259
RANCANG BANGUN ALAT PEMIPIL JAGUNG
(Design of Mechanical Corn Sheller Equipment)
Hayado Tambunan
1,2), Achwil Putra Munir
1), Sumono
1)1Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU
Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No.3 Kampus USU Medan 20155
2) email: [email protected]
Diterima: 10 Juni 2015/ Disetujui: 27 Juli 2015
ABSTRACT
The use of corn sheller is one of post-harvest handling to increase maize production. To support this, we need a corn sheller driven by electricity. The study was conducted with literature study and observationon corn sheller. Then design the coupling components of the equipment corn sheller. Effective capacity was115,632 kg / h. The value of the effective capacity of the equipment was larger than corn sheller driven by human power. Basic cost to be incurred in releasing corn
with this tool was Rp. 78,855/kg in the 1st year, Rp. 73,474/kg in the 2nd year, Rp. 71,683/kg in the 3rd year, Rp. 70,789/kg
in the 4th year, and Rp. 70,254/kg in the 5th year. This equipment will reach break even point if it has been releasing
cornat 5.645,97 kg/year. Net present value of the equipment with 6% interest rate was Rp. 127.291.705,59 which meant that the business was feasible to run. The internal rate of return was 45,02 %.
Keyword : corn, equipment design, sheller
PENDAHULUAN
Jagung merupakan kebutuhan yang cukup penting bagi kehidupan manusia dan merupakan komoditi tanaman pangan kedua setelah padi. Akhir-akhir ini tanaman jagung semakin meningkat penggunaannya, sebab hampir seluruh bagian tanaman dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan seperti pembuatan pupuk kompos, kayu bakar, turus (lanjaran), bahan kertas dan sayuran bahan dasar/bahan olahan untuk minyak goreng, tepung maizena, ethanol, dextrin, aseton, gliserol, perekat, tekstil dan asam organik bahan listrik nabati.
Jagung menempati posisi penting dalam perekonomian nasional, khususnya untuk mendukung perekonomian Sumatera Utara, karena merupakan sumber karbohidrat sebagai bahan baku industri pangan, pakan ternak, unggas dan ikan. Peningkatan produksi pertanian, khususnya tanaman jagung, sangat ditentukan oleh meningkatnya pengetahuan sebagai upaya untuk memenuhi kebutuhan serta permintaan pasar. Disamping itu para peneliti dan ilmuan selalu berupaya mencari keunggulan produksi serta keunggulan lainnya. Tidaklah mengherankan apabila setiap saat muncul varietas unggul yang baru dan selalu meminta tanggapan dari para petani selaku manajer dan sekaligus melaksanakan usaha taninya seluruh provinsi di Indonesia dengan luas areal bervariasi.
Produksi jagung dunia menempati urutan ketiga setelah padi dan gandum. Distribusi penanaman jagung terus meluas di berbagai negara di dunia karena tanaman ini mempunyai daya adaptasi yang luas di daerah subtropik ataupun tropik. Indonesia merupakan negara penghasil jagung terbesar di kawasan Asia Tenggara, maka tidak berlebihan bila Indonesia merancang swasembada jagung (Rukmana, 1997).
Tanaman jagung termasuk jenis tumbuhan semusim (annual). Susunan tubuh (morfologi) tanaman jagung terdiri atas akar, batang, daun, bunga, dan buah. Sistem perakaran tanaman jagung terdiri atas akar-akar seminal, koronal, dan akar udara.
Tanaman jagung berjumlah satu (mooecus), yaitu bunga jantan terbentuk pada ujung batang dan bunga betina terletak dibagian tengah batang pada salah satu ketiak daun. Tanaman jagung bersifat protandry, yaitu bunga jantan matang lebih dahulu 1-2 hari daripada bunga betina. Letak bunga jantan dan bunga betina terpisah, sehingga menyerbukan tanaman jagung bersifat menyerbuk silang (cross pollination).
Tongkol jagung yang masih muda sekali dan ukurannya kecil yang digunakan sebagai sayuran pada saat tongkolnya masih lunak dan butir-butir bijinya masih belum berisi. Buah jagung yang masih muda ini disebut jagung semi atau jagung putri (Sutarno, 1995).
260 Setelah jagung dipanen dan dikeringkan, proses selanjutnya adalah pemipilan. Pada dasarnya “memipil” jagung hampir sama dengan proses perontokan gabah, yaitu memisahkan biji-biji dari tempat pelekatan. Jagung melekat pada tongkolnya, maka antara biji dan tongkolnya perlu dipisahkan.
Dewasa ini telah banyak digunakan alat pemipil, mulai alat pemipil yang sederhana samapai yang modern. Keseluruhan alat tersebut dibuat agar tenaga dan waktu yang digunakan untuk memipil lebih hemat. Penggunaan alat pemipil ini biasa terjadi pada usaha tani yang cukup besar atau luas. Usaha dibidang bisnis pertanian membutuhkan perhitungan yang cermat dan lebih efisien sehingga perlu sarana tersebut. Tetapi petani pada umumnya masih menggunakan tangan atau alat yang sederhana.
Perkembangan teknologi menyebabkan perkembangan alat pemipil jagung, yang saat ini sudah tersedia alat yang digerakkan dengan listrik, diesel atau kincir, bukan tenaga manusia lagi. Dinegara maju seperti Amerika yang dikenal sebagai penghasil jagung, peralatannya pun cukup canggih. Mulai petik sampai pipil dilakukan sekaligus di lahan pada saat panen. Setelah jagung terlepas dari tongkol, biji-biji jagung harus dipisahkan dari kotoran atau apa saja yang tidak dikehendaki, sehingga tidak menurunkan kualitas jagung. Sisa-sisa tongkol, biji kecil, biji pecah, biji hampa, kotoran selama petik ataupun pada waktu pemipilan dipisahkan. Tindakan ini sangat bermanfaat untuk menhindari atau menekan serangan jamur dan hama selama dalam penyimpanan.disamping itu juga dapat memperbaiki peredaran udara.
Pemisahan biji yang akan digunakan sehingga benih terutama penanaman dengan mesin penanam, biasanya membutuhkan keseragaman bentuk dan ukuran butirnya. Maka pemisahan ini sangat penting untuk menambah efisiensi penanaman dengan mesin. Ada berbagai cara membersihkan atau memisahkan jagung dari campuran kotoran. Tetapi pemisahan dengan cara ditampi seperti pada proses pembersihan padi, akan mendapatkan hasil yang baik (Aak, 1993).
Ilmu mekanisasi pertanian di Indonesia telah dipraktekkan atau dilaksanakan untuk mendukung berbagai usaha pembangunan pertanian terutama di bidang usaha swasembada pangan. Dengan mempertimbangkan aspek kepadatan penduduk, nilai sosial ekonomi, danteknis, maka pengembangan mekanisasi pertanian di Indonesia dilaksanakan melalui sistem pengembangan selektif. Sistem mekanisasi pertanian selektif adalah usaha memperkenalkan, mengembangkan, dan
membina pemakaian jenis atau kelompok jenis alat dan mesin pertanian yang serasii atau yang sesuai dengan keadaan wilayah setempat (Hardjosentono, dkk., 2000). Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, dan menguji alat pemipil jagung.
BAHAN DAN METODE
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah jagung kering, air, plat
stainless steel, baut, mur, plat besi, baja, motor
bakar, puli (pulley), sabuk V (V-belt), bantalan (bearing), besi bulat padu (poros), besi siku, pipa besi, baut dan mur, cat dan thinner. 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.
Metode penelitian yang 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 pemipil jagung terhadap komoditas jagung kering 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.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Pemipil Jagung
Alat pemipil jagung bertujuan untuk memisahkan biji dari tongkol buah sehingga diperoleh biji yang bersih. Untuk memisahkan tongkol dengan biji, alat pemipil jagung mekanis ini mengunakan motor listrik sebagai tenaga penggerak dan prinsip kerja pemipilan di lakukan antara permukaan jagung yang diam dan permukaan mata pemipil yang terus berputar (dinamis) dan proses sortasi antara biji dan tongkol terjadi di mata pemipil, untuk biji jatuh langsung kebawah penampungan saluran pengeluaran biji dan tongkol langsung diteruskan melalui saluran pengeluaran tongkol.
Pada alat pemipil sebelumnya yang berada dipasaran menggunakan tenaga penggerak, yaitu menggunakan pengerak semi mekanis menggunakan tangan dan mekanis mengunakan motor bakar. Namun pada alat pemipil jagung ini
261 dioperasikan dengan tenaga mekanis, menggunakan motor listrik. Tujuan menggunakan motor listrik ini untuk memperingan dan mempercepat waktu kerja pemipilan tongkol jagung. Hal ini dikarenakan motor listrik bersifat ekonomis dan efisien, motor listrik memiliki efisiensi hingga 95 % (Cooper,1992).
Saluran masuk (hopper) dipilih berbentuk bulat dan terbuat dari plat besi. Alasan pemilihan bentuk bulat karena disesuaikan dengan bentuk jagung. Dan untuk mengendalikan jagung masuk ke mata pemipil diperlukan roda penarik (roller) yang berfungsi untuk menarik dan menahan jagung agar tidak berputar.
Tempat pemipilan tongkol jagung terbuat dari plat besi dimana di dalamnya terdiri dari silinder yang berputar (rotor) dan permukaan pisau pemipil yang berputar juga. Rotor memiliki dimensi diameter 8,3 cm dan panjang 4,2 cm. Rotor ini terbuat dari pipa bulat dan dilapisi dengan stainless stell yang telah dibentuk memiliki tonjolan atau sering disebut bubble plate (Budiman, 2012). Tonjolan-tonjolan ini berfungsi untuk pisau pemipil. Mata pemipil dibentuk menyerupai trapesium, dengan tujuan jagung yang akan dipipil terlebih dahulu terpipil melalui jarak yang lebih besar kemudian melewati jarak yang lebih kecil sehingga meminalisir jagung yang tidak terpipil sempurna dari tongkol.
Alat pemipil jagung ini mempunyai beberapa komponen penting yaitu:
1. Rangka alat
Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 47,9 cm, lebar 29,9 cm, dan tinggi 71,8 cm.
2. Motor listrik
Motor listrik berfungsi sebagai sumber tenaga mekanis (penggerak). Alat ini menggunakan motor listrik berdaya 1 HP.
3. Saluran masukan (hopper)
Saluran masukan berfungsi untuk memasukkan buah jagung yang akan dipipil ke dalam silinder.
4. Saluran keluaran biji jagung
Saluran keluaran yang berfungsi untuk menyalurkan biji jagung yang sudah terpipil dari tongkolnya ke tempat penampungan yang telah disediakan.
5. Saluran keluaran tongkol jagung
Saluran keluaran yang berfungsi untuk mengeluarkan tongkol jagung yang sudah terpisah dari biji jagung.
6. Stator
Stator adalah komponen alat yang terbuat dari pipa besi dilapisi dengan stainless stell yang berfungsi memipil kulit jagung.
7. Poros putaran
Poros putaran ini merupakan poros yang berada di dalam silinder. Poros putaran berfungsi untuk memutar rotor yang terhubung dengan motor listrik menggunakan
pulley dan v-belt.
8. Puli pemipil
Puli pemipil merupakan komponen alat yang memutar rotor baik yang digerakkan oleh motor listrik maupun tenaga manusia. 9. Sabuk V
Sabuk V (v-belt) merupakan komponen alat yang menghubungkan motor listrik dengan puli pemipil.
Prinsip Kerja Alat Pemipil Jagung
Alat pemipil jagung digerakkan oleh dua puli, yaitu puli pemipil dan puli gear box. Mekanisme alat ini ketika alat digerakkan oleh motor listrik maka puli pemipil dan puli gear box berputar dengan bersamaan. Puli gear box berfungsi untuk memperlancar masuknya jagung kedalam rotor sehingga tidak terjadi penumpukan buah disaluran masuk. Sedangkan puli pemipil berfungsi memutar rotor yang dihubungkan oleh sabuk V dan memutar mata pisau pemipil langsung dengan jagung sehingga biji dan tongkol terpisah, kemudian keluar melalui saluran pengeluaran biji dan saluran pengeluaran tongkol.
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas efektif alat didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (kg) persatuan waktu (jam). Dalam hal ini kapasitas efektif alat dihitung dari perbandingan antara banyaknya jagung yang dikupas (kg) dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pemipilan (jam). Tabel 1. Kapasitas efektif alat
Percobaan Berat Bahan (Kg) Waktu Pemipilan (detik) Kapasitas Efektif Alat (Kg/Jam) I 5 164 110 II 5 151 119 III 5 152 118 Rataan 5 155,67 115,63 Pada penelitian ini, lama waktu pemipilan dihitung ketika putaran puli telah stabil yang bertujuan untuk memperoleh waktu pemipilan yang akurat. Hal ini dikarenakan putaran puli per waktunya yang belum konstan sejak dari motor listrik dihidupkan. Dalam hal ini proses pemipilan pada setiap ulangan dilakukan secara kontiniu agar perlakuan pada setiap percobaan menjadi sama.
262 Pada penelitian ini yang telah dilakukan dengan menggunakan alat pemipil biji jagung yang telah dimodifikasi dilakukan percobaan dengan perlakuan yang sama (5 kg) diperoleh waktu pemipilan percobaan I adalah 164 detik, waktu pemipilan percobaan II adalah 151 detik dan waktu pemipilan percobaan III adalah 152 detik. Perbedaan waktu pemipilan ini diduga adanya keberagaman bentuk dan diameter jagung sehingga mempengaruhi proses pemipilan. Dari hasil penelitian ini diperoleh waktu pemipilan buah jagung rata - rata dengan berat 5 kg adalah 155,67 detik. Kapasitas efektif alat sebesar 115,63 kg/jam. Sehingga, artinya dalam waktu 1 jam alat ini dapat memipil jagung sebanyak 115,63 kg
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Umumnya setiap investasi bertujuan untuk mendapatkan keuntungan. Namun ada juga investasi yang bukan bertujuan untuk keuntungan, misalnya investasi dalam bidang sosial kemasyarakatan atau investasi untuk kebutuhan lingkungan, tetapi jumlahnya sangat sedikit.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan diperoleh biaya untuk mengupas biji jagung berbeda tiap tahun. Hal ini disebabkan perbedaan nilai biaya penyusutan tiap tahun sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahun berbeda juga. Diperoleh biaya pemipilan biji jagung sebesar Rp. 78,855/kg pada tahun pertama, Rp. 73,474/kg pada tahun ke-2, Rp. 71,683/kg pada tahun ke-3, Rp. 70,789/kg pada tahun ke-4, dan Rp. 70,254/kg tahun ke-5. 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 nol. Manfaat perhitungan titik impasadalah 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.
Alat pemipil kulit jagung ini akan mencapai BEP pada nilai 5.645,97 kg/tahun.. Hal ini berarti
alat ini akan mencapai titik impas apabila telah memipil jagung sebanyak 5.645,97 kg/tahun. Net present value
Net present value (NPV) adalah kriteria
yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Dalam menginvestasikan modal dalam penambahan alat pada suatu usaha maka NPV ini dapat dijadikan salah satu alternatif dalam analisis
financial. Besarnya NPV dengan suku bunga 6%
adalah Rp. 127.291.705,59. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar ataupun sama dengan nol. Hal ini sesuai dengan kriteria NPV yaitu:
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan n tahun investasi usaha tidak menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan. Internal rate of return
Hasil yang didapat dari perhitungan IRR adalah sebesar 45,02 %.Usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 45,02 %, 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
1. Kapasitas efektif pada alat pemipil biji jagung mekanis ini adalah sebesar 206,57 kg/jam atau 2.775,16 kg/hari.
2. Biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam memipil jagung dengan alat pemipil jagung ini tiap tahunnya adalah Rp. 78,855/kg pada tahun pertama, Rp. 73,474/kg pada tahun
ke-2, Rp. 71,683/kg pada tahun ke-3, Rp. 70,789/kg pada tahun ke-4, dan Rp.
70,254/kg tahun ke-5.
3. Alat ini akan mencapai nilai break even point apabila telah memipil jagung sebesar 5.645,97 kg/tahun.
4. Besarnya NPV 6% adalah Rp. 127.291.705,59 > 0, oleh karena itu maka usaha ini layak untuk dijalankan.
5. Internal rate of return pada alat ini adalah sebesar 45,02 %.
263
DAFTAR PUSTAKA
AAK. 2009. Teknik Bercocok Tanam Jagung. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.
Darun. 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU, Medan. Daywin F .J. R .G Sitompul dan Hidayat. 2008.
Mesin-Mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering.Graha Ilmu. Jakarta
Nastiti D, P Sriwulan dan R. A Farid. 2008. Analisis Finansial Agribisnis Pertanian. BPTP. Kalimantan Timur.
Purba R. 1997. Analisa Biaya dan Manfaat. PT. Rineka Cipta. Jakarta.
Rukmana R. 1997. Budidaya Baby Corn. Kanisius. Yogyakarta.
Rukmana R. 1997.Usaha Tani Jagung. Kanisius. Yogyakarta.
Sukirno. 1999. Mekanisasi Pertanian. UGM. Yogyakarta.
Waldiyono. 2008. Ekonomi Teknik (Konsep Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar. Yogyakarta.
