42 Lampiran 1. Flow Chart pelaksanaan penelitian.
Mulai
Merancang bentuk alat
Menggambar dan menentukan dimensi alat
Memilih bahan
Diukur bahan yang akan digunakan
Dipotong bahan yang digunakan sesuai dengan
dimensi pada gambar
Pengelasan
Digerinda permukaan yang kasar Merangkai alat
Pengecatan
43
Lampiran 1. (Lanjutan)
a b
Pengujian alat
Laya k?
Analisis data Pengukuran parameter
Dat
47
Lampiran 10. Gambar alat
Tampak depan
Lampiran 11. Gambar biji kedelai
49
Lampiran 11. (Lanjutan)
Lampiran 11. (Lanjutan)
51
Lampiran 11. (Lanjutan)
Lampiran 12. Data pengamatan pengupasan kulit ari biji kedelai
2. Persentase kerusakan hasil kupasan (%)
= 4,91%
3. Persentase biji kedelai tidak terkupas (%)
53
Lampiran 12. (Lanjutan)
4. Persentase biji kedelai hilang (%)
x 100%
x 100%
Lampiran 13. Spesifikasi alat
Perhitungan panjang sabuk V
L = 2C + 1,57(D + d) +
dimana:
L = Panjang efektif sabuk (mm)
C = Jarak antara kedua sumbu roda transisi (mm)
D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm)
d = Diameter luar efektif roda transmisi yang kecil (mm)
Panjang sabuk V dari motor listrik ke poros silinder pengupas
L = 2(620) + 1,57(130 +80) +
L =1569,72 mm
L = 62 inch
Perhitungan revolusi per menit (rpm)
55
Lampiran 13. (Lanjutan)
N1 = 1356 rpm
Maka rpm pada rotator ialah 1356 revolusi per menit sedangkan rpm pada stator
sebesar 1400 revolusi per menit.
dimana:
Volume silinder = L x tebal silinder
π 2
= 7,8 kg/Liter x 0,160768 Liter
= 1,254 kg
F -
Lampiran 13. (Lanjutan)
T = F x r silinder
= 1,5433 kg x 8 cm = 12,3464
P
= 0,238 HP
Pm
= 0,29 HP
Karena dipasaran tidak tersedia alat dengan daya 0,29 HP maka digunakan motor
dengan daya yang mendekati nilai tersebut yaitu 1 HP.
dimana:
V = Volume silinder
F = Gaya pada silinder
m = massa
T = Torsi
P = Daya
n = putaran
r = jari-jari
57
Lampiran 14. Analisis ekonomi
1. Unsur Produksi
1. Biaya Pembuatan Alat (P) = Rp. 4.000.000
2. Umur ekonomi (n) = 5 tahun
3. Nilai akhir alat (S) = Rp. 400.000
4. Jam kerja = 8 jam/hari
5. Produksi/hari = 444 kg/hari
6. Biaya operator = Rp. 40.000/ hari (1 jam=Rp. 5000)
7. Biaya listrik = Rp. 250,5/ jam
8. Biaya perbaikan = Rp. 18/ jam
9. Bunga modal dan asuransi = Rp. 432.000/ tahun
10.Biaya sewa gedung = Rp. 40.000/ tahun
11.Pajak = Rp. 80.000/tahun
12.Jam kerja alat per tahun = 2400 jam/tahun ( asumsi 300 hari
efektif berdasarkan tahun 2012)
2. Perhitungan Biaya Produksi
1. Biaya tetap (BT)
1. Biaya penyusutan (D)
D =
dimana:
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp)
Lampiran 14. (Lanjutan)
n = Umur ekonomi (tahun)
D =
= Rp 720.000/tahun
2. Bunga modal dan asuransi (I)
Bunga modal pada bulan Agustus 16% dan Asuransi 2%
I =
Total biaya tetap = Rp. 1.272.000/tahun
2. Biaya tidak tetap (BTT)
1. Biaya perbaikan alat (reparasi)
Biaya reparasi =
=
59
Lampiran 14. (Lanjutan)
2. Biaya listrik
Motor listrik 1 HP = 0.75 KW
Biaya listrik = 0.75 KW x Rp. 334/KWH
= Rp.250,5/H
= Rp.250,5/jam
3. Biaya operator
Biaya operator = Rp. 5000/jam
Total biaya tidak tetap = Rp. 5.268,5/jam
3. Biaya Produksi Biji Kedelai Terkupas
Biaya pokok = + BTT
]
C=
+ Rp. 5.268,5/jam
]
x 0,018 jam/kgLampiran 15. Break even point
Biaya tetap (BT) = Rp. 1.272.000/tahun
= Rp. 530/jam (1 tahun = 2.400 jam)
= Rp. 9,54954/kg (1 jam = 55,5 kg)
Biaya tidak tetap (BTT) = Rp. 5.268,5/jam (1 jam = 55,5 kg)
= Rp. 94,928/ Kg
Penerimaan setiap kg produksi (R) = harga kedelai setelah dikupas - harga kedelai
sebelum dikupas
Penerimaan setiap kg produksi (R) kedelai = Rp.16.000 – Rp. 11.000 = Rp. 5.000
Alat akan mencapai break even point jika alat telah menghasilkan biji kedelai
terkupas sebanyak :
N =
=
61
Lampiran 16. Net present value
Penerimaan (CIF) = pendapatan x (P/A, i, n) + nilai akhir x (P/F, i, n)
Pengeluaran (COF) = investasi + pembiayaan (P/A, i, n).
Kriteria NPV yaitu:
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak
menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya
yang dikeluarkan.
Berdasarkan persamaan (10), nilai NPV alat ini dapat dihitung dengan
rumus sebagai berikut:
CIF-COF ≥ 0
Investasi = Rp. 4.000.000
Nilai akhir = Rp. 400.000
Suku bunga bank = Rp 16%
Suku bunga coba-coba = Rp 20%
Umur alat = 5 tahun
Pendapatan = penerimaan x kapasitas alat x jam kerja alat 1 tahun
= Rp. 5.000/kg x 55,5 kg/jam x 2400 jam
= Rp. 666.000.000
Pembiayaan = biaya pokok x kapasitas alat x jam kerja 1 tahun
= Rp. 104,373/kg x 55,5 kg/jam x 2400 jam
Lampiran 16. (Lanjutan)
Cash in Flow 16%
1. Pendapatan = Pendapatan x (P/A, 16%,5)
= Rp. 666.000.000 x 3,2743
= Rp. 2.180.683.800
2. Nilai akhir = Nilai akhir x (P/F, 16%,5)
= Rp 400.000 x 0,4761
= Rp. 190.440
Jumlah CIF = Rp. 2.180.874.240
Cash out Flow 16%
1. Investasi = Rp. 4.000.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/F, 16%,5)
= Rp. 13.902.483,6 x 0,4761
= Rp. 6.618.972,44
Jumlah COF = Rp. 10.618.972,44
NPV 16% = CIF – COF
= Rp. 2.180.874.240 – Rp. 10.618.972,44
= Rp. 2.170.255.267,56
Cash in Flow 20%
1. Pendapatan = Pendapatan x (P/A, 20%,5)
= Rp. 666.000.000 x 2,9906
= Rp. 1.991.739.600
2. Nilai akhir = Nilai akhir x (P/F, 20%,5)
63
Lampiran 16. (Lanjutan)
Jumlah CIF = Rp. 1.991.900.360
Cash out Flow 20%
1. Investasi : Rp. 4.000.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/F, 20%,5)
= Rp. 13.902.483,6 x 0,4019
= Rp. 5.587.408,15
Jumlah COF = Rp. 9.587.408,15
NPV 20% = CIF – COF
= Rp. 1.991.900.360 – Rp. 9.587.408,15
= Rp. 1.982.312.951,85
Jadi besarnya NPV 16% adalah Rp. 2.170.255.267,56 dan NPV 20%
adalah Rp. 1.982.312.951,85 J ≥ 67aha ini
Lampiran 17. Internal rate of return
Suku bunga bank paling atraktif (p) = 16%
Suku bunga coba-coba ( > dari p) (q) = 20 %
IRR = q% +
x (q% - p%)
= 20% +
x (20%-16%)
40
DAFTAR PUSTAKA
AAK, 1989. Kedelai. Kanisius, Yogyakarta.
Adisarwanto, T., 2005. Kedelai. Penebar Swadaya, Jakarta.
Annas, M. S., 2002. Perancangan Mesin Pengupas Kulit Ari Kacang Kedelai. Universitas Trisakti, Jakarta.
Amanto, H. dan Daryanto., 1999. Ilmu Bahan. Bumi Aksara, Jakarta.
Cooper, E. L., 1992. Agricultural Mechanics. Fundamentals and Applications 2ndEdition. Delmar Publisher Inc, The United State of America.
Daryanto, 1984. Dasar-Dasar Teknik Mesin. Bina Aksara, Jakarta.
Djoekardi, D., 1996. Mesin-Mesin Motor Induksi. Universitas Trisakti, Jakarta.
Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU, Medan.
Fatimah, S., 2009. Besi dan baja. Gunadarma, Depok.
Giatman, M., 2006. Ekonomi Teknik. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Halim, A., 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis: Kajian dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Hanifah, U. dan Winaryo, 2008. Perancangan alat pengupas kulit ari kacang tanah tipe gesek. Balai Besar Pengembangan Teknologi Tepat Guna, Subang. Hal 1.
Jaya, R. M., 2010. Pengupasan Mekanis dan Khemis. Universitas Jember, Jember.
Kastaman, R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya.
Koswara, S., 1992. Teknologi Pengolahan Kedelai Menjadikan Makanan Bermutu. Pustaka Sinar Harapan, Jakarta.
Lutfi, M., 2010. Modifikasi dan uji kinerja orbapas (Alat Pengupas Biji Kedelai). Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat, Malang.Vol. 11. Hal 1.
Mabie, H. H. and F.W. Ocvirk., 1967. Mechanics and Dynamic of Machinery. Jhon Wiley & Sons, Inc., New York.
41
Rizaldi, T., 2006. Mesin Peralatan. Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU. Medan.
Roforsyam dan W. D. Putro., 2010. Model matematis kapasitas belah biji kedelai pada mesin pembelah sistem gesek putar. Politeknik Negeri Semarang, Semarang. Hal 1.
Stolk, J. dan C. Kross., 1981. Elemen Mesin: Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin. Penerjemah Handersin dan A. Rahman. Erlangga, Jakarta.
Smith, H. P. dan L. Wilkes., 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Gajah Mada University Press, Yoyakarta.
Soenarta, N. dan S. Furuhama., 2002. Motor Serbaguna. Pradnya Paramita, Jakarta.
Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.
Suhendra dan B. Setiawan., 2012. Model efisiensi mesin pengupas dan pembelah biji kedelai tipe piringan menggunakan program Powersim. Politeknik Terpikat Sambas, Sambas. Vol II. Hal 2.
Sularso dan K. Suga., 2002. Dasar perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.
Sumanto, M. A., 1994. Pengetahuan Bahan untuk Mesin dan Listrik. Penerbit Andi Offset, Yogyakarta.
Waldiyono, 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar,Yogyakarta.
Widiantara, 2010. Pengiris bawang merah dengan pengiris vertikal (Shallot
Slicer). Seminar Rekayasa Kimia dan Proses: 1411-4216: F-01-5.
25
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dimulai pada bulan April 2014 sampai dengan September
2014 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja
siku, plat besi, puli (pulley), motor listrik, sabuk V (V-belt), baut dan mur,
bantalan, besi bulat padu (poros), plat stainless steel, plat aluminium, dan kabel
deck.
Sedangkan alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat tulis,
tampi, mesin las, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, palu, tang, kunci pas dan
ring.
Metodologi Penelitian
Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur
(kepustakaan), melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat
pengupas kulit ari kedelai ini. Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan
pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat pengupas. Setelah itu,
dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
Komponen Alat
Alat pengupas kulit ari biji kedelai (tipe silinder) ini mempunyai beberapa
26
1. Rangka alat
Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat
lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 61 cm,
lebar 60 cm dan tinggi 115 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 biji kedelai yang akan
dikupas dengan silinder pemutar
4. Saluran keluaran
Saluran keluaran ini berfungsi untuk menyalurkan biji kedelai yang sudah
dikupas ke tempat penampungan yang telah disediakan
5. Silinder
Silinder atau roll pemutar berfungsi untuk mengupas biji kedelai
6. Poros putaran
Poros putaran ini merupakan poros yang berada di dalam silinder. Poros
putaran berfungsi untuk memutar silinder atau roll pemutar. Poros putaran
ini terhubung dengan motor listrik menggunakan pulley dan v-belt.
Persiapan Penelitian
Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan
untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran alat, dan mempersiapkan
27
a. Pembuatan alat
Adapun langkah-langkah dalam membuat alat pengupas kulit ari biji
kedelai (tipe silinder) ini yaitu:
1. Dirancang bentuk alat pengupas kulit ari biji kedelai
2. Digambar serta ditentukan ukuran alat pengupas kulit ari biji kedelai
3. Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat alat pengupas kulit ari
biji kedelai
4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai
dengan ukuran yang telah ditentukan pada gambar teknik alat
5. Dipotong bahan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan
6. Dilakukan pengelasan dan pengeboran untuk pemasangan kerangka alat
7. Digerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan
8. Dilas plat stainless steel pada poros
9. Dibentuk plat stainless steel dan dilas sebagai silinder pemutar
10. Dilakukan pengecatan guna memperpanjang umur pemakaian alat dan
menambah daya tarik alat pengupas kulit ari biji kedelai
11. Dirangkain komponen-komponen alat pengupas kulit ari biji kedelai
12. Dipasang sabuk V pada motor listrik dan puli untuk menghubungkan
tenaga putar dari motor listrik terhadap puli yang sudah terhubung dengan
poros sebagai sumber tenaga untuk memutar silinder.
b. Persiapan bahan
1. Disiapkan biji kedelai kering yang akan dikupas
2. Ditimbang biji kedelai sebanyak 9 kg
28
Prosedur Penelitian
1. Ditimbang bahan yang akan dikupas
2. Dihidupkan alat pengupas
3. Dimasukkan bahan kedalam alat pengupas melalui corong masukan
4. Dihitung waktu pengupasan kulit ari biji kedelai
5. Dimatikan alat pengupas
6. Diambil dan disortasi biji dan kulit kedelai dalam bak penampungan
7. Dihitung berat biji kedelai yang terkupas, berat biji yang rusak, berat biji
kedelai yang tidak terkupas, dan berat kulit ari biji kedelai dan berat biji
yang hilang
8. Dihitung kapasitas pengupasan biji kedelai perjam, persentase kerusakan
hasil kupasan, persentase kedelai tidak terkupas dan persentase biji hilang
9. Dilakukan pengulangan sebanyak 9 kali ulangan.
Parameter yang Diamati
Kapasitas efektif alat
Pengukuran kapasitas pengupasan dilakukan dengan membagi berat
kedelai awal terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mengupas kulit ari kedelai.
Persentase kerusakan hasil kupasan
Persentase kerusakan hasil kupasan dihitung dengan membagikan berat
kedelai hasil kupasan yang rusak terhadap berat kedelai terkupas.
29
Persentase biji kedelai tidak terkupas
Persentase biji kedelai tidak terkupas dihitung dengan membagikan berat
kedelai yang tidak terkupas terhadap berat kedelai awal.
Persentase biji kedelai hilang
Persentase biji kedelai hilang dihitung dengan membagikan berat kedelai
hilang terhadap berat kedelai yang dikupas.
Analisis ekonomi
1. Biaya pengupasan biji kedelai
Perhitungan biaya pengupasan biji kedelai dilakukan dengan cara
menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap,
atau lebih dikenal dengan biaya pokok. Hal ini dapat dihitung berdasarkan
persamaan (3).
a. Biaya tetap
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya penyusutan (metoda garis lurus). Hal ini dapat dihitung
berdasarkan persamaan (4).
2. Biaya bunga modal dan asuransi. Hal ini dapat dihitung berdasarkan
persamaan (5).
3. Biaya pajak
30
4. Biaya gudang/gedung
Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1%,
rata-rata diperhitungkan 1% dari nilai awal (P) pertahun.
b. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1. Biaya listrik (Rp/Kwh)
2. Biaya perbaikan alat
Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan (6)
3. Biaya operator
Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari
gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya.
2. Break even point
Manfaat perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk
mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha
yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang
diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya
keuntungan. Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat dihitung
berdasarkan persamaan (7).
3. 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
31
- NPV > 0, berarti usaha menguntungkan, layak untuk dilaksanakan dan
dikembangkan.
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak
menguntungkan dan tidak layak untuk dilaksanakan serta dikembangkan.
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
dikeluarkan.
4. Internal rate of return
Untuk mengetahui kemampuan untuk dapat memperoleh kembali investasi
yang sudah dikeluarkan dapat dihitung dengan menggunakan IRR. Hal ini dapat
32
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai
Alat pengupas kulit ari biji kedelai dirancang untuk mengupas kulit ari biji
kedelai yang masih dalam keadaan kering atau belum mendapat perlakuan apapun
seperti perendaman ataupun perebusan. Dalam pembuatan berbagai produk olahan
kedelai, proses pengupasan kulit ari sangatlah penting untuk mendapatkan biji
kedelai yang baik yaitu tanpa kulit ari. Alat ini mempunyai dimensi panjang 61
cm, lebar 60 cm dan tinggi 115 cm.
Alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silinder ini terdiri dari tiga bagian
utama yaitu: rangka alat, silinder pengupas, dan motor listrik. Pada alat ini
kerangka alat yang digunakan adalah besi siku. Pemilihan bahan ini dikarenakan
beban yang diterima adalah silinder pengupas yang terbuat dari bahan besi dan
stainless steel sehingga alat masih tetap menahan beban dan kokoh.
Silinder pengupas terbuat dari bahan besi dengan diameter 16 cm dan tebal
9 cm. Silinder pengupas tersebut memiliki lubang-lubang sebanyak 140 dengan
diameter 1 cm sebagai ruang untuk biji kedelai dalam proses pengupasan. Biji
kedelai yang telah dikupas akan dibawa ke saluran pengeluaran seiring dengan
berputarnya silinder.
Prinsip Pengupasan
Alat pengupas kulit ari biji kedelai ini bekerja berdasarkan prinsip putaran
pada silinder pengupas. Biji kedelai yang masuk dalam proses pengupasan
mengalami gesekan dan benturan dengan bidang gesek silinder berupa
33
yang telah tertampung tersebut dibersihkan dari kulit arinya dengan cara ditampi
secara manual.
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 biji kedelai
yang dikupas (kg) dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pengupasan.
Pada penelitian ini, lama waktu pengupasan dihitung mulai dari biji
kedelai dimasukkan ke dalam saluran pemasukan (hopper) sampai dengan biji
kedelai selesai dikupas dan mesin dimatikan. Dari penelitian yang telah dilakukan
9 kali ulangan diperoleh:
Tabel 1. Kapasitas efektif alat
Ulangan Berat awal (kg) Waktu (jam) Kapasitas (kg/jam)
I 1 0,023 43,47
Dari Tabel 1 diperoleh waktu pengupasan kulit ari adalah 65,4 detik atau
0,018 jam sehingga diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 55,5 kg/jam. Dalam
hal ini proses pengupasan pada setiap ulangan dilakukan tidak secara kontinyu
agar perlakuan pada setiap percobaan menjadi sama. Pada hasil pengamatan
didapat bahwa kapasitas alat yang tertinggi terdapat pada ulangan ke V dan VI
yaitu 66,66 kg/jam dan kapasitas alat terendah terdapat pada ulangan I yaitu 43,47
34
Persentase Kerusakan Hasil Kupasan
Persentase kerusakan hasil kupasan dapat dihitung dengan membagikan
berat kedelai yang rusak dengan berat kedelai terkupas. Dari percobaan yang telah
dilakukan diperoleh persentase kerusakan sebagai berikut:
Tabel 2. Persentase kerusakan hasil kupasan
Ulangan Berat kedelai rusak (kg) Berat kedelai terkupas (kg) % Kerusakan
Dari Tabel 2 diperoleh bahwa persentase rata-rata kerusakan hasil kupasan
adalah 4,91%. Adanya kerusakan biji ketika dikupas diduga diakibatkan jarak
(clearance) antara rotor dan stator terlalu kecil yaitu sebesar 0,5 cm. Hal ini sesuai
dengan literatur Wiraatmadja (1995) yang menyatakan bahwa selama pengupasan
salah satu faktor yang mempengaruhi kemampuan kerja alat yaitu clearance
pengupas. Adapun kriteria kerusakan dari hasil kupasan kedelai yaitu kedelai
dalam bentuk terpecah-pecah menjadi butiran yang lebih kecil.
Persentase Biji Tidak Terkupas
Persentase biji tidak terkupas dapat dihitung dengan membagikan berat
kedelai tidak terkupas dengan berat kedelai awal dikali 100%. Dari hasil
35
Tabel 3. Persentase biji tidak terkupas
Ulangan Berat awal (kg) Berat kedelai tidak terkupas (kg)
Dari Tabel 3 diperoleh bahwa persentase rata-rata kedelai tidak terkupas
sebesar 11,01%. Adanya kedelai yang tidak terkupas kulit arinya diakibatkan oleh
perputaran silinder yang terlalu cepat sehingga mengakibatkan kedelai terlempar
sehingga tidak tergesek dengan silinder.
Persentase Biji Hilang
Persentase biji hilang dapat dihitung dengan membagikan berat kedelai
hilang dengan berat kedelai awal dikali dengan 100%. Dari hasil penelitian
diperoleh persen biji kedelai hilang sebagai berikut:
Tabel 4. Persentase biji hilang
Ulangan Berat awal (kg) Berat biji hilang % Biji hilang
I 1 0,003 0,3
Pengukuran persentasi biji yang hilang dilakukan dengan pengamatan secara
36
penyortiran biji yang hilang secara mekanis yang ditandai dengan biji yang tidak
tertampung oleh bak penampungan. Dari hasil pengamatan maka didapat
persentase biji hilang sebesar 2,1%.
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. Dari analisis ekonomi
yang dilakukan (Lampiran 15) diperoleh biaya untuk memproduksi biji kedelai
tanpa kulit ari sebesar Rp. 104,373/kg. Artinya, untuk memproduksi biji kedelai
tanpa kulit ari sebanyak 1 kg dibutuhkan biaya sebesar Rp. 104,373/kg.
Break even point
Analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan
tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat
membiayai usaha itu sendiri (self financing), dan selanjutnya dapat berkembang
sendiri (self growing). Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Manfaat
perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk mengetahui batas
produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola
masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya
37
pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka kegiatan usaha
akan mengalami kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan
memperoleh keuntungan.
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan
(Lampiran 16), alat pengupas kulit ari biji kedelai ini akan mencapai break even
point pada nilai 259,32 kg/tahun. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas
apabila telah memproduksi biji kedelai tanpa kulit ari sebanyak 259,32 kg.
Net present value
Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu
alat layak atau tidak untuk diusahakan. Dalam menginvestasikan modal
penambahan alat pada suatu usaha maka net present value ini dapat dijadikan
salah satu alternatif dalam analisis financial. Dari pengamatan diperoleh
(Lampiran 13) besarnya nilai NPV 16% adalah Rp. 2.170.255.267,56 dan NPV
20% adalah Rp. 1.982.312.951,85. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan
karena nilainya lebih besar dari nol. Hal ini sesuai dengan pernyataan Darun
(2002) yang menyatakan bahwa kriteria NPV yaitu:
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak
menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
38
Internal rate of return
Internal rate of return (IRR) ini digunakan untuk memperkirakan
kelayakan lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan
tertentu. Dalam menginvestasikan sampai dimana kelayakan usaha itu dapat
dilaksanakan. Maka hasil yang didapat dari perhitungan ini adalah sebesar
66,54%. Artinya kita dapat menaikkan bunga sampai pada keuntungan 66,54%,
jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian. Usaha ini masih layak
dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi
66,54%, jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini
tidak layak lagi diusahakan. Semakin tinggi bunga pinjaman di bank maka
39
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Kapasitas efektif alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silender yang
digunakan dalam penelitian sebesar 55,5 kg/jam.
2. Persentase kerusakan hasil kupasan adalah 4,91%, persentase biji kedelai tidak
terkupas adalah 11,01% dan persentase biji kedelai hilang adalah 2,1%.
3. Biaya pokok yang dikeluarkan untuk memproduksi biji kedelai tanpa kulit ari
sebanyak 1 kg dari alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silinder ini adalah
Rp. 104,373.
4. Alat ini akan mencapai break even point (titik impas) setelah mengupas biji
kedelai sebanyak 259,32 kg/tahun.
5. Net present value 16% dan 20% dari alat pengupas kulit ari biji kedelai ini
adalah Rp. 2.170.255.267,56 dan Rp. 1.982.312.951,85 yang artinya usaha ini
layak untuk dijalankan.
6. Internal rate of return dari alat pengupas kulit ari biji kedelai ini adalah
66,54%.
Saran
1. Dengan kapasitas alat yang masih rendah perlu dilakukan pengembangan alat
untuk meningkatkan kapasitas alat.
TINJAUAN PUSTAKA
Kedelai
Sejarah kedelai
Kedelai merupakan tanaman asli daratan Cina dan telah dibudidayakan
oleh manusia sejak 2500 SM. Sejalan dengan semakin berkembangnya
perdagangan antar negara yang terjadi pada awal abad ke-19, menyebabkan
tanaman kedelai juga ikut tersebar ke berbagai negara tujuan perdagangan
tersebut, yaitu Jepang, Korea, Indonesia, India, Australia dan Amerika. Menurut
laporan, kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak abad ke-16 (Adisarwanto, 2005).
Menurut para ahli botani, kedelai adalah tanaman yang berasal dari
Manchuria dan sebagian Cina, dan terdapat jenis kedelai liar yang tergolong
dalam spesies Glycine ussuriensis. Kemudian menyebar ke daerah tropika dan
subtropika serta dilakukan pemuliaan sehingga dihasilkan berbagai jenis kedelai
unggul yang dibudidayakan (Koswara, 1992).
Perkembangan kedelai di Indonesia
Varietas kedelai yang ditanam di Indonesia pada mulanya berasal dari luar
negeri, diantaranya adalah dari Jepang, Taiwan, Kolombia, Amerika Serikat dan
Filipina. Varietas-varietas kedelai dari luar negeri tersebut umumnya kurang
cocok ditanam di Indonesia, karena faktor perbedaan panjang hari dan suhu.
Varietas-varietas kedelai tersebut yang belum menunjukkan keunggulannya di
Indonesia ternyata ada yang beradaptasi dan berproduksi baik di beberapa daerah,
sehingga muncul istilah varietas lokal. Varietas lokal ini dapat berpotensi menjadi
Botani tanaman kedelai
Adapun klasifikasi tanaman kedelai (Glycine max (L.) Merrill) menurut
literatur Adisarwanto (2005) adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Subdivisio : Angiospermae
Kelas : Dicotyledoneae
Ordo : Rosales
Famili : Leguminosae
Genus : Glycine
Spesies : Glycine max (L.) Merrill
Varietas kedelai
Varietas kedelai diberbagai daerah berbeda-beda sesuai dengan keadaan
sekitarnya. Di daerah Sumatera Utara, varietas kedelai yang populer dan sering
ditanam petani adalah Willis, Orba, Kerinci, Galunggung, Lokon, Tidar dan beberapa
varietas lain pada lokasi tertentu, disamping varietas lokal Kipas Merah dan Kipas
Putih dari daerah Aceh (Ningrum,1993).
6
Gambar 2. Bagian biji kedelai
Kedelai termasuk tanaman yang berbuah polong dan berbunga kupu-kupu,
seperti halnya kacang tanah. Perbedaannya adalah bahwa buah kacang tanah terdapat
didalam tanah, sedangkan buah kedelai tumbuh di atas tanah, yakni pada batangnya.
Pada dasarnya penentuan varietas kedelai didasarkan pada :
- Umur
Umur kedelai terhitung dari awal penanaman biji sampai dengan masa
panen tiba sangat bervariasi. Berdasarkan perbedaan umur ini bisa dibedakan
kepada beberapa jenis kedelai, yaitu :
1. Kedelai genjah : berumur pendek yaitu 75-85 hari
2. Kedelai tengahan : berumur antara 85-90 hari
3. Kedelai dalam : berumur panjang yaitu lebih dari 90 hari.
- Warna biji
Warna biji kedelai berbeda-beda, tetapi pada garis besarnya dibedakan
menjadi dua macam, yaitu kedelai putih/kuning dan kedelai hitam/hijau.
1. Kedelai putih/kuning
Kedelai putih membutuhkan syarat-syarat tumbuh yang lebih sukar
dibandingkan dengan kedelai hitam. Kedelai putih kurang baik jika dibuat
pembuat tempe dan tahu. Disamping itu, kedelai putih/kuning lebih mahal
bila dibandingkan dengan kedelai hitam
2. Kedelai hitam/hijau
Walaupun harga jualnya lebih murah, pada umumnya kedelai hitam
lebih disukai oleh para petani, karena kedelai hitam tidak membutuhkan
perlakuan khusus dari awal tanam hingga proses pengolahan hasil.
Disamping itu kedelai hitam mudah dipasarkan, karena kedelai tersebut
baik sekali untuk dibuat kecap dan tauco
(AAK, 1989).
Proses Pengupasan Kulit Ari Kedelai
Untuk memperoleh bahan pangan yang siap dimakan, maka kita harus
memisahkan kulitnya terlebih dahulu dari daging buah ataupun sayuran.
Pemisahan ini disebut dengan pengupasan. Pengupasan merupakan pra proses
dalam mengolah suatu bahan yang bertujuan untuk memisahkan bagian yang
dapat dimakan dari kulit ataupun dari bagian yang harus dibuang. Dalam
melakukan pengupasan, digunakan metode yang berbeda. Hal ini dikarenakan
masing-masing bahan memiliki karakteristik yang berbeda-beda (Jaya, 2010).
Proses pengupasan biji-bijian merupakan kegiatan lebih lanjut pemanenan
hasil pertanian. Pengupasan kedelai biasanya baru dilakukan jika akan digunakan,
baik untuk benih maupun untuk bahan pangan. Pembijian atau pengupasan polong
harus semaksimal mungkin menghindari terjadinya biji luka (rusak) karena akan
merupakan media yang baik bagi infestasi hama dan jamur
(Hanifah dan Winaryo, 2008).
Proses pengupasan kulit ari dapat dilakukan secara manual menggunakan
8
kulit ari. Hasil pengupasan biji kedelai berupa keping-keping biji kedelai
(Adisarwanto, 2005).
Teknik mengupas biji kedelai masih banyak dilakukan dengan
menggunakan cara klasik yaitu dengan merendam dan menginjak-injak dalam
suatu wadah hingga kulit ari biji kedelai terkupas. Hal ini sangat merugikan
karena dengan kedelai terbagai dua atau bahkan dapat hancur karena tekanan yang
diberikan pada kedelai tidak tetap. Disisi lain hasil pengupasannya terbatas dan
sangat bergantung pada kemampuan manusia atau operator (Lutfi, 2010).
Dalam menentukan kemampuan mesin pengupas kulit ari kacang kedelai
perlu juga diketahui sifat-sifat dari kacang kedelai itu sendiri. Biji kacang kedelai
berkeping dua terbungkus kulit biji. Sifat kacang kedelai ini mampu menyerap air
dan dapat menyebabkan beratnya naik menjadi dua kali lipat, dengan sifat biji
yang keras dan daya serap air tergantung ketebalan kulit (Annas, 2002).
Kedelai yang diproses menggunakan mesin pengupas akan mengalami
3 kemungkinan yaitu: terkupas terbelah, remuk, dan utuh. Kemungkinan ini dapat
terjadi jika:
a. Bila biji kedelai yang diproses ukurannya jauh lebih besar dari ukuran celah
piringan pengupas maka kedelai akan banyak yang remuk
b. Bila kedelai yang diproses ukurannya lebih kecil dari ukuran celah piringan
pengupas maka kedelai banyak yang utuh (tidak terkupas, terkupas, dan
remuk)
c. Bila kedelai yang diproses ukurannya hampir sama atau mendekati ukuran
celah piringan pengupas, maka banyak kedelai yang terkupas atau terbelah
Adapun cara untuk memperbesar atau memperkecil kapasitas pengupasan
yaitu dengan mengubah jumlah batang penggilas, rpm atau memperbesar jarak
clearancenya. Perubahan yang paling mudah untuk memperbesar atau
memperkecil kapasitas kerja dengan mengubah rpm yakni dengan menambah
transmisi, baik dengan pulley atau rantai (Wiraatmadja, 1995).
Proses pembelahan biji kedelai dalam pembuatan tempe pada industri
rumah tangga masih dilakukan secara manual dinjak-injak. Kapasitas cara ini baru
mencapai 10 kg/jam dengan efisiensi 93%. Beberapa pengrajin tempe kedelai
skala yang lebih besar telah menggunakan mesin pembelah, seperti mesin
pembelah sistem dua lempengan grinda (disk). Efisiensi pembelahan jenis mesin
tersebut 85% dan kapasitasnya 50 kg/jam, dimana biji kedelai yang berukuran
lebih besar dari jarak dua lempengan cenderung pecah atau hancur, sedangkan biji
kedelai yang berukuran lebih kecil tidak terbelah (Rofarsyam dan Putro, 2010).
Komponen Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai
Motor listrik
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor
listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan separti mesin untuk
menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi untuk pertanian, untuk kipas
angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi
10
peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot
debu.
Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik
asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC
berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial
(inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (HP) maupun kiloWatt
(kW).
Prinsip kerja motor listrik
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor
listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan seperti mesin untuk
menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi pertanian, untuk kipas angin
serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).
Tenaga listrik merupakan ubahan dari tenaga lain. Tenaga listrik melalui
motor listrik dapat menghasilkan tenaga listrik dapat menghasilkan tenaga
mekanik lainnya. Keuntungan penggunaan tenaga listrik antara lain:
1. Motor listrik konstruksinya sederhana dan kompak
2. Pengembalian tenaga listrik mudah terutama setelah listrik masuk desa
3. Membutuhkan pemeliharaan dan perawatan yang sederhana
4. Cara mengoperasikannya sangat mudah, yaitu hanya memutar kontak
5. Tidak menimbulkan suara
6. Menghasilkan tenaga yang halus dan seragam
7. Dapat menyesuaikan dengan beban
Di lain pihak, motor listrik juga memiliki kekurangan sebagai berikut:
1. Motor listrik membutuhkan sumber daya, kabelnya harus dapat dihubungkan
langsung dengan stopkontak, dengan demikian tempat penggunaannya sangat
terbatas panjang kabel
2. Kalau dipergunakan baterai sebagai sumber daya, maka beratnya akan
menjadi besar
3. Secara umum biaya listrik lebih tinggi dari harga bahan bakar minyak
4. Untuk menghasilkan daya yang sama dihasilkan oleh sebuah motor
pembakaran, maka motor listrik akan lebih berat
(Soenarta dan Furuhama, 2002).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir
semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam
transmisi seperti itu di pegang oleh poros.
Menurut Sularso dan Suga (2002), hal-hal yang perlu diperhatikan didalam
merencanakan sebuah poros adalah:
1. Kekuatan poros
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur
atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat
beban tarik atau tekan. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi
tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros
mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus
12
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. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya
lebih rendah dari putaran kritisnya.
4. Korosi
Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin
yang berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan
fluida yang korosif 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 difinis.
Puli
Pulley sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak
Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (di atas
35 m/det) (Stolk dan Kros, 1981).
Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara:
- Horizontal, pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar di mana
pasangan puli terletak pada sumbu mendatar
- Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak dimana letak pasangan puli
adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada
bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk
(Mabie and Ocvirk, 1967).
Sabuk V
Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi sabuk
dibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V.
Kontak gesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur
menyebabkan berkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan
tegangan yang lebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V
mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian
sebelah luar akan mengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami
tekanan. Susunan khas sabuk V terdiri atas:
1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi
2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan
daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk
14
bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah
harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan
putaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam semua bidang
industri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian, alat
kedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada sabuk
ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan pulley sehingga tidak dapat dipakai
untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1984).
Sabuk banyak digunakan dalam mesin-mesin pertanian. Hal ini
dikarenakan sabuk memiliki beberapa kelebihan. Sularso dan Suga (2004) juga
menyatakan bahwa bila dibandingkan dengan transmisi roda gigi atau rantai,
sabuk V bekerja lebih halus dan tidak bersuara. Untuk mempertinggi daya
transmisi, dapat dipakai beberapa sabuk V yang dipasang sebelah. Namun, sabuk
V juga memilik kelemahan yaitu:
- Tidak dapat digunakan pada jarak yang panjang
- Tidak cocok untuk beban yang berat pada kecepatan rendah
- Hanya dapat menghubungkan poros – poros yang sejajar dengan arah
putar yang sama.
Menurut Smith dan Wilkes (1990), apabila pemindahan daya
menggunakan dua roda transisi, maka hubungan antara jarak kedua titik pusat
sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat ditentukan dengan rumus:
L = 2C + 1,57(D + d) +
... (1)
dimana:
D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm)
d = Diameter luar efektif roda transmisi yang kecil (mm)
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan
tahan lama. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen
mesin lainnya bekerja dengan baik.
Bantalan dapat diklasifikasikan berdasarkan pada:
1. Gerakan bantalan terhadap poros
- Bantalan luncur
Pada bantalan ini terjadi gerakan luncur antara poros dan bantalan
karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan
perantaraan lapisan pelumas
- Bantalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang
berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola
(peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat.
2. Beban terhadap poros
- Bantalan radial: arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak
lurus sumbu poros
- Bantalan aksial: arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros
- Bantalan gelinding khusus: bantalan ini dapat menumpu beban yang
arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.
16
Logam yang Digunakan
Baja tahan karat
Logam yang digunakan merupakan logam baja tahan karat (stainless
steel). Baja tahan karat yang mempunyai seratus lebih jenis yang berbeda-beda.
Akan tetapi, seluruh baja itu mempunyai satu sifat karena kandungan kromium
yang membuatnya tahan terhadap karat. Baja tahan karat dapat dibagi ke dalam
tiga kelompok dasar, yakni:
1. Baja tahan karat ferit
Baja ini mengandung unsur karbon yang rendah (sekitar 0,04% C)
dan sebagian besar dilarutkan dalam besi. Sementara itu, unsur lainnya
yaitu kromium sekitar 13% - 20% dan tambahan kromium tergantung pada
tingkat ketahanan karat yang diperlukan
2. Baja tahan karat austenit
Baja tahan karat austenit mengandung nikel dan kromium yang
amat tinggi, nikel akan membuat temperatur transformasinya rendah,
sedangkan kromium akan membuat kecepatan pendinginan kritisnya
rendah
3. Baja tahan karat martensit
Baja tahan karat martensit mengandung sejumlah besar unsur
karbon. Baja yang mengandung 0,1% C, 13% Cr, dan 0,5% Mn ini dapat
didinginkan untuk memperbaiki kekuatannya, tetapi tidak menambah
kekerasan
Pada kenyataannya, semua stainless steel mengandung paling sedikit 10%
krom. Keberadaan lapisan korosi yang tipis ini mencegah proses korosi
berikutnya dengan berlaku sebagai pelindung yang menghalangi oksigen dan air
bersentuhan dengan permukaan logam. Hanya beberapa lapisan atom saja cukup
untuk mengurangi kecepatan proses karat selambat mungkin karena lapisan korosi
tersebut terbentuk dengan sangat rapat. Besi biasa, berbeda dengan stainless steel,
permukaannya tidak dilindungi apapun sehingga mudah bereaksi dengan oksigen
dan membentuk lapisan Fe2O3 atau hidroksida yang terus menerus bertambah
seiring dengan berjalannya waktu. Lapisan korosi ini makin lama makin menebal
dan kita kenal sebagai karat (Widiantara, 2010).
Besi
Besi (Fe) merupakan salah satu logam yang mempunyai peranan yang
sangat besar dalam kehidupan manusia, terlebih-lebih di zaman modern seperti
sekarang. Kelimpahannya juga sangat besar, 50.000 ppm atau 5% dan merupakan
jenis logam terbanyak kedua di kulit bumi. Karena kelimpahannya yang sangat
besar itulah maka besi banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan
industri konstruksi. Besi berada dalam bentuk senyawanya, terutama sebagai bijih
besi, yang mengandung Fe2O3 (hematite), Fe2O3. H2O (limonit), Fe3O4
(magnetic), FeCO3 (siderite), dan FeS2 (pirit) (Fatimah, 2009).
Aluminium
Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium 0,65
atau 1/3 berat jenis tembaga). Tahanan jenis 2,8 x 10-8 atau 1,25 x tahanan jenis
tembaga. Sifat tahan tarik maksimum dalam keadaan dingin 17 - 20 kg/mm2. Oleh
18
Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium (beberapa kawat yang
dipilin) dengan kawat baja sebagai intinya (Sumanto, 1994).
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).
Motor listrik sering digunakan sebagai tenaga penggerak dibandingkan
dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena dapat disesuaikan, motor dapat
digunakan di hampir setiap lokasi termasuk di dalam air (Cooper, 1992).
Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara vertikal,
pemasangan puli dilakukan secara tegak di mana letak pasangan puli adalah pada
sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme
serta penurunan umur sabuk (Mabie and Ocvirk, 1967).
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).
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. Keberhasilan atau
pembuatannya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan usaha tani
dapat diklasifikasikan dalam logam dan non logam (Smith dan Wilkes, 1990).
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 dikonversikan 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 =
... (2)
Analisis Ekonomi
Biaya pemakaian alat
Pengukuran biaya pemakaian alat dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya pokok = + BTT
]
C ... (3)dimana:
BT = total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT = total biaya tidak tetap (Rp/jam)
x = total jam kerja pertahun (jam/tahun)
20
Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya penyusutan (metode garis lurus)
D = - ... (4)
dimana:
D = biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp)
S = nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = umur ekonomi (tahun)
2. Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan besarnya:
I =
... (5)
dimana:
i = total persentase bunga modal dan asuransi (17% pertahun)
3. Di negara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk
mesin-mesin dan peralatan pertanian, bahwa beberapa literatur
menganjurkan bahwa biaya pajak alsin pertanian diperkirakan sebesar 2%
pertahun dari nilai awalnya.
4. Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1%, rata-rata
diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1. Biaya perbaikan untuk motor litrik sebagi sumber tenaga penggerak. Biaya
Biaya reperasi = -
... (6)
2. Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini
tergantung kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau
gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya
(Darun, 2002).
Break even point
Break even point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan
proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang
dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing) dan selanjutnya dapat
berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap
sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada disebelah kiri titik impas
maka kegiatan usaha akan menderita kerugian, sebaiknya bila disebelah kanan
titik impas akan memperoleh keuntungan. Analisis titik impas juga digunakan
untuk:
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi
untuk peralatan produksi
3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi
(kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi
(Waldyono, 2008).
Manfaat perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk
22
yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang
diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa ada keuntungan.
Untuk mengetahui produksi titik (BEP) maka dapat digunakan rumus
sebagai berikut:
N =
- ... (7)
dimana:
N = jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg)
F = biaya tetap pertahun (rupiah)
R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rupiah)
V = biaya tidak tetap per unit produksi
(Darun, 2002).
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada output yang
dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin
banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semakin besar
juga. Sedangkan biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak
sedikitnya produk yang akan dihasilkan (Soeharno, 2007).
Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktifitas perusahaan.
Biaya ini secara total tidak mengalami perubahan meskipun ada perubahan
volume produksi. Sedangkan biaya variabel adalah biaya yang besarnya
berubah-ubah sesuai dengan aktifitas perusahaan. Biaya ini secara total akan berberubah-ubah
sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).
Net present value
masalah kelayakan finansial dianalisis dengan menggunakan metode analisis
finansial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang
digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Secara
singkat dapat dirumuskan:
CIF –CO ≥ ... (9)
dimana:
CIF = cash inflow
COF = cash outflow
Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan
bertindak sebagai tingkat bungan modal dalam perhitungan:
Penerimaan (CIF) = pendapatan x (P/A, i, n) + nilai akhir x (P/F, i, n)
Pengeluaran (COF) = investasi + pembiayaan (P/A, i, n).
Kriteria NPV yaitu:
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak
menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
dikeluarkan
(Darun, 2002).
Internal rate of return
Dengan menggunakan metode IRR akan mendapatkan informasi yang
berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi
24
menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikan modalnya
dan seberapa besar pula kewajiban yang harus dipenuhi (Giatman, 2006).
Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada
discount rate dimana diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat
dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
IRR = i1 –
- (i1– i2) ... (9)
dimana:
i1 = suku bunga bank paling atraktif
i2 = suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal pada i1
NPV2 = NPV pada i2
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan mekanisasi pertanian (agricultural mechanization) yang
merupakan bagian dari engineering pertanian di Indonesia, diwarnai oleh pasang
surutnya usaha pemerintah dalam menerapkannya dengan anggapan bahwa
kecukupan pangan di negara industri disebabkan oleh dukungan mekanisasi
pertanian. Mengingat semakin pentingnya peran alat dan mesin pertanian di masa
mendatang, maka peran alat dan mesin pertanian diarahkan untuk meningkatkan
efektivitas dan efisiensi usaha tani serta meningkatkan nilai tambah produk
pertanian tanpa menggeser usaha kerja yang ada.
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) di
zaman modern ini, manusia sebagai mahluk yang memiliki potensi untuk berfikir
akan selalu mengembangkan sesuatu hal maka manusia berusaha untuk
menciptakan atau membuat suatu peralatan yang lebih efisien dan praktis yang
dapat membantu bahkan menggantikan tenaga manusia dengan alat bantu yaitu
mesin pertanian.
Salah satu komoditi dari pertanian yang membutuhkan sesuatu hal yang
dapat mempermudah pengerjaannya adalah kedelai. Kebutuhan kedelai di
Indonesia setiap tahun selalu meningkat seiring dengan pertambahan penduduk
dan perbaikan pendapatan per kapita. Oleh karena itu, diperlukan suplai kedelai
tambahan yang harus diimpor karena produksi dalam negeri belum dapat
mencukupi kebutuhan tersebut. Lahan budidaya kedelai pun diperluas dan
produktivitasnya ditingkatkan. Untuk pencapaian usaha tersebut, diperlukan
2
juga tidak hanya sekedar langsung dijual dengan bentuk aslinya, masyarakat juga
lebih membutuhkan kedelai dalam beberapa bentuk baik bentuk bubuk atau cair.
Oleh karena itu, diperlukan alat dan mesin yang mendukung masyarakat untuk
dapat mengolah biji kedelai yang dapat menambah nilai jual biji kedelai tersebut.
Kedelai merupakan salah satu komoditas tanaman pangan yang penting
dalam rangka ketahanan pangan penduduk di Indonesia. Protein kedelai juga
sangat mudah dicerna, sehingga dapat dikonsumsi oleh anak-anak, ibu hamil,
orang lanjut usia, serta vegetarian yang perlu suplemen protein. Kebutuhan
kedelai di Indonesia dari tahun ke tahun menunjukkan peningkatan yang cukup
besar dan diperkirakan akan meningkat tiap tahunnya yang mencapai 2 juta ton.
Biji kedelai yang siap konsumsi dan mempunyai nilai jual yang tinggi didapatkan
dengan proses pengupasan biji kedelai dengan baik dan tepat. Selain itu, kedelai
yang terkupas kulitnya akan lebih mudah dan praktis dalam penyimpanannya.
Teknik mengupas biji kedelai masih banyak dilakukan dengan
menggunakan cara klasik yaitu dengan merendam dan menginjak-injak dalam
suatu wadah hingga kulit ari biji kedelai terkupas. Hal ini sangat merugikan
karena dengan kedelai terbagi dua atau bahkan hancur karena tekanan yang
diberikan pada kedelai tidak tetap. Disisi lain hasil pengupasannya terbatas dan
sangat bergantung pada kemampuan manusia atau operator. Terlebih lagi, kedelai
yang diperlakukan sedemikian rupa tentunya tingkat kebersihannya sangatlah
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta
menganalisis nilai ekonomis alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silinder.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan
syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan
Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan
penelitian lebih lanjut mengenai alat pengupas kulit ari biji kedelai.
3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan
terutama petani kedelai.
Pembatasan Masalah
ABSTRAK
SISKA WILLYANA : Rancang Bangun Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai, dibimbing oleh ACHWIL PUTRA MUNIR dan ADIAN RINDANG.
Pengupasan kulit ari biji kedelai bertujuan untuk mempermudah pengolahan biji kedelai pada tahap selanjutnya, seperti dalam pembuatan tahu, tempe dan sari kedelai. Teknik mengupas kulit ari biji kedelai masih banyak dilakukan dengan cara sederhana yaitu dengan merendam dan menginjak-injak dalam suatu wadah hingga kulit ari biji kedelai terkupas. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengupas kulit ari biji kedelai. Parameter pada penelitian ini adalah kapasitas efektif alat, persentase kerusakan hasil kupasan, persentase biji kedelai tidak terkupas, persentase biji hilang dan analisis ekonomi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat 55,5 kg/jam. Persentase kerusakan hasil kupasan sebesar 4,91%, persentase biji kedelai tidak terkupas sebesar 11,01% dan persentase biji kedelai hilang sebesar 2,1%. Analisis ekonomi Rp. 104,373/kg, BEP sebanyak 259,32 kg/tahun dan IRR sebesar 66,54%.
Kata kunci : pengupas, kulit ari, kedelai, tipe silinder
ABSTRACT
SISKA WILLYANA : Design of Soybean Epidermis Peeler, supervised by ACHWIL PUTRA MUNIR and ADIAN RINDANG.
Soybean peeling is aimed to simplify the processing of soybean in the next step, such as in tofu making, tempe making and soybean extract. The peeling techniques of soybean was used widely with simple way which is soaked in the water and stomp it in a basin until its skin peeled. This research was to design, make, test and analyze the economic value of the soybean peeler. The parameters of this research were effective capacity, broken peeled soybean percentage, unpeeled soybean percentage, losses soybean percentage and economic analysis. The results showed the effective capacity was 55,5 kg/hour. Percentage of broken peeled soybean was 4,91%, percentage unpeeled soybean was 11,01% and percentage of losses soybean was 2,1%. Economic Analysis was Rp. 104,373/kg, BEP was 259,32 kg/year and IRR was 66,54%.
2
RANCANG BANGUN ALAT PENGUPAS
KULIT ARI BIJI KEDELAI
SKRIPSI
OLEH :
SISKA WILLYANA
100308075/KETEKNIKAN PEERTANIAN
Draft sebagai salah satu syarat untuk dapat melakukan seminar hasil penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2014
(Achwil Putra Munir, STP,M.Si) Ketua
RIWAYAT HIDUP
Siska Willyana dilahirkan di Medan, pada tanggal 9 Juli 1992 dari ayah
Ramly Manurung dan ibu Revolina Hutabarat. Penulis merupakan anak pertama
dari dua bersaudara.
Pada tahun 2010 penulis lulus dari SMA St. Thomas 2 Medan dan tahun
2010 masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur Seleksi Nasional Masuk
Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Keteknikan
Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan
Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA)
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Pabrik
Pengolahan minyak makan di PT. SOCI Mas, KIM 1, Medan, Sumatera Utara,
