RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN KINERJA ALAT SORTASI BUAH TIPE GRAVITASI
SKRIPSI
OLEH :
ANDRE AGASI HUTABARAT 140308050
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2018
RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN KINERJA ALAT SORTASI BUAH TIPE GRAVITASI
SKRIPSI
OLEH :
ANDRE AGASI HUTABARAT 140308050 / KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk melaksanakan penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara Disetujui Oleh:
Dosen Pembimbing
(Dr. Taufik Rizaldi, STP, MP) NIP. 19620828 198702 1001
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2018
ABSTRAK
ANDRE AGASI HUTABARAT: Rancang Bangun dan Pengujian Kinerja Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi, dibimbing oleh TAUFIK RIZALDI.
Sortasi merupakan tahapan yang penting dalam menangani pasca panen buah-buahan untuk memperpanjang umur simpan buah dan meningkatkan nilai jual buah. Untuk mempercepat proses penyortiran dibutuhkan alat untuk dapat menyortir dengan cepat. Pada saat ini juga dibutuhkan alat yang ramah lingkungan untuk mencegah pemanasan global. Oleh karena itu, diperlukan perancangan alat sortasi buah tipe gravitasi yang ramah lingkungan dan pengujian kinerja alat tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat sortasi buah berdasarkan ukuran yang dapat membantu petani dalam menyortir buah. Dari hasil perancangan, alat ini dapat menampung buah 12 kg. Pengujian alat ini dilakukan pada buah jeruk, tomat dan markisa. Dari hasil pengujian kinerja alat, alat ini efektif bekerja pada kemiringan 12o. Kapasitas efektif alat pada buah jeruk adalah 225 kg/jam, pada buah tomat 277 kg/jam dan pada buah markisa 278 kg/jam. Keseragaman buah pada buah jeruk, tomat dan markisa dengan kemiringan 12 o berturut-turut adalah 72.92%, 76.36% dan 86.11%.
Analisis ekonomi menunjukkan biaya pokok sebesar Rp 48,04/tahun. Nilai Break Event Point sebesar 14.408,77 kg/tahun. Nilai NPV yang dihasilkan lebih dari 0 dan IRR (Internal Rate of Return) sebesar 77%.
Kata kunci: Desain, sortasi, kapasitas efektif alat, keseragaman buah
ABSTRACT
ANDRE AGASI HUTABARAT: Design and Development of Fruit Sortation Gravitation Type, supervised by TAUFIK RIZALDI.
Sorting is an important step in handling post-harvest fruits to extend fruit shelf life and increase fruit selling value. To speed up the sorting process a tool is needed to be able to sort quickly. At this time also needed an environmentally friendly tool to prevent global warming. Therefore, it is necessary to design an gravity-friendly fruit sorting device and test the performance of the tool. This study aims to design and make fruit sorting equipment based on size that can help farmers in sorting fruit. From the results of the design, this tool can accommodate 12 kg of fruit. Testing this tool is done on citrus fruits, tomatoes and passion fruit.
From the results of tool performance testing, this tool effectively works on a slope of 12o. The effective capacity of the apples in citrus fruits is 225 kg / hour, in tomatoes 277 kg / hour and in passion fruits 278 kg / hour. Fruit uniformity in citrus fruits, tomatoes and passion fruits with a slope of 12 o were 72.92%, 76.36% and 86.11%, respectively. Economic analysis shows the basic cost of Rp.
48.04 / year. Break Event Point value is 14,408.77 kg / year. The NPV value produced is more than 0 and the IRR (Internal Rate of Return) is 77%.
Keywords: Design, Sortation, equipment effective capacity, fruit uniformity
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di P. Siantar pada tanggal 08 April 1996 dari Ayah Bistok Hutabarat dan Ibu Elbine Pangaribuan. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara.
Tahun 2014 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tarutung dn pada tahun yang sama masuk ke Fakultas pertanian USU melalui jalur SBMPTN dan lulus pada pilihan kedua di Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan Mahasiswa Teknik (IMATETA), Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen Universitas Sumatera Utara (UKM KMK USU) dan Paduan Suara Transeamus Fakultas Pertanian USU.
Penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PTPN IV Unit Usaha Pulu Raja Kecamatan Pulu Rakyat Kabupaten Asahan Propinsi Sumatera Utara, pada bulan Juli sampai Agustus 2017.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah menuntun dan memelihara, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul
“Rancang Bangun dan Pengujian Kinerja Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat melakukan penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Taufik Rizaldi, STP, M.P selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, masukan, dan saran yang bermanfaat bagi penulis. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua penulis, kepada staf pengajar dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian yang telah membantu penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan berbagai kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun untuk menyempurnakan usulan penelitian ini pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini bermanfaat bagi yang membutukan.
Medan, September 2018
Penulis
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ... i
ABSTACK ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR SIMBOL ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
PENDAHULUAN... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penulisan ... 3
Kegunaan Penelitian... 3
Batasan Masalah... 3
TINJAUAN PUSTAKA... 4
Buah ... 4
Sistem Penyortiran Buah ... 5
Dasar Perancangan Alat dan Mesin ... 7
Kekuatan bahan ... 7
Kemiringan saluran... 9
Analisis Ekonomi ... 9
Biaya pemakaian alat ... 9
Biaya tetap ... 10
Biaya penyusutan (Metode Garis Lurus) ... 10
Biaya tidak tetap ... 10
Break Even Point / BEP (Analisis Titik Impas) ... 11
Net Present Value / NPV ... 12
Internal Rate of Returns / IRR ... 12
METODOLOGI PENELITIAN ... 14
Waktu dan Tempat Penelitian ... 14
Bahan dan Alat Penelitian ... 14
Parameter yang Diamati ... 15
Gambaran Umum Alat ... 16
Rancangan Fungsional ... 17
Rancangan Struktural ... 17
Prosedur Penelitian... 19
Pembuatan alat ... 19
Pengujian alat ... 19
Prosedur pensortiran buah jeruk... 19
Prosedur pensortiran buah tomat ... 20
Prosedur pensortiran buah markisa ... 20
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 21
Desain Konseptual Alat... 21
Kemiringan Alat ... 24
Kapasitas Efektif Alat ... 25
Keseragaman Buah... 26
Analisis Ekonomi ... 28
Biaya pemakaian alat ... 28
Break Even Point / BEP... 29
Net Present Value / NPV ... 29
Internal Rate of Returns / IRR ... 30
KESIMPULAN ... 31
DAFTAR PUSTAKA ... 32
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1. (a) Markisa ; (b) Jeruk ; (c) Tomat ... 4
Gambar 2. Pembebanan pada plat besi ... 8
Gambar 3. Skema gaya pada plat ... 8
Gambar 4. Skema gerak menggelinding ... 9
Gambar 5. Plat besi siku... 18
Gambar 6. Rancangan Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi ... 21
Gambar 7. Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi ... 22
Gambar 8. Rangka (a) Tampak Isometris, (b) Tampak Kiri, (c) Tampak Depan ... 23
Gambar 9. Hopper (a) Tampak Isometris, (b) Tampak Kiri, (c) Tampak Depan ... 23
Gambar 10. Saluran sortasi (a) Tampak Depan, (b) Tampak Kiri ... 24
Gambar 11. Grafik Kapasitas Alat ... 26
Gambar 12. Grafik keseragaman buah ... 27
DAFTAR TABEL
Hal Tabel 1. Rataan Kapasitas Alat ... 25 Tabel 2. Rataan Keseragaman Buah ... 27
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan
ME Modulus Elastisitas (kgmm)
ƩMA-Z Jumlah momen yang terjadi di setiap titik pembebanan pada plat besi (Titik A-Z)
I Momen Inersia (mm4) b Lebar plat (mm) b1 Lebar plat sisi 1 b2 Lebar plat sisi 2
h Tebal plat (mm)
Tegangan Geser Izin (kg/cm2)
max Tegangan Tarik Maksimum (kg/cm2) Sf1 Faktor Keamanan Dinamis (6) Sf2 Faktor Keamanan Statis (1,3 – 3)
p Panjang hopper (mm) l Lebar hopper (mm) T1 Tinggi hopper (mm)
V Volume (mm3) t1 Tinggi Hopper (mm) T2 Tinggi hopper (mm)
θ Sudut kemiringan hopper dan saluran (o) t2 Panjang alas hopper (mm)
Kecepatan S Jarak
T Waktu
M Massa (kg) R Jari-jari (m) A Percepatan (m/s2) A Luas Penampang T Tebal besi siku
R Kelengkungan sudut besi siku F1 Gaya yang bekerja pada titik C F2 Gaya yang bekerja pada titik D
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1. Perhitungan Kekuatan Rangka ... 33
Lampiran 2. Analisis Ekonomi ... 38
Lampiran 3. Flow Chart Penelitian ... 45
Lampiran 4. Kapasitas Efektif Alat ... 46
Lampiran 5. Keseragaman Buah ... 51
Lampiran 6. Kemiringan Saluran ... 57
Lampiran 7. Gambar Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi ... 58
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada zaman yang semakin canggih ini, teknologi berkembang dengan sangat pesat. Kebutuhan manusia juga semakin banyak yang bergantung dengan teknologi, baik dalam bidang komunikasi, pendidikan, bahkan dalam bidang perkebunan dan pertanian. Sampai saat ini teknologi yang membantu manusia di bidang perkebunan kurang berkembang dibanding sektor lainnya. Pada saat ini dibutuhkan teknologi yang hemat energi dan ramah lingkungan untuk menjaga keberlangsungan hidup manusia, maka dari itu menjadi peluang yang sangat baik untuk mengembangkan teknologi yang hemat energi dan ramah lingkungan.
Pengembangan teknologi dalam bidang pertanian merupakan hal yang perlu dilakukan untuk meningkatkan produksi dan mempertahankan kualitas produk pertanian. Salah satu permasalahan yang ada dalam bidang pertanian adalah penanganan pasca panen, misalnya penanganan pasca panen buah tomat.
Buah tomat banyak dikosumsi oleh masyakat Indonesia dan dunia. Konsumsi tomat segar dan olahan meningkat terus seiring dengan kebutuhan manusia pada gizi yang seimbang. Namun hingga sekarang para petani tomat di Indonesia masih kerepotan untuk memenuhi permintaan tomat segar dan olahan. Umumnya, permasalahan yang sering terjadi dihadapi oleh para petani tomat di Indonesia adalah teknologi budaya, seperti pemilihan bibit, penanaman, pemupukan, pengendalian hama dan penyakit, serta penanganan pasca panen (Wiryanta, 2002).
Buah-buahan merupakan suatu komoditas yang menguntungkan karena keaneragaman varietas dan didukung oleh iklim yang sesuai, sehingga menghasilkan berbagai buah-buahan yang sangat bervariasi dan menarik. Namun,
apabila setelah dipanen tidak ditangani dengan baik, kualitas hasil panen buah- buahan akan menurun secara bertahap, sejalan dengan berlangsungnya respirasi, transpirasi, dan pengaruh parasitik atau mikrobiologis yang dapat mengakibatkan kerusakan pada buah disebabkan hama dan penyakit. Kerusakan yang terjadi pada hasil buah-buahan dapat mengakibatkan kehilangan bobot, mutu, harga, keamanan, pasar dan kepercayaan. Pada kebanyakan tanaman hortikultura, jika proses pemanenan dilakukan secara bersamaan dapat dipastikan akan mendapat banyak produk yang belum matang atau terlalu matang.
Penelitian sebelumnya tentang rancang bangun alat sortasi tipe gravitasi juga mendasari penelitian ini. Penelitian sebelumnya masih sangat sederhana dan membutuhkan pengawasan operator secara intens. Kemudian penulis melakukan beberapa pembahasan yang mendalam untuk meningkatkan efektifitas dari alat ini. Diharapkan dapat mengefisienkan kerja dari operator, dan mengurangi tingkat kelelahan dari operator saat penyortiran dilaksanakan. Pada penelitian ini penulis akan meningkatkan efektifitas kerja dari alat sortasi buah tipe gravitasi dengan mengganti bahan dan desain dari alat, terutama pada saluran sortasi.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat dan menguji alat sortasi buah berdasarkan ukuran.
Kegunaan penelitian
1. Sebagai bahan bagi penulis 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 penyortir buah tipe gravitasi.
3. Membantu petani jeruk, tomat dan markisa untuk menyortasi buah hasil panen sebelum dijual ke pasar atau tengkulak.
Batasan Masalah
Perancangan pada penelitian ini akan dilaksanakan menggunakan aplikasi CAD (Computer Aided Design) Solidworks. Karena alat sortasi ini memanfaatkan gravitasi sebagai pendorong, maka penelitian ini hanya dibatasi pada buah yang bentuknya bulat dan ukuran diameter buah tidak lebih dari 10 cm.
TINJAUAN PUSTAKA Buah
Buah-buahan merupakan suatu bagian dari tanaman berbentuk buah dan dikonsumsi dalam bentuk segar, sebagai buah meja atau bahan terolah (processed) dan tidak dapat disimpan lama. Hal ini berarti bahwa mutu dari buah-buahan adalah tidak dapat diperbaiki tetapi hanya dapat dipertahankan (Samson, 1980).
Mutu buah yang baik diperoleh apabila pemanenan hasilnya dilakukan pada tingkat kematangan yang tepat. Buah-buahan yang belum masak dipanen akan menghasilkan mutu buah yang jelek, hal ini juga terjadi apabila terjadi penundaan pemanenan (Barus dan Syukri, 2008).
(a) (b)
(c)
Gambar 1. (a) Markisa ; (b) Jeruk ; (c) Tomat
Menurut Barus dan Syukri (2008) perubahan warna yang paling umum terjadi pada komoditas buah-buahan adalah hilangnya warna hijau dan timbulnya warna baru yang menandakan tingkat kematangan buah, serta diikuti dengan keadaan optimum untuk dapat dimakan. Warna hijau disebabkan oleh
kehadiran butir-butir hijau daun dalam jaringan organ , sedangkan hilangnya warna hijau disebabkan degradasi klorofil. Degradasi korofil terutama disebabkan pH didalam sel, system oksidatif, dan keaktifan enzim klorofilase.
Badan standar nasional (BSN) menggolongkang buah jeruk kedalam 4 kelas berdasarkan bobot atau diameter buah. Kelas A memiliki bobot lebih dari 151 gr dan diameter lebih besar dari 71 cm, kelas B memiliki bobot diantara 101- 151 gr dan diameter diantara 61-71 cm, kelas C memiliki bobot diantara 51-101 gr dan diameter diantara 51-61 cm, dan kelas D memiliki bobot dibawah 50g dan diameter 40-50 cm (BSN, 1992).
Buah tomat digolongkan 3 kelas berdasarkan beratnya. Kelas A bobot lebih dari 150 gr, kelas B bobot diantara 100-150 gr dan kelas C bobot dibawah 100 gr. Sedangkan buah markisa digololongkan menjadi 3 kelas berdasarkan beratnya. Kelas A bobot lebih dari 80 gr, kelas B bobot diantara 60-80gr dan kelas C bobot dibawah 60 gr.
Sistem Penyortiran Buah
Kegiatan sortasi bila dikaitkan dengan produk pertanian (sayur, umbi, buah, dll.) adalah proses pemisahan dan penggolongan tingkat kebugaran dan keseragaman hasil. Jadi sortasi adalah pemisahan produk yang sudah bersih menjadi macam-macam mutu atas dasar sifat fisik.
1. Sortasi dilakukan dengan prinsip-prinsip pemisahan seperti : beda berat, beda bentuk, beda ukuran, beda sifat permukaan, beda bobot jenis, beda warna dan kematangan.
2. Sortasi biasanya dilakukan berdasarkan standart mutu yang ditetapkan baik untuk pasar lokal dalam negeri maupun manca Negara.
Maka sortasi adalah pemisahan bahan yang sudah dibersihkan kedalam berbagai fraksi mutu berdasarkan karakteristik: fisik (kadar air, bentuk, ukuran, bobot jenis, tekstur, warna, benda asing/kotoran); kimia (komposisi bahan, baud an rasa tengik) dan biologis (jenis dan jumlah kerusakan oleh serangga, jumlah mikroba, dan daya tumbuh khususnya pada bahan pertanian dalam bentuk bijian) (Lizenhs, 2015).
Menurut Satuhu (1996), tujuan dilakukannya penggolongan mutu adalah sebagai berikut:
1. Mendapatkan buah yang mempunyai keseragaman, baik dalam ukuran maupun kualitas.
2. Mempermudah penyusunan dalam kemasan.
3. Mendapatkan harga yang tinggi dipasarkan.
4. Mempermudah dalam perhitungan.
5. Mempermudah pembeli untuk mendapatkan buah seperti yang diinginkan juga dalam upaya perlindungan konsumen.
Umumnya sortasi dilakukan pada gudang atau bangsal buah tanpa meja khusus. Sortasi dilakukan langsung dengan memisahkan buah kedalam keranjang atau peti berdasarkan ukuran, padahal sortasi akan lebih rapid an efisien biladilakukan pada meja khusus. Meja sortasi sebaiknya berupa meja bundar berlapir aluminium yang dapat berputar sehingga dapat memudahkan pelaksanan sortasi. Meja sortasi dapat berputar dengan tangan atau kaki. Alat grading atau pengkelompokkan yang digunakan dapat berupa alat mekanis yang dirancang atau dengan melihat bentuk atau ukuran secara visual.
Pada dasarnya penggolongan mutu bermaksud untuk memudahkan informasi pasar yang diberikan Antara pembeli dan penjual sehingga memudahkan pemasarannya, memudahkan konsumen untuk membeli buah sesuai dengan kualitas yang disenangi dan kemampuan daya beli. Hal ini berdampak positif karena ikut merangsang petani untuk meningkatkan buah yang dihasilkan.
Mutu buah untuk pasar lokal, swalayan, dan untuk ekspor tidak sama karena mutu buah ekspor harus baik dan standar yang diinginkan umumnya ditentukan negara tujuan. Standar ini bisa berbeda Antara satu negara dengan negara lain (Satuhu, 1996).
Dasar Perancangan Alat dan Mesin Kekuatan bahan
Material yang sering digunakan dalam perangkaian peralatan dan mesin adalah besi. Salah satu bentuknya adalah plat besi yang berfungsi sebagai penahan beban komponen-komponen alat/mesin tersebut. Untuk menahan suatu beban dengan optimal, plat besi harus memiliki ketebalan yang sesuai.
Menurut Sularso dan Kiyokatsu (1997), terdapat 4 tahapan untuk menentukan tebal plat besi yang dibutuhkan untuk menahan beban. Pertama ialah menentukan modulus elastisitas bahan berdasarkan berat beban yang direncanakan dan panjang plat besi dengan persamaan :
∑ ...(1)
Gambar 2. Pembebanan pada plat besi
Pada gambar, beban yang ditanggung oleh plat ditahan oleh dua baut pada titik C dan titik D. Ini berarti gaya yang terjadi pada masing-masing titik merupakan besar keseluruhan beban yang ditanggung dibagi jumlah titik baut yang menahan beban tersebut. Skema gaya yang terjadi pada plat di gambar dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 3. Skema gaya pada plat
Karena penampang bahan yang digunakan berbentuk persegi pejal, maka momen inersia dapat ditentukan dengan persamaan :
h ...;... (2) Tegangan geser izin dapat ditentukan dengan persamaan :
ma
f f ... (3) Nilai modulus elastisitas, momen inersia dan tegangan geser izin bahan digunakan untuk menentukan ketebalan plat besi yang dibutuhkan (h) dengan persamaan :
h ... (4)
Kemiringan Saluran
Gambar 4. Skema gerak menggelinding Momen Inersia untuk bola pejal :
I = m r2 ... (5) Kecepatan pada gerak translasi adalah sebagai berikut :
V=
√
... (6) Semakin besar kemiringan alat maka kapasitas kerja alat semakin besar dan presentase buah rusak juga semakin besar, demikian sebaliknya, semakin kecil kemiringan alat maka kapasitas kerja alat semakin kecil dan presentase buah yang rusak semakin kecil. Kemiringan alat 11º adalah kemiringan yang paling optimal karena kapasitas yang dihasilkan besar, presentase buah yang rusak lebih sedikit dan hasil sortasi lebih seragam (Sitorus, 2010).Analisis Ekonomi
Biaya merupakan sebuah elemen yang tidak dapat dipisahkan dari aktivitas perusahaan. Biaya didefinisikan sebagai suatu sumber daya yang dikorbankan (sacrified) atau dilepaskan (forgone) untuk mencapai tujuan tertentu (Horngren, 2008).
Biaya pemakaian alat
Biaya pokok adalah biaya yang diperlukan suatu alat/mesin pertanian
untuk setiap unit produk dan diperlukan data kapasitas alat/mesin yang bersangkutan. Ada dua kelompok biaya pemakaian alat atau mesin yang umum dibicarakanyaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap. Jumlah biaya tetap tidak dipengaruhi oleh jam kerja alat dan mesin, sedangkan biaya tidak tetap sangat dipengaruhi oleh alat dan mesin (Giatman, 2006).
Biaya tetap
Biaya tetap (fixed cost) yaitu biaya yang selalu harus dikeluarkan tanpa memandang aktivitas produksi yang sedang dilaksanakan dan tidak tergantung padabanyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan, misalnya: biaya penyusutan, biaya pajak, dan lain-lain (Halim, 2009).
Biaya penyusutan (Metode garis lurus)
Setiap asset fisik yang dimiliki oleh organisasi maupun perorangan, lama- kelamaan akan menjadi buruk kecuali tanah, nilai ekonomisnya juga menurun (menyusut) dan akhirnya tak dapat dipakai lagi. Terutama mesin dan peralatan produksi adalah asset yang paling produktif, mengalami penyusutan (depresiasif) seperti itu. Pada saat mesin tersebut tak dapat dipakai lagi, mesin yang baru harus sudah tersedia sebagai pengganti (replacement)(Siregar, 2015).
Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap (variable cost) yaitu biaya yang dikeluarkan sehubungan dengan kegiatan produksi dan tergantung pada output yang dihasilkan, dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semakin besarjuga. Misalnya: biaya perbaikan, pemebelian bahan, sewa alat, upah buruh, dan lain-lain (Waldiyono, 2008).
Menurut Kuswadi (2005) biaya variabel (variable cost) adalah biaya yang dalam rentang waktu dan sampai batas-batas tertentu jumlahnya berubah-ubah secara proporsional.
Break Even Point/ BEP (Analisis Titik Impas)
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, sebaliknya bila di sebelah 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 kesamaan dari dua alternatif usulan investasi (Waldiyono, 2008).
- ... (7)
Keterangan: X = Break Event Point V = Biaya tidak tetap F = Biaya tetap
R = Penerimaan setiap sortasi
Biaya-biaya variabel diantaranya adalah biaya bahan baku dan biaya tenaga kerja langsung. Biaya total adalah jumlah dari biaya tetap dan biaya
variabel (Pujawan, 2009).
n - ... (8) Net Present Value (NPV)
Net present value (NPV) adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur
suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Perhitungan NPV merupakan net benefit yang telah didiskon dengan discount factor. NPV dengan kata lain
dihitung berdasarkan selisih nilai sekarang antara benefit (pemasukan) dengan cost (biaya) ditambah dengan investasi.
0 COF
CIF ... (9) Keterangan :
CIF = cash inflow COF = cash outflow
Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan (dalam %) bertindak sebagai tingkat bunga modal dalam perhitungan
Penerimaan (CIF)= pendapatan x (P/A, i, n) + Nilai akhir x (P/F, i, n) ... (10) Pengeluaran (COF)=Investasi + pembiayaan (P/A, i, n) ... (11) Kriteria NPV yaitu :
NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan;
NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak menguntungkan;
NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan (Pudjosumarto, 1998).
Internal Rate of Returns (IRR)
Dengan menggunakan metode IRR kita akan mendapatkan informasi yang berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi
yang dijelaskan dalam bentuk % periode waktu. Logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus dipenuhi. Kemampuan ini yang disebut dengan IRR. Sedangkan kewajiban disebut dengan Minimum Atractive Rate of Return (MARR) (Giatman, 2006).
Menghitung IRR secara trial dan error dengan menggunakan rumus:
i – (
- i – i )... (12) Keterangan:
Dimana :
i1 = Suku bunga bank paling atraktif i2 = Suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal pada i1 NPV2 = NPV pada i2 Dengan kriteria:
- NPV > 0, berarti usaha menguntungkan, layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan.
- NPV < 0, Berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak menguntungkan dan tidak layak untuk dilaksanakan serta dikembangkan.
- NPV = 0, Berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
(Kastaman, 2006).
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April sampai Agustus 2018 di Bengkel Keteknikan Pertanian Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah besi siku yang digunakan menjadi kerangka alat yang berfungsi sebagai penopang beban dari alat sortasi buah, plat besi yang digunakan sebagai penahan beban pada alat sortasi buah, pipa stainlesteel yang berfungsi sebagai bahan yang dapat meloloskan buah
berdasarkan ukurannya, cat yang digunakan untuk melindungi kerangka alat dari korosi, dan juga buah yang akan digunakan sebagai bahan pengujian kinerja alat dan keseragaman ukuran buah.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin las yang digunakan untuk menyatukan kerangka alat, gerinda untuk memotong bahan yang akan digunakan, meteran untuk mengukur panjang atau lebar bahan yang akan digunakan, mistar siku untuk mengukur sudut dari kerangka alat, rolling plat untuk melekukkan plat besi yang akan digunakan, amplas untuk menghaluskan permukaan alat, kunci pas untuk mengencangkan baut, kuas yang digunakan untuk mengecat kerangka alat, stopwatch untuk menghitung waktu pada pengujian alat, kalkulator yang digunakan untuk membantu perhitungan pada perancangan alat, dan kamera yang digunakan untuk dokumentasi penelitian.
Parameter yang Diamati 1. Kapasitas efektif alat
Kapasitas alat dapat diukur dengan membagi berat buah jeruk yang disortir dengan waktu sortir.
Kapasitas alat =
... (13) 2. Persentase keseragaman buah
Penentuan keseragaman dilakukan secara visual (kasat mata) dengan menghitung jumlah buah tiap kelas yang tidak sesuai dengan ukuran diameter pada kelas yang telah ditentukan. Setelah persentase buah yang salah masuk dihitung, kemudian dihitung keseragaman buahnya. Lalu persentasenya dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Persentase kesalahan masuknya buah =
x 100% ...(14) Keseragaman buah = 100% - Persentase kesalahan masuknya buah (%) ... (15)
3. Analisis Ekonomi
1. Biaya alat transportasi pasca panen pedesaan.
Perhitungan biaya alat transportasi pasca panen pedesaan dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok.
2. Break Event Point
Manfaat perhitungan BEP 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. Hal ini dapat dihitung berdasarkan Persamaan 4.
3. Net Present Value
NPV merupakan kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak diusahakan. Hal ini dapat dihitung berdasarkan Persamaan 8, 9 dan 10.
Dengan kriteria:
- NPV > 0, berarti usaha menguntungkan, layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan.
- NPV < 0, Berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak menguntungkan dan tidak layak untuk dilaksanakan serta dikembangkan.
- NPV = 0, Berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
4. Internal Rate of Return
Untuk mengetahui kemampuan untuk dapat memperoleh kembali investasi yang sudah dikeluarkan dapat dihitung dengan menggunakan IRR. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan 11.
Gambaran Umum Alat
Buah yang dapat disortasi pada alat sortasi buah tipe gravitasi ini adalah buah yang berbentuk bundar. Pada proses penyortasian memanfaatkan gaya gravitasi untuk menggulingkan buah pada jalur sortasi.
Alat sortasi tipe gravitasi ini merupakan suatu alat yang ditujukan untuk memilah buah berdasarkan ukuran, sehingga dapat mempercepat proses penyortasian buah , menambah nilai jual buah, dan mempertahankan mutu buah setelah dipanen. Setelah buah masuk sedalam jalur sortasi ukuran, maka proses pemilahan buah akan dimulai berdasarkan ukuran buah.
Rancangan Fungsional
Untuk memenuhi tujuan dari alat ini, maka alat ini akan memiliki komponen-komponen yang bekerja dengan fungsi yang berbeda-beda. Fungsi- fungsi tersebut dapat dikategorikan antara lain ; rangka untuk memberi bentuk pada alat dan tempat pemasangan komponen alat yang lain; hopper untuk menampung buah; motor servo untuk mendorong dan membuka pintu pemilah;
pipa Stainless Steel untuk memilah buah berdasarkan ukuran buah, diameter pipa yang akan digunakan adalah 2 inci dengan tebal pipa 1 mm ; jalur untuk mengarahkan buah menuju pipa sortasi; Corong output untuk mengarahkan buah agar jatuh pada posisi yang diinginkan.
Rancangan Struktural
Dalam penentuan struktural komponen alat, beberapa dimensi dari beberapa komponen akan disesuaikan dengan kebutuhan :
1. Rangka
Rangka akan dibuat dengan menggunakan besi siku. Tebal plat besi rangka ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu momen maksimum, momen Inersia (I) dan perpindahan titik berat. Persamaan yang dibutuhkan adalah persamaan yang didapat dari bagian tinjauan pustaka. Karena bahan yang digunakan adalah besi siku, momen inersia dari kedua sisi besi harus diperhitungkan.
Gambar 5. Plat besi siku
Momen inersia pada besi siku dapat dihitung dengan rumus : I
=
+
A ... (16) Untuk mencari tegangan tarik digunakan rumus berikut :a ik
ma y ... (17) 2. Hopper
Hopper yang direncanakan berbentuk trapesium. Perencanaa kapasitas penyimpanan hopper ditentukan oleh kemaksimalan buah jatuh kedalam saluran buah dan kemampuan kerangka alat untuk menahan beban. Maka dimensi hopper dapat ditentukan dengan persamaan :
) { }
... (18)3. Saluran
Kemiringan saluran buah dapat ditentukan sesuai dengan kecepatan jatuhnya buah yang diinginkan sampai pada pendorong. Persamaan kecepatan yang dapat dipakai terdapat pada persamaan 6. Jarak tempuh buah dapat ditentukan dari rumus berikut :
S = V x T ... (19) Hubungan kecepatan dengan ketinggian saluran diterangkan pada rumus berikut :
V=
√
... (20) Prosedur PenelitianPembuatan alat
Alat akan dirancang berdasarkan rumus-rumus komponen alat yang telah dikumpulkan, kemudian dimodelkan secara grafis dalam bentuk 3 dimensi menggunakan aplikasi Solidworks. Tahapan penelitian yang akan dilakukan :
1. Dipersiapkan semua literatur yang akan dijadikan referensi
2. Dirancang alat dengan menggunakan perhitungan yang didapat dari literatur
3. Dirancang alat dengan aplikasi CAD Solidworks
4. Dibuat alat sesuai dengan perhitungan dan perancangan sebelumnya Pengujian alat
Pengujian alat sortasi buah ini dilakukan dengan tiga kali ulangan untuk setiap buah yang akan diuji.
Prosedur pensortiran buah jeruk
1. Menyiapkan alat sortasi buah jeruk yang akan diuji
2. Menyiapkan 60 buah sejenis yang terdiri dari 15 buah grade A, 15 buah grade B, 15 buah grade C, dan 15 buah grade D
3. Menandai setiap buah berdasarkan klasifikasinya 4. Mencampur keseluruhan buah yang akan disortir
5. melakukan pengujian menggunakan alat sortasi buah tipe gravitasi 6. Mengambil data dari hasil pengujian
Prosedur pensortiran buah tomat
1. Menyiapkan alat sortasi buah tomat yang akan diuji
2. Menimbang buah grade A, B, dan C, kemudian diukur diameter tiap grade 3. Menandai setiap buah berdasarkan klasifikasinya
4. Mencampur keseluruhan buah yang akan disortir
5. Melakukan pengujian menggunakan alat sortasi buah tipe gravitasi 6. Mengambil data dari hasil pengujian
Prosedur pensortiran buah markisa
1. Menyiapkan alat sortasi buah tomat yang akan diuji
2. Menimbang buah grade A, B dan C kemudian diukur diameter tiap grade 3. Menandai setiap buah berdasarkan klasifikasinya
4. Mencampur keseluruhan buah yang akan disortir
5. Melakukan pengujian menggunakan alat sortasi buah tipe gravitasi 6. Mengambil data dari hasil pengujian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Desain Konseptual Alat
Proses desain alat sortasi buah tipe gravitasi ini menggunakan aplikasi CAD Solidworks. Alat ini didesain untuk dapat menyortir buah berbentuk bulat yang dapat menggelinding seperti jeruk, tomat dan markisa. Alat ini memanfaatkan gaya gravitasi dalam proses sortasinya, sehingga tidak membutuhkan motor atau penggerak.
Gambar 6. Rancangan Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi Keterangan :
1. Hopper
2. Saluran sortasi 1 3. Saluran buah 4. Jaring keluaran 1
5. Rangka alat 6. Saluran sortasi 2 7. Jaring keluaran 2
Prinsip kerja alat sortir buah tipe gravitasi ini adalah: mengisi buah kedalam hopper. Kemudian dibuka pintu saluran buah dari hopper, lalu buah akan menggelinding satu per satu. Peran dari operator alat adalah mengisi hopper dengan buah dan menjaga agar buah tetap menggelinding jika buah tersangkut dipintu hopper. Kemudian, buah akan digelindingkan dari hopper menuju saluran sortasi melalui saluran buah. Pada saluran sortasi buah akan disortasi. Jika lebar saluran buah sesuai dengan ukuran maka buah akan jatuh ke jaring buah dan kemudian akan disalurkan ke penampung buah akhir.
Gambar 7. Alat Sortasi Buah Tipe Gravitasi
Sortasi adalah pemisahan bahan yang sudah dibersihkan ke dalam berbagai fraksi mutu berdasarkan karakteristik: fisik (kadar air, bentuk, ukuran, bobot jenis, tekstur, warna, benda asing/kotoran); kimia (komposisi bahan, bau dan rasa tengik) dan biologis (jenis dan jumlah kerusakan oleh serangga, jumlah mikroba, dan daya tumbuh khususnya pada bahan pertanian dalam bentuk bijian) (Lizenhs, 2015).
1. Rangka
Rangka memiliki ukuran panjang sebesar 1500 mm, lebar 1000 mm dan
tinggi 1350 mm. Pada bagian depan dan belakang rangka terdapat bagian untuk meletakkan saluran sortasi. Rangka alat ini menggunakan besi siku dengan dimensi 35 mm × 35 mm × 2 mm. Berat keseluruhan beban yang dibebankan pada rangka adalah 12 kg.
(a) (b) (c)
Gambar 8. Rangka (a) Tampak Isometris, (b) Tampak Kiri, (c) Tampak Depan 2. Hopper
Hopper memiliki tinggi 350 mm, panjang 700 mm, lebar 600 mm dan tebal plat 0.5 mm. Hopper dibuat dari bahan plat stainless. Hopper dibuat terhubung dengan saluran buah yang mengarah ke saluran sortasi buah. Dari hasil perhitungan dimensi hopper diketahui bahwa volume dari hopper adalah 0.08 m3 yang dapat menampung 12 kg buah.
(a) (b) (c)
Gambar 9. Hopper (a) Tampak Isometris, (b) Tampak Kiri, (c) Tampak Depan
3. Saluran Sortasi
Saluran sortasi memiliki panjang 1500 mm dan memakai bahan stainless berbentuk tabung berdiameter 50.8 mm dengan tebal 1 mm. kemiringan saluran so asi ini dapa dia u ᵒ hingga ᵒ. alu an so asi e hu ung dengan angka alat yang diikat oleh baut.
(a) (b)
Gambar 10. Saluran sortasi (a) Tampak Depan, (b) Tampak Kiri Kemiringan Alat
Kemiringan alat akan mempengaruhi laju atau kecepatan buah saat meluncur pada saluran sortasi dan kecepatan meluncurnya buah akan mempengaruhi kapasitas alat. Sehingga perlu untuk mengetahui kecepatan buah untuk memperkirakan hal apa saja yang mempengaruhi kapasitas alat.
Dari hasil perhitungan secara teoritis didapatkan kecepatan buah pada kemiringan 10o, 12o dan 14o berturut-turut adalah 1.91 m/s, 2.08 m/s dan 2.24 m/s (Lampiran 6). Kecepatan buah jeruk yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.58 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.64 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.67 m/s. Kecepatan buah tomat yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.59 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.66 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.71 m/s. Kecepatan buah markisa yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.64 m/s,
pada kemiringan 12o adalah 0.69 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.76 m/s.
Perbandingan kecepatan buah secara teoritis dengan aktual cukup jauh berbeda, hal ini disebabkan oleh bentuk buah yang tidak bulat sempurna sehingga menghambat laju buah, posisi buah yang diapit dua sisi saluran sortasi menghambat laju buah dan sifat lebam buah juga menghambat laju buah saat meluncur, hal ini terlihat dari perbedaan jenis buah mempengaruhi kecepatan meluncurnya buah. Kecepatan meluncurnya buah mempengaruhi kapasitas efektif alat.
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas alat adalah kemampuan alat dalam menyortir buah per waktu.
Kapasitas alat dirumuskan dengan berat buah jeruk yang disortir (kg) per waktu penyortiran (jam). Data kapasitas alat dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 1. Rataan Kapasitas Alat
Jenis Buah Perlakuan (o) Kapasitas (kg/jam) Jeruk
10o 202.38
12o 225.33
14o 243.03
Tomat
10o 250.08
12o 277.48
14o 281.39
Markisa
10o 234.12
12o 278.83
14o 293.23
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa semakin besar perlakuan kemiringan maka kapasitas alat juga akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena kemiringan saluran buah mempengaruhi kecepatan buah saat disortasi. Semakin besar kemiringan maka kecepatan buah akan semakin besar sehingga kapasitas kerja alat akan semakin besar.
Kecepatan buah jeruk yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.58 m/s,
pada kemiringan 12o adalah 0.64 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.67 m/s.
Kecepatan buah tomat yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.59 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.66 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.71 m/s.
Kecepatan buah markisa yang didapat pada kemiringan 10o adalah 0.64 m/s, pada kemiringan 12o adalah 0.69 m/s dan pada kemiringan 14o sebesar 0.76 m/s.
Kemiringan alat berbanding lurus dengan kecepatan buah dan kapasitas alat. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kemiringan 14o menghasilkan kapasitas alat yang paling tinggi, diikuti kemiringan 12o dan kemiringan 10o.
Gambar 11. Grafik Kapasitas Alat Keseragaman Buah
Keseragaman buah dilihat dengan menghitung jumlah buah pada tiap kelas yang tidak sesuai dengan ukuran diameter buah pada kelas yang ditentukan.
Keseragaman buah dilihat secara visual. Berdasarkan standar nasional Indonesia (SNI) yang dikeluarkan oleh Badan Standar Nasional (BSN) mutu buah jeruk
0 50 100 150 200 250 300 350
10 12 14
Kapasitas (kg/jam)
Kemi ingan ᵒ)
Jeruk Tomat Markisa
dibedakan menjadi empat kelas (grade) yaitu kelas A, kelas B, kelas C dan kelas D. Mutu buah tomat menjadi tiga (grade) yaitu kelas A, kelas B, kelas C. Mutu buah markisa menjadi tiga (grade) yaitu kelas A, kelas B, kelas C. Dari penelitian didapat nilai keseragaman buah yang dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2. Rataan Keseragaman Buah
Perlakuan Kesalahan masuknya buah (%) Keseragaman Buah (%) Jeruk Tomat Markisa Jeruk Tomat Markisa
10o 24.58 20.61 10.97 75.42 79.39 89.03
12o 27.08 23.64 13.89 72.92 76.36 86.11
14o 29.58 27.27 15.28 70.42 72.73 84.72
Persentase keseragaman buah didapatkan dari pengurangan 100% dengan persentase kesalahan masuknya buah. Semakin tinggi keseragaman buah yang dihasilkan, maka keakuratan alat semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa alat ini dapat memisahkan buah berdasarkan ukuran kelasnya dengan baik.
Dilihat dari perbandingan kapasitas dan persentase keseragaman buah pada buah jeruk, alat ini bekerja efektif pada kemiringan 12o dengan kapasitas kerja 225 kg/jam dan persentase keseragaman buah sebesar 72.92%. Alat ini memiliki kelemahan karena posisi buah jeruk pada saat menggelinding kurang sempurna. Hal ini disebabkan karena buah jeruk memiliki bagian pipih.
Diharapkan saat menggelinding buah tetap dalam posisi diameternya horizontal, namun ada juga buah yang menggelinding dengan posisi diameternya vertikal.
Gambar 12. Grafik keseragaman buah
Pada buah tomat, alat ini bekerja efektif pada kemiringan 12o dengan kapasitas kerja 277 kg/jam dan persentase keseragaman buah sebesar 76.36%.
Pada proses penyortasian buah tomat juga alat ini memiliki kelemahan karena bentuknya yang lonjong dan terdapat lekukan disekitar bekas tangkai buah.
Pada buah markisa, alat ini bekerja efektif pada kemiringan 12o dengan kapasitas kerja 278 kg/jam dan persentase keseragaman buah sebesar 86.11%.
Pada penyortasian markisa alat ini bekerja sedikit lebih maksimal dibandingkan dengan buah jeruk dan tomat. Hal ini dikarenakan bentuk buah markisa yang hampir bulat total, walaupun masih ada buah markisa yang lonjong dan terkstur kulit markisa yang keras meminimkan terjadi terjepitnya buah pada saluran sortasi.
Kapasitas alat sortasi buah ini memiliki kapasitas yang lebih baik dibandingkan dengan sortasi manual. Dengan menggunakan alat ini maka proses sortasi buah akan semakin cepat. Alat ini juga tidak menggunakan motor bakar maupun motor listrik dalam proses sortasinya, sehingga alat ini memiliki
0 20 40 60 80 100
10 12 14
Keseragaman Buah (%)
Kemi ingan ᵒ)
Jeruk Tomat Markisa
kelebihan yaitu tidak menimbulkan polusi udara dan biaya pengoperasiannya yang murah karena tidak membutuhkan daya.
Analisis Ekonomi Biaya pemakaian alat
Analisis ekonomi ini digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini dan seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh biaya untuk alat sortasi buah tipe gravitasi tiap tahunnya, diperoleh dari penyortiran sebesar 278 kg/jam pada tahun pertama hingga tahun ke lima sama. Hal ini disebabkan persamaan nilai biaya penyusutan pada tiap tahunnya sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahunnya sama.
Biaya penyortiran merupakan biaya yang harus dikeluarkan untuk setiap proses penyotiran, biaya ini sudah mencakup biaya modal, biaya perbaikan dan biaya operator, sehingga dengan mengetahui biaya penyortiran buah yang harus dikeluarkan maka kita dapat menentukan berapa biaya (upah) yang akan dibayarkan oleh konsumen untuk setiap kali penyortiran buah dalam satu kg. Nilai biaya tetap Rp 720.000/tahun dan biaya tidak tetap Rp 10.052 /jam, sehingga didapat nilai biaya operasional Rp 48,04 kg/tahun (Lampiran 2).
Break Even Point / BEP
Dari hasil penelitian ini di peroleh nilai BEP yang mencapai titik impas apabila telah melakukan pengangkutan sebanyak 14.408,77 kg/tahun terdapat pada lampiran 5, Menurut Waldyono (2008), analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang digunakan dapat membiayai sendiri (self financing), dan
selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Manfaat perhitungan titik impas 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.
Net Present Value / NPV
Net present value (NPV) adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur
suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Dalam menginvestasikan modal dalam penambahan alat pada suatu usaha maka NPV ini dapat dijadikan salah satu alternatif dalam analisis financial.
Dari percobaan dan data yang diperoleh (Lampiran 5) pada penelitian dapat diketahui besarnya NPV dengan suku bunga 5 % adalah Rp 57.202.614,8,-/
Tahun. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar ataupun sama dengan nol. Menurut pernyataan Giatman (2006) yang menyatakan bahwa kriteria NPV yaitu:
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan n tahun investasi usaha tidak menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
Internal rate of return / IRR
Menurut Giatman (2006), yang menyatakan bahwa dengan menggunakan metode IRR menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikan
modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus dipenuhi. Hasil yang didapat dari perhitungan IRR adalah sebesar usaha ini layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 77 % sesuai dengan lampiran 5 jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Alat sortasi buah tipe gravitasi ini dapat menampung buah sebanyak 12 kg dengan kapasitas efektif alat pada buah jeruk 225 kg/jam, buah tomat 277 kg/jam dan buah markisa 278 kg/jam.
2. Alat sortasi buah tipe gravitasi ini bekerja dengan efektif pada kemiringan 12o.
3. Keseragaman buah pada buah jeruk, tomat dan markisa dengan kemiringan 12 o berturut-turut adalah 72.92%, 76.36% dan 86.11%.
4. Alat sortasi buah tipe gravitasi ini dirancang memiliki biaya pokok tiap tahunnya sama yaitu Rp 48,04 /tahun.
5. Alat sortasi buah tipe gravitasi ini akan mencapai Break even point apabila telah melakukan penyortiran sebanyak 14.408,77 kg/tahun.
6. Alat layak digunakan/menguntungkan karena NPV yang dihasilkan > 0 yaitu sebesar Rp 57.202.614,8,-/tahun dengan suku bunga yang digunakan 5% dan Rp 35.316.308,1,-/tahun dengan suku bunga coba-coba 25%.
7. Internal rate of return pada alat ini adalah sebesar 77 %
Saran
1. Perlu diaplikasikan pelicin pada saluran sortasi untuk mencegah kemungkinan buah tersangkut pada saluran buah.
2. Perlu dilakukan modifikasi alat untuk mengefisienkan kerja alat, misalnya mengaplikasikan sensor untuk menyortir buah berdasarkan tingkat kematangan buah berdasarkan warna.
DAFTAR PUSTAKA
Barus, A., dan Syukri. 2008. Agroteknologi Tanaman Buah-Buahan. USU Press, Medan.
BSN, 1992. Standar Mutu Buah Jeruk. Badan Standar Nasional. Jakarta.
Giatman, M. 2006. Ekonomi Teknik. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta.
Halim, A. 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis: Kajian Dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu. Yogyakarta
Horngren, Charles T. 2008. Akuntansi Biaya. Edisi 7. PT INDEKS kelompok Gramedia: Jakarta.
Kastaman, R. 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya.
Kuswadi. 2005. Analisis Keekonomian Proyek. Andi Offset. Yogyakarta.
Lizenhs. 2015. http://lizenhs.wordpress.com/2015/11/14/ penerapan-sortasi- grading-dan-simplisia-untuk-produk-pertanian/
Pujawan, I.N. 2009. Ekonomi Teknik. Guna Widya. Surabaya Pudjosumarto, M. 1998. Evaluasi Proyek. Liberty. Jakarta.
Samson, J. A. 1980. Tropical Fruit. Longman, New York.
Satuhu, S. 1996. Penanganan dan Pengolahan Buah. Penebar Swadaya, Jakarta.
Siregar, H. B.2015. Ekonomi Teknik. Graha lmu. Yogyakarta.
Sitorus, H. R. 2010. UJi Kemiringan Saluran Bahan Pada Sortasi Jeruk Tipe Gravitasi. Departemen Teknologi Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita, Jakarta.
Waldiyono. 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar.
Yogyakarta.
Wiryanta, B.T. W. 2002. Bertanam Tomat. Agromedia Pustaka, Jakarta.
Lampiran 1. Perhitungan Kekuatan Rangka
A1 luas = 66 mm2 , X1 = 18.5, Y1 = 34 A2 luas = 70 mm2 , X2 = 1, Y2 = 17.5 Titik Berat
Absis X = =
= = 9.49 Absis Y = =
= = 25.51 Perpindahan Titik Berat
Sumbu X Sumbu Y
a1 = 18.5 - 9.49 = 9.01 B1 = 34 – 25.51 = 8.49 a2 = 1- 9.49 = 8.49 B2 = 17.5 – 25.51 = 8.01 Inersia Terhadap Sumbu X
Bagian 1= Ix1 = + A1 Bagian 2 = Ix2 = + A2
= + (8.49)2 66 = + (8.01)2 70
= 23.33 + 4757.28 = 23.33 + 4491.21
= 4780.62 mm4 = 4514,54 mm4
Ix = Ix1+ Ix2
= 4780.62 mm4 + 4514,54 mm4
= 9295.16 mm4
Inersia Terhadap Sumbu Y
Bagian 1 = Iy1 = + A1 Bagian 2 = Iy2 = + A2
= + (9.01)2 66 = + (8.49)2 70
= 7145.83 + 5357.88 = 7145.83 + 5045.62
= 12503.72 mm4 = 12191.44 mm4
Iy = Iy1+ Iy2
= 12503.72 mm4 + 12191.44 mm4
= 24695.16 mm4
Perhitungan Kapasitas Hopper
T1 = 350 mm p = 700 mm = 250 mm T2 = 100 mm = 600 mm = 250 mm V = ) { }
) { }
= (225mm) (420000 mm2 - 62500 mm2)
= 225 mm x 357500 mm2
= 80.437.500 mm3
= 0.08 m3
Perhitungan Volume Wadah Buah D = 210 mm
t = 145 mm v = At A π 2
= 3.14 x (210)2
= 3.14 x 44100
= 138474 mm2
V = 138474 mm2 x 145 mm
= 20.078.700 mm3
= 0.02 m3
Rata-rata berat buah dengan volume 0.02 m3 adalah 3 kg, maka dengan kapasitas volume hopper sebesar 0.08 m3 dapat menampung 12 kg buah atau 117.6 N.
Rancangan Rangka Panjang = 1500 mm Lebar = 1000 mm Tinggi = 1350 mm
Jenis besi yang = besi siku 40 x 40 x 2 mm dipakai
Perhitungan Kekuatan Bahan 1. Kerangka belakang
∑ = 0
RA – h1 – h2 + RB = 0
RA – 23.52 N – 23.52 N + RB = 0 RA + RB = 47.04 N
Untuk mencari gaya pada tumpuan RA dan RB dengan memasukkan semua gaya yang terjadi pada batang :
∑ A = 0
h1 x 0 + h2 x LAB – RB x LAB = 0
(23.52 N x 0) + (23.52 N x 600mm) + RB600mm = 0 0 + 14112 – RB600mm = 0
RB600mm = 14112 N mm RB = RB = 23.52 N
RA = 47.04 N – 23.52 N RA = 23.52N
Mencari kesetimbangan gaya dalam atau beban maksimum dengan mengetahui gaya yang terjadi pada RA dan RB
Mencari momen yang terjadi pada titik B :
∑ A = RA x LAB - h1 x LCB + h2 x 0
= (23.52 N x 600 mm) - (23.52 N x 600 mm) + 0
= 14112 Nmm – 14112Nmm
= 0
2. Kerangka depan
Mencari momen yang terjadi pada titik A :
∑ A = h1 x LAB + h2 x LAC
= (23.52 N x 250 mm) + (23.52 N x 350 mm)
= 5880 Nmm + 8232 Nmm
= 14112 Nmm
Mencari momen yang terjadi pada titik B :
∑ B = h2 x LBC
= 23.52 N x 100 mm
= 2352 Nmm
Mencari momen yang terjadi pada titik C :
∑ C = h1 x LCB
= 23.52 N x 100 mm
= 2352 Nmm
Mencari momen yang terjadi pada titik A :
∑ A = h2 x LDC + h1 x LDB
= (23.52 N x 350 mm) + (23.52 N x 250 mm)
= 58808232 Nmm + 5880 Nmm
= 14112 Nmm
Dari perhitungan diatas diketahui :
Jarak titik berat (Y) = 25.51 mm
Beban maksimum rangka = 14112 Nmm
Faktor keamanan (sf) = 5
Tegangan tarik masimum ( ) = 745 N/mm2
Tegangan ijin bahan ( ) = = = 149 N/mm2
Tegangan yang terjadi pada rangka
=
=
= 14.57 N/mm2
Jadi tegangan ijin > tegangan rangka maka pemilihan besi profil AISI4340 STEEL dengan dimensi 35 x 35 x 2 mm aman digunakan.
Lampiran 2. Analisis Ekonomi 1.Unsur produksi
1. Biaya pembuatan (P) = Rp 4.000.000,-
2. Umur ekonomis (n) = 5 Tahun
3. Nilai akhir alat (S) = Rp 400.000,-
4. Jam kerja = 6 jam/ hari
5. Kapasitas alat = 278 kg/jam
6. Biaya operator = Rp 10,000/jam
7. Jam kerja alat per bulan = 26 hari/bulan
8. Biaya reparasi = Rp 52/ jam
9. Jam kerja per tahun = 832 jam/ tahun (asumsi buah panen raya dua kali dalam setahun selama dua bulan pada 2018) 2. Perhitungan biaya produksi
a. Biaya tetap (BT)
1. Biaya penyusutan metode garis lurus Dn =
Dimana :
Dn = Biaya penyusutan pada tahun ke-n (Rp/tahun)
P = Harga awal (Rp)
S = Harga akhir, 10 % dari harga awal (Rp)
N = Perkiraan umur ekonomis (tahun) TabelPerhitungan biaya penyusutan dengan metode garis lurus
Akhir Tahun ke (P-S)(Rp) Dn (Rp/thn) Nilai Akhir (Rp)
1 3.600.000 720.000 2.880.000
2 3.600.000 720.000 2.160.000
3 3.600.000 720.000 1.440.000
4 3.600.000 720.000 720.000
5 3.600.000 720.000 0
Penyusutan : Dn =
Dn =
Dn =
Dn =
Dn = Rp 720.000,-/tahun 2. Bunga modal dan asuransi
Bung modal pada bulan agustus 5% dan asuransi 2%
I = i )
dimana :
i = Tingkat bunga modal dan asuransi P = Harga awal
N = Perkiraan umur ekonomis (tahun) I = p . .
= Rp 120.000,-/tahun 3. Pajak
Pajak = 2% x P dimana :
2% = ketetapan nilai pajak P = harga awal (Rp)
Pajak = 2% x Rp 4.000.000,-
= Rp 80.000,-/tahun
Total biaya tetap = Biaya penyusutan + bunga modal dan asuransi + pajak Tabel perhitungan biaya tetap tiap tahun
Tah un
Dn (Rp/tah
un)
I (Rp/tah
un)
Pajak (Rp/tah un)
Biaya tetap (Rp/tahun)
1 720.000 120.000 80.000 920.000
2 720.000 120.000 80.000 920.000
3 720.000 120.000 80.000 920.000
4 720.000 120.000 80.000 920.000
5 720.000 120.000 80.000 920.000
b. Biaya tidak tetap (BTT)
1. Biaya perbaikan alat (reparasi)
Biaya reparasi = – ) jam
=
( p . . - p . ) jam=
Rp 52/jam 2. Biaya operatorJumlah jam kerja = 8 jam/hari
Upah kerja = Rp 10.000
Total Biaya Tidak Tetap (BTT) = Biaya reparasi + Biaya operator
= Rp 52/jam + Rp 10.000/jam
=Rp 10.052 /jam
c. Biaya pokok
Biaya pokok = + Btt] × C
Tabel perhitungan biaya pokok tiap tahun Tahun BT (Rp/tahun) X
(jam/tahun)
BTT (Rp/jam)
C (jam/kg)
BP (Rp/kg)
1 920.000 832 10.052 0.0044 48,04
2 920.000 832 10.052 0.0044 48,04
3 920.000 832 10.052 0.0044 48,04
4 920.000 832 10.052 0.0044 48,04
5 920.000 832 10.052 0.0044 48,04
BEP:
Biaya tetap (F) tahun ke-5 = Rp. 920.000/Tahun
= Rp. 1.105,77 (1 tahun 832 Jam)
= Rp. 3,97 (1 jam = 278 kg)
Biaya tidak tetap (V) = Rp 10.052,- /Jam (1 Jam = 278 kg)
= Rp 36.15 /kg
Penerimaan setiap sortasi =Rp.100/kg (harga ini diperoleh dari perkiraaan harga di lapangan)
Alat akan mencapai Break event point jika alat menyortir hasil panen jeruk
p . ahun p kg p . kg = p . ahun
p . kg = 14.408,77 kg/tahun NPV
Dengan Rumus : CIF – COF ≥
Investasi = Rp.4.000.000
Nilai Akhir = Rp.400.000
Suku Bunga Bank = 5%
Suku Bunga Coba-coba = 25%
Umur Alat =5 tahun
Pendapatan = Penerimaan x kapasitas alat x jam kerja alat per tahun
= Rp100 /kg x 278 kg/jam x 832 jam/tahun
= Rp 23.129.600/tahun
Pembiayaan =Biaya pokok x Kapasitas alat x Jam kerja Tabel 31. Perhitungan pembiayaan
Tahun BP
(BP/kg)
Kapasitas Alat (kg/jam)
Jam Kerja (Jam/tahun)
Pembiayaan (Rp/tahun)
1 48,04 278 832 8.993.088
2 48,04 278 832 8.993.088
3 48,04 278 832 8.993.088
4 48,04 278 832 8.993.088
5 48,04 278 832 8.993.088
Cash In Flow 5%
1. Pendapatan = Pendapatan x (P/A,5%,5)
= Rp 23.129.600 x 4,3294
= Rp 100.137.290,-
2. Nilai Akhir = Nilai Akhir x (P/F,5%,5)
= Rp 400.000 x 0,7835
= Rp 313.400,-
Jumlah CIF = Rp 100.450.690,- Cash Out Flow = 5%
1. Investasi = Rp.4.000.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/F,5%, N)
Pembiayaan = Rp 8.993.088/tahun (P/A, 5%,5) = Rp 8.993.088/tahun (4,3294) = Rp 38.934.675,2,-
Jumlah COF = Rp 4.000.000 + Rp 38.934.675,2,- = Rp 42.934.675,2,-
NPV 5 % = CIF – COF
= Rp 100.137.290 – Rp 42.934.675,2,- = Rp 57.202.614,8,-
Jadi besanya NPV 5 % adalah Rp 57.202.614,8 > 0 maka usaha ini layak untuk dijalankan.
IRR = P% +
y x (q% - P%) (Positif & negatif) IRR = q% +
-y x (q% - P%) (Positif & positif) Cash in Flow 25 %
1. Pendapatan = Pendapatan x (P/A,25%,5)
= Rp 23.129.600 x 2,6892
= Rp 62.200.120,3,-
2. Nilai Akhir = Nilai akhir x (P/F, 25%,5)
= Rp 4.000.000 x 0,3276
= Rp. 1.310.400
Jumlah CIF = Rp 63.500.520,3,- Cash Out Flow 25%
1. Investasi = Rp 4.000.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/A,25%,5) Pembiayaan = Rp 8.993.088 x 2,6892
= Rp 24.184.212,2
Jumlah COF = Rp 4.000.000 + Rp 24.184.212,2 = Rp 28.184.212,2
NPV 25% = CIF – COF
= Rp 63.500.520,3, – 28.184.212,2 = Rp 35.316.308,1,-
Karena nilai x dan y adalah positif maka digunakan rumus IRR = q% + x (q% - P%)
= p -
p - p - - ) = p -
p . . - ) = 25% + (2,6 x 20%)
= 77 %
Lampiran 3. Flow Chart Pelaksanaan Penelitian
Perancangan Alat
Perakitan Alat
Sesuai Rancangan
?
Pengujian Alat
Pengambilan Data
Selesai
Persiapan Buah Yang akan Disortir
Ditimbang Sebanyak 10 Kg
Ya Tidak
Persiapan Alat Persiapan Bahan
Jeruk
Tomat
Markisa Mulai
Lampiran 4. Perhitungan Kapasitas Efektif Alat 1. Pengujian Buah Jeruk
Perlakuan (o) Ulangan Waktu (menit)
Berat total buah
(kg)
Kapasitas (Kg/jam)
Kapasitas rata- rata (Kg/jam)
10o
I 2.30 8 208.70
202.38
II 2.45 8 195.92
III 2.37 8 202.53
12o
I 2.18 8 220.18
225.33
II 2.20 8 218.18
III 2.02 8 237.62
140
I 2.03 8 236.45
243.03
II 1.90 8 252.63
III 2.00 8 240.00
Kapasitas Alat =
x 60 menit a. Kemiringan 10o
Ulangan I =
x 60 menit = 208.70 Kg/jam Ulangan II =
x 60 menit = 195.92 Kg/jam Ulangan III =
x 60 menit = 202.53 Kg/jam
Kapasitas rata-rata =
=
202.38 Kg/jam b. Kemiringan 12oUlangan I =
x 60 menit = 220.18Kg/jam Ulangan II =
x 60 menit = 218.18Kg/jam Ulangan III =
x 60 menit = 237.62Kg/jam
