Rancang Bangun Alat Pengolah Limbah Polimer Pertanian
RANCANG BANGUN ALAT PENGOLAH LIMBAH POLIMER PERTANIAN SKRIPSI OLEH
VOVOANDWIVO MANDATYA
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014
RANCANG BANGUN ALAT PENGOLAH LIMBAH POLIMER PERTANIAN
SKRIPSI
OLEH : VOVOANDWIVO MANDATYA 100308023/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
(Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si) Ketua
(Sulastri Panggabean, STP, M.Si) Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014
ABSTRAK
VOVOANDWIVO MANDATYA : Rancang Bangun Alat Pengolah Limbah Polimer Pertanian, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Sudah saatnya Indonesia melalukan langkah yang tepat untuk mengatasi permasalahan limbah polimer. Maka dapat dilakukan pengolahan limbah polimer yang ramah lingkungan serta bernilai ekonomis. Alat pengolah limbah polimer pertanian dirasa cocok untuk mengatasi permasalahan limbah polimer saat ini. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengolah limbah polimer pertanian (plastik polipropilen kemasan minyak goreng). Peneltian ini dilakukan pada bulan Agustus-September 2014 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, break even point, net present value dan internal rate of return. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat ini sebesar 53,3 ml/jam, break even point sebesar 60.115,6 ml, net present value sebesar 302.518.673,9 rupiah dan internal rate of return sebesar 27,1%.
Kata kunci : limbah polimer, destilasi, minyak.
ABSTRACT
VOVOANDWIVO MANDATYA : Design of Agriculture Polymer Waste Processing Instrument, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and SULASTRI PANGGABEAN.
It is time for Indonesia to do the right way to overcome the polymer waste problem. So we can make an economic and environmentally friendly way to overcome this problem. Agriculture Polymer Waste Processing Instrument is suitable to overcome the problem nowadays. The purpose of this research was to design, to make, to examine and to analyze the economic value of the Algriculture Polymer Waste Processing Instrument (frying oil polypropilene plastic). This research was done on August-September 2014 at Agriculture Engineering Laboratory, Faculty of Agriculture, University of North Sumatera. Parameters observed were instrument effective capacity, break even point, net present value and internal rate of return. The results showed that this instrument effective capacity was 53,3 ml/hour, the break even point was 60.115,6 ml, the net present value was 302.518.673,9 rupiah and the internal rate of return was 27,1%.
Keywords : polymer waste, distilation, oil.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan draft ini. Adapun judul dari draft ini yaitu “Rancang Bangun Alat Pengolah Limbah Polimer Pertanian”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Ibu Sulastri Panggabean, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa draft ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga penelitian ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Desember 2014
Penulis
DAFTAR ISI
Hal KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ iv PENDAHULUAN Latar Belakang ..................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2 Kegunaan Penelitian ............................................................................................. 3 TINJAUAN PUSTAKA Karakteristik Polimer ........................................................................................... 4 Jenis-Jenis Polimer dan Penggunaannya .............................................................. 4 Limbah Polimer .................................................................................................... 6 Dampak Limbah Polimer Terhadap Lingkungan ................................................. 6 Pengelolaan Limbah Polimer ............................................................................... 7 Potensi Minyak Dari Limbah Polimer ................................................................. 8 Alat Destilasi Polimer .......................................................................................... 9 Destilasi ................................................................................................................ 9 Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian ...........................................................10 Analisis Ekonomi .................................................................................................11 Biaya Pemakaian Alat (Rp/jam) ...........................................................................11 Biaya Tetap ..........................................................................................................12 Biaya Tidak Tetap ................................................................................................12 Break Event Point ................................................................................................13 Net Present Value .................................................................................................14 Internal Rate Of Return ........................................................................................15 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ..............................................................................17 Bahan dan Alat Penelitian ....................................................................................17 Metodologi Penelitian ..........................................................................................17 Komponen Alat .................................................................................................... 17 Prosedur Penelitian ...............................................................................................19
Pembuatan Alat .............................................................................................19 Persiapan Bahan ............................................................................................19 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................................19 Parameter yang Diamati .......................................................................................20 Kapasitas Efektif Alat ...................................................................................20 Analisis Ekonomi ..........................................................................................20 HASIL DAN PEMBAHASAN Alat Pengolahan Limbah Polimer Pertanian ........................................................23 Prinsip Kerja Alat..................................................................................................24 Proses Pendestilasian ............................................................................................24 Kapasitas Efektif Alat ...........................................................................................25 Analisis Ekonomi ..................................................................................................26 Break Event Point ........................................................................................... 26
Net Present Value............................................................................................27 Internal Rate of Return ...................................................................................27 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ...........................................................................................................28 Saran...................................................................................................................... 28 DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................29 LAMPIRAN .......................................................................................................... 30
ABSTRAK
VOVOANDWIVO MANDATYA : Rancang Bangun Alat Pengolah Limbah Polimer Pertanian, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Sudah saatnya Indonesia melalukan langkah yang tepat untuk mengatasi permasalahan limbah polimer. Maka dapat dilakukan pengolahan limbah polimer yang ramah lingkungan serta bernilai ekonomis. Alat pengolah limbah polimer pertanian dirasa cocok untuk mengatasi permasalahan limbah polimer saat ini. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengolah limbah polimer pertanian (plastik polipropilen kemasan minyak goreng). Peneltian ini dilakukan pada bulan Agustus-September 2014 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, break even point, net present value dan internal rate of return. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat ini sebesar 53,3 ml/jam, break even point sebesar 60.115,6 ml, net present value sebesar 302.518.673,9 rupiah dan internal rate of return sebesar 27,1%.
Kata kunci : limbah polimer, destilasi, minyak.
ABSTRACT
VOVOANDWIVO MANDATYA : Design of Agriculture Polymer Waste Processing Instrument, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and SULASTRI PANGGABEAN.
It is time for Indonesia to do the right way to overcome the polymer waste problem. So we can make an economic and environmentally friendly way to overcome this problem. Agriculture Polymer Waste Processing Instrument is suitable to overcome the problem nowadays. The purpose of this research was to design, to make, to examine and to analyze the economic value of the Algriculture Polymer Waste Processing Instrument (frying oil polypropilene plastic). This research was done on August-September 2014 at Agriculture Engineering Laboratory, Faculty of Agriculture, University of North Sumatera. Parameters observed were instrument effective capacity, break even point, net present value and internal rate of return. The results showed that this instrument effective capacity was 53,3 ml/hour, the break even point was 60.115,6 ml, the net present value was 302.518.673,9 rupiah and the internal rate of return was 27,1%.
Keywords : polymer waste, distilation, oil.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Salah satu kelemahan utama dari plastik yang paling banyak digunakan di bidang pertanian adalah masalah dengan pembuangannya karena pemanfaatan plastik yang dilakukan terus menerus. Plastik merupakan material yang baru dikembangkan dan digunakan secara luas dan berkembang secara luar biasa penggunaannya sejak abad ke-20 dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005.
Plastik sudah banyak digunakan dalam bidang pertanian. Plastik dimanfaatkan pada saat pra panen, panen, maupun pasca panen. Contoh penggunaan plastik pada saat pra panen yaitu pengunaan polybag. Pada saat panen plastik banyak digunakan sebagai bahan penampung hasil panen. Sedangkan pada saat pasca panen plastik sangat banyak digunakan untuk membungkus hasil petanian yang dijual di pasar.
Plastik bersifat non-degradable polimer, yang resistif terhadap degradasi (tergantung pada polimer, aditif, kondisi dan lain-lain) cenderung tertumpuk sebagai sampah plastik, menciptakan masalah yang serius bagi pengelolaan sampah plastik. Dalam banyak kasus, plastik seringkali berakhir di tempat pembuangan sampah atau dikuburkan, pertanyaan tentang dampak yang mungkin ditimbulkan terhadap lingkungan adalah, apakah plastik dapat terurai, jika terurai
bagaimana dengan kecepatan degradasinya dan bagaimana efek degradasi tersebut kepada lingkungan, termasuk efek dari aditif yang digunakan.dengan
Terdapat beberapa cara yang telah dilakukan untuk menanggulangi sampah plastik, yaitu dengan membakar, daur ulang, pemakaian ulang plastik bekas, maupun mengurangi pemakaian plastik. Untuk menanggulangi sampah plastik beberapa pihak mencoba untuk membakarnya. Tetapi proses pembakaran yang kurang sempurna dan tidak mengurai partikel-partikel plastik dengan sempurna maka akan menjadi dioksin di udara. Bila manusia menghirup dioksin ini manusia akan rentan terhadap berbagai penyakit diantaranya kanker, gangguan sistem syaraf, hepatitis, pembengkakan hati, dan gejala depresi. Untuk mendaur ulang plastik, memakai kembali plastik bekas, ataupun mengurangi pemakaian plastik sangat sulit dilakukan karena penggunaan plastik yang sangat masif di masyarakat serta diperlukan kesadaran dari tiap individu.
Sehingga sangat penting untuk melakukan cara lain dalam upaya untuk mengurangi keberadaan limbah plastik. Salah satu cara yang cukup efektif adalah dengan mengubah limbah plastik menjadi minyak menggunakan alat pengolah limbah plastik. ksi nanas.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengolah limbah polimer pertanian (plastik polypropilen kemasan minyak goreng).
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pengolah limbah polimer pertanian.
3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Polimer
Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit-unit berulang sederhana. Nama ini diturunkan dari bahasa Yunani, Poly, yang berarti “banyak”, dan mer, yang berarti “bagian”. Polimer adalah makromolekul (molekul raksasa) yang tersusun dari satuan-satuan kimia sederhana yang disebut monomer, Misalnya etilena, propilena, isobutilena dan butadiene. Bahan polimer ini dapat dikelompokkan atas dua bagian yaitu polimer alamiah dan polimer sintetik Dalam polimer terkandung aneka unsur kimia, baik logam maupun bukan. Ada yang merupakan bagian monomer, ada yang merupakan bagian aditif formulasi bahan/produknya, ada pula yang merupakan pengotor seperti dari katalis. Yang terakhir hanya dalam jumlah bagian-tiap-juta (ppm) sedangkan lainnya dalam persen (Hartomo, 1995).
Jenis-jenis Polimer dan Penggunaannya
Polimer, walau ada ribuan jenis, yang komersial di masyarakat hanya beberapa puluh saja. Resin sintetik yang beraneka ragam itu sebagian besar sumbernya ialah minyak bumi. Indonesia makin sadar, minyak bumi tidak boleh digunakan dengan boros dan dijual dalam bentuk mentah. Itulah sebabnya berbagai kompleks petrokimia, pabrik plastik, pusat olefin, dan aromatik gencar dibangun dan dimajukan. Polimer adalah bahan masa depan. Polimer tidak sekedar komoditi, melainkan makin menjadi bahan rekayasa, fungsional/struktural, spesial (Hartomo, 1995).
Polimer tinggi adalah molekul yang mempunyai massa molekul besar. Polimer tinggi terdapat di alam (benda hidup, baik binatang maupun tumbuhan, mengandung sejumlah besar bahan polimer) dan dapat juga disintesis di laboratorium. Para ahli kimia telah berhasil menggali pengetahuan yang dapat digunakan untuk membuat polimer yang sesuai bagi berbagai tujuan tertentu, dan pengetahuan tentang hal itu menyebabkan industri polimer berkembang pesat dalam 40 tahun terakhir ini.
Polimer alam, seperti halnya selulosa, pati, dan protein, telah dikenal dan digunakan manusia berabad-abad lamanya untuk keperluan pakaian dan makanan, sedangkan industri polimer merupakan hal yang baru. Karet alam digunakan dalam tenunan berkaret sebelum Goodyear menemukan proses vulkanisasi pada tahun 1839. Selulosa nitrat (dihasilkan dari reaksi kertas dengan asam nitrat) pertama kali dibuat secara industri pada sekitar tahun 1870, damar fenolik ditemukan pada tahun 1907, dan fenilitena atau polistirena ditemukan sekitar tahun 1930 (Cowd dan Stark, 1991).
Contoh-contoh tak terhitung dari polimer sintetis yang bisa dicatat, beberapa diantaranya dikenal sehari-hari, serat poliamida berkekuatan tinggi untuk rompi tahan peluru yang ringan, plastik polietilena untuk botol susu, plastik poliuretana untuk jantung buatan, karet untuk ban mobil, elastomer fosfazena terfluorinasi yang masih bersifat fleksibel dilingkungan kutub utara. Karena alasan-alasan sifat uniknya atau ekonomisnya, ataupun kedua-duanya, digunakan karena sifat diatas bekerja lebih baik dari bahan-bahan lain yang ada (Stevens, 2001).
Limbah Polimer
Polimer terdiri dari beberapa sub unit yang disebut dengan monomer, beberapa jenis plastik utama (seperti PVC and polystyrene) dapat melepaskan monomer beracun yang dapat menyebabkan kanker dan masalah reproduksi. Seringkali pada saat proses produksi plastik, reaksi polimerisasi tidak berjalan sempurna dan monomer yang tidak tereaksi dapat ditemukan pada produk akhir. Polimer juga dapat terurai menjadi monomer karena panas, radiasi sinar ultraviolet, kegiatan mekanis dan kimia. Beberapa studi menyimpulkan bahwa PVC harus diberi perhatian lebih karena mengandung monomer yang beracun dan diproduksi secara global dalam jumlah yang besar. Studi ini belum termasuk resiko-resiko yang ditimbulkan oleh limbah ini dan ini semakin menjelaskan bahwa limbah polimer sangat banyak ditemukan di masyarakat (Moore dan Zellers, 2011).
Dampak Limbah Polimer Terhadap Lingkungan
Limbah plastik mempunyai beberapa dampak terhadap kesehatan manusia dan ekosistem. Beberapa diantaranya nyata dan dapat dibuktikan, contohnya adalah keadaan ekosistem dibawah laut. Beberapa diantaranya tidak terlihat dan tidak dapat dimengerti. Seperti pergerakan-pergerakan limbah plastik yang ada di dalam laut. Maka dibutuhkan pengawasan yang lebih ketat terhadap dampak yang ditimbulkan oleh limbah polimer yang ada di laut kepada kesehatan manusia dan lingkungan daripada yang ditimbulkan oleh limbah polimer yang ada di darat. Banyak juga limbah lain yang berada didalam limbah plastik maupun terbawa oleh limbah plastik. Plastik mengandung beberapa bahan kimia yang mengandung
racun. Hal ini tentu saja membahayakan kesehatan manusia dan ekosistem. Air tanah yang tercemar oleh racun dari limbah polimer tentu saja membahayakan manusia yang menggunakan air tersebut untuk kehidupan sehari-hari, hal ini juga berbahaya bagi kehidupan flora dan fauna (Moore dan Zellers, 2011).
Pengelolaan Limbah Polimer
Ada banyak kebijakan yang telah dilakukan oleh berbagai instansi untuk menyelesaikan masalah limbah polimer, dan banyak kebijakan yang dikhususkan pada pengelolaan limbah plastik. Kebijakan-kebijakan tersebut ada yang bersifat global. Kebijakan ini bertujuan untuk mengatur sektor limbah dan aktifitasaktifitas yang berhubungan dengannya.
Ada banyak permasalahan tentang limbah plastik yang menjadi tanggung jawab pemerintah. Pemerintah harus mengetahui lebih jauh tentang dampak yang ditimbulkan oleh limbah plastik di darat, tempat dimana plastik berasal. Hal ini dibutuhkan untuk mengidentifikasi sumber dari limbah plastik tersebut. Hal tersebut harus dilakukan dengan serius agar pengelolaan limbah plastik dapat dilakukan dengan lancar.
Hal yang harus diingat adalah bahwa sedikit yang mengetahui tentang sumber spesifik darimana limbah plastik berasal. Kita ketahui bahwa limbah plastik berasal dari produksi plastik yang disebabkan oleh permintaan manusia. Pencegahan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu mencegah produksi plastik dan mencegah plastik menjadi limbah. Maka semakin sedikit plastik yang diproduksi maka semakin sedikit plastik yang menjadi limbah. Selain pemerintah, para pengusaha pabrik plastik juga harus mendorong masyarakat untuk melakukan
kegiatan reuse dan recycle. Salah satu caranya adalah dengan membuat ecolabels pada kemasan plastik, hal ini sangat membantu masyarakat dalam mendaur ulang limbah plastik.
Namun pada kenyataannya pengelolaan limbah plastik tidaklah cukup, hal ini terjadi pada negara-negara berkembang yang menjadi korban ekspor plastik ilegal. Maka pengelolaan limbah plastik harus benar-benar dilaksanakan dengan serius dan spesifik seperti: melakukan pemisahan limbah plastik pada perusahaan dan rumah, memproduksi plastik yang dapat didaurulang, dan membuat target berapa banyak produk plastik yang bersifat biodegradable (Moore dan Zellers, 2011).
Potensi Minyak Dari Limbah Polimer
Untuk membakar kantong kresek 500 gram menghasilkan bahan bakar 450 mililiter, botol oli 500 gram menghasilkan bahan bakar 400 mililiter, dan botol aqua 500 gram menghasilkan bahan bakar 420 mililiter. Untuk membakar kantong kresek 500 gram waktu yang digunakan 930 detik dengan temperatur nyala api 300°C. Untuk membakar botol 500 gram waktu yang digunakan 1515 detik dengan temperatur nyala api 415°C dan untuk membakar botol aqua 500 gram waktu yang digunakan 1221 detik dengan temperatur nyala api 400°C. Untuk membakar kantong kresek 500 gram bahan bakar yang digunakan 400 mililiter dan menghasilkan 450 mililiter. Untuk botol oli 500 gram bahan bakar yang digunakan 600 mililiter dan menghasilkan 400 mililiter dan Untuk botol aqua bahan bakar yang digunakan 500 mili liter sedangkan bahan bakar yang dihasilkan 420 mililiter (Kadir, 2012).
Alat Destilasi Polimer
Peralatan yang digunakan yang digunakan adalah satu set instalasi pengolahan plastik yang dirakit manual dan satu unit pengukur temperatur (infrared termocouple). Dalam mengolah limbah plastik menjadi BBM tidak diperlukan perlakuan presortir dan tidak pula diperlukan kondisi yang harus bersih dari kotoran seperti: pasir, abu, kaca, logam, tekstil, air dan minyak bekas. Setiap satuan berat plastik, dapat menghasilkan: 70% minyak dan 16% gas. Sampah plastik yang telah dikelompokkan berdasarkan tipenya dibersihkan lalu dipotongpotong kemudian massanya ditimbang. Selanjutnya dimasukan dalam tabung atau instalasi pengolahan yang telah dirakit. Adapun jenis sampah plastik yang digunakan adalah jenis plastik PET (Polyethylene Terephtalate), HDPE (High Density Polyethylene), dan PP (Polypropylene) (Kadir, 2012).
Destilasi
Prinsip umum dari destilasi adalah pemisahan senyawa yang memiliki perbedaan tekanan uap pada suhu tertentu. Istilah destilasi merujuk pada pemisahan fisik dari sebuah campuran menjadi dua atau lebih fraksi yang memiliki titik didih yang berbeda.
Jika cairan yang terdiri dari dua bahan volatil dipanaskan, uap yang dihasilkan akan mengandung konsentrasi yang tinggi dari bahan yang memiliki titik didih lebih rendah daripada cairan asal. Sebaliknya, jika uap panas didinginkan, bahan yang memiliki titik didih lebih tinggi memiliki tendensi untuk berkondensasi dalam jumlah yang besar daripada bahan dengan titik didih yang lebih rendah (Caroline, 2011).
Destilasi sederhana atau destilasi biasa adalah teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Suatu campuran dapat dipisahkan dengan destilasi biasa ini untuk memperoleh senyawa murni. Senyawa yang terdapat dalam campuran akan menguap saat mencapai titik didih masing-masing.
Destilasi bertingkat memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan. Untuk memisahkan dua jenis cairan yang sama mudah menguap dapat dilakukan dengan destilasi bertingkat. Destilasi bertingkat adalah suatu proses destilasi berulang. Proses berulang ini terjadi pada kolom fraksional. Kolom fraksional terdiri atas beberapa plat dimana pada setiap plat terjadi pengembunan. Uap yang naik pada plat yang lebih tinggi lebih banyak mengandung cairan yang lebih atsiri (mudah menguap) sedangkan cairan yang yang kurang atsiri lebih banyak kondensat (Walangare, dkk., 2013).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., 2008, kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh : ha, kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi : Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut :
Kapasitas alat = produk yang dihasilkan .....................(1)
waktu
Analisis Ekonomi
Menurut Soeharno (2007), 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.
Untuk menilai kelayakan finansial, diperlukan semua data yang menyangkut aspek biaya dan penerimaan usaha tani. Data yang diperlukan untuk pengukuran kelayakan tersebut meliputi data tenaga kerja, sarana produksi, hasil produksi, harga, upah, dan suku bunga.
Biaya Pemakaian Alat
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada out put yang dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin banyak bahan yang digunakan. Tak heran jika biayanya semakin besar. Sedangkan, biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan.
Pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya
yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya
pokok
=
BT x
+
BTT
C
................................................................................(2)
dimana : BT = total biaya tetap (Rp/Tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/Jam) x = total jam kerja per tahun (Jam/Tahun) C = kapasitas alat (Jam/Satuan Produksi).
Biaya Tetap Menurut Jummy (2010), biaya tetap adalah biaya yang timbul akibat
penggunaan sumber daya tetap dalam proses produksi. Sifat utama biaya tetap adalah jumlahnya tidak berubah walaupun jumlah produksi mengalami perubahan (naik atau turun). Keseluruhan biaya tetap disebut biaya total (total fixed cost,TFC). Contoh dari biaya tetap yaitu membeli mesin produksi dan mendirikan bangunan pabrik, biaya pemasaran, biaya administrasi, gaji direktur produksi, dan lain-lain. Biaya tetap total ditunjukkan oleh persamaan berikut :
= ……………………..(3)
Kurva Total Biaya Tetap
Biaya Tidak Tetap Menurut Jummy (2010), Biaya variable atau sering disebut biaya variable
total (total variable cost, TVC) adalah jumlah biaya produksi yang berubah menurut tinggi rendahnya jumlah output yang akan dihasilkan. Semakin besar output atau barang yang akan dihasilkan, maka akan semakin besar pula biaya variable yang akan dikeluarkan. Contoh dari biaya variabel yaitu penyediaan bahan baku untuk produksi dan biaya tenaga kerja langsung.
Kurva Total Biaya Tidak Tetap Biaya variabel total ditunjukkan oleh persamaan berikut :
= ……………………………….(4) dimana : Yv = Total Variable Costs V = Variable Cost Per Unit X = Jumlah Unit Driver
Break Even Point
Break even point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing). Dan selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka usaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan memperoleh keuntungan.
Menurut Waldiyono (2008), 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. Analisis titik impas juga digunakan untuk :
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha.
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi
untuk peralatan produksi.
3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi
(kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi.
Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan
rumus sebagai berikut:
N
=
F
(R −V
)
...........................................................................................................(5)
dimana:
N : jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg)
F : biaya tetap per tahun (rupiah)
R : penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (rupiah)
V : biaya tidak tetap per unit produksi. VN = total biaya tidak
tetap per tahun (rupiah/unit)
Net Present Value
Menurut Purba (1997), net present value (NPV) merupakan selisih antara benefit dengan cost + investment yang dihitung sebagai berikut : NPV = B – (C = I/n) .............................................................................................(6)
n = umur teknis ekonomi proyek jika ditinjau dari segi present value of benefit, maka : NPV = Total B – (Total C + I)
- Jika NPV lebih besar dari 0 (NPV positif), hal ini berarti bahwa : total B lebih besar dari total C + I, berarti benefit lebih besar dari cost + investment, sehingga pembangunan (rehabilitasi, perluasan) proyek tersebut favourable.
- Jika NPV sama dengan 0 (NPV netral), berarti : total B + total C + I, berarti bahwa benefit hanya cukup untuk menutupi cost + investment selama umur teknis – ekonomis proyek yang bersangkutan.
- Jika NPV lebih kecil dari 0 (negatif), berarti : total B lebih kecil dari total C + I, berarti pula bahwa benefit tidak cukup untuk menutupi cost + investment selama umur teknis – ekonomis proyek yang bersangkutan unvourable.
Dari penjelasan di atas ternyata bahwa dapat terjadi harga NPV positif atau sama dengan nol ataupun negatif, satu dan lain tergantung dari besar kecilnya, cost dan investment serta discount rate.
Internal Rate of Return
Menurut Kastaman (2006), internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount rate diperoleh dimana B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Sedangkan menurut Giatman (2006), dengan menggunakan metode IRR kita akan mendapatkan informasi yang berkairan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk % periode
waktu logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam
mengembalikkan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus
dipenuhi. Harga IRR dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
IRR
=
i1
–
NPV 1 (NPV2−NPV
1)
(i2
−
i1).........................................................................(7)
dimana :
i1 = Suku bunga bang paling antraktif
i2 = Suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal i1
NPV2 = NPV pada i2
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas
Pertanian Universitas Sumatera Utara, mulai dari bulan Agustus 2014 – September 2014.
Bahan dan Alat Penelitian Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah
polimer pertanian, cangkang kelapa sawit, stainlees steel, baut, mur, cat dan thinner.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin las, mesin bor, mesin gerinda, termometer, alat tulis, komputer dan kamera.
Metodologi Penelitian Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur
(kepustakaan), melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat pengolah limbah plastik yang telah ada. Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat. Setelah itu, dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
Komponen Alat Alat pengolah limbah polimer pertaninan ini mempunyai beberapa
komponen penting yaitu:
1. Rangka alat Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat lainnya. Alat ini terbuat dari besi memiliki dimensi dengan panjang 145,8 cm, lebar 50 cm dan tinggi 135,6 cm.
2. Ruang Pembakaran Ruang Pembakaran terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 50 cm. Ruang pembakaran berfungsi sebagai tempat pembakaran cangkang kelapa sawit sebagai sumber energi panas.
3. Ruang Pemanasan Ruang pemanasan terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 40 cm. Ruang pembakaran berfungsi sebagai tempat memanaskan polimer agar polimer dapat berubah bentuk dari padat menjadi uap.
4. Tabung Destilasi Tabung destilasi berbentuk tabung terbuat dari aluminium memiliki dimensi dengan panjang 100 cm dan diameter lingkaran 10 cm. Tabung destilasi berisi pipa destilasi yang terbuat dari stainless steel yang berfungsi untuk mengubah uap polimer menjadi cairan berupa minyak.
5. Pompa Air Pompa air berfungsi untuk mengalirkan air dingin dari wadah air ke tabung destilasi. Pompa air yang digunakan adalah pompa air tipe ATMAN AT-203 38 watt.
Prosedur Penelitian Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan
untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran alat, dan mempersiapkan bahan-bahan dan peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam penelitian.
Pembuatan alat Adapun langkah dalam pembuatan alat pengolah limbah plastik pertanian
yaitu dirancang alat pengolahan limbah plastik pertanian dengan ukuran yang sesuai.
Persiapan bahan 1. Ditimbang plastik yang akan didestilasi. 2. Dibersihkan dan dipotong plastik yang akan didestilasi. 3. Dimasukkan plastik kedalam alat. 4. Ditimbang cangkang kelapa sawit yang akan dikeringkan. 5. Disiapkan dan dikeringkan cangkang kelapa sawit sebagai bahan bakar. 6. Dimasukkan cangkang kelapa sawit melalui lubang pembakaran.
Pelaksanaan Penelitian 1. Dirancang bentuk alat pengolah limbah plastik pertanian. 2. Digambar serta ditentukan dimensi alat pengolahan limbah plastik pertanian. 3. Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat alat pengolahan limbah plastik pertanian.
4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan pada gambar alat.
5. Dipotong bahan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. 6. Dilakukan pengelasan dan pengeboran untuk pemasangan kerangka alat. 7. Digerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan. 8. Dilakukan proses destilasi polymer. 9. Dilakukan pengamatan parameter.
Parameter yang Diamati
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung volume minyak yang dihasilkan (liter) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses pengupasan berlangsung (jam).
Analisis Ekonomi
1. Biaya destilasi polimer. Perhitungan destilasi polimer dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (2). a. Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari : 1. Biaya penyusutan (metoda Garis Lurus). 2. Biaya bunga modal dan asuransi. 3. Biaya pajak
Diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 1% pertahun dari nilai awalnya. 4. Biaya gudang/gedung Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %, rata-rata diperhitungkan 1 % dari nilai awal (P) pertahun. b. Biaya tidak tetap Biaya tidak tetap terdiri dari: 1. Biaya listrik (Rp/Kwh) 2. Biaya perbaikan alat. 3. Biaya Operator
Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji per tahun dibagi dengan total jam kerjanya. 2. Break even point
Manfaat perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan. Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat dihitung berdasarkan persamaan (5). 3. Net present value
Identifikasi masalah kelayakan financial dianalisis dengan metode analisis financial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk
diusahakan. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (6), 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 (7).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Pengolahan Limbah Polimer Pertanian
Alat pengolahan limbah polimer pertanian ini adalah alat destilasi limbah polimer tipe sederhana, karena alat ini dapat memisahkan dua atau lebih cairan berdasarkan titik didihnya. Bagian dari alat pengolahan limbah polimer pertanian ini sendiri terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :
1. Ruang pembakaran 2. Ruang pemanasan 3. Kondensor Ruang pembakaran terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 50 cm. Ruang pembakaran berfungsi sebagai tempat pembakaran cangkang sawit sebagai sumber energi panas. Pada ruang pembakaran dilengkapi dengan alat pengukur suhu (termometer) yang digunakan untuk mengukur dan mengetahui suhu di dalam ruang pembakaran agar suhu dapat dipertahankan pada suhu lebih dari 400˚C. Ruang pemanasan terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 40 cm. Ruang pemanasan berfungsi sebagai tempat memanaskan polimer agar polimer berubah bentuk dari padat menjadi uap. Pada ruang pemanasan juga dilengkapi dengan alat pengukur suhu (termometer) yang digunakan untuk mengukur dan mengetahui suhu di dalam ruang pemanasan agar suhu dapat dipertahankan pada suhu lebih dari 400˚C. Ruang pemanasan dihubungkan dengan kondensor dengan menggunakan pipa stainless steel, pipa tersebut berfungsi sebagai media/saluran yang
mengalirkan uap yang dihasilkan dari ruang pemanasan menuju kondensor untuk diproses lebih lanjut.
Kondensor berbentuk tabung terbuat dari aluminium memiliki dimensi dengan panjang 100 cm dan diameter lingkaran 10 cm. Tabung destilasi berisi pipa destilasi yang terbuat dari stainless steel yang berfungsi untuk mengubah uap polimer menjadi cairan berupa minyak.
Prinsip Kerja Alat
Berdasarkan prinsip kerja alat, alat pengolahan limbah polimer ini mendestilasikan limbah polimer dengan cara memisahkannya berdasarkan titik didih dari bahan yang dipanaskan. Dengan adanya perbedaan komposisi antara fase cair dan fase uap, maka limbah polimer dapat didestilasi karena hal tersebut merupakan syarat utama agar destilasi dapat dilakukan. Metode ini termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Minyak pada limbah polimer ini pada suhu diatas 400˚C akan menguap, setelah itu uap minyak akan didinginkan dengan kondensor sehingga uap minyak akan berubah menjadi minyak tanah.
Proses Pendestilasian
Dalam penelitian ini, untuk satu kali proses destilasi selama 2,139 jam diperlukan bahan bakar (cangkang kelapa sawit) sebanyak 15 kg, plastik polipropilen sebanyak 1 kg dan air yang diperlukan untuk keperluan untuk kondensasi sebanyak 10 L.
Kapasitas limbah plastik yang dapat ditampung pada ruang pemanasan mencapai 5 kg. Akan tetapi pada penelitian ini limbah plastik yang diisi hanya mencapai 1 kg saja, namun bisa juga diisi sampai 4,5 kg. Hal ini bertujuan untuk memaksimalkan jalannya penguapan yang terjadi pada ruang pemanasan. Hal ini dilakukan karena bahwa bahan yang akan didestilasikan tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan ruang kosong dari kapasitas penuh ruang pemanasan tersebut.
Pada ruang pemanasan dipasangkan thermometer dengan tujuan agar suhu untuk memanaskan bahan yang akan didestilasikan ini dapat dijaga. Pada penelitian ini suhu yang dijaga adalah lebih besar dari 400˚C.
Bahan tambahan seperti asbes digunakan untuk mencegah kebocoran pada ruang pembakaran dan ruang pemanasan.
Kapasitas Efektif Alat
Tabel 1. Hasil destilasi
Bahan I II III Rataan
Volume (ml) 120 107 115 114
Lama pendestilasian (jam) 2,25 2 2,16 2,139
Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktifitas alat selama pengoperasian tiap waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur dengan membagi banyaknya volume minyak hasil penyulingan terhadap waktu yang dibutuhkan selama pengoperasian alat.
Pendestilasian minyak dengan bahan baku plastik polipropilen yang dilakukan pada penelitian ini memakan waktu selama 2,139 jam. Minyak hasil
pendestilasian mulai menetes pada saat bahan telah dimasak selama 1,5 jam dengan mulai menetes secara perlahan dan konstan hingga 2 jam. Pendestilasian ini selesai setelah hasil pendestilasian tidak lagi menetes pada wadah penampungan.
Pada pendestilasian minyak yang telah dilakukan kini diperoleh hasil pada bahan I sebanyak 120 ml, bahan II sebanyak 107 ml, dan bahan III sebanyak 115 ml.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh kapasitas efektif alat pengolahan limbah plastik pertanian dengan menggunakan bahan baku sampah plastik polipropilen ini adalah sebesar 53,3 ml/jam, yang berarti alat destilasi ini mampu menghasilkan 53,3 ml minyak setiap satu jam waktu destilasi.
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk memproduksi tiap unit satuan produksi. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan.
Dari analisis ekonomi yang dilakukan pada Lampiran 3, diperoleh biaya untuk produksi minyak sebesar Rp. 109.092,03/L, artinya untuk memproduksi minyak sebanyak 1 L dibutuhkan biaya sebesar Rp. 109.092,03.
Break Even Point
Menurut Waldiono (2008) analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri dan selanjutnya dapat berkembang
sendiri. Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan (Lampiran 3), alat pengolah limbah polimer pertanian ini akan mencapai titik impas (Break even point) pada nilai 60.115,6 ml. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas apabila telah memproduksi minyak sebanyak 60.115,6 ml.
Net Present Value
Dari perhitungan yang telah dilakukan (Lampiran 3) diperoleh nilai NPV 15% adalah Rp 258.504.679,7 dan NPV 20% adalah Rp 302.518.673,9. Karena bernilai lebih besar dari nol, maka NPV tersebut masuk kedalam kriteria NPV ≥ 0, yang artinya usaha layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan.
Internal Rate of Return
Internal rate of Return (IRR) digunakan untuk memperkirakan kelayakan lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu. Untuk nilai IRR ini diperoleh sebesar 27, 1% (Lampiran 3). Artinya kita dapat menaikkan bunga sampai pada tingkat keuntungan 27, 1%, jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan 1. Alat pengolah limbah polimer pertanian yang digunakan untuk mengubah limbah polimer menjadi minyak ini memiliki kapasitas efektif rata-rata 53,3 ml/jam. 2. Biaya pokok yang dikeluarkan untuk memproduksi minyak sebanyak 1 L dari alat pengolah limbah polimer pertanian ini adalah Rp.48.440,12. 3. Alat pengolah limbah polimer pertanian ini akan mencapai break even point setelah memproduksi minyak sebanyak 60.115,6 ml/tahun. 4. Usaha pengolahan limbah polimer menjadi minyak ini layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan karena memiliki net present value (NPV) ≥ 0 yaitu sebesar Rp.302.518.673,9. 5. Besarnya nilai IRR yang diperoleh dalam proses pengolahan limbah polimer pertanian menjadi minyak ini adalah 27, 1%.
Saran 1. Untuk memperoleh panas yang lebih optimal dapat dilakukan penambahan batu bata pada ruang pembakaran untuk menaikkan bahan. 2. Pengoperasian alat ini sebaiknya dilakukan diluar ruangan karena asap dari limbah polimer sangat berbahaya bagi kesehatan.
DAFTAR PUSTAKA
Amanto, H dan Haryanto., 1999. Ilmu Bahan. Bumi Aksara, jakarta
Caroline, 2011. Pembuatan Minyak Esensial Dengan Cara Destilasi. http://xa.yimg.com [diakses pada 9 Desemberr 2013].
Crowd, A. dan J. G. Stark, 1991. Kimia Polimer. Penerbit ITB, Bandung.
Daywin, F. J., dkk., 2008. Mesin-mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. Graha Ilmu, Jakarta.
Giatman, M., 2006. Ekonomi Teknik. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Hartomo, A. J., 1995. Penuntun Analisis Polimer Aktual. Andi Offset, Yogyakarta.
Jummy, R, 2010. Optimalisasi biaya. Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok.
Kadir, 2012. Kajian Pemanfaatan Sampah Plastik Sebagai Sumber Bahan Bakar Cair. Universitas Haluoleo, Kendari.
Kastaman, R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya
Moore, C.J., Lattin, G.L. & Zellers, A.F. (2011) Quantity and type of plastic debris flowing from two urban rivers to coastal waters and beaches of Southern California. Journal of Integrated Coastal Zone Management 11(1): 65-73.
Purba, R., 1997. Analisa Biaya dan Manfaat. PT. Rineka Cipta, Jakarta.
Rostiyanti, S. F., 2002. Alat Berat Untuk Proyek Konstruksi. Penerbit Rineka Cipta, Jakarta.
Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.
Stevens, M. P., 2001. Kimia Polimer. Pradnya Paramita, Jakarta.
Walangare K. B. A., A. S. M. Lumenta, J. O. Wuwung dan B. A. Sugiarso, 2013. Rancang Bangun Alat Konversi Air Laut Menjadi Air Minum Dengan Proses Destilasi Sederhana Menggunakan Pemanas Elektrik. http://ejournal.unsrat.ac.id [diakses pada 9 Desemberr 2013].
Waldiyono, 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Flowchart Penelitian Mulai
Merancang bentuk Alat
Tidak
Menggambar dan menentukan dimensi alat
Persiapan bahan dan alat
Diukur bahan yang akan digunakan
Dipotong bahan yang digunakan sesuai dengan
dimensi pada gambar
Merangkai ALat
Pengujian Alat
Layak
Ya Pengukuran parameter
Selesai
Lampiran 2. Perhitungan Kapasitas Efektif Alat
Bahan I II III Rataan
Volume (ml) 120 107 115 114
Lama pendestilasian (jam) 2,25 2 2,16 2,139
1. Kapasitas Efektif Alat
=
() ()
=
53,3
Analisis Ekonomi
Pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya
yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok). = � + � C
dimana:
= �ℎ�
=
= ℎ �ℎ�
=
( )
Unsur Produksi 1. Biaya pembuatan alat (P) 2. Umur Ekonomi (n)
= Rp 6.000.000 = 5 tahun
3. Nilai akhir alat (S) 4. Jam Kerja 5. Produksi/hari 6. Biaya operator 7. Biaya perbaikan 8. Bunga modal dan asuransi 9. Biaya sewa gedung 10. Pajak 11. Jam kerja alat per tahun
= Rp 600.000 = 8 jam/hari = 960 ml = Rp 40.000/hari = Rp 27,273/jam = Rp 612.000/tahun = Rp 60.000/tahun = Rp 120.000/tahun = 2376 jam/tahun (asumsi 297 hari efektif berdasarkan tahun 2014)
Perhitungan biaya produksi
a. Biaya Tetap (BT)
Biaya penyusutan
=
−
dimana:
D = biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = nilai awal (harga beli/pembuatan alsin) (Rp)
S = nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = umur ekonomi (tahun)
=
( 6.000.000 − 600.000) 5
= 1.080.000/ℎ
Bunga modal dan asuransi
Bunga modal pada bulan Januari sebesar 15% dan asuransi sebesar 2%
Bunga modal dan asuransi
=
()( + 2
1)
17% ( 6.000.000)(5 + 1) = 25
= Rp 612.000/tahun
Biaya sewa gedung
= 1% x P
= 1% x Rp 6.000.000
= Rp 60.000
Pajak
= 2% x P
= 2% x Rp 6.000.000
= Rp 120.000/tahun
Total biaya tetap (BT)
= Rp 1.080.000 + Rp 612.000 + Rp 60.000 + Rp 120.000
= Rp 1.872.000/tahun
b. Biaya Tidak Tetap (BTT)
Biaya perbaikan alat (reparasi) 1,2%( − )
= 1,2%( 6.000.000 − 600.000)
= 2376
= Rp 27,273/jam
Biaya Operator = Rp 5.000/jam
Total biaya tidak tetap = Rp 27,273 + Rp 5.000 = Rp 5.027,273/jam
c. Biaya Produksi Minyak Biaya pokok = � + � x C = �2317.8672.00/0/
VOVOANDWIVO MANDATYA
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014
RANCANG BANGUN ALAT PENGOLAH LIMBAH POLIMER PERTANIAN
SKRIPSI
OLEH : VOVOANDWIVO MANDATYA 100308023/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
(Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si) Ketua
(Sulastri Panggabean, STP, M.Si) Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014
ABSTRAK
VOVOANDWIVO MANDATYA : Rancang Bangun Alat Pengolah Limbah Polimer Pertanian, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Sudah saatnya Indonesia melalukan langkah yang tepat untuk mengatasi permasalahan limbah polimer. Maka dapat dilakukan pengolahan limbah polimer yang ramah lingkungan serta bernilai ekonomis. Alat pengolah limbah polimer pertanian dirasa cocok untuk mengatasi permasalahan limbah polimer saat ini. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengolah limbah polimer pertanian (plastik polipropilen kemasan minyak goreng). Peneltian ini dilakukan pada bulan Agustus-September 2014 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, break even point, net present value dan internal rate of return. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat ini sebesar 53,3 ml/jam, break even point sebesar 60.115,6 ml, net present value sebesar 302.518.673,9 rupiah dan internal rate of return sebesar 27,1%.
Kata kunci : limbah polimer, destilasi, minyak.
ABSTRACT
VOVOANDWIVO MANDATYA : Design of Agriculture Polymer Waste Processing Instrument, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and SULASTRI PANGGABEAN.
It is time for Indonesia to do the right way to overcome the polymer waste problem. So we can make an economic and environmentally friendly way to overcome this problem. Agriculture Polymer Waste Processing Instrument is suitable to overcome the problem nowadays. The purpose of this research was to design, to make, to examine and to analyze the economic value of the Algriculture Polymer Waste Processing Instrument (frying oil polypropilene plastic). This research was done on August-September 2014 at Agriculture Engineering Laboratory, Faculty of Agriculture, University of North Sumatera. Parameters observed were instrument effective capacity, break even point, net present value and internal rate of return. The results showed that this instrument effective capacity was 53,3 ml/hour, the break even point was 60.115,6 ml, the net present value was 302.518.673,9 rupiah and the internal rate of return was 27,1%.
Keywords : polymer waste, distilation, oil.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan draft ini. Adapun judul dari draft ini yaitu “Rancang Bangun Alat Pengolah Limbah Polimer Pertanian”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Ibu Sulastri Panggabean, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa draft ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga penelitian ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Desember 2014
Penulis
DAFTAR ISI
Hal KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ iv PENDAHULUAN Latar Belakang ..................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2 Kegunaan Penelitian ............................................................................................. 3 TINJAUAN PUSTAKA Karakteristik Polimer ........................................................................................... 4 Jenis-Jenis Polimer dan Penggunaannya .............................................................. 4 Limbah Polimer .................................................................................................... 6 Dampak Limbah Polimer Terhadap Lingkungan ................................................. 6 Pengelolaan Limbah Polimer ............................................................................... 7 Potensi Minyak Dari Limbah Polimer ................................................................. 8 Alat Destilasi Polimer .......................................................................................... 9 Destilasi ................................................................................................................ 9 Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian ...........................................................10 Analisis Ekonomi .................................................................................................11 Biaya Pemakaian Alat (Rp/jam) ...........................................................................11 Biaya Tetap ..........................................................................................................12 Biaya Tidak Tetap ................................................................................................12 Break Event Point ................................................................................................13 Net Present Value .................................................................................................14 Internal Rate Of Return ........................................................................................15 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ..............................................................................17 Bahan dan Alat Penelitian ....................................................................................17 Metodologi Penelitian ..........................................................................................17 Komponen Alat .................................................................................................... 17 Prosedur Penelitian ...............................................................................................19
Pembuatan Alat .............................................................................................19 Persiapan Bahan ............................................................................................19 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................................19 Parameter yang Diamati .......................................................................................20 Kapasitas Efektif Alat ...................................................................................20 Analisis Ekonomi ..........................................................................................20 HASIL DAN PEMBAHASAN Alat Pengolahan Limbah Polimer Pertanian ........................................................23 Prinsip Kerja Alat..................................................................................................24 Proses Pendestilasian ............................................................................................24 Kapasitas Efektif Alat ...........................................................................................25 Analisis Ekonomi ..................................................................................................26 Break Event Point ........................................................................................... 26
Net Present Value............................................................................................27 Internal Rate of Return ...................................................................................27 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ...........................................................................................................28 Saran...................................................................................................................... 28 DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................29 LAMPIRAN .......................................................................................................... 30
ABSTRAK
VOVOANDWIVO MANDATYA : Rancang Bangun Alat Pengolah Limbah Polimer Pertanian, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Sudah saatnya Indonesia melalukan langkah yang tepat untuk mengatasi permasalahan limbah polimer. Maka dapat dilakukan pengolahan limbah polimer yang ramah lingkungan serta bernilai ekonomis. Alat pengolah limbah polimer pertanian dirasa cocok untuk mengatasi permasalahan limbah polimer saat ini. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengolah limbah polimer pertanian (plastik polipropilen kemasan minyak goreng). Peneltian ini dilakukan pada bulan Agustus-September 2014 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, break even point, net present value dan internal rate of return. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat ini sebesar 53,3 ml/jam, break even point sebesar 60.115,6 ml, net present value sebesar 302.518.673,9 rupiah dan internal rate of return sebesar 27,1%.
Kata kunci : limbah polimer, destilasi, minyak.
ABSTRACT
VOVOANDWIVO MANDATYA : Design of Agriculture Polymer Waste Processing Instrument, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and SULASTRI PANGGABEAN.
It is time for Indonesia to do the right way to overcome the polymer waste problem. So we can make an economic and environmentally friendly way to overcome this problem. Agriculture Polymer Waste Processing Instrument is suitable to overcome the problem nowadays. The purpose of this research was to design, to make, to examine and to analyze the economic value of the Algriculture Polymer Waste Processing Instrument (frying oil polypropilene plastic). This research was done on August-September 2014 at Agriculture Engineering Laboratory, Faculty of Agriculture, University of North Sumatera. Parameters observed were instrument effective capacity, break even point, net present value and internal rate of return. The results showed that this instrument effective capacity was 53,3 ml/hour, the break even point was 60.115,6 ml, the net present value was 302.518.673,9 rupiah and the internal rate of return was 27,1%.
Keywords : polymer waste, distilation, oil.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Salah satu kelemahan utama dari plastik yang paling banyak digunakan di bidang pertanian adalah masalah dengan pembuangannya karena pemanfaatan plastik yang dilakukan terus menerus. Plastik merupakan material yang baru dikembangkan dan digunakan secara luas dan berkembang secara luar biasa penggunaannya sejak abad ke-20 dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005.
Plastik sudah banyak digunakan dalam bidang pertanian. Plastik dimanfaatkan pada saat pra panen, panen, maupun pasca panen. Contoh penggunaan plastik pada saat pra panen yaitu pengunaan polybag. Pada saat panen plastik banyak digunakan sebagai bahan penampung hasil panen. Sedangkan pada saat pasca panen plastik sangat banyak digunakan untuk membungkus hasil petanian yang dijual di pasar.
Plastik bersifat non-degradable polimer, yang resistif terhadap degradasi (tergantung pada polimer, aditif, kondisi dan lain-lain) cenderung tertumpuk sebagai sampah plastik, menciptakan masalah yang serius bagi pengelolaan sampah plastik. Dalam banyak kasus, plastik seringkali berakhir di tempat pembuangan sampah atau dikuburkan, pertanyaan tentang dampak yang mungkin ditimbulkan terhadap lingkungan adalah, apakah plastik dapat terurai, jika terurai
bagaimana dengan kecepatan degradasinya dan bagaimana efek degradasi tersebut kepada lingkungan, termasuk efek dari aditif yang digunakan.dengan
Terdapat beberapa cara yang telah dilakukan untuk menanggulangi sampah plastik, yaitu dengan membakar, daur ulang, pemakaian ulang plastik bekas, maupun mengurangi pemakaian plastik. Untuk menanggulangi sampah plastik beberapa pihak mencoba untuk membakarnya. Tetapi proses pembakaran yang kurang sempurna dan tidak mengurai partikel-partikel plastik dengan sempurna maka akan menjadi dioksin di udara. Bila manusia menghirup dioksin ini manusia akan rentan terhadap berbagai penyakit diantaranya kanker, gangguan sistem syaraf, hepatitis, pembengkakan hati, dan gejala depresi. Untuk mendaur ulang plastik, memakai kembali plastik bekas, ataupun mengurangi pemakaian plastik sangat sulit dilakukan karena penggunaan plastik yang sangat masif di masyarakat serta diperlukan kesadaran dari tiap individu.
Sehingga sangat penting untuk melakukan cara lain dalam upaya untuk mengurangi keberadaan limbah plastik. Salah satu cara yang cukup efektif adalah dengan mengubah limbah plastik menjadi minyak menggunakan alat pengolah limbah plastik. ksi nanas.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengolah limbah polimer pertanian (plastik polypropilen kemasan minyak goreng).
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pengolah limbah polimer pertanian.
3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Polimer
Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit-unit berulang sederhana. Nama ini diturunkan dari bahasa Yunani, Poly, yang berarti “banyak”, dan mer, yang berarti “bagian”. Polimer adalah makromolekul (molekul raksasa) yang tersusun dari satuan-satuan kimia sederhana yang disebut monomer, Misalnya etilena, propilena, isobutilena dan butadiene. Bahan polimer ini dapat dikelompokkan atas dua bagian yaitu polimer alamiah dan polimer sintetik Dalam polimer terkandung aneka unsur kimia, baik logam maupun bukan. Ada yang merupakan bagian monomer, ada yang merupakan bagian aditif formulasi bahan/produknya, ada pula yang merupakan pengotor seperti dari katalis. Yang terakhir hanya dalam jumlah bagian-tiap-juta (ppm) sedangkan lainnya dalam persen (Hartomo, 1995).
Jenis-jenis Polimer dan Penggunaannya
Polimer, walau ada ribuan jenis, yang komersial di masyarakat hanya beberapa puluh saja. Resin sintetik yang beraneka ragam itu sebagian besar sumbernya ialah minyak bumi. Indonesia makin sadar, minyak bumi tidak boleh digunakan dengan boros dan dijual dalam bentuk mentah. Itulah sebabnya berbagai kompleks petrokimia, pabrik plastik, pusat olefin, dan aromatik gencar dibangun dan dimajukan. Polimer adalah bahan masa depan. Polimer tidak sekedar komoditi, melainkan makin menjadi bahan rekayasa, fungsional/struktural, spesial (Hartomo, 1995).
Polimer tinggi adalah molekul yang mempunyai massa molekul besar. Polimer tinggi terdapat di alam (benda hidup, baik binatang maupun tumbuhan, mengandung sejumlah besar bahan polimer) dan dapat juga disintesis di laboratorium. Para ahli kimia telah berhasil menggali pengetahuan yang dapat digunakan untuk membuat polimer yang sesuai bagi berbagai tujuan tertentu, dan pengetahuan tentang hal itu menyebabkan industri polimer berkembang pesat dalam 40 tahun terakhir ini.
Polimer alam, seperti halnya selulosa, pati, dan protein, telah dikenal dan digunakan manusia berabad-abad lamanya untuk keperluan pakaian dan makanan, sedangkan industri polimer merupakan hal yang baru. Karet alam digunakan dalam tenunan berkaret sebelum Goodyear menemukan proses vulkanisasi pada tahun 1839. Selulosa nitrat (dihasilkan dari reaksi kertas dengan asam nitrat) pertama kali dibuat secara industri pada sekitar tahun 1870, damar fenolik ditemukan pada tahun 1907, dan fenilitena atau polistirena ditemukan sekitar tahun 1930 (Cowd dan Stark, 1991).
Contoh-contoh tak terhitung dari polimer sintetis yang bisa dicatat, beberapa diantaranya dikenal sehari-hari, serat poliamida berkekuatan tinggi untuk rompi tahan peluru yang ringan, plastik polietilena untuk botol susu, plastik poliuretana untuk jantung buatan, karet untuk ban mobil, elastomer fosfazena terfluorinasi yang masih bersifat fleksibel dilingkungan kutub utara. Karena alasan-alasan sifat uniknya atau ekonomisnya, ataupun kedua-duanya, digunakan karena sifat diatas bekerja lebih baik dari bahan-bahan lain yang ada (Stevens, 2001).
Limbah Polimer
Polimer terdiri dari beberapa sub unit yang disebut dengan monomer, beberapa jenis plastik utama (seperti PVC and polystyrene) dapat melepaskan monomer beracun yang dapat menyebabkan kanker dan masalah reproduksi. Seringkali pada saat proses produksi plastik, reaksi polimerisasi tidak berjalan sempurna dan monomer yang tidak tereaksi dapat ditemukan pada produk akhir. Polimer juga dapat terurai menjadi monomer karena panas, radiasi sinar ultraviolet, kegiatan mekanis dan kimia. Beberapa studi menyimpulkan bahwa PVC harus diberi perhatian lebih karena mengandung monomer yang beracun dan diproduksi secara global dalam jumlah yang besar. Studi ini belum termasuk resiko-resiko yang ditimbulkan oleh limbah ini dan ini semakin menjelaskan bahwa limbah polimer sangat banyak ditemukan di masyarakat (Moore dan Zellers, 2011).
Dampak Limbah Polimer Terhadap Lingkungan
Limbah plastik mempunyai beberapa dampak terhadap kesehatan manusia dan ekosistem. Beberapa diantaranya nyata dan dapat dibuktikan, contohnya adalah keadaan ekosistem dibawah laut. Beberapa diantaranya tidak terlihat dan tidak dapat dimengerti. Seperti pergerakan-pergerakan limbah plastik yang ada di dalam laut. Maka dibutuhkan pengawasan yang lebih ketat terhadap dampak yang ditimbulkan oleh limbah polimer yang ada di laut kepada kesehatan manusia dan lingkungan daripada yang ditimbulkan oleh limbah polimer yang ada di darat. Banyak juga limbah lain yang berada didalam limbah plastik maupun terbawa oleh limbah plastik. Plastik mengandung beberapa bahan kimia yang mengandung
racun. Hal ini tentu saja membahayakan kesehatan manusia dan ekosistem. Air tanah yang tercemar oleh racun dari limbah polimer tentu saja membahayakan manusia yang menggunakan air tersebut untuk kehidupan sehari-hari, hal ini juga berbahaya bagi kehidupan flora dan fauna (Moore dan Zellers, 2011).
Pengelolaan Limbah Polimer
Ada banyak kebijakan yang telah dilakukan oleh berbagai instansi untuk menyelesaikan masalah limbah polimer, dan banyak kebijakan yang dikhususkan pada pengelolaan limbah plastik. Kebijakan-kebijakan tersebut ada yang bersifat global. Kebijakan ini bertujuan untuk mengatur sektor limbah dan aktifitasaktifitas yang berhubungan dengannya.
Ada banyak permasalahan tentang limbah plastik yang menjadi tanggung jawab pemerintah. Pemerintah harus mengetahui lebih jauh tentang dampak yang ditimbulkan oleh limbah plastik di darat, tempat dimana plastik berasal. Hal ini dibutuhkan untuk mengidentifikasi sumber dari limbah plastik tersebut. Hal tersebut harus dilakukan dengan serius agar pengelolaan limbah plastik dapat dilakukan dengan lancar.
Hal yang harus diingat adalah bahwa sedikit yang mengetahui tentang sumber spesifik darimana limbah plastik berasal. Kita ketahui bahwa limbah plastik berasal dari produksi plastik yang disebabkan oleh permintaan manusia. Pencegahan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu mencegah produksi plastik dan mencegah plastik menjadi limbah. Maka semakin sedikit plastik yang diproduksi maka semakin sedikit plastik yang menjadi limbah. Selain pemerintah, para pengusaha pabrik plastik juga harus mendorong masyarakat untuk melakukan
kegiatan reuse dan recycle. Salah satu caranya adalah dengan membuat ecolabels pada kemasan plastik, hal ini sangat membantu masyarakat dalam mendaur ulang limbah plastik.
Namun pada kenyataannya pengelolaan limbah plastik tidaklah cukup, hal ini terjadi pada negara-negara berkembang yang menjadi korban ekspor plastik ilegal. Maka pengelolaan limbah plastik harus benar-benar dilaksanakan dengan serius dan spesifik seperti: melakukan pemisahan limbah plastik pada perusahaan dan rumah, memproduksi plastik yang dapat didaurulang, dan membuat target berapa banyak produk plastik yang bersifat biodegradable (Moore dan Zellers, 2011).
Potensi Minyak Dari Limbah Polimer
Untuk membakar kantong kresek 500 gram menghasilkan bahan bakar 450 mililiter, botol oli 500 gram menghasilkan bahan bakar 400 mililiter, dan botol aqua 500 gram menghasilkan bahan bakar 420 mililiter. Untuk membakar kantong kresek 500 gram waktu yang digunakan 930 detik dengan temperatur nyala api 300°C. Untuk membakar botol 500 gram waktu yang digunakan 1515 detik dengan temperatur nyala api 415°C dan untuk membakar botol aqua 500 gram waktu yang digunakan 1221 detik dengan temperatur nyala api 400°C. Untuk membakar kantong kresek 500 gram bahan bakar yang digunakan 400 mililiter dan menghasilkan 450 mililiter. Untuk botol oli 500 gram bahan bakar yang digunakan 600 mililiter dan menghasilkan 400 mililiter dan Untuk botol aqua bahan bakar yang digunakan 500 mili liter sedangkan bahan bakar yang dihasilkan 420 mililiter (Kadir, 2012).
Alat Destilasi Polimer
Peralatan yang digunakan yang digunakan adalah satu set instalasi pengolahan plastik yang dirakit manual dan satu unit pengukur temperatur (infrared termocouple). Dalam mengolah limbah plastik menjadi BBM tidak diperlukan perlakuan presortir dan tidak pula diperlukan kondisi yang harus bersih dari kotoran seperti: pasir, abu, kaca, logam, tekstil, air dan minyak bekas. Setiap satuan berat plastik, dapat menghasilkan: 70% minyak dan 16% gas. Sampah plastik yang telah dikelompokkan berdasarkan tipenya dibersihkan lalu dipotongpotong kemudian massanya ditimbang. Selanjutnya dimasukan dalam tabung atau instalasi pengolahan yang telah dirakit. Adapun jenis sampah plastik yang digunakan adalah jenis plastik PET (Polyethylene Terephtalate), HDPE (High Density Polyethylene), dan PP (Polypropylene) (Kadir, 2012).
Destilasi
Prinsip umum dari destilasi adalah pemisahan senyawa yang memiliki perbedaan tekanan uap pada suhu tertentu. Istilah destilasi merujuk pada pemisahan fisik dari sebuah campuran menjadi dua atau lebih fraksi yang memiliki titik didih yang berbeda.
Jika cairan yang terdiri dari dua bahan volatil dipanaskan, uap yang dihasilkan akan mengandung konsentrasi yang tinggi dari bahan yang memiliki titik didih lebih rendah daripada cairan asal. Sebaliknya, jika uap panas didinginkan, bahan yang memiliki titik didih lebih tinggi memiliki tendensi untuk berkondensasi dalam jumlah yang besar daripada bahan dengan titik didih yang lebih rendah (Caroline, 2011).
Destilasi sederhana atau destilasi biasa adalah teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Suatu campuran dapat dipisahkan dengan destilasi biasa ini untuk memperoleh senyawa murni. Senyawa yang terdapat dalam campuran akan menguap saat mencapai titik didih masing-masing.
Destilasi bertingkat memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan. Untuk memisahkan dua jenis cairan yang sama mudah menguap dapat dilakukan dengan destilasi bertingkat. Destilasi bertingkat adalah suatu proses destilasi berulang. Proses berulang ini terjadi pada kolom fraksional. Kolom fraksional terdiri atas beberapa plat dimana pada setiap plat terjadi pengembunan. Uap yang naik pada plat yang lebih tinggi lebih banyak mengandung cairan yang lebih atsiri (mudah menguap) sedangkan cairan yang yang kurang atsiri lebih banyak kondensat (Walangare, dkk., 2013).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., 2008, kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh : ha, kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi : Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut :
Kapasitas alat = produk yang dihasilkan .....................(1)
waktu
Analisis Ekonomi
Menurut Soeharno (2007), 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.
Untuk menilai kelayakan finansial, diperlukan semua data yang menyangkut aspek biaya dan penerimaan usaha tani. Data yang diperlukan untuk pengukuran kelayakan tersebut meliputi data tenaga kerja, sarana produksi, hasil produksi, harga, upah, dan suku bunga.
Biaya Pemakaian Alat
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada out put yang dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin banyak bahan yang digunakan. Tak heran jika biayanya semakin besar. Sedangkan, biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan.
Pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya
yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya
pokok
=
BT x
+
BTT
C
................................................................................(2)
dimana : BT = total biaya tetap (Rp/Tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/Jam) x = total jam kerja per tahun (Jam/Tahun) C = kapasitas alat (Jam/Satuan Produksi).
Biaya Tetap Menurut Jummy (2010), biaya tetap adalah biaya yang timbul akibat
penggunaan sumber daya tetap dalam proses produksi. Sifat utama biaya tetap adalah jumlahnya tidak berubah walaupun jumlah produksi mengalami perubahan (naik atau turun). Keseluruhan biaya tetap disebut biaya total (total fixed cost,TFC). Contoh dari biaya tetap yaitu membeli mesin produksi dan mendirikan bangunan pabrik, biaya pemasaran, biaya administrasi, gaji direktur produksi, dan lain-lain. Biaya tetap total ditunjukkan oleh persamaan berikut :
= ……………………..(3)
Kurva Total Biaya Tetap
Biaya Tidak Tetap Menurut Jummy (2010), Biaya variable atau sering disebut biaya variable
total (total variable cost, TVC) adalah jumlah biaya produksi yang berubah menurut tinggi rendahnya jumlah output yang akan dihasilkan. Semakin besar output atau barang yang akan dihasilkan, maka akan semakin besar pula biaya variable yang akan dikeluarkan. Contoh dari biaya variabel yaitu penyediaan bahan baku untuk produksi dan biaya tenaga kerja langsung.
Kurva Total Biaya Tidak Tetap Biaya variabel total ditunjukkan oleh persamaan berikut :
= ……………………………….(4) dimana : Yv = Total Variable Costs V = Variable Cost Per Unit X = Jumlah Unit Driver
Break Even Point
Break even point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing). Dan selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka usaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan memperoleh keuntungan.
Menurut Waldiyono (2008), 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. Analisis titik impas juga digunakan untuk :
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha.
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi
untuk peralatan produksi.
3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi
(kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi.
Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan
rumus sebagai berikut:
N
=
F
(R −V
)
...........................................................................................................(5)
dimana:
N : jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg)
F : biaya tetap per tahun (rupiah)
R : penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (rupiah)
V : biaya tidak tetap per unit produksi. VN = total biaya tidak
tetap per tahun (rupiah/unit)
Net Present Value
Menurut Purba (1997), net present value (NPV) merupakan selisih antara benefit dengan cost + investment yang dihitung sebagai berikut : NPV = B – (C = I/n) .............................................................................................(6)
n = umur teknis ekonomi proyek jika ditinjau dari segi present value of benefit, maka : NPV = Total B – (Total C + I)
- Jika NPV lebih besar dari 0 (NPV positif), hal ini berarti bahwa : total B lebih besar dari total C + I, berarti benefit lebih besar dari cost + investment, sehingga pembangunan (rehabilitasi, perluasan) proyek tersebut favourable.
- Jika NPV sama dengan 0 (NPV netral), berarti : total B + total C + I, berarti bahwa benefit hanya cukup untuk menutupi cost + investment selama umur teknis – ekonomis proyek yang bersangkutan.
- Jika NPV lebih kecil dari 0 (negatif), berarti : total B lebih kecil dari total C + I, berarti pula bahwa benefit tidak cukup untuk menutupi cost + investment selama umur teknis – ekonomis proyek yang bersangkutan unvourable.
Dari penjelasan di atas ternyata bahwa dapat terjadi harga NPV positif atau sama dengan nol ataupun negatif, satu dan lain tergantung dari besar kecilnya, cost dan investment serta discount rate.
Internal Rate of Return
Menurut Kastaman (2006), internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount rate diperoleh dimana B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Sedangkan menurut Giatman (2006), dengan menggunakan metode IRR kita akan mendapatkan informasi yang berkairan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk % periode
waktu logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam
mengembalikkan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus
dipenuhi. Harga IRR dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
IRR
=
i1
–
NPV 1 (NPV2−NPV
1)
(i2
−
i1).........................................................................(7)
dimana :
i1 = Suku bunga bang paling antraktif
i2 = Suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal i1
NPV2 = NPV pada i2
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas
Pertanian Universitas Sumatera Utara, mulai dari bulan Agustus 2014 – September 2014.
Bahan dan Alat Penelitian Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah
polimer pertanian, cangkang kelapa sawit, stainlees steel, baut, mur, cat dan thinner.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin las, mesin bor, mesin gerinda, termometer, alat tulis, komputer dan kamera.
Metodologi Penelitian Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur
(kepustakaan), melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat pengolah limbah plastik yang telah ada. Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat. Setelah itu, dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
Komponen Alat Alat pengolah limbah polimer pertaninan ini mempunyai beberapa
komponen penting yaitu:
1. Rangka alat Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat lainnya. Alat ini terbuat dari besi memiliki dimensi dengan panjang 145,8 cm, lebar 50 cm dan tinggi 135,6 cm.
2. Ruang Pembakaran Ruang Pembakaran terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 50 cm. Ruang pembakaran berfungsi sebagai tempat pembakaran cangkang kelapa sawit sebagai sumber energi panas.
3. Ruang Pemanasan Ruang pemanasan terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 40 cm. Ruang pembakaran berfungsi sebagai tempat memanaskan polimer agar polimer dapat berubah bentuk dari padat menjadi uap.
4. Tabung Destilasi Tabung destilasi berbentuk tabung terbuat dari aluminium memiliki dimensi dengan panjang 100 cm dan diameter lingkaran 10 cm. Tabung destilasi berisi pipa destilasi yang terbuat dari stainless steel yang berfungsi untuk mengubah uap polimer menjadi cairan berupa minyak.
5. Pompa Air Pompa air berfungsi untuk mengalirkan air dingin dari wadah air ke tabung destilasi. Pompa air yang digunakan adalah pompa air tipe ATMAN AT-203 38 watt.
Prosedur Penelitian Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan
untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran alat, dan mempersiapkan bahan-bahan dan peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam penelitian.
Pembuatan alat Adapun langkah dalam pembuatan alat pengolah limbah plastik pertanian
yaitu dirancang alat pengolahan limbah plastik pertanian dengan ukuran yang sesuai.
Persiapan bahan 1. Ditimbang plastik yang akan didestilasi. 2. Dibersihkan dan dipotong plastik yang akan didestilasi. 3. Dimasukkan plastik kedalam alat. 4. Ditimbang cangkang kelapa sawit yang akan dikeringkan. 5. Disiapkan dan dikeringkan cangkang kelapa sawit sebagai bahan bakar. 6. Dimasukkan cangkang kelapa sawit melalui lubang pembakaran.
Pelaksanaan Penelitian 1. Dirancang bentuk alat pengolah limbah plastik pertanian. 2. Digambar serta ditentukan dimensi alat pengolahan limbah plastik pertanian. 3. Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat alat pengolahan limbah plastik pertanian.
4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan pada gambar alat.
5. Dipotong bahan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. 6. Dilakukan pengelasan dan pengeboran untuk pemasangan kerangka alat. 7. Digerinda permukaan yang terlihat kasar karena bekas pengelasan. 8. Dilakukan proses destilasi polymer. 9. Dilakukan pengamatan parameter.
Parameter yang Diamati
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung volume minyak yang dihasilkan (liter) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses pengupasan berlangsung (jam).
Analisis Ekonomi
1. Biaya destilasi polimer. Perhitungan destilasi polimer dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (2). a. Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari : 1. Biaya penyusutan (metoda Garis Lurus). 2. Biaya bunga modal dan asuransi. 3. Biaya pajak
Diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 1% pertahun dari nilai awalnya. 4. Biaya gudang/gedung Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %, rata-rata diperhitungkan 1 % dari nilai awal (P) pertahun. b. Biaya tidak tetap Biaya tidak tetap terdiri dari: 1. Biaya listrik (Rp/Kwh) 2. Biaya perbaikan alat. 3. Biaya Operator
Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji per tahun dibagi dengan total jam kerjanya. 2. Break even point
Manfaat perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan. Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat dihitung berdasarkan persamaan (5). 3. Net present value
Identifikasi masalah kelayakan financial dianalisis dengan metode analisis financial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk
diusahakan. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (6), 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 (7).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Pengolahan Limbah Polimer Pertanian
Alat pengolahan limbah polimer pertanian ini adalah alat destilasi limbah polimer tipe sederhana, karena alat ini dapat memisahkan dua atau lebih cairan berdasarkan titik didihnya. Bagian dari alat pengolahan limbah polimer pertanian ini sendiri terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :
1. Ruang pembakaran 2. Ruang pemanasan 3. Kondensor Ruang pembakaran terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 50 cm. Ruang pembakaran berfungsi sebagai tempat pembakaran cangkang sawit sebagai sumber energi panas. Pada ruang pembakaran dilengkapi dengan alat pengukur suhu (termometer) yang digunakan untuk mengukur dan mengetahui suhu di dalam ruang pembakaran agar suhu dapat dipertahankan pada suhu lebih dari 400˚C. Ruang pemanasan terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 40 cm. Ruang pemanasan berfungsi sebagai tempat memanaskan polimer agar polimer berubah bentuk dari padat menjadi uap. Pada ruang pemanasan juga dilengkapi dengan alat pengukur suhu (termometer) yang digunakan untuk mengukur dan mengetahui suhu di dalam ruang pemanasan agar suhu dapat dipertahankan pada suhu lebih dari 400˚C. Ruang pemanasan dihubungkan dengan kondensor dengan menggunakan pipa stainless steel, pipa tersebut berfungsi sebagai media/saluran yang
mengalirkan uap yang dihasilkan dari ruang pemanasan menuju kondensor untuk diproses lebih lanjut.
Kondensor berbentuk tabung terbuat dari aluminium memiliki dimensi dengan panjang 100 cm dan diameter lingkaran 10 cm. Tabung destilasi berisi pipa destilasi yang terbuat dari stainless steel yang berfungsi untuk mengubah uap polimer menjadi cairan berupa minyak.
Prinsip Kerja Alat
Berdasarkan prinsip kerja alat, alat pengolahan limbah polimer ini mendestilasikan limbah polimer dengan cara memisahkannya berdasarkan titik didih dari bahan yang dipanaskan. Dengan adanya perbedaan komposisi antara fase cair dan fase uap, maka limbah polimer dapat didestilasi karena hal tersebut merupakan syarat utama agar destilasi dapat dilakukan. Metode ini termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Minyak pada limbah polimer ini pada suhu diatas 400˚C akan menguap, setelah itu uap minyak akan didinginkan dengan kondensor sehingga uap minyak akan berubah menjadi minyak tanah.
Proses Pendestilasian
Dalam penelitian ini, untuk satu kali proses destilasi selama 2,139 jam diperlukan bahan bakar (cangkang kelapa sawit) sebanyak 15 kg, plastik polipropilen sebanyak 1 kg dan air yang diperlukan untuk keperluan untuk kondensasi sebanyak 10 L.
Kapasitas limbah plastik yang dapat ditampung pada ruang pemanasan mencapai 5 kg. Akan tetapi pada penelitian ini limbah plastik yang diisi hanya mencapai 1 kg saja, namun bisa juga diisi sampai 4,5 kg. Hal ini bertujuan untuk memaksimalkan jalannya penguapan yang terjadi pada ruang pemanasan. Hal ini dilakukan karena bahwa bahan yang akan didestilasikan tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan ruang kosong dari kapasitas penuh ruang pemanasan tersebut.
Pada ruang pemanasan dipasangkan thermometer dengan tujuan agar suhu untuk memanaskan bahan yang akan didestilasikan ini dapat dijaga. Pada penelitian ini suhu yang dijaga adalah lebih besar dari 400˚C.
Bahan tambahan seperti asbes digunakan untuk mencegah kebocoran pada ruang pembakaran dan ruang pemanasan.
Kapasitas Efektif Alat
Tabel 1. Hasil destilasi
Bahan I II III Rataan
Volume (ml) 120 107 115 114
Lama pendestilasian (jam) 2,25 2 2,16 2,139
Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktifitas alat selama pengoperasian tiap waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur dengan membagi banyaknya volume minyak hasil penyulingan terhadap waktu yang dibutuhkan selama pengoperasian alat.
Pendestilasian minyak dengan bahan baku plastik polipropilen yang dilakukan pada penelitian ini memakan waktu selama 2,139 jam. Minyak hasil
pendestilasian mulai menetes pada saat bahan telah dimasak selama 1,5 jam dengan mulai menetes secara perlahan dan konstan hingga 2 jam. Pendestilasian ini selesai setelah hasil pendestilasian tidak lagi menetes pada wadah penampungan.
Pada pendestilasian minyak yang telah dilakukan kini diperoleh hasil pada bahan I sebanyak 120 ml, bahan II sebanyak 107 ml, dan bahan III sebanyak 115 ml.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh kapasitas efektif alat pengolahan limbah plastik pertanian dengan menggunakan bahan baku sampah plastik polipropilen ini adalah sebesar 53,3 ml/jam, yang berarti alat destilasi ini mampu menghasilkan 53,3 ml minyak setiap satu jam waktu destilasi.
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk memproduksi tiap unit satuan produksi. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan.
Dari analisis ekonomi yang dilakukan pada Lampiran 3, diperoleh biaya untuk produksi minyak sebesar Rp. 109.092,03/L, artinya untuk memproduksi minyak sebanyak 1 L dibutuhkan biaya sebesar Rp. 109.092,03.
Break Even Point
Menurut Waldiono (2008) analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri dan selanjutnya dapat berkembang
sendiri. Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan (Lampiran 3), alat pengolah limbah polimer pertanian ini akan mencapai titik impas (Break even point) pada nilai 60.115,6 ml. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas apabila telah memproduksi minyak sebanyak 60.115,6 ml.
Net Present Value
Dari perhitungan yang telah dilakukan (Lampiran 3) diperoleh nilai NPV 15% adalah Rp 258.504.679,7 dan NPV 20% adalah Rp 302.518.673,9. Karena bernilai lebih besar dari nol, maka NPV tersebut masuk kedalam kriteria NPV ≥ 0, yang artinya usaha layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan.
Internal Rate of Return
Internal rate of Return (IRR) digunakan untuk memperkirakan kelayakan lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu. Untuk nilai IRR ini diperoleh sebesar 27, 1% (Lampiran 3). Artinya kita dapat menaikkan bunga sampai pada tingkat keuntungan 27, 1%, jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan 1. Alat pengolah limbah polimer pertanian yang digunakan untuk mengubah limbah polimer menjadi minyak ini memiliki kapasitas efektif rata-rata 53,3 ml/jam. 2. Biaya pokok yang dikeluarkan untuk memproduksi minyak sebanyak 1 L dari alat pengolah limbah polimer pertanian ini adalah Rp.48.440,12. 3. Alat pengolah limbah polimer pertanian ini akan mencapai break even point setelah memproduksi minyak sebanyak 60.115,6 ml/tahun. 4. Usaha pengolahan limbah polimer menjadi minyak ini layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan karena memiliki net present value (NPV) ≥ 0 yaitu sebesar Rp.302.518.673,9. 5. Besarnya nilai IRR yang diperoleh dalam proses pengolahan limbah polimer pertanian menjadi minyak ini adalah 27, 1%.
Saran 1. Untuk memperoleh panas yang lebih optimal dapat dilakukan penambahan batu bata pada ruang pembakaran untuk menaikkan bahan. 2. Pengoperasian alat ini sebaiknya dilakukan diluar ruangan karena asap dari limbah polimer sangat berbahaya bagi kesehatan.
DAFTAR PUSTAKA
Amanto, H dan Haryanto., 1999. Ilmu Bahan. Bumi Aksara, jakarta
Caroline, 2011. Pembuatan Minyak Esensial Dengan Cara Destilasi. http://xa.yimg.com [diakses pada 9 Desemberr 2013].
Crowd, A. dan J. G. Stark, 1991. Kimia Polimer. Penerbit ITB, Bandung.
Daywin, F. J., dkk., 2008. Mesin-mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. Graha Ilmu, Jakarta.
Giatman, M., 2006. Ekonomi Teknik. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Hartomo, A. J., 1995. Penuntun Analisis Polimer Aktual. Andi Offset, Yogyakarta.
Jummy, R, 2010. Optimalisasi biaya. Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok.
Kadir, 2012. Kajian Pemanfaatan Sampah Plastik Sebagai Sumber Bahan Bakar Cair. Universitas Haluoleo, Kendari.
Kastaman, R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya
Moore, C.J., Lattin, G.L. & Zellers, A.F. (2011) Quantity and type of plastic debris flowing from two urban rivers to coastal waters and beaches of Southern California. Journal of Integrated Coastal Zone Management 11(1): 65-73.
Purba, R., 1997. Analisa Biaya dan Manfaat. PT. Rineka Cipta, Jakarta.
Rostiyanti, S. F., 2002. Alat Berat Untuk Proyek Konstruksi. Penerbit Rineka Cipta, Jakarta.
Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.
Stevens, M. P., 2001. Kimia Polimer. Pradnya Paramita, Jakarta.
Walangare K. B. A., A. S. M. Lumenta, J. O. Wuwung dan B. A. Sugiarso, 2013. Rancang Bangun Alat Konversi Air Laut Menjadi Air Minum Dengan Proses Destilasi Sederhana Menggunakan Pemanas Elektrik. http://ejournal.unsrat.ac.id [diakses pada 9 Desemberr 2013].
Waldiyono, 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Flowchart Penelitian Mulai
Merancang bentuk Alat
Tidak
Menggambar dan menentukan dimensi alat
Persiapan bahan dan alat
Diukur bahan yang akan digunakan
Dipotong bahan yang digunakan sesuai dengan
dimensi pada gambar
Merangkai ALat
Pengujian Alat
Layak
Ya Pengukuran parameter
Selesai
Lampiran 2. Perhitungan Kapasitas Efektif Alat
Bahan I II III Rataan
Volume (ml) 120 107 115 114
Lama pendestilasian (jam) 2,25 2 2,16 2,139
1. Kapasitas Efektif Alat
=
() ()
=
53,3
Analisis Ekonomi
Pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya
yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok). = � + � C
dimana:
= �ℎ�
=
= ℎ �ℎ�
=
( )
Unsur Produksi 1. Biaya pembuatan alat (P) 2. Umur Ekonomi (n)
= Rp 6.000.000 = 5 tahun
3. Nilai akhir alat (S) 4. Jam Kerja 5. Produksi/hari 6. Biaya operator 7. Biaya perbaikan 8. Bunga modal dan asuransi 9. Biaya sewa gedung 10. Pajak 11. Jam kerja alat per tahun
= Rp 600.000 = 8 jam/hari = 960 ml = Rp 40.000/hari = Rp 27,273/jam = Rp 612.000/tahun = Rp 60.000/tahun = Rp 120.000/tahun = 2376 jam/tahun (asumsi 297 hari efektif berdasarkan tahun 2014)
Perhitungan biaya produksi
a. Biaya Tetap (BT)
Biaya penyusutan
=
−
dimana:
D = biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = nilai awal (harga beli/pembuatan alsin) (Rp)
S = nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = umur ekonomi (tahun)
=
( 6.000.000 − 600.000) 5
= 1.080.000/ℎ
Bunga modal dan asuransi
Bunga modal pada bulan Januari sebesar 15% dan asuransi sebesar 2%
Bunga modal dan asuransi
=
()( + 2
1)
17% ( 6.000.000)(5 + 1) = 25
= Rp 612.000/tahun
Biaya sewa gedung
= 1% x P
= 1% x Rp 6.000.000
= Rp 60.000
Pajak
= 2% x P
= 2% x Rp 6.000.000
= Rp 120.000/tahun
Total biaya tetap (BT)
= Rp 1.080.000 + Rp 612.000 + Rp 60.000 + Rp 120.000
= Rp 1.872.000/tahun
b. Biaya Tidak Tetap (BTT)
Biaya perbaikan alat (reparasi) 1,2%( − )
= 1,2%( 6.000.000 − 600.000)
= 2376
= Rp 27,273/jam
Biaya Operator = Rp 5.000/jam
Total biaya tidak tetap = Rp 27,273 + Rp 5.000 = Rp 5.027,273/jam
c. Biaya Produksi Minyak Biaya pokok = � + � x C = �2317.8672.00/0/