Modifikasi Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis

TINJAUAN PUSTAKA

Sejarah Kelapa
Mengenai asal usul kelapa belum ada kesepakatan di antara para ahli. Pada
abad ke-9, pertama kali dikenal mata dagangan serat dan minuman keras yang
terbuat dari kelapa, diproduksi oleh pedagang bangsa Arab bernama Soleyman
yang mengunjungi negeri Cina. Kelapa (coconut) dikenal dengan berbagai
sebutan seperti Nux Indica, al djanz al kindi, ganz-ganz, nargil, narle, tenga, dan
pohon kehidupan. Kata coco (coquo) pertama kali digunakan oleh Vasco da
Gama, kata ini berhubungan dengan kera atau wajah aneh, seperti tempurung
kelapa yang bermata tiga. Tentang asal usul kelapa, terdapat dua teori yang saling
bertentangan. Teori pertama menyatakan bahwa kelapa berasal dari Amerika
Selatan dan teori kedua menyatakan bahwa kelapa berasal dari Asia atau Indo
Pasifik. Kedua teori ini memerlukan pengkajian yang lebih mendalam untuk
memperoleh bukti yang dapat membenarkan teori tersebut (Warisno, 1998).
Botani Kelapa
Dalam tata nama atau sistematika (taksonomi) tumbuh-tumbuhan, tanaman
kelapa (Cocos nucifera) dimasukkan ke dalam klasifikasi sebagai berikut.
Kingdom

: Plantae (tumbuh-tumbuhan)

Divisio

: Spermatophyta (tumbuhan berbiji)

Sub-divisio

: Angiospermae (berbiji tertutup)

Kelas

: Monocotyledonae (biji berkeping satu)

Ordo

: Palmales

Famili

: Palmae

4
Universitas Sumatera Utara

5

Genus

: Cocos

Species

: Cocos nucifera L

Tanaman kelapa dikelompokkan ke dalam family yang sama dengan sagu
(Metroxylon sp), salak (Salaca edulis), aren (Arenga piñata), dan lain-lain.
Penggolongan varietas kelapa umumnya didasarkan pada perbedaan umur pohon
mulai berbuah, bentuk dan ukuran buah, warna buah serta sifat-sifat khusus yang
lain (Warisno, 2007).
Bagian - Bagian Tanaman Kelapa dan Kegunaannya

Kelapa merupakan salah satu anggota keluarga Palmae. Kelapa dikenal
sebagai tanaman serba guna karena seluruh bagian tanaman ini bermanfaat bagi
kehidupan manusia. Berikut adalah bagian-bagian dan kegunaan dari tanaman
kelapa.
1. Batang
Batang kelapa yang sudah tua dapat digunakan untuk bahan bangunan,
jembatan, kerangka papan perahu, atau kayu bakar. Agar dapat digunakan
sebagai bahan bangunan, batang kelapa dibelah dulu menjadi beberapa
bagian. Kemudian dihaluskan menyerupai balok-balok atau silinder.
2. Daun
Daun-daun yang mudah kering dipakai sebagai hiasan janur atau bungkus
ketupat, sedangkan daun yang tua dijadikan atap, lidinya untuk sapu, tusuk
sate, dan lain-lain.
3. Buah
Buah kelapa terdiri atas:

Universitas Sumatera Utara

6

- sabut kelapa yang dapat dijadikan sebagai bahan baku industri, seperti:
karpet, sikat, keset, bahan pengisi jok mobil, tali dan lain-lain selain itu
sabut kalapa dapat dimamfaatkan juga sebagai pupuk dengan cara
membakarnya terlebih dahulu.
- tempurung kelapa dapat dimanfaatkan untuk berbagai industri seperti:
arang tempurung dan karbon aktif yang berfungsi untuk mengabsorbsi
gas dan uap.
- daging buah dapat diolah untuk keperluan rumah tangga, seperti bumbu
dapur, santan, kopra, minyak kelapa dan parut kering.
- air kelapa dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Selain sebagai
penyegar tenggorokan, juga dapat diolah menjadi sirup, nata de coco,
dan lain-lain.
(Piggot, 1964).
Akar tanaman kelapa yang masih muda dapat digunakan untuk mengobati
sakit perut. Sabut kelapa ataupun tapas dapat digunakan sebagai pembungkus
cangkokan pada tanaman. Selain itu, sabut kelapa juga dapat digunakan sebagai
pembungkus buah-buahan di pohon sebelum masak. Buah-buahan yang
dibungkus dengan sabut kelapa memiliki kualitas yang lebih baik, karena sabut
kelapa mempunyai susunan yang tidak terlampau rapat sehingga kebutuhan sinar
matahari dan udara tetap terjamin (Warisno, 2003).

Kondisi Perkelapaan di Indonesia
Sekitar tahun 1886, Belanda membuka perkebunan kelapa di Indonesia,
tepatnya di pulau Tallise dan Kikabohutan. Di samping itu, kebun-kebun kelapa
milik rakyat ternyata sudah lama diusahakan, misalnya sejak tahun 1880 kopra

Universitas Sumatera Utara

7

rakyat dari daerah Minahasa sudah mulai diekspor ke Eropa. Setelah perang dunia
kedua, ternyata ekspor kopra Indonesia semakin meningkat dan termasuk urutan
ketiga dari enam komoditas ekspor utama yaitu karet, kelapa sawit, kopra,
tembakau, teh, dan gula. Dengan demikian, tanaman kelapa memberikan
sumbangan yang cukup besar bagi perekonomian rakyat dan sumber devisa bagi
negara (Setyamidjaja, 1991).
Saat ini kelapa diusahakan di seluruh provinsi di Indonesia. Bentuk dan
skala usaha taninya berbeda-beda, tergantung ketersediaan sumber daya dan
permintaan pasar. Selama lebih dari 25 tahun terakhir areal kelapa sudah
berkembang lebih dari 200%. Di tahun 1969 luas areal kelapa hanya seluas
1.680.536 ha. Namun, di tahun 1997 luasnya sudah menjadi 3.668.233 ha

sehingga Indonesia merupakan negara yang memiliki areal kelapa terluas di dunia.
Hal ini berarti sepertiga areal kelapa dunia terdapat di Indonesia yang sebagian
besarnya terkonsentrasi di tiga wilayah, yaitu Jawa dan Bali, Sumatera, serta
Sulawesi.
Di Indonesia, pengusahaan tanaman umumnya dilakukan di lahan sempit.
Sekitar 97% dari luas areal yang ada diusahakan dalam bentuk perkebunan rakyat
dengan sistem penanaman monokultur atau hanya ditanami kelapa saja.
Sementara usaha tani dengan sistem polikultur (beberapa jenis dalam satu areal)
dengan kelapa sebagai tanaman pokok belum sepenuhnya diterapkan sesuai
teknologi anjuran. Intensitas pemeliharaan dilakukan sangat minim dan umumnya
hanya berupa penyiangan gulma atau panen tanaman sela setiap 2 - 3 bulan sekali.
Usaha perbaikan kesuburan tanah di sekitar tanaman kelapa seperti pemupukan
belum memasyarakat (Sukamto, 2001).

Universitas Sumatera Utara

8

Ergonomi
Istilah “ergonomi" berasal dari bahasa Latin yaitu ergon (kerja) dan nomos

(hukum alam) dan dapat didefenisikan sebagai studi tentang aspek-aspek manusia
dalam lingkungan kerjanya yang ditinjau secara anatomi, fisiologi, psikologi,
engineering, manajemen dan desain/perancangan. Di dalam ergonomi dibutuhkan
studi tentang sistem dimana manusia, fasilitas kerja dan lingkungannya saling
berinteraksi dengan tujuan utama yaitu menyesuaikan suasana kerja dengan
manusianya (Nurmianto, 2008).
Maksud dan tujuan disiplin ergonomi adalah mendapatkan pengetahuan
yang utuh tentang permasalahan-permasalahan interaksi manusia dengan
lingkungan kerja. Dengan memanfaatkan informasi mengenai sifat-sifat,
kemampuan dan keterbatasan manusia yang dimungkinkan adanya suatu
rancangan sistem manusia mesin yang optimal, sehingga dapat dioperasikan
dengan baik oleh rata-rata operator yang ada (Nugroho, 2008).
Pertimbangan ergonomis yang berkaitan dengan sikap atau posisi kerja,
baik duduk ataupun berdiri merupakan suatu hal yang sangat penting. Adanya
sikap atau posisi kerja yang tidak mengenakkan dan berlangsung dalam waktu
yang lama, akan mengakibatkan pekerja cepat mengalami kelelahan serta
membuat banyak kesalahan. Terdapat sejumlah pertimbangan ergonomis antara
lain:
1.

Mengurangi keharusan operator untuk bekerja dengan sikap dan posisi
membungkuk dengan frekuensi kegiatan yang sering, atau jangka waktu yang
lama.

Universitas Sumatera Utara

9

2.

Pengaturan posisi kerja dilakukan dalam jarak jangkauan normal Operator
tidak seharusnya duduk atau berdiri dalam waktu yang lama dengan kepala,
leher, dada atau kaki dalam posisi miring.

3.

Operator tidak seharusnya bekerja dalam frekuensi atau periode waktu yang
lama dengan tangan atau lengan berada diatas level siku yang normal.

(Nugroho, 2008).

Antropometri
Istilah Antropometri berasal dari “anthro” yang berarti manusia dan
“metri” yang berarti ukuran. Secara defenitif antropometri dapat dinyatakan
sebagai satu studi yang berkaitan dengan pengukuran dimensi tubuh manusia.
Manusia pada dasarnya akan memiliki bentuk, ukuran (tinggi, lebar, dsb) berat
dan lain-lain yang berbeda satu dengan lainnya. Antropometri secara luas akan
digunakan sebagai pertimbangan-pertimbangan ergonomis dalam memerlukan
interaksi manusia (Wignjosoebroto, 2008).

Gambar 1. Distribusi normal dengan data antropometri 95-th persentil
Adapun distribusi normal ditandai dengan adanya nilai yang menayatakan
sama dengan atau lebih rendah dari nilai tersebut. Misalnya 95% populasi berada
dengan atau lebih rendah dari 95 persentil, 5% populasi berada sama dengan atau

Universitas Sumatera Utara

10

lebih 5 persentil. Besarnya nilai persentil dapat ditentukan dari tabel probabilitas
distribusi normal.

Beberapa pengolahan data yang harus dilakukan pada data antropometri
(Nurmianto, 2008) adalah :
1. Kecukupan data

[

k s√ N.

Dimana

-

k

] ………………………………………………………... 1
= tingkat kepercayaan
bila tingkat kepercayaan 99%, maka k
bila tingkat kepercayaan 95%, maka k

,58 ≈ 3

1,96 ≈

bila tingkat kepercayaan 68%, maka k ≈ 1
s

= derajat ketelitian

N’

= jumlah pengamatan yang dibutuhkan

N

= jumlah pengamatan

Apabila N’< N, maka data dinyatakan cukup.
2. Normalitas data
Pengolahan data dilakukan dengan aplikasi program SPSS. Uji kenormalan
ini dapat dilakukan bersamaan dengan penentuan persentil.
3. Keseragaman data
Ditentukan batas kontrol Atas dan Batas kontrol Bawah (BKA/BKB)
[√

N

]….………………………………………………………………

Universitas Sumatera Utara

11

Setelah BKA dan BKB diperoleh, maka data di plot kan kedalam peta kontrol
dengan aplikasi ms. Excel.
Jika pemeriksaan sampel ditemukan berada diluar batas kontrol atas dan
batas kontrol bawah, maka proses transformasi harus diperiksa untuk dicari
penyebabnya. Alasan digunakan batas kontrol atas dan batas kontrol bawah adalah
diasumsikan tidak ada produk yang dapat diproduksi persis sama, oleh karena itu
variasi dalam suatu proses mungkin akan terjadi.
4. Persentil
Persentil adalah suatu nilai yang menunjukkan persentase tertentu dari
orang-orang yang memiliki ukuran di bawah atau pada nilai tersebut. Sebagai
contoh, persentil ke-95 akan menunjukkan 95 % populasi akan berada pada atau
di bawah nilai dari suatu data yang diambil. Persentil dapat ditentukan dengan uji
pada program SPSS, namun dapat juga dengan cara perhitungan manual. Dengan
menggunakan persamaan :
P5 = X – 1,645σ .................................................................................................... (3)
P50 = X ................................................................................................................... (4)
P95 = X +1,645σ .................................................................................................... (5)
Secara umum data antropometri diterapkan untuk hal-hal khusus, cukup
diambil dari persentil ke-5, ke-50 dan ke-95 atau antara persentil ke-5 sampai ke95. Dalam keteknikan untuk merancang mesin, umumnya dipakai data persentil
ke-50. Persentil ke-100 hanya diterapkan pada rancangan yang digunakan oleh
semua orang contoh perlengkapan di rumah sakit. Untuk alat yang dapat diatur
sesuai dengan operatornya, misalnya posisi tempat duduk, posisi pegangan

Universitas Sumatera Utara

12

kendali, desain sebaiknya dirancang agar dapat memenuhi selang persentil ke-5
sampai ke-95 (Zander, 1972).
Kelelahan Kerja
Kelelahan menunjukkan kondisi yang berbeda-beda dari setiap individu,
tetapi semuanya bermuara pada kehilangan efisiensi dan penurunan kapasitas
kerja serta ketahanan tubuh. Kelelahan adalah aneka keadaan yang disertai
penurunan efisiensi dan ketahanan dalam bekerja. Kelelahan kerja akan
menurunkan kinerja dan menambah tingkat kesalahan kerja (Tarwaka, 2004).
Pengukuran kelelahan dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu:
1) Kualitas dan kuantitas hasil kerja
Pada metode ini, kualitas output digambarkan sebagai jumlah proses kerja
(waktu yang digunakan setiap item) atau proses operasi yang dilakukan setiap unit
waktu. Namun demikian banyak faktor yang harus dipertimbangkan seperti; target
produksi; faktor sosial; dan perilaku psikologis dalam kerja. Sedangkan kualitas
output (kerusakan produk, penolakan produk) atau frekuensi kecelakaan dapat
menggambarkan terjadinya kelelahan, tetapi faktor tersebut bukanlah merupakan
causal factor.
2) Pencatatan perasaan subyektif kelelahan kerja, yaitu dengan cara Kuesioner.
Subjective Self Rating Tes dari Industrial Fatigue Research Committee
(IFRC) Jepang, merupakan salah satu kuesioner yang dapat untuk mengukur
tingkat kelelahan subjektif. Kuesioner tersebut berisi 30 daftar pertanyaan.
3) Alat Ukur perasaan kelelahan kerja (KAUPKK). KAUPK2 (Kuesioner Alat
Ukur Perasaan Kelelahan Kerja) merupakan parameter untuk mengukur
perasaan kelelahan kerja sebagai gejala subjektif yang dialami pekerja dengan

Universitas Sumatera Utara

13

perasaan yang tidak menyenangkan. Keluhan-keluhan yang dialami pekerja
sehari-hari membuat mereka mengalami kelelahan kronis.
(Hasibuan, 2011).
Elemen Mesin
Motor bensin
Motor bakar adalah mesin kalor dimana gas panas diperoleh dari proses
pembakaran di dalam mesin itu sendiri dan langsung dipakai untuk melakukan
kerja mekanis, yaitu menjalankan mesin tersebut. Motor diesel biasanya juga
disebut “motor penyalaan-kompresi”

“Compression-Ignition engine”

oleh

karena cara penyalaan bahan bakarnya dilakukan dengan menyemprotkan bahan
bakar ke dalam udara yang telah bertekanan dan bertemperatur tinggi, sebagai
akibat dari proses kompresi. Sedangkan motor bensin biasanya dinamai “motor
penyalaan bunga api” “Spark-Inition engine” karena penyalaan bahan bakar
dilakukan dengan pertolongan bunga api (listrik) (Arismunandar dan Suga, 1975).
Motor tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan
loncatan api listrik yang menyalakan campuran bahan bakar dan udara segar,
karena itu motor bensin cendrung dinamai Spark Ignition Engine. Karburator
adalah tempat pencampuran bahan bakar dengan udara. Pencampuran tersebut
terjadi karena bahan bakar terhisap masuk atau disemprotkan ke dalam arus udara
segar yang masuk ke dalam karburator. Campuran bahan bakar dan udara segar
yang terjadi itu sangat mudah terbakar. Campuran tersebut kemudian masuk ke
dalam slinder yang dinyalakan oleh loncatan api listrik dari busi, menjelang akhir
langkah kompresi. Pembakaran bahan bakar-udara ini menyebabkan mesin

Universitas Sumatera Utara

14

menghasilakan daya. Di dalam siklus Otto (ideal) pembakaran tersebut dimisalkan
sebagai pemasukan panas pada volume konstan (Arismunandar, 2005).
Pada umumnya motor bensin (Otto) lebih kecil daripada 20 PS adalah
paling banyak digunakan, dan berikut ini adalah karakteristik daripada mengapa
banyak digunakan.
1. Ukuran kecil dan ringan. Kebanyakan didinginkan oleh udara.
2. Baik sekali ketahanannya dan baik untuk operasi terus menerus dengan
beban berat beberapa jam.
3. Konstruksi sederhana, pelayanan mudah dan perawatan juga mudah.
Motornya berbentuk 4 langkah dengan katub di sisi atau berbentuk 2
langkah dengan torak sebagai katubnya.
4. Dilengkapi dengan pengatur, motornya berputar stabil pada deretan
putaran tertentu.
5. Baik dengan penggerak sabuk ataupun dengan penggerak langsung,
dayanya dapat mudah dihubungkan dengan semua mesin.
6. Untuk memenuhi segala macam mesin yang akan digunakan, tersedia
perlengkapan tambahan
(Soenarta dan Furuhama, 2002).
Proses teoritis motor bensin adalah proses yang berkerja berdasarkan
siklus otto dimana proses pemasukan kalor berlangsung pada volume konstan.
Beberapa asumsi yang digunakan adalah:
-

Kompresi berlangsung isentropik.

-

Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu.

Ekspansi isentropik.

Universitas Sumatera Utara

15

-

Pembuangan kalor pada volume konstan.

-

Fluda kerja adalah udara dengan sifat gas ideal dan proses panas jenis
konstan

(Pudjanarsa dan Nursuhud, 2010).
Transmisi tenaga
Dengan transmisi umumnya dimaksudkan suatu mekanisme yang
dipergunakan untuk memindahkan gerakan elemen mesin yang satu ke elemen
mesin yang kedua. Dalam hal ini juga merupakan perpindahan suatu gerakan
putar poros dari satu poros ke poros yang lainnya dimana poros yang digunakan
untuk mentransmisikan tenaga harus sesuai. Transmisi putar dapat dibagi ke
dalam :
1. Transmisi langsung dimana sebuah piringan atau roda pada poros yang
satu dapat menggerakkan roda serupa pada poros kedua melalui kontak
langsung. Dalam kategori ini termasuk roda gesek dan roda gigi.
2. Perpindahan dimana suatu elemen sebagai penghubung antara, sabuk atau
rantai, menggerakkan poros kedua. Bagaimanapun perpindahan serupa itu
harus diterapkan apabila jarak antara dua poros yang sejajar agak besar,
sebab kalau diterapkan perpindahan langsung, roda akan menjadi tidak
praktis besarnya.
(Stolk dan Kros, 1986).
Rantai
Rantai transmisi daya digunakan dimana jarak poros lebih besar dari pada
transmisi roda gigi tetapi lebih pendek dari pada transmisi sabuk. Rantai mengait

Universitas Sumatera Utara

16

pada roda gigi sproket dan meneruskan daya tanpa slip, jadi menjamin putaran
tetap sama. Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungan-keuntungan seperti:
1. Mampu meneruskan daya yang besar karena kekuatannya yang besar.
2. Tidak memerlukan tegangan awal.
3. Keausan kecil pada bantalan.
4. Pemasangan yang mudah.
Kekurangan rantai:
1. Variasi kecepatan yang tidak dapat dihindari karena lintasan busur pada
sproket yang mengait mata rantai.
2. Suara dan getaran karena tumbukan antara rantai dan dasar kaki gigi
sproket.
3. Perpanjangan rantai karena keausan penadan bus yang diakibatkan
gesekan dengan sproket.

Gambar 2. Mekanisme sproket dan rantai
Rantai dapat dibagi atas dua jenis. Yang pertama disebut rantai rol, terdiri
atas pena, bus, rol, dan plat mata rantai. Yang lain disebut rantai gigi, terdiri atas
plat-plat berprofil roda gigi dan pena berbentuk bulan sabit yang disebut
sambungan kunci. Rantai rol dipakai bila diperlukan transmisi positif (tanpa slip)

Universitas Sumatera Utara

17

dengan kecepatan sampai 600 (m/min), tanpa pembatasan bunyi, dan murah
harganya. Rantai dengan rangkaian tunggal adalah yang paling banyak dipakai.
Rangkaian banyak, seperti 2 atau 3 rangkaian dipergunakan untuk transmisi beban
berat. Ukuran dan kekuatannya distandarkan dengan kemajuan teknologi yang
terjadi akhir-akhir ini, kekuatan rantai semakin meningkat.
(Shin and Curtis, 1978)
Sproket
Sproket adalah roda gigi penggerak yang merupakan salah satu suku
cadang kendaraan bermotor yang sangat fital, pada kendaraan roda dua sproket
sebagai penerus daya yang dihasilkan oleh mesin kendaraan berhubungan
langsung dengan rantai yang akan dihubungkan pada roda gigi bagian belakang
yang berfungsi untuk menggerakkan roda. Oleh karena itu sproket haruslah
mempunyai kekerasan yang bagus pada bagian tepi giginya, hal ini untuk
mencegah sproket agar tidak cepat aus karena adanya gesekan yang ditimbulkan
dari

rantai

sebagai

penerus

daya

dari

mesin

kendaraan

(Sugito dan Hariyanto, 2007).
Sproket rantai dibuat dari baja karbon untuk ukuran kecil, dan besi cor
atau baja cor untuk ukuran besar. Pemasangan sproket

atau rantai secara

mendatar adalah yang paling baik. Pemasangan tegak akan menyebabkan rantai
mudah lepas dari sproket.
Tata cara pemilihan rantai dapat diuraikan sebagai berikut:
1.

Daya yang ditransmisikan (kW).

2.

Putaran poros penggerak dan yang digerakan (rpm).

3.

Jarak sumbu poros.

Universitas Sumatera Utara

18

(Wiheta, 2010).
Speed reducer
Speed reducer adalah jenis motor yang fungsinya memperlambat atau
mengurangi putaran. Gearbox bersinggungan ke dalam motor, tetapi secara
bersamaan rangkaian ini mengurangi kecepatan keluaran (output speed).
Speed reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini
perbandingan speed reducer putarannya dapat cukup tinggi.
i=

N1

.................................................................................................................. (6)

N

dimana:
i

= perbandingan reduksi

N1

= input putaran (rpm)

N2

= output putaran (rpm)

(Niemann, 1982).
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 bekerja secara
semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan
pondasi pada gedung (Sularso dan Suga, 2004).
Berbagai macam bantalan, pada prinsipnya bantalan dapat digolongkan
menjadi:

Universitas Sumatera Utara

19

-

Bantalan luncur

-

Bantalan gelinding (bantalan peluru dan bantalan rol)

-

Bantalan dengan beban radial

-

Bantalan dengan beban aksial

-

Bantalan dengan beban campuran (aksial-radial)

(Daryanto, 2007).
Poros
Poros pada umumnya berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran.
Bentuk dari poros adalah silinder baik pejal maupun berongga. Namun, ukuran
diameternya tidak selalu sama. Biasanya dalam permesinan, poros dibuat
bertangga/step agar bantalan, roda gigi maupun pulley mempunyai dudukan dan
penahan agar dapat diperoleh ketelitian mekanisme (Stolk dan Kross, 1993).
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

Universitas Sumatera Utara

20

(pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping
kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan 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 yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran
kritis. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagianbagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih
rendah dari puataran krititisnya.
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 umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik
dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin (disebut bahan S-C) yang
dihasilkan dari ingot yang di kill (baja yang dideoksidasikan dengan
ferrosilikon dan dicor kadar karbon terjamin.
(Sularso dan Suga, 2004).
Pemindahan tenaga dan pergerakan mesin dapat dibagi dua yaitu:
1. Pergerakan Langsung

Universitas Sumatera Utara

21

Dalam hal ini poros motor bergerak (motor listrik, mesin uap dan motor
bakar) dihubungkan langsung dengan poros perkakas atau mesin yang
hendak digerakkan dengan kopling-kopling.
2. Pergerakan Tidak Langsung
Dalam hal ini poros motor bergerak tidak langsung berhubungan dengan
perkakas atau mesin yang digerakkan, melainkan dengan menggunakan
pulley dalam mentransmisikan tenaga.
(Nababan, 2005).
Penekan
Penekan pada alat pengupas sabut kelapa mekanis berfungsi sebagai
pengganti tangan operator untuk menekan buah kelapa agar bersentuhan dengan
mata pisau dan untuk meningkatkan keselamatan kerja. Penekan juga berfungsi
untuk mengarahkan buah kelapa sehingga tidak berpindah dari posisinya dan
memudahkan dalam proses pengupasan. Penekan buah kelapa dirancang
berdasarkan diameter rata-rata buah kelapa.
Berbagai

cara

pengendalian

pemaparan

dapat

dilakukan

untuk

menanggulangi bahaya-bahaya lingkungan kerja, namun pengendalian teknik
pada sumber bahaya dinilai paling efektif dan merupakan alternative pertama,
sedangkan pemakaian alat pelindung diri merupakan alternative terakhir
(Wulansari, 2009).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., (2008) kapasitas kerja suatu alat atau mesin
didefinisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu
produk (contoh : ha, buah, lt) per satuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja

Universitas Sumatera Utara

22

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, Buah.jam/kW, Lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat ditulis
sebagai berikut:
Kapasitas Alat

Produk yang dih
aktu

............................................................ (7)

Menurut Handoko (2000) terdapat beberapa defenisi kapasitas yang secara
umum diterima, dapat diperinci sebagai berikut :
1.

Design capacity, yaitu tingkat keluaran per satuan waktu.

2.

Rated capacity, yaitu tingkat keluaran persatuan waktu yang menunjukkan
bahwa fasilitas secara teoritik mempunyai kemampuan memproduksinya.

3.

Standard capacity, yaitu tingkat keluaran per satuan waktu yang ditetapkan
sebagai “sasaran” pengoperasian bagi manajemen, supervisi, dan para
operator mesin.

4.

Actual dan/atau operating capacity, yaitu tingkat keluaran rata-rata per satuan
waktu selama periode-periode waktu yang telah lewat.

5.

Peak capacity, yaitu jumlah keluaran per satuan waktu (mungkin lebih rendah
daripada rated, tetapi lebih besar dari pada standard).

Analisis Ekonomi
Biaya pemakaian alat
Pengukuran biaya pemakaian alat dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
iaya pokok

................................................................................. (8)

dimana,

Universitas Sumatera Utara

23

BT

= total biaya tetap (Rp/tahun)

BTT

= total biaya tidak tetap (Rp/jam)

x

= total jam kerja pertahun (jam/tahun)

C

= kapasitas alat (jam/satuan produksi)

Biaya tetap
Menurut Jummy (2010) biaya tetap terdiri dari :
1. Biaya penyusutan (metode sinking fund)
Metode ini memungkinkan untuk memperkirakan penyusutan yang lebih
mendekati dengan penyusutan yang aktual terjadi bagi mesin/alat pada tiap tahun
umurnya.
Dt = (P − S) (A/F, i%, N) (F/P, i%, t − 1) ...........................................................(9)
dimana :
Dt

= Biaya penyusutan pada tahun ke-t (Rp/tahun)

P

= Nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) alsin (Rp)

S

= Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)

N

= perkiraan umur ekonomis (tahun)

t

= tahun ke-t

i

= tingkat bunga modal (% tahun)

2. Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan besarnya :
I

i(P)(n 1)
.......................................................................................................(10)
n

dimana,
i = total persentase bunga modal dan asuransi (17%/tahun)

Universitas Sumatera Utara

24

3. Di negara Indonesia belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk
mesin-mesin dan peralatan pertanian, bahwa beberapa literatur menganjurkan
bahwa biaya pajak alsin diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya.
Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari :
1. Biaya perbaikan untuk motor bakar sebagai sumber tenaga penggerak.
Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan :
iaya reparasi

1, % P - S
..............................................................................(11)
1
jam

2. Biaya karyawan/ operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini tergantung
kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun
dibagi dengan total jam kerjanya
(Jummy, 2010).
Break even point
BEP 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.
BEP juga digunakan untuk :
1. Perhitungan 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

Universitas Sumatera Utara

25

(Waldiyono, 2008).
Manfaat perhitungan BEP adalah untuk mengetahui batas produksi
minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola layak untuk
dijalankan. Pada kondisi ini, pemasukan (income) yang diperoleh hanya cukup
untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan.
Untuk mengetahui produksi titik (BEP) maka digunakan rumus sebagai
berikut :
N

-

............................................................................................................(12)

dimana,
N = jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (buah)
F = biaya tetap pertahun (Rp)
R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rp)
V = biaya tidak tetap per unit produksi
(Darun, 2002).
Net present value
NPV yaitu kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau
tidak untuk digunakan dalam usaha. NPV adalah selisih antara present value dari
investasi nilai sekarang dari penerimaan kas bersih di masa yang akan datang.
Perhitungan NPV merupakan Net benevit yang telah didiskon dengan discount
factor. Secara singkat dirumuskan :
-

.......................................................................................................(13)

dimana,
CIF

= cash in flow

Universitas Sumatera Utara

26

COF

= cash out flow
Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan

bertindak sebagai tingkat bunga modal dalam perhitungan :
Penerimaan (CIF)

= pendapatan x (P/A, i, n) + nilai akhir x (P/F, i, n)

Pengeluaran (COF)

= investasi + pembiayaan (P/A, i, n)

Kriteria NPV yaitu :
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak
menguntungkan
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
dikeluarkan
(Darun, 2002).
Internal rate of return
Pada metode IRR ini informasi yang dihasilkan berkaitan dengan tingkat
kemampuan cashflow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam %
periode waktu. Logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cashflow
dalam mengembalikan modalnya dan seberapa pula kewajiban yang harus
dipenuhi. Kemampuan inilah yang disebut Internal Rate of Return (IRR),
sedangkan kewajiban disebut dengan minimum attractive rate of return (MARR).
dengan demikian, suatu rencana investasi akan dikatakan layak atau
menguntungkan jika I
Internal rate of

≥ MA
return

Giatman,

6.

(IRR) adalah suatu tingkatan discount rate,

dimana diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat dihitung dengan
menggunakan rumus sebagai berikut: i1 -i

Universitas Sumatera Utara

27

I

i1 - (N

NP 1
P -NP 1)

i1 -i ...............................................................................(14)

dimana,
i1

= suku bunga bank paling atraktif

i2`

= suku bunga coba-coba

NPV1 = NPV awal pada i1
NPV2 = NPV pada i2
(Kastaman, 2006).

Universitas Sumatera Utara