552
MODIFIKASI ALAT PENGUPAS KULIT KOPI MEKANIS
(Modification of Mechanical Coffee Pulper Equipment)
William Putra Marbun1,2, Achwil Putra Munir1, Lukman Adlin Harahap1
1Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU, Medan Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan 20155
2)email : [email protected]
Diterima : 02 Maret 2015 / Disetujui : 17 Maret 2015
ABSTRACT
Capacity constraints of Mechanical cofee skin peeler is one of the obstacles in increasing coffee production. To overcome this, we need a mechanical coffee skin peeler that has been modified. The study was conducted with the study of literature and make observations about the mechanical coffee skin peeler that has been designed Johanes Mikael Manulang, and then designed the coupling components that would be modified. The effective capacity of the tool was 206.57 kg/h or 1441.44 kg/day. The value of the effective capacity of the equipment was greater than the previous coffee skin peeler i.e 117.39 kg/h or 821.73 kg/day. Basic costs to be incurred was Rp. 73 953 /kg in year 1, Rp. 68.917 / kg in year 2, Rp. 67.241/kg in year 3, Rp. 66.404 /kg in the 4th year, and Rp. 65.903 /kg in the 5th year. This equipment would reach the break even point after peeling coffee at 9124.41 kg/year. Net present value of these equipment with 6% interest rate was Rp. 279,299,067.30 which means that the business is feasible. Internal rate of return was 7.21%.
Keyword: modification, pulper equipment, skin
PENDAHULUAN
Kopi merupakan bahan minuman sudah tidak asing lagi. Aromanya yang harum, rasanya yang khas, nikmat, serta khasiatnya yang dapat memberikan rangsangan penyegaran badan membuat kopi cukup akrab di lidah dan digemari. Penggemarnya bukan saja diIndonesia, tetapi juga di seluruh dunia. Kopi juga menjadi bahan perdagangan yang sudah beberapa abad lamanya, karena kopi dapat diolah menjadi minuman yang lezat rasanya.
Kopi bukan hanya sekedar minuman segar dan berkhasiat. Tetapi juga mempunyai arti ekonomi yang cukup penting. Sejak puluhan tahun yang lalu kopi telah menjadi sumber nafkah bagi banyak petani. Tanaman kopi sudah memberikan hasil yang baik untuk menambah penghasilan apalagi bila dipelihara dan pengolahannya cukup baik, pasti usaha ini mendatangkan keuntungan yang melipat ganda. Bagi Indonesia, kopi merupakan salah satu mata dagangan yang mempunyai arti yang cukup tinggi.
Maka perlu adanya suatu alat pengupas kulit kopi mekanis yaitu alat yang digerakkan oleh motor bakar. Dengan adanya alat ini, diharapkan bertambahnya kapasitas hasil pengupasan kulit kopi yang dapat meningkatkan bertambahnya nilai produksi kopi.
Salah satu dari proses pengolahan kopi yang memerlukan penerapan teknologi pascapanen adalah proses pengupasan kulit kopi basah atau daging buah. Pada perkebunan rakyat Indonesia, pengolahan pengupasan kulit kopi pada umumnya masih menggunakan alat pengupas kulit kopi manual dan semi mekanis. Alat ini digerakkan oleh tenaga manusia untuk memisahkan antara kulit kopi basah dengan biji kopi sehingga memiliki keterbatasan dalam kapasitas hasilnya.
Dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Manulang ,dkk. (2013), diperoleh hasil waktu pengupasan buah kopi rata-rata setiap 1 kg adalah 30,667 detik. Oleh karena itu didapat kapasitas efektif alat adalah sebesar 117,39 kg/jam. Artinya bahwa dalam waktu 1 jam alat ini dapat mengupas buah kopi sebanyak 117,39 kg
553 Oleh dasar penelitian tersebut, maka dalam usaha meningkatkan diperlukan modifikasi pada alat tersebut. modifikasi untuk meningkatkan kinerja alat dan efisiensi alat dari segi penggunaan, keamanan dan kebersihan alat, diperlukan terhadap alat tersebut modifikasi adalah pada saluran masukan biji kopi. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mempermudah masuknya biji kopi ke dalam rotor dan mempermudah untuk membersihkan alat.
Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi, membuat, dan menguji alat pengupas kulit kopi mekanis.
BAHAN DAN METODE
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah kopi, plat stainless steel, plat aluminium, baut, mur, plat besi, baja, motor bakar, puli (pulley), sabuk V (V-belt), bantalan (bearing), besi bulat padu (poros), besi siku, pipa besi, baut dan mur, cat dan thinner. Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, martil, kikir, meteran, stopwatch, water pass, tang, kunci pas, kunci ring, kalkulator dan komputer.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi literatur (kepustakaan) dan melakukan pengamatan tentang alat pengupas kulit kopi mekanis yang dirancang oleh Johannes Mikael Manulang. Kemudian dilakukan modifikasi bentuk dan pembuatan komponen-komponen alat pengupas kulit kopi mekanis.
Dimodifikasi bagian hopper yang bertujuan untuk memperlancar masuknya biji kopi yang masuk sehingga tidak terjadi penyumbatan pada alat dan dimodifikasi kunci mata pisau agar mudah pada saat sanitasi alat dan dimodifikasi bagian saluran pengeluaran agar biji kopi yang sudah terkelupas tidak keluar dari saluran pengeluaran. Setelah itu, dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Pengupas Kulit Kopi Mekanis
Pada alat pengupas sebelumnya menggunakan dua tenaga penggerak, yaitu menggunakan pengerak semi mekanis
menggunakan tangan dan mekanis mengunakan motor bakar. Namun pada alat pengupas kulit kopi ini dioperasikan dengan tenaga mekanis, menggunakan motor berbahan bakar bensin. Tujuan menggunakan motor bakar ini untuk memperingan dan mempercepat waktu kerja pengupasan kulit kopi.
Rangka alat dipilih dari besi siku dengan tujuan mampu mendukung atau menyokong beban yang dikenakan pada saat pengupasan kulit kopi. Ukuran kerangka disesuaikan dengan kebutuhan tempat akan alat-alat yang dirancang, karakteristik pengguna (operator), dan bentuk maupun ukuran komponen lainnya.
Saluran masuk (hopper) dipilih berbentuk prisma dan terbuat dari plat besi. Alasan pemilihan bentuk prisma karena dapat menampung kopi dalam jumlah banyak (Hermawan, 2011). Alasan lain karena hopper yang berbentuk prisma memiliki dimensi yang lebih besar di atas daripada di bawah sehingga ketika hopper penuh, kopi yang akan dikupas memiliki tekanan yang lebih besar pada bagian bawah hopper. Hal ini mengakibatkan kopi lebih mudah bergerak menuju pintu masuk kopi dan terdorong menuju rotor dan stator.
Kotak rotor dan stator merupakan tempat pengupasan kulit kopi. Kotak ini terbuat dari plat besi dimana di dalamnya terdiri dari silinder yang berputar (rotor) dan permukaan pisau yang diam (stator). Rotor memiliki dimensi diameter 18 cm dan panjang 20 cm. Rotor ini terbuat dari pipa bulat dan dilapisi dengan stainless stell yang telah dibentuk memiliki tonjolan atau sering disebut bubble plate (Budiman, 2012). Tonjolan-tonjolan ini berfungsi untuk menekan kopi sehingga terdorong menuju stator.
Stator terbuat dari plat besi yang memiliki bentuk setengah lingkaran. Hal ini disebabkan untuk menyesuaikan dengan bentuk rotor yang berbentuk lingkaran. Pada bagian atas stator dilapisi stainless stell yang telah memiliki tonjolan sebagai permukaan yang mengupas dan menekan buah kopi sehingga biji kopi keluar dari kulitnya. Sedangkan bagian bawah stator dibuat seperti jaring-jaring dengan jarak 7 - 8 m yang bertujuan untuk memisahkan saluran pengeluaran biji kopi dan kulit kopi yang sudah terkupas. Biji kopi yang sudah terkupas akan menembus jaring-jaring dan terjatuh pada saluran biji kopi. Sedangkan kulit kopi yang memiliki ukuran lebih besar dari 7-8 m tidak
554 lolos dari jaring-jaring akan terdorong ke bagian belakang stator menuju saluran kulit buah.
Pada alat penupas kopi ini, jarak celah antara rotor dan stator sangat berpengaruh terhadap hasil pengupasan kulit kopi. Jika jarak celah antara rotor dan stator terlalu renggang akan mengakibatkan buah kopi tidak terkupas atau tidak terpisah antara biji dan kulit buah kopi. Sementara jika jarak celah antara rotor dan stator telalu sempit akan mengakibatkan biji kopi yang rusak atau pecah.
Alat ini menggunakan karet untuk mengurangi getaran pada mesin, sehingga pada waktu mesin beroprasi mesin tidak bergetar begitu kuat. Penyambungan baut dan mur juga bertujuan agar rotor dan stator mudah untuk dibongkar dan dipasang. Dengan penyambungan ini alat mudah untuk diperbaiki ketika rusak. Alat juga mudah dibersihkan setelah pemakaian alat sehingga memperpanjang umur ekonomis alat.
Prinsip Kerja Alat Pengupas Kopi
Untuk menggerakkan alat ini digunakan dua puli, yaitu puli pengupas dan puli dihoper. Mekanisme alat ini Ketika alat digerakkan oleh tenaga motor bakar maka puli pengupasan dan pili di hoper berputar dengan bersamaan. Puli di hoper berfungsi untuk memperlancar masuknya buah kopi kedalam rotor sehingga tidak terjadi penumpukan buah di pintu masuk. Sedangkan puli pengupas berfungsi memutar rotor yang dihubungkan oleh sabuk V dan mendorong buah ke stator, sehingga buah terkupas dan masuk ke jaring – jaring (mes) untuk memisahkan bji dan kulit, kemudian keluar melalui saluran pengeluaran dan saluran biji.
Mata pisau (bubble) yang digunakan pada alat ini berbentuk U dan tersusun rapi sehingga pada waktu proeses pengupasan kulit akan semakin besar rekanan yang akan diberikan di rotor ke permukaan buah kopi sehingga proses pengupasan lebih cepat dan hasilnya lebih bagus. Seperti yang dinyatakan Widyonto (2010) Komponen bubble yang berada di permukaan silinder pengupas (rotor) akan memberikan tekanan serta sobekan pada permukaan kulit buah agar proses pengupasan dapat berlangsung lebih cepat dan hasil yang baik. Tinggi rendahnya Persentase biji pecah yang diperoleh dari proses pengupasan kulit buah dapat disebabkan oleh perbedaan karakteristik fisik (Widyotomo, 2010).
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas efektif alat didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (kg) persatuan waktu (jam). Dalam hal ini kapasitas efektif alat dihitung dari perbandingan antara banyaknya kopi yang dikupas (kg) dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pengupasan (jam). Kapasitas efektif alat dapat dilihat dari tabel di bawah ini.
Tabel 1. Kapasitas efektif alat Percoba an Berat bahan (Kg) Waktu Pengupasan (detik) Kapasita s Efektif Alat (Kg/Jam) I 1 5,65 203,89 II 1 6,01 191,68 III 1 5,3 224,15 Rataan 1 5,65 206,57
Pada penelitian ini yang telah dilakukan dengan menggunakan alat pengupas kulit kopi yang telah dimodifikasi dilakukan percobaan dengan perlakuan yang sama (1 kg) diperoleh waktu pengupasan percobaan I adalah 5,65 detik, waktu pengupasan percobaan II adalah 6,01 detik dan waktu pengupasan percobaan III adalah 5,3 detik. Perbedaan waktu pengupasan ini diduga adanya keberagaman bentuk dan diameter kopi sehingga mempengaruhi proses pengupasan. Dari hasil penelitian ini diperoleh waktu pengupasan buah kopi rata - rata dengan berat 1 kg adalah 5,63 detik. Kapasitas efektif alat sebesar 206,57 kg/jam. Sehingga, artinya dalam waktu 1 jam alat ini dapat mengupas buah kopi sebanyak 206,57 kg.
Lama waktu pengupasan dihitung ketika putaran puli telah stabil yang bertujuan untuk memperoleh waktu pengupasan yang akurat. Hal ini dikarenakan putaran puli per waktunya yang belum konstan sejak dari motor bakar dihidupkan. Dalam hal ini proses pengupasan pada setiap ulangan dilakukan secara kontiniu agar perlakuan pada setiap percobaan menjadi sama.
Dari penelitian sebelumnya yang telah dilakukan dengan alat pengupasan kulit kopi mekanis yang dirancang oleh saudara Manulang (2013) diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 117,39 kg/jam, sedangkan dari hasil penelitian menggunakan alat pengupas kuilt kopi yang telah dimodifikasi diperoleh hasil kapasitas efektif alat sebesar 206,57 kg/jam. Artinya kapasitas efektif
555 alat dari alat pengupas kopi yang telah dimodifikasi lebih besar dibanding dengan alat sebelumnya.
Pada alat pengupas kopi mekanis ini digunakan motor bahan bakar berdaya 5,5 HP untuk mengoperasikan alat ini, dan menggunakan rangka besi persegi sebagai penopang alat pengupas kulit kopi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Widyotomo, dkk (2009) bahwa tenaga penggerak yang digunakan untuk memutar silinder pengupas adalah sebuah motor bakar berdaya 5,5 HP. Sistem transmisi yang digunakan adalah puli dan sabuk karet V. Untuk memudahkan operator mengaktifkan tenaga penggerak, rangka dibuat dari besi baja profil persegi yang berfungsi untuk menopang alat pengupas dan tenaga penggeraknya.
Saluran hopper pada alat ini dimodifikasi berbentuk prisma dan diberi rotary feeder untuk mendorong buah kopi masuk ke dalam rotor. Hal ini sesuai pernyataan Manulang (2013) bahwa saluran masuk (hopper) dipilih berbentuk prisma dan terbuat dari plat besi. Alasan pemilihan bentuk prisma karena dapat menampung kopi dalam jumlah banyak dan memiliki dimensi yang lebih besar di atas daripada di bawah sehingga ketika hopper penuh, kopi yang akan dikupas memiliki tekanan yang lebih besar pada bagian bawah hopper.
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 pengupasan kulit kopi
Dari penelitian yang dilakukan diperoleh biaya untuk mengupas kulit kopi berbeda tiap tahun. Hal ini disebabkan perbedaan nilai biaya penyusutan tiap tahun sehingga mengakibatkan biaya tetap alat tiap tahun berbeda juga. Diperoleh biaya pengupasan kulit kopi sebesar Rp. 23,988/kg pada tahun pertama, Rp.22,354/kg pada tahun ke-2, Rp.
21,811/kg pada tahun ke-3, Rp. 21,539/kg pada tahun ke-4, dan Rp. 21,377/kg tahun ke-5.
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 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.
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan, alat pengupas kulit kopi mekanis ini akan mencapai BEP pada nilai 9.124,407 kg/tahun. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas apabila telah mengupas kulit kopi sebanyak 9.124,407 kg/tahun.
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 6% adalah Rp.80.696.289.662,51. 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
Hasil yang didapat dari perhitungan IRR adalah sebesar 7,21% Maksudnya usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 7,21%, jika bunga pinjaman di bank
556 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 efektif pada alat pengupas kulit kopi mekanis ini adalah sebesar 206,57 kg/jam atau 1.441,44 kg/hari.
2. Hasil Break even point adalah sebesar 34.659,26 pada Tahun ke-1, 18.684,98 pada Tahun ke-2, 13.684,98 pada Tahun ke-3, 10.713,53 pada Tahun ke-4, dan 9.124,41 Tahun ke-5.
3. Jadi besarnya NPV 6% adalah Rp. 279,299,067.30 > 0 maka usaha ini layak untuk dijalankan.
4. Internal rate of return pada alat ini adalah sebesar 7,21%.
DAFTAR PUSTAKA
Budiman, H., 2012. Prospek Tinggi Bertanam Kopi Pedoman Meningkatkan Kualitas Perkebunan Kopi. Pustaka Baru Press, Yogyakarta Darun. 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi
Pertanian Fakultas Pertanian USU. Medan. Manulang, M. J., Munir, P.A., Harahap, L. 2013.
Rancang bangun alat pengupas kopi. Jurnal Rekayasa Pangan dan Pertanian, Vol. 1, No. 4, Hal. 108.
Widyotomo, S. Mulato, S. Ahmad, H. dan Soekarno. 2009. Kinerja pengupas kulit buah kopi segar tipe silinder ganda horizontal. Pelita Perkebunan, Vol. 27, No. 1, Hal. 37. Widyotomo, S. 2010. Evaluasi kinerja mesin
pengupas buah kulit kopi basah tipe silinder horizontal. Jurnal Enjiniring Pertanian, Vol. 8, hal
