Rancang Bangun Alat Pembuat Bubur Kertas

TINJAUAN PUSTAKA

Kertas
Kertas adalah suatu bahan yang disusun terutama oleh serat-serat sellulose
yaitu tanaman, mineral, bulu binatang, serat sintesis. Umumnya proses pembuatan
kertas terdiri dari 2 bagian kelompok besar yaitu proses pembuatan pulp dan
proses pembuatan kertas board. Proses pembuatan pulp yang melalui 2 tahap
proses yaitu proses mekanis dan kimia (Soekartawi, 1989).
Bahan baku utama untuk produksi kertas dan kertas board ialah pulp.
Dalam proses pembuatannya serat yang berasal dari pulp dan kertas bekas dibantu
dengan bahan pengisi dan zat warna dengan perbandingan tertentu tergantung
pada jenis kertas yang akan diproduksi. Dinegara-negara maju ada kecenderungan
untuk meningkatkan pemakaian kertas bekas (waste paper), hal ini tercermin
dalam hal-hal berikut :
− menurunnya persentase pemakaian/ konsumsi kertas koran (dimana
pembuatan kertas koran sedikit memakai kertas bekas).
− pemakaian pulp cenderung menurun per unit produksi kertas.
(Departemen Perindustrian, 1982).
Pulp
Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat. Pulp dapat
dibuat dari bahan kayu, non kayu, dan kertas bekas (waste paper). Pulp

merupakan bubur kayu sebagai bahan dasar dalam pembuatan kertas. Bahan baku
pulp biasanya mengandung tiga komponen utama, yaitu : selulosa, hemiselulosa,
dan lignin. Proses pembuatan pulp dipengaruhi oleh kondisi proses anatara lain :

24

13

1. Konsentrasi larutan pemasak
Dengan konsentrasi larutan pemasak yang makin besar, maka jumlah
larutan pemasak yang bereaksi dengan lignin semakin banyak. Akan tetapi
,pemakaian larutan pemasak yang berlebihan tidak terlalu baik karena akan
menyebabkan selulosa terdegradasi.
2. Suhu
Dengan meningkatnya suhu, maka akan meningkatkan laju delignifikasi
(penghilangan lignin). Namun, jika suhu diatas 160°C menyebabkan terjadinya
degradasi selulosa.
3. Waktu pemasakan
Dengan semakin lamanya waktu pemasakan akan menyebabkan reaksi
hidrolisis lignin makin meningkat. Namun, waktu pemasakan yang terlalu lama

akan menyebabkan selulosa terhidrolisis, sehingga hal ini akan menurunkan
kualitas pulp. Waktu pemasakan yang dilakukan sebelum 1 jam pulp belum
terbentuk, waktu pemasakan di atas 5 jam selulosa akan terdegradasi.
4. Ukuran bahan baku
Ukuran bahan baku yang berbeda menyebabkan luas kontak antar bahan
baku dengan larutan pemasak berbeda. Semakin kecil ukuran bahan baku akan
menyebabkan luas kontak antara bahan baku dengan larutan pemasak semakin
luas,sehingga reaksi lebih baik.
5. Kecepatan pengadukan
Pengadukan berfungsi untuk memperbesar tumbukan antara zat-zat yang
bereaksi sehingga reaksi dapat berlangsung dengan baik (Wibisono, dkk., 2011).

14

Jenis dan Karakteristik Kertas
Jenis

cetakan

tidak

menggunakan

mesin

handpress

melainkan

menggunakan screen. Meskipun ciri ciri alat pencetaknya berbeda, hasil kedua
cetakan mesin sama. Ada beberapa jenis kertas yang dipakai untuk usaha
percetakan tangan. Yaitu buffalo (ada yang tebal dan tipis atau disebut dengan
kertas litax), orien (tebal dan tipis), HVS, BC, BC buffalo, hammer, undangan
merah, kertas jeruk dan sebagainya. Harga-harga tiap jenis kertas berbeda-beda
(Karyadi, 2000).
Kualitas suatu produk kertas merupakan suatu hal yang terukur. Kualitas
ini dilihat dari karakteristiknya berdasarkan kegunaan kertas itu sendiri. Di antara
karakteristik-karakteristik itu adalah :
1. Kekuatan tinggi (Bonding strength) : Daya ikat serat dalam lembaran kertas.
Kertas dengan daya ikat yang baik tidak akan mudah rusak di saat proses

pencetakan.
2. Kekuatan patah (Burst Strength) : Ukuran tentang kekuatan selembar kertas
untuk dapat menahan suatu tekanan.
3. Kecerahan (Brightness) : Sifat pemantulan cahaya yang dimiliki kertas atau
pulp. Pengukuran brightness dilakukan dengan kertas dan pulp dengan
standard referensi (dalam skala 1 samapai 100 yang mewakili pemantulan sinar
magnesium oksida).
4. Tidak tembus cahaya (Opacity) : Suatu derajat nilai yang didasarkan seberapa
besar seseorang tidak bisa melihat menembus selembar kertas. Besarnya diukur
dengan banyaknya cahaya yang tertinggal saat melewati kertas.

15

5. Indeks sobek (Tear) : Indikator panjang serat dan keseragaman serat dalam
selembar kertas. Tear dihitung dengan satu tes yang mengukur besarnya tenaga
yang dibutuhkan untuk dapat merobek kertas itu saat pertama kali.
6. Kekuatan tarik (Tensile strength) : Didefinisikan sebagai besarnya gaya
maksimum yang dibutuhkan untuk memutuskan kertas dengan arah horizontal
(Firmansyah, 2007).
Motor Listrik

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi
energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik sering digunakan
sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain
karena :
1. Dapat disesuaikan, motor listrik dapat digunakan dihampir setiap lokasi
termasuk di dalam air.
2. Otomatis, motor listrik dengan mudah dikontrol dengan alat otomatis.
3. Rapi, sebuah unit kecil memperkembangkan sejumlah kekuatan besar secara
bersama-sama.
4. Ekonomis dan efesien, motor listrik mempunyai efisiensi hingga 95 ％.
5. Perawatan mudah, jika melindungi dari debu atau kotoran, motor listrik hanya
membutuhkan sedikit perawatan.
6. Tenang, motor listrik secara umum lebih tenang dari pada mesin yang
dijalankan.
7. Aman, apabila dipasang dengan tepat, dipelihara, dan digunakan, motor listrik
sangat aman untuk dioperasikan.

16

8. Mudah

dioperasikan,

tidak

membutuhkan

banyak

pelatihan

untuk

mengoperasikan motor listrik (Cooper, 1992).
Di lain pihak motor listrik mempunyai kekurangan sebagai berikut :
1. Motor listrik membutuhkan sumber daya, kabelnya harus dapat dihubungkan
dengan stop kontak, dengan demikian tempat penggunaanya sangat terbatas
panjang kabel.
2. Kalau dipergunakan baterai sebagai sumber daya, maka beratnya akan menjadi

besar.
3. Secara umum biaya listrik lebih tinggi daripada harga bahan bakar minyak
(Soenarto dan Furuhama, 2002).
Sabuk-V
Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium.
Tenunan teteron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk
membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang
berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami
lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan
juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan
transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan
salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata
(Sularso dan Suga, 2004).

17

Mata Pisau
Mata pisau berfungsi untuk mencacah bahan menjadi potongan-potongan
kecil. Pemotongan yang baik harus menggunakan mata pisau yang tajam. Hal ini
dapat mempercepat pemotongan bahan dan membutuhkan tenaga yang lebih kecil.

Desain rangkaian mata pisau pemotong memungkinkan mesin pemotong
mampu mengolah jenis bahan yang lunak maupun bahan yang keras. Pada mesin
konvensional, yang memiliki rangkaian pararel, biasanya kerap macet jika bahan
dimasukkan sekaligus. Rangkaian mata pisau terbuat dari baja tahan aus yang
kokoh. Disain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer secara spiral, tidak pararel,
agar cakupan gerakannya lebih luas dan daya potongnya lebih kuat
(Pratomo dan Irwanto, 1983).
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan
panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta
elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan
baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat bekerja secara
semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan perananya dengan
fondasi pada gedung (Sularso dan Suga, 2004).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama

18

dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Hal-hal yang perlu diperhatikan
di dalam merencanakan sebuah poros adalah :
1. Kekuatan poros
Suatu poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan
antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan.
Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros
diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus
diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan
beban-beban di atasnya.
2. Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan
atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada
mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros,
kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang
akan dilayani poros tersebut.
3. Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu
dapat terjadi getaran yangb luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis.
Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya.

Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran
kritisnya.

19

4. Korosi
Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin yang
berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan fluida yang
korosif sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.
5. Bahan poros
Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan
difini (Sularso dan Suga, 2004).
Besi
Bijih besi merupakan bahan baku dalam pembuatan besi yang dapat berupa
senyawa oksida, karbonat dan sulfida serta tercampur dengan unsur lain misalnya
silikon. Bahan dasar besi mentah ialah bijih besi yang jumlah persentase besinya
haruslah sebesar mungkin. Besinya merupakan besi oksida atau besi karbonat
yang dinamakan batu besi spat. Biji besi terdiri atas oksigen dan atom besi yang
berikatan bersama dalam molekul.
Besi sendiri biasanya didapatkan dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit

(Fe2O3), goethit, limonit atau siderit. Bijih besi biasanya kaya akan besi oksida
dan beragam dalam hal warna, dari kelabu tua, kuning muda, ungu tua, hingga
merah karat. Saat ini, cadangan biji besi nampak banyak, namun seiring dengan
bertambahnya penggunaan besi secara eksponensial berkelanjutan, cadangan ini
mulai berkurang, karena jumlahnya tetap (Amanto dan Daryanto, 1999).
Puli
Puli berfungsi untuk memindahakan daya dan putaran yang dihasilkan dari
motor yang selanjutnya diteruskan lagi ke v-belt dan akan memutar poros. Puli

20

dibuat dari besi cor atau dari baja. Puli kayu tidak banyak lagi dijumpai.Untuk
kontruksi ringan diterapkan puli dari paduan aluminium (Stolk dan Kros, 1981).
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi
langsung dengan pasangan roda gigi. Dalam demikian ,cara transmisi putaran dan
daya lainyang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan sebuah sabuk atau
rantai yang dibelitkan di sekeliling puli (pulley) atau sproket pada poros.Jika pada
suatu kontruksi mesin putaran puli penggerak dinyatakan N1 dengan diameter Dp
dan puli yang digerakkan n2 diameternya dp ,maka perbandingan putaran
dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
�1
�2

�

=�� .............................................................................(1)
�

(Roth,dkk,,1982).
Mekanisme Pembuatan Alat
Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan
dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan
sehari-hari, maka dilakukan

proses pengerjaan dengan mesin-mesin perkakas,

antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin
asah, mesin gerinda dan mesin yang lainnya (Daryanto,1993).
Kekuatan, keawetan, dan pelayanan yang diberikan peralatan usaha tani
bergantung terutama pada macam dan kualitas bahan yang digunakan untuk
pembuatannya. Dalam pembuatannya terdapat kecenderungan kontruksi peralatan
untuk meniadakan sebanyak mungkin baja tuangan dan mengganti dengan baja
tekan atau baja cetak. Bilamana hal ini dilakukan dapat menekan biaya membuat

21

mesin dalam jumlah besar. Keberhasilan atau kegagalan

alat sering sekali

tergantung pada bahan yang dipakai untuk pembuatannya. Bahan yang digunakan
untuk pembuatan peralatan usaha tani dapat diklasifikasikan dalam logam dan non
logam (Smith dan Wilkes, 1990).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefinisikan sebagai kemampuan
alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh : Ha, Kg, It) persatuan
waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan
produk per kW per jam, bila alat atau mesin itu menggunakan daya penggerak
motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi : Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW
(Daywin, dkk., 2008).
Analisis Ekonomi
Menurut Soeharno (2007), analisis ekonomi digunakan untuk menentukan
besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi. Dengan analisis ekonomi
dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat
diperhitungkan.
Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktivitas perusahaan.
Biaya ini secara total tidak mengalami perubahan meskipun ada perubahan
volume produksi. Sedangkan biaya variabel adalah biaya yang besarnya berubahubah sesuai dengan aktivitas perusahaan. Biaya ini secara total akan berubah
sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada output yang
dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin

22

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 (Soeharno, 2007).
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). 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=

(R − V )

...........................................................................................................(2)

F

dimana :
N

: jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg)

F

:

biaya tetap per tahun (rupiah)

23

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
Net present value dapat diartikan bahwa seluruh angka net cash flow yang
digandakan dengan discount faktor pada tahun dan tingkat bunga yang telah
ditentukan dan merupakan selisih antara present value dari benefit dan present
value dari biaya. Jika NPV bernilai positif maka investment feasible, bila NPV
bernilai 0 berarti investment dapat mengembalikan sebesar cost of capital
(discount rate) dan bila NPV bernilai negatif maka investment ditolak
(Prawirokusumo, 1990).
Menurut Purba (1997), Net present value (NPV) merupakan selisih antara
benefit dengan cost + investment yang dihitung sebagai berikut :
NPV = B – (C = I/n) .............................................................................................(3)
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.

24

- 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.
Internal rate of return
Internal rate of return atau tingkat pengembalian internal merupakan
parameter yang dipakai apakah suatu usaha tani mempunyai kelayakan usaha atau
tidak. Kriteria layak atau tidak layak bagi usaha tani bila IRR lebih besar dari
tingkat bunga yang berlaku saat usaha tani itu diusahakan dengan meminjam uang
(biaya) dari bank pada saat nilai netto sekarang (NPV = 0). Oleh karena itu untuk
menghitung IRR diperlukan nilai NPV terlebih dulu (Soekartawi, 1995).
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
mengembalikan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus
dipenuhi. Harga IRR dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

NPV = ∑t = 0
n

(Bt − Ct )
......................................................................... (4)
(1 + i )t

dimana :
B = Manfaat penerimaan tiap tahun
C = Manfaat biaya yang dikeluarkan tiap tahun

25

t = Tahun kegiatan usaha (t=1,2,...,n)
i = Tingkat diskon yang berlaku.
Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, dimana
diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Berdasarkan harga dari NPV = X (positif)
dan NPV = Y(positif) dan NPV = X(positif) atau NPV = Y(negatif), dihitunglah
harga IRR dengan menggunakan rumus berikut :
IRR = p % ＋X / (X - Y) (q %- q %) (positif dan negatif)...............................(5)
dimana:
p = suku bunga bank paling atraktif
q = suku bunga coba-coba(> dari p)
X = NPV awal pada p
Y = NPV awal pada q
(Purba, 1997).