Uji Beban Kerja Alat Penggiling Tulang Sapi
TINJAUAN PUSTAKA
Tulang
Tulang atau yang lazim disebut kerangka pada dasarnya adalah penopang
tubuh pada hewan vertebrata. Tanpa tulang, ternak tidak mampu berdiri secara
tegak. Tulang pada ternak mulai terbentuk sejak ternak masih berada dalam
kandungan induknya dan berlangsung terus sampai dekade kedua dalam susunan
yang teratur. Secara umum, tulang yang dimiliki ternak memiliki kemiripan
dengan tulang yang dimiliki manusia. Bentuk dasar anatomis pada tulang terdiri
dari tulang spons, garis epifisis, pembuluh darah, sumsum tulang kuning,
periosteum, dan tulang rawan artikular (Said, 2014).
Tulang merupakan jaringan peyokong utama tubuh yang struktur
pembentuknya terdiri dari unsur organik dan anorganik. Unsur organik terdiri dari
protein, mukopolisakarida (rantai protein dengan polisakarida berulang), dan
kondroitin sulfat, sedangkan unsur anorganik dalam tulang didominasi oleh ion
kalsium dan posfor. Selain kalsium dan posfor, didalam tulang juga terkandung
ion magnesium, karbonat, hidroksil, klorida, fluorida, dan sitrat dalam jumlah
yang lebih sedikit. Sebanyak 65% berat tulang kering terbentuk dari garam-garam
anorganik, sedangkan 35% lainnya terbentuk dari substansi dasar organik dan
serat kolagen. Sebesar 85% dari seluruh garam yang terdapat pada tulang
merupakan kalsium posfat,dan 10% dalam bentuk kalsium karbonat. Lebih kurang
97% kalsium dan 46% natrium yang ada dalam tubuh terdapat pada tulang (Singh,
1991).
4
Universitas Sumatera Utara
Karakteristik Tepung Tulang
Tepung tulang terdiri atas kalsium, fosfor, protein dan lemak. Ketersediaan
fosfor dalam tulang sebanding dengan sumber mineral lainnya, yaitu dikalsium
fosfoat dan defluorinated fosfat. Komposisi kimia tepung tulang bervariasi
tergantung pada bahan mentah dan proses pengolahannya. Keunggulan tepung
tulang sebagai sumber mineral dibandingkan dengan sumber mineral lain dimana
kandungan plour berada dalam keadaan aman. Dewan Standarisasi Nasional
Indonesia menyusun karakteristik mutu tepung tulang, meliputi kadar air, mineral,
lemak, dan kotoran pasir tanpa penentuan kandungan protein (Retnani, 2011).
Tepung tulang yang baik memiliki ciri-ciri tidak berbau, kadar air maksimal
5%, berwarna keputih-putihan, tingkat kehalusan 80 saringan, bebas bakteri serta
penyakit, dan kadar tepungnya mencapai 94%. Kandungan kalsium yang terdapat
pada tepung tulang di pasaran umumnya adalah 19%-26% dan fosfor 8%-12%.
Kalsium dan fosfor merupakan unsur yang diperlukan tubuh dalam jumlah yang
sedikit. Walau tubuh hanya memerlukan sedikit kalsium dan fosfor, namun pada
kenyataanya mahluk hidup tidak mampu memenuhi kedua unsur tersebut hanya
dari asupan makanan sehingga sering terjadi kekurangan (Rasidi, 1999).
Tepung tulang merupakan bahan makanan ternak yang dapat dijadikan
sebagai sumber mineral, terutama kalsium dan posfor. Tepung tulang banyak
mengandung garam-garam mineral seperti kalsium posfat 58,3%, kalsiumkarbonat
1,0%,magnesium posfat 2,1% dan kalsium klorida 1,9% (Eniza, 2004).
5
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. SNI Tepung Tulang (01-3172-1992)
Syarat
Karakteristik
Mutu I (%)
Kadar air (maks)
8
Kadar lemak
3
Kadar kalsium (min)
20
Kadar pospat (P 2 O 5 ) (min)
20
Kadar fosfor (P) (min)
8
Kehalusan saringan 25 (min)
90
Kadar pasir/silika (maks)
1
Sumber: Standar Nasional Indonesia (1992)
Mutu II (%)
8
6
30
20
8
90
1
Komposisi Tulang
Berdasarkan komposisinya, tulang merupakan jaringan ikat padat yang
tersusun atas zat organik dan zat anorganik. Zat organik pada tulang berada dalam
bentuk matriks tulang berupa protein. Sebanyak 90-96% dari protein yang
menyusun tulang adalah kolagen tipe T. Kolagen tipe T dan protein lainnya
merupakan bagian kecil pada matriks. Zat anorganik yang menyusun tulang
berupa kristal hidroksapatit yaitu Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , Na+, Mg2+, CO 3 2-, dan F-.
Hidroksiapatit merupakan faktor yang menentukan kekuatan tulang. Dari
komposisi unsur kalsium yang ada pada tubuh, maka sebanyak 99% ion Ca2+
terdapat pada tulang. Komponen tulang selalu berada dalam kondisi dynamic
equilibrium atau lebih dikenal dengan istilah peristiwa tukar ganti. Proses
pembentukan tulang melibatkan proses osteoklas dan osteoblas. Osteoklas adalah
proses reabsorbsi tulang atau yang lazim disebut sebagai demineralisasi
sedangkan osteoblas merupakan proses sintesis matriks baru (Said, 2014).
Limbah Tulang
Keberadaan limbah ternak di Indonesia cukup tinggi, salah satu di antaranya
adalah tulang ternak. Hal ini diakibatkan oleh tingginya total konsumsi daging
6
Universitas Sumatera Utara
sapi, ayam, dan babi di Indonesia yang mencapai 3572 hingga 4092
kg/kapita/tahun pada tahun 2009 dan 2010 (Badan Pusat Statistik, 2011).
Tabel 2. Perkiraan Potensi Limbah Ternak Berasal dari Tulang
Ternak
Bobot Karkas (kg)
Tulang (%)
Sapi Potong
150
13
Ayam Broiler
2
17-25
Babi Turopolje (Kroasia)
80
12-13
Sumber: Yurleni (2013)
Sapi merupakan hewan ternak yang dimanfaatkan untuk menghasilkan
daging dansusu. Hasil pemotongan sapi akan menghasilkan produk utama berupa
daging, sedangkantulangnya merupakan bagian yang belum dimanfaatkan secara
optimal dan ekonomis. Daripemotongan satu ekor sapi dengan berat 500-700 kg,
akan menghasilkan tulang yang beratnyamencapai 50 kg. Jika tidak diolah maka
akan berpotensi menganggu lingkungan (Muarifin, 2008).
Di Indonesia, limbah tulang ternak utamanya tulang sapi, telah dimanfaatkan
melalui pengolahan khusus untuk menjadi berbagai macam souvenir/cinderamata
yang cukup tinggi diminati baik oleh wisatawan domestik maupun mancanegara.
Bagi sebagian kecil petani, tulang sapi ini seringkali diolah menjadi pupuk yang
mampu untuk menyuburkan tanaman dan mensuplai kebutuhan bahan organik
(Rugayah, 2014).
Pemanfaatan limbah tulang saat ini masih diarahkan sebagai bahan baku
tepung tulang untuk pakan ternak. Jumlah ternak sapi yang disembelih di RPH
Tamangapa dalam setiap harinya rata-rata mencapai 60 ekor dengan berat ratarata 100 kg. Bila diasumsikan jumlah tulang yang dihasilkan dari penyembelihan
seekor ternak adalah 16,6% dari berat badan hidup, maka dalam setiap bulannya
RPH menghasilkan limbah tulang sebesar 60 ekor x 100 kg x 16,6% x 30 hari =
29.880 kg atau ekuivalen dengan 29,9 ton/bulan (Said, 2014).
7
Universitas Sumatera Utara
Tepung Tulang
Tepung tulang merupakan salah satu bahan baku pembuatan pakan ternak
yangterbuat dari tulang hewan. Tulang yang akan dijadikan tepung haruslah
tulang yang berasal dari hewan ternak dewasa dan biasanya berasal dari tulang
hewan berkaki empat seperti tulang sapi, kerbau, babi, domba, kambing, dan
kuda. Tepung tulang dijadikan sebagai salah satu bahan dasar pembuatan pakan
karena mengandung mineral makro yakni kalsium dan fosfor serta mineral mikro
lainnya. Kalsium dan fosfor sangat diperlukan oleh hewan karena memiliki
peranan dalam pembentukan tulang dan kegiatan metabolisme tubuh. Fungsi
mineral bagi hewan ternak antara lain menjaga keseimbangan asam basa dalam
cairan tubuh, sebagai khelat, sebagai zat pembentuk kerangka tubuh, sebagai
bagian aktif dalam struktur protein, sebagai bagian dari asam amino, sebagai
bagian penting dalam tekanan osmotik sel pendukung aktivitas enzim, dan
membantu mekanisme transportasi dalam tubuh (Murtidjo, 2001).
Kekurangan kalsium dan fosfor sangat berpengaruh bagi kegiatan
metabolisme dan mampu menimbulkan dampak buruk karena kedua unsur
tersebut bersifat esensial. Pakan ternak biasa tidak dapat memenuhi kebutuhan
tubuh akan kalsium dan fosfor, sehingga ternak perlu diberikan tambahan
suplemen atau pakan tambahan yang merupakan sumber kalsium dan fosfor.
Pakan tambahan yang dapat dijadikan sumber kalsium dan fosfor salah satunya
adalah tepung tulang (Rasidi, 1999).
Fasilitas render modern yang efisien terpusat di negara-negara yang
memiliki industri produksi pakan hewan yang kuat dan mapan. Render di
Amerika Utara memproses hampir 25 juta ton limbah hewan per tahun. Sementara
8
Universitas Sumatera Utara
di Eropa memproses sekitar 15 juta ton. Argentina, Australia, Brazil, dan New
Zealand memproduksi 10 juta ton limbah hewan per tahun. Total biaya untuk
menyelesaikan render produk di seluruh dunia diperkirakan antara 6 hingga 8
miliar Dollar per tahun. Sekitar 1.5 juta ton meat bone meal dan pakan ternak
digunakan di industri pakan ternak Amerika Serikat tiap tahun. Industri render
telah berfokus pada produksi daging hewan di negara-negara di mana industri ini
yang mapan. Dalam perspektif global, render menyediakan pelayanan yang
penting bagi masyarakat dan industri pakan hewan dengan memproduksi sekitar
60 juta ton per tahun limbah hewan yang berasal dari industri produksi daging
hewan. Selama proses pemotongan, antara 33 dan 43 persen berat hewan hidup
terbuang yang teridri dari potongan lemak, daging jeroan, tulang, darah, dan bulu.
Bagian-bagian tersebut dikumpulkan dan diproses oleh industri render untuk
memproduksi lemak dan protein kualitas tinggi (Hamilton, 2007).
Pengeringan
Pengeringan merupakan metode pengawetan dengan cara pengurangan
kadar air dari bahan pangan sehingga daya simpan menjadi lebih panjang.
Perpanjangan daya simpan terjadi karena aktifitas mikroorganisme dan enzim
menurun sebagai akibat dari air yang dibutuhkan untuk aktifitasnya tidak cukup.
Pemilihan jenis alat pengering ditentukan oleh bentuk bahan, sifat bahan, sifat
produk, dan harga produk. Pemilihan jenis pengeringan yang sesuai untuk suatu
produkpangan ditentukan oleh kualitas produk akhir yang diinginkan, sifat bahan
pangan yang dikeringkan, dan biaya produksi atau pertimbangan ekonomi.
(Estiasih dan Ahmadi, 2009).
9
Universitas Sumatera Utara
Pengeringan sinar matahari dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan
yang disediakan alam seperti angin dan sinar matahari. Pengeringan dengan sinar
matahari memang bisa efektif, karena suhu yang dicapai sekitar 35oC sampai
45oC. Penggunaan sinar matahari kadang-kadang kurang menguntungkan karena
kondisi cuaca yang bisa berubah-ubah. Selain itu, suhu pengeringan dan
kelembaban tidak dapat dikontrol, hanya berlangsung bila ada sinar matahari dan
pengeringan tidak konstan. Pengeringan buatan atau mekanis dapat menggunakan
udara dipanaskan. Alat pengering ini berupa suatu ruang atau kabinet dengan
udara panas yang ditiupkan di dalamnya. Udara yang dipanaskan tersebut
dialirkan ke bahan yang akan dikeringkan dengan menggunakan alat penghembus
fan (Effendi, 2012).
Penggilingan
Penggilingan bertujuan untuk menggerus atau menghancurkan bahan hasil
pertanian supaya ukurannya menjadi lebih kecil dibanding ukuran semula,
sehingga memudahkan penggunaan dan pengolahan sesuai dengan yang
diinginkan. Selain itu, penggilingan juga bertujuan menghaluskan dan
mengecilkan bentuk hasil yang berguna untuk memperbaiki daya cerna, kelezatan,
daya campur, daya simpan, dan dapat menghilangkan benda asing yang terdapat
dalam bahan, serta kemungkinan bahan yang terbuang menjadi lebih kecil.
Pengecilan ukuran secara tradisional dilakukan dengan cara menumbuk bahan
yang diletakkan dalam lumpang menggunakan lesung yang terbuat dari batu
maupun kayu. Penggilingan secara mekanis dilakukan dengan menggunakan alat
maupun mesin yang digerakkan oleh motor bakar, motor listrik, maupun tenaga
manusia (Pratomo dan Irwanto, 1983).
10
Universitas Sumatera Utara
Jenis-jenis mesin giling yang ada sampai saat ini untuk memperkecil bentuk
dan ukuran bahan baku pakan ternak adalah hammer mill, burr mill, roller mill,
dan combination mill.
a.
Hammer Mill
Hammer mill merupakan salah satu alat penghancur biji-bijian dan hijauan
pakan. Pemakaian hammer mill biasa pada peternakan komersial maupun
peternakan tradisional. Dinamakan hammer millkarena mempunyai alat
utama untuk menggiling berupa palu (hammer). Prinsip kerja mesin tersebut
adalah bahan dipukul memakai palu, kemudian disaring sesuai ukuran yang
dikehendaki. Bagian-bagian hammer mill yaitu hopper, dust collector
(pengumpul debu), palu, magnet, die (lubang saringan), exhaust fan (kipas
pembuangan), lubang pengeluaran, dan slope.
b.
Burr Mill
Sebutan lain untuk burr mill adalah attration mill (mesin dengan alat
penggerus), plate mill (mesin dengan kerja lempengan), atau disc mill (mesin
dengan kerja piringan). Komponen utama mesin giling tersebut terdiri atas
hopper (tempat pemasukan bahan), plate atau disc (pelat atau lempengan
untuk mengecilkan ukuran partikel bahan), dan tempat pengeluaran produk.
Cara kerja burr mill yaitu bahan masuk melalui loading (hopper). Kedua
pelat berputar dan saling bergesekan sehingga memecah bahan. Bahan
kemudian keluar melalui tempat pengeluaran. Proseskerja yang terjadi selama
burr mill bekerja terdiri atas cutting, crushing, dan shearing.
c.
Roller Mill
11
Universitas Sumatera Utara
Roller mill digunakan dalam pengolahan pakan untuk crimping atau
menghancurkan biji-bijian. Roller mill ganda terdiri atas dua gulungan
berputar dalam arah yang berlawanan dengan kecepatan yang sama. Roll
biasanya bergelombang atau bergerigi. Sebelum bahan dimasukkan ke dalam
hopper, mesin harus dihidupkan terlebih dahulu. Bahan akan digiling hingga
halus dengan gerak gesek dua rol. Setelah menjadi halus, bahan keluar
melalui tempat pengeluaran. Selama bekerja, roller mill melangsukgkan
proses grinding, reducing, rolling, crushing, cracking, crimping, crumbling,
flacking, steaming, shearing, dan cutting.
d.
Combination Mill
Combination
mill
mengkombinasikan
kerja
beberapa
mesin
giling.
Contohnya kombinasi crusher mill – hammer mill, crusher mill – burr mill,
crusher mill – roller mill, dan hammer mill – roller mill
(Retnani, 2011).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut KBBI, kerja merupakan kegiatan melakukan sesuatu. Sedangkan
beban merupan muatan, sesuatu yang berat yang harus dilakukan/ditanggung.
Kinerja merupakan kemampuan kerja. Berarti beban kerja merupakan nuatan yang
harus dikerjakan
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuanalat
dan mesin dalam menghasilkan suatu produk persatuanwaktu (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
12
Universitas Sumatera Utara
menjadi ha.jam/kW, kg.jam/kW, lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat
ditulis sebagai berikut
Kapasitas alat =
produk yang dihasilkan
waktu
………………….……………...(1)
(Daywin, dkk, 2008).
Elemen Mesin
Motor Bakar
Motor bensin bekerja dengan gerakan torak bolak balik (bergerak naik turun
pada motor tegak). Motor bensin bekerja menurut prinsip empat langkah dan dua
langkah. Daya motor dapat dipertinggi dengan memperbesar volume langkahnya.
Kemungkinan untuk mempertinggi daya spesifik adalah mempertinggi tekanan
efektif rata-rata dan mempertinggi frekuensi putar. Beberapa metode untuk
memperbaiki kedua faktor tadi adalah dengan memperbaiki pengisian silinder,
mempertinggi perbandingan pemampatan, pengubahan pelayanan katup dan
waktu, dan mengoptimumkan bagian-bagian yang bergerak dan berputar (Arends
dan Berenschot, 1980).
Pulley
Puli (pulley) sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Puli kayu tidak banyak
lagi
dijumpai.
Untuk
konstruksi
ringan
diterapkan
pulidari
paduan
aluminium.Pada sabuk terbuka, puli sabuk yang digerakkan harus cembung.
Sabuk selalu mencari titik tertinggi pada puli, sehingga ketidaktelitian kecil yang
mungkin ada ketika memasang, dapat diatasi secara dini dengan membuat puli
yang digerakkan sedikit cembung Roda transmisi beralur untuk sabuk V dibuat
dari besi tuang, baja tuang, atau baja cetak (Stolk dan Kros, 1981).
13
Universitas Sumatera Utara
Puli ada dua macam, yaitu puli tetap (fixed pulley) dan puli bergerak
(moveable pulley). Puli tetap terdiri dari sebuah cakra dan sebuah tali yang
dilingkarkan pada alur (groove) di bagian atasnya dan pada ujungnya digantungi
beban. Puli bergerak terdiri dari cakra dan poros yang bebas. Tali dilingkarkan
dalam alur di bagian bawah. Salah satu ujung tali diikatkan tetap dan ujung
lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, beban digantungkan pada
kait (hook) yang tergantung pada poros (Zainuri, 2006).
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) …………………………………...............(2)
di mana S = kecepatan putar puli (rpm)
D = diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V
Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi sabukdibuat
serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V.
Kontakgesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur
menyebabkanberkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan
tegangan yanglebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V
mengalamipembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian
sebelah luar akanmengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami
tekanan.Susunan khas sabuk V terdiri atas:
14
Universitas Sumatera Utara
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).
Transmisi sabuk V hanya dapat menghubungkan poros-poros yang sejajar
dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi atau
rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Untuk mempertinggi daya
yang ditransmisikan, dapat dipakai beberapa sabuk V yang dipasang sebelahmenyebelah (Sularso dan Suga, 2004).
Mesh (Ayakan)
Mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam satu inci persegi (square
inch), sementara jika dinyatakan dalam mm maka angka yang ditunjukkan
merupakan besar material yang diayak. Proses pengayakan pada pembuatan
tepung sangat penting, karena menentukan ukuran partikel tepung yang
dihasilkan. Pengayakan merupakan suatu metode pemisahan berbagai campuran
partikel padat sehingga didapat ukuran partikel yang seragam serta terbebas dari
kontaminan yang memiliki ukuran yang berbeda dengan menggunakan alat
pengayakan (Ailani, 2014).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin menerusakan tenaga bersama-sama dengan putaran utama
dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Hal-hal yang perlu diperhatikan
di dalam merencanakan sebuah poros adalah kekuatan poros, kekakuan poros,
putaran kritis, dan korosi. Secara umum, untk poros dengan diameter 3-3,5 inci,
15
Universitas Sumatera Utara
digunakan bahan yang dibuat dengan pengerjaan dingin, yaitu baja karbon. Dan
bila yang dibutuhkan untuk mampu menahan beban kejut, kekerasan, dan
tegangan yang besar, maka dipakai bahan baja paduan yang biasa dikenal sebagai
bahan komersial (Achmad, 2006).
Bantalan
Bantalan dalam usaha diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah
daya tetap di tempatnya. Bantalan yang tepat digunakan ditentukan oleh besarnya
keausan kecepatan putar poros, beban yang harus didukung dan besarnya daya
dorong akhir. Bantalan dibedakan dalam dua golongan yaitu bantalan luncur dan
bantalan gulung (Smith dan Wilkes, 1990).
Tempat sebuah poros ditumpu, dinamakan tap poros atau leher poros,
elemen yang menumpu dinamakan bantalan. Bantalan ini dapat dipasang di dalam
mesin di mana poros termasuk atau dalam suatu elemen terpisah yang
difondasikan yang dinamakan blok bantalan, blok atau dengan singkat bantalan.
Dalam bantalan umumnya bekerja gaya-reaksi. Apabila gaya reaksi ini jauh lebih
banyak mengarah tegak lurus pada garis sumbu poros, bantalan dinamakan
bantalan radial. Kalau gaya reaksi itu jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis
sumbu, namanya ialah bantalan aksial (Stolk dan Kros, 1981).
Kapasitas Kerja Alat
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 alat produk
per kW per jam, bila alat atau mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi
16
Universitas Sumatera Utara
satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW (Daywin,
dkk.,2008).
Daya
Menentukan
daya
yang
diperlukan
untuk
bahan
konstan.
Untuk
pengangkatan objek. Bila objek W (Kg) diangkat melawan gravitasi bumi untuk l
meter (simbol m) pada kecepatan konstan, mengambil waktu t sekon (simbol s),
kakas F dan daya yang diperlukan P adalah F = W.l (Kg.m) maka, P = W.l / t
(Kg.m/s) karena l/t adalah kecepatan v (m/s), jadi:
P = W.v (Kg.m/s)………………………………………………………...(3)
Apabila satuan gravitasi dinyatakan dalam Kg.m diubah dalam nilai MKS,
maka 1 = (Kg.m) = g (J) (Joule); 1 (Kg.m/s) = 9,8 (J/s) = 9,8 (W). Akibatnya,
persamaan sebelumnya dapat diubah ke dalam unit MKS sebagai berikut: P =
9,8W.v (W) (Soelaiman dan Magarisawa, 1995).
Rendemen
Rendemen adalah perbandingan antara minyak yang dihasilkan dengan
bahan tumbuhan yang diolah. Besarnya rendemen yang dihasilkan antara jenis
bahan yang satu berbeda dengan yang lain. Misalnya 2,5% sampai 4% untuk jenis
nilam Aceh (Luntonyn dan Rahmayati, 2002).
Rendemen merupakan presentase perbandingan antara berat bagian bahan
yang dimanfaatkan dengan berat total bahan. Nilai rendemen ini berguna untuk
mengetahui berapa banyak bahan yang bisa digunakan. Apabila nilai rendemen
suatu produk atau bahan semakin tinggi, maka akan lebih banyak yang bisa
digunakan. Rumus yang digunakan untuk menghitung rendemen tepung tulang
sapi yaitu:
17
Universitas Sumatera Utara
berat bahan terolah
Rendemen =
×100% ..(4) ..............................
berat awal bahan
Dengan demikian, berat bahan tidak terolah dapat dihitung dengan
mengurangi berat awal bahan dengan dengan berat bahan terolah. Persentase
bahan tidak terolah dihitung dengan rumus
Bahan tidak terolah =
berat bahan tidak terolah
berat awal bahan
×100.............................. ..(5)
(AOAC, 2005).
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 (Soeharno, 2007).
Biaya Pemakaian Alat
Pengukuran biaya pemakaian alat dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
BP = [
BT
x
+ BTT]C ............................................................................. ..(6)
Dimana:
BP
= biaya pokok (Rp/satuan produksi)
BT
= total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT
= total biaya tidak tetap (Rp/jam)
x
= total jam kerja per tahun (jam/tahun)
C
= kapasitas alat (jam/satuan produksi)
18
Universitas Sumatera Utara
1.
Biaya Tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1.
Biaya penyusutan (metode garis lurus)
Dt = (P – S) (A/F, i%, N) (F/P, i%, t–1) ................................... ..(7)
dimana:
2.
Dt
= biaya penyusutan pada tahun ke-t (Rp/tahun)
P
= nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) alsin (Rp)
S
= nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
N
= perkiraan umur ekonomis (tahun)
t
= tahun ke-t
i
= tingkat bunga modal (% tahun)
Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan besarnya
I=
i(P)(n+1)
2n
............................................................................ ..(8)
dimana:
i
3.
= total persentase bunga modal dan asuransi (%).
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%, ratarata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
19
Universitas Sumatera Utara
2.
Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1.
Biaya perbaikan untuk motor listrik sebagi sumber tenaga penggerak.
Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan
Biaya reparasi =
2.
1,2%(P-S)
1000 jam
....................................................... ..(9)
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
(Giatman, 2006).
Break Even Point(BEP)
Break even point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan
proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang
dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing) dan selanjutnya dapat
berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap
sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas,
maka usaha akan menderita kerugian. Sebaliknya, bila di sebelah kanan titik
impas, akan memperoleh keuntungan. Untuk menentukan produksi titik impas
(BEP) maka dapat digunakan rumus
N=
F
(R-V)
(10)
Dimana:
N
= jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (kg)
F
= biaya tetap per tahun (Rp)
R
= penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rp)
20
Universitas Sumatera Utara
V
= biaya tidak tetap per unit produksi (Rp)
(Waldiyono, 2008).
Net Present Value(NPV)
Net present value (NPV) adalah selisih antara present value dari investasi
nilai sekarang dari penerimaan kas bersih di masa yang akan datang. Identifikasi
masalah kelayakan finansialdianalisis dengan menggunakan metode analisis
finansial dengan kriteria investasi. 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 ................................................................................... (11)
dimana
CIF
= cash in flow (Rp)
COF
= cash out flow (Rp).
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.
(Giatman, 2006).
Internal Rate of Return(IRR)
Internal rate of return atau tingkat pengembalianinternal merupakan
parameter yang dipakai apakah suatu usaha tani mempunyai kelayakan usaha atau
tidak. Kriteria layak atau tidak layak bagi usaha tani bila IRR lebih besar dari
21
Universitas Sumatera Utara
tingkat bunga yang berlaku saat usaha tani itu diusahakan dengan meminjam uang
(biaya) dari bank pada saat nilai netto sekarang (NPV = 0) (Soekartawi, 1995).
Internal rate of return adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount
rate dimana diperolah B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat dihitung
dengan menggunakan rumus
IRR = i1 –
NPV1
(NPV2-NPV1)
(i1 – i2 )............................................................(12)
Dimana:
i1
= suku bunga bank paling atraktif
i2
= suku bunga coba-coba
NPV 1 = NPV awal pada i1
NPV 2 = NPV pada i2
(Kastaman, 2006).
22
Universitas Sumatera Utara
Tulang
Tulang atau yang lazim disebut kerangka pada dasarnya adalah penopang
tubuh pada hewan vertebrata. Tanpa tulang, ternak tidak mampu berdiri secara
tegak. Tulang pada ternak mulai terbentuk sejak ternak masih berada dalam
kandungan induknya dan berlangsung terus sampai dekade kedua dalam susunan
yang teratur. Secara umum, tulang yang dimiliki ternak memiliki kemiripan
dengan tulang yang dimiliki manusia. Bentuk dasar anatomis pada tulang terdiri
dari tulang spons, garis epifisis, pembuluh darah, sumsum tulang kuning,
periosteum, dan tulang rawan artikular (Said, 2014).
Tulang merupakan jaringan peyokong utama tubuh yang struktur
pembentuknya terdiri dari unsur organik dan anorganik. Unsur organik terdiri dari
protein, mukopolisakarida (rantai protein dengan polisakarida berulang), dan
kondroitin sulfat, sedangkan unsur anorganik dalam tulang didominasi oleh ion
kalsium dan posfor. Selain kalsium dan posfor, didalam tulang juga terkandung
ion magnesium, karbonat, hidroksil, klorida, fluorida, dan sitrat dalam jumlah
yang lebih sedikit. Sebanyak 65% berat tulang kering terbentuk dari garam-garam
anorganik, sedangkan 35% lainnya terbentuk dari substansi dasar organik dan
serat kolagen. Sebesar 85% dari seluruh garam yang terdapat pada tulang
merupakan kalsium posfat,dan 10% dalam bentuk kalsium karbonat. Lebih kurang
97% kalsium dan 46% natrium yang ada dalam tubuh terdapat pada tulang (Singh,
1991).
4
Universitas Sumatera Utara
Karakteristik Tepung Tulang
Tepung tulang terdiri atas kalsium, fosfor, protein dan lemak. Ketersediaan
fosfor dalam tulang sebanding dengan sumber mineral lainnya, yaitu dikalsium
fosfoat dan defluorinated fosfat. Komposisi kimia tepung tulang bervariasi
tergantung pada bahan mentah dan proses pengolahannya. Keunggulan tepung
tulang sebagai sumber mineral dibandingkan dengan sumber mineral lain dimana
kandungan plour berada dalam keadaan aman. Dewan Standarisasi Nasional
Indonesia menyusun karakteristik mutu tepung tulang, meliputi kadar air, mineral,
lemak, dan kotoran pasir tanpa penentuan kandungan protein (Retnani, 2011).
Tepung tulang yang baik memiliki ciri-ciri tidak berbau, kadar air maksimal
5%, berwarna keputih-putihan, tingkat kehalusan 80 saringan, bebas bakteri serta
penyakit, dan kadar tepungnya mencapai 94%. Kandungan kalsium yang terdapat
pada tepung tulang di pasaran umumnya adalah 19%-26% dan fosfor 8%-12%.
Kalsium dan fosfor merupakan unsur yang diperlukan tubuh dalam jumlah yang
sedikit. Walau tubuh hanya memerlukan sedikit kalsium dan fosfor, namun pada
kenyataanya mahluk hidup tidak mampu memenuhi kedua unsur tersebut hanya
dari asupan makanan sehingga sering terjadi kekurangan (Rasidi, 1999).
Tepung tulang merupakan bahan makanan ternak yang dapat dijadikan
sebagai sumber mineral, terutama kalsium dan posfor. Tepung tulang banyak
mengandung garam-garam mineral seperti kalsium posfat 58,3%, kalsiumkarbonat
1,0%,magnesium posfat 2,1% dan kalsium klorida 1,9% (Eniza, 2004).
5
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. SNI Tepung Tulang (01-3172-1992)
Syarat
Karakteristik
Mutu I (%)
Kadar air (maks)
8
Kadar lemak
3
Kadar kalsium (min)
20
Kadar pospat (P 2 O 5 ) (min)
20
Kadar fosfor (P) (min)
8
Kehalusan saringan 25 (min)
90
Kadar pasir/silika (maks)
1
Sumber: Standar Nasional Indonesia (1992)
Mutu II (%)
8
6
30
20
8
90
1
Komposisi Tulang
Berdasarkan komposisinya, tulang merupakan jaringan ikat padat yang
tersusun atas zat organik dan zat anorganik. Zat organik pada tulang berada dalam
bentuk matriks tulang berupa protein. Sebanyak 90-96% dari protein yang
menyusun tulang adalah kolagen tipe T. Kolagen tipe T dan protein lainnya
merupakan bagian kecil pada matriks. Zat anorganik yang menyusun tulang
berupa kristal hidroksapatit yaitu Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , Na+, Mg2+, CO 3 2-, dan F-.
Hidroksiapatit merupakan faktor yang menentukan kekuatan tulang. Dari
komposisi unsur kalsium yang ada pada tubuh, maka sebanyak 99% ion Ca2+
terdapat pada tulang. Komponen tulang selalu berada dalam kondisi dynamic
equilibrium atau lebih dikenal dengan istilah peristiwa tukar ganti. Proses
pembentukan tulang melibatkan proses osteoklas dan osteoblas. Osteoklas adalah
proses reabsorbsi tulang atau yang lazim disebut sebagai demineralisasi
sedangkan osteoblas merupakan proses sintesis matriks baru (Said, 2014).
Limbah Tulang
Keberadaan limbah ternak di Indonesia cukup tinggi, salah satu di antaranya
adalah tulang ternak. Hal ini diakibatkan oleh tingginya total konsumsi daging
6
Universitas Sumatera Utara
sapi, ayam, dan babi di Indonesia yang mencapai 3572 hingga 4092
kg/kapita/tahun pada tahun 2009 dan 2010 (Badan Pusat Statistik, 2011).
Tabel 2. Perkiraan Potensi Limbah Ternak Berasal dari Tulang
Ternak
Bobot Karkas (kg)
Tulang (%)
Sapi Potong
150
13
Ayam Broiler
2
17-25
Babi Turopolje (Kroasia)
80
12-13
Sumber: Yurleni (2013)
Sapi merupakan hewan ternak yang dimanfaatkan untuk menghasilkan
daging dansusu. Hasil pemotongan sapi akan menghasilkan produk utama berupa
daging, sedangkantulangnya merupakan bagian yang belum dimanfaatkan secara
optimal dan ekonomis. Daripemotongan satu ekor sapi dengan berat 500-700 kg,
akan menghasilkan tulang yang beratnyamencapai 50 kg. Jika tidak diolah maka
akan berpotensi menganggu lingkungan (Muarifin, 2008).
Di Indonesia, limbah tulang ternak utamanya tulang sapi, telah dimanfaatkan
melalui pengolahan khusus untuk menjadi berbagai macam souvenir/cinderamata
yang cukup tinggi diminati baik oleh wisatawan domestik maupun mancanegara.
Bagi sebagian kecil petani, tulang sapi ini seringkali diolah menjadi pupuk yang
mampu untuk menyuburkan tanaman dan mensuplai kebutuhan bahan organik
(Rugayah, 2014).
Pemanfaatan limbah tulang saat ini masih diarahkan sebagai bahan baku
tepung tulang untuk pakan ternak. Jumlah ternak sapi yang disembelih di RPH
Tamangapa dalam setiap harinya rata-rata mencapai 60 ekor dengan berat ratarata 100 kg. Bila diasumsikan jumlah tulang yang dihasilkan dari penyembelihan
seekor ternak adalah 16,6% dari berat badan hidup, maka dalam setiap bulannya
RPH menghasilkan limbah tulang sebesar 60 ekor x 100 kg x 16,6% x 30 hari =
29.880 kg atau ekuivalen dengan 29,9 ton/bulan (Said, 2014).
7
Universitas Sumatera Utara
Tepung Tulang
Tepung tulang merupakan salah satu bahan baku pembuatan pakan ternak
yangterbuat dari tulang hewan. Tulang yang akan dijadikan tepung haruslah
tulang yang berasal dari hewan ternak dewasa dan biasanya berasal dari tulang
hewan berkaki empat seperti tulang sapi, kerbau, babi, domba, kambing, dan
kuda. Tepung tulang dijadikan sebagai salah satu bahan dasar pembuatan pakan
karena mengandung mineral makro yakni kalsium dan fosfor serta mineral mikro
lainnya. Kalsium dan fosfor sangat diperlukan oleh hewan karena memiliki
peranan dalam pembentukan tulang dan kegiatan metabolisme tubuh. Fungsi
mineral bagi hewan ternak antara lain menjaga keseimbangan asam basa dalam
cairan tubuh, sebagai khelat, sebagai zat pembentuk kerangka tubuh, sebagai
bagian aktif dalam struktur protein, sebagai bagian dari asam amino, sebagai
bagian penting dalam tekanan osmotik sel pendukung aktivitas enzim, dan
membantu mekanisme transportasi dalam tubuh (Murtidjo, 2001).
Kekurangan kalsium dan fosfor sangat berpengaruh bagi kegiatan
metabolisme dan mampu menimbulkan dampak buruk karena kedua unsur
tersebut bersifat esensial. Pakan ternak biasa tidak dapat memenuhi kebutuhan
tubuh akan kalsium dan fosfor, sehingga ternak perlu diberikan tambahan
suplemen atau pakan tambahan yang merupakan sumber kalsium dan fosfor.
Pakan tambahan yang dapat dijadikan sumber kalsium dan fosfor salah satunya
adalah tepung tulang (Rasidi, 1999).
Fasilitas render modern yang efisien terpusat di negara-negara yang
memiliki industri produksi pakan hewan yang kuat dan mapan. Render di
Amerika Utara memproses hampir 25 juta ton limbah hewan per tahun. Sementara
8
Universitas Sumatera Utara
di Eropa memproses sekitar 15 juta ton. Argentina, Australia, Brazil, dan New
Zealand memproduksi 10 juta ton limbah hewan per tahun. Total biaya untuk
menyelesaikan render produk di seluruh dunia diperkirakan antara 6 hingga 8
miliar Dollar per tahun. Sekitar 1.5 juta ton meat bone meal dan pakan ternak
digunakan di industri pakan ternak Amerika Serikat tiap tahun. Industri render
telah berfokus pada produksi daging hewan di negara-negara di mana industri ini
yang mapan. Dalam perspektif global, render menyediakan pelayanan yang
penting bagi masyarakat dan industri pakan hewan dengan memproduksi sekitar
60 juta ton per tahun limbah hewan yang berasal dari industri produksi daging
hewan. Selama proses pemotongan, antara 33 dan 43 persen berat hewan hidup
terbuang yang teridri dari potongan lemak, daging jeroan, tulang, darah, dan bulu.
Bagian-bagian tersebut dikumpulkan dan diproses oleh industri render untuk
memproduksi lemak dan protein kualitas tinggi (Hamilton, 2007).
Pengeringan
Pengeringan merupakan metode pengawetan dengan cara pengurangan
kadar air dari bahan pangan sehingga daya simpan menjadi lebih panjang.
Perpanjangan daya simpan terjadi karena aktifitas mikroorganisme dan enzim
menurun sebagai akibat dari air yang dibutuhkan untuk aktifitasnya tidak cukup.
Pemilihan jenis alat pengering ditentukan oleh bentuk bahan, sifat bahan, sifat
produk, dan harga produk. Pemilihan jenis pengeringan yang sesuai untuk suatu
produkpangan ditentukan oleh kualitas produk akhir yang diinginkan, sifat bahan
pangan yang dikeringkan, dan biaya produksi atau pertimbangan ekonomi.
(Estiasih dan Ahmadi, 2009).
9
Universitas Sumatera Utara
Pengeringan sinar matahari dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan
yang disediakan alam seperti angin dan sinar matahari. Pengeringan dengan sinar
matahari memang bisa efektif, karena suhu yang dicapai sekitar 35oC sampai
45oC. Penggunaan sinar matahari kadang-kadang kurang menguntungkan karena
kondisi cuaca yang bisa berubah-ubah. Selain itu, suhu pengeringan dan
kelembaban tidak dapat dikontrol, hanya berlangsung bila ada sinar matahari dan
pengeringan tidak konstan. Pengeringan buatan atau mekanis dapat menggunakan
udara dipanaskan. Alat pengering ini berupa suatu ruang atau kabinet dengan
udara panas yang ditiupkan di dalamnya. Udara yang dipanaskan tersebut
dialirkan ke bahan yang akan dikeringkan dengan menggunakan alat penghembus
fan (Effendi, 2012).
Penggilingan
Penggilingan bertujuan untuk menggerus atau menghancurkan bahan hasil
pertanian supaya ukurannya menjadi lebih kecil dibanding ukuran semula,
sehingga memudahkan penggunaan dan pengolahan sesuai dengan yang
diinginkan. Selain itu, penggilingan juga bertujuan menghaluskan dan
mengecilkan bentuk hasil yang berguna untuk memperbaiki daya cerna, kelezatan,
daya campur, daya simpan, dan dapat menghilangkan benda asing yang terdapat
dalam bahan, serta kemungkinan bahan yang terbuang menjadi lebih kecil.
Pengecilan ukuran secara tradisional dilakukan dengan cara menumbuk bahan
yang diletakkan dalam lumpang menggunakan lesung yang terbuat dari batu
maupun kayu. Penggilingan secara mekanis dilakukan dengan menggunakan alat
maupun mesin yang digerakkan oleh motor bakar, motor listrik, maupun tenaga
manusia (Pratomo dan Irwanto, 1983).
10
Universitas Sumatera Utara
Jenis-jenis mesin giling yang ada sampai saat ini untuk memperkecil bentuk
dan ukuran bahan baku pakan ternak adalah hammer mill, burr mill, roller mill,
dan combination mill.
a.
Hammer Mill
Hammer mill merupakan salah satu alat penghancur biji-bijian dan hijauan
pakan. Pemakaian hammer mill biasa pada peternakan komersial maupun
peternakan tradisional. Dinamakan hammer millkarena mempunyai alat
utama untuk menggiling berupa palu (hammer). Prinsip kerja mesin tersebut
adalah bahan dipukul memakai palu, kemudian disaring sesuai ukuran yang
dikehendaki. Bagian-bagian hammer mill yaitu hopper, dust collector
(pengumpul debu), palu, magnet, die (lubang saringan), exhaust fan (kipas
pembuangan), lubang pengeluaran, dan slope.
b.
Burr Mill
Sebutan lain untuk burr mill adalah attration mill (mesin dengan alat
penggerus), plate mill (mesin dengan kerja lempengan), atau disc mill (mesin
dengan kerja piringan). Komponen utama mesin giling tersebut terdiri atas
hopper (tempat pemasukan bahan), plate atau disc (pelat atau lempengan
untuk mengecilkan ukuran partikel bahan), dan tempat pengeluaran produk.
Cara kerja burr mill yaitu bahan masuk melalui loading (hopper). Kedua
pelat berputar dan saling bergesekan sehingga memecah bahan. Bahan
kemudian keluar melalui tempat pengeluaran. Proseskerja yang terjadi selama
burr mill bekerja terdiri atas cutting, crushing, dan shearing.
c.
Roller Mill
11
Universitas Sumatera Utara
Roller mill digunakan dalam pengolahan pakan untuk crimping atau
menghancurkan biji-bijian. Roller mill ganda terdiri atas dua gulungan
berputar dalam arah yang berlawanan dengan kecepatan yang sama. Roll
biasanya bergelombang atau bergerigi. Sebelum bahan dimasukkan ke dalam
hopper, mesin harus dihidupkan terlebih dahulu. Bahan akan digiling hingga
halus dengan gerak gesek dua rol. Setelah menjadi halus, bahan keluar
melalui tempat pengeluaran. Selama bekerja, roller mill melangsukgkan
proses grinding, reducing, rolling, crushing, cracking, crimping, crumbling,
flacking, steaming, shearing, dan cutting.
d.
Combination Mill
Combination
mill
mengkombinasikan
kerja
beberapa
mesin
giling.
Contohnya kombinasi crusher mill – hammer mill, crusher mill – burr mill,
crusher mill – roller mill, dan hammer mill – roller mill
(Retnani, 2011).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut KBBI, kerja merupakan kegiatan melakukan sesuatu. Sedangkan
beban merupan muatan, sesuatu yang berat yang harus dilakukan/ditanggung.
Kinerja merupakan kemampuan kerja. Berarti beban kerja merupakan nuatan yang
harus dikerjakan
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuanalat
dan mesin dalam menghasilkan suatu produk persatuanwaktu (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
12
Universitas Sumatera Utara
menjadi ha.jam/kW, kg.jam/kW, lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat
ditulis sebagai berikut
Kapasitas alat =
produk yang dihasilkan
waktu
………………….……………...(1)
(Daywin, dkk, 2008).
Elemen Mesin
Motor Bakar
Motor bensin bekerja dengan gerakan torak bolak balik (bergerak naik turun
pada motor tegak). Motor bensin bekerja menurut prinsip empat langkah dan dua
langkah. Daya motor dapat dipertinggi dengan memperbesar volume langkahnya.
Kemungkinan untuk mempertinggi daya spesifik adalah mempertinggi tekanan
efektif rata-rata dan mempertinggi frekuensi putar. Beberapa metode untuk
memperbaiki kedua faktor tadi adalah dengan memperbaiki pengisian silinder,
mempertinggi perbandingan pemampatan, pengubahan pelayanan katup dan
waktu, dan mengoptimumkan bagian-bagian yang bergerak dan berputar (Arends
dan Berenschot, 1980).
Pulley
Puli (pulley) sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Puli kayu tidak banyak
lagi
dijumpai.
Untuk
konstruksi
ringan
diterapkan
pulidari
paduan
aluminium.Pada sabuk terbuka, puli sabuk yang digerakkan harus cembung.
Sabuk selalu mencari titik tertinggi pada puli, sehingga ketidaktelitian kecil yang
mungkin ada ketika memasang, dapat diatasi secara dini dengan membuat puli
yang digerakkan sedikit cembung Roda transmisi beralur untuk sabuk V dibuat
dari besi tuang, baja tuang, atau baja cetak (Stolk dan Kros, 1981).
13
Universitas Sumatera Utara
Puli ada dua macam, yaitu puli tetap (fixed pulley) dan puli bergerak
(moveable pulley). Puli tetap terdiri dari sebuah cakra dan sebuah tali yang
dilingkarkan pada alur (groove) di bagian atasnya dan pada ujungnya digantungi
beban. Puli bergerak terdiri dari cakra dan poros yang bebas. Tali dilingkarkan
dalam alur di bagian bawah. Salah satu ujung tali diikatkan tetap dan ujung
lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, beban digantungkan pada
kait (hook) yang tergantung pada poros (Zainuri, 2006).
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) …………………………………...............(2)
di mana S = kecepatan putar puli (rpm)
D = diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V
Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi sabukdibuat
serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V.
Kontakgesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur
menyebabkanberkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan
tegangan yanglebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V
mengalamipembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian
sebelah luar akanmengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami
tekanan.Susunan khas sabuk V terdiri atas:
14
Universitas Sumatera Utara
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).
Transmisi sabuk V hanya dapat menghubungkan poros-poros yang sejajar
dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi atau
rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Untuk mempertinggi daya
yang ditransmisikan, dapat dipakai beberapa sabuk V yang dipasang sebelahmenyebelah (Sularso dan Suga, 2004).
Mesh (Ayakan)
Mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam satu inci persegi (square
inch), sementara jika dinyatakan dalam mm maka angka yang ditunjukkan
merupakan besar material yang diayak. Proses pengayakan pada pembuatan
tepung sangat penting, karena menentukan ukuran partikel tepung yang
dihasilkan. Pengayakan merupakan suatu metode pemisahan berbagai campuran
partikel padat sehingga didapat ukuran partikel yang seragam serta terbebas dari
kontaminan yang memiliki ukuran yang berbeda dengan menggunakan alat
pengayakan (Ailani, 2014).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin menerusakan tenaga bersama-sama dengan putaran utama
dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Hal-hal yang perlu diperhatikan
di dalam merencanakan sebuah poros adalah kekuatan poros, kekakuan poros,
putaran kritis, dan korosi. Secara umum, untk poros dengan diameter 3-3,5 inci,
15
Universitas Sumatera Utara
digunakan bahan yang dibuat dengan pengerjaan dingin, yaitu baja karbon. Dan
bila yang dibutuhkan untuk mampu menahan beban kejut, kekerasan, dan
tegangan yang besar, maka dipakai bahan baja paduan yang biasa dikenal sebagai
bahan komersial (Achmad, 2006).
Bantalan
Bantalan dalam usaha diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah
daya tetap di tempatnya. Bantalan yang tepat digunakan ditentukan oleh besarnya
keausan kecepatan putar poros, beban yang harus didukung dan besarnya daya
dorong akhir. Bantalan dibedakan dalam dua golongan yaitu bantalan luncur dan
bantalan gulung (Smith dan Wilkes, 1990).
Tempat sebuah poros ditumpu, dinamakan tap poros atau leher poros,
elemen yang menumpu dinamakan bantalan. Bantalan ini dapat dipasang di dalam
mesin di mana poros termasuk atau dalam suatu elemen terpisah yang
difondasikan yang dinamakan blok bantalan, blok atau dengan singkat bantalan.
Dalam bantalan umumnya bekerja gaya-reaksi. Apabila gaya reaksi ini jauh lebih
banyak mengarah tegak lurus pada garis sumbu poros, bantalan dinamakan
bantalan radial. Kalau gaya reaksi itu jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis
sumbu, namanya ialah bantalan aksial (Stolk dan Kros, 1981).
Kapasitas Kerja Alat
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 alat produk
per kW per jam, bila alat atau mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi
16
Universitas Sumatera Utara
satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW (Daywin,
dkk.,2008).
Daya
Menentukan
daya
yang
diperlukan
untuk
bahan
konstan.
Untuk
pengangkatan objek. Bila objek W (Kg) diangkat melawan gravitasi bumi untuk l
meter (simbol m) pada kecepatan konstan, mengambil waktu t sekon (simbol s),
kakas F dan daya yang diperlukan P adalah F = W.l (Kg.m) maka, P = W.l / t
(Kg.m/s) karena l/t adalah kecepatan v (m/s), jadi:
P = W.v (Kg.m/s)………………………………………………………...(3)
Apabila satuan gravitasi dinyatakan dalam Kg.m diubah dalam nilai MKS,
maka 1 = (Kg.m) = g (J) (Joule); 1 (Kg.m/s) = 9,8 (J/s) = 9,8 (W). Akibatnya,
persamaan sebelumnya dapat diubah ke dalam unit MKS sebagai berikut: P =
9,8W.v (W) (Soelaiman dan Magarisawa, 1995).
Rendemen
Rendemen adalah perbandingan antara minyak yang dihasilkan dengan
bahan tumbuhan yang diolah. Besarnya rendemen yang dihasilkan antara jenis
bahan yang satu berbeda dengan yang lain. Misalnya 2,5% sampai 4% untuk jenis
nilam Aceh (Luntonyn dan Rahmayati, 2002).
Rendemen merupakan presentase perbandingan antara berat bagian bahan
yang dimanfaatkan dengan berat total bahan. Nilai rendemen ini berguna untuk
mengetahui berapa banyak bahan yang bisa digunakan. Apabila nilai rendemen
suatu produk atau bahan semakin tinggi, maka akan lebih banyak yang bisa
digunakan. Rumus yang digunakan untuk menghitung rendemen tepung tulang
sapi yaitu:
17
Universitas Sumatera Utara
berat bahan terolah
Rendemen =
×100% ..(4) ..............................
berat awal bahan
Dengan demikian, berat bahan tidak terolah dapat dihitung dengan
mengurangi berat awal bahan dengan dengan berat bahan terolah. Persentase
bahan tidak terolah dihitung dengan rumus
Bahan tidak terolah =
berat bahan tidak terolah
berat awal bahan
×100.............................. ..(5)
(AOAC, 2005).
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 (Soeharno, 2007).
Biaya Pemakaian Alat
Pengukuran biaya pemakaian alat dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
BP = [
BT
x
+ BTT]C ............................................................................. ..(6)
Dimana:
BP
= biaya pokok (Rp/satuan produksi)
BT
= total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT
= total biaya tidak tetap (Rp/jam)
x
= total jam kerja per tahun (jam/tahun)
C
= kapasitas alat (jam/satuan produksi)
18
Universitas Sumatera Utara
1.
Biaya Tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1.
Biaya penyusutan (metode garis lurus)
Dt = (P – S) (A/F, i%, N) (F/P, i%, t–1) ................................... ..(7)
dimana:
2.
Dt
= biaya penyusutan pada tahun ke-t (Rp/tahun)
P
= nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) alsin (Rp)
S
= nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
N
= perkiraan umur ekonomis (tahun)
t
= tahun ke-t
i
= tingkat bunga modal (% tahun)
Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan besarnya
I=
i(P)(n+1)
2n
............................................................................ ..(8)
dimana:
i
3.
= total persentase bunga modal dan asuransi (%).
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%, ratarata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
19
Universitas Sumatera Utara
2.
Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1.
Biaya perbaikan untuk motor listrik sebagi sumber tenaga penggerak.
Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan
Biaya reparasi =
2.
1,2%(P-S)
1000 jam
....................................................... ..(9)
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
(Giatman, 2006).
Break Even Point(BEP)
Break even point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan
proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang
dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing) dan selanjutnya dapat
berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap
sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas,
maka usaha akan menderita kerugian. Sebaliknya, bila di sebelah kanan titik
impas, akan memperoleh keuntungan. Untuk menentukan produksi titik impas
(BEP) maka dapat digunakan rumus
N=
F
(R-V)
(10)
Dimana:
N
= jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (kg)
F
= biaya tetap per tahun (Rp)
R
= penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rp)
20
Universitas Sumatera Utara
V
= biaya tidak tetap per unit produksi (Rp)
(Waldiyono, 2008).
Net Present Value(NPV)
Net present value (NPV) adalah selisih antara present value dari investasi
nilai sekarang dari penerimaan kas bersih di masa yang akan datang. Identifikasi
masalah kelayakan finansialdianalisis dengan menggunakan metode analisis
finansial dengan kriteria investasi. 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 ................................................................................... (11)
dimana
CIF
= cash in flow (Rp)
COF
= cash out flow (Rp).
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.
(Giatman, 2006).
Internal Rate of Return(IRR)
Internal rate of return atau tingkat pengembalianinternal merupakan
parameter yang dipakai apakah suatu usaha tani mempunyai kelayakan usaha atau
tidak. Kriteria layak atau tidak layak bagi usaha tani bila IRR lebih besar dari
21
Universitas Sumatera Utara
tingkat bunga yang berlaku saat usaha tani itu diusahakan dengan meminjam uang
(biaya) dari bank pada saat nilai netto sekarang (NPV = 0) (Soekartawi, 1995).
Internal rate of return adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount
rate dimana diperolah B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat dihitung
dengan menggunakan rumus
IRR = i1 –
NPV1
(NPV2-NPV1)
(i1 – i2 )............................................................(12)
Dimana:
i1
= suku bunga bank paling atraktif
i2
= suku bunga coba-coba
NPV 1 = NPV awal pada i1
NPV 2 = NPV pada i2
(Kastaman, 2006).
22
Universitas Sumatera Utara