alat pencacah sampah organik ini tidak hanya berguna sebagai pencacah sampah organik sebagai pupuk, melainkan dedaunan atau rerumputan dapat dicacah sebagai pakan untuk ternak.
Memandang pentingnya pengendalian lingkungan akan sampah organik yang tidah terolah dengan baik dan memperhatikan alasan di atas, maka penulis ingin merancang dan mengembangkan alat pencacah sampah organik untuk pengolahan lebih lanjut akan sampah organik menjadi pupuk atau pakan ternak.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat dan menguji alat pencacah sampah organik.
Kegunaan Penelitian
Adapun kegunaan dari penelitian ini adalah :
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alatpencacah sampah organik.
3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasialat pencacah sampah organik.
Batasan Masalah
1. Pembuatan dan pengujian alat hanya pada sampah organik.
2. Komponen-komponen kelistrikan tidak dibahas atau tidak dijelaskan. 3. Kerangka pada mesin serta berbagai macam sambungan yang ada
4
TINJAUAN PUSTAKA
Pupuk Organik
Pupuk organik merupakan pupuk yang berasal dari sisa tanaman, hewan atau manusia seperti pupuk kandang, pupuk hijau, dan kompos yang berbentuk cair maupun padat. Pupuk organik bersifat bukly dengan kandungan hara makro dan mikro rendah sehingga diperlukan dalam jumlah banyak. Keuntungan utama menggunakan pupuk organik adalah dapat memperbaiki kesuburan kimia, fisik dan biologis tanah, selain sumber hara bagi tanaman.
Saat ini pembuatan pupuk organik banyak dilakukan dalam skala industri karena minimnya tenaga kerja di pedesaan. Hanya sedikit petani yang dapat memproduksi kompos untuk memenuhi kebutuhannya. Sebagian petani membeli kompos dari pabrik lokal maupun kompos impor. Pemakaian pupuk organik akan semakin meningkat dari tahun ke tahun, maka sangat diperlukan regulasi atau peraturan mengenai persyaratan yang harus dipenuhi oleh pupuk organik agar memberikan manfaat maksimal bagi pertumbuhan tanaman dan disisi lain tetap menjaga kelestarian lingkungan (Suriadikarta dan Setyorini, 2009).
Pelepah Kelapa Sawit
Pangkal pelepah daun (petiole) adalahtempat duduknya helaian daun (leaf
let) dan terdiri dari rachis (basis foli), tangkai daun(petiole) dan duri (spine),
helaian anak daun (lamina), ujung daun (apex foli), lidi (nervatio),daun (margo
folii) dan daging daun (intervenium) (Fauzi, dkk., 2002).
panjangnyamencapai lebih dari 7,5-9 meter. Jumlah anak daun disetiap pelepah berkisar antara 250-400 helai, daun muda yang masih kuncup berwarna kuning pucat. Pada tanah yang subur,daun cepat membuka sehingga makin efektif melakukan fungsinya sebagai tempatberlangsungnyafotosintesis dan sebagai alat
respirasi. Semakin lama proses fotosintesisberlangsung, semakin banyak bahan
makanan yang dibentuk sehingga produksi akanmeningkat. Jumlah pelepah, panjang pelepah, dan jumlah anak daun tergantung pada umur tanaman. Tanaman yang berumur tua, jumlah pelepah dan anak daun lebih banyak. Begitupula pelepahnya akan lebih panjang dibandingkan dengan tanaman yang masih muda (Fauzi, dkk., 2002).
Batang dan pelepah dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Pada prinsipnyaterdapat 3 cara pengolahan batang kelapa sawit untuk dijadikan pakan ternak yaitupengolahan menjadi silase, perlakuan NaOH dan pengolahan dengan menggunakan uap.Untuk pelepah sawit, pengolahan yang paling efisien adalah dengan membuat silase.Pengalaman peternak sapi di Malaysia pada usaha penggemukan sapi dengan skala 1.500ekor, menggunakan komposisi makanan campuran dengan perbandingan 50% pelepahkelapa sawit dan 50% konsentrat (Fauzi, dkk., 2002).
Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap uji fisik dan mekanik parenkim pelepah daun sawit, didapatkan bahwa pelepah kelapa sawit segar memiliki sifat fisik dengan kadar air rata-rata 0,83%; berat jenis pelepah kelapa sawit adalah 0,362 g/cm3; modulus elastisitas 11.345 kg/cm2; tegangan pada batas proporsi 146,696 kg/cm2; tegangan maksimum 178,521 kg/cm2; daya lenting 0,165 kg.m; dan deformasi mulur 0,682 mm (Intara dan Dyah, 2012).
Berat jenis ini diduga sangat dipengaruhi oleh anatomi parenkim pelepah sawit. Anatomi batang parenkim pelepah sawit secara makro terdiri dari dua jaringan utama yaitu parenkim dasar dan pembuluh sangat mempengaruhi massa bahan. Jika dihubungkan dengan komponen kimia yang terdapat didalam parenkim pelepah sawit maka kandungan selulosa dan lignin berpengaruh terhadap massa bahan. Kerapatan serat sangat ditentukan kandungan selulosa dan lignin parenkim. Serat yang satu dengan serat yang lain diikat oleh lignin dalam suatu ikatan yang kompak dan tersusun rapat pada batang parenkim pelepah sawit. Semakin tinggi kandungan selulosa maka semakin tinggi ikatan mikrofilbil. Semakin banyak ikatan mikrofibil semakin banyak serat-serat yang tersusun. Akan tetapi yang paling berperan dalam membentuk suatu ikatan yang kompak dan susunan yang rapat adalah kandungan lignin. Jadi secara tidak langsung berat jenis dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin (Pasaribu, 1990).
Komponen Pembuatan Alat Motor bakar
1. Motor dengan pembakaran diluar.
2. Motor dengan pembakaran didalam silinder. (Hadjosentono, dkk., 1996).
Minyak bakar yang disemprotkan kedalam silinder berbentuk butir-butir cairan yang halus. Oleh karena udara didalam silinder pada saat tersebut sudah bertemperatur dan bertekanan tinggi maka butir-butir tersebut akan menguap. Penguapan butir bahan bakar itu dimulai pada bagian permukaan luarnya, yaitu bagian yang terpanas. Uap bahan bakar yang terjadi itu selanjutnya bercampur dengan udara yang ada disekitarnya. Proses penguapan itu berlangsung terus selama temperatur sekitarnya mencukupi (Arismunandar dan Koichi, 2004).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menjadi poros transmisi(line shaft), spindle(spindle), gandar(axle), poros (shaft) dan poros luwes (Achmad, 2006).
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan sebuah poros, yaitu:
1. Kekuatan poros
2. Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.
3. Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya.Putaran ini disebut putaran kritis.Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya.
4. Korosi
Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yangterancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang berhenti lama sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.
5. Bahan poros
Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difis, baja karbon konstruksi mesin yang dihasilkan dari baja yang
di-deokasi dengan ferrosilikon. Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran
Puli
Puli berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran yang dihasilkan dari motor yang selanjutnya diteruskan lagi ke v-belt dan akan memutar poros. Puli dibuat dari besi cor atau dari baja.Puli kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan puli dari paduan aluminium (Stolk dan Kros, 1981).
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SD
penggerak=SD
yang digerakkan...(1)dimana,
S = Kecepatan putar puli (rpm) D = Diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium.Sabuk V dibelitkan di sekitar alur pulleyyang 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. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinyaslip antara sabuk dan pulleysehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atauperbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1984).
Susunan khas sabuk V terdiri atas:
- Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut
(Smith dan Wilkes, 1990).
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)+(D-d)
2
4C ...(2)
dimana:
L = Panjang efektif sabuk (mm)
C = Jarak antara kedua sumbu roda transmisi (mm) D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm) d = Diameter luar efektif transmisi yang kecil (mm)
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang mampu menumpu poros berbeban,sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus,aman dan tahan lama.Bantalan harus cukup kokoh untuk menghubungkan porosserta elemen mesin lainnya agar bekerja dengan baik.Bantalan dapat diklasifikasikan berdasarkan pada:
1. Gerakan bantalan terhadap poros - Bantalan luncur
- Bantalan gelinding 2. Beban terhadap poros
- Bantalan aksial
- Bantalan gelinding khusus (Sularso dan Suga, 2002).
Pisau pencacah
Pisau pencacah pada alat ini berfungsi sebagai komponen pencacah yang akan mengubah bentuk dan ukuran bahan yang akan dimasukkan ke dalam pisau pencacah. Pisau pencacah ini memiliki jumlah pisau sebanyak 24 mata pisau yang terbuat dari baja.Menurut Badan Standardisasi Nasional SNI 7580 (2010), banyaknya jumlah pisau dibagi menjadi 3 (tiga) kelas, yaitu: Kelas A ≤ 15; Kelas B 16-25; dan Kelas C 26-35.
Mekanisme Pembuatan Alat
Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin-mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda, dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1984).
Sabuk V dibelitkan di sekeliling alur puli yang berbentuk V. Selain koefisien gesek dan kekuatannya, harganya yang relatif murah membuat sabuk V lebih sering dipakai (Sularso dan Suga, 2002).
Perlu diperhatikan dalam pembuatan alat pengolahan hasil pertanian adalah bahan yang dipakai. Kekuatan, keawetan, dan pelayanan yang diberikan peralatan usaha tani bergantung terutama pada macam dan kualitas bahan yang digunakan untuk pembuatannya. Dalam pembuatannya terdapat kecenderungan konstruksi peralatan untuk meniadakan sebanyak mungkin baja tuangan dan mengganti dengan baja tekan atau baja cetak. Bilamana hal ini dilakukan dapat menekan biaya membuat mesin dalam jumlah besar. Keberhasilan atau kegagalan alat sering sekali tergantung pada bahan yang dipakai untuk pembuatannya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan usaha tani dapat diklasifikasikan dalam logam dan bukan logam (Smith dan Wilkes, 1990).
Pengecilan Ukuran
Semua cara yang digunakan untuk memotong partikel zat padat dan dipecahkan menjdi kepingan-kepingan yang lebih kecil dinamakan size reduction atau pengecilan ukuran. Didalam industri pengolahan, zat padat diperkecil dengan berbagai cara yang sesuai dengn tujuannya. Secara umum tujuan dari pengecilan ukuran adalah:
1. Menghasilkan padatan dengan ukuran maupun spesifik permukaan tertentu, 2. Memecahkan bagian dari mineral atau kristal dari persenyawaan kimia yang
terpaut pada padatan.
Beberapa cara untuk memperkecil ukuran zat padat dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai cara, yaitu: kompresi (tekanan), impak (pukulan), gesekan dan pemotongan/pencacahan (Sukma, 2009).
dalam proses pembuatan silase diperlukan hijauan yang telah tercacah agar prosesnya berlangsung lebih cepat dan hasilnya lebih seragam. Alsin memungkinkan pencacahan menjadi potongan-potongan secara seragam dengan panjang potongan 2-5 cm (Unadi, 2003).
Prinsip Keja Mesin Pencacah Sampah Organik
Tujuan dari pencacahan adalah untuk menghasilkan ukuran bahan menjadi lebih kecil sehingga dapatdigunakan sesuai dengan kebutuhan seperti untuk bahan baku pembuatan pupuk dan untuk pakan ternak. Mesin pencacah sampah organik merupakan salah satu mesin teknologi tepat guna untuk mencacah sampah organik seperti rerumputan, dedaunan ataupun pelepah pepohonan. Prinsip kerja dari alat tersebut yaitu rerumputan ataupun pelepah pepohonan yang telah dikumpulkan dimasukkan kedalam saluran pemasukan. Selanjutnya, pisau pencacah yang di dalam tabung akan mencacah bahan dan bahan akan keluar melalui lubang keluaran dalam ukuran yang kecil.
Konsumsi Bahan Bakar
Pengamatan bahan bakar diperlukan untuk mengetahui berapa banyak bahan bakar yang digunakan untuk mencacah caranya yaitu dengan mengisi penuh tangki bahan bakar sebelum alat dioperasikan. Setelah alat selesai dioperasikan, bahan bakar bensin diisi kembali sampai penuh dan dicacat besarnya volume penambahan bahan bakar tersebut.Debit pemakaian bahan bakar dapat dihitung dengan rumus:
Q = 60 × Volume
dimana:
Q = debit pemakaian bahan bakar (liter/jam)
Vol = volume pemakaian bahan bakar pada saat beroperasi (cm3) T = total operasional waktu alat pencacah (menit)
60 = konversi satuan 1 jam = 60 menit 1000 = konversi satuan 1 liter = 1000 cm3 (Rusadi, 2012).
Menurut Badan Standardisasi Nasional SNI 7580 (2010), persyaratan untuk konsumsi bahan bakar (liter/jam pada mesin pencacah sampah organik, yaitu: Kelas A < 2; Kelas B 2-3; dan Kelas C > 3.
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 = Produk yang diolah
Waktu ...……...…………...(4)
Berdasarkan kapasitasnya, mesin pencacah sampah organik dibagi menjadi 3 (tiga) kelas, yaitu:
2. Kelas B adalah mesin pencacah yang mempunyai kapasitas 600 kg/jam sampai dengan 1.500 kg/jam
3. Kelas C adalah mesin pencacah yang mempunyai kapasitas lebih besar dari 1.500 kg/jam (BSN, 2010).
Rendemen
Rendemen adalah presentase produk yang didapatkan dengan membandingkan berat awal bahan dengan berat akhirnya. Sehingga didapat kehilangan berat proses pengolahan. Rendemen didapat dengan cara menimbang berat akhir bahan yang dihasilkan dari proses dibandingkan dengan berat bahan awal.
Rendemen = Berat Bahan Yang Dihasilkan
Berat Bahan Baku
x 100% ...
(5)Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan mesin ini. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Investasi di bidang mesin/alat dimaksudkan untuk memperoleh keuntungan yang wajar, karena itu perlu dilakukan perhitungan biaya produksi. Prestasi mesin/alat harus mengimbangi total biaya tetap dan biaya tidak tetap.
Biaya pemakaian alat
langsung berkaitan dengan biaya pembuatan produk secara fisik yang dikeluarkan dalam rangka kegiatan proses produksi sehingga disebut juga dengan production
cost. Biaya produksi terdiri dari biaya bahan langsung, biaya tenaga kerja
langsung, biaya bahan tak langsung, biaya tenaga kerja tak langsung, dan biaya tak langsung lainnya. Ada dua kelompok biaya pemakaian alat atau mesin yang umum dibicarakan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap. Jumlah biaya tetap tidak dipengaruhi oleh jam kerja alsin, sedangkan biaya tidak tetap sangat dipengaruhi oleh alat dan mesin (Giatman, 2006).
Biaya tetap (fixed cost) yaitu biaya yang selalu harus dikeluarkan tanpa memandang aktivitas produksi yang sedang dilaksanakan dan tidak tergantung pada banyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan, misalnya: biaya penyusutan, biaya pajak, dan lain-lain (Halim, 2009).
Sedangkan biaya tidak tetap (variable cost) yaitu biaya yang dikeluarkan sehubungan dengan kegiatan produksi dan tergantung pada output yang dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semakin besarjuga, misalnya: biaya perbaikan, pemebelian bahan, sewa alat, upah buruh, dan lain-lain (Waldiyono, 2008).
a. Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya penyusutan (metode sinking fund)
tersedia biaya sebagai pengganti alat tersebut yang dikumpulkan selama umur pemakaian alat. Penyusutan tidak selamanya bergantung pada umur daya guna alat. Bisa pula terjadi akibat perubahan zaman, perubahan keadaan pasar, dan hadirnya alat dengan teknologi terbaru yang lebih ekonomis.
Menurut Waldiyono (2008), menyatakan bahwa salah satu cara untuk mengitung biaya penyusutan yaitu menggunakan metode penanaman dana (Singking fund methods). Dimana biaya penyusutan kecil di awal dan sangat besar pada akhir umur pemakaian. Maka kecilnya dana penyusutan pada awal pemakaian mungkin akan menguntungkan karena pada saat itu produksinya belum maksimal, tapi akan terasa berat pada akhir umur pemakaian yang dimana dana produksinya minimum.
Metode sinking fund memperhitungkan bunga modaldari bunga modal yangdigunakanpaling mendekati nilaipenyusutan yang sebenarnya.
Persamaan yang digunakan ialah:
Dn = (P – S) (A/F, i%, n) (F/A, i%, n - 1)...(6) dimana:
Dn = Biaya penyusutan pada tahun ke-n (Rp/tahun) P = Harga awal (Rp)
S = Harga akhir, 10% dari harga awal (Rp) N = Perkiraan umur ekonomis (tahun) n = Tahun ke-n
2. Biaya bunga modal dan asuransi
Besarnya bunga modal adalah perbandingan antara uang yang harus dibungakan selama periode tertentu dibandingkan dengan jumlah pinjaman yang diperoleh. Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan besarnya:
I = i(P)(n+1)
2n ...(7)
dimana:
P = Harga/nilai awal (Rp)
i = Total persentase bunga modal dan asuransi (17% pertahun) (Waldiyono, 2008).
3. Biaya pajak
Di beberapa literatur menganjurkan bahwa biaya pajak alat dan mesin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya (Waldiyono, 2008).).
b. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1. 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.
2. Biaya bahan bakar adalah pengeluaran solar dan bensin (bahan bakar)
pada kondisi kerja per jam. Satuannya adalah liter per jam, sedangkan
Break even point
Break evenpoint merupakan analisis untuk mengetahui banyaknya bahan
yang harus dicacah. Analisis break even pointadalah suatu teknik analisis untuk mempelajari hubungan antara biaya tetap, biaya variabel, keuntungan dan volume kegiatan yang terjadi di suatu perusahaan. Sementara yang dimaksud dengan
break event point adalah suatu keadaan diamana total revenue persis sama dengan
total cost. Dengan demikian dalam kondisi break even pointperusahaan tidak memperoleh keuntungan dan tidak pula menerima kerugian. Jadi analisis tersebut dapat membantu manajemen dalam mengambil keputusan antara lain tentang : 1. Jumlah penjualan minimal yang dipertahankan agar perusahaan tidak rugi. 2. Jumlah penjualan yang harus dicapai untuk memperoleh laba tertentu.
3. Sampai seberapa besar omset penjualan boleh turun agar perusahaan tidak rugi.
4. Sampai seberapa besar efek dari perubahan harga jual, biaya dan volume penjualan terhadap laba yang akan diperoleh.
Analisis BEP 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
(Waldiyono, 2008).
untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan. Untuk mendefinisikan antara titik impas pada keuntungan (P) nol dan titik impas dengan kontribusi keuntungan, keuntungan sebelum pajak (P) perlu diperhatikan, yakni:
S =FC + P
SP - VC ...(8)
dimana:
S = Sales variabel (produksi) (kg/tahun) FC = Fix cash (biaya tetap) (Rp/tahun)
P =Profit (keuntungan) (Rp) dianggap nol untuk mendapat titik impas. SP = Selling per unit (penerimaan dari tiap unit produksi) (Rp)
VC = Variabel cash (biaya tidak tetap) per unit produksi (Rp) (Waldiyono, 2008).
Net present value(NPV)
Net present value adalah selisih antara present value dari investasi nilai
sekarang dari penerimaan kas bersih dimasa yang akan datang. Identifikasi 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.
Net Present Value (NPV) adalah metode menghitung nilai bersih (netto)
yang diperhitungkan hanya cash out (cost) disebut dengan present worth of cost (PWC). Sementara itu NPV diperoleh dari PWB dikurangi PWC, yakni:
NPV = PWB – PWC ...(9) dimana:
NPV = Net Present value PWB = Present worth of benefit PWC = Present worth of cost
Untuk mengetahui apakah rencana suatu investasi tersebut layak ekonomis atau tidak, diperlukan suatu ukuran atau kriteria tertentu dalam metode NPV, yaitu:
NPV > 0 artinya investasi akan menguntungkan/ layak NPV < 0 artinya investasi tidak menguntungkan (Giatman, 2006).
Internal rate of return(IRR)
Dengan menggunakan metode internal rate of return (IRR) akan mendapatkan informasi yang berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk %priode waktu. Logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus dipenuhi (Giatman, 2006).
Internal rate of return 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 –
NPV 1
dimana :
i1 = Suku bungabank paling atraktif
i2 = Suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal pada i1
NPV2 = NPV pada i2
23
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan September 2015 s/d Novvember 2015 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalahpelepah kelapa sawit sebagai bahan yang akan dicacah,plat besi, besi siku,baut, mur, plat baja, skrup, motor bakar, bensin, puli, sabuk V, 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
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur (kepustakaan), dan melakukan pengamatan tentang mesin pencacah sampah organik. Selanjutnya dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan (perangkaian) komponen-komponen mesin pencacah sampah organik. Setelah itu, dilakukan pengujian mesin dengan pengamatan parameter.
Komponen Alat
1. Kerangka alat
Kerangka alat ini berfungsi sebaga pendukung komponen lainnya, yang terbuat dari besi UNP dan besi siku dengan dimensi575x550x560 dalam satuan mm.
2. Saluran masukan
Saluran masukan berbentuk trapesiumterbuat dari plat besi dengan ketebalan 3 mm yang berfungsi sebagai hopper pemasukan bahan.
3. Puli
Puli merupakan komponen alat yang memutar motor yang digerakkan oleh motor dengan ukuran 8 inci pada poros pisau pencacah dan 3 inci pada motor bensin.
4. Sabuk V
Sabuk V (V-Belt) merupakan komponen alat yang menghubungkan motor dengan puli pisaupencacah, sabuk V yang digunakan adalah tipe A1.
5. Motor bakar
Motor bakar berguna sebagai tenaga penggerak yang menggunakan bahan bakar bensin yang memiliki daya sebesar 5,5HP.
6. Pisau pencacah
7. Saluran pengeluaran
Saluran ini berfungsi untuk menyalurkan bahan yang telah dicacah ke tempat penampungan yang telah disediakan dengan panjang 275 mm dan lebar 140 mm.
8. Tabung cacah
Merupakan tempat pisau pencacah untuk mencacah bahan yang dimasukan dengan dimensi tabung berdiameter 360 mm dan panjang 490 mm.
Persiapan Penelitian
a. Pembuatan mesin
Adapun langkah-langkah dalam membuat mesin pencacah sampah organik ini yaitu:
- Dirancang bentuk mesin pencacah sampah organik. - Digambar serta ditentukan ukuran mesin.
- Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat mesin pencacah sampah organik.
- Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan pada gambar teknik.
- Dipotong bahan sesuai ukuran.
- Dibentuk dan dilakukan pengelasan plat bahan untuk membentuk kerangka mesin.
- Digerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan.
- Dilakukan pengecetan untuk menambah daya tarik mesin dan memperpanjang umur pemakaian.
- Dipasang sabuk V untuk menghubungkan motor dengan puli. b. Persiapan bahan
- Disiapkan bahan (pelepah kelapa sawit) yang akan dicacah. - Ditimbang bahan (pelepah kelapa sawit).
- Bahan siap dicacah menggunakan mesin pencacah sampah organik.
Prosedur Penelitian
1. Disiapkan bahan yang akan dicacah. 2. Ditimbang bahan yang akan dicacah. 3. Dihidupkan mesin pencacah.
4. Dimasukkan bahan di lubang pemasukan. 5. Ditampung bahan yang telah tercacah.
6. Dicatat waktu yang dibutuhkan mesin untuk mencacah bahan. 7. Dilakukan perlakuan sebanyak tiga kali pengulangan.
8. Didokumentasi proses pengerjaan. 9. Dilakukan pengamatan parameter.
Parameter Penelitian
1. Kapasitas efektif alat (kg/jam)
2. Rendemen (%)
Rendemen didapat dengan menghitung berat hasil setelah pencetakandengan berat bahan sebelumnya. Rendemen biasanya dihitung dalam satuan persen.Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (5).
3. Analisis ekonomi a. Biaya pencacahan
Perhitungan dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok.
- Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya penyusutan (metode sinking fund)
Hal ini dapat dihitung menggunakan persamaan (6)pada tinjauan pustaka.
2. Biaya bunga modal dan asuransi
Hal ini dapat dihitung menggunakan persamaan (7) pada tinjauan pustaka.
- Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari: 1. Biaya karyawan/operator. 2. Biaya bahan bakar. 3. Biaya reperasimesin. b. Break even point
agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini
income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional
tanpa adanya keuntungan. Hal ini dapat dihitung menggunakan persamaan (8) pada tinjauan pustaka.
c. Net present value
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 menggunakan persamaan (9) pada tinjauan pustaka, 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
29
HASIL DAN PEMBAHASAN
Msin Pencacah Sampah Organik
Rancang bangun mesin pencacah sampah organik pada penelitian ini yaitu perancangan mesin pencacah yang digunakan dalam melakukan pencacahan pada sampah organik agar mendapat hasil cacahan dengan ukuran kecil. Adapun bagian-bagian mesin pencacah sampah organikyaitu kerangka, motor bakar dengan bahan bakar bensin, pisau pencacah, sabuk v, pulley, saluran pemasukan bahan yang akan dicacah dan saluran pengeluaran bahan yang telah dicacah. Kerangka alat berdimensi 57,5 cm x 55 cm x 56 cm.
Gambar 1. Mesin pencacah sampah organik
Gambar 2. Motor bakar
Alat pencacah sampah organik ini menggunakan 2 buah puli, yaitu puli pada motor bakar dan puli penggerak yang dipasang dengan poros. Puli pada motor bakar menggunakan diameter 3 inchi sedangkan pada puli penggerak berdiameter 8 inchi.
Gambar 3. Puli
sebanyak 24mata pisau dengan jarak antar pisau 3,5 cm yang tersusun spiral yang terbuat dari baja.
Gambar 4. Pisau pencacah
Data hasil pecacahan pelepah kelapa sawit yang dilakukan sebanyak 3 kali ulangan dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Hasil alat pencacah sampah organik
Ulangan Berat bahan (kg)
Berdasarkan Tabel 1untuk mencacah pelepah kelapa sawit seberat 4 kg diperlukan waktu selama 0,0362 jam atau 2,17 menit sehingga diperoleh kapasitas alat pencacah sampah organik110,39 kg/jam dan persentase rendemen alat sebesar 79,16%. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi data hasil pencacahan pelepah kelapa sawit seperti: kinerja alat, bahan yang digunakan dan kemampuan operator.
Prinsip Kerja Alat
yang menyatu dengan poros. Dengan kecepatan putaran yang tinggi, mata pisau mampu memberi tekanan yang besar sehingga dapat mencacah pelepah kelapa sawit yang dimasukkan melalui hopper. Cacahan pelepah kemudian keluar melalui saluran pengeluaran dan ditampung dengan menggunakan wadah.
Kapasitas Efektif Alat
Mesin pencacah sampah organikmenggunakan motor bensin dengan daya 5,5 HP. Pencacahan dilakukan dengan dimasukkannya pelepah sawit melalui saluran pemasukan bahan dari ujung pelepah sampai pangkal pelepah untuk dicacah. Kapasitas efektif alat diperoleh dengan melakukan pencacahan pada pelepah kelapa sawit sebanyak tiga kali pengulangan dengan masing-masing pengulangan menggunakan satu pelepah kelapa sawit dengan berat tiap pelepah sebesar 4 kg, kemudian dihitung kapasitas efektif alat. Penghitungan kapasitas efektif alat dilakukan dengan membagi berat bahan baku yang dicacah terhadap waktu yang dibutuhkan selama pencacahan. Perhitungan kapasitas efektif alat ini dapat dihitung pada persamaan 3.
Tabel 2. Kapasitas efektif alat pencacah sampah organik
Ulangan Berat
Pada Tabel 2 menunjukkan hasil yang diperoleh dari penelitian yang
dilakukan dengan mencacah pelepah kelapa sawit sebanyak 3 kali ulangan dengan
masing-masing berat bahan setiap ulangan sebesar 4 kg. Hasil pencacahan
kg adalah sebesar 2,17 menit, maka kapasitas efektif alat yang diperoleh sebesar
110,39 kg/jam.
Tabel 2menunjukkan nilai kapasitas efektif rata-rata mesin pencacah pelepah kelapa sawit ini sebesar 110,39kg/jam. Sesuai dengan persyaratan unjuk kerja mesin pencacah bahan pupuk organik pada SNI 7580:2010 bahwa kapasitas efektif alat dibagi menjadi 3 kelas yaitu kelas A dengan kapasitas <600 kg/jam, kelas B dengan kapasitas 600-1500 kg/jam dan kelas C dengan kapasitas >1500 kg/jam. Sehingga kapasitas pencacah pelepah kelapa sawit sebagai bahan baku kompos ini termasuk kelas A.
Rendemen
Rendemen pencacahan diperoleh dengan membandingkan berat hasil bahan yang telah dicacah terhadap berat awal bahan yang akan dicacah dalam satuan persen (%) (Persamaan 5). Hasil rendemen yang diperoleh pada penelitian sebagai berikut:
Tabel 3. Rendemen alat pencacah sampah organik Ulangan Berat awal bahan
(kg)
sehingga perlu dilakukannya modifikasi pada saluran pengeluaran dengan meletakkan saringan atau screen tepat diatas saluran pengeluaran agar bahan yang telah dicacah langsung jatuh ke bawah tanpa harus ada bantuan kipas penghisap untuk membawa bahan untuk keluar melalui saluran pengeluaran.
Nilai rendemen yang dihasilkan juga dapat menunjukkan banyak atau sedikitnya bahan (pelepah kelapa sawit) yang tertinggal di alat pencacah sampah organik.Rendemen merupakan perbandingan berat bahan yang tercacah dengan berat bahan sebelum dicacah, maka jika rendemen rendah maka bahan yang tertinggal di dalam alat banyak, sebaliknya jika nilai rendemen tinggi maka bahan yang tertinggal di dalam alatsedikit.
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.
dari penjumlahan biaya tetap dan biaya tidak tetap terhadap kapasitas jam kerja mesin pencacah sampah organik.
Untuk biaya tetap Rp. 1.158.017,50 tahun pertama, Rp. 1.220.497,687 tahun kedua, Rp. 1.287.658,27 tahun ketiga, Rp. 1.359.878,95 tahun keempat dan Rp. 1.437.446,44 tahun kelima dan biaya tidak tetap sebesar Rp. 44.200.800/tahun.
Break Even Point
Menurut Waldiyono (2008) manfaat perhitungan 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.
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan (Lampiran 9), titik impas pada tahun pertama terjadi setelah mencacah 14.931,94kg, 15.737,594 kg pada tahun kedua, 16.603,590 kg pada tahun ketiga, 17.534,833 kg pada tahun keempat dan pada tahun kelima harus mencacah 18.535,020kg pelepah kelapa sawit. Peningkatan break even point setiap tahunnya dipengaruhi oleh biaya penyusutan yang meningkat setiap tahun.
Net Present Value
Net present value (NPV) adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur
coba-coba 9,5% adalah Rp. 54.486.609. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih dari nol. Hal ini sesuai dengan pernyataan Giatman (2006), yang menyatakan bahwa kriteria NPV > 0, berarti investasi akan menguntungkan.
Internal rate of return
37
KESIMPULAN
1. Mesin pencacah sampah organik dengan menggunakan pelepah kelapa sawit sebagai bahan yang dicacah memiliki kapasitas efektif alat yaitu sebesar 110,39 kg/jam.
2. Rendemen pencacahan pelepah kelapa sawit rata-rata pada mesin pencacah sampah organiksebesar79,16%.
3. Mesin pencacah sampah organik dengan menggunakan pelepah kelapa sawit sebagai bahan yang dicacah ini memiliki biaya pokok sebesar Rp. 228,275/kg untuk tahun pertama, Rp. 228,590/kg untuk tahun kedua, Rp. 228,928/kg untuk tahun ketiga, Rp. 229,291/kg untuk tahun keempat, Rp. 229,681/kg untuk tahun kelima.
4. Mesin mencapai titikBreak Event Pointapabila telah mencacah pelepah kelapa sawit sebanyak 14.931,940 kg pada tahun pertama, 15.737,594 kg pada tahun kedua, 16.603,590 kg pada tahun ketiga, 17.534,833 kg pada tahun keempat, 18.535,020 kg pada tahun kelima.
5. Mesin layak digunakan/menguntungkan karena NPV yang dihasilkan > 0 yaitu sebesar Rp.57.694.809,8 per tahun dengan suku bunga yang digunakan 7,5% dan Rp. 54.486.609 per tahun dengan suku bunga coba-coba 9,5%. 6. Internal rate of return pada alat ini adalah sebesar 45,46%.
Saran
2. Perlu dilakukan pengujian dengan komodoti sampah organik lainnya yang dapat dikelolah lebih lanjut.
39
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Z. 2006. Elemen Mesin I. Refika Aditama. Bandung.
Arismunandar, W. dan Koichi T. 2004. Motor Diesel Putaran Tinggi. Pradnya Paramita. Jakarta.
Badan Standardisasi Nasional SNI 7580. 2010. Mesin Pencacah (Chopper) Bahan Pupuk Organik-Syarat Mutu dan Metode Uji.
Daryanto. 1984. Dasar-dasar Teknik Mesin. Bina Aksara. Jakarta.
Daywin, F. J., R. G. Sitompul dan I. Hidayat. 2008. Mesin-Mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. Graha Ilmu. Yogyakarta.
Fauzi, Y., Y.E. Widiastuti, I. Satyawibawa dan R. Hartono, 2002. Kelapa Sawit; Budidaya, Pemanfaatan Hasil dan Limbah Analis Usaha dan Pemasaran. Penebar Swadaya. Jakarta.
Giatman, M. 2006. Ekonomi Teknik. Raja Grafindo Persada. Jakarta.
Hardjosentono, M., Wijato, Elon. R., Badra I.W dan R. Dadang. 1996. Mesin-Mesin Pertanian. Bumi Aksara. Jakarta.
Halim, A. 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis: Kajian Dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu. Yogyakarta..
Intara Y.I., dan B. Dyah. 2012. Studi Sifat Fisik dan Mekanik Parenkhim Pelepah Daun Kelapa Sawit Untuk Pemanfaatan sebagai Bahan Anyaman. Diakses dar
Kastaman, R. 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya. Mabie, H. H. danF. W. Ocvirk. 1967. Mechanics and Dinamycs of
Machinery.Jhon Wiley & Sons, Inc., New York.
Pasaribu, R. A., 1990. Sifat Kimia Kayu. Bogor, Balai penelitian Hasil Hutan. Diakses dari: Rusadi, F. 2012. Evaluasi Teknis dan Ekonomi Mesin Pencacah Pelepah Kelapa
Sawit Rancangan BBP Mektan sebagai Bahan Baku Kompos. Diakses dari:
Smith, H. P., dan Wilkes, L.H. 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. UGM-Press. Yogyakarta.
Stolk, J. dan C. Kross. 1981. Elemen Mesin: Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin. Penerjemah Handersin dan A. Rahmad, Erlangga. Jakarta.
Sukma, I.W.D., 2009. Spesifikasi Alat (Size Reduction). Diakses dari: https://indrawibawads.files.wordpress.com/2012/01/-indra- unila.pdf. [26 Juni 2015].
Sularso dan K. Suga., 2002.Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin.Pradnya Paramita. Jakarta.
Suriadikarta, D.A. dan D. Setyorini, 2009. Baku Mutu Pupuk Organik. Diakses dari: http://syekhfanismd.lecture.ub.ac.id. [27 juni 2015].
Unadi, A., 2003. Teknologi Alat dan Mesin untuk Agribisnis Peternakan di
Kawasan Perkebunan Sawit. Diakses dari: http://peternakan.litbang.pertanian.go.id.pdf. [17 April 2015].
41
LAMPIRAN
Lampiran 1. Flowchart pelaksanaan penelitian
Mulai
Merancang bentuk alat
Menggambar dan menentukan dimensi alat
Memilih bahan
Mengukur bahan yang akan digunakan
Memotong bahan yang digunakan sesuai dengan
dimensi pada gambar
Merangkai alat
Mengelas alat
Mengecat alat
a
Menggerinda permukaan alat yang kasar
a
Menguji alat
Data
Selesai b
Layak?
Mengukur parameter
Lampiran 2. Perhitungan perencanaan daya motor alat pencacah sampah organik
Perhitungan perencanaan daya : A. Massa mata pisau pencacah
Diketahui : P = 14 cm
Mata pisau berjumlah 24 mata pisau sehingga total massa pisau menjadi = 24 x 0,524 kg = 12,576 kg
F = m.g
= 12,576 kg x 9,8 m/s2 = 123,24 N
B. Massa poros pisau pencacah
Massa poros = 6,09x10-4m3 x 7800 kg/m3 = 4,75 kg
F = m.g
= 4.75 kg x 9,8 m/s2 = 46,55 N
C. Massa kipas penghisap
Kipas pengisap berjumlah 3 sehingga total massa menjadi = 3 x 0,25 kg = 0,75 kg
F = m.g
= 0,75 kg x 9,8 kg/s2 = 7,35 N
D. Massa bahan sebesar 1 kg F = m.g
= 1 kg x 9,8 m/s2 = 9,8 N
Jadi total gaya keseluruhan, F = 186,94 N E. Kecepatan sudut (rad/s)
= 2683,72 Watt
P = 2,68372 KW
0,7457
= 3,59 HP
Lampiran 3. Gambar teknik mesin pencacah sampah organik
Lampiran 4. Gambar alat pencacah sampah organik
Tampak isometris
Tampak depan
Tampak samping
Lampiran 5. Gambar hasil penelitian
Pelepah kelapa sawit
Hasil pencacahan ulangan I
Hasil pencacahan ulangan II
Lampiran 6. Kapasitas efektif alatpencacah sampah organik pada pelepah
1. Kapasitas efektif alat (KEA)
KEA =Berat bahan (kg ) Waktu kerja (jam )
= 4 kg 0,0362 jam
Lampiran 7. Rendemen alat pencacah sampah organik pada pelepah kelapa sawit
Ulangan Berat awal bahan (kg)
Berat hasil
cacahan (kg) Rendemen (%)
1 4 3,2 80
2 4 3,1 77,5
3 4 3,2 80
Jumlah 12 9,5 237,5
Rata-rata 4 3,16 79,16
Rendemen = Bahan hasil cacah (kg )
Bahan awal (kg )
x
100%= 3,16 kg
Lampiran 8. Analisis ekonomi efektif berdasarkan tahun 2015)
2. Perhitungan biaya produksi a. Biaya tetap (BT)
1. Biaya penyusutan metode sinking fund Dn = (P-S) (A/F, i, N) (F/P, i, n-1)
dimana:
Dn = Biaya penyusutan pada tahun ke-n (Rp/tahun) P = Harga awal (Rp)
S = Harga akhir, 10% dari harga awal (Rp) N = Perkiraan umur ekonomis (tahun) n = Tahun ke-n
Tabel Perhitungan biaya penyusutan dengan metode sinking fund
i = Tingkat bunga modal dan asuransi (7,5% pertahun) P = Harga awal (Rp)
N = Perkiraan umur ekonomis (tahun)
I = 7,5% (Rp. 5.000.000)(5+1)
Tabel Perhitungan biaya tetap tiap tahun
2 895.497,687 225.000 100.000 1.220.497,687
3 962.658,27 225.000 100.000 1.278.658,27
4 1.034.878,95 225.000 100.000 1.359.878,95
5 1.112.446,44 225.000 100.000 1.437.446,44
b. Biaya tidak tetap (BTT)
1. Biaya perbaikan dan pemeliharaan alat
Ppa =1,2%
100
x
P -S100 Jam
x
Wtdimana:
Ppa = Biaya perbaikan dan pemeliharaan alat pertahun (Rp/tahun) P = Harga awal alat (Rp)
Jumlah pemakaian bahan bakar 1,92 L/jam Jumlah pemakaian 1 hari = 6 jam
Biaya bensin per tahun = 1,92 L/jam x 1.500 jam/tahun x Rp. 7.300/L = Rp. 25.228.800/tahun
dimana:
Uop = Upah operator per jam (Rp/jam) BO = Biaya operator pertahun (Rp/tahun) Wt = Jam kerja per tahun (Jam/tahun) Uop = Rp. 1.800 jam/tahun x Rp. 5.000/jam
= Rp. 9.000.000/tahun
Jumlah operator 2 orang = 2 x Rp. 9.000.000 = Rp. 18.000.000/tahun
Total biaya tidak tetap = Biaya perbaikan + biaya operator + biaya bahan bakar
= Rp. 972.000 + Rp. 18.000.000 + Rp. 25.228.800 Btt = Biaya tidak tetap (Rp/tahun)
Tahun Biaya tetap (Rp/tahun)
Biaya tidak tetap (Rp/tahun)
Biaya total (Rp/tahun) 1 1.158.017,5 44.200.800 45.358.817,50 2 1.220.497,687 44.200.800 45.421.297,68 3 1.278.658,27 44.200.800 45.488.458,27 4 1.359.878,95 44.200.800 45.560.678,95 5 1.437.446,44 44.200.800 45.638.246,44 d. Biaya pokok pencacahan pada pelepah kelapa sawit
BP =
[
BTdimana:
BP = Biaya pokok (Rp/kg) BT = Biaya total (Rp/tahun)
Wt = Jam kerja per tahun (Jam/tahun) k = Kapasitas kerja alat (kg/jam) TabelPerhitungan biaya pokok tiap tahun
Tahun Biaya total (Rp/tahun)
Wt (Jam/tahun)
k (kg/jam)
Lampiran 9.Break even point
P = Profit (keuntungan) (Rp) dianggap nol untuk mendapat titik impas.
VC = Variabel cash (biaya tidak tetap) per unit produksi (Rp) SP = Selling per unit (penerimaan dari tiap unit produksi) (Rp)
Biaya tidak tetap = Rp. 44.200.800/tahun = Rp. 24.556/jam Kapasitas produksi = 110,39 kg/jam
Maka, VC = Rp. 24.556/jam : 110,39 kg/jam = Rp. 222,447/kg
SP = Rp. 300/kg (asumsi pengerjaan di lapangan) P = 0 (dianggap nol untuk mendapat titik impas) TabelPerhitungan BEP 2 1.220.497,687 300 222,447 15.737,594 3 1.278.658,27 300 222,447 16.603,590 4 1.359.878,95 300 222,447 17.534,833 5 1.437.446,44 300 222,447 18.535,020 Produksi mengalami titik impas (break even point) saat mesin menghasilkan santan sebanyak:
Lampiran 10. Net present value NPV = PWB - PWC
dimana:
PWB = Present worth of benefit PWC = Present worth of cost
NPV > 0 artinya alat menguntungkan untuk digunakan/layak NPV < 0 artinya alat tidak menguntungkan untuk digunakan Maka, Penerimaan dari tiap kg = Rp. 300kg Kapasitas alat = 110,39 kg/jam
Penerimaan = 110,39kg/jam x Rp. 300/kg = Rp. 33.117/jam
Pendapatan = Penerimaan× jam kerja per tahun = Rp. 33.117/jam x 1.800 jam/tahun = Rp.59.610.600/tahun
Pembiayaan = BTT x Jam kerja per tahun
PWB (present worth of benefit) 7,5%
Pendapatan = Rp. 59.610.800/tahun (P/A, 7,5%, 5) =Rp. 59.610.800/tahun(4,0459)
PWC (present worth of cost) 7,5% Investasi = Rp. 5.000.000
Pembiayaan = Rp. 44.200.800/tahun (P/A, 7,5%, 5) =Rp. 44.200.800/tahun (4,0459) =Rp. 178.832.016,7
PWC = Rp. 5.000.000 +Rp. 178.832.016,7 = Rp. 183.832.016,7/tahun
NPV 7,5% = PWB - PWC
= Rp. 241.526.826,5 - Rp. 183.832.016,7 = Rp. 57.694.809,8/tahun
PWB (present worth of benefit) 9,5%
Pendapatan = Rp. 59.610.600/tahun (P/A, 9,5%, 5) =Rp. 59.610.600/tahun(3,8397)
=Rp. 500.000(0,6352) =Rp. 317.600/tahun
PWB = Rp. 228.886.830,8/tahun + Rp. 317.600/tahun = Rp. 229.204.420,8/tahun
PWC (present worth of cost) 9,5% Investasi = Rp. 5.000.000
Pembiayaan = Rp. 44.200.800/tahun (P/A, 9,5%, 5) =Rp.44.200.800/tahun(3,8397)
=Rp. 169.717.811,8/tahun
PWC = Rp. 5.000.000 + Rp. 169.717.811,8 = Rp. 174.717.811,8/tahun
NPV9,5% = PWB - PWC
= Rp. 229.204.420,8 - Rp. 174.717.811,8 = Rp. 54.486.609/tahun
Lampiran 11. Internal rate of return
Berdasarkan harga dari NPV=X (positif) atau NPV=Y (positif) dihitunglah harga IRR dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
IRR = q% + X
X- YX (q% - p%) (positif dan positif)
dimana:
p = suku bunga bank paling atraktif q = suku bunga coba-coba ( > dari p) X = NPV awal pada p
Y = NPV awal pada q
Suku bunga bank (p) = 7,5% Suku bunga coba-coba (q) = 9,5%
Karena keduanya positif, maka digunakan persamaan
IRR = q% + X
X − Y (q% - p%)
= 9,5% + Rp. 57.694.809,8
Rp. 57.694.809,8 - Rp. 54.486.609 (9,5% - 7,5%)
Lampiran 12. Tabel suku bunga 1. Tingkat suku bunga 7,5%
