MODIFIKASI MATA PISAU CINCIN PADA MESIN PENGUPAS KULIT NANAS
(Modification of Ring Blade on Pineapple Peeler)
Swastika Nusantari
1,2, Achwil Putra Munir
1, Lukman Adlin Harahap
11) Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU
Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan 20155
2)email : swastika.nusantari@yahoo.com
Diterima: 21 November 2014 / Disetujui: 1 Desember 2014
ABSTRACT
Pineapple is a unique tropical fruit. Beside it has sharp scales on its skin, it also has a juicy texture and it has sharp eyes through the outer flesh. This research was held to modify and to expand the pineapple peeler in order to simplified pineapple peeling with ring blade so we could peel a pineapple better and to compare the result to the previous blade. As the name, this blade has shaped like a ring and the cutting side was honed and was sharpened. The capacity of pineapple peeler using ring blade was 39,05 kg/hour. The criteria of peeled pinapple could be seen that there was no pineapple eyes on the outer flesh of the fruit. Losses fruit percentage using ring blade was 33,30%.
Keywords : modification, pineapple peeler. : ring blade
PENDAHULUAN
Nanas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama ilmiah Ananas comossus. Memiliki nama daerah danas (Sunda) dan neneh (Sumatera). Dalam bahasa inggris disebut pineapple dan orang-orang Spanyol menyebutnya pina. Nanas berasal dari Brasilia
(Amerika Selatan) yang telah didomestikasi di sana sebelum masa Columbus. Pada abad ke-16 orang Spanyol membawa nanas ini ke Filipina dan Semenanjung Malaysia, masuk ke Indonesia pada abad ke-15 (1599).
Nanas sejenis tumbuhan tropikal dan berada dalam kumpulan bromeliad (Famili Bromeliaceae), tumbuhan yang rendah seperti herba (herbaceous perennial) dengan 30 atau lebih daun yang panjan, tajam mengelilingi batang yang tebal. Nanas biasanya berwarna hijau sebelum masak dan berubah menjadi hijau kekuningan apabila masak kulit buahnya bersisik dan bermata banyak. Selain dikenal sebagai sumber vitamin C, buah nanas mengandung protein, asam organik, dan dektrosa (Juansah, dkk., 2009).
Buah ini banyak mengandung vitamin A dan C sebagai antioksidan. Juga mengandung kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium, dekstrosa, sukrosa, dan enzim bromelain. Bromelain berkhasiat sebagai antiradang,
membantu melunakkan makanan di lambung, serta menghambat pertumbuhan sel kanker.
Buah nanas setelah panen akan cepat mengalami kerusakan karena tingginya kandungan air yang ada pada buah. Untuk mengatasi masalah panen raya agar harga buah tidak turun maka pemanfaatan nanas sebaiknya ditingkatkan. Dengan demikian akan diperoleh hasil yang lebih bermanfaat, sehingga dapat meningkatkan nilai ekonominya. Pektin adalah senyawa polimer yang dapat mengikat air, membentuk gel atau mengentalkan cairan. Dengan demikian pektin dapat dimanfaatkan dalam industri obat-obatan, kosmetik, makanan, industri baja dan perunggu, industri karet, tekstil, plastik, bahan sintesis serta film nitropektin (Puspitasari, dkk., 2008).
Nanas merupakan buah tropis yang cukup unik. Disamping buahnya yang memiliki sisik tajam di bagian kulit, teksturnya yang berair dan memiliki mata tajam hingga ke daging bagian luarnya. Tak heran kalau buah ini memang sedikit merepotkan saat disantap. Selain itu kulitnya yang keras membuatnya agak susah ketika dikupas memakai pisau sekalipun. Biasanya untuk mengupas nanas dilakukan 2 tahap. Pertama, memotong sisik atau kulit luarnya hingga terlihat daging buah nanas berikut matanya. Selanjutnya dengan ujung pisau yang tajam, dilakukan pemotongan mata nanas dengan arah melingkar.
Pengupasan merupakan proses pemisahan kulit dengan bagian yang akan dikonsumsi. Pengupasan ini dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan cara mekanik dan cara kimia. Pengupasan biasanya dilakukan dengan alat bantu berupa pisau yang biasanya terbuat dari besi, baja maupun dari stainless steel. Adapun permukaan untuk pisau yang terbuat dari stainless steel akan terdapat suatu lapisan oksida (krom) yang sangat stabil, sehingga pisau ini tahan terhadap korosi. Sedangkan pisau yang terbuat dari besi biasa mudah mengalami korosi, dan apabila digunakan dalam pengupasan akan mengakibatkan bahan mudah mengalami oksidasi menghasilkan warna coklat (pencoklatan) (Praptiningsih, 1999).
Mesin pengupas kulit nanas adalah alat pengupas nanas dengan menggunakan sistem mekanis di mana untuk pengoperasian alat masih menggunakan tenaga manusia namun untuk mengupas menggunakan motor listrik sebagai penggerak. Mesin ini diharapkan dapat mengupas kulit nanas dengan baik dengan mekanisme yang telah ditetapkan. Mesin ini mempunyai dimensi panjang 41 cm, lebar 41 cm dan tinggi 55 cm (Noersalim, 2014).
Metode penelitian yang dilakukan pada penelitian ini dengan studi kepustakaan lalu melakukan penelitian pada mata pisau cincin. Nanas terlebih dahulu dipersiapkan lalu ditimbang beratnya. Setelah itu dilakukan pengupasan menggunakan mata pisau cincin. Nanas yang telah terkupas ditimbang kembali beratnya, begitu juga dengan kulit nanas. Hal ini untuk mengetahui berapa persen buah hilang. Setelah semua selesai, dilakukan pengamatan parameter penelitian.
Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi mata pisau, membuat, menguji serta melakukan analisis ekonomis teknis mesin pengupas kulit nanas dengan mata pisau cincin.
BAHAN DAN METODE
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah nanas, mata pisau cincin stainless steel, pelat stainless steel, pelat aluminium, baut dan mur, plat besi, baja, skrup, motor listrik, kabel, cat dan thinner. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, martil, kikir, obeng, meteran, stopwatch, kalkulator dan komputer.
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur (kepustakaan), lalu melakukan
pengamatan tentang mesin pengupas kulit nanas (pineapple peeler) ini. Selanjutnya dilakukan perancangan bentuk, pembuatan/ perangkaian mata pisau cincin, kemudian dilakukan pengujian alat dengan pengamatan parameter.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mesin Pengupas Kulit Nanas
Mesin pengupas kulit nanas adalah alat pengupas nanas dengan menggunakan sistem mekanis di mana untuk pengoperasian alat masih menggunakan tenaga manusia namun untuk mengupas menggunakan motor listrik sebagai penggerak. Mesin ini diharapkan dapat mengupas kulit nanas dengan baik dengan mekanisme yang telah ditetapkan. Mesin ini mempunyai dimensi panjang 41 cm, lebar 41 cm dan tinggi 55 cm.
Mesin pengupas kulit nanas ini memiliki beberapa komponen utama yaitu tuas penahan, pulley, dinamo, kerangka alat, mata pisau, pisau pemutar, dan saklar. Tuas penahan berfungsi untuk menahan buah nanas. Pulley berfungsi untuk menjalankan tenaga putaran dari dinamo yang disalurkan melalui v-belt. Dinamo berfungsi sebagai sumber tenaga penggerak pada mesin pengupas kulit nanas ini. Kerangka alat berfungsi sebagai penopang komponen-komponen lain pada mesin. Mata pisau berfungsi sebagai mengupas kulit buah nanas. Pisau pemutar berfungsi untuk memutar nanas yang telah ditancapkan pada pisau pemutar ini. Saklar berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan mesin serta mengembalikan posisi mata pisau kembali ke posisi semula. Selain itu, mesin pengupas kulit nanas ini juga diperlengkapi dengan dua buah pegas pada bagian gagang mata pisau sehingga pada saat pengupasan, mata pisau dapat bergerak mengikuti ukuran buah nanas.
Mata Pisau Cincin
Mata pisau yang digunakan pada penelitian ini adalah mata pisau cincin. Mata pisau ini sesuai dengan namanya yaitu berbentuk seperti cincin dan pada sisi potongnya pada nanas diasah dan dibuat sedemikian rupa agar runcing. Mata pisau ini berukuran 2,5 cm dan dengan sudut potong sebesar 60o.
Dibutuhkan pengasahan berkala pada mata pisau ini karena jika terlalu sering digunakan akan mengalami ketumpulan. Ketumpulan mata pisau dapat mengakibatkan hasil kupasan yang tidak sempurna sehingga mengganggu kinerja alat seperti nanas dapat rusak jika pisau tersebut
dipaksa untuk mengupas kulit nanas yang dapat dikatakan cukup keras.
Proses Pengupasan
Proses pengupasan yang dilakukan dengan menggunakan alat ini adalah dengan menancapkan buah nanas yang akan dikupas pada
pisau penancap bawah. Posisi penancapan nanas harus tepat karena sangat mempengaruhi hasil kupasan jika pemasangan tidak tepat. Setelah tertancap, pisau penancap atas akan menyokong buah nanas. Mesin dihidupkan, nanas akan berputar akibat dari rotasi dari kedua pisau penancap dan mata pisau yang telah dipasang akan bergerak turun untuk mengupas nanas.
Pada mata pisau cincin ini dapat dilihat dapat mengupas kulit nanas dengan hasil yang cukup lebih baik. Namun tidak begitu berbeda dengan mata pisau standar yang digunakan. Sudut potong yang digunakan untuk pengupasan dapat mengupas kulit nanas dengan baik hingga mata nanas terbuang. Perbedaan yang dapat dilihat ialah dari segi keefektifan waktu, pada mata pisau ini lebih tinggi kapasitas alat yang diperoleh dibanding mata pisau sebelumnya.
Berat bahan yang hilang sebagian besar diakibatkan oleh kehilangan kandungan air dalam nanas pada saat proses pengupasan nanas tersebut, kemudian pada saat proses pengupasan kulit nanas yang tercacah oleh pisau juga termasuk dari berat bahan yang hilang. Nanas merupakan buah yang memiliki kadar air yang cukup tinggi, oleh karena itu setelah nanas dikupas, air menetes dari seluruh badan nanas dan mengakibatkan penurunan berat bahan.
Data hasil pengupasan dengan jumlah nanas 30 buah dengan mata pisau cincin dapat dilihat pada Tabel 1.
Kapasitas Alat
Kapasitas alat didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (Kg, buah) persatuan waktu (jam). Dalam penelitian ini kapasitas alat dihitung dari perbandingan antara berat nanas yang dikupas dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pengupasan. Kapasitas alat dapat dilihat dari Tabel 2.
Pada penelitian ini, lama waktu pengupasan dihitung pada saat bahan mulai dikupas sampai bahan selesai dikupas. Untuk mata pisau cincin ini total waktu pengupasan buah adalah 3172,3 detik dengan rata-rata waktu pengupasan 105,74 detik. Perbedaan waktu pengupasan ini disebabkan oleh
tingkat kematangan buah, tinggi nanas, dan diameter nanas yang berbeda. Dari data yang telah diperoleh, kapasitas alat dengan menggunakan mata pisau cincin adalah 39,05 kg/jam. Sementara kapasitas dengan mata pisau sebelumnya sebesar 31,57 kg/jam.
Kriteria Pengupasan Nanas
Kriteria pengupasan buah yang didapat dari penelitian ini adalah pada setiap pengupasan buah nanas didapat hasil kupasan yang tidak menyisakan kulit pada bagian tubuh nanas dan mata nanas tidak tersisa lagi pada bagian tubuh nanas.
Persen Buah Hilang
Persen buah hilang adalah kehilangan buah yang terjadi saat proses pengupasan yang dinyatakan dalam persen (%). Persen buah hilang dapat dihitung dengan membandingkan berat kulit kupasan nanas dengan berat nanas sebelum dikupas. Persen buah hilang pada proses pengupasan dapat dilihat pada Tabel 3 berikut.
Dari Tabel 3 dapat dilihat untuk mata pisau cincin ini berat total nanas adalah 34.410 gr dan berat limbah 11.460 gr. Didapat hasil persen buah hilang sebesar 33,30%. Hal yang mempengaruhi kehilangan buah saat pengupasan ini adalah tingkat kematangan buah karena semakin matang buah maka akan semakin lunak dan kandungan airnya semakin banyak. Dengan kandungan air yang semakin banyak maka akan banyak pula air yang terbuang saat proses pengupasan.
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. Biaya pemakaian alat
Dari penelitian yang dilakukan, diperoleh biaya untuk mengupas kulit nanas berbeda tiap tahun. Hal ini disebabkan perbedaan nilai biaya penyusutan tiap tahun sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahun berbeda juga. Hal ini dapat dilihat dari Tabel 4.
Tabel 1. Data pengupas kulit nanas dengan mata pisau cincin
Tabel 2. Kapasitas alat dengan mata pisau cincin
JN BTN TWP KA
30 34410 3172,3 39,05 Keterangan:
JN : Jumlah nanas (buah) BTN : Berat total nanas (gr) TWP : Total waktu pengupasan (detik) KA : Kapasitas alat (kg/jam)
Tabel 3. Persen buah hilang dengan mata pisau cincin
JN BTN BTK PBH
30 34410 11460 33,30
Keterangan:
JN : Jumlah nanas (buah) BTN : Berat total nanas (gr) BTK : Berat total kulit (gr) PBH : Persen buah hilang (%)
Tabel 4. Biaya pemakaian alat Tahun BP (Rp/kg) 1 199,43 2 176,13 3 166,69 4 164,50 5 162,18
Diperoleh biaya pengupasan kulit nanas sebesar Rp. 199,43/kg pada tahun pertama, Rp. 176,13/kg pada tahun ke-2, Rp. 166,69/kg pada tahun ke-3, Rp. 164,50/kg pada tahun ke-4, dan Rp. 162,18/kg tahun ke-5. Hal ini disebabkan perbedaan nilai biaya penyusutan tiap tahun sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahun berbeda juga. Ulangan Diameter (cm) Tinggi (cm) B.Sebelum Pengupasan (gr) B. Setelah Pengupasan (gr) Berat Kulit (gr) Waktu Pengupasan (s) 1 9,0 12,5 900 500 350 105,4 2 9,0 12,0 900 520 320 104,7 3 8,5 14,0 950 610 300 106,5 4 9,5 15,0 1300 730 550 105,5 5 10,5 20,0 1500 960 510 108,0 6 12,0 19,0 1900 1340 520 110,1 7 10,0 12,5 970 500 440 105,2 8 8,0 14,0 1050 600 430 106,0 9 10,0 14,0 1080 720 310 105,5 10 10,0 14,0 1300 700 560 107,2 11 10,5 13,0 1000 550 400 104,2 12 10,0 14,7 1180 720 380 105,2 13 10,0 14,7 1180 750 380 107,0 14 10,1 12,3 1000 600 380 102,8 15 10,4 13,1 1060 500 450 104,0 16 10,0 13,0 870 600 240 104,3 17 8,5 14,5 1450 820 590 105,7 18 10,0 13,5 1050 730 280 104,0 19 10,5 12,5 1040 700 300 105,4 20 10,5 13,0 1090 710 350 105,0 21 9,5 14,0 1110 730 340 105,8 22 9,0 12,0 980 610 320 105,4 23 9,0 12,0 1000 630 330 104,0 24 10,0 13,0 950 610 290 105,0 25 10,0 16,0 1350 830 470 108,2 26 9,0 13,0 940 600 300 105,7 27 10,0 13,5 1300 920 320 105,0 28 10,5 17,0 1500 1050 410 108,7 29 9,0 13,0 1210 890 280 106,3 30 9,0 14,0 1300 910 360 106,5 Jumlah 34410 21640 11460 3172,3 Rataan 1147 721,33 382 105,74
Break even point
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan, diperoleh nilai BEP yang berbeda-beda pada tiap tahunnya. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Break even point alat
Tahun BEP (buah/tahun)
1 1641,89
2 908,37
3 611,52
4 542,32
5 469,35
Alat pengupas kulit nanas ini akan mencapai BEP pada nilai 1641,89 kg pada tahun ke-1, 908,37 kg pada tahun ke-2, 611,52 kg pada tahun ke-3, 542,32 kg pada tahun ke-4, dan 469,35 kg pada tahun ke-5. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas apabila telah mengupas kulit nanas sebanyak 4.173,45 kg selama 5 tahun tersebut. Nilai BEP tiap tahun makin menurun karena pada pada tiap tahun alat mengalami penurunan biaya tetap dan ini menyebabkan penurunan nilai BEP, hal ini karena tiap tahunnya alat ini telah mengupas nanas hingga mencapai titik BEP itu sendiri sehingga semakin lama banyak buah yang dikupas akan mengalami penurunan karena pemakaian alat ini telah menutupi modal dari pengupasan buah tersebut. Menurut Waldyono (2008), 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 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
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 pada penelitian dapat diketahui besarnya NPV dengan suku bunga 6% adalah Rp. 1.085.135.837,27.
Internal rate of return
Hasil yang didapat dari perhitungan IRR adalah sebesar 74,28 %. Usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 74,28 %, jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan. Semakin tinggi bunga pinjaman di bank maka keuntungan yang diperoleh dari usaha ini semakin kecil.
KESIMPULAN
1. Kapasitas alat pada mesin pengupas kulit nanas dengan menggunakan mata pisau cincin adalah 39,05 kg/jam, sementara dengan mata pisau sebelumnya sebesar 31,57 kg/jam. 2. Persen buah hilang yang didapat dari proses pengupasan adalah sebanyak 33,30%. Faktor yang mempengaruhi hal ini adalah tingkat kematangan buah.
3. Kriteria pengupasan buah yang didapat dari penelitian ini adalah pada setiap pengupasan buah nanas didapat hasil kupasan yang tidak menyisakan kulit pada bagian tubuh nanas dan mata nanas tidak tersisa lagi pada bagian tubuh nanas.
4. Biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam mengupas kulit nanas dengan mesin pengupas kulit nanas ini tiap tahunnya adalah Rp. 199,43/kg pada tahun ke-1, Rp. 176,13/kg pada tahun ke-2, Rp. 166,69/kg pada tahun ke-3, Rp. 164,50/kg pada tahun ke-4 dan Rp. 162,18/kg tahun ke-5.
5. Alat ini akan mencapai nilai break even point apabila telah mengupas nanas sebanyak 1.641,89 kg pada tahun ke-1, 908,37 kg pada tahun ke-2, 611,52 kg pada tahun ke-3, 542,32 kg pada tahun ke-4, dan 469,35 kg pada tahun ke-5.
6. Net present value alat ini dengan suku bunga 6% adalah Rp. 1.085.135.837,27 yang berarti usaha ini layak untuk dijalankan.
7. Internal rate of return pada alat ini adalah sebesar 74,28 %.
DAFTAR PUSTAKA
Juansah, J., K. Dahlan, dan F. Huriati, 2009. Peningkatan Mutu Sari Buah Nanas Dengan Memanfaatkan Sistem Filtrasi Aliran Dead-End dari Membran Selulosa Asetat. Makara Sains. Vol. 13 No. 1 April 2009: hal 95.
Noersalim, Y., 2014. Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Nanas. Skripsi Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Praptiningsih, Y., 1999. Teknologi Pengolahan. Fakultas Tenologi Pertanian Universitas Jember, Jember.
Puspitasari, D., N. Datti, dan L. Edahwati, 2008. Ekstraksi Pektin dari Ampas Nanas. Makalah Seminar Nasional Soebardjo Brotohardjono. Vol 4: hal 2.
Rukmana, R., 1996. Nanas Budidaya dan Pascapanen. Kanisius, Yogyakarta.
Teknologi Tepat Guna Budidaya Pertanian, 2001. Nanas. Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, Jakarta. Waldiyono., 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori
