Rancang Bangun Alat Pemipil Jagung (Corn Sheller)

TINJAUAN PUSTAKA Jagung Asal usul dan penyebaran

  Sumber genetik (plasma nutfah) tanaman jagung berasal dari benua Amerika. Konon, bentuk liar tanaman jagung yang disebut pod maize telah tumbuh 4.500 tahun yang lalu di pegunungan Andes, Amerika Selatan. Literatur lain menyebutkan bahwa jagung tumbuh subur di kawasan Mexico, kemudian menyebar ke Amerika Tengah dan Amerika Selatan.

  Christopler Colombus, penemu benua Amerika pada tahun 1492, berjasa menyebarkan jagung ke benua Erope. Pusat penyebaran yang pertama di Eropa antara lain, adalah Spanyol, Portugal, Prancis, Italia, sampai ke Afrika Utara. Pada abad ke-16, jagung mulai di tanam di daerah pantai Barat Afrika, kemudian meluas ke India dan Cina.

  Linnaeus (1737), seorang ahli botani, memberikan nama Zea mays untuk tanaman jagung. Zea berasal dari bahasa Yunani yang digunakan untuk menggklasifikasikan jenis padi-padian. Adapun mays berasal dari bahasa Indian, yaitu Mahiz atau Marisi yan kemudian digunakan untuk sebutan spesies. Sampai sekarang nama latin jagung disebut Zea mays Linn.

  Nikolai Ivanivich Vavilov, seorang ahli botani Soviet, melakukan ekpedisi tahun 1923-1933 ke berbagai daerah di dunia memastikan daerah sentrum asal tanaman jagung adalah Meksiko Selatan dan Amerika Tengah. Penyebaran tanaman jagung ke berbagai negara didunia antara lain dilakukan oleh orang Portugis dan Spanyol.

  5 Pada abad ke-19, penanaman jagung meluas di negara-negara beriklim sub-tropis dan tropis di dunia. Pusat pertanaman jagung di Amerika disebut Corn

  

Belt yang meliputi daerah Indiana, Dakota, Illionis, Iowa, Wisconsin, Michigana,

  Minnesota, Nebaska, dan Kansas. Pada waktu itu jagung menempati 80% dari luas areal pertanaman padi-padian (serealia) di Meksiko.

  Negara produsen jagung kedua setelah Amerika Serikat adalah Cina. Pusat pertanaman jagung di Cina meliputi daerah Hoang Ho, Honan Barat, Kiangsu Utara, dan Szeschuan Barat. Dikawasan Asia, daerah utama produsen jagung adalah Asia Timur dan Asia Selatan, yakni di Filipina, India, Cina dan Indonesia.

  Di Indonesia, tanaman jagung sudah dikenal sekitar 400 tahun yang lalu, didatangkan oleh orang Portugis dan Spanyol. Daerah sentrum produksi jagung di Indonesia pada mulanya terkonsentrasi di wilayah Jawa Tengah, Jawa Timur, dan Madura. Selanjutnya, tanaman jagung lambat laun akan meluas ditanaman di luar Pulau Jawa. Dari hasil survei pertanian Biro Pusat Statistik (BPS) tahun 1991, daerah sentrum produsen jagung paling luas di Indonesia, antara lain, adalah Provinsi Jawa Timur, Jawa Tenggah, Sulawesi Selatan, Nusa Tenggara Timur, Lampung dan Jawa Barat. Areal pertanaman jagung sekarang sudah terdapat di seluruh provinsi di Indonesia dengan luas areal bervariasi.

  Produksi jagung dunia menempati urutan ketiga setelah padi dan gandum. Distribusi penanaman jagung terus meluas di berbagai negara di dunia karena tanaman ini mempunyai daya adaptasi yang luas di daerah subtropik ataupun tropik. Indonesia merupakan negara penghasil jagung terbesar di kawasan Asia Tenggara, maka tidak berlebihan bila Indonesia merancang swasembada jagung (Rukmana, 1997).

  Botani jagung

  Kedudukan tanaman jagung dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan, adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae (Tumbuh-Tumbuhan) Divisio : Spermatophyta (Tumbuhan Berbiji) Subdivisio : Angiospermae (Berbiji Tertutup) Kelas : Monocotyledonae (Berkeping Satu) Ordo : Poales Famili : Poaceae (Gramineae) Genus : Zea Spesies : Zea Mays Linn (Rukmana, 1997)

  Suku rumput-rumputan (Graminae), khususnya jagung, memiliki banyak spesies, misalnya, Zea mays forma tunicata Larranhage, f.excellens Alef, f.

  

microsperma Korniche, f. dentiformis Korniche var. erythrolepis, var. amylaceae,

  dan var. rugosa. persilangan antar spesies dan antar genus jagung menghasilkan varietas atau kultivar baru.

  Tanaman jagung termasuk jenis tumbuhan semusim (annual). Susunan tubuh (morfologi) tanaman jagung terdiri atas akar, batang, daun, bunga, dan buah. Sistem perakaran tanaman jagung terdiri atas akar-akar seminal, koronal, dan akar udara.

  Batang tanaman yang beruas-ruas (berbuku-buku) dengan jumlah luas bervariasi antara 10 – 40 ruas. Tanaman jagung umumnya tidak bercabang, kecuali pada jagung manis sering tumbuh beberapa cabang (beranak) yang muncul dari pangkal batang. Panjang batang jagung berkisar antara 60 – 300 cm, tergantung pada tipe jagung. Ruas-ruas batang bagian atas berbentuk silindris dan ruas-ruas batang bagian bawah berbentuk bulat agak pipih. Tunas batang yang telah berkembang menghasilkan tajuk bunga betina. Bagian tengah batang terdiri atas sel-sel parenchyma, yaitu seludang pembuluh yang diselubungi oleh lapisan keras, termasuk lapisan dermis.

  Daun jagung tumbuh melekat pada buku-buku batang. Struktur daun jagung terdiri atas tiga bagian, yaitu kelopak daun, lidah daun (ligula), dan helaian daun. Bagian permukaan daun berbulu, dan terdiri atas sel-sel bullifor. Bagian bawah daun pada umumnya tidak berbulu. Jumlah daun tiap tanaman (pohon) bervariasi antara 8-48 helai. Ukuran daun berbeda-beda yaitu panjang antara 30- 150 cm dan lebar mencapai 15 cm. Letak daun pada batang termasuk daun duduk bersilangan.

  Tanaman jagung berjumlah satu (mooecus), yaitu bunga jantan terbentuk pada ujung batang dan bunga betina terletak dibagian tengah batang pada salah satu ketiak daun. Tanaman jagung bersifat protandry, yaitu bunga jantan matang lebih dahulu 1-2 hari daripada bunga betina. Letak bunga jantan dan bunga betina terpisah, sehingga menyerbukan tanaman jagung bersifat menyerbuk silang (cross pollination ).

  Bagian terpenting dari bunga jantan adalah tepung sari, sekam kelopak (glumae), sekam tajuk atas (palea), sekam tajuk bawah (lemma), dan kantong sari tiga pasang yang panjangnya ± 6 cm. Bunga betina betina terdiri atas ovari dan sel telur yan dilindungi oleh suatu carpel. Carpel ini tumbuh menjadi rambut-rambut.

  Buah jagung terdiri atas tongkol, biji dan daun pembungkus. Biji jagung mempunyai bentuk, warna, dan kandungan endosperm yang bervariasi, tergangtung pada jenisnya. Pada umumya, biji jagung tersusun dalambarisan baris biji. Biji jagung terdiri atas tiga bagianutama, yaitu kulit biji (seed coa), endosperm, dan embrio (Rukmana, 1997).

  Jagung merupakan tanaman semusim yang termasuk ke dalam golongan rumput-rumputan Gramineae. Bunga jantan dan bunga betina letaknya terpisah tapi masih dalam satu pohon. Buahnya berbentuk bundar berdiameter 4-6 cm dan panjangnya dapat mencapai 40 cm. Buah jagung dapat dipanen pada waktu setelah tanaman itu tua atau pada waktu tanaman masih muda. Tergantung atas tongkol pada saat panen maka dikenal tiga tipe jagung yang berbeda. Tongkol jagung yang dipanen matang penuh biasanya dengan memanfaatkan bijinya. Tongkol jagung yang masih muda tetapi bijinya telah berisi penuh dan masih lunak digunakan untuk jagung rebus, banyak dijual di sepanjang jalan. Ada varietas-varietas khusus yang sangat manis dan disebut jagung manis. Tongkol jagung yang masih muda sekali dan ukurannya kecil yang digunakan sebagai sayuran pada saat tongkolnya masih lunak dan butir-butir bijinya masih belum berisi. Buah jagung yang masih muda ini disebut jagung semi atau jagung putri (Sutarno, 1995).

  Pemipilan Jagung

  Setelah jagung dipanen dan dikeringkan, proses selanjutnya adalah pemipilan. Pada dasarnya “memipil” jagung hampir sama dengan proses perontokan gabah, yaitu memisahkan biji-biji dari tempat pelekatan. Jagung melekat pada tongkolnya, maka antara biji dan tongkolnya perlu dipisahkan.

  Pemisahan jagung dari tongkol biasanya dilakukan dengan tangan, tapi cara tersebut hanya bisa dilakukan dalam jumlah produksi yang terbatas atau kecil. Sedangkan produksi yang cukup besar, pemisah/pemipilan dengan tangan kurang efisien, sebab memerlukan waktu cukup banyak.

  Dewasa ini telah banyak digunakan alat pemipil, mulai alat pemipil yang sederhana samapai yang modern. Keseluruhan alat tersebut dibuat agar tenaga dan waktu yang digunakan untuk memipil lebih hemat. Penggunaan alat pemipil ini biasa terjadi pada usaha tani yang cukup besar atau luas. Usaha dibidang bisnis pertanian membutuhkan perhitungan yang cermat dan lebih efisien sehingga perlu sarana tersebut. Tetapi petani pada umumnya masih menggunakan tangan atau alat yang sederhana.

  Alat pemipil cukup sederhana ini digerakkan oleh seorang, yaitu tangan kiri memegang tongkol yang telah terkupas, kemudian di masukkan pada alat pemipil, sedangkan tangan kanan memutar alat agar roda dapat berputar. Dengan gerakan tersebut biji jagung lepas dan jatuh kebawah terkumpul pada alas sehingga memudahkan pengambilan. Dengan menggunakan alat tersebut beban petani semakin ringan dan proses pengerjaannya pun dapat dipercepat. Peralatan model ini dapat divariasi dengan berbagai cara, misalnya dipasang rantai dan pedal, sehingga dapat digerakkan seperti orang naik sepeda.

  Dengan adanya teknologi yang semakin berkembang, alat pemipil tersebut akhirnya digerakkan dengan listrik, diesel atau kincir, bukan tenaga manusia lagi.

  Dinegara maju seperti Amerika yang dikenal sebagai penghasil jagung, peralatannya pun cukup canggih. Mulai petik sampai pipil dilakukan sekaligus di lahan pada saat panen. Setelah jagung terlepas dari tongkol, biji-biji jagung harus dipisahkan dari kotoran atau apa saja yang tidak dikehendaki, sehingga tidak menurunkan kualitas jagung. Yang perlu dipisahkan dan dibuang antara lain sisa- sisa tongkol, biji kecil, biji pecah, biji hampa, kotoran selama petik ataupun pada waktu pemipilan. Tindakan ini sangat bermanfaat untuk menhindari atau menekan serangan jamur dan hama selama dalam penyimpanan.disamping itu juga dapat memperbaiki peredaran udara.

  Untuk pemisahan biji yang akan digunakan sehingga benih terutama penanaman dengan mesin penanam, biasanya membutuhkan keseragaman bentuk dan ukuran butirnya. Maka pemisahan ini sangat penting untuk menambah efisiensi penanaman dengan mesin. Ada berbagai cara membersihkan atau memisahkan jagung dari campuran kotoran. Tetapi pemisahan dengan cara ditampi seperti pada proses pembersihan padi, akan mendapatkan hasil yang baik (Aak, 1993).

  Jagung tongkol yang telah kering kemudian dipipil. Alat pemipilan jagung banyak macam dan bentuknya, antara lain dikenal alat pemipilan tipe TPI, tipe Ramapil, tipe Senapil, tipe PBM-J yang diperkenalkan oleh Ballitan Pangan Malang.

  Aneka macam alat pemipil jaun dan cara kerjanya adalah sebagai berikut: 1. Tipe TPI

  Alat pemipil jagung tipe TPI bentuknya sederhana, terbuat dari bahan bilah atau papan kayu berbentuk segi empat dan bergagang, serta ditengahnya dibuat lubang bersudut empat sebagai tempat memasukkan tongkol jagung.

  2. Tipe Ramapil Kontruksi alat pemipil jagung tipe Ramapil terdiri atas komponen, tempat jagung tonkol, hopper, silinder, karet penggantung, penyetel jarak, rantai sepeda memutar silinder, lubang tongkol, lubang biji, penahan getaran, dan rantai sepeda ban belakang.

  3. Tipe Senapil Alat pemipil senapil merupakan pengembangan dari tipe Remapil. Kelebihan alat pemipil tipe Senapil antara lain adalah dapat memipil tongkol jagung dalam jumlah besar (banyak) dan menekan kerusakan hasil pipilan. Prinsip kerja alat pemipil tipe Senapil sama dengan tipe Ramapil, hanya kontruksi silinder dan sarangannya diperkuat agar jumlah tongkol yang dipipil berkapasitas banyak, dan dapat digerakkan dengan motor listrik 7,0 PK (Rukmana, 1997).

  Peranan Mekanisasi Pertanian

  Manusia turut campur tangan dalam usaha penanaman hingga berproduksi, maka pencurahan tenaga memiliki arti penting didalam proses produksi. Besar kecilnya tenaga yang diperlukan, tergantung keterampilan dan kemampuan dalam mengelola tanaman. Jumlah tenaga yang dibutuhkan dapat digantikan dengan alat atau mesin yang sangat membantu usaha untuk mengintensifkan kerja. Semua itu perlu disiapkan sebaik mungkin, sebab hal tersebut akan ada kaitannya dengan saat penanaman jagung dimulai,dan beberapa jumlah tenaga kerja manusia yang akan dibutukan. Kemunkinan penggunaan alat yang lebih efisien pun dapat diterapkan di sini.

  Dewasa ini peranan mekanisasi pada usaha penanaman jagung terutama pada lahan luas, mulai dapat diterima. Sebab di sana sini mulai terasa adanya pergeseran tenaga kerja, khususnya tenaga penggarap yang mulai beralih profesi (pekerjaan), sehingga petani terpaksa harus mengintensifkan tenaga dalam mengerjakan lahan tersebut.

  Jagung ditanam unntuk dipetik hasilnya yang berupa biji jagung. Biji-biji ini terbentuk dalam satu kesatuan yang melekat pada tongkol/janggel. Petani jagung selalu berupaya agar tanaman yang dikelola dapat berproduksi tinggi. Para peneliti dan pemulia pun juga berupaya mengikuti perkembangan dunia pertanian yang semakin maju dan dituntut untuk dapat memenuhi permintaan konsumsi jagung.

  Daerah tropik cocok untuk tanaman seperti jagung dan sorgum yang memanfaatkan energi matahari untuk diubah menjadi energi kimia, sehingga dapat dimakan manusia. Pada daerah ini potensi matahari untuk mengubah energi menjadi bahan kering tanaman lebih besar dari pada daerah beriklim sedang.

  Banyak terjadi daerah tropik mempunyai potensi produksi tanaman jagung yang lebih baik bila air, hara, tenaga kerja dan sebagainya cukup tersedia. Maka meskipun biaya yang dikeluarkan cukup banyak (seperti jagung hibrida, jagung manis) namun usaha penanaman jagung tetap dilaksanakan, sebab nilai produksinya cukup tinggi.

  Ilmu mekanisasi pertanian di Indonesia telah dipraktekkan atau dilaksanakan untuk mendukung berbagai usaha pembangunan pertanian terutama di bidang usaha swasembada pangan. Dengan mempertimbangkan aspek kepadatan penduduk, nilai sosial ekonomi, danteknis, maka pengembangan mekanisasi pertanian di Indonesia dilaksanakan melalui sistem pengembangan selektif. Sistem mekanisasi pertanian selektif adalah usaha memperkenalkan, mengembangkan, dan membina pemakaian jenis atau kelompok jenis alat dan mesin pertanian yang serasi atau yang sesuai dengan keadaan wilayah setempat (Hardjosentono, dkk., 2000).

  Setiap perubahan usaha tani melalui mekanisasi didasari tujuan tertentu yang membuat perubahan tersebut bisa dimengerti, logis dan dapat diterima.

  Diharapkan perubahan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang menguntungkan dan sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan. Secara umum tujuan mekanisasi pertanian adalah: a.

  Mengurangi kejerihan kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga manusia.

  b.

  Mengurangi kerusakan produksi pertanian.

  c.

  Menurunkan ongkos pruduksi.

  d.

  Menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi.

  e.

  Meningkatkan taraf hidup petani. f.

  Memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsistem (tipe pertanian kebutuhan keluarga) menjadi tipe pertanian komersil (comercial farming).

  g.

  Mempercepat transisi bentuk ekonomi Indonesia dari sifat agraris menjadi sifat industri dan dapat mendorong tahap tinggal landas.

  Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemulihan alat mesin pertanian tepat dan benar, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya tidak tepat hal sebaliknya akan terjadi (Rizaldi, 2006).

  Elemen Alat Motor Listrik

  Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut Pada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadiyang disebut sebagai elektromagnet.

  Motor listrik sering digunakan sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena :

  1. Dapat disesuaikan, motor listrik dapat digunakan dihampir setiap lokasi termasuk di dalam air.

  2. Otomatis, motor listrik dengan mudah dikontrol dengan alat otomatis.

  3. Rapi, sebuah unit kecil memperkembangkan sejumlah kekuatan besar secara bersama-sama.

  4. Dapat dipercaya, motor listrik secara khusus untuk pekerjaan jarang mengalami gangguan.

  5. Ekonomis dan efisien, motor listrik memiliki efisiensi hingga 95 %.

  6. Perawatan mudah, jika melindungi dari debu dan kotoran, motor listrik hanya membutuhkan sedikit perawatan.

  7. Tenang, motor listrik secara umum lebih tenang dari pada mesin yang dijalankan.

  8. Aman, apabila dipasang dengan tepat, dipelihara, dan digunakan, motor listrik sangat aman untuk dioperasikan.

  9. Mudah dioperasikan, tidak membutuhkan banyak pelatihan untuk mengoperasikan motor listrik.

  (Cooper, 1992).

  Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.

  Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Hal- hal yang perlu diperhatikan di dalam merencanakan sebuah poros adalah: 1.

Kekuatan poros

  Suatu poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan.

  Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya.

  2. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.

  3. Putaran kritis Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran 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 biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin (Sularso dan Suga, 2004).

  Puli (pulley)

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

lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan aluminium.

  

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

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

  Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.

  SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………………………..(1) Dimana :

  S = Kecepatan putar pulley (rpm) D = Diameter pulley (mm) (Smith dan Wilkes, 1990).

  Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara: Horizontal, pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar di mana

• pasangan puli terletak pada sumbu mendatar.
• adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk (Mabie and Ocvirk, 1967).

  Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak dimana letak pasangan puli

  Sabuk V

  Sabuk banyak digunakan dalam mesin-mesin pertanian karena rasio kecepatan yang tepat tidak pernah dipertahankan. Jika desain sistem ini memadai, slip yang terjadi tidak lebih dari 1 sampai 2% dan efesiensi penyaluran daya (dengan mengabaikan kehilangan daya pada bantalan shaft) berkisar 97-99%.

  Sabuk dapat meredam beban mendadak, tidak memerlukan pelumasan, tidak berisik, dan dapat dioperasikan pada kecepatan linear lebih dari 5000 f.p.m. Sabuk tidak cocok untuk beban yang berat pada kecepatan rendah (Daywin, dkk, 2008).

  Sabuk bentuk trapezium 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 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, 1993).

  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 menyebelah. 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:

  2 (D −d)

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

  4C 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)

  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

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

  Bantalan luncur

• 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.

  Bantalan gelinding

  2. Beban terhadap poros Batalan radial: arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus

• sumbu poros

  Bantalan radial: 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).

  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.

  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. (Amanto dan Haryanto, 1999).

  Besi

  Besi adalah logam putih seperti perak, dapat di poles, keras, dapat ditempa, dapat dilengkungkan, dan bersifat magnetik. Besi adalah unsur yang sangat stabil dan merupakan unsur terbanyak kedelapan di bumi ini setelah Silikon, juga merupakan unsur logam terbanyak ketiga pada lapisan kulit bumi setelah Aluminium dan Silokon. Bijih besi yang banyak dikenal diantaranya

  

Magnetite (Fe O ), Hermanite (Fe O ), Siderite (FeCO ), Pirite (FeS )

  3

  4

  2

  3

  3

  2 (Amanto dan Haryanto, 1999).

  Baut dan mur

  Baut ditandai dengan kepala persegi atau segi enam. Untuk mengencangkan baut atau mur, orang menggunakan kunci yang sesuai (kunci pas) atau dengan kunci cicin (ring). Mur bisa diperoleh dalam banyak jenis. Jenis yang paling populer adalah mor segi enam. Kelas mur sama dengan kelas baut. Mur- mur dengan kelas lebih tinggi digunakan untuk baut dengan kelas yang lebih rendah, tetapi tidak sebaliknya. Mur dengan kemampuan terbatas tingginya 0,5 sampai 0,8 kali diameter ulir sekerupnya. Untuk kelas-kelas di atas 0,6 dan M5, mur-mur harus ditandai. Mur tanpa ketentuan kemampuan beban tak perlu ditandai, tetapi memiliki ketetapan kelas kendati hanya bersangkutan dengan kekearasan bahan (Hagendoorn, 1992).

  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).

  Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin-mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda, dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1993).

  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 dan mengganti dengan baja tekan atau baja cetak. Bilamana hal ini dilakukan dapat menekan biaya membuat mesin dalam jumlah besar. Keberhasilan atau kegagalan alat sering sekali tergantung pada bahan yang dipakai untuk pembuatannya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan usaha tani dapat diklasifikasikan dalam logam dan non logam (Smith dan Wilkes, 1990).

  Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian

  Menurut Daywin, (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 :

  Produk yang dihasilkan

  Kapasitas Alat = ...................................................... (3)

  Waktu kerja 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.

  Untuk menilai kelayakan finansial diperlukan semua data yang menyangkut aspek biaya dan penerimaan usaha tani. Data yang diperlukan untuk pengukuran kelayakan tersebut meliputi data tenaga kerja, sarana produksi, hasil produksi, harga, upah, dan suku bunga (Nastiti, dkk, 2008).

  Biaya pemakaian alat

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

  BT

  Biaya pokok = [ + BTT]C ..................................................................... (4)

  x

  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)

  Biaya tetap Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktivitas perusahaan.

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

  Menurut (Daywin, dkk, 2008) biaya tetap terdiri dari: 1.

Biaya penyusutan (metode sinking fund)

  Metode ini memungkinkan untuk memperkirakan biaya penyusutan yang lebih mendekati dengan penyusutan yang aktual terjadi bagi mesin/alat pada tiap tahun umurnya.

  D t = (P-S) (A/F, i, n) (F/P, i, t-1) ............................................................... (5) dimana: D t = biaya penyusutan (Rp/tahun) P = nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp) S = nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp) n = umur ekonomi (tahun) i = tingkat bunga modal (%) t = umur pemakaian alat pada permulaan tahun berikutnya

  Biaya ini diperhitungkan untuk mengembalikan nilai modal yang ditanam sehingga pada akhir umur peralatan diperoleh suatu nilai uang yang present

  value nya sama dengan nilai modal yang ditanam. Perhitungan biayanya: i(P)(n+1)

  I = ................................................................................................ (6)

  2n dimana: I = total bunga modal dan asuransi (Rp/tahun) i = total persen bunga modal dan asuransi (%) P = harga awal alat (Rp) n = umur ekonomis (tahun)

  3. Biaya pajak Beberapa literatur menganjurkan bahwa biaya pajak alat dan mesin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya. Namun di

  Indonesia belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk mesin-mesin dan peralatan pertanian sehingga tidak digunakan dalam perhitungan.

  4. Biaya gudang atau gedung Diperkirakan berkisar antara 0,5-1 % dari harga awal per tahun di

  Amerika. Umumnya rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun. Namun beban ini tergantung pada kondisi lokal sehingga biaya ini tidak dipergunakan pada penelitian ini.

  Biaya tidak tetap

  Biaya tidak tetap atau 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 (Soeharno, 2007).

  Biaya tidak tetap terdiri dari biaya bahan listrik, biaya perbaikan, dan biaya operator.

  2. Biaya perbaikan untuk motor listrik sebagi sumber tenaga penggerak. Mesin sumber tenaga dimaksudkan sebagai mesin untuk menggerakkan mesin-mesin pertanian seperti penggiling padi, perontok, pemecah kulit, dan penggosok yang umumnya dihubungkan oleh pita transmisi (belt). Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:

  1,2%(P −S)

  Biaya perbaikan = ...................................................................... (7)

  100

  dimana: P = harga awal alat (Rp) S = nilai akhir alat (10% dari P) (Rp) (Daywin, dkk, 2008).

  3. Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini tergantung kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun mdibagi dengan total jam kerjanya (Darun, 2002).

  Break even point 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. 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 BEP 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 ada keuntungan.

  Untuk mengetahui BEP maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:

  F

  N = ................................................................................................... (8)

  (R −V)

  dimana: N = jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg) F = biaya tetap pertahun (rupiah) R = penerimaan dari tiap kg produksi (rupiah) V = biaya tidak tetap per unit produksi (Thuesen dan Fabrycky, 2002).

  Net present value Net present value (NPV) dapat diartikan bahwa seluruh angka net cash

flow yang digandakan dengan discount factor pada tahun dan tingkat bunga yang

  telah ditentukan dan merupakan selisih antara present value dari benefit dan

  

present value dari biaya. Jika NPV bernilai positif maka investment feasible, bila

  NPV bernilai 0 berarti investment dapat mengembalikan sebesar cost of capital (discount rate) dan bila NPV bernilai negatif maka investment ditolak (Prawirokusumo, 1990).

  Menurut (Darun, 2002)NPV adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Perhitungan NPV merupakan net benefit yang telah didiskon dengan discount factor. Secara singkat dapat dirumuskan:

  CIF – COF ≥ 0 .......................................................................................... (9) dimana :

  CIF = Cash inflow COF = Cash outflow 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 x (P/A, i, n)) dimana: pendapatan = penerimaan x kapasitas alat x jam kerja alat 1 tahun pembiayaan = biaya pokok x kapasitas alat x jam kerja alat 1 tahun Kriteria NPV yaitu :

  NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan

• NPV < 0, berarti sampai dengan n tahun investasi usaha tidak menguntungkan
• NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
• dikeluarkan

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

  Composite rate of return yang memperhitungkan keuntungan yang akan

  diperoleh dari proyek investasi yang nilai suku bunganya lebih besar dari IRR, yang disebut minimum attractive rate of return (MARR) yang pantas sehingga dari proyek investasi akan diperoleh keuntungan. MARR ini biasanya ditentukan oleh perusahaan, sehingga dalam proyek penanaman modal atau investasi, jika diperoleh IRR yang lebih kecil atau sama dengan MARR maka proyek penanaman modal atau investasi tersebut tidak layak untuk direalisasi. Bila IRR yang diperoleh dari proyek penanaman modal atau investasilebih besar dari MARR, maka proyek tersebut layak untuk direalisasi Menurut (Purba, 1997) IRR digunakan untuk memperkirakan kelayakan lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu.

  IRR adalah suatu tingkatan discount rate, dimana diperolehB/C ratio = 1 atau NPV = 0. Berdasarkan harga dari NPV = X (positif) atau NPV= Y (positif) dan NPV = X (positif) atau NPV = Y (negatif), dihitunglah harga IRR dengan menggunakan rumus berikut:

  X

  ............................. (10)

  IRR = + p % x ( q % − p %)( positif dan negatif )

• X Y

  X

• IRR = q % x ( q % − p %)( positif dan positif ) .............................. (11)

  X − Y

  dimana : p= suku bunga bank paling atraktif q = suku bunga coba-coba ( > dari p) X = NPV awal pada p Y = NPV awal pada q