SKRIPSI
FIDA MEI DIAH SITUMORANG 140308080/KETEKNIKAN PERTANIAN
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Oleh :
FIDA MEI DIAH SITUMORANG 140308080/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui oleh : Komisi Pembimbing
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2019
NIM : 140308080
Program Studi : Keteknikan Pertanian
Disetujui oleh : Komisi Pembimbing
(Riswanti Sigalingging, S.TP, M.Si, Ph.D)
Mengetahui,
(Dr. Taufik Rizaldi, STP, MP) Ketua Program Studi Keteknikan Pertanian
Adian Rindang, S.TP, M.Si Raju, S.TP, M.Si
Dr. Taufik Rizaldi, STP, MP
Pengolahan produk durian semakin meningkat setiap tahunnya dan tingginya permintaan akan produk olahan durian sulit terpenuhi karena kesulitan dalam pemisahan biji terhadap daging durian karena masih menggunakan cara manual. Dengan adanya kendala-kendala tersebut maka perlu dibuat alat bantu yaitu alat pemisah biji dan daging durian. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat serta menguji alat pemisah biji dan daging durian menggunakan motor listrik. Alat ini memiliki kapasitas efektif sebesar 43,85 kg/jam dengan rendemen sebesar 45,66%. Hasil analisis ekonomi yang diperoleh biaya pokok dalam memisahkan biji dan daging durian tiap tahunnya adalah Rp 1.959,44/kg dengan biaya tetap sebesar Rp 1.339.200 dan biaya tidak tetap Rp 88.135,71/jam. Berdasarkan data yang diperoleh break event point pada alat ini adalah 102,81 kg/jam, nilai NPV 6% sebesar Rp 3.469.063.334, dan untuk internal rate of return (IRR) sebesar 77,28% artinya dapat menaikkan bunga sampai pada keuntungan 77,28%, jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian pada usaha ini.
Kata Kunci : Durian ; Pemisahan Biji ; Motor Listrik.
ABSTRACT
The processing of durian product is increasing every year and the high demand for processed durian product is hard to fulfill because of its difficulty in separating seeds from durian pulp because the manual method is still used. With these problem, it is necessary to make a tool, that is a separator of seed and durian pulp. This study was aimed to design, build and test durian seed and pulp separator using an electric motor. The effective capacity of this tool 43.85 kg / hour with 45.66% yield. The result of economic analysis obtained that the basic cost of separating seed and durian pulp each year was 1,959.44 IDR/ kg with a fixed cost of 3,339,200 IDR and a variable cost of 88,135.71 IDR/ hour. Based on the data obtained the break event point on this tool is 102.81 kg / hour, the NPV value of 6% 3,469,063,334 IDR and for an internal rate of return (IRR) is 77.28%, it meant that it could increase interest to 77.28% profit, if more than that it will impact a loss in this business.
Key Words : Durian ; Separating Seeds ; Electric Motor.
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Tanjung Balai pada tanggal 27 Mei 1996, dari ibu Diana Rosa Siregar dan ayah Muhammad Rifai Situmorang. Penulis merupakan anak tunggal.
Tahun 2014 penulis lulus dari SMA Negeri 6 Medan dan pada tahun yang sama masuk ke Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui jalur UMBPTN (Ujian Masuk Bersama Perguruan Tinggi Negri). Penulis memilih program studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA).
Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PKS PT.PP LONSUM,Tbk. di desa Pulo raja, Kisaran, Sumatera Utara pada tahun 2017.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.Adapun skripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pemisah Biji Dan Daging Durian (Durio zibethinus)“ yang merupakan salah satu syarat untuk melakukan penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada kedua orang tua yang telah mendukung penulis baik secara moral maupun materil. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada ibu Riswanti Sigalingging., STP., M.Si., Ph.D selaku pembimbing. Juga ucapan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada para staff pengajar di prodi Keteknikan Pertanian dan juga teman-teman yang telah memberikan saran dan bantuannya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Penulis juga mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih, semoga skripsi ini bermanfaat bagi saya, dan juga pihak yang membutuhkan.
Medan, Oktober 2019
Penulis
hal
ABSTRAK ... i
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... vii
i PENDAHULUAN... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 2
Batasan Masalah... 2
Manfaat Penelitian ... 2
TINJAUAN PUSTAKA... 3
Tanaman Durian ... 3
Karakteristik Durian ... 4
Manfaat dan Pengolahan Durian ... 4
Biji Durian ... 5
Elemen Alat ... 7
Pulley... 7
Gearbox ... 7
Tabung... 8
Kecepatan Sudut... 8
Gaya Sentrifugal... 9
Motor Listrik ... 10
Poros ... 11
V-Belt (Sabuk-V) ... 11
Saklar... 12
Kapasitas Efektif Alat ... 12
Rendemen ... 12
Analisis Ekonomi ... 13
Biaya Pemakaian Alat ... 13
Biaya Tetap ... 13
Biaya Tidak Tetap ... 14
Break event point ... 15
Net present value ... 16
Internal rate of return (IRR) ... 17
METODOLOGI PENELITIAN ... 19
Waktu dan Tempat Penelitian ... 19
Bahan dan Alat Pengujian ... 19
Metode Penelitian... 19
Gambaran Umum Alat ... 19
Persiapan Penelitian ... 20
Prosedur penelitian ... 21
Parameter Penelitian... 22
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24
Alat Pemisah Biji dan Daging Durian ... 24
Kapasitas Efektif Alat ... 29
Rendemen ... 30
Biji Durian ... 33
Analisis Ekonomi ... 33
Break even point ... 33
Net present value ... 34
Internal rate of return ... 35
KESIMPULAN DAN SARAN ... 36
Kesimpulan ... 36
Saran ... 37
DAFTAR PUSTAKA ... 38
LAMPIRAN ... 40
No. Hal.
1. Buah Durian. ... 3
2. Ellipsoid. ... 6
3. Komponen alat pemisah biji dan daging durian. ... 20
4. Rangka alat. ... 24
5. Puli. ... 25
6. Gearbox. ... 26
7. Sabuk-v (v-belt). ... 26
8. Tabung pengaduk dan poros pengaduk. ... 27
9. Pisau pengaduk... 28
10. Motor listrik. ... 28
11. Saklar... 29
No. Hal.
1. Kapasitas efektif alat. ... 29
2. Kapasitas efektif secara manual. ... 30
3. Rendemen daging dan biji. ... 31
4. Rendemen daging dan biji secara manual. ... 31
5. Daging durian yang hilang. ... 32
No. Hal.
1. Flow Chart Penelitian. ... 40
2. Perhitungan Rancangan Alat Pemisah Biji Dan Daging Durian. ... 41
3. Perhitungan Kapasitas Efektif Alat ... 47
4. Analisis ekonomi. ... 48
Latar Belakang
Durian (Durio zibenthinus Murr.) merupakan salah satu tumbuhan tropis asli Asia Tenggara dan populer sebagai raja buah (Feng, dkk, 2016). Durian banyak dibudidayakan di kebun bersama dengan tanaman yang lain. Pulau Kalimantan dikenal sebagai pusat keanekaragaman durian di Indonesia. Durian termasuk dalam famili Bombaceae yang dikenal sebagai buah tropis musiman di Asia Tenggara (Malaysia, Thailand, Filipina dan Indonesia) (Leontowicz, dkk, 2011). Tanaman ini merupakan buah asli Indonesia, menempati posisi ke-4 buah nasional dengan produksi, lebih kurang 700 ribu ton per tahun.
Musim panen umumnya berlangsung tidak serentak dari bulan September sampai Februari dengan masa paceklik bulan April sampai Juli (Dang dan Nguyen, 2015).
Saat ini permintaan masyarakat akan pengolahan produk durian semakin meningkat. Hal ini membawa dampak positif bagi produsen produk olahan durian. Namun tingginya permintaan akan produk olahan durian sulit terpenuhi karena kesulitan dalam pemisahan biji terhadap daging durian karena masih menggunakan cara manual, walaupun pada industri skala besar sudah menggunakan mesin. Untuk industri kecil (home industry) pengadaan mesin membutuhkan investasi yang cukup besar. Proses pemisahan biji buah durian dari daging buahnya masih menggunakan secara manual dengan menggunakan tangan secara langsung. Proses pemisahan dengan tangan kurang efektif, karena memerlukan waktu yang lama dan tenaga kerja yang banyak. Selain hasilnya yang tidak maksimal pemisahan dengan menggunakan tangan kurang memenuhi syarat
hiegienis produk karena tidak ada jaminan tangan yang bebas dari kotoran.
Dengan adanya kendala-kendala tersebut maka perlu dibuat alat bantu yaitu alat pemisah biji dan daging durian.
Alat yang dirancang pada penelitian ini, berfungsi untuk memisahkan biji dari daging durian yang ada di Medan, hal ini bertujuan untuk menghemat waktu dan meningkatkan nilai gizi serta ekonomis. Pada penelitian ini, buah durian yang akan dipisah dalam kondisi matang.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan membuat serta menguji alat pemisah biji dari daging durian.
Batasan Masalah
1. Pembuatan dan pengujian alat bertujuan agar alat dapat beroperasi dengan baik.
2. Perancangan komponen alat agar aman saat beroperasi.
Manfaat Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakansyarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai pemanfaatan ampas tebu.
3. Bagi masyarakat, untuk mempermudah pemisahan biji dan daging durian dengan proses yang lebih higienis.
Tanaman Durian
Durian (Durio zibethinus Murr) merupakan salah satu tanaman hasil perkebunan yang telah lama dikenal oleh masyarakat yang pada umumnya dimanfaatkan sebagai buah saja. Tanaman durian di habitat aslinya tumbuh di hutan belantara yang beriklim panas (tropis). Pengembangan budidaya tanaman durian yang paling baik adalah di daerah dataran rendah sampai ketinggian 800 meter di atas permukaan laut dan keadaan iklim basah dengan suhu udara antara 25-32C, kelembaban udara (RH) sekitar 50-80 persen, dan intensitas cahaya matahari 45-50% (Wiryanta 2008).
Gambar 1. Buah Durian.
(Sumber:http://caratercepat.com, 2017).
Durian hanya tanaman liar dan terpencar-pencar dihutan raya "Malesia", yang sekarang ini meliputi daerah Malaysia, Sumatera dan Kalimantan. Para ahli menafsirkan, dari daerah asal tersebut durian menyebar hingga keseluruh Indonesia, kemudian melalui Muangthai menyebar ke Birma, India dan Pakistan.
Adanya penyebaran sampai sejauh itu karena pola kehidupan masyarakat saat itu tidak menetap. Hingga pada akhirnya para ahli menyebar luaskan tanaman durian
Karakteristik Durian
Menurut Budiyanto (2015) klasifikasi tanaman durian yaitu Kingdom : Plantae
Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Ordo : Malvales Famili : Bombacaceae Genus : Durio
Spesies : Durio zibethinus.
Tanaman durian merupakan tanaman tahunan dengan ciri fisik berbatang kayu silindris dan tegak, tinggi pohon berkisar 20-40 m, mempunyai akar tunggang, mempuyai banyak cabang yang mendatar. Buah durian berbentuk bulat, bulat panjang, atau variasi dari kedua bentuk itu. Buah yang sudah matang panjangnya sekitar 30-45 cm dengan lebar 20-25 cm, beratnya sebagian besar berkisar antara 1,5-2,5 kg. Setiap buah berisi 5 juring yang didalamnya terletak 1- 5 biji yang diselimuti daging buah berwarna putih, krem, kuning, atau kuning tua.
Besar kecilnya ukuran biji, rasa, tekstur dan ketebalan daging buah tergantung varietas (Untung, 2008).
Manfaat dan Pengolahan Durian
Manfaat durian selain sebagai makanan buah segar dan olahan lainnya, terdapat manfaat dari bagian lainnya, yaitu:
1. Tanamannya sebagai pencegah erosi di lahan-lahan yang miring.
2. Batangnya untuk bahan bangunan/perkakas rumah tangga. Kayu durian setara dengan kayu sengon sebab kayunya cenderung lurus.
3. Bijinya yang memiliki kandungan pati cukup tinggi, berpotensi sebagai alternatif pengganti makanan (dapat dibuat bubur yang dicampur daging buahnya).
4. Kulit dipakai sebagai bahan abu gosok yang bagus dengan cara dijemur sampai kering dan dibakar sampai hancur, dapat juga digunakan untuk campuran media tanaman di dalam pot, serta sebagai campuran bahan baku papan olahan serta produk lainnya.
5. Bunga dan buah mentahnya dapat dijadikan makanan, antara lain dibuat sayur.
Bagian utama dari tanaman durian yang mempunyai nilai ekonomi dan sosial cukup tinggi adalah buahnya. Buah yang telah matang selain enak dikonsumsi segar, juga dapat diolah lebih lanjut menjadi berbagai jenis makanan maupun pencampur minuman seperti dibuat kolak, bubur, keripik, dodol, tempoyak, atau penambah cita rasa ice cream. Disamping itu, buah durian mengandung gizi cukup tinggi dan komposisinya lengkap (Wiryanta, 2008).
Biji Durian
Biji durian berbentuk bulat telur, berkeping dua, berwarna putih kekuning- kuningan atau coklat muda. Tiap rongga terdapat 2-6 biji atau lebih. Biji durian merupakan alat atau bahan perbanyakkan tanaman secara generatif, terutama untuk batang bawah pada penyambungan. Di Indonesia biji durian memang belum memasyarakat untuk digunakan sebagai bahan makanan. Biasanya biji durian hanya dikonsumsi sebagian kecil masyarakat setelah direbus atau dibakar padahal biji durian dapat diolah menjadi makanan lain yang lebih menarik dan enak.
Produk pengolahan biji durian antara lain keripik biji durian, bubur biji durian, dan tepung biji durian.
Berat satu biji durian dapat mencapai 30 gram. Biji buah durian relatif besar dengan bentuk bulat sampai bulat lonjong. Ukuran biji buah durian 5 cm – 6,25 cm panjang dan 0,50 cm – 3,62 cm tebal. Biji durian sedikit lebih keras dan ditutupi oleh lapisan kulit biji. Kulit biji merupakan lapisan berkilau, bersifat lekat dan berwarna putih, kuning sampai merah muda. Lapisan terluar setelah kulit biji adalah daging buah. Daging buah mempunyai konsistensi seperti pasta dan berwarna krem sampai kuning gading (Rukmana, 1996). Volume durian dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (1).
... ... .(1) Di mana:
a = Lebar daging dan biji durian (cm) b = Panjang daging dan biji durian (cm) c = Tinggi daging dan biji durian (cm)
Gambar 2. Ellipsoid.
(Sumber:http://researchgate.com, 2014).
Elemen Alat Pulley
Pulley adalah sebuah mekanisme yang terdiri dari roda pada sebuah poros atau batang yang memiliki alur diantara dua pinggiran di sekelilingnya. Sebuah tali, kabel, atau sabuk biasanya digunakan pada alur pulley untuk memindahkan daya. Pulley digunakan untuk mengubah arah gaya yang digunakan, meneruskan gerak rotasi, atau memindahkan beban yang berat (Sularso, 1978).
Pulley yang digunakan dalam penelitian berukuran 3 inchi, dengan pulley yang berhubungan langsung dengan gearbox adalah 3 inchi. Rpm pulley yang digunakan untuk penelitian yaitu: 1325 Rpm. Besarnya Rpm dihitung dengan Persamaan (2).
( ) ……… ……… …...…(2) Di mana:
n2 = Kecepatan putar motor listrik / Rasio gearbox n1 = Kecepatan putar pulley
D1 = Diameter Pulley di gearbox
D2 = Diameter Pulley penelitian (Smith dan wilkes, 1990).
Gearbox
Gearbox sebagai reduser atau sumber tenaga untuk menggerakkan pipa penahan, yang akan digunakan adalah gearbox dengan rasio 1:20 yang akan digunakan untuk menggerakkan pipa penahan dengan kecepatan yang disesuaikan berdasarkan hitungan. Fungsi gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga. Transmisi berfungsi
untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindle mesin maupun melakukan gerakan feeding.
Transmisi juga berfungsi untuk mengatur kecepatan gerak dan torsi serta berbalik putaran, sehingga dapat bergerak maju dan mundur. Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbox, mempunyai beberapa fungsi antara lain:
1. Merubah momen puntir yang akan diteruskan ke spindle mesin.
2. Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin.
3. Menghasilkan putaran mesin tanpa slip (Sularso, 1978) Tabung
Tabung dalam penelitian ini digunakan sebagai wadah untuk mengaduk biji dan daging durian agar biji terpisah dari daging durian. Volume tabung dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (3).
...(3) Dimana:
r = jari-jari tabung (cm) t = tinggi tabung (cm) (Raharjo, 2009).
Kecepatan Sudut
Menurut Koolman (2003) Kecepatan sudut kurang umum dibanding kecepatan linier, karena hanya berlaku untuk objek yang bergerak di sepanjang jalur melingkar. Misalnya, mobil balap dilintasan melingkar, bola roulette di di roda roullete, atau Ferris wheel. Semuanya memiliki kecepatan sudut. Kecepatan sudut suatu objek adalah perpindahan sudut terhadap waktu. Ketika suatu benda
bergerak di sepanjang jalur melingkar, sudut tengah yang sesuai dengan posisi objek pada lingkaran berubah. Rumus matematika untuk menghitung kecepatan sudut dapat dilihat pada Persamaan (4).
...(4)
Di mana :
kecep s ( /s) n = putaran pisau (RPM) Gaya Sentrifugal
Menurut Wowk (1991) beberapa buku tentang teknik sering megabaikan gaya sentrifugal dan tidak menyebutkannya. Dan yang yang lain mendefinisikan gaya sentrifugal yaitu gaya yang bekerja pada massa yang bergerak melingkar.
Ketika gerakan melingkar seragam dengan kecepatan sudut yang konstan pada radius tetap, maka besarnya gaya ditentukan oleh hukum kedua Newton (F = ma).
Sebelum mencari gaya sentrifugal (fs) harus diketahui terlebih dahulu kecepatan linearnya. Menurut Koolman (2003) rumus untuk mencari kecepatan linier dengan menggunakan Persamaan (5).
...(5) Di mana:
v = kecepatan linier (m/s) r = jari-jari pisau pengaduk (m) n = kecepatan sudut (RPM)
Sehingga, untuk menghitung gaya sentrifugal dapat dihitung dengan Persamaan (6).
s
...(6) Di mana:
Fs = gaya sentrifugal (N) m = kapasitas massa alat (kg) v = kecepatan linier (m/s) r = jari-jari pisau pengaduk (m) (Wowk, 2015).
Motor Listrik
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Salah satu motor listrik yang umum digunakan dalam banyak aplikasi adalah motor induksi. Motor induksi adalah salah satu jenis dari motor-motor listrik yang bekerja berdasarkan induksi elekromagnet. Motor induksi memerlukan sebuah sumber energi listrik yaitu di sisi stator, sedangkan sistem kelistrikan di sisi rotornya di induksikan melalui celah udara dari stator secara elektromagnet. Hal inilah yang menyebabkannya diberi nama motor induksi. Motor induksi merupakan salah satu mesin asinkron (asynchronous motor) karena mesin ini beroperasi pada kecepatan dibawah kecepatan sinkron (Muchsin, 1996).
Menurut (Muchsin, 1996) untuk mendapatkan tenaga yang dihasilkan suatu alat dapat digunakan dengan Persamaan (7).
HP = F × r × w...(7)
Di mana:
F = Gaya (N) r = Jari – jari (cm)
w = Kecepatan sudut (rad/det) Poros
Poros pada umumnya berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran.
Bentuk dari poros adalah silinder baik pejal maupun berongga. Namun ukuran diameternya tidak selalu sama. Biasanya dalam permesinan, poros dibuat bertangga agar bantalan, roda gigi maupun pulley mempunyai dudukan dan penahan agar dapat diperoleh ketelitian mekanisme (Stolk dan Kross, 1993).
V-Belt (Sabuk-V)
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk V dibelitkan di sekitar alur pulley yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan pulley sehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1984).
Susunan khas sabuk V terdiri atas:
1. Bagian elastic 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).
Saklar
Saklar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua keadaan, yaitu keadaan on dan keadaan off. Keadaan off (tutup) merupakan suatu keadaan dimana tidak ada arus yang mengalir. Keadaan on (buka) merupakan satu keadaan yang mana arus bisa mengalir dengan bebas atau dengan kata lain (secara ideal) tidak ada resistivitas dan besar voltase pada saklar sama dengan nol.
(Richard Blocher, 2004 : 143) Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam mengolah suatu produk (contoh: ha, kg, lt) persatuan waktu (jam). Kapasitas suatu alat dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (8).
Kapasitas Alat = k ( )
k ( ) .... …… ...(8) Daywin, dkk (2008),
Rendemen
Rendemen adalah presentase produk yang didapatkan dengan membandingkan berat awal bahan dengan berat akhirnya. Sehingga didapat kehilangan berat proses pengolahan. Rendemen didapat dengan cara menimbang berat akhir bahan yang dihasilkan dari proses dibandingkan dengan berat bahan awal.
Rendemen = e s k (k )
e k (k ) ...(9)
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 = C ... ...(10) Di mana :
BT = total biaya tetap (Rp/tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/jam) x = total jam kerja pertahun (jam/tahun) C = Kapsitas kerja alat (jam/satuan Kg).
Biaya Tetap
Biaya tetap (fixed cost) yaitu biaya yang selalu harus dikeluarkan tanpa memandang aktivitas produksi yang sedang dilaksanakan dan tidak tergantung pada banyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan, misalnya: biaya penyusutan, biaya pajak, dan lain-lain (Halim, 2009).
Biaya tetap terdiri dari:
a. Biaya penyusutan (metode linear)
Dt = - ……… ………....……...…...(11) Di mana:
Dt = biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp) S = nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = umur ekonomi (tahun)
I = ( )( )
……… ……… ...(12) Di mana :
i = total persentase bunga modal dan asuransi
b. Di Indonesia belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk mesinmesin dan peralatan pertanian, beberapa literatur menganjurkan bahwa biaya pajak alsin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya.
c. Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 - 1%, rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap (variable cost) adalah biaya yang dikeluarkan sehubungan dengan kegiatan produksi dan tergantung pada output yang dihasilkan.
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1. Biaya perbaikan untuk motor litrik sebagi sumber tenaga penggerak. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reperasi = ( - )
... .(13) 2. Biaya listrik untuk menghitung berapa harga konsumsi listrik yang dipakai pada
alat ini , dapat dihitung dengan persamaan
Biaya listrik = Daya motor (KW) × Harga listrik (Rp/KWH) ... ..(14) 3. 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 event 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 di sebelah 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 usahan.
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetepkan tambahan investasi untuk peralatan produksi.
3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi (kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi
Manfaat perhitungan titik impas (break event point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa ada keuntungan.
Untuk mengetahui produksi titik (BEP) maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:
N = ( ) ... ... (15) Di mana:
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 out put 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 berubah sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).
Net present value
Net present value (NPV) adalah selisih antara present value dari investasi nilai sekarang dari penerimaan kas bersih di masa yang akan datang. Identifikasi masalah kelayakan finansial dianalisis dengan menggunakan metode analisis finansial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan.
Perhitungan net present value merupakan net benefit yang telah didiskon dengan discount factor. Secara singkat dapat dirumuskan:
CIF – CO ≥ ... (16) Di mana :
CIF = cash inflow
COF = cash outflow
Sementera itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan bertindak sebagai tingkat bunga 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 (IRR)
Dengan menggunakan metode IRR akan mendapatkan informasi yang berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk % perode waktu. Logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengenbalikan 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 diperolah B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
IRR = i1 +
( ) (i2 – i1) ... ...(17) Di mana :
i = suku bungabank paling atraktif i2 = suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal pada i1
NPV2 = NPV pada i2 (Kastaman, 2006)
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dimulai pada bulan Maret sampai bulan Agustus 2019 di Laboratorium Biosistem Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Bahan dan Alat Pengujian
Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah buah durian yang matang dan tidak pipih, plat stainless steel, puli (pulley), motor listrik, stainless steel padu (poros), sabuk-v (v-belt), baut, mur, reducer, belt conveyor.
Adapun alat-alat yang digunakan adalah alat tulis, timbangan, meteran, mesin las, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, palu, tang, kunci pas, kunci ring, stopwatch, kalkulator dan kamera.
Metode Penelitian
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode kuantitatif, dengan melakukan eksperimen dan pengamatan tentang alat pemisah biji dan daging durian, serta melakukan studi literatur (kepustakaan). Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat pemisah biji dan daging durian. Setelah itu, dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
Gambaran Umum Alat
Alat pemisah biji dan daging durian adalah suatu alat yang memiliki fungsi untuk memisahkan daging dari biji durian dengan rancangan fungsional dan struktural sebagai berikut. Rancangan fungsional menjelaskan tentang fungsi -
fungsi apa saja yang dapat dilakukan oleh alat. Rancangan fungsional meliputi puli, gearbox, sabuk v (v-belt), pisau pengaduk, motor listrik, saklar. Rancangan struktural meliputi rangka alat, tabung pengaduk, dan roda.
Gambar 3. Komponen alat pemisah biji dan daging durian.
Alat pemisah biji dan daging durian akan mengolah beban 7 kg dengan massa yang berbeda yaitu massa biji durian besar (m1) = 60 gr, massa biji durian sedang (m2) = 30 gr dan massa biji durian kecil (m3) = 20 gr. Sehingga massa rata - rata yang diuji 36,67 gr (Lampiran 2) , dengan dimensi rata biji durian panjang (b) = 6 cm, tinggi (c) = 5 cm dan lebar (a) bagian tengah biji durian 4 cm akan didapatkan kapasitas efektif alat pada beban 7 kg dan nilai ekonomi.
Persiapan Penelitian
Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan penelitian untuk menentukan kriteria biji durian, selanjutnya merancang bentuk dan ukuran
alat, dan mempersiapkan bahan-bahan dan peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam penelitian.
a. Pembuatan alat
Adapun langkah-langkah dalam membuat alat pemisah biji dan daging durian yaitu sebagai berikut:
1. Merancang bentuk alat pemisah daging dan biji durian.
2. Menggambar serta menentukan ukuran alat pemisah daging dan biji durian.
3. Memilih bahan yang digunakan untuk membuat alat pemisah daging dan biji durian.
4. Melakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan
5. Memotong bahan sesuai ukuran yang telah ditentukan
6. Membentuk dan mengelas plat bahan untuk membentuk kerangka alat 7. Menggerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan 8. Merangkai komponen-komponen alat pemisah daging dan biji durian.
b. Bahan yang digunakan
Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah durian sebanyak 7 kg.
Ditimbang bahan yang akan dipisahkan daging dan biji nya.
Prosedur penelitian
1. Menimbang bahan (durian) sebanyak 7 kg.
2. Menghidupkan motor listrik pada alat pemisah biji dan daging durian.
3. Memasukkan bahan ke dalam alat pemisah biji dan daging durian.
4. Menunggu bahan sampai selesai dipisahkan.
5. Memisahkan biji dan daging durian.
6. Melakukan pengujian parameter.
Proses pemisahan biji dan daging durian pada alat pemisah biji dan daging durian ini diawali dengan menyiapkan bahan berupa durian sebanyak 7 kg kemudian bahan dimasukkan ke dalam alat pemisah, lalu ditunggu sampai daging terpisah dari biji. Kemudian bahan yang dihasilkan ditempatkan pada wadah untuk selanjutnya bahan siap dikemas.
Parameter Penelitian
1. Kapasitas efektif alat (kg/jam)
Kapasitas alat dilakukan dengan menghitung banyaknya bahan yang diolah (kg) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses pencacahan (jam).
Hal ini dapat dihitung menggunakan Persamaan (8).
2. Rendemen produk
Rendemen produk nilai presentasi produk yang dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (9).
3. Analisis ekonomi 1. Biaya tetap
a. Biaya penyusutan (metode linier) dihitung menggunakan Persamaan (11).
b. Biaya bunga modal dan asuransidihitung menggunakan Persamaan (12).
c. Biaya pajak.
d. Biaya gudang.
2. Biaya tidak tetap
a. Biaya perbaikan/reparasi dihitung dengan Persamaan (13).
b. Biaya listrik dihitung dengan Persamaan (14).
c. Biaya operator.
Alat Pemisah Biji dan Daging Durian
Alat pemisah biji dan daging durian adalah alat yang digunakan untuk memisahkan biji dari daging durian sehingga mempermudah untuk mendapatkan hasil berupa daging durian untuk dimanfaatkan sebagai produk atau bahan bahan baku yang memerlukan daging durian. Prinsip kerja alat pemisah biji dan daging durian dimulai dengan memasukkan daging durian seberat 7 kg kedalam tabung pengaduk kemudian dihidupkan alat melalui limit switch on/off, pisau pengaduk berputar untuk melakukan peneterasi terhadap buah durian dengan berputar searah jarum jam sehingga daging durian terpisah dengan biji dan tertampung ditempat penampung berada dibagian bawah tabung pengaduk. Komponen alat yang digunakan dalam penelitian ini memiliki beberapa komponen utama yaitu:
1. Rangka alat
Rangka alat (Gambar 2) berfungsi sebagai penyokong komponen- komponen alat lainnya dimana rangka alat pada alat pemisah biji dan daging durian ini menggunakan stainless steel 304 dengan panjang alat 50 cm, lebar 75 cm dan tinggi 113 cm, gambar detailnya dapat dilihat pada Lampiran 3.
Gambar 4. Rangka alat.
2. Puli (Pulley)
Puli (Pulley) (Gambar 3) berfungsi untuk memindahkan daya dari motor listrik ke gearbox, ukuran puli pada motor listrik dan gearbox yang digunakan pada alat pemisah biji dan daging durian ini adalah 3 inchi, sehingga putaran yang dihasilkan yaitu sebesar 1325 yang dapat dilihat perhitungan detailnya pada Lampiran 2.
Gambar 5. Puli.
3. Gearbox
Gearbox (Gambar 4) adalah bagian dari sistem transmisi yang berupa susunan roda gigi yang berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari motor penggerak dan mengatur kecepatannya sebelum diteruskan ke spindle. Pada penelitian ini gearbox yang digunakan adalah 20:1 dengan putaran 66,25 rpm, dengan perhitungan detailnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 6. Gearbox.
4. Sabuk-v (v-belt)
Sabuk-v (Gambar 5) berfungsi sebagai pemindahan putaran, dari puli penggerak dipindahkan putaran ke puli pada screw press dan belt conveyor, sabuk-v yang digunakan adalah tipe A1 38.
Gambar 7. Sabuk-v (v-belt).
5. Tabung Pengaduk dan Poros Pengaduk
Tabung pengaduk dan poros (Gambar 6) berfungsi sebagai wadah penampung biji dan daging durian yang akan dipisahkan. Pada penelitian ini tabung pengaduk mempunyai diameter 28 cm dengan tinggi 22 cm, dengan perhitungan detailnya dapat dilihat pada Lampiran 2. Poros yang berfungsi sebagai pemutar mata pisau pemisah biji dan daging durian dibuat dari bahan
yang cukup kuat sehingga poros tersebut mampu untuk memutar beban yang diberikan. Kecepatan putar poros pengaduk pada alat pemisah biji dan daging durian ini sebesar 66,25 Rpm. Poros yang digunakan pada alat ini dengan panjang 49,5 cm dengan diameter 1,9 cm, dimana bahan poros yang dipilih adalah poros stainless steel 304, dengan perhitungan detailnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 8. Tabung pengaduk dan poros pengaduk.
6. Pisau Pengaduk
Pisau pengaduk (Gambar 7) berfungsi sebagai pengaduk biji dan daging durian agar daging durian terlepas dari biji durian. Pada penelitian ini pisau pengaduk yang digunakan sebanyak 2 mata pisau untuk meminimalisir beban dan memaksimalkan gaya sentrifugal pada saat pemisahan biji dan daging. Masing- masing mata pisau mempunyai lebar 11 cm, digunakan lebar 11 cm dikarenakan untuk menyamakan dengan tabung pengaduk, dengan perhitungan detailnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 9. Pisau pengaduk.
7. Motor listrik
Motor listrik (Gambar 8) berfungsi sebagai penggerak dengan daya 0,340 HP, 1325 Rpm untuk menggerakkan gearbox dan poros pengaduk melalui putaran puli dan sabuk-v. Daya yang dibutuhkan pada penelitian ini sebesar 0,053 Hp, dengan perhitungan detailnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 10. Motor listrik.
8. Saklar
Saklar (Gambar 11) adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua keadaan, yaitu keadaan on dan keadaan off.
Gambar 11. Saklar Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas efektif alat adalah kemampuan alat dalam mengolah suatu produk dalam satuan (Kg/jam) Daywin,dkk (2008), pada alat pemisah biji dan daging durian ditentukan pada Tabel 1.
Tabel 1. Kapasitas efektif alat.
Ulangan Berat durian (Kg) Waktu (Jam) Kapasitas efektif alat (Kg/jam)
1 7 0,163 42,940
2 7 0,161 43,470
3 7 0,155 45,160
Rata-rata 7 0,159 43,850
Pada Tabel 1 diperoleh data kapasitas efektif alat terbesar pada ulangan 3 diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 45,16 Kg/jam dengan waktu 9 menit 21 detik dikonversi menjadi 0,155 jam, pada ulangan 2 diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 43,470 Kg/jam dengan waktu 9 menit 40 detik dikonversi menjadi 0,161 jam, ulangan 1 diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 42,940 Kg/jam dengan waktu 9 menit 48 detik dikonversi menjadi 0,163 jam.
Pada ulangan ketiga diperoleh kapasitas efektif alat terbesar yaitu 45,160 kg/jam dikarenakan pada proses kerja alat sampel durian pada ulangan ketiga
memiliki biji yang sedikit dan memiliki daging yang banyak sehingga pada proses pemisahan biji dan buah ditabung pengaduk memudahkan sehingga lebih cepat dan menghasilkan banyak daging durian pada wadah penampung. Pada ulangan yang pertama memiliki kapasitas efektif terendah yaitu 42,940 kg/jam dikarenakan biji terlalu banyak dan ukurannya besar sedangkan daging yang dihasilkan sedikit sehingga menyulitkan proses pengadukan pada tabung pengaduk terhadap durian.
Tabel 2. Kapasitas efektif secara manual.
Ulangan Berat durian (Kg) Waktu (Jam) Kapasitas efektif alat (Kg/jam)
1 7 0,553 12,658
2 7 0,571 12,259
3 7 0,606 11,551
Rata-rata 7 0,576 12,156
Dibandingkan dengan metode manual, kapasitas efektif alat pemisah biji dan daging durian jauh lebih besar, dengan rasio 1:3,6. Alat pemisah biji dan daging durian dapat mengerjakan 31,69 kg buah lebih banyak daripada dengan metode manual.
Rendemen
Rendemen adalah presentase produk yang didapatkan dengan membandingkan berat akhir dengan berat awal bahan, diperoleh data hasil rendemen sebagai berikut
Tabel 3. Rendemen daging dan biji.
Ulangan Berat awal durian (Kg)
Berat akhir dihasilkan (Kg)
Rendemen (%)
Biji durian utuh (lolos) (Kg)
Biji durian utuh (tidak lolos) (Kg)
Biji pecah (Kg)
1 7 2,75 38,28 0,07 2,72 0,06
2 7 3,40 48,57 0,05 3,30 0,05
3 7 3,25 46,42 0,09 3,45 0,09
Rata-rata 7 3,21 44,42 0,07 3,32 0,06
Dari Tabel 3 di atas untuk alat pemisah biji dan daging durian ini berat total durian adalah 21 kg. Didapat hasil rendemen rata-rata sebesar 44,42 %. Hal yang mempengaruhi besarnya rendemen adalah pada proses pemisahan biji dan daging durian, biji durian lebih besar dari daging akan mempengaruhi kurang nya hasil daging durian yang didapat pada wadah penampung durian.
Tabel 4. Rendemen daging dan biji secara manual.
Ulangan Berat awal durian (Kg)
Berat akhir dihasilkan (Kg)
Rendemen (%) Biji Durian (Kg)
1 7 3,50 50,00 3,50
2 7 3,42 48,85 3,58
3 7 3,63 51,85 3,37
Rata-rata 7 3,51 50,23 3,48
Sebagai bahan perbandingan dilakukan pemisahan biji dan daging durian secara manual. Dalam proses pengerjaan secara manual persentase rendemen rata- rata diperoleh sebesar 50,23%. Dari tabel 4 menunjukkan persentase manual lebih baik dari pada rendemen rata-rata dengan alat. Rendemen dengan menggunakan alat persentase rendemen rata-rata diperoleh sebesar 44,42%, namun dalam hal
kapasitas efektif hasil dengan menggunakan alat lebih baik dari pada manual.
Walaupun dalam pengerjaan manual rendemen yang dihailkan lebih baik, tapi dari segi tingkat kelelahan operator dalam pengerjaan manual lebih melelahkan dibandingkan dengan menggunakan alat.
Biji durian utuh lolos merupakan biji durian yang masuk kedalam wadah penampung daging durian, dikarenakan bentuk biji yang pipih. Biji durian utuh tidak lolos merupakan biji durian yang berada pada tabung pemisah biji dan daging, biji durian tidak lolos dikarenakan biji durian sesuai kriteria, berbentuk bulat dan besar sehingga tidak lolos keluar dari hopper pengeluaran daging. Biji pecah merupakan biji yang pecah pada saat pengadukan pemisahan daging durian terhadap biji nya.
Durian yang tertinggal adalah persentase antara berat awal buah durian yang digunakan dan berat bahan yang tertinggal. Daging durian yang tertinggal ditunjukkan pada tabel 4 berikut:
Tabel 5. Daging durian yang hilang.
Ulangan Berat awal buah durian (Kg)
Berat yang Tertinggal (Kg)
Daging Durian yang Tertinggal(%)
1 7 0,86 12,28
2 7 0,20 2,85
3 7 0,12 1,71
Rata-rata 7 1,18 16,84
Dari tabel 4 hasil daging durian yang hilang pada ulangan 1 diperoleh hasil sebesar 12,28 %, pada ulangan 2 sebesar 2,85 % dan ulangan 3 sebesar 1,71.
Daging durian yang hilang terbesar ditunjukkan pada ulangan 1 sebesar 12,28 % dan yang terendah pada ulangan 3 sebesar 1,71 %. Pada ulangan 1 operator belum mahir dalam mengoperasikan alat, sehingga persentase daging durian yang hilang paling besar dijumpai pada ulangan 1.
Biji Durian
Pada penelitian ini biji durian akan menjadi limbah, biji durian yang lebih besar daripada daging durian akan mempengaruhi hasil akhir dari daging durian yang didapat. Kriteria biji yang dapat diolah dalam alat ini adalah biji yang tidak pipih dan keras, dikarenakan biji pipih dapat lolos dari tabung pengaduk dan masuk ke dalam wadah penampung daging durian, apabila biji durian tidak keras akan pecah saat proses pemisahan biji dan daging durian mengakibatkan pecahan biji tercampur kedalam daging durian yang tertampung di wadah.
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 diperoleh biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam memisahkan biji dan daging durian tiap tahunnya adalah Rp 1.959,440 kg/tahun dengan biaya tetap sebesar Rp 1.413.600/tahun dan biaya tidak tetap Rp 88.135,710/jam.
Break even point
Analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing), dan selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Manfaat perhitungan
titik 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. Bila pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka kegiatan usaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan memperoleh keuntungan Darun (2002).
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan, alat pemisah biji dan daging durianini akan mencapai break even point pada nilai 102,530 kg/tahun.
Net present value
Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Dalam menginvestasikan modal dalam penambahan alat pada suatu usaha maka net present value ini dapat dijadikan salah satu alternatif dalam analisis financial Darun (2002). Dari percobaan dan data yang diperoleh pada penelitian dapat diketahui besarnya nilai NPV 6% dari alat ini adalah sebesar Rp 3.469.063.334. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar ataupun sama dengan 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 dikeluarkan.
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, dengan menggunakan metode IRR akan mendapatkan informasi yang berkaitan dengan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk % periode waktu Giatman (2006). Maka hasil yang didapat dari perhitungan ini adalah sebesar 77,280% Artinya dapat menaikkan bunga sampai pada keuntungan 77,280% jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian.
Usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 77,280%, jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan. Semakin tinggi bunga pinjaman di bank maka keuntungan yang diperoleh dari usaha ini semakin kecil.
Kesimpulan
1. Alat pemisah durian ini terdiri dari beberapa bagian yaitu: rangka alat, pulley, gearbox, v-belt, tabung dan poros pengaduk, pisau pengaduk, motor listrik, dan Limit switch.
2. Alat ini memiliki kapasitas efektif alat rata-rata sebesar 43,850 kg/jam.
3. Alat pemisah ini dengan berat rata-rata awal 7 kg dan berat hasil akhir rata-rata sebesar 3,21 kg mempunyai nilai rendemen sebesar 44,42%
dengan 0,07 kg biji pecah, 3,32 kg biji tidak lolos dan 0,06 kg biji peca dan daging durian yang hilang terbesar ditunjukkan pada ulangan 1 sebesar 12,28 % dan yang terendah pada ulangan 3 sebesar 1,71 %.
4. Dari analisis ekonomi yang dilakukan diperoleh biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam memisahkan biji dan daging durian tiap tahunnya adalah Rp 1.959,440/kg dengan biaya tetap sebesar Rp 1.413.600 dan biaya tidak tetap Rp 88.135,710/jam.
5. Alat pemisah biji dan daging durianini akan mencapai break even point pada nilai 102,530 kg/tahun. Besarnya nilai NPV 6% dari alat ini adalah sebesar Rp3.469.063.334
6. Internal rate of return (IRR) sebesar 77,280%. Artinya dapat menaikkan bunga sampai pada keuntungan 77,280%, jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian, usaha ini masih layak digunakan.
Saran
1. Pada penelitian lebih lanjut perlu dilakukan modifikasi pada jarak bagian output dengan jarak yang lebih kecil supaya tidak terlalu banyak biji durian yang lolos terikut daging buah yang sudah dipisahkan.
2. Perlu dilakukan uji ergonomis alat pada penelitian lanjutan.
Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika. Penerbit Andi : Yogyakarta.
Budiyanto,2015.KlasifikasiDurian.http://www.biologionline.inf/2013/09/klasifikas i-durian.html. [25 April 2017].
Dang, T.N., dan B.H.Nguyen. 2015. Study on Durian Processing Technology and Defleshing Machine.Journal of Sustainable Agriculture Food and Energy.3: 12-16.
Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU. Medan
Daryanto. 1984. Dasar-dasar Teknik Mesin. Bina Aksara. Jakarta.
Daywin, F.J., R.G. Sitompul, dan I. Hidayat. 2008. Mesin-Mesin Budidaya Pertanian di LahanKering. Graha Ilmu. Yogyakarta.
Feng, J., Wang, Y., Yi, X., Yang, W., danX. He. 2016. Phenolics from Durian Exert Pronounced NO Inhibitory and Antioxidant Activities.Journal of Agricultural and Food Chemistry. 64: 4273-4279.
Geulis. 2017. Durian. http://caratercepat.com/[25 Februari 2018 ].
Giatman, M. 2006. Ekonomi Teknik. Raja Grafindo Persada. Jakarta.
Halim, A. 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis: Kajian Dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu. Yogyakarta.
Kastaman, R. 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Penerbit Kasinius. Tasikmalaya.
Koolman, J., dan K.H. Roehm. 2003. Color Atlas of Biochemistry. Thieme New York. New York.
Leontowicz, H., Leontowicz, M., Jesion, I.,Bielecki, W., Poovarodom, S., e s p … S.Gorinstein. 2011. Positive effects of durian fruit at different stages of ripening on the hearts and livers of rats fed diets high in cholesterol.Journal of Integrative Medicine. 3: 169-181.
Muchsin, I. 1996. Elektronika dan Mesin Listrik.Erlangga. Jakarta.
Pudjosumarto, M. 1998.Evaluasi Proyek. Fakultas Ekonomi Brawijaya Malang.
Edisi Kedua. Liberty. Yogyakarta.
Murdianto,I. 2016. Perbedaan Performa (Daya,Torsi, Konsumsi Bahan Bakar) Menggunakan Injektor Standard dan Injektor Racing Dengan Bahan Bakar Pertamax dan Pertamax Plus Pada Sepeda Motor Vixion. Universitas Negeri Semarang. Semarang.
Radiany, R., dan A.Sularso. 2007. Konsentrasi Pemasaran. Badan Penerbit Mahardhika. Surabaya.
Raharjo, M. 2009. Geometri Ruang. Departmen Pendidikan Nasional.
Yogyakarta.
Rukmana, R. 1996. Durian. Budidaya dan Pasca Panen. Kansius. Yogyakarta.
Setiadi. 1999. Bertanam Durian.Penebar Swadaya. Jakarta.
Soeharno. 2007. Teori Mikroekonomi. Penerbit Andi. Yogyakarta.
Stolk, J.,dan C. Kros.1981. Elemen Mesin: Elemen Konstruksi Bangunan Mesin.
PT. Gelora Aksara Pratama. Jakarta.
Stolk, J., dan Kross. 1993. Elemen Mesin: Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin. Erlangga. Jakarta.
Smith, S., dan L.H. Wilkes. 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani.UGM Press.
Yogyakarta.
Sularso. 1978.Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. ATMI Press.
Surakarta.
Taylor, K. 2014. Comparison of Prostate Volume Measurements Between Different Techniques and Modalities. University of Adelaide. Melbourne, Australia.
Untung, O. 2008. Durian untuk Kebun Komersial dan Hobi. Penebar Swadaya.
Jakarta.
Waldiyono. 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar.Yogyakarta.
Wiryanta, B. 2008.Sukses Bertanam Durian.Agromedia Pustaka. Jakarta.
Wowk, V. 1991. Machinery Vibration Measurement. McGraw-Hill Education.
United States.
Wowk, V. 2015. What is Centrifugal Force. Machine Dynamics, Inc., New Mexico.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Flow Chart Penelitian.
Mulai
Persiapan Alat Persiapan Bahan
Perancangan Alat Persiapan Buah
Perakitan Alat
Sesuai Rancangan?
Tidak
Ya Pengujian Alat
Pengambilan Data
1. Kapasitas Efektif Alat
2. Rendemen Produk 3.Analisis Ekonomi
Selesai
Lampiran 2. Perhitungan Rancangan Alat Pemisah Biji Dan Daging Durian.
a. Rangka Alat.
Rangka alat pemisah biji dan daging durian menggunakan plat stainless steel 304 dikarenakan stainless steel bahan yang tidak berkarat dan aman untuk makanan.
b.Tabung
- Kapasitas Durian Pada Drum (Volume)
Dari beberapa biji durian didapat beberapa kriteria biji durian yaitu untuk 1 buah biji durian besar memiliki massa 60 gr, biji durian sedang 30 gr dan biji durian kecil 20 gr. Dengan ketiga kriteria buah tersebut, maka didapat massa rata- rata biji durian sebesar 36,67gr.Massa rata-rata biji durian ini didapat dengan:
Keterangan :
mratarata = massa biji durian rata-rata (gr) m1 = massa biji durian besar (gr) m2 = massa biji durian sedang (gr) m3 = massa biji durian kecil (gr)
Untuk mendapatkan banyak biji buah durian untuk 7kg maka dicari dengan :
=
= 36,67 gr
/ Keterangan :
X1 = satu biji/gr
X2 = jumlah biji/ 7000 gr M1 = massa/ biji
M2 = massa/ 7000 gr
Untuk mencari volume durian dapat digunakan Persamaan (1).
c
( c ) ( c ) ( c ) 62,800 cm3
Di mana:
a = Lebar daging dan biji durian (cm) b = Panjang daging dan biji durian (cm) c = Tinggi daging dan biji durian (cm) Untuk mencari volume durian 7 kg Untuk durian 7 kg c cm3
Karena didapat volume untuk 7 kg adalah 11.987,954 cm3 maka dirancang tabung atau hopper pengaduk durian dibuat dengan ukuran lebih besar agar saat terjadi pengadukan buah durian tidak keluar dari wadah, maka dirancang tabung pengaduk dengan hitungan dibawah.
- Tabung Pengaduk
Tabung pengaduk pemisah biji dan daging durian mempunyai diameter (d) 28 cm dengan tinggi (t) 22 cm. Maka volume tabung pengaduk didapat dengan Persamaan (3).
( ) c cm3
Keterangan:
V = volume tabung (cm3) ( )
r = jari-jari tabung (1/2xd) (cm) t = tinggi tabung ( cm)
c. Puli
Untuk mencari rasio puli dapat menggunakan Persamaan (2).
( ) ( ) rpm Keterangan:
n1 : kecepatan putar motor listrik / rasio gearbox n2 : kecepatan putar puli
d1 : diameter puli di gearbox d2 : diameter puli di motor listrik
Sehingga di peroleh puli untuk alat ialah sebesar 3 inci. 3 inci pertama di letak pada mesin dan 3 inci kedua di letakkan pada gearbox. Keduanya dipakai puli 3 inci agar tidak terjadi penambahan atau pengurangan putaran pada mesin.
d. Gearbox
Rumus untuk mencari rasio gearbox yang diinginkan.
Karena Rpm yang diinginkan adalah sebesar 66,25 Rpm atau sebagai output untuk memutar mata pisau pemisah daging durian maka dicari dengan persamaan sebagai berikut:
Rpm pulley D2 atau putaran yang disalurkan ke input gearbox dibagi dengan rpm yang direncanakan p
Maka didapat ratio yang diinginkan yaitu 20.
e. Perhitungan Kecepatan Sudut
Untuk menghitung kecepatan sudut menggunakan diameter 26 cm. Maka di hitung terlebih dahulu putaran dari gearbox dengan rasio gearbox yang digunakan pada alat ini adalah 20:1
n = 1325 Rpm : 20 = 66,250 Rpm.
Keterangan :
GB = gearbox yang digunakan RGB = putaran pisau (Rpm)
Nilai 1325 Rpm didapat dari mesin yang digunakan. Maka nilai putaran pisau pengaduk 66,250 Rpm. Sehingga untuk mencari kecepatan sudut dicari menggunakan Persamaan (4)
( )
= 0,1046 × 66,25 = 6,929 rad/s.
Keterangan :
= kecepatan sudut (rad/s) n = putaran pisau (Rpm)
f. Perhitungan Gaya Sentrifugal
Untuk mendapatkan gaya sentrifugal perlu diketahui terlebih dahulu kecepatan sentrifugal dengan Persamaan (5).
( )( )( )
= 0,901 m/s Keterangan :
v = kecepatan linier (m/s)
r = jari-jari pisau pengaduk (0,13 m) n = 66,25 Rpm
Maka gaya sentrifugal dapat dihitung dengan Persamaan (6) s
k ( /s )
= 43,710 kg m/s2 atau 43,710 N Keterangan :
Fs = gaya sentrifugal (N)
M = kapasitas massa alat (10 kg) v = kecepatan linier (m/s)
rk = jari-jari pisau pengaduk (0,13 m) g. Motor Listrik
Daya motor lisrik yang dibutuhkan untuk alat ini dapat dihitung menggunakan Persamaan (7).
Hp = F × rk ×
= 43,710 N × 0,130 m × 6,929 rad/s = 39,370 Nm/s
= 4 kg m/s , karena 1 Hp = 75 kg m/s. Maka:
p k /s = 0,053 Hp
Jadi, daya motor listrik yang digunakan 0,053 Hp.
Lampiran 3. Perhitungan Kapasitas Efektif Alat Tabel kapasitas efektif alat
Ulangan Berat durian (Kg) Waktu (Jam) Kapasitas efektif alat (Kg/jam)
1 7 0,163 42,940
2 7 0,161 43,470
3 7 0,155 45,160
Rata-rata 7 0,159 43,850
Ulangan 1 = e k
= k
= 42,940kg/jam Ulangan 2 = e
k
= k
= 43,470 kg/jam Ulangan 3 = e
k
= k
= 45,160 kg/jam
Rataan =
=
= 43,850 kg/jam
Lampiran 4. Analisis ekonomi.
1. Unsur produksi
a. Biaya pembuatan alat (P) = Rp 6.200.000 b. Umur ekonomi (n) = 5 tahun c. Nilai akhir alat (S) = Rp 620.000 d. Jam kerja = 8 jam/hari e. Produksi/hari = 350,800 kg/hari f. Biaya operator = Rp 87.700 /jam g. Biaya pemakaian listrik = Rp 453,700/kWh h. Biaya perbaikan = Rp 502,200/ jam i. Bunga modal dan asuransi = Rp260.400/tahun
j. Jam kerja alat per tahun = 1440 jam/tahun ( asumsi panen durian satu tahun sekali)
2. Perhitungan biaya produksi a. Biaya tetap (BT)
1. Biaya penyusutan Dn =
Keterangan:
Dn = Biaya penyusutan pada tahun ke-n (Rp/tahun) P = Harga awal (Rp)
S = Harga akhir, 10 % dari harga awal (Rp) N = Perkiraan umur ekonomis (Tahun)
Tabel perhitungan biaya penyusutan dengan metode Sinking Fund.
Tahun Dn (Rp/Tahun) Nilai akhir (Rp)
0 - 6.200.000
1 1.116.000 5.084.000
2 1.116.000 3.968.000
3 1.116.000 2.852.000
4 1.116.000 1.736.000
5 1.116.000 620.000
Dn = -
Dn = p - p
Dn = p
Dn = Rp 1.116.000/Tahun
Bunga modal pada bulan Maret 6% dan Asuransi 2%
I (bunga) = ( ) ( )
= ( ) ( ) ( )
= Rp 297.600/tahun
Total BT = Biaya penyusutan + Bunga modal dan asuransi = Rp 1.116.000 + Rp 297.600
= Rp 1.413.600
Tabel perhitungan biaya tetap tiap tahun
Tahun Dn(Rp) I (Rp)/tahun Biaya tetap (Rp)/tahun
1 1.116.000 297.600 1.413.600
2 1.116.000 297.600 1.413.600
3 1.116.000 297.600 1.413.600
4 1.116.000 297.600 1.413.600
5 1.116.000 297.600 1.413.600
b. Biaya tidak tetap (BTT) 1. Biaya perbaikan alat (reparasi) Biaya reparasi = ( - )
= ( p - p )
= Rp 66,960/jam 2. Biaya operator
Diperkirakan upah operator untuk memisahkan daging durian dari biji per 1kilogram adalah sebesar Rp 2000. Sehingga diperoleh biaya operator:
Jumlah produksi per hari = 350,800 kg
Biaya operator/hari = 350,800 kg
x
Rp 2000/kg= p /
= Rp 87.700/jam 3. Motor listrik yang digunakan: 0,25 KW
Biaya listrik = 0,25 KW x Rp.1475/KWH
= Rp 368,750/jam Total BTT = Rp 88.135,710 /jam
c. Biaya pemisahan daging durian Biaya pokok = + BTT]C
= [ /
/ ]+ Rp 88.135,710/jam] 0,022 jam/kg
= 930/jam + Rp 88.135,710/jam] 0,022 jam/kg
= Rp 89.065,710/jam × 0,022 jam/kg
= Rp 1.959,440/kg
Tabel perhitungan biaya pokok tiap tahun
Tahun BT(Rp/tahun) x(jam/tahun) BTT(Rp/jam) C(jam/kg) BP(Rp/kg)
1 1.339.200 1440 88.135,710 0,020 1.959,440
2 1.339.200 1440 88.135,710 0,020 1.959,440
3 1.339.200 1440 88.135,710 0,020 1.959,440
4 1.339.200 1440 88.135,710 0,020 1.959,440
5 1.339.200 1440 88.135,710 0,020 1.959,440
Break even point
Break even point atau analisis titik impas (BEP) 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.
N =
( - )
Biaya BT (F) tahun ke-5 = Rp1.339.200
= Rp 930/jam (1 tahun = 1440 jam) Biaya tidak tetap (V) = Rp 88.135,700/jam
= Rp 1.938,980/kg ( 1 jam = 0,022 kg)
Penerimaan produksi (R) = Rp 15.000/kg (harga ini diperoleh dariperkiraan dilapangan)
