Rancang Bangun Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai

42 Lampiran 1. Flow Chart pelaksanaan penelitian.

Mulai

Merancang bentuk alat

Menggambar dan menentukan dimensi alat

Memilih bahan

Diukur bahan yang akan digunakan

Dipotong bahan yang digunakan sesuai dengan

dimensi pada gambar

Pengelasan

Digerinda permukaan yang kasar Merangkai alat

Pengecatan

a b

43

Lampiran 1. (Lanjutan)

a b

Pengujian alat

Laya k?

Analisis data Pengukuran parameter

Dat

Selesa a

47

Lampiran 10. Gambar alat

Tampak depan

Lampiran 11. Gambar biji kedelai

49

Lampiran 11. (Lanjutan)

Lampiran 11. (Lanjutan)

51

Lampiran 11. (Lanjutan)

Lampiran 12. Data pengamatan pengupasan kulit ari biji kedelai

Ulangan Berat Kedelai dikupas (kg) Waktu Pengupasan (jam) Berat Kedelai Terkupas (kg) Berat Kedelai Rusak (kg) Berat Kedelai Tidak Terkupas (kg) Berat Kulit Kedelai (kg)

I 1 0,023 0,75 0,046 0,128 0,073

II 1 0,019 0,73 0,052 0,121 0,068

III 1 0,018 0,82 0,029 0,085 0,063

IV 1 0,017 0,80 0,037 0,088 0,068

V 1 0,015 0,78 0,030 0,110 0,068

VI 1 0,015 0,77 0,033 0,113 0,066

VII 1 0,017 0,76 0,035 0,100 0,068

VIII 1 0,018 0,74 0,038 0,124 0,069

IX 1 0,019 0,72 0,038 0,122 0,068

Total 9 0,161 6,87 0,034 0,991 0,611

Rataan 1 0,018 0,76 0,003 0,110 0,068

1. Kapasitas Pengupasan

=

= 55,5 kg/jam

2. Persentase kerusakan hasil kupasan (%)

= 4,91%

3. Persentase biji kedelai tidak terkupas (%)

53

Lampiran 12. (Lanjutan)

4. Persentase biji kedelai hilang (%)

x 100%

x 100% = 2,1%

Lampiran 13. Spesifikasi alat Perhitungan panjang sabuk V

L = 2C + 1,57(D + d) + dimana:

L = Panjang efektif sabuk (mm)

C = Jarak antara kedua sumbu roda transisi (mm)

D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm) d = Diameter luar efektif roda transmisi yang kecil (mm) Panjang sabuk V dari motor listrik ke poros silinder pengupas

L = 2(620) + 1,57(130 +80) +

L =1569,72 mm L = 62 inch

Perhitungan revolusi per menit (rpm) Dik : D1 = 6,3 inci

D2 = 6,5 inci N2 = 1400 rpm Dit : N1 = ...? Formulasi :

N1/D1 = N2/D2

N1/6,3 inci = 1400 rpm/6,5 inci 6,5 inci x N1 = 6,3 inci x 1400 rpm

N1 = 6,3 inci x 1400 rpm/6,5 inci

55

Lampiran 13. (Lanjutan)

N1 = 1356 rpm

Maka rpm pada rotator ialah 1356 revolusi per menit sedangkan rpm pada stator sebesar 1400 revolusi per menit.

dimana:

D1 = diameter rotator D2 = diameter stator N1 = rpm pada rotator N2 = rpm pada stator Perhitungan daya (P) Diameter silinder = 16 cm Tebal silinder = 8 cm Diameter puli = 13 cm

Volume silinder = L x tebal silinder

π 2

x tebal silinder = 3,14 (8)2 x 8 = 1607,68 cm3 = 0,160768 Liter

Massa ρ

= 7,8 kg/Liter x 0,160768 Liter = 1,254 kg

F -

Lampiran 13. (Lanjutan)

T = F x r silinder

= 1,5433 kg x 8 cm = 12,3464

P

= 0,238 HP

Pm

= 0,29 HP

Karena dipasaran tidak tersedia alat dengan daya 0,29 HP maka digunakan motor dengan daya yang mendekati nilai tersebut yaitu 1 HP.

dimana:

V = Volume silinder F = Gaya pada silinder m = massa

T = Torsi P = Daya n = putaran r = jari-jari

57

Lampiran 14. Analisis ekonomi

1. Unsur Produksi

1. Biaya Pembuatan Alat (P) = Rp. 4.000.000 2. Umur ekonomi (n) = 5 tahun 3. Nilai akhir alat (S) = Rp. 400.000

4. Jam kerja = 8 jam/hari

5. Produksi/hari = 444 kg/hari

6. Biaya operator = Rp. 40.000/ hari (1 jam=Rp. 5000) 7. Biaya listrik = Rp. 250,5/ jam

8. Biaya perbaikan = Rp. 18/ jam

9. Bunga modal dan asuransi = Rp. 432.000/ tahun 10.Biaya sewa gedung = Rp. 40.000/ tahun

11.Pajak = Rp. 80.000/tahun

12.Jam kerja alat per tahun = 2400 jam/tahun ( asumsi 300 hari efektif berdasarkan tahun 2012) 2. Perhitungan Biaya Produksi

1. Biaya tetap (BT)

1. Biaya penyusutan (D)

D =

dimana:

D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)

P = Nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp) S = Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)

Lampiran 14. (Lanjutan)

n = Umur ekonomi (tahun)

D =

= Rp 720.000/tahun

2. Bunga modal dan asuransi (I)

Bunga modal pada bulan Agustus 16% dan Asuransi 2%

I =

=

= Rp. 432.000/tahun 3. Biaya sewa gedung

Sewa gedung = 1% x P

= 1% x Rp. 4.000.000 = Rp. 40.000/tahun 4. Pajak

Pajak = 2% x P

= 2% x Rp. 4.000.000 = Rp. 80.000/tahun

Total biaya tetap = Rp. 1.272.000/tahun

2. Biaya tidak tetap (BTT)

1. Biaya perbaikan alat (reparasi)

Biaya reparasi =

=

59

Lampiran 14. (Lanjutan) 2. Biaya listrik

Motor listrik 1 HP = 0.75 KW

Biaya listrik = 0.75 KW x Rp. 334/KWH = Rp.250,5/H

= Rp.250,5/jam 3. Biaya operator

Biaya operator = Rp. 5000/jam Total biaya tidak tetap = Rp. 5.268,5/jam 3. Biaya Produksi Biji Kedelai Terkupas

Biaya pokok = + BTT

]

C

=

+ Rp. 5.268,5/jam

]

x 0,018 jam/kg = Rp. 104,373/kg

Lampiran 15. Break even point

Biaya tetap (BT) = Rp. 1.272.000/tahun

= Rp. 530/jam (1 tahun = 2.400 jam) = Rp. 9,54954/kg (1 jam = 55,5 kg) Biaya tidak tetap (BTT) = Rp. 5.268,5/jam (1 jam = 55,5 kg)

= Rp. 94,928/ Kg

Penerimaan setiap kg produksi (R) = harga kedelai setelah dikupas - harga kedelai sebelum dikupas

Penerimaan setiap kg produksi (R) kedelai = Rp.16.000 – Rp. 11.000 = Rp. 5.000 Alat akan mencapai break even point jika alat telah menghasilkan biji kedelai terkupas sebanyak :

N =

=

= 259,32 kg/tahun

61

Lampiran 16. Net present value

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.

Berdasarkan persamaan (10), nilai NPV alat ini dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

CIF-COF ≥ 0

Investasi = Rp. 4.000.000 Nilai akhir = Rp. 400.000 Suku bunga bank = Rp 16% Suku bunga coba-coba = Rp 20% Umur alat = 5 tahun

Pendapatan = penerimaan x kapasitas alat x jam kerja alat 1 tahun = Rp. 5.000/kg x 55,5 kg/jam x 2400 jam

= Rp. 666.000.000

Pembiayaan = biaya pokok x kapasitas alat x jam kerja 1 tahun = Rp. 104,373/kg x 55,5 kg/jam x 2400 jam = Rp. 13.902.483,6

Lampiran 16. (Lanjutan)

Cash in Flow 16%

1. Pendapatan = Pendapatan x (P/A, 16%,5) = Rp. 666.000.000 x 3,2743 = Rp. 2.180.683.800

2. Nilai akhir = Nilai akhir x (P/F, 16%,5) = Rp 400.000 x 0,4761 = Rp. 190.440

Jumlah CIF = Rp. 2.180.874.240

Cash out Flow 16%

1. Investasi = Rp. 4.000.000

2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/F, 16%,5) = Rp. 13.902.483,6 x 0,4761 = Rp. 6.618.972,44

Jumlah COF = Rp. 10.618.972,44

NPV 16% = CIF – COF

= Rp. 2.180.874.240 – Rp. 10.618.972,44 = Rp. 2.170.255.267,56

Cash in Flow 20%

1. Pendapatan = Pendapatan x (P/A, 20%,5) = Rp. 666.000.000 x 2,9906 = Rp. 1.991.739.600

2. Nilai akhir = Nilai akhir x (P/F, 20%,5)

63

Lampiran 16. (Lanjutan)

Jumlah CIF = Rp. 1.991.900.360

Cash out Flow 20%

1. Investasi : Rp. 4.000.000

2. Pembiayaan = Pembiayaan x (P/F, 20%,5) = Rp. 13.902.483,6 x 0,4019 = Rp. 5.587.408,15

Jumlah COF = Rp. 9.587.408,15

NPV 20% = CIF – COF

= Rp. 1.991.900.360 – Rp. 9.587.408,15 = Rp. 1.982.312.951,85

Jadi besarnya NPV 16% adalah Rp. 2.170.255.267,56 dan NPV 20% adalah Rp. 1.982.312.951,85 J ≥ 67aha ini layak untuk dijalankan.

Lampiran 17. Internal rate of return

Suku bunga bank paling atraktif (p) = 16% Suku bunga coba-coba ( > dari p) (q) = 20 %

IRR = q% +

x (q% - p%)

= 20% +

x (20%-16%) = 66,54%

40

DAFTAR PUSTAKA

AAK, 1989. Kedelai. Kanisius, Yogyakarta.

Adisarwanto, T., 2005. Kedelai. Penebar Swadaya, Jakarta.

Annas, M. S., 2002. Perancangan Mesin Pengupas Kulit Ari Kacang Kedelai. Universitas Trisakti, Jakarta.

Amanto, H. dan Daryanto., 1999. Ilmu Bahan. Bumi Aksara, Jakarta.

Cooper, E. L., 1992. Agricultural Mechanics. Fundamentals and Applications 2ndEdition. Delmar Publisher Inc, The United State of America.

Daryanto, 1984. Dasar-Dasar Teknik Mesin. Bina Aksara, Jakarta.

Djoekardi, D., 1996. Mesin-Mesin Motor Induksi. Universitas Trisakti, Jakarta. Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian

USU, Medan.

Fatimah, S., 2009. Besi dan baja. Gunadarma, Depok.

Giatman, M., 2006. Ekonomi Teknik. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.

Halim, A., 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis: Kajian dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu, Yogyakarta.

Hanifah, U. dan Winaryo, 2008. Perancangan alat pengupas kulit ari kacang tanah tipe gesek. Balai Besar Pengembangan Teknologi Tepat Guna, Subang. Hal 1.

Jaya, R. M., 2010. Pengupasan Mekanis dan Khemis. Universitas Jember, Jember. Kastaman, R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya. Koswara, S., 1992. Teknologi Pengolahan Kedelai Menjadikan Makanan

Bermutu. Pustaka Sinar Harapan, Jakarta.

Lutfi, M., 2010. Modifikasi dan uji kinerja orbapas (Alat Pengupas Biji Kedelai). Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat, Malang.Vol. 11. Hal 1. Mabie, H. H. and F.W. Ocvirk., 1967. Mechanics and Dynamic of Machinery.

Jhon Wiley & Sons, Inc., New York.

Ningrum, S., 1993. Pengelolaan Hara pada Tanaman Kedelai yang Mengalami Kekeringan. Balai Penelitian Tanaman Pangan Bogor, Bogor.

41

Rizaldi, T., 2006. Mesin Peralatan. Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU. Medan.

Roforsyam dan W. D. Putro., 2010. Model matematis kapasitas belah biji kedelai pada mesin pembelah sistem gesek putar. Politeknik Negeri Semarang, Semarang. Hal 1.

Stolk, J. dan C. Kross., 1981. Elemen Mesin: Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin. Penerjemah Handersin dan A. Rahman. Erlangga, Jakarta.

Smith, H. P. dan L. Wilkes., 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Gajah Mada University Press, Yoyakarta.

Soenarta, N. dan S. Furuhama., 2002. Motor Serbaguna. Pradnya Paramita, Jakarta.

Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.

Suhendra dan B. Setiawan., 2012. Model efisiensi mesin pengupas dan pembelah biji kedelai tipe piringan menggunakan program Powersim. Politeknik Terpikat Sambas, Sambas. Vol II. Hal 2.

Sularso dan K. Suga., 2002. Dasar perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.

Sumanto, M. A., 1994. Pengetahuan Bahan untuk Mesin dan Listrik. Penerbit Andi Offset, Yogyakarta.

Waldiyono, 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar,Yogyakarta.

Widiantara, 2010. Pengiris bawang merah dengan pengiris vertikal (Shallot

Slicer). Seminar Rekayasa Kimia dan Proses: 1411-4216: F-01-5.

25

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dimulai pada bulan April 2014 sampai dengan September 2014 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Bahan dan Alat Penelitian

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja siku, plat besi, puli (pulley), motor listrik, sabuk V (V-belt), baut dan mur, bantalan, besi bulat padu (poros), plat stainless steel, plat aluminium, dan kabel

deck.

Sedangkan alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat tulis, tampi, mesin las, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, palu, tang, kunci pas dan ring.

Metodologi Penelitian

Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur (kepustakaan), melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat pengupas kulit ari kedelai ini. Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat pengupas. Setelah itu, dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.

Komponen Alat

Alat pengupas kulit ari biji kedelai (tipe silinder) ini mempunyai beberapa komponen penting yaitu:

26

1. Rangka alat

Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 61 cm, lebar 60 cm dan tinggi 115 cm

2. Motor listrik

Motor listrik berfungsi sebagai sumber tenaga mekanis (penggerak). Alat ini menggunakan motor listrik berdaya 1 HP

3. Saluran masukan (hopper)

Saluran masukan berfungsi untuk memasukkan biji kedelai yang akan dikupas dengan silinder pemutar

4. Saluran keluaran

Saluran keluaran ini berfungsi untuk menyalurkan biji kedelai yang sudah dikupas ke tempat penampungan yang telah disediakan

5. Silinder

Silinder atau roll pemutar berfungsi untuk mengupas biji kedelai 6. Poros putaran

Poros putaran ini merupakan poros yang berada di dalam silinder. Poros putaran berfungsi untuk memutar silinder atau roll pemutar. Poros putaran ini terhubung dengan motor listrik menggunakan pulley dan v-belt.

Persiapan 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.

27

a. Pembuatan alat

Adapun langkah-langkah dalam membuat alat pengupas kulit ari biji kedelai (tipe silinder) ini yaitu:

1. Dirancang bentuk alat pengupas kulit ari biji kedelai

2. Digambar serta ditentukan ukuran alat pengupas kulit ari biji kedelai 3. Dipilih bahan yang akan digunakan untuk membuat alat pengupas kulit ari

biji kedelai

4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan pada gambar teknik 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. Dilas plat stainless steel pada poros

9. Dibentuk plat stainless steel dan dilas sebagai silinder pemutar

10. Dilakukan pengecatan guna memperpanjang umur pemakaian alat dan menambah daya tarik alat pengupas kulit ari biji kedelai

11. Dirangkain komponen-komponen alat pengupas kulit ari biji kedelai 12. Dipasang sabuk V pada motor listrik dan puli untuk menghubungkan

tenaga putar dari motor listrik terhadap puli yang sudah terhubung dengan poros sebagai sumber tenaga untuk memutar silinder.

b. Persiapan bahan

1. Disiapkan biji kedelai kering yang akan dikupas 2. Ditimbang biji kedelai sebanyak 9 kg

28

Prosedur Penelitian

1. Ditimbang bahan yang akan dikupas 2. Dihidupkan alat pengupas

3. Dimasukkan bahan kedalam alat pengupas melalui corong masukan 4. Dihitung waktu pengupasan kulit ari biji kedelai

5. Dimatikan alat pengupas

6. Diambil dan disortasi biji dan kulit kedelai dalam bak penampungan 7. Dihitung berat biji kedelai yang terkupas, berat biji yang rusak, berat biji

kedelai yang tidak terkupas, dan berat kulit ari biji kedelai dan berat biji yang hilang

8. Dihitung kapasitas pengupasan biji kedelai perjam, persentase kerusakan hasil kupasan, persentase kedelai tidak terkupas dan persentase biji hilang 9. Dilakukan pengulangan sebanyak 9 kali ulangan.

Parameter yang Diamati Kapasitas efektif alat

Pengukuran kapasitas pengupasan dilakukan dengan membagi berat kedelai awal terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mengupas kulit ari kedelai.

Persentase kerusakan hasil kupasan

Persentase kerusakan hasil kupasan dihitung dengan membagikan berat kedelai hasil kupasan yang rusak terhadap berat kedelai terkupas.

29

Persentase biji kedelai tidak terkupas

Persentase biji kedelai tidak terkupas dihitung dengan membagikan berat kedelai yang tidak terkupas terhadap berat kedelai awal.

Persentase biji kedelai hilang

Persentase biji kedelai hilang dihitung dengan membagikan berat kedelai hilang terhadap berat kedelai yang dikupas.

Analisis ekonomi

1. Biaya pengupasan biji kedelai

Perhitungan biaya pengupasan biji kedelai 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 (3).

a. Biaya tetap

Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari:

1. Biaya penyusutan (metoda garis lurus). Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (4).

2. Biaya bunga modal dan asuransi. Hal ini dapat dihitung berdasarkan persamaan (5).

3. Biaya pajak

30

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

Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan (6) 3. Biaya operator

Biaya operator tergantung pada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun 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 (7).

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 (8).

31

- 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 (9).

32

HASIL DAN PEMBAHASAN

Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai

Alat pengupas kulit ari biji kedelai dirancang untuk mengupas kulit ari biji kedelai yang masih dalam keadaan kering atau belum mendapat perlakuan apapun seperti perendaman ataupun perebusan. Dalam pembuatan berbagai produk olahan kedelai, proses pengupasan kulit ari sangatlah penting untuk mendapatkan biji kedelai yang baik yaitu tanpa kulit ari. Alat ini mempunyai dimensi panjang 61 cm, lebar 60 cm dan tinggi 115 cm.

Alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silinder ini terdiri dari tiga bagian utama yaitu: rangka alat, silinder pengupas, dan motor listrik. Pada alat ini kerangka alat yang digunakan adalah besi siku. Pemilihan bahan ini dikarenakan beban yang diterima adalah silinder pengupas yang terbuat dari bahan besi dan

stainless steel sehingga alat masih tetap menahan beban dan kokoh.

Silinder pengupas terbuat dari bahan besi dengan diameter 16 cm dan tebal 9 cm. Silinder pengupas tersebut memiliki lubang-lubang sebanyak 140 dengan diameter 1 cm sebagai ruang untuk biji kedelai dalam proses pengupasan. Biji kedelai yang telah dikupas akan dibawa ke saluran pengeluaran seiring dengan berputarnya silinder.

Prinsip Pengupasan

Alat pengupas kulit ari biji kedelai ini bekerja berdasarkan prinsip putaran pada silinder pengupas. Biji kedelai yang masuk dalam proses pengupasan mengalami gesekan dan benturan dengan bidang gesek silinder berupa lubang-lubang yang berfungsi membelah dan mengupas kulit ari bij kedelai. Biji kedelai

33

yang telah tertampung tersebut dibersihkan dari kulit arinya dengan cara ditampi secara manual.

Kapasitas Efektif Alat

Kapasitas efektif alat didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (Kg) persatuan waktu (jam). Dalam hal ini kapasitas efektif alat dihitung dari perbandingan antara banyaknya biji kedelai yang dikupas (kg) dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pengupasan.

Pada penelitian ini, lama waktu pengupasan dihitung mulai dari biji kedelai dimasukkan ke dalam saluran pemasukan (hopper) sampai dengan biji kedelai selesai dikupas dan mesin dimatikan. Dari penelitian yang telah dilakukan 9 kali ulangan diperoleh:

Tabel 1. Kapasitas efektif alat

Ulangan Berat awal (kg) Waktu (jam) Kapasitas (kg/jam)

I 1 0,023 43,47

II 1 0,019 52,63

III 1 0,018 55,55

IV 1 0,017 58,82

V 1 0,015 66,66

VI 1 0,015 66,66

VII 1 0,017 58,82

VIII 1 0,018 55,55

IX 1 0,019 52,63

Total 9 0,161 510,79

Rataan 1 0,018 55,55

Dari Tabel 1 diperoleh waktu pengupasan kulit ari adalah 65,4 detik atau 0,018 jam sehingga diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 55,5 kg/jam. Dalam hal ini proses pengupasan pada setiap ulangan dilakukan tidak secara kontinyu agar perlakuan pada setiap percobaan menjadi sama. Pada hasil pengamatan didapat bahwa kapasitas alat yang tertinggi terdapat pada ulangan ke V dan VI yaitu 66,66 kg/jam dan kapasitas alat terendah terdapat pada ulangan I yaitu 43,47 kg/jam.

34

Persentase Kerusakan Hasil Kupasan

Persentase kerusakan hasil kupasan dapat dihitung dengan membagikan berat kedelai yang rusak dengan berat kedelai terkupas. Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh persentase kerusakan sebagai berikut:

Tabel 2. Persentase kerusakan hasil kupasan

Ulangan Berat kedelai rusak (kg) Berat kedelai terkupas (kg) % Kerusakan

I 0,046 0,75 6,1

II 0,052 0,73 7,1

III 0,029 0,82 3,5

IV 0,037 0,80 4,6

V 0,030 0,78 3,8

VI 0,033 0,77 4,2

VII 0,035 0,76 4,6

VIII 0,038 0,74 5,1

IX 0,038 0,72 5,2

Total 0,338 6,87 44,2

Rataan 0,037 0,76 4,91

Dari Tabel 2 diperoleh bahwa persentase rata-rata kerusakan hasil kupasan adalah 4,91%. Adanya kerusakan biji ketika dikupas diduga diakibatkan jarak (clearance) antara rotor dan stator terlalu kecil yaitu sebesar 0,5 cm. Hal ini sesuai dengan literatur Wiraatmadja (1995) yang menyatakan bahwa selama pengupasan salah satu faktor yang mempengaruhi kemampuan kerja alat yaitu clearance pengupas. Adapun kriteria kerusakan dari hasil kupasan kedelai yaitu kedelai dalam bentuk terpecah-pecah menjadi butiran yang lebih kecil.

Persentase Biji Tidak Terkupas

Persentase biji tidak terkupas dapat dihitung dengan membagikan berat kedelai tidak terkupas dengan berat kedelai awal dikali 100%. Dari hasil penelitian diperoleh persentase biji kedelai yang tidak terkupas sebagai berikut:

35

Tabel 3. Persentase biji tidak terkupas

Ulangan Berat awal (kg) Berat kedelai tidak terkupas (kg)

% Biji tidak terkupas

I 1 0,128 12,8

II 1 0,121 12,1

III 1 0,085 8,5

IV 1 0,088 8,8

V 1 0,110 11

VI 1 0,113 11,3

VII 1 0,100 10

VIII 1 0,124 12,4

IX 1 0,122 12,2

Total 9 0,991 99,1

Rataan 1 0,110 11,01

Dari Tabel 3 diperoleh bahwa persentase rata-rata kedelai tidak terkupas sebesar 11,01%. Adanya kedelai yang tidak terkupas kulit arinya diakibatkan oleh perputaran silinder yang terlalu cepat sehingga mengakibatkan kedelai terlempar sehingga tidak tergesek dengan silinder.

Persentase Biji Hilang

Persentase biji hilang dapat dihitung dengan membagikan berat kedelai hilang dengan berat kedelai awal dikali dengan 100%. Dari hasil penelitian diperoleh persen biji kedelai hilang sebagai berikut:

Tabel 4. Persentase biji hilang

Ulangan Berat awal (kg) Berat biji hilang % Biji hilang

I 1 0,003 0,3

II 1 0,029 2,9

III 1 0,003 0,3

IV 1 0,007 0,7

V 1 0,012 1,2

VI 1 0,018 1,8

VII 1 0,037 3,7

VIII 1 0,029 2,9

IX 1 0,052 5,2

Total 9 0,19 19

Rataan 1 0,021 2,1

Biji hilang ditandai dengan biji yang tidak terkupas, atau terbuang. Pengukuran persentasi biji yang hilang dilakukan dengan pengamatan secara visual yaitu dari hasil pengupasan. Setelah pengupasan dilakukan pemisahan atau

36

penyortiran biji yang hilang secara mekanis yang ditandai dengan biji yang tidak tertampung oleh bak penampungan. Dari hasil pengamatan maka didapat persentase biji hilang sebesar 2,1%.

Analisis Ekonomi

Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini, dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Umumnya setiap investasi bertujuan untuk mendapatkan keuntungan. Namun ada juga investasi yang bukan bertujuan untuk keuntungan, misalnya investasi dalam bidang sosial kemasyarakatan atau investasi untuk kebutuhan lingkungan, tetapi jumlahnya sangat sedikit. Dari analisis ekonomi yang dilakukan (Lampiran 15) diperoleh biaya untuk memproduksi biji kedelai tanpa kulit ari sebesar Rp. 104,373/kg. Artinya, untuk memproduksi biji kedelai tanpa kulit ari sebanyak 1 kg dibutuhkan biaya sebesar Rp. 104,373/kg.

Break even point

Analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai usaha itu sendiri (self financing), dan selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. 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. Bila

37

pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka kegiatan usaha akan mengalami kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan memperoleh keuntungan.

Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan (Lampiran 16), alat pengupas kulit ari biji kedelai ini akan mencapai break even

point pada nilai 259,32 kg/tahun. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas

apabila telah memproduksi biji kedelai tanpa kulit ari sebanyak 259,32 kg.

Net present value

Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu

alat layak atau tidak untuk diusahakan. Dalam menginvestasikan modal penambahan alat pada suatu usaha maka net present value ini dapat dijadikan salah satu alternatif dalam analisis financial. Dari pengamatan diperoleh (Lampiran 13) besarnya nilai NPV 16% adalah Rp. 2.170.255.267,56 dan NPV 20% adalah Rp. 1.982.312.951,85. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar dari nol. Hal ini sesuai dengan pernyataan Darun (2002) yang menyatakan bahwa kriteria NPV yaitu:

- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan

- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak menguntungkan

- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.

38

Internal rate of return

Internal rate of return (IRR) ini digunakan untuk memperkirakan

kelayakan lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu. Dalam menginvestasikan sampai dimana kelayakan usaha itu dapat dilaksanakan. Maka hasil yang didapat dari perhitungan ini adalah sebesar 66,54%. Artinya kita dapat menaikkan bunga sampai pada keuntungan 66,54%, jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian. Usaha ini masih layak

dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 66,54%, jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini

tidak layak lagi diusahakan. Semakin tinggi bunga pinjaman di bank maka keuntungan yang diperoleh dari usaha ini semakin kecil.

39

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Kapasitas efektif alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silender yang digunakan dalam penelitian sebesar 55,5 kg/jam.

2. Persentase kerusakan hasil kupasan adalah 4,91%, persentase biji kedelai tidak terkupas adalah 11,01% dan persentase biji kedelai hilang adalah 2,1%.

3. Biaya pokok yang dikeluarkan untuk memproduksi biji kedelai tanpa kulit ari sebanyak 1 kg dari alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silinder ini adalah Rp. 104,373.

4. Alat ini akan mencapai break even point (titik impas) setelah mengupas biji kedelai sebanyak 259,32 kg/tahun.

5. Net present value 16% dan 20% dari alat pengupas kulit ari biji kedelai ini

adalah Rp. 2.170.255.267,56 dan Rp. 1.982.312.951,85 yang artinya usaha ini layak untuk dijalankan.

6. Internal rate of return dari alat pengupas kulit ari biji kedelai ini adalah

66,54%.

Saran

1. Dengan kapasitas alat yang masih rendah perlu dilakukan pengembangan alat untuk meningkatkan kapasitas alat.

TINJAUAN PUSTAKA

Kedelai

Sejarah kedelai

Kedelai merupakan tanaman asli daratan Cina dan telah dibudidayakan oleh manusia sejak 2500 SM. Sejalan dengan semakin berkembangnya perdagangan antar negara yang terjadi pada awal abad ke-19, menyebabkan tanaman kedelai juga ikut tersebar ke berbagai negara tujuan perdagangan tersebut, yaitu Jepang, Korea, Indonesia, India, Australia dan Amerika. Menurut laporan, kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak abad ke-16 (Adisarwanto, 2005). Menurut para ahli botani, kedelai adalah tanaman yang berasal dari Manchuria dan sebagian Cina, dan terdapat jenis kedelai liar yang tergolong dalam spesies Glycine ussuriensis. Kemudian menyebar ke daerah tropika dan subtropika serta dilakukan pemuliaan sehingga dihasilkan berbagai jenis kedelai unggul yang dibudidayakan (Koswara, 1992).

Perkembangan kedelai di Indonesia

Varietas kedelai yang ditanam di Indonesia pada mulanya berasal dari luar negeri, diantaranya adalah dari Jepang, Taiwan, Kolombia, Amerika Serikat dan Filipina. Varietas-varietas kedelai dari luar negeri tersebut umumnya kurang cocok ditanam di Indonesia, karena faktor perbedaan panjang hari dan suhu. Varietas-varietas kedelai tersebut yang belum menunjukkan keunggulannya di Indonesia ternyata ada yang beradaptasi dan berproduksi baik di beberapa daerah, sehingga muncul istilah varietas lokal. Varietas lokal ini dapat berpotensi menjadi varietas unggul.

Botani tanaman kedelai

Adapun klasifikasi tanaman kedelai (Glycine max (L.) Merrill) menurut literatur Adisarwanto (2005) adalah sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Subdivisio : Angiospermae

Kelas : Dicotyledoneae

Ordo : Rosales

Famili : Leguminosae

Genus : Glycine

Spesies : Glycine max (L.) Merrill

Varietas kedelai

Varietas kedelai diberbagai daerah berbeda-beda sesuai dengan keadaan sekitarnya. Di daerah Sumatera Utara, varietas kedelai yang populer dan sering ditanam petani adalah Willis, Orba, Kerinci, Galunggung, Lokon, Tidar dan beberapa varietas lain pada lokasi tertentu, disamping varietas lokal Kipas Merah dan Kipas Putih dari daerah Aceh (Ningrum,1993).

6

Gambar 2. Bagian biji kedelai

Kedelai termasuk tanaman yang berbuah polong dan berbunga kupu-kupu, seperti halnya kacang tanah. Perbedaannya adalah bahwa buah kacang tanah terdapat didalam tanah, sedangkan buah kedelai tumbuh di atas tanah, yakni pada batangnya. Pada dasarnya penentuan varietas kedelai didasarkan pada :

- Umur

Umur kedelai terhitung dari awal penanaman biji sampai dengan masa panen tiba sangat bervariasi. Berdasarkan perbedaan umur ini bisa dibedakan kepada beberapa jenis kedelai, yaitu :

1. Kedelai genjah : berumur pendek yaitu 75-85 hari 2. Kedelai tengahan : berumur antara 85-90 hari

3. Kedelai dalam : berumur panjang yaitu lebih dari 90 hari. - Warna biji

Warna biji kedelai berbeda-beda, tetapi pada garis besarnya dibedakan menjadi dua macam, yaitu kedelai putih/kuning dan kedelai hitam/hijau. 1. Kedelai putih/kuning

Kedelai putih membutuhkan syarat-syarat tumbuh yang lebih sukar dibandingkan dengan kedelai hitam. Kedelai putih kurang baik jika dibuat kecap dan tauco, sebaliknya kedelai putih cocok sekali untuk bahan

pembuat tempe dan tahu. Disamping itu, kedelai putih/kuning lebih mahal bila dibandingkan dengan kedelai hitam

2. Kedelai hitam/hijau

Walaupun harga jualnya lebih murah, pada umumnya kedelai hitam lebih disukai oleh para petani, karena kedelai hitam tidak membutuhkan perlakuan khusus dari awal tanam hingga proses pengolahan hasil. Disamping itu kedelai hitam mudah dipasarkan, karena kedelai tersebut baik sekali untuk dibuat kecap dan tauco

(AAK, 1989).

Proses Pengupasan Kulit Ari Kedelai

Untuk memperoleh bahan pangan yang siap dimakan, maka kita harus memisahkan kulitnya terlebih dahulu dari daging buah ataupun sayuran. Pemisahan ini disebut dengan pengupasan. Pengupasan merupakan pra proses dalam mengolah suatu bahan yang bertujuan untuk memisahkan bagian yang dapat dimakan dari kulit ataupun dari bagian yang harus dibuang. Dalam melakukan pengupasan, digunakan metode yang berbeda. Hal ini dikarenakan masing-masing bahan memiliki karakteristik yang berbeda-beda (Jaya, 2010).

Proses pengupasan biji-bijian merupakan kegiatan lebih lanjut pemanenan hasil pertanian. Pengupasan kedelai biasanya baru dilakukan jika akan digunakan, baik untuk benih maupun untuk bahan pangan. Pembijian atau pengupasan polong harus semaksimal mungkin menghindari terjadinya biji luka (rusak) karena akan

merupakan media yang baik bagi infestasi hama dan jamur (Hanifah dan Winaryo, 2008).

Proses pengupasan kulit ari dapat dilakukan secara manual menggunakan tangan dengan cara diremas-remas. Selain itu, bisa juga menggunakan alat pengupas

8

kulit ari. Hasil pengupasan biji kedelai berupa keping-keping biji kedelai (Adisarwanto, 2005).

Teknik mengupas biji kedelai masih banyak dilakukan dengan menggunakan cara klasik yaitu dengan merendam dan menginjak-injak dalam suatu wadah hingga kulit ari biji kedelai terkupas. Hal ini sangat merugikan karena dengan kedelai terbagai dua atau bahkan dapat hancur karena tekanan yang diberikan pada kedelai tidak tetap. Disisi lain hasil pengupasannya terbatas dan sangat bergantung pada kemampuan manusia atau operator (Lutfi, 2010).

Dalam menentukan kemampuan mesin pengupas kulit ari kacang kedelai perlu juga diketahui sifat-sifat dari kacang kedelai itu sendiri. Biji kacang kedelai berkeping dua terbungkus kulit biji. Sifat kacang kedelai ini mampu menyerap air dan dapat menyebabkan beratnya naik menjadi dua kali lipat, dengan sifat biji yang keras dan daya serap air tergantung ketebalan kulit (Annas, 2002).

Kedelai yang diproses menggunakan mesin pengupas akan mengalami 3 kemungkinan yaitu: terkupas terbelah, remuk, dan utuh. Kemungkinan ini dapat terjadi jika:

a. Bila biji kedelai yang diproses ukurannya jauh lebih besar dari ukuran celah piringan pengupas maka kedelai akan banyak yang remuk

b. Bila kedelai yang diproses ukurannya lebih kecil dari ukuran celah piringan pengupas maka kedelai banyak yang utuh (tidak terkupas, terkupas, dan remuk)

c. Bila kedelai yang diproses ukurannya hampir sama atau mendekati ukuran celah piringan pengupas, maka banyak kedelai yang terkupas atau terbelah (Suhendra dan Setiawan, 2012).

Adapun cara untuk memperbesar atau memperkecil kapasitas pengupasan yaitu dengan mengubah jumlah batang penggilas, rpm atau memperbesar jarak

clearancenya. Perubahan yang paling mudah untuk memperbesar atau

memperkecil kapasitas kerja dengan mengubah rpm yakni dengan menambah transmisi, baik dengan pulley atau rantai (Wiraatmadja, 1995).

Proses pembelahan biji kedelai dalam pembuatan tempe pada industri rumah tangga masih dilakukan secara manual dinjak-injak. Kapasitas cara ini baru mencapai 10 kg/jam dengan efisiensi 93%. Beberapa pengrajin tempe kedelai skala yang lebih besar telah menggunakan mesin pembelah, seperti mesin pembelah sistem dua lempengan grinda (disk). Efisiensi pembelahan jenis mesin tersebut 85% dan kapasitasnya 50 kg/jam, dimana biji kedelai yang berukuran lebih besar dari jarak dua lempengan cenderung pecah atau hancur, sedangkan biji kedelai yang berukuran lebih kecil tidak terbelah (Rofarsyam dan Putro, 2010).

Komponen Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai Motor listrik

Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan separti mesin untuk menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi untuk pertanian, untuk kipas angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).

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 dapat ditemukan pada

10

peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.

Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik

asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC

berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (HP) maupun kiloWatt (kW).

Prinsip kerja motor listrik

Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan seperti mesin untuk menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi pertanian, untuk kipas angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).

Tenaga listrik merupakan ubahan dari tenaga lain. Tenaga listrik melalui motor listrik dapat menghasilkan tenaga listrik dapat menghasilkan tenaga mekanik lainnya. Keuntungan penggunaan tenaga listrik antara lain:

1. Motor listrik konstruksinya sederhana dan kompak

2. Pengembalian tenaga listrik mudah terutama setelah listrik masuk desa 3. Membutuhkan pemeliharaan dan perawatan yang sederhana

4. Cara mengoperasikannya sangat mudah, yaitu hanya memutar kontak 5. Tidak menimbulkan suara

6. Menghasilkan tenaga yang halus dan seragam 7. Dapat menyesuaikan dengan beban

Di lain pihak, motor listrik juga memiliki kekurangan sebagai berikut: 1. Motor listrik membutuhkan sumber daya, kabelnya harus dapat dihubungkan

langsung dengan stopkontak, dengan demikian tempat penggunaannya sangat terbatas panjang kabel

2. Kalau dipergunakan baterai sebagai sumber daya, maka beratnya akan menjadi besar

3. Secara umum biaya listrik lebih tinggi dari harga bahan bakar minyak

4. Untuk menghasilkan daya yang sama dihasilkan oleh sebuah motor pembakaran, maka motor listrik akan lebih berat

(Soenarta dan Furuhama, 2002). Poros

Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu di pegang oleh poros.

Menurut Sularso dan Suga (2002), hal-hal yang perlu diperhatikan didalam merencanakan sebuah poros adalah:

1. Kekuatan poros

Suatu poros transmisi 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.

12

2. Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang 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 yang 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.

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.

Puli

Pulley sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak

Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (di atas

35 m/det) (Stolk dan Kros, 1981).

Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara:

- Horizontal, pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar di mana pasangan puli terletak pada sumbu mendatar

- Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak dimana letak pasangan puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk

(Mabie and Ocvirk, 1967). Sabuk V

Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi sabuk dibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V. Kontak gesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur menyebabkan berkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan tegangan yang lebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian sebelah luar akan mengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami tekanan. Susunan khas sabuk V terdiri atas:

1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi

2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut

(Smith dan Wilkes, 1990).

Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk V dibelitkan di sekitar alur pulley yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang

14

bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam semua bidang industri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian, alat kedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan pulley sehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1984).

Sabuk banyak digunakan dalam mesin-mesin pertanian. Hal ini dikarenakan sabuk memiliki beberapa kelebihan. Sularso dan Suga (2004) juga menyatakan bahwa bila dibandingkan dengan transmisi roda gigi atau rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tidak bersuara. Untuk mempertinggi daya transmisi, dapat dipakai beberapa sabuk V yang dipasang sebelah. Namun, sabuk V juga memilik kelemahan yaitu:

- Tidak dapat digunakan pada jarak yang panjang

- Tidak cocok untuk beban yang berat pada kecepatan rendah

- Hanya dapat menghubungkan poros – poros yang sejajar dengan arah putar yang sama.

Menurut Smith dan Wilkes (1990), apabila pemindahan daya menggunakan dua roda transisi, maka hubungan antara jarak kedua titik pusat sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat ditentukan dengan rumus:

L = 2C + 1,57(D + d) +

... (1)

dimana:

D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm) d = Diameter luar efektif roda transmisi yang kecil (mm) Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan tahan lama. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

Bantalan dapat diklasifikasikan berdasarkan pada: 1. Gerakan bantalan terhadap poros

- Bantalan luncur

Pada bantalan ini terjadi gerakan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas

- Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat.

2. Beban terhadap poros

- Bantalan radial: arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros

- Bantalan aksial: arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros - Bantalan gelinding khusus: bantalan ini dapat menumpu beban yang

arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros. (Sularso dan Suga, 2002).

16

Logam yang Digunakan Baja tahan karat

Logam yang digunakan merupakan logam baja tahan karat (stainless

steel). Baja tahan karat yang mempunyai seratus lebih jenis yang berbeda-beda.

Akan tetapi, seluruh baja itu mempunyai satu sifat karena kandungan kromium yang membuatnya tahan terhadap karat. Baja tahan karat dapat dibagi ke dalam tiga kelompok dasar, yakni:

1. Baja tahan karat ferit

Baja ini mengandung unsur karbon yang rendah (sekitar 0,04% C) dan sebagian besar dilarutkan dalam besi. Sementara itu, unsur lainnya yaitu kromium sekitar 13% - 20% dan tambahan kromium tergantung pada tingkat ketahanan karat yang diperlukan

2. Baja tahan karat austenit

Baja tahan karat austenit mengandung nikel dan kromium yang amat tinggi, nikel akan membuat temperatur transformasinya rendah, sedangkan kromium akan membuat kecepatan pendinginan kritisnya rendah

3. Baja tahan karat martensit

Baja tahan karat martensit mengandung sejumlah besar unsur karbon. Baja yang mengandung 0,1% C, 13% Cr, dan 0,5% Mn ini dapat didinginkan untuk memperbaiki kekuatannya, tetapi tidak menambah kekerasan

Pada kenyataannya, semua stainless steel mengandung paling sedikit 10% krom. Keberadaan lapisan korosi yang tipis ini mencegah proses korosi berikutnya dengan berlaku sebagai pelindung yang menghalangi oksigen dan air bersentuhan dengan permukaan logam. Hanya beberapa lapisan atom saja cukup untuk mengurangi kecepatan proses karat selambat mungkin karena lapisan korosi tersebut terbentuk dengan sangat rapat. Besi biasa, berbeda dengan stainless steel, permukaannya tidak dilindungi apapun sehingga mudah bereaksi dengan oksigen dan membentuk lapisan Fe2O3 atau hidroksida yang terus menerus bertambah seiring dengan berjalannya waktu. Lapisan korosi ini makin lama makin menebal dan kita kenal sebagai karat (Widiantara, 2010).

Besi

Besi (Fe) merupakan salah satu logam yang mempunyai peranan yang sangat besar dalam kehidupan manusia, terlebih-lebih di zaman modern seperti sekarang. Kelimpahannya juga sangat besar, 50.000 ppm atau 5% dan merupakan jenis logam terbanyak kedua di kulit bumi. Karena kelimpahannya yang sangat besar itulah maka besi banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan industri konstruksi. Besi berada dalam bentuk senyawanya, terutama sebagai bijih besi, yang mengandung Fe2O3 (hematite), Fe2O3. H2O (limonit), Fe3O4 (magnetic), FeCO3 (siderite), dan FeS2 (pirit) (Fatimah, 2009).

Aluminium

Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium 0,65 atau 1/3 berat jenis tembaga). Tahanan jenis 2,8 x 10-8 atau 1,25 x tahanan jenis tembaga. Sifat tahan tarik maksimum dalam keadaan dingin 17 - 20 kg/mm2. Oleh sebab itu, aluminium hanya dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek.

18

Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium (beberapa kawat yang dipilin) dengan kawat baja sebagai intinya (Sumanto, 1994).

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, 1984).

Motor listrik sering digunakan sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena dapat disesuaikan, motor dapat digunakan di hampir setiap lokasi termasuk di dalam air (Cooper, 1992).

Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak di mana letak pasangan puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk (Mabie and Ocvirk, 1967).

Sabuk V dibelitkan di sekeliling alur puli yang berbentuk V. Selain koefisien gesek dan kekuatannya, harganya yang relatif murah membuat sabuk V lebih sering dipakai (Sularso dan Suga, 2002).

Kekuatan, keawetan, dan pelayanan yang diberikan peralatan usaha tani bergantung terutama pada macam dan kualitas bahan yang digunakan untuk pembuatannya. Dalam pembuatannya terdapat kecenderungan konstruksi peralatan untuk meniadakan sebanyak mungkin baja tuangan. 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 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 =

... (2) 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).

Biaya pokok = + BTT

]

C ... (3)

dimana:

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)

20

Biaya tetap

Biaya tetap terdiri dari:

1. Biaya penyusutan (metode garis lurus)

D = - ... (4)

dimana:

D = biaya penyusutan (Rp/tahun)

P = nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp) S = nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)

n = umur ekonomi (tahun)

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

I =

... (5)

dimana:

i = total persentase bunga modal dan asuransi (17% pertahun)

3. Di negara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk mesin-mesin dan peralatan pertanian, bahwa beberapa literatur menganjurkan bahwa biaya pajak alsin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya.

4. Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1%, rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.

Biaya tidak tetap

Biaya tidak tetap terdiri dari:

1. Biaya perbaikan untuk motor litrik sebagi sumber tenaga penggerak. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:

Biaya reperasi = -

... (6)

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

(Darun, 2002).

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 disebelah kiri titik impas maka kegiatan usaha akan menderita kerugian, sebaiknya bila disebelah kanan titik impas akan memperoleh 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

(Waldyono, 2008).

Manfaat perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha

22

yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa ada keuntungan.

Untuk mengetahui produksi titik (BEP) maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:

N =

- ... (7)

dimana:

N = jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg) F = biaya tetap pertahun (rupiah)

R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rupiah) V = biaya tidak tetap per unit produksi

(Darun, 2002).

Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada output yang dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semakin besar juga. Sedangkan biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya produk yang akan dihasilkan (Soeharno, 2007).

Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktifitas perusahaan. Biaya ini secara total tidak mengalami perubahan meskipun ada perubahan volume produksi. Sedangkan biaya variabel adalah biaya yang besarnya berubah-ubah sesuai dengan aktifitas perusahaan. Biaya ini secara total akan berberubah-ubah sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).

Net present value

masalah kelayakan finansial dianalisis dengan menggunakan metode analisis finansial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Secara singkat dapat dirumuskan:

CIF –CO ≥ ... (9) dimana:

CIF = cash inflow COF = cash outflow

Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan bertindak sebagai tingkat bungan 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

Dengan menggunakan metode IRR akan mendapatkan informasi yang berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk persen periode waktu. Logika sederhananya

24

menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam mengembalikan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus dipenuhi (Giatman, 2006).

Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount rate dimana diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat

dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

IRR = i1 –

- (i1– i2) ... (9) dimana:

i1 = suku bunga bank paling atraktif i2 = suku bunga coba-coba

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

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangan mekanisasi pertanian (agricultural mechanization) yang merupakan bagian dari engineering pertanian di Indonesia, diwarnai oleh pasang surutnya usaha pemerintah dalam menerapkannya dengan anggapan bahwa kecukupan pangan di negara industri disebabkan oleh dukungan mekanisasi pertanian. Mengingat semakin pentingnya peran alat dan mesin pertanian di masa mendatang, maka peran alat dan mesin pertanian diarahkan untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi usaha tani serta meningkatkan nilai tambah produk pertanian tanpa menggeser usaha kerja yang ada.

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) di zaman modern ini, manusia sebagai mahluk yang memiliki potensi untuk berfikir akan selalu mengembangkan sesuatu hal maka manusia berusaha untuk menciptakan atau membuat suatu peralatan yang lebih efisien dan praktis yang dapat membantu bahkan menggantikan tenaga manusia dengan alat bantu yaitu mesin pertanian.

Salah satu komoditi dari pertanian yang membutuhkan sesuatu hal yang dapat mempermudah pengerjaannya adalah kedelai. Kebutuhan kedelai di Indonesia setiap tahun selalu meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan perbaikan pendapatan per kapita. Oleh karena itu, diperlukan suplai kedelai tambahan yang harus diimpor karena produksi dalam negeri belum dapat mencukupi kebutuhan tersebut. Lahan budidaya kedelai pun diperluas dan produktivitasnya ditingkatkan. Untuk pencapaian usaha tersebut, diperlukan pengenalan mengenai tanaman kedelai yang lebih mendalam. Kebutuhan kedelai

2

juga tidak hanya sekedar langsung dijual dengan bentuk aslinya, masyarakat juga lebih membutuhkan kedelai dalam beberapa bentuk baik bentuk bubuk atau cair. Oleh karena itu, diperlukan alat dan mesin yang mendukung masyarakat untuk dapat mengolah biji kedelai yang dapat menambah nilai jual biji kedelai tersebut.

Kedelai merupakan salah satu komoditas tanaman pangan yang penting dalam rangka ketahanan pangan penduduk di Indonesia. Protein kedelai juga sangat mudah dicerna, sehingga dapat dikonsumsi oleh anak-anak, ibu hamil, orang lanjut usia, serta vegetarian yang perlu suplemen protein. Kebutuhan kedelai di Indonesia dari tahun ke tahun menunjukkan peningkatan yang cukup besar dan diperkirakan akan meningkat tiap tahunnya yang mencapai 2 juta ton. Biji kedelai yang siap konsumsi dan mempunyai nilai jual yang tinggi didapatkan dengan proses pengupasan biji kedelai dengan baik dan tepat. Selain itu, kedelai yang terkupas kulitnya akan lebih mudah dan praktis dalam penyimpanannya.

Teknik mengupas biji kedelai masih banyak dilakukan dengan menggunakan cara klasik yaitu dengan merendam dan menginjak-injak dalam suatu wadah hingga kulit ari biji kedelai terkupas. Hal ini sangat merugikan karena dengan kedelai terbagi dua atau bahkan hancur karena tekanan yang diberikan pada kedelai tidak tetap. Disisi lain hasil pengupasannya terbatas dan sangat bergantung pada kemampuan manusia atau operator. Terlebih lagi, kedelai yang diperlakukan sedemikian rupa tentunya tingkat kebersihannya sangatlah rendah.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengupas kulit ari biji kedelai tipe silinder. 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 pengupas kulit ari biji kedelai.

3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan terutama petani kedelai.

Pembatasan Masalah

ABSTRAK

SISKA WILLYANA : Rancang Bangun Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai, dibimbing oleh ACHWIL PUTRA MUNIR dan ADIAN RINDANG.

Pengupasan kulit ari biji kedelai bertujuan untuk mempermudah pengolahan biji kedelai pada tahap selanjutnya, seperti dalam pembuatan tahu, tempe dan sari kedelai. Teknik mengupas kulit ari biji kedelai masih banyak dilakukan dengan cara sederhana yaitu dengan merendam dan menginjak-injak dalam suatu wadah hingga kulit ari biji kedelai terkupas. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengupas kulit ari biji kedelai. Parameter pada penelitian ini adalah kapasitas efektif alat, persentase kerusakan hasil kupasan, persentase biji kedelai tidak terkupas, persentase biji hilang dan analisis ekonomi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat 55,5 kg/jam. Persentase kerusakan hasil kupasan sebesar 4,91%, persentase biji kedelai tidak terkupas sebesar 11,01% dan persentase biji kedelai hilang sebesar 2,1%. Analisis ekonomi Rp. 104,373/kg, BEP sebanyak 259,32 kg/tahun dan IRR sebesar 66,54%.

Kata kunci : pengupas, kulit ari, kedelai, tipe silinder

ABSTRACT

SISKA WILLYANA : Design of Soybean Epidermis Peeler, supervised by ACHWIL PUTRA MUNIR and ADIAN RINDANG.

Soybean peeling is aimed to simplify the processing of soybean in the next step, such as in tofu making, tempe making and soybean extract. The peeling techniques of soybean was used widely with simple way which is soaked in the water and stomp it in a basin until its skin peeled. This research was to design, make, test and analyze the economic value of the soybean peeler. The parameters of this research were effective capacity, broken peeled soybean percentage, unpeeled soybean percentage, losses soybean percentage and economic analysis. The results showed the effective capacity was 55,5 kg/hour. Percentage of broken peeled soybean was 4,91%, percentage unpeeled soybean was 11,01% and percentage of losses soybean was 2,1%. Economic Analysis was Rp. 104,373/kg, BEP was 259,32 kg/year and IRR was 66,54%.

2

RANCANG BANGUN ALAT PENGUPAS

KULIT ARI BIJI KEDELAI

SKRIPSI

OLEH :

SISKA WILLYANA

100308075/KETEKNIKAN PEERTANIAN

Draft sebagai salah satu syarat untuk dapat melakukan seminar hasil penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

Disetujui Oleh :

Komisi Pembimbing

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2014

(Achwil Putra Munir, STP,M.Si) Ketua

(Adian Rindang, STP, M.Si) Anggota

RIWAYAT HIDUP

Siska Willyana dilahirkan di Medan, pada tanggal 9 Juli 1992 dari ayah Ramly Manurung dan ibu Revolina Hutabarat. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara.

Pada tahun 2010 penulis lulus dari SMA St. Thomas 2 Medan dan tahun 2010 masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA)

Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Pabrik Pengolahan minyak makan di PT. SOCI Mas, KIM 1, Medan, Sumatera Utara, pada bulan Agustus hingga September 2013.

ii

ABSTRAK

SISKA WILLYANA : Rancang Bangun Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai, dibimbing oleh ACHWIL PUTRA MUNIR dan ADIAN RINDANG.

Pengupasan kulit ari biji kedelai bertujuan untuk mempermudah pengolahan biji kedelai pada tahap selanjutnya, seperti dalam pembuatan tahu, tempe dan sari kedelai. Teknik mengupas kulit ari biji kedelai masih banyak dilakukan dengan cara sederhana yaitu dengan merendam dan menginjak-injak dalam suatu wadah hingga kulit ari biji kedelai terkupas. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, menguji serta menganalisis nilai ekonomis alat pengupas kulit ari biji kedelai. Parameter pada penelitian ini adalah kapasitas efektif alat, persentase kerusakan hasil kupasan, persentase biji kedelai tidak terkupas, persentase biji hilang dan analisis ekonomi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat 55,5 kg/jam. Persentase kerusakan hasil kupasan sebesar 4,91%, persentase biji kedelai tidak terkupas sebesar 11,01% dan persentase biji kedelai hilang sebesar 2,1%. Analisis ekonomi Rp. 104,373/kg, BEP sebanyak 259,32 kg/tahun dan IRR sebesar 66,54%.

Kata kunci : pengupas, kulit ari, kedelai, tipe silinder

ABSTRACT

SISKA WILLYANA : Design of Soybean Epidermis Peeler, supervised by ACHWIL PUTRA MUNIR and ADIAN RINDANG.

Soybean peeling is aimed to simplify the processing of soybean in the next step, such as in tofu making, tempe making and soybean extract. The peeling techniques of soybean was used widely with simple way which is soaked in the water and stomp it in a basin until its skin peeled. This research was to design, make, test and analyze the economic value of the soybean peeler. The parameters of this research were effective capacity, broken peeled soybean percentage, unpeeled soybean percentage, losses soybean percentage and economic analysis. The results showed the effective capacity was 55,5 kg/hour. Percentage of broken peeled soybean was 4,91%, percentage unpeeled soybean was 11,01% and percentage of losses soybean was 2,1%. Economic Analysis was Rp. 104,373/kg, BEP was 259,32 kg/year and IRR was 66,54%.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.

Usulan penelitian ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat melaksanakan penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Achwil Putra Munir,STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepadaIbu Adian Rindang, STP, M.Siselaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa usulan penelitian 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 usulan penelitian ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.

Medan, November 2014

iv

DAFTAR ISI

Hal

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

RIWAYAT HIDUP ... ii

DAFTAR TABEL ... iv

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR LAMPIRAN ... vi

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Kegunaan Penelitian... 3

Pembatasan Masalah ... 3

TINJAUAN PUSTAKA Kedelai ... 4

Sejarah kedelai ... 4

Perkembangan kedelai di Indonesia ... 4

Botani tanaman kedelai ... 5

Varietas ... 5

Proses Pengupasan Kulit Ari Kedelai ... 7

Komponen Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai ... 9

Motor listrik ... 9

Prinsip kerja motor listrik ... 10

Poros ... 11

Puli ... 12

Sabuk V ... 13

Bantalan ... 15

Logam yang Digunakan ... 16

Baja tahan karat ... 16

Besi ... 17

Aluminium ... 17

Mekanisme Pembuatan Alat ... 18

Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian... 19

Analisis Ekonomi ... 19

Biaya pemakaian alat ... 19

Biaya tetap ... 20

Biaya tidak tetap ... 20

Break even point ... 21

Net present value ... 22

Internal rate of return ... 23

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 25

Bahan dan Alat Penelitian ... 25

Metodologi Penelitian ... 25

Komponen Alat ... 25

Prosedur Penelitian ... 28

Parameter yang Diamati ... 28

Kapasitas efektif alat ... 28

Persentase kerusakan hasil kupasan... 28

Persentase biji kedelai tidak terkupas ... 29

Persentase biji hilang ... 29

Analisis ekonomi ... 29

HASIL DAN PEMBAHASAN Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai... 32

Prinsip Pengupasan ... 32

Kapasitas Efektif Alat ... 33

Persentase Kerusakan Hasil Kupasan ... 34

Persentase Biji Tidak Terkupas ... 34

Persentase Biji Hilang ... 35

Analisis Ekonomi ... 36

Break even point ... 36

Net present value ... 37

Internal rate of return ... 38

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 39

Saran ... 39

DAFTARPUSTAKA ... 40 LAMPIRAN

iv

DAFTAR TABEL

No. Hal

1. Kapasitas efektif alat ... 33

2. Persentase kerusakan hasil kupasan ... 34

3. Persentase biji tidak terkupas ... 35

DAFTAR GAMBAR

No. Hal

1. Tanaman kedelai ... 5 2. Bagian biji kedelai ... 6

vi

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal

1. Flow chart penelitian ... 41

2. Gambar teknik alat 3 ... 44

3. Gambar teknik hopper ... 45

4. Gambar teknik saluran pengeluaran biji ... 46

5. Gambar teknik rotor ... 47

6. Gambar teknik silinder pengupas ... 48

7. Gambar teknik penutup stator ... 49

8. Gambar teknik stator ... 50

9. Gambar teknik rangka alat ... 51

10. Gambar alat ... 52

11. Gambar biji kedelai ... 53

12. Data pengamatan pengupasan ... 57

13. Spesifikasi alat ... 59

14. Analisis ekonomi ... 62

15. Break even point ... 65

16. Net present value ... 66

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.

Usulan penelitian ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat melaksanakan penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Achwil Putra Munir,STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepadaIbu Adian Rindang, STP, M.Siselaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa usulan penelitian 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 usulan penelitian ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.

Medan, November 2014

iv

DAFTAR ISI

Hal

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

RIWAYAT HIDUP ... ii

DAFTAR TABEL ... iv

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR LAMPIRAN ... vi

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Kegunaan Penelitian... 3

Pembatasan Masalah ... 3

TINJAUAN PUSTAKA Kedelai ... 4

Sejarah kedelai ... 4

Perkembangan kedelai di Indonesia ... 4

Botani tanaman kedelai ... 5

Varietas ... 5

Proses Pengupasan Kulit Ari Kedelai ... 7

Komponen Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai ... 9

Motor listrik ... 9

Prinsip kerja motor listrik ... 10

Poros ... 11

Puli ... 12

Sabuk V ... 13

Bantalan ... 15

Logam yang Digunakan ... 16

Baja tahan karat ... 16

Besi ... 17

Aluminium ... 17

Mekanisme Pembuatan Alat ... 18

Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian... 19

Analisis Ekonomi ... 19

Biaya pemakaian alat ... 19

Biaya tetap ... 20

Biaya tidak tetap ... 20

Break even point ... 21

Net present value ... 22

Internal rate of return ... 23

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 25

Bahan dan Alat Penelitian ... 25

Metodologi Penelitian ... 25

Komponen Alat ... 25

iii

Prosedur Penelitian ... 28

Parameter yang Diamati ... 28

Kapasitas efektif alat ... 28

Persentase kerusakan hasil kupasan... 28

Persentase biji kedelai tidak terkupas ... 29

Persentase biji hilang ... 29

Analisis ekonomi ... 29

HASIL DAN PEMBAHASAN Alat Pengupas Kulit Ari Biji Kedelai... 32

Prinsip Pengupasan ... 32

Kapasitas Efektif Alat ... 33

Persentase Kerusakan Hasil Kupasan ... 34

Persentase Biji Tidak Terkupas ... 34

Persentase Biji Hilang ... 35

Analisis Ekonomi ... 36

Break even point ... 36

Net present value ... 37

Internal rate of return ... 38

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 39

Saran ... 39

DAFTARPUSTAKA ... 40 LAMPIRAN

iv

DAFTAR TABEL

No. Hal

1. Kapasitas efektif alat ... 33

2. Persentase kerusakan hasil kupasan ... 34

3. Persentase biji tidak terkupas ... 35

iv

DAFTAR GAMBAR

No. Hal

1. Tanaman kedelai ... 5 2. Bagian biji kedelai ... 6

vi

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal

1. Flow chart penelitian ... 41

2. Gambar teknik alat 3 ... 44

3. Gambar teknik hopper ... 45

4. Gambar teknik saluran pengeluaran biji ... 46

5. Gambar teknik rotor ... 47

6. Gambar teknik silinder pengupas ... 48

7. Gambar teknik penutup stator ... 49

8. Gambar teknik stator ... 50

9. Gambar teknik rangka alat ... 51

10. Gambar alat ... 52

11. Gambar biji kedelai ... 53

12. Data pengamatan pengupasan ... 57

13. Spesifikasi alat ... 59

14. Analisis ekonomi ... 62

15. Break even point ... 65

16. Net present value ... 66