PENGEMBANGAN ALAT PENCABUT SINGKONG (Manihot esculenta Crantz) DENGAN SISTEM PNEUMATIK

(1)

PENGEMBANGAN ALAT PENCABUT SINGKONG (Manihot esculenta Crantz) DENGAN SISTEM PNEUMATIK

SKRIPSI

OLEH :

MUHAMMAD ALFYANDA 150308049

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2021

(2)

(3)

(4)

4 Panitia Penguji Skripsi

Dr. Taufik Rizaldi, STP, MP Achwil Pura Munir, STP, M.Si Putri Chandra Ayu, STP, M.Si Lukman Adlin Harahap, STP, M.Si

(5)

i

ABSTRAK

MUHAMMAD ALFYANDA : Pengembangan Alat Pencabut Singkong (Manihot esculenta Crantz) Dengan Sistem Pneumatik, dibimbing oleh TAUFIK RIZALDI

Pemanenan singkong dengan menggunakan alat pencabut singkong semi mekanis masih memanfaatkan tenaga manusia dan kapasitas kerjanya yang kecil.

Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan dan menguji alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik pada tanaman singkong. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimental yang artinya langsung di lapangan, melakukan pengujian alat dengan mengamati parameter penelitian, merancang bentuk dan merangkai komponen alat. Alat ini terdiri atas silinder pneumatik dengan diameter 40 mm, 5/3 hand valve pneumatik, tube, kompresor bertekanan 10 bar, besi hollow 40x40x2 mm dan roda berdiameter 10 cm. Alat ini memiliki ukuran panjang 100 cm, lebar 60 cm dan tinggi 95 cm. Hasil data pada saat dilakukannya penelitian dengan pengujian kapasitas kerja alat ini sebesar 1238,059 kg/jam atau 17,571 jam/ha, persen kerusakan singkong 3,529 %, konsumsi bahan bakar 4,662 l/jam atau 7,428 l/ha dan biaya pokok 34,248 Rp/kg.

Kata kunci : alat pencabut singkong, besi hollow, kompresor, singkong, sistem pneumatik, silinder pneumatik

ABSTRACT

MUHAMMAD ALFYANDA Development of a Cassava Extractor with a Pneumatic System, Supervised by TAUFIK RIZALDI.

Harvesting cassava using a semi-mechanical cassava extractor still utilizes human power and small work capacity. The purpose of this study was to develop and test a cassava extractor with a pneumatic system on cassava plants.

The method used in this study is an experimental method which means directly in the field, testing the tool by observing the research parameters, designing the shape and assembling the components of the tool. This tool consists of a pneumatic cylinder with a diameter of 40 mm, 5/3 pneumatic hand valve, tube, 10 bar pressure compressor, 40x40x2 mm hollow iron and 10 cm diameter wheels.

This tool has a length of 100 cm, a width of 60 cm and a height of 95 cm. The results of the data at the time of the study by testing the working capacity of this tool were 1238,059 kg/hour or 17,571 hours/ha, the percent damage to cassava was 3,529%, fuel consumption was 4,662 l/hour or 7,428 l/ha and the basic cost was 11,324 Rp/kg.

Keywords : cassava, cassava extracktor, compressor, hollow iron, pneumatic cylinder, pneumatic system.

(6)

ii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 16 Oktober 1997 dari Bapak Ir. Muhammad Sofyan dan Ibu Ir. Zur Afni. Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara. Tahun 2015 penulis lulus dari SMA Negeri 5 di Medan dan di tahun yang sama penulis lulus di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN).

Penulis memilih minat Alat dan Mesin Pertanian (Alsintan), Program Studi Keteknikan Pertanian.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA).Penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Lubuk Bayas, Kecamatan Perbaungan, Kabupaten Serdang Bedagai pada bulan Juli sampai dengan Agustus 2018. Penulis melaksakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PTPN 2 Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Pagar Merbau, Desa Pagar Merbau, Kecamatan Pagar Merbau, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara pada bulan Juli sampai dengan Agustus 2019.

(7)

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini. Adapun penelitian ini berjudul

“PENGEMBANGAN ALAT PENCABUT SINGKONG (Manihot esculenta Crantz) DENGAN SISTEM PNEUMATIK“ 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 terima kasih kepada kedua orang tua yang telah mendukung dan mendidik penulis. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Taufik Rizaldi, STP, MP selaku komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis. Ucapan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada para staff pengajar di prodi Keteknikan Pertanian dan teman-teman yang telah memberikan saran dan bantuannya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penelitian ini.

Akhir kata, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penelitian ini. Penulis mengucapkan terima kasih, semoga penelitian ini bermanfaat bagi saya, dan juga pihak yang membutuhkan.

Medan, November 2021

Penulis

(8)

iv

DAFTAR ISI

Hal

ABSTRAK ... i

RIWAYAT HIDUP ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... viii

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Hipotesis Penelitian ... 3

Manfaat Penelitian ... 3

Batasan Masalah ... 3

TINJAUAN PUSTAKA ... 4

Tanaman Singkong ... 4

Alat Pencabut Tanaman Singkong yang Ada Saat ini ... 4

Pengembangan Alat Pencabut Singkong Dengan Sistem Pneumatik ... 5

Sistem Pneumatik ... 6

Komponen Sistem Pneumatik ... 7

Kompresor ... 7

Silinder Pneumatik ... 7

Katup (Valve) ... 8

Pipa-pipa dan Penyambung. ... 8

Kekuatan Bahan... 8

Kapasitas Kerja Alat ... 10

Konsumsi Bahan Bakar ... 10

Analisis Ekonomi ... 10

Biaya Tetap (Fixed Cost) ... 11

Biaya Tidak Tetap (Variabel) ... 11

Titik Impas (Break Even Point) ... 12

METODOLOGI PENELITIAN ... 13

Waktu dan Tempat Penelitian ... 13

Bahan dan Alat ... 13

Metode Penelitian ... 13

Gambaran Umum Alat ... 14

Rancangan Struktural ... 14

Rancangan Fungsional... 14

Pengembangan Alat ... 15

Uji Kinerja ... 16

Cara Pengujian... 16

Parameter Penelitian ... 16

Persentase Kerusakan Singkong ... 16

(9)

v

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 19

Pengembangan Alat Pencabut Singkong ... 19

Persentase Kerusakan Singkong ... 24

Break Even Point ... 27

KESIMPULAN DAN SARAN ... 29

DAFTAR PUSTAKA ... 31

LAMPIRAN ... 33

(10)

vi

DAFTAR TABEL

No Hal 1. Hasil penelitian terhadap masalah yang dialami petani singkong ... 6 2. Rancangan fungsional dan rancangan struktural... 15 3. Data kapasitas kerja alat (kg/jam) alat pencabut singkong dengan sistem

pneumatik ... 22 4. Persentase kerusakan singkong alat pencabut singkong

dengan sistem pneumatik ... 24 5. Konsumsi bahan bakar ... 25

(11)

vii

DAFTAR GAMBAR

No Hal

1. Alat Pencabut Singkong Semi Mekanis ... 5

2. Pengembangan Alat ... 19

3. Sistem penggerak alat ... 20

4. Pencapit ... 20

5. Hand Valve ... 21

6. Pengoperasian alat ... 22

7. Kapasitas Kerja Alat ... 23

8. Perbandingan PKS (%) ... 25

9. Perbandingan Biaya Pokok ... 27

10. Perbandingan BEP ... 28

(12)

viii

DAFTAR LAMPIRAN

No Hal

1. Flow Chart Penelitian ... 33

2. Perhitungan Sistem Pneumatik ... 34

3. Kapasitas Kerja Alat ... 37

4. Persentase Kerusakan Singkong ... 41

5. Konsumsi Bahan Bakar ... 42

6. Analisis Ekonomi ... 43

7. Break Even Point... 49

8. Gambar alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik ... 51

9. Gambar hasil pencabutan singkong ... 52

10. Gambar teknik dari alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik ... 55

(13)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Umbi singkong atau ubi kayu merupakan salah satu dari sumber bahan pangan karbohidrat utama yang ada di Indonesia. Singkong adalah sumber bahan pangan karbohidrat lokal indonesia yang menduduki urutan ketiga terbesar setelah padi dan jagung. Umbi dari tanaman singkong ini merupakan bahan baku yang paling potensial untuk diolah menjadi tepung dan sering dimanfaatkan oleh penduduk Indonesia sebagai makanan pokok dan olahan makanan lainnya (Prabawati, 2011).

Pemanenan singkong yang dilakukan oleh petani adalah dengan mencabut singkong secara manual menggunakan tangan atau dengan bantuan cangkul.

Untuk menghindari tertinggalnya umbi pada tanah yang keras dan terjadinya luka pada umbi, dianjurkan memberikan perlakuan berupa penggemburan tanah dan dibutuhkannya alat pengungkit untuk memanen singkong tersebut.

Alat pencabut singkong yang ada saat ini memiliki prinsip kerja dengan memanfaatkan sistem katrol dalam pencabutan umbi singkong yang ada didalam tanah. Alat tersebut dioperasikan menggunakan tenaga manusia dengan cara menginjak pedal besi yang dihubungkan dengan tali (baja) dan diteruskan ke pencepit agar tercapainya tercabutnya umbi singkong yang berada didalam tanah.

Alat ini memiliki kelemahan pada saat mengoperasikannya, kelemahan tersebut berupa kaki yang letih dan menjadi nyeri otot setelah menggunakan alat.

Perlunya pengembangan alat pencabut singkong semi mekanis tersebut berdasarkan masalah yang terjadi pada operator sehingga menyebabkan terhambatnya pemanenan umbi singkong. Alat pemanen singkong semi mekanis

(14)

tersebut akan dikembangkan dengan menggunakan sistem pneumatik yang memanfaatkan angin bertekanan untuk mencabut umbi singkong yang ada didalam tanah. Pemilihan sistem pneumatik sebagai sumber penggerak alat dikarenakan pneumatik memiliki daya angkat yang besar (10 Bar) dan biaya operasionalnya murah.

Dharma dan Lukito (2016) menyatakan bahwa sistem pneumatik adalah sistem penerusan daya dengan menggunakan udara bertekanan. Prinsip dasar dari sistem pneumatik adalah memanfaatkan sifat bahwa udara tidak mempunyai bentuk yang tetap, namun menyesuaikan dengan yang ditempatinya. Udara bersifat inkompresibel. Karena itu tekanan yang diterima diteruskan ke segala arah secara merata. Sistem pneumatik biasanya diaplikasikan untuk memperoleh gaya yang lebih besar dari gaya awal yang dikeluarkan. Udara penghantar ini dinaikkan tekanannya oleh pompa yang kemudian diteruskan ke silinder kerja melalui pipa-pipa saluran dan katup-katup. Gerakan translasi batang piston dari silinder kerja yang diakibatkan oleh tekanan udara pada ruang silinder dimanfaatkan untuk gerak maju dan mundur maupun naik dan turun sesuai dengan pemasangan silinder yaitu arah horizontal maupun vertikal.

Melihat perkembangan dari teknologi dan kebutuhan alat mesin pertanian terutama pada pemanenan tanaman singkong yang merupakan sumber bahan pangan karbohidrat masyarakat Indonesia, maka sangat diperlukan alat pencabut singkong hidrolik portable yang dapat mencapai tujuan penggunaan alat pertanian dan dapat menyelesaikan masalah produktivitas kapasitas kerja pemanenan singkong.

(15)

Tujuan Penelitian

Mengembangkan alat pencabut singkong semi mekanis menggunakan sistem pneumatik dengan mempertimbangkan kekurangan atau kelemahan dari alat pencabut singkong semi mekanis.

Hipotesis Penelitian

Diduga ada pengaruh dari sistem pencabutan yang dipakai pada pencabutan singkong dari dalam tanah terhadap kapasitas kerja alat dan tingkat kerusakan singkong

Manfaat Penelitian

1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan penyusun skripsi untuk menyelesaikan pendidikan di Fakultas Pertanian Program Studi Keteknikan Pertanian Universitas Sumatera Utara.

2. Bagi mahasiswa yaitu untuk mengetahui apakah dengan mengembangkan alat pencabut singkong semi mekanis menjadi sistem pneumatik dapat memudahkan dalam mengoperasikan alat.

3. Bagi petani yaitu untuk mengetahui fungsi sistem pneumatik pada pengembangan alat pencabut singkong.

Batasan Masalah

1. Pengujian kebutuhan bahan bakar, kapasitas kerja alat, dan analisis ekonomi 2. Pengujian dilakukan dengan kompresor bertekanan 10 bar

3. Pemanenan singkong (Mahinot esculenta Crantz) menggunakan singkong yang telah berumur delapan sampai sepuluh bulan.

4. Jarak tanam pada lahan tanaman singkong adalah 70 cm × 80 cm.

(16)

TINJAUAN PUSTAKA

Tanaman Singkong

Singkong atau ubi kayu merupakan komoditas pangan utama yang ada di Indonesia. Singkong atau ubi kayu juga merupakan salah satu bahan pangan yang mengandung karbohidrat. Singkong adalah sumber karbohidrat lokal Indonesia yang menduduki urutan ketiga terbesar setelah padi dan jagung. Tanaman singkong ini merupakan bahan baku yang paling potensial untuk diolah menjadi tepung dan sering dimanfaatkan oleh penduduk Indonesia sebagai makanan pokok dan olahan makanan lainnya (Prabawati dkk. 2011).

Cara pemanenan yang biasa dilakukan oleh petani adalah mencabut dengan tangan (45 %) atau dengan bantuan cangkul (55 %) (Ginting et al., 1993) (Nafi’ah, dkk., 2019). Pada tanah yang keras, untuk menghindari tertinggalnya umbi di dalam tanah dan terjadinya luka pada umbi, dianjurkan menggunakan alat pengungkit. Menurut Purwadaria (1989), pemanenan dengan alat pengungkit relatif lebih efisien (67 jam/ha/ orang) bila dibandingkan dengan cara manual (mencabut dengan tangan) yang membutuhkan waktu 113 jam/ha/orang.

Demikian pula susut panennya (1,3 %), relatif lebih kecil dibandingkan dengan tangan (7%).

Alat Pencabut Tanaman Singkong yang Ada Saat ini

Alat pencabut singkong yang menjadi dasar pengembangan pada penelitian ini memiliki prisnsip kerja menarik tanaman singkong dengan memanfaatkan sistem katrol yang dioperasikan menggunakan tenaga manusia.

Sistem katrol tersebut diharapkan tercabutnya umbi singkong yang berada didalam tanah. Cara kerja alat ini adalah dengan cara menjepitkan batang

(17)

singkong yang telah diberikan perlakuan (batang tanaman singkong dipotong hingga tinggi batang menjadi 15 cm dari permukaan tanah) lalu dicabut menggunakan katrol yang telah dihubungkan dengan pijakan kaki sehingga diharapkan tercabutnya umbi singkong dengan baik.

Gambar 1. Alat Pencabut Singkong Semi Mekanis (Nugraha, R. 2021).

Pengembangan Alat Pencabut Singkong Dengan Sistem Pneumatik

Pengembangan alat pencabut singkong ini direncanakan menggunakan sistem pneumatik pada mekanisme pencabutannya. Cara kerja alat ini adalah dengan menambahkan sistem pneumatik pada pengungkit yang ada sehingga pada saat proses pencabutan tidak lagi menggunakan tenaga manusia untuk mencabut singkong tersebut. Alat pencabut singkong dengan pneumatik ini diharapkan dapat menggantikan tenaga manusia dalam proses pencabutan singkong secara konvensional dan diharapkan dapat meningkatkan produktivitas dari pemanenan singkong.

Pada literatur Siregar, dkk (2019) menyatakan bahwa pemanenan singkong konvensional, singkong masih dipanen dengan cara dicabut menggunakan tangan secara langsung. Hal tersebut menimbulkan berbagai kendala pada pemanen. Siregar, dkk (2019) melakukan pengamatan pada lima petani singkong dan menyatakan bahwa banyak sekali terjadi masalah pada saat

(18)

pencabutan tanaman singkong seperti masalah luka tangan maupun sakit pinggang dan masalah tersebut mengurangi produktivitas pemanenan singkong.

Tabel 1. Hasil penelitian terhadap masalah yang dialami petani singkong No Masalah

Petani

Rataan

I II III IV V

1 Luka tangan

80 % 60 % - 30 % 85 % 51 %

2 Sakit pinggang

20 % 40 % - 70 % 15 % 29 %

3 Tidak sakit

- - 100 % - - 20 %

(Sumber : Siregar, dkk 2019)

Berdasarkan hasil pengamatan tabel diatas bahwa perlunya alat dan mesin pada proses pencabutan singkong yang berguna untuk meningkatkan produktivitas pemanenanan pada lahan pertanain dan mengurangi masalah yang terjadi pada operator.

Sistem Pneumatik

Menurut literatur Sugihartono (1985), pneumatik merupakan ilmu yang mempelajari tentang gerakan atau perpindahan suatu udara dan gejala atau penomena pada udara yang dimanfaatkan untuk memenuhi ruang silinder.

Sedangkan pada literatur Khalid dan Raihan (2016) menyatakan bahwa semua sistem yang memanfaatkan tenaga dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja dapat disebut dengan sistem pneumatik.

Sistem pneumatik adalah sistem penerusan daya dengan menggunakan udara bertekanan. Prinsip dasar dari sistem pneumatik adalah memanfaatkan sifat bahwa udara tidak mempunyai bentuk yang tetap, namun menyesuaikan dengan

(19)

yang ditempatinya. Udara bersifat inkompresibel. Karena itu tekanan yang diterima diteruskan ke segala arah secara merata. (Dharma dan Lukito, 2016).

Keuntungan utama sistem pneumatik dibandingkan dengan cara lainnya adalah bahwa cara ini menyediakan sarana yang sederhana untuk memindahkan daya ke bagian-bagian mesin yang jauh dan dengan mudah mengubah gerak putar sumber daya menjadi gerak dalam bentuk lain, seperti gaya bolak-balik yang terjadi dalam silinder. (Sugihartono, 1985).

Komponen Sistem Pneumatik

Menurut literatur Sugihartono (1985), menyatakan bahwa sistem pneumatik memiliki beberapa komponen penting didalamnya. Komponen- komponen tersebut seperti :

Kompresor

Untuk menentukan jenis kompresor yang akan digunakan tergantung dari syarat-syarat pemakaian yang harus dipenuhi sesuai dengan tekanan kerja yang dibutuhkan dan volume udara yang akan didistribusikan ke pemakaian.

Kompresor bekerja pada prinsip pemindahan dimana udara dikempa atau dimampatkan dengan mengisikannya ke dalam suatu ruangan tersebut. Jenis ini disebut kompresor torak.

Silinder Pneumatik

Silinder pneumatik merupakan komponen yang universal pada usaha tani.

Alat ini digunakan untuk menaikan dan menurunkan lengan pencapit. Silinder terdiri dari suatu tabung silinder yang kedua ujungnya tertutup rapat oleh sumbatan. Piston didalam tabung dihubungkan dengan tangkai yang memanjang keluar silinder menembus salah satu tutup pada ujung silinder. Piston dilengkapi

(20)

dengan seal untuk mencegah keluarnya angin melewati piston. Gerakan piston terjadi dengan mendorong angin masuk kedalam silinder.

Katup (Valve)

Banyak sekali ragam katup yang dipakai pada sistem pneumatik. Pada dasarnya katup digunakan untuk mengendalikan beberapa tugas dan tolak ukur dalam sistem pneumatik agar sistem ini menjadi lebih luwes dan mampu melaksanakan banyak fungsi dalam tiga kategori utama, yaitu sebagai pengendali tekanan, pengatur volume, dan pengatur arah.

Pipa-pipa dan Penyambung.

Angin bertekanan dialirkan ke berbagai bagian dalam sistem melalui pipa- pipa yang dibuat dari baja, tembaga, atau karet sintetik. Pipa-pipa harus berukuran cukup untuk menghantar volume yang digunakan dalam sistem tanpa menyebabkan terjadinya perlawanan terhadap aliran. Pipa-pipa itu juga dirancang untuk dapat menahan tekanan angin. Biasanya pipa-pipa diklasifikasikan berdasarkan tekanan kerja dan tekanan yang dapat memcahkan pipa. Kebanyakan sistem pneumatik yang dipakai pada mesin usaha tani mempunyai tekanan kerja maksimal sebesar 2000 pon/inci² (140,6 kg/cm²).

Kekuatan Bahan

Dalam sifat mekanika bahan teknik, tegangan dan regangan merupakan konsep yang paling mendasar dengan meninjau batang prismatis yang mengalami gaya aksial. Definisi dari batang prismatis tersebut adalah sebuah elemen struktural lurus yang mempunyai penampang konstan di seluruh panjangnya, sedangkan gaya aksial adalah beban yang mempunyai arah sama dengan sumbu

(21)

elemen, sehingga mengakibatkan terjadinya tarik (stress) atau tekan (strain) pada batang.

Perhitungan tegangan (stress) teknik dapat dihitung menggunakan Persamaan 1 :

t

Dimana :

t = Tegangan teknik (Mpa) F = Beban yang diberikan (N) A = Luas penampang (m²)

Perhitungan momen lentur pada penampang dapat dihitung menggunakan Persamaan 2 :

q Dimana :

M = Momen lentur (Nmm) q = Beban terpikul (N/mm) L = panjang penampang (mm) (Hutahaean, 2014).

Menurut Sucipta (2016), perhitungan momen inersia pada penampang dapat menggunakan Persamaan 3 :

h Dimana :

I = Momen inersia (mm⁴)

(22)

b = lebar penampang (mm) h = tinggi penampang (mm) Kapasitas Kerja Alat

Kapasitas kerja dari suatu alat atau mesin memiliki arti sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh: ha. Kg, lt) persatuan waktu (jam). Berdasarkan satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat atau mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW (Daywin dkk., 2008).

Dapat dihitung menggunakan Persamaan 4 :

Konsumsi Bahan Bakar

Penggunaan bahan bakar atau konsumsi bahan bakar merupakan jumlah dari bahan bakar yang digunakan oleh alat saat dioperasikan dan akan dibandingkan dengan jumlah waktu yang dihabiskan yang telah ditentukan (Mardinata dan Zulkifli, 2014).

Konsumsi bahan bakar dapat dihitung dengan Persamaan 5 : Konsumsi Bahan Bakar

= utuhan ahan akar yan i unakan l aktu k rja alat jam

Analisis Ekonomi

Sumber ekonomi yang dikeluarkan dan juga dapat diukur dengan satuan uang biasanya disebut dengan biaya. Biaya dapat juga diartikan sebagai barang atau jasa yang diharapkan akan memberikan keuntungan ataupun manfaat. Biaya dari sebuah pengorbanan terbentuk oleh nilai dari jumlah kapasitas produksi yang

in kon yan r a ut aktu

(23)

diperlukan untuk memproduksi sejumlah barang. Karena adanya pengalokasian pada biaya, produk yang dihasilkan akan menggambarkan total biaya produksi keseluruhannya. (Daljono, 2004).

Biaya Tetap (Fixed Cost)

Biaya tetap adalah biaya yang total penjumlahannya tetap konstan dan tidak dipengaruhi oleh perubahan jumlah kegiatan sampai ke tingkat tertentu.

Biaya satuan berubah berbanding terbalik dengan perubahan volume kegiatan.

Semakin tinggi jumlah kegiatan semakin rendah biaya satuan dan sebaliknya jika jumlah kegiatan semakin rendah maka biaya satuan semakin tinggi (Supriyono, 2007).

Penyusutan alat digunakan pada proses produksi dinilai dalam satuan rupiah per tahun, selanjutnya dikonversikan kedalam satu kali musim tanam (Suratiyah, 2005). Penyusutan dapat dihitung dengan Persamaan 6:

Penyusutan Alat = Nilai li - Nilai isa upiah Nilai konomis ahun

Biaya Tidak Tetap (Variabel)

Biaya variabel adalah sejumlah biaya yang jumlahnya tidak tetap atau selalu berubah-ubah berbanding lurus dengan perubahan jumlah kegiatan, namun biaya per unitnya selalu tetap yang berarti jika jumlah kegiatan menjadi 2 (dua) kali lipat, maka total biaya juga menjadi 2 (dua) kali lipat dari jumlah semula.

Biaya tidak tetap terdiri dari biaya perbaikan, biaya operator dan biaya bahan bakar (Zulkifli, 2003).

Salah satu biaya yang menjadi bagian dari biaya tidak tetap adalah biaya reparasi. Nilai dari biaya reparasi bersifat fluktuatif yang artinya berubah-ubah.

(24)

Biaya reparasi akan meningkat apabila terjadi kerusakan pada alat dan sebaliknya jika alat tidak mengalami kerusakan maka biaya reparasi tidak terlalu besar.

Adapun cara pengambilan data dari biaya reparasi dapat dihitung dengan Persamaan 7:

Biaya reparasi jam Titik Impas (Break Even Point)

Analisis Break Even Point sangat bermanfaat untuk merencanakan laba operasi dan volume penjualan suatu perusahaan. Setelah mengetahui informasi besarnya hasil titik impas yang dicapai, maka industri dapat melakukan kebijakan, yaitu menentukan berapa jumlah produk yang harus dijual (budget sales), harga jualnya (sales price) apabila industri menginginkan laba tertentu dan dapat meminimalkan kerugian yang akan terjadi. Biaya variable diantaranya adalah biaya bahan baku dan biaya tenaga kerja langsung. Biaya total adalah jumlah dari biaya tetap dan biaya variabel (Pujawan, 2009).

Dapat dihitung dengan Persamaan 8 n

N Dimana :

Dn = Biaya penyusutan pada tahun ke-n (Rupiah/Tahun).

P = Harga awal (Rupiah).

S = Harga akhir, 10 % dari harga awal (Rupiah).

N = Perkiraan umur ekonomis (Tahun).

(25)

13

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari 2021 sampai Februari 2021 di lahan singkong jln Sumber Rejo, Kecamatan Pagar Merbau Kab. Deli Serdang dan Laboratorium Teknik Biosistem Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanaman singkong digunakan untuk percobaan penelitian, bensin sebagai sumber tenaga untuk menyalakan motor kompresor.

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kompresor angin bertekanan 10 bar yang berfungsi sebagai pemompa angin kedalam silinder pneumatik, silinder pneumatik dengan diameter bore size 40 mm, selang penghubung sebagai wadah pengalir angin bertekanan dari kompresor ke silinder pneumatik, silincer berfungsi sebagai peredam suara saat angin keluar dari silinder pneumatik, hand valve sebagai pengatur jalur angin saat memasuki silinder pneumatik.

Metode Penelitian

Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah experimental (langsung dilapangan) melakukan pengujian alat dengan mengamati parameter penelitian dan melakukan pengamatan tentang alat pencabut singkong. Kemudian merancang bentuk yang dikembangkan, pembuatan dan merangkai komponen alat.

(26)

Gambaran Umum Alat

Alat pencabut singkong dengan pneumatik adalah suatu alat yang memiliki fungsi untuk mencabut umbi singkong dari dalam tanah dengan menggunakan sumber tenaga dari angin bertekanan yang disalurkan oleh kompresor bertekanan 10 bar untuk mendorong piston pada silinder pneumatik.

Alat ini dapat mencabut umbi singkong yang berada didalam. Alat ini mampu mencabut singkong dengan beban maksimal 50 kg (berdasarkan kekuatan kompresor 10 bar dan diameter silinder pneumatik 40 mm).

Rancangan Struktural

Pada rancangan struktural akan menggunakan pendekatan struktural dengan tujuan untuk mendapatkan nilai kualitatif pada persyaratan teknik. Agar tercapainya fungsi struktur pada pengembangan alat pencabut singkong dengan pneumatik maka diperlukan rancangan struktural yang memiliki fungsi-fungsi seperti penggerak atau pemindah alat.

Rancangan Fungsional

Pada rancangan fungsional akan menggunakan pendekatan secara fungsi dengan tujuan untuk menentukan fungsi-fungsi tunggal dan mekanis yang harus dibangun agar tercapainya perancangan alat yang sempurna. Rancangan struktural dan rancangan fungsional pada alat pencabut singkong dengan pneumatik ini dapat dilihat pada Tabel 2.

(27)

Tabel 2. Rancangan fungsional dan rancangan struktural

No Komponen Rancangan Fungsional Rancangan Struktural 1 Rangka

alat

Rangka berfungsi untuk menopang seluruh komponen dan menahan beban pada saat alat bekerja.

Rangka alat ini terbuat dari besi hollow yang berdimensi 4 cm x 4 cm dengan ketebalan 2 mm.

2 Kompresor Kompresor ini berfungsi untuk menghasilkan angin bertekanan untuk dialirkan ke sinlder pneumatik.

Kompresor yang

digunakan bertekanan 10 bar. Tekanan 10 bar tersebut didapatkan dari percobaan di lapangan.

3 Hand

valve

Hand valve berfungsi untuk meneruskan dan menghentikan angin bertekanan menuju silinder pneumatik.

Hand valve ini memiliki port size 5/3 dan tekanan kerja 10 bar.

4 Tube

(selang)

Tube berfungsi sebagai jalur penerus angin bertekanan dari kompresor menuju silinder pneumatik.

Diameter tube adalah 1mm dan panjangnya menyesuaikan dari jarak Kompresor menuju silinder.

5 Silinder pneumatik

Silinder pneumatik berfungsi untuk mengangkat beban dengan bantuan angin bertekanan.

Silinder pneumatik pada alat ini berdiameter 40 mm dan memiliki tekanan kerja maksimal 10 bar.

6 Roda Roda berfungsi sebagai alat penggerak atau memindahkan posisi alat.

Roda pada alat ini memiliki diameter 10 cm dengan ketebalan 5 cm.

Pengembangan Alat

Pengembangan alat pencabut singkong ada pada bagian lengan pencabut yang diubah bentuknya dan ditambahkan silinder pneumatik berdiameter 40 mm serta menggunakan kompresor angin bertekanan 10 bar dengan tujuan mengangkat lengan pencabut yang telah dikaitkan dengan tanaman singkong.

Pemasangan silinder pneumatik diletakan secara diagonal dari tiang utama alat ke lengan pencabut. Penggunaan silinder pneumatik memudahkan lengan pencabut untuk mengangkat atau mencabut umbi singkong dari dalam tanah.

(28)

Uji Kinerja

Setelah dilakukan proses analisis rancangan struktural, fungsional dan modifikasi alat. Pengujian dilakukan dengan menghitung manual sesuai dengan data yang telah diperoleh di lapangan. Data yang perlu diperhatikan antara lain umur tanaman, waktu operasi, konsumsi bahan bakar. Seluruh data yang diperoleh untuk menentukan kapasitas kerja alat, tingkat kerusakan pemanenan, kebutuhan bahan bakar.

Cara Pengujian

Pengujian alat yang telah dimodifikasi akan dioperasikan oleh satu orang saja pada lahan yang sama. Sebagai perbandingan hasil pengujian ini juga dilakukan menggunakan alat yang belum dimodifikasi untuk mendapatkan perbandingan parameter yang diamati.

Parameter Penelitian Kapasitas Kerja Alat

Kapasitas alat dapat ditentukan dengan cara menghitung jumlah singkong yang tercabut dari dalam tanah. Pencabutan dihitung mulai dari lengan alat menjepit batang tanaman singkong hingga umbi singkong tercabut dari dalam tanah dan terangkat hingga ke titik tinggi maksimal dari kemampuan lengan untuk mencabut singkong, dapat dihitung dengan Persamaan 4.

Persentase Kerusakan Singkong

Kriteria kerusakan singkong yaitu umbi singkong yang tertinggal atau patah didalam tanah pada saat pencabutan dan perhitungan persen kerusakan singkong dapat dihitung menggunakan Persamaan 9:

(29)

% PKS

x Dimana:

PKS = persentase kerusakan singkong (%) BR = bahan yang rusak (kg)

BA = berat bahan awal (kg)

Konsumsi bahan bakar yang akan diamati pada alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik ini dapat juga dipengaruhi oleh cuaca, kecepatan operator dalam menggunakan alat dan kondisilahan. Perhitungan konsumsi bahan bakar didapat dengan Persamaan 5.

Biaya merupakan semua sumber daya yang harus dikorbankan untuk mencapai tujuan spesifik atau untuk mendapat sesuatu sebagai gantinya. Dan merupakan suatu pengorbanan sumber daya ekonomi untuk mencapai tujuan tertentu yang bermanfaat pada saat ini atau masa yang akan datang.

Biaya Tetap (Fixed Cost)

Perhitungan biaya tetap dilakukan dengan cara menghitung seluruh jumlah kegiatan yang meliputi penyusutan, pajak, bunga modal dan asuransi. Perhitungan dapat dilakukan dengan Persamaan 6.

Biaya Tidak Tetap (Variabel)

Biaya tidak tetap atau disebut biaya variabel adalah sejumlah biaya yang jumlahnya tidak tetap atau selalu berubah-ubah dikarenakan adanya perubahan

(30)

jumlah kegiatan. Biaya tidak tetap terdiri dari biaya perbaikan, biaya operator, dan biaya bahan bakar.

Titik Impas (Break Event Point).

Manfaat dari analisis Break Even Point adalah untuk merencanakan laba operasi dan volume penjualan suatu perusahaan. Setelah mengetahui informasi besarnya hasil titik impas yang telah dicapai, pelaku industri dapat mengambil kebijakan untuk menentukan berapa jumlah produk yang harus dijual (budget sales), harga jualnya (sales price). Dapat dihitung dengan Persamaan 8.

(31)

19

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengembangan Alat Pencabut Singkong

Pengembangan pada alat pencabut singkong dalam penelitian ini bertujuan untuk meringankan pekerjaan operator saat pemanenan singkong dan meningkatkan kapasitas kerja alat pencabut singkong. Bagian utama pengembangan yang menjadi fokus pada penelitian ini adalah mengubah sistem katrol menjadi sistem pneumatik.

Gambar 2. (a) Alat sebelum pengembangan ; (b) Alat setelah pengembangan

Sebelum pengembangan dilakukan, alat pencabut singkong ini masih menggukanan tenaga manusia pada pengaplikasiannya. Penggerak utama pada alat pencabut singkong sebelum dikembangkan adalah menggunakan sistem katrol dengan wire rope yang menghubungkan pijakan dengan pencapit. Setelah pengembangan dilakukan, alat pecabut singkong ini menggunakan sistem pneumatik sebagai penggerak utama untuk mencabut singkong. Silinder pneumatik yang digunakan berdiameter 4 cm, panjang 30 cm dan tekanan maksimal 10 bar. Posisi silinder dipasang dengan sudut 55,4° sehingga panjang

(32)

maksimal silinder saat diberikan angin bertekanan adalah 53,5 cm. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 2.

Gambar 3. (a) Pijakan katrol ; (b) Silinder pneumatik

Bagian dari alat yang juga dikembangkan adalah bagian pencapit. Pencapit pada alat pencabut singkong semi mekanis memiliki gerigi yang bertujuan untuk mencengkram batang tanaman singkong, sedangkan pencapit pada alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik ini menghilangkan gerigi pada pencapit dan mengubahnya menjadi seperti mata pisau. Tujuan pengembangan pada pencapit menjadi seperti mata pisau adalah meningkatkan daya cengkram terhadap batang singkong.

Gambar 4. (a) Pencapit dengan gerigi ; (b) Pencapit dengan mata pisau Penelitian ini menggunakan katup closed center yang artinya katup akan secara otomatis kembali kearah tengah. Katup pada penelitian ini memiliki sistem

(33)

kerja 5/3 yang artinya katup tersebut memiliki lima lubang udara dan tiga jenis kerja yang akan mengatur aliran dari angin bertekanan menuju kedalan silinder.

Tiga jenis kerja pada katup tersebut adalah memanjangkan silinder pneuamatik, memendekan silinder pneumatik dan menghentikan proses pemanjangan ataupun pemendekan. Pemilihan katup 5/3 tersebut diharapkan dapat membantu operator dalam mengatur banyaknya angin bertekanan yang masuk kedalam silinder.

Gambar 5. (a) Diagram 5/4 : (b) Hand Valve 5/3

Pencabutan tanaman singkong dilakukan dengan prinsip kerja alat yang memanfaatkan sistem pneumatik untuk mencabut umbi tanaman singkong.

Sebelum pencabutan dilakukan perlu adanya persiapan pada kompresor angin bertekanan untuk memampatkan udara kedalam tangki penyimpan angin hingga bertekanan 10 bar lalu batang tanaman singkong dikaitkan dengan pencapit yang sudah dikembangkan menjadi memiliki mata pisau. Setelah pencapitan dilakukan, pencabutan tanaman singkong dilakukan dengan mengalirkan angin bertekanan dari tangki penyimpan angin melalui selang menuju ke silinder pneumatik dengan harapan tercabutnya umbi singkong dari dalam tanah.

(34)

Gambar 6. (a) Sebelum tercabut : (b) Sesudah tercabut Kapasitas Kerja Alat

Pengujian dilakukan pada lahan tanaman singkong pada lokasi yang sama agar mendapatkan hasil yang cukup akurat sebagai perbandingan dan juga jarak tanam pada tanaman singkong adalah 70 cm × 80 cm yang berarti setiap satu hektar lahan singkong terdapat 17857 batang tanaman singkong. Salah satu parameter yang dibandingkan adalah kapasitas kerja alat antara alat pencabut singkong semi mekanis dengan alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik.

Perhitungan pada kapasitas kerja alat dapat dilakukan dengan cara mengukur berat singkong tercabut dibandingkan dengan lamanya waktu pencabutan singkong tersebut.

Tabel 3. Data kapasitas kerja alat (kg/jam) alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik

No. Berat (kg)

Waktu (jam)

Kapasitas Kerja Alat (kg/jam)

Kapasitas Kerja Alat (jam/ha)

1 1,2 0,00102 1176,470 18,214

2 1,1 0,00099 1111,111 17,678

3 1,2 0,00097 1237,113 17,321

4 1,18 0,00099 1191,919 17,678

5 1,4 0,00095 1473,684 16,964

Total 6,08 0,00492 6190,297 87,855

Rata-rata 1,216 0,00098 1238,059 17,571

(35)

Pada Tabel 3 yang memuat data kapasitas kerja alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik. Diketahui bahwa rata-rata dari hasil perhitungan waktu pencabutan adalah 0,000984 jam atau 3,528 detik dan nilai rata-rata kapasitas kerja alat adalah 1238,059 kg/jam dan 17,571 jam/ha. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran ke 3. Sedangkan pada alat pencabut singkong semi mekanis diketahui bahwa rata-rata dari hasil perhitungan waktu (jam) untuk mencabut satu batang tanaman singkong adalah 0.00182 jam atau 6,5 detik, rata-rata berat dari umbi singkong adalah 1,65 kg dan hasil perhitungan kapasitas kerja alat pencabut singkong semi mekanis adalah 935,381 kg/jam dan 32,642 jam/ha. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 3.

Gambar 7. Perbandingan kapasitas kerja alat

Pada Gambar 7 dapat diketahui kapasitas kerja alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik lebih unggul dalam jumlah tanaman yang tercabut dalam satu jam serta memiliki waktu yang lebih singkat untuk mencabut satu hektar tanaman singkong daripada alat pencabut singkong semi mekanis sebelumnya. Hal tersebut dikarenakan alat pencabut singkong dengan pneumatik

0 500 1000 1500

kg/jam jam/ha

Perbandingan Kapasitas Kerja Alat Pencabut Singkong

Semi mekanis Sistem Pneumatik

(36)

memiliki daya angkat yang lebih besar sehingga memungkinkan mencabut tanaman singkong lebih cepat.

Persentase Kerusakan Singkong

Pada proses pencabutan umbi singkong yang berada di dalam tanah akan ditemukan suatu kendala, salah satunya adalah umbi singkong yang patah dan tertinggal di dalam tanah. Umbi singkong yang tertinggal di dalam tanah akan mengurangi laba yang diperoleh. Faktor yang memengaruhi kerusakan singkong saat pemanenan adalah kepadatan tanah, jamur yang menyerang umbi singkong, kelembaban tanah dan kesalahan operator saat pemanenan.

Tabel 4. Persentase kerusakan singkong alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik

No. Berat Awal (kg)

Berat Singkong Yang Patah (kg)

PKS (%)

1 1,2 0 0

2 1,1 0 0

3 1,2 0 0

4 1,18 0 0

5 1,7 0,3 17,647

Total 6,38 0,3 17,647

Rata- rata

1,276 0,06 3,529

Pada Tabel 5 dapat diketahui bahwa persentase kerusakan singkong alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik adalah 3,529 %. Data tersebut didapat dari hasil pengujian sebanyak lima kali pengulangan. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 4.

Sedangkan pada alat pencabut singkong semi mekanis dapat diketahui bahwa persentase kerusakan singkong alat pencabut singkong semi mekanis adalah 0 %. Perhitungan tersebut diperoleh dengan mengoperasikan alat pencabut singkong sebanyak lima kali pengulangan. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 4.

(37)

Gambar 8. Perbandingan PKS (%)

Pada Gambar 8 dapat diketahui bahwa alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik memiliki persentase kerusakan singkong lebih tinggi daripada alat pencabut singkong semi mekanis. Hal tersebut dikarenakan faktor yang memengaruhi tertinggalnya atau rusaknya umbi singkong saat dicabut, salah satunya karena kelembaban tanah yang menyebabkan singkong terserang jamur sehingga saat dipanen dan juga kesalahan pada operator saat mengoperasikan alat yang menyalurkan angin bertekanan ke silinder pneumatik secara tiba-tiba.

Alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik ini memanfaatkan kompresor dengan motor bakar. Jumlah bahan bakar yang digunakan saat alat bekerja didapat dengan membandingkan jumlah bahan bakar yang dikonsumsi oleh alat dengan waktu yang dihabiskan untuk melakukan pekerjaan. Hal ini sesuai dengan Mardinata dan Zulkifli (2014) yang mengatakan bahwa konsumsi bahan bakar adalah banyaknya bahan bakar yang dihabiskan oleh motor bakar selama melakukan suatu pekerjaan dan akan dibandingkan dengan waktu kerja alat.

0 1 2 3 4

PKS (%)

Perbandingan

Persentase kerusakan singkong

(38)

Perhitungan data konsumsi bahan bakar pada penelitian ini diperoleh dengan cara mengisi penuh tangki bahan bakar pada kompresor lalu menghidupkan kompresor sampai tangki (reservoir) penyimpan tekanan angin sampai penuh (10 bar). Setelah itu dilakukan pencabutan tanaman singkong menggunakan alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik menggunakan tekanan angin 10 bar sampai 8 bar pada kompresor dan dilakukan 3 kali pengulangan.

Tabel 5. Konsumsi bahan bakar Ulangan Waktu operasi

(jam)

Kebutuhan bahan bakar (l)

Konsumsi bahan bakar (l/jam)

1 0,00047 0,00209 4,446

2 0,00046 0,00223 4,847

3 0,00046 0,00216 4,695

Total 0.00139 0,00648 13,988

Rata-rata 0,00046 0,00216 4,662

Berdasarkan Tabel 7 dapat diketahui bahwa rata-rata hasil konsumsi bahan bakar dari alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik adalah 4,662 l/jam atau 7,428 l/ha. Hasil tersebut didapat dari pengujian alat dengan 3 kali pengulangan. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 5.

Analisis ekonomi pada alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik ini memperhitungkan biaya yang menjadi nilai dari jumlah kapasitas produksi yang diperlukan untuk memproduksi sejumlah barang. Hal ini sesuai dengan literatur Daljono (2004) yang menyatakan bahwa biaya dari sebuah pengorbanan terbentuk oleh nilai dari jumlah kapasitas produksi yang diperlukan untuk memproduksi sejumlah barang. Karena adanya pengalokasian pada biaya, produk yang dihasilkan akan menggambarkan total biaya produksi keseluruhannya.

(39)

Gambar 9. Perbandingan Biaya Pokok (Rp/kg)

Analisis ekonomi dilakukan untuk menentukan seberapa besar biaya yang dikeluarkan untuk melakukan suatu kegiatan produksi dengan alat ini dan juga untuk menentukan besaran keuntungan alat.Pada analisis ekonomi alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik didapat total biaya pokok yang dihabiskan setiap kali alat dioperasikan sebesar 34,248 Rp/kg sedangkan pada alat pencabut singkong semi mekanis memiliki total biaya yang dihabiskan setiap kali dioperasikan sebesar 11,324 Rp/kg. Perhitungan analisis ekonomi dapat dilihat pada Lampiran 6.

Break Even Point

Break even point atau bisa juga disebut dengan titik impas memiliki

manfaat untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai agar usaha layak dilakukan. Pujawan (2009) menyatakan bahwa setelah mengetahui informasi besarnya hasil titik impas yang dicapai, maka industri dapat melakukan kebijakan seperti menentukan berapa jumlah produk yang harus dijual (budget sales) dan harga jualnya (sales price) apabila industri menginginkan laba tertentu dan dapat meminimalkan kerugian yang akan terjadi.

0 10 20 30 40

Biaya Pokok (Rp/kg)

Perbandingan Biaya Pokok

(40)

Dalam analisis data pada titik impas ini keuntungan awal akan dianggap sama dengan nol. Jika pendapatan pada produksi lebih kecil daripada BEP, maka kegiatan usaha akan mengalami kerugian begitu juga sebaliknya. Berdasarkan data yang telah diperoleh pada perhitungan nilai break even point (Lampiran 7), didapat titik impas dari alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik mencapai nilai sebesar 2116,872 kg/tahun yang artinya kegiatan usaha akan untung apabila mencapai atau melebihi target 2116,872 kg/tahun. Sedangkan pada alat pencabut singkong semi mekanis mencapai titik impas apabila memperoleh nilai 724,57 kg/tahun. Titik impas pada alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik lebih tinggi daripada alat pencabut singkong semi mekanis dikarenakan biaya tetap dan biaya tidak tetap pada alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik lebih tinggi sehingga diperoleh hasil yang lebih besar jika dibandingkan dengan hasil dari alat pencabut singkong semi mekanis.

Gambar 10. Perbandingan BEP 0

500 1000 1500 2000 2500

BEP (kg/tahun)

Perbandingan Break Even Point

(41)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik memiliki dimensi 1000×600×950 dalam satuan milimeter.

2. Alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik ini mengembangkan penggerak utama alat sebelumnya menjadi sistem pneumatik.

3. kapasitas kerja alat pencabut singkong dengan pneumatik 1238,059 kg/jam dan 17,571 jam/ha. Nilai tersebut lebih besar dan singkat daripada kapasitas kerja alat pencabut singkong semi mekanis sebesar 935, 381 kg/jam dan 32,642 jam/ha.

4. Persentase kerusakan singkong pada alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik saat penelitian adalah 3,529 %, sedangkan pada lat pencabut singkong dengan pneumatik adalah 0%.

5. konsumsi bahan bakar dari alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik adalah 4,662 l/jam atau 7,428 l/ha.

6. Nilai dari biaya pokok yang dikeluarkan pada analisis ekonomi alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik lebih besar yaitu 34,248 Rp/kg sedangkan pada alat pencabut singkong semi mekanis adalah 11,324 Rp/kg.

7. Titik impas yang harus tercapai pada alat pencabut singkong dengan pneumatik adalah 2116,872 kg/tahun.

(42)

Saran

1. Perlu diperhatikan pengaturan kecepatan aliran tekanan angin yang masuk kedalam silinder agar pada saat pencabutan tidak merusak umbi singkong.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan umur tanam singkong yang lebih tua.

(43)

DAFTAR PUSTAKA

Afifuddin. 2009. Metodologi Penelitian Kualitatif. CV Pustaka Setia. Bandung.

Daljono. 2014. Akutansi Biaya Edisi 3. Badan Penerbit Universitas Diponegoro.

Semarang.

Daywin, F. D., Radja., G. S, dan Imam, H. 2008. Mesin-Mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. Graha Ilmu. Yogyakarta.

Dharma, U. S., dan Yuono, L. D. 2016. Analisa Pengepresan Dengan Sistem Hidrolik Pada Alat Pembuat Paving Block Untuk Perkerasan Lahan Parkir. Turbo: Jurnal Program Studi Teknik Mesin, 5(1).

Ginting, E. 2008. Teknologi penanganan pascapanen dan pengolahan ubikayu menjadi produk antara untuk mendukung agroindustri. Buletin Palawija, (4), 67-83.

Hutahaean, Y. R. 2014. Mekanika Kekuatan Material. Graha Ilmu, Yogyakarta.

Kastaman, R. 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Prosiding.

Bimingan Teknis IKM. Kota Taskmalaya.31 agustus–2 september 2006.23-25.

Khalid, A., dan Raihan, H. (2016). Rancang Bangun Simulasi Sistem Pneumatik Untuk Pemindah Barang. Jurnal INTEKNA, 6(1), 3941.

Mardinata, Z., dan Zulkifli, 2014. Analisa Kapasitas Kerja dan Kebutuhan Bahan Bakar Traktor Tangan Berdasarkan Variasi Pola Pengolahan Tanah, Kedalaman Pembajakan Dan Kecepatan Kerja Jurnal Teknologi Pertanian.

34(3);354-358.

Nafi'ah, H. H., Rismayanti, A. Y., dan Karuniawan, A. 2019. Hasil Tiga Klon Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz.) terhadap Perbedaan Dosis Pupuk Hayati.

Jurnal Agro Wiralodra, 2(2), 67-72.

Nu raha . “Rancang Bangun Alat Pencabut Singkong (Manihot esculenta Crantz mi kanis”. kripsi. an : Univ rsitas umat ra Utara.

Prabawati, S., 2011. Inovasi pengolahan singkong meningkatkan pendapatan dan diversifikasi pangan. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian. Bogor. Edisi, 4-10.

Pudjosumarto, M. 1998. Evaluasi Proyek. Liberty. Jakarta.

Pujawan., I.N. 2009. Ekonomi Teknik. Guna Widya. Surabaya.

(44)

Siregar, A. Y., Hasibuan, R. R., dan Tambunan, R. A. 2019. Inovasi Perancangan Alat PTS (Pencabut Tanaman Singkong) Sebagai Upaya Mengurangi Kelelahan Petani Singkong serta Meningkatkan Produktivitas Pasca Panen di Kabupaten Deli Serdang Sumatera. In Talenta Conference Series:

Energy and Engineering (EE) (Vol. 2, No. 3).

Sugihartono, D. (1985). Dasar-dasar Kontrol Pnematik. Tarsito Bandung.

Sullivan. 2015. Ilmu Pemasaran. Journal of Technology Management, Vol 12 No.3.

Supriyono. 2007. Akutansi Manajemen 1 : Konsep Dasar Akutansi Manajemen dan Proses Perencanaan. BPFE UGM. Yogyakarta.

Suratiyah, K. 2015. Ilmu Usahatani. Edisi Revisi. Penebar Swadaya. Jakarta Timur.

Zulkifli. 2003. Manajemen Biaya. UPP AMP YKPN. Yogyakarta.

(45)

33

LAMPIRAN

Lampiran 1. Flowchart 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

Menguji alat

Mengukur parameter Menggerinda permukaan alat yang

kasar

Menganalisis data

Data

SELESAI

(46)

Lampiran 2. Perhitungan Sistem Pneumatik Silinder Pneumatik :

1. Menentukan gaya yang dibutuhkan silinder pneumatik dapat dicari dengan cara:

L = 1200 mm ; W = 2,4 kg

A B C

L1 = 600 mm L2 = 600 mm

Langkah awal perhitungan adalah dengan mencari berapa besar nilai dari F1 (Gaya angkat silinder terhadap beban angkat singkong) dan dianggap sudut silinder tersebut tegak lurus. Perhitungan tersebut dapat dihitung dengan rumus : F aksi = F reaksi

F. L1 = F1 (L1+L2) Dimana :

F = gaya angkat yang dibutuhkan silinder pneumatik F1 = gaya angkat untuk mencabut singkong

L1 = Panjang lengan pencabut dari titik A ke titik B L2 = Panjang lengan pencabut dari titik B ke titik C

55,4°

F ?

F1 = Berat singkong + berat lengan

F1 = 50 kg + 2,4 kg = 52,4 kg

(47)

F . 600 mm = (50 kg +2,4 kg) ( 1200 mm )

F = k mm mm

F = 104,8 kg = 1028,088 N (untuk posisi silinder tegak lurus)

Pada penelitian ini, posisi silinder pneumatik adalah miring 55,4°. Berikut adalah gambar arah gaya silinder :

Nilai FY merupakan gaya yang berasal dari silinder tegak lurus. Untuk mengetahui berapa nilai gaya pada silinder dengan kemiringan 55,4° dapat dihitung dengan rumus:

2. Menentukan luas penampang silinder

Dalam menentukan diameter silinder dapat dilakukan dengan cara menggunakan silinder pneumatik yang sudah ada di pasaran. Untuk kebutuhan mencabut ubi sebesar 50 kg, dapat dilihat spesifikasi dari silinder yang ada di pasaran dan diameter dari silinder (Bore size) yang disarankan adalah 40 mm

55,4°

F = ?

X Y

FX FY = 1307,673 N

(48)

Perhitungan luas penampang dari silinder pneumatik dapat dihitung menggunakan rumus :

π r²

A = 3,14 (20mm)² A = 1256 mm² Kompresor

Kebutuhan tekanan kompresor pada penelitian ini didapatkan dengan perhitungan P =

Dimana :

F = Gaya angkat dari silinder pneumatik A = Luas dari silinder pneumatik

P = ^N

mm²

P = 0,994 N/mm² = 9,94 bar

Kesimpulannya adalah tekanan maksimal yang dibutuhkan kompresor untuk menyalurkan angin bertekanan adalah 9,94 bar.

(49)

Lampiran 3. Kapasitas kerja alat

Tabel kapasitas kerja alat pencabut singkong dengan pneumatik

No. Berat

(Kg)

Waktu (Jam)

Kapasitas Kerja Alat (Kg/Jam)

Kapasitas Kerja Alat (Jam/Ha)

1 1,2 0,00102 1176,470 18,214

2 1,1 0,00099 1111,111 17,678

3 1,2 0,00097 1237,113 17,321

4 1,18 0,00099 1191,919 17,678

5 1,4 0,00095 1473,684 16,964

Total 6,08 0,00492 6190,297 87,855

Rata-rata 1,216 0,00098 1238.059 17,571

Perhitungan kapasitas kerja alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik : Dalam satuan kg/jam

Perhitungan 1

KKA rat in kon an r a ut k aktu k rja jam

k jam

= 1176,470kg/jam Perhitungan 2

k jam

= 1111,111 kg/jam Perhitungan 3

KKA

= 1237,113 kg/jam

(50)

Perhitungan 4

k jam

= 1473,684 kg/jam Dalam satuan Jam/Ha : Perhitungan 1

KKA aktu p n a utan ⁄ jumlah tanaman ⁄ ) x .

= 18,214 jam/hektare Perhitungan 2

= 17,321 jam/hektare

(51)

Perhitungan 4 Perhitungan 5

Tabel Data kapasitas kerja alat (kg/jam) alat pencabut singkong semi mekanis No. Berat

(kg)

Waktu (jam)

Kapasitas Kerja Alat (kg/jam)

Kapasitas Kerja Alat (jam/ha)

1 2,3 0,00194 1185,567 34,642

2 1,1 0,00194 567,010 34,642

3 1,35 0,00222 608,108 39,642

4 1,8 0,00166 1084,337 29,642

5 1,7 0,00138 1231,884 24,642

Total 8,5 0,00914 4676,906 163,21

Rata-rata 1,65 0,00182 935,381 32,642

Perhitungan kapasitas kerja alat pencabut singkong semi mekanis:

Dalam satuan kg/jam Perhitungan 1

k jam

= 1185,567 kg/jam

(52)

Perhitungan 2

k jam

= 1231,884 kg/jam Dalam satuan Jam/Ha Perhitungan 1

KKA aktu p n a utan ⁄ jumlah tanaman ⁄ )

(53)

x .

Lampiran 4. Persentase Kerusakan Singkong

Tabel PKS(%) alat pencabut singkong dengan pneumatik

No. Berat Awal

(Kg)

Berat Singkong Yang Patah (Kg)

PKS (%)

1 1,2 0 0

2 1,1 0 0

3 1,2 0 0

4 1,18 0 0

5 1,7 0,3 17,647

Total 6,38 0,3 17,647

Rata-rata 1,276 0,06 0,035

(54)

Rumus Persentase Kerusakan Singkong Perhitungan untuk percobaan ke-5

PKS

= 17,647 %

Tabel Persentase kerusakan singkong alat pencabut singkong semi mekanis No. Berat Awal

(kg)

Berat Singkong Yang Patah (kg)

PKS (%)

1 2.3 0 0

2 1.1 0 0

3 1.35 0 0

4 1.8 0 0

5 1.7 0 0

Total 8.5 0 0

Rata-rata 1.65 0 0

Lampiran 5. Konsumsi bahan bakar Tabel Konsumsi bahan bakar

Ulangan Waktu operasi (Jam)

Kebutuhan bahan bakar

(l)

Konsumsi bahan bakar (l/Jam)

1 0,00047 0,00209 4,446

2 0,00046 0,00223 4,847

3 0,00046 0,00216 4,695

Total 0.00139 0,00648 13,988

Rata-rata 0,00046 0,00216 4,662

Perhitungan : Ulangan I

Konsumsi bahan bakar utuhan ahan akar yan i unakan l waktu k rja jam

(55)

Ulangan II

Ulangan III

Lampiran 6. Analisis Ekonomi

Analisis Ekonomi Alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik 1. Unsur Produksi

1. Biaya pembuatan alat (P) = Rp. 6.871.000 2. Umur ekonomi (n) = 5 Tahun 3. Nilai akhir alat (S) = Rp. 687.100

4. Jam kerja = 8 jam/hari

5. Kapasitas produksi(kg/jam) = 1238.059 kg/jam 6. Biaya operator = Rp. 48.000/hari 7. Biaya perbaikan = Rp. 20,226/jam 8. Bunga modal dan asuransi = Rp. 101.130/tahun

9. Jam kerja alat per tahun = 2.080 jam/tahun (asumsi 260 hari efektif berdasarkan tahun 2020)

(56)

2. Perhitungan biaya pokok a. Biaya Tetap (BT)

1. Biaya penyusutan ( )

p. . . p. .

= Rp. 1.236.780/tahun Tabel biaya penyusutan dengan metode linier

Akhir tahun ke- Dt (Rp) Nilai akhir (Rp)

0 0 6.871.000

1 1.236.780 5.634.220

2 1.236.780 4.397.440

3 1.236.780 3.160.660

4 1.236.780 1.923.880

2. Bunga modal (5 %) dan asuransi (2 %) I

p . .

= Rp. 288.582/tahun 3. Pajak

Pajak = 2 % P

= 2 % Rp. 6.871.000

= Rp. 137.420/tahun

(57)

Total biaya tetap = Biaya penyusutan + Bunga modal dan asuransi + Pajak

= Rp. 1.236.780/tahun + Rp. 288.582/tahun + Rp. 137.420/tahun

= Rp. 1.662.782/tahun b. Biaya tidak tetap (BTT)

1. Biaya perbaikan alat (reparasi) Biaya reparasi

p. . . p. . jam

= Rp. 35,676/jam 2. Biaya operator

Jumlah jam kerja = 8 jam/hari

Biaya operator = Rp. 6.000/jam 8 jam

= Rp. 48.000/hari 3. Biaya Bahan Bakar

Harga BB = Rp. 7.650/l Kebutuhan BB = 4,695 l/jam

Biaya BB = Rp 7.650/l × 4,695 l/jam

= Rp. 35.916/jam

Total biaya tidak tetap = Biaya reparasi + Biaya operator + Biaya Bahan Bakar

= Rp. 35,676 + Rp. 6.000 + Rp. 35.916

= Rp. 42.011,676/jam c. Biaya pokok pencabutan pada singkong

Biaya pokok [

x ]

(58)

dimana :

BT = total biaya tetap (Rp/tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/jam) x = total jam kerja pertahun (jam/tahun) C = Kapasitas kerja alat (jam/kg)

Biaya pokok [

x ] [

. ] (Rp/kg)

Tabel perhitungan biaya pokok tiap tahun

Tahun BT

(Rp/tahun)

X (jam/tahun)

BTT (Rp/jam)

C (jam/kg)

BP (Rp/kg)

1 1.662.782 2080 42.011,676 0,0008 34,248

2 1.662.782 2080 42.011,676 0,0008 34,248

3 1.662.782 2080 42.011,676 0,0008 34,248

4 1.662.782 2080 42.011,676 0,0008 34,248

5 1.662.782 2080 42.011,676 0,0008 34,248

Analisis biaya alat pencabut singkong semi mekanis 1. Unsur Produksi

1. Biaya pembuatan alat (P) = Rp. 2.500.000 2. Umur ekonomi (n) = 5 Tahun 3. Nilai akhir alat (S) = Rp. 250.000

4. Jam kerja = 8 jam/hari

5. Kapasitas produksi/jam = 935,831 kg/jam 6. Biaya operator = Rp. 48.000/hari

(59)

7. Biaya perbaikan = Rp. 15/jam 8. Bunga modal dan asuransi = Rp. 75.000/tahun

9. Jam kerja alat per tahun = 2.080 jam/tahun (asumsi 260 hari efektif berdasarkan tahun 2020)

2. Perhitungan biaya pokok a. Biaya Tetap (BT)

1. Biaya penyusutan ( )

p. . . p. .

= Rp. 450.000/tahun Tabel biaya penyusutan dengan metode linier

Akhir tahun ke- Dt (Rp) Nilai akhir (Rp)

0 0 2.500.000

1 450.000 2.050.000

2 450.000 1.600.000

3 450.000 1.150.000

4 450.000 700.000

2. Bunga modal (5 %) dan asuransi (2 %) I

p .

= 75.000/tahun 3. Pajak

Pajak = 2 % P

= 2 % Rp. 2.500.000

(60)

= Rp. 50.000/tahun

Total biaya tetap = Biaya penyusutan + Bunga modal dan asuransi + Pajak

= Rp. 450.000 + Rp. 75.000 + Rp. 50.000

= Rp. 575.000/tahun b. Biaya tidak tetap (BTT)

1. Biaya perbaikan alat (reparasi) Biaya reparasi

p. . p. . jam

= Rp. 15/jam

2. Biaya operator

Jumlah jam kerja = 8 jam/hari

Biaya operator = Rp. 6.000/jam 8 jam

= Rp. 48.000/hari

Total biaya tidak tetap = Biaya reparasi + Biaya operator

= Rp. 15 + Rp. 6.000

= Rp. 6.015/jam c. Biaya pokok pencabutan pada singkong

Biaya pokok [

x ] dimana :

BT = total biaya tetap (Rp/tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/jam) x = total jam kerja pertahun (jam/tahun) C = Kapasitas kerja alat (jam/satuan kg)

(61)

Tabel perhitungan biaya pokok tiap tahun

Tahun BT

(Rp/tahun)

X (jam/tahun)

BTT (Rp/jam)

C (jam/kg)

BP (Rp/kg)

1 575.000 2080 6.015 0,0018 11,324

2 575.000 2080 6.015 0,0018 11,324

3 575.000 2080 6.015 0,0018 11,324

4 575.000 2080 6.015 0,0018 11,324

5 575.000 2080 6.015 0,0018 11,324

Lampiran 7. Break even point (Titik Impas)

Break even point alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik

Biaya tetap = Rp. 1.662.782/tahun

= Rp. 799,414/jam (1 tahun = 2080 jam)

= Rp. 0,278/kg (1 jam = 2870,233 kg) Biaya tidak tetap = Rp. 87.384.286,08/tahun

= Rp. 42.001,676 /jam (1 tahun = 2080)

= Rp. 14,510 /kg (1 jam = 2895,238 kg)

Penerimaan setiap produksi = Rp. 800/kg (harga ini diperoleh dari perkiraan harga pasar)

Break even point . . p tahun p k p k

= 2116,872 kg/tahun

Alat akan mencapai break even point jika alat telah mencabut sebanyak : Tahun Biaya tetap

(Rp/tahun)

Penerimaan (Rp/kg)

Biaya tidak tetap (Rp/kg)

Produksi (kg/tahun)

1 1.662.782 800 14,510 2116,872

2 1.662.782 800 14,510 2116,872

3 1.662.782 800 14,510 2116,872

4 1.662.782 800 14,510 2116,872

5 1.662.782 800 14,510 2116,872

Produksi mengalami titik impas (break even point) saat alat menghasilkan singkong yang tercabut sebanyak 2116,872 kg/tahun.

Break even point iaya t tap

har a jual iaya ti ak t tap

(62)

Break even point alat pencabut singkong semi mekanis

Break even point iaya t tap

har a jual iaya ti ak t tap Biaya tetap = Rp. 575.000/tahun

= Rp. 276,44/jam (1 tahun = 2080 jam)

= Rp. 0,29/kg (1 jam = 935,38 kg) Biaya tidak tetap = Rp. 12.511.200/tahun

= Rp. 6.015/jam (1 tahun = 2080)

= Rp. 6,43 /kg (1 jam = 935,38 kg)

Penerimaan setiap produksi = Rp. 800/kg (harga ini diperoleh dari perkiraan harga pasar)

Alat akan mencapai break even point jika alat telah mengiris sebanyak : Tahun Biaya tetap

(Rp/tahun)

Penerimaan (Rp/kg)

Biaya tidak tetap (Rp/kg)

Produksi (kg/tahun)

1 575.000 800 6,43 724,57

2 575.000 800 6,43 724,57

3 575.000 800 6,43 724,57

4 575.000 800 6,43 724,57

5 575.000 800 6,43 724,57

Produksi mengalami titik impas (break even point) saat alat menghasilkan singkong yang tercabut sebanyak 724,57 kg/tahun.

(63)

Lampiran 8. Gambar alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik

Tampak Depan

Tampak Atas

(64)

Tampak Samping Lampiran 9. Gambar hasil pencabutan singkong

Hasil pencabutan ulangan 1

(65)

(66)

(67)

Lampiran 10. Gambar teknik dari alat pencabut singkong dengan sistem pneumatik

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)