Upload
lynhan
View
234
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
FTIP001656/019
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sifat Fisik Tanaman Edamame
Edamame merupakan tanaman semusim berupa semak rendah, tubuh
tegak, berdaun lebat, dengan beragam morfologi. Tinggi tanaman berkisar antara
30 sampai lebih dari 50 cm, dapat bercabang sedikit atau banyak tergantung
kultivar dan lingkungan hidupnya. Daun pertama yang keluar dari buku sebelah
atas kotiledon berupa daun tunggal berbentuk sederhana dan letaknya
berseberangan (unifoliolat). Daun-daun yang terbentuk kemudian adalah daun-
daun trifoliolat (daun bertiga) dan seterusnya. Ukuran, warna dan berat benih
edamame bervariasi ( Samsu, 2003), yakni:
1. Mempunyai berat antara 30-56 gram/100 biji;
2. Warna kuning hingga hijau;
3. Berbentuk bulat hingga bulat telur dan;
4. Warna hilum gelap hingga terang warna bunga varietas Ryokkoh putih,
sedangkan varietas edamame lainnya umumnya berwarna ungu.
Biji kedelai terdiri dari dua bagian atau keping biji yang dinamakan
kotiledon yang isinya kebanyakan adalah protein dan minyak. Berfungsi sebagai
pemasok makanan kecambah sampai berumur 14 hari setelah tanam (HST). Di
antara kotiledon terdapatcalon batang dan akar (Radix). Membran pelindung biji
(seed coat) berfungsi sebagai pelindung terhadap infeksi cendawan dan bakteri
sebelum dan sesudah tanam. Oleh karena itu, benih kedelai yang kulit bijinya
sudah pecah (atau rusak) sering kali tidak akan dapat berkecambah dan tumbuh
berkembang secara normal dan sehat. Umumnya biji kedelai mengandung minyak
18-20%, protein 40%, dedak 8%, dan kadar air 13%. Biji edamame merupakan
biji tanaman leguminosa, berbentuk bulat atau lonjong (oval), berwarna kuning
dan ada yang hitam, serta mempunyai hilum berwarna kecokelatan., Biji kedelai
mempunyai variasi warna hilum seperti yang tampak dalam. Biji yang hilumnya
berwarna terang atau tidak berwarna adalah jenis kedelai yang lebih disukai dalam
kaitannya dengan gizi bagi manusia.
FTIP001656/020
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
7
Edamame memiliki bentuk polong yang hampir sama dengan kedelai,
tetapi berukuran lebih besar, rasa yang lebih manis, tekstur yang lebih lembut, dan
lebih mudah dicerna. Klasifikasi botani tanaman edamame adalah sebagai berikut:
Sumber: dokumentasi pribadi, 2011
Gambar 2. Kacang Kedelai Edamame
Tabel 1. Klasifikasi Taksonomi EdamameDivisi : SpermatophytaSub divisi : AngiospermaeKelas : DicotyledonaeOrdo : PolypetalesFamili : LeguminoceaeSub Famili : PapilionoideaeGenus : GlycineSpesies : Glycine
Sumber: (Samsu, 2003)
Jepang mengklasifikasikan edamame sebagai tipe musim panas dan tipe
musim gugur. Hampir semua varietas edamame musim panas memiliki sifat
sensitif terhadap temperatur, sedangkan tipe musim gugur, sejumlah kecil
varietasnya sensitif terhadap panjang hari. Edamame tipe musim panas ditanam
pada musim semi dan dipanen belum matang setelah 75 hingga 100 hari,
sedangkan tipe musim gugur ditanam pada awal musim panas dan dipanen 105
hari setelah tanam atau lebih.
FTIP001656/021
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
8
Menurut Samsu (2003), Kultivar edamame yang pernah dikembangkan di
Indonesia diantaranya Ocumani, Tsurunoko, Tsurumidori, Taiso, dan Ryokkoh.
Kultivar edamame yang pernah ditanam di Indonesia tersebut mempunyai bobot
biji yang relatif sangat besar. Biji tanaman kedelai (grain soybean) dikatakan
berbiji sedang, bila bobot berat 100 biji antara 11-13 gram, dan besar bila bobot
berat lebih dari 13 gram. Saat ini kultivar yang dikembangkan untuk produk
edamame beku adalah varietas Ryokkoh yang mempunyai bobot berat per 100 biji
antara 40-56 gram.
Sentral produksi dan budidaya kacang kedelai edamame di Indonesia
terdapat di Jember, di mana pada tahun 2010 total ekspor yang telah dikirim
dalam bentuk produk beku segar ke negara Jepang sebesar 3000 ton (PT Mitra
Tani, 2008). Akan tetapi, jumlah tersebut hanya bisa memenuhi 3% dari
kebutuhan edamame di negara Jepang. Karakteristik kualitas edamame yang
dikehendaki pasar internasional utamanya di Jepang (AVRDC, 1991) adalah:
Tabel 2. Karakteristik Kualitas EdamameNo Kriteria1 Ukuran polong antara 1,2-1,5 cm (lebar) dan 4,5-5,0 cm (panjang).2 Polong sehat isi 2-3 biji per polong atau ± 165 polong per 0,5 kg3 Polong berwarna hijau segar4 Polong hasil panen pada stadia R-6 (berbiji penuh)5 Rasa manis
6Tidak tercampur benda lain seperti plastik, daun, tangkai dan benda bendaasing lainnya
7 Tidak mengandung bahan-bahan bersifat beracun8 Tanpa cacat
9Tidak mengandung bakteri atau cendawan patogen yang melebihi batasyang dapat ditoleransi berkaitan dengan kesehatan manusia
Sumber: (AVRDC, 1991)
2.1.1.Kadar Air
Kadar air bahan hasil pertanian memegang peranan sangat penting dalam
menjaga kualitas dari bahan hasil pertanian. Terjadinya kerusakan pada bahan
hasil pertanian selepas panen secara biologi, fisiologis, dan kimia disebabkan
karena masih tingginya kadar air bahan.
FTIP001656/022
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
9
Sifat kacang kedelai mampu menyerap air cukup banyak dan dapat
menyebabkan beratnya naik menjadi dua kali lipat, dengan sifat biji yang keras
dan daya serap air tergantung ketebalan kulit ari. Kulit ari inilah yang ingin
dikupas secara mekanis dengan semaksimal mungkin tidak membelah kedelai
apalagi merusak kedelai. Sehingga mutu dari kacang kedelai baik dengan bentuk
yang baik dan tetap utuh. Dari permasalahan tersebut maka, diperlukannya mesin
pengupas kulit ari kacang kedelai dengan cara mekanis yang sederhana dan
mudah pengoperasiannya, dimana dapat dioperasikan dengan mudah, sederhana,
menggunakan penggerak tangan sehingga dapat dioperasikan oleh setiap orang
tanpa harus memiliki keterampilan khusus (Annas, 2002). Kandungan kadar air
pasca panen antara 13% - 16% (SNI 01-3922-1995). Selain itu terdapat Syarat
mutu kedelai :
a) Bebas hama penyakit
b) Bebas bau busuk, asam, apek, dan bau asing lainnya
c) Bebas dari bahan kimia, seperti : insektisida dan fungisida
d) Memiliki suhu normal
2.1.2. Bentuk dan Ukuran
Bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian merupakan dua karakteristik
yang tidak dapat dipisahkan. Keduanya diperlukan untuk mengetahui karakteristik
fisik suatu bahan. Ada beberapa kriteria yang dapat digunakan untuk menjelaskan
bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian diantaranya dari bentuk acuan,
kebulatan, dimensi sumbu, serta kemiripan bahan hasil pertanian terhadap benda-
benda geometri tertentu.
Gambar 3. Penampang Kedelai Basah (Suryawinata, 2006)
FTIP001656/023
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
10
Biji kedelai memiliki diameter rata-rata sebesar 7 mm, dan massa rata-rata
15 gram/100 butir, berwarna cokelat muda atau kuning dan terdapat titik
kecambah. Bentuk yang mendekati bundar (roundness) sehingga biji kedelai
relatif memiliki bentuk yang homogen. Hasil dari proses pengupasan kacang
kedelai sendiri diperoleh kulit arinya, kulit ari dari kacang kedelai juga
mengandung cukup banyak protein sekitar 30 persen. Oleh karena itu kulit ari ini
juga digunakan sebagai pakan ternak (Suryawinata, 2006 ).
2.1.3.Volume, Densitas dan Specific Gravity
Dalam penanganan bahan hasil pertanian istilah densitas dibedakan
menjadi dua macam yaitu densitas massa atau kerapatan massa (mass density) dan
densitas kamba atau kerapatan kamba (bulk density). Kerapatan massa adalah
kerapatan bahan yang diukur tanpa menyertakan ruang-ruang kosong diantara
bahan atau dengan pengertian lain perbandingan antara massa sebuah bahan
dengan volumenya. Sedangkan kerapatan kamba adalah kerapatan bahan yang
diukur degan menyertakan ruang kosong diantara bahan atau dengan pengertian
lain perbandingan antara massa bahan dengan volume bahan beserta ruang-ruang
kosong diantara bahan (Zain dkk., 2005).
Menurut Mohsenin dalam Juliandra (2006), kerapatan kamba dinotasikan
dengan ρ (rho) merupakan salah satu parameter dan karakteristik dari bahan
pertanian berupa butiran atau biji. Pengertian kerapatan kamba adalah
perbandingan bobot bahan dengan volume ruang yang ditempatinya, termasuk
ruangan kosong diantara butiran bahan. setiap bahan pertanian berbentuk butiran
atau biji memiliki kerapatan kamba dalam menempati suatu ruang yang
ditempatinya, nilai kerapatan kamba (bulk density) kedelai 450 kg/m3.
FTIP001656/024
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
11
2.1.4.Sudut Repos (angle of repose)
Karakteristik friksi yang perlu diketahui dalam perancangan mesin-mesin
dari bahan pertanian terutama biji-bijian adalah sudut repos (angle of repose).
Biasanya sudut repos diperlukan untuk menentukan sudut kemiringan corong
pengumpan (hoper).
Sudut repos adalah sudut yang terbentuk antara bidang datar dan bidang
miring dari sebuah segitiga pada saat bahan curuh (biji-bijian) mulai bergerak
jatuh bebas. Nilai sudut repos dari suatu bahan dipengerahui oleh bentuk, ukuran,
kadar air, dan orientasi bahan (Zain dkk., 2005). Menurut Stahl dalam Hilmi
(2010), nilai sudut repos (angle of repose) untuk bahan pertanian berbeda-beda.
Kedelai memiliki nilai sudut repos sebesar 16 0 pada peralatan pengupasan.
2.2 Komponen Mesin Pelecet Kacang Kedelai Edamame
Mesin Pelecet Kulit Kedelai Edamame terdiri dari lima bagian utama, yaitu
Unit Pelecet Kedelai, Unit bak penampung (hopper), Unit bak penampung air,
Unit saluran pengeluaran, dan rangka. Masing-masing mempunyai fungsi yang
berbeda. Mesin pelecet kulit kedelai edamame ini dirancang untuk melecetkan
kulit kedelai edamame sehingga terpisah antara biji dengan kulitnya.
Keterangan :1. Unit pelecet kedelai 3. Unit bak penampung air 5. Rangka2. Unit Bak Penampung (hopper) 4.Unit saluran pengeluaran
Gambar 4. Mesin Pelecet Kulit Kedelai edamame (LIPI, 2010)
FTIP001656/025
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
12
Tabel 3. Spesifikasi Mesin pelecet kulit kedelai edamameNama Spesifikasi Mesin Pelecet Kulit Kedelai Edamame
Fungsi Mengupas kulit ari kedelai edamameDimensi Panjang (mm) 525
Lebar (mm) 540Tinggi (mm) 1060
Tenaga penggerak Merek / Model Motor Listrik 1 phaseDaya (HP) 0,5 HP/0,37 kW
-Kapasitas 40 kg/jamDirancang B2PTTG LIPI 2009Dipabrikasi B2PTTG LIPI 2009
Sumber: (LIPI, 2010)
2.2.1 Unit Pelecet Kedelai
Unit pelecet kedelai ini berfungsi sebagai tempat pelecetan kedelai
edamame, berupa dua buah silinder yang memiliki permukaan halus sehingga
kulit ari dari biji kedelai edamame tidak hancur. Besarnya celah antara silinder
pelecet dapat diatur sesuai dengan karakteristik kedelai edamame yang akan
dileceti, sehingga kedelai edamame dapat terleceti tanpa menyebabkan pecah dan
hancurnya biji kedelai edamame. Besarnya rpm silinder juga sangat berpengaruh
terhadap hasil output.
Sumber. Dokumentasi pribadi, 2011
Gambar 5. Unit pelecet kedelai
FTIP001656/026
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
13
2.2.2 Unit Bak Penampung
Unit bak penampung (hopper) berfungsi sebagai saluran pemasukan dan
tempat mengarahkan bahan menuju silinder pelecet. Pada unit bak penampung ini
memiliki kapasitas ± 1 Kg. Unit bak penampung (hopper) ini berbentuk limas
dengan dimensi bagian atas 205 x 205 x 95 mm, dan bagian bawah 95 x 95 mm
dengan tebal plat 1 mm.
2.2.3 Unit Bak Penampung Air
Unit bak penampung air terletak pada bagian bawah dari mesin pelecet
kulit kedelai edamame, Unit bak penampung air ini berfungsi sebagai tempat
menampung air yang nantinya air akan dipompa untuk disalurkan ke nozzle yang
terdapat pada unit pelecet. Sisa air yang sudah di pompa akan masuk lagi kedalam
bak penampung air dan disitu akan terjadi sirkulasi air, sehingga dalam mesin ini
tidak membutuhkan banyak air. Unit bak penampung air ini memiliki dimensi 555
x 525 x 450 mm dengan tebal plat 5 mm. Kapasitas air yang dapat ditampung
pada unit bak penampung air sebesar 131 liter.
2.2.4 Unit Saluran Pengeluaran
Unit saluran pengeluaran ini berfungsi untuk menampung dan
menyalurkan hasil dari pelecetan kedelai edamame. Unit saluran pengeluaran
berdimensi 240 x 129 x 90 mm dengan kemiringan 22o dan tebal plat 1 mm.
2.2.5 Rangka
Rangka berfungsi sebagai tempat melekatnya seluruh komponen yang ada
pada mesin pelecet kedelai edamame. Kerangka ini dibuat lebih kuat agar dapat
menopang beban yang cukup berat. Unit rangka terbuat dari besi siku berukuran
40 x 40 mm dengan ketebalan 4 mm.
FTIP001656/027
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
14
2.3 Analisis Teknik Mesin
Analisis teknik mesin adalah evaluasi terhadap elemen-elemen mesin
untuk mengetahui kesesuaian antara perencanaan dan pemilihan elemen-elemen
yang digunakan pada suatu mesin agar diperoleh suatu mesin yang dapat
berfungsi dengan baik dan tidak mudah rusak. Perencanaan dan pemilihan
elemen-elemen mesin meliputi poros dan pasak, bantalan, sabuk dan puli, rantai,
dan roda gigi. Pada mesin pelecet kulit kedelai edamame ini meliputi kebutuhan
daya penggerak, analisis poros, analisis bantalan, analisis unit transmisi, analisis
kekuatan rangka dan las.
2.3.1. Kebutuhan Daya Penggerak
Kebutuhan daya yang diperlukan oleh mesin pengupas kulit ari kedelai
merupakan semua daya yang diperlukan oleh mesin dalam menjalankan mesin
dari awal hingga akhir baik penggerak transmisi, putaran silinder dan lain-lain.
Kebutuhan daya untuk menggerakkan mekanisme kerja mesin
pengupasan, perhitungan daya penggeraknya menggunakan Persamaan berikut:
P1 = (2 π Mt. N) / 60..............................................................................(1)
Dimana :
P = Daya yang dibutuhkan motor penggerak (watt)
N = Jumlah putaran puli (rpm)
Mt = Momen puntir (Nm)
Untuk menghasilkan daya tersebut, maka besarnya momen puntir silinder
pengupas dapat menggunakan Persamaan (Hall et. al. 1983) sebagai berikut:
Mt = Ft x R .............................................................................................(2)
Dimana :
Mt = Momen puntir (Nm)
Ft = Gaya tangensial (N)
R = Jari-jari silinder pengupas (m)
Gaya tangensial pada silinder pengupas (Ft) dihitung dengan menggunakan
Persamaan berikut:
FTIP001656/028
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
15
Ft = ...................................................................................................(3)
Dimana :
Ft = Gaya tangensial (N)
I = Momen inersia silinder pejal (kg m2)
ω = Kecepatan putar silinder (rpm)
Kebutuhan daya gesek bahan pada pengupasan dapat menggunakan
Persamaan.
P2 = P3 x μ..............................................................................................(4)
Dimana :
P2 = Daya gesek (watt)
μ = Koefisien gesek bahan yang digunakan terhadap permukaan silinder
Daya Pengupasan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan.
P3 = Daya dengan beban – Daya tanpa beban....................................(5)
Dimana :
P3 = Daya pengupasan (watt)
Kebutuhan daya penggerak total dapat dihitung dengan persamaan.
Pt = P1+P2...........................................................................................(6)
2.3.2. Analisis Poros
Pada poros akan bekerja gaya-gaya berupa momen lentur dan momen
puntir. Analisis yang akan diakukan terhadap poros meliputi kekuatan dan
diameter poros menggunakan perhitungan poros yang menerima beban puntir dan
beban lentur, karena poros ini meneruskan daya melalui sabuk dan puli. Untuk
analisis tersebut dilakukan perhitungan-perhitungan yang meliputi diameter poros
dan kecepatan kritis poros.
Menurut Sularso dan Suga (1997), daya rencana dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan:
Pd = fc x P..............................................................................................(7)
Dimana :
Pd = Daya yang direncanakan (kW)
FTIP001656/029
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
16
fc = Faktor koreksi daya
P = Daya nominal output motor penggerak (kW)
Momen puntir (momen rencana) dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan:
T = 9,74 x 10 5 ………………..…………………………..……….(8)
Besarnya deformasi yang disebabkan oleh momen puntir pada poros harus
dibatasi, untuk poros yang dipasang pada mesin umum dalam kondisi kerja
normal, besarnya defleksi puntiran dibatasi sampai 0,25-0,3 derajat (Sularso dan
Suga, 1997). Besarnya defleksi puntiran dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan:
=584 ...........................................................................................(9)
Dimana :
= Defleksi puntiran (0)
d = Diameter poros (mm)
l = Panjang poros (mm)
T = Momen Puntir (kg.mm)
G = Modulus geser (8,3 x 103) (kg/mm2)
Poros merupakan salah satu komponen penting dalam suatu putaran,
dimana besarnya diameter suatu poros mempengaruhi besarnya putaran. Besarnya
diameter poros dapat dihitung dengan Persamaan:
ds3 = 22 )()(
16ttbb xMKxMK
xSs
………………............................(10)
Dimana :
ds = Diameter poros (mm)
Kb = Faktor koreksi momen lentur Nilai Kb adalah 1,5 untuk poros
dengan momen lentur tetap, 1,5-2,0 untuk beban lenturan ringan,
dan 2,0-3,0 untuk beban tumbukan berat
Mb = Momen lentur maksimal (Nm)
FTIP001656/030
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
17
Kt = Faktor koreksi momen puntir, Nilai Kt adalah 1,0 untuk beban
dikenakan secara halus, 1,0-1,5 jika terjadi sedikit lendutan dan
tumbukan, 1,5-3,0 jika terjadi kejutan atau tumbukan besar
Mt = Momen Torsi (Nm)
Ss = Tegangan geser 50 x 10 6 (kg/mm2)
Nilai Momen torsi yang bekerja dalam perhitungan diameter poros.
Dihitung dengan menggunakan Persamaan:
Mt = ( T1-T2 ) r . ...................................................................................(11)
Dimana :
Mt = Momen Torsi (Nm)
T1 = Tegangan Sisi Kencang Pada Sabuk dan Puli (N)
T2 = Tegangan Sisi Kendor Pada Sabuk dan Puli (N)
r = Jari-Jari Puli (m)
Pada poros dengan putaran tinggi, putaran kritis sangat penting untuk
diperhitungkan. Putaran kritis poros adalah putaran tertinggi yang dapat ditahan
oleh poros. Putaran kritis poros yang dimiliki sebuah benda yang berputar dapat
dihitung dengan menggunakan Persamaan:
ωc =2
.
g
.....................................................................................(12)
Dimana:
ωc = Putaran Kritis Poros
Menurut Sularso dan Suga (1997), demi keamanan maka putaran kerja
poros maksimum tidak boleh melebihi 80% dari putaran kritisnya.
2.3.3. Analisis Pin
Pin merupakan suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan
bagian-bagian mesin agar tidak bergeser. Biasanya pin digunakan untuk mengikat
puli atau roda gigi pada poros.
T =P
...............................................................................................(13)
FTIP001656/031
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
18
Dimana :
T = Momen Torsi ( Nm)
P = Daya (watt)
ω = Kecepatan putar (rpm)
Gaya tangensial yang bekerja pada pin yang terletak pada komponen
elemen- elemen mesin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan sebagai
berikut :
F = T / r....................................................................................................(14)
Dimana :
F = Gaya tangensial (N)
T = Momen torsi (Nm)
r = Jari-jari poros (m)
Untuk menghitung besarnya diameter dari pin yang digunakan pada
bagian-bagian mesin agar tidak bergeser diperoleh dari nilai tekanan yang
diizinkan,
Ps = 2.4/1 d
F
A
F
...............................................................................(15)= ..................................................................................................(16)
Dimana :
Ps = Tekanan yang diizinkan (N/m2)
F = Gaya tangensial (N)
d = Diameter pin (m)
2.3.4. Analisis Bantalan
Bantalan merupakan elemen mesin yang menumpu poros berbeban,
sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus,
aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan
poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak
berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat
bekerja dengan semestinya (Sularso dan Suga, 1997).
FTIP001656/032
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
19
Beban yang di topang oleh poros ketika proses pengupasan berlangsung
merupakan gabungan dari beberapa berat antara lain beban puli, tegangan tali dan
roda gigi. Nilai beban tersebut dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan:
Fr = w1+w2+w3+ w4 .............................................................................(17)
Beban tersebut merupakan beban radial yang bisa dihitung dengan
menggunakan Persamaan:
Pr = fw x Fr...........................................................................................(18)
Dimana :
Pr = Beban radial yang ditumpu
Fw = Faktor beban, nilainya sebesar 1,1-1,3 untuk kerja biasa
Fr = Beban radial yang dibawa poros
Faktor kecepatan untuk bantalan bola dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan:
fn =3/1
3,33
n….....................................................................................(19)
Dimana :
fn = Faktor kecepatan
n = Putaran poros
Sedangkan perhitungan faktor umur untuk bantalan dapat dihitung dengan
Persamaan:
Fh = fn
rP
C …………......................................................................(20)
Dimana :
fh = Faktor umur
C = Beban nominal dinamis spesifik (kg)
Pr = Beban ekuivalen dinamis (kg)
Umur nominal untuk bantalan dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan sebagai berikut:
Lh = 500. fh3 …………………….....................……………….....(21)
FTIP001656/033
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
20
2.3.5. Analisis Unit Transmisi
Perbandingan transmisi pada sistem transmisi puli-sabuk dapat dihitung
dengan menggunakan Persamaan:
1
2
2
1
D
D
n
ni ...........................................................................................(22)
Dalam menentukan panjang sabuk yang digunakan dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan:
2)(4
1)(
22 pppp dD
CdDCL
................................................(23)
Dimana :
L = Panjang sabuk (mm)
C = Jarak antar dua sumbu poros ( mm )
Massa sabuk dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan:
lAm .. ...............................................................................................(24)
Dimana :
m = Massa sabuk per meter (kg)
A = Luas penampang sabuk ( m2)
ρ = Massa jenis sabuk ( kg/m3)
l = Panjang sabuk (m)
Kecepatan linier dapat dihitung dengan mengunakan Persamaan:
60
.. ndv
...............................................................................................(25)
Dimana :
v = Kecepatan linier sabuk (m/s)
d = Diameter puli ( m )
n = Putaran puli ( rpm )
Sudut kontak sabuk dapat dihiung dengan menggunakan Persamaan:
C
rRarc sin.21801 ....................................................................(26)
FTIP001656/034
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
21
Dimana :
θ1 = Sudut kontak sabuk
R = Jari-jari puli besar (m)
r = Jari-jari puli kecil (m)
C = Jarak antar pusat puli (m)
Bila sabuk-V bekerja meneruskan momen, tegangan akan bertambah pada
sisi tarik T1 ( bagian panjang sabuk yang menarik) dan berkurang pada sisi kendor
T2 (bagian panjang sabuk yang tidak menarik) dapat dihitung dengan Persamaan:
T1 = Maks. Allawable stress x A ........................................................(27)
Sedangkan tegangan sisi kendor T2 dapat dihitung dengan mengunakan
Persamaan:
2sin/.
22
21
fe
mvT
mvT
...............................................................................(28)
Dimana :
T1 = Tegangan pada sisi kencang ( N )
T2 = Tegangan pada sisi kendor ( N )
m = Massa sabuk ( kg )
v = Kecepatan linier ( m/s )
Besarnya daya persabuk dapat ditentukan dengan menggunakan
Persamaan:
P = (T1 -T2 ) v.....................................................................................(29)
Dimana :
P = Daya per sabuk (watt )
Jumlah sabuk yang digunakan dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan:
P
PN t
s ..................................................................................................(30)
FTIP001656/035
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
22
P
Dimana :
Ns = Jumlah sabuk
Pt = Daya yang tersedia ( Watt )
P = Daya yang ditransmisikan ( Watt)
2.3.6. Analisis Kekuatan Rangka
Gambar 6. Rangka Penopang Beban
Rangka berfungsi sebagai penahan beban yang berada diatasnya dimana
rangka tersebut akan mengalami defleksi dan lengkungan sebagai akibat dari
beban yang di topangnya. Rangka mesin merupakan penyangga atau kedudukan
dari semua komponen mesin, Analisis rangka dihitung berdasarkan lendutan dan
beban kritis yang diizinkan. Pada batang 1 dihitung dengan menggunakan
Persamaan (Singer,1995)
=EI
PL
48
3
..........................................................................................(31)
Dimana :
= Lendutan (mm)
P = Beban yang bekerja pada rangka (kg)
L = Panjang kolom baris (mm)
E = Modulus elastisitas rangka (kg/mm2)
I = Momen inersia rangka (mm4)
FTIP001656/036
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
23
Kemudian lendutan yang terjaddi akibat dari beban yang ditoipang oleh
rangka dibandingkan dengan lendutan izin yaitu:
izin = 1300
1L ………………………….………………………...….(32)
Pada batang 2 kolom jari-jari girasi dihitung dengan menggunakan
Persamaan:
k = ………………………………………………………...…(33)
Dimana :
k = Jari-jari girasi
I = Momen inersia (m4)
A = Luas permukaan batang rangka (m2)
Kemudian dihitung angka kerampingan dengan membagi jari-jari girasi
terhadap panjang kolom. Kolom yang direncanakan merupakan kolom dengan
panjang sedang yang memiliki permukaan melintang yang seragam, sehingga
untuk menghitung beban kritis kolom digunakan Persamaan J.B Johnson (Hall,
1983).
Fcr = Sy A 1 − ( / ) …………………………………………….(34)
Dimana :
Fcr = Beban kritis yang diizinkan (N)
E = Modulus elastisitas (N/m2)
A = Luas penampang kolom (m2)
Sy = Batas patah bahan (N/m2)
L2 = Panjang kolom (m)
C = Nilai konstanta kondisi ujung
2.3.7. Analisis Kekuatan Las
Pengelasan adalah metode pengikat logam dengan leburan. Tipe las yang
digunakan pada mesin ini dalah tipe las temu yang digunakan untuk
menyambungkan bagian siku-siku dari rangka. Kekuatan las ini dapat menopang
FTIP001656/037
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
24
beban rangka jika kekuatan las temu lebih besar dari gaya yang bekerja pada
rangka (Singer, 1995) atau,
F ≤ τ x t x l.............................................................................................(35)
Dimana :
F = Gaya yang bekerja pada rangka (N)
τ = Tegangan izin (N/m2)
t = Tebal bidang las (m)
l = Panjang bidang las (m)
2.4 Uji Kinerja Mesin
Uji kinerja mesin merupakan hasil kerja secara kualitas dan kuantitas yang
dicapai sebuah mesin. Penilaian kinerja mesin pada dasarnya merupakan faktor
kunci guna mengembangkan suatu mesin secara efektif dan efisien untuk
mendapatkan produksi yang optimal. Jika mesin belum memberikan produksi
yang optimal maka dapat dilakukan penyempurnaan terhadap mesin tersebut
dengan memperhitungkan hasil analisis teknik dan uji kinerja mesin tersebut.
2.4.1 Kapasitas Teoritis Mesin
Kapasitas teoritis mesin harus diketahui agar dapat mengetahui efisiensi
mesin. Besarnya efisiensi mesin merupakan indikasi keberhasilan kerja suatu
mesin, apabila kapasitas teoritis mesin lebih kecil daripada kapasitas aktualnya
berarti mesin tersebut belum mencapai performansi maksimumnya. Berikut rumus
perhitungan kapsitas teoritis mesin pelecet kacang kedelai edamame dapat dilihat
di bawah ini :
Kt = π x d x ρ x N x l x P x 60 x Cc......................................................(36)
Dimana :
Kt = Kapasitas teoritis pengupasan (kg/jam)
d = Diameter silinder (m)
P = Jarak celah silinder (m)
N = Jumlah putaran silinder per menit yang kecil (rpm)
FTIP001656/038
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
25
ρ = Kerapatan kamba kedelai edamame basah (kg/m3)
l = Lebar silinder (m)
Cc = Koefisien kontraksi
2.4.2 Kapasitas Aktual Mesin
Kapasitas aktual mesin adalah kemampuan yang dimiliki mesin untuk
menghasilkan polong kacang kedelai edamame dalam selang waktu tertentu.
Perhitungan kapasitas aktual mesin pelecet kacang kedelai edamame adalah
e
sa t
mK ........................................................................ (37)
dimana:
Ka = kapasitas aktual mesin (kg/jam)
ms = massa polong kacang kedelai edamame hasil pengupasan (kg)
te = waktu pengupasan (jam)
2.4.3 Efisiensi Mesin
Efisiensi mesin adalah perbandingan kapasitas aktual mesin terhadap
kapasitas teoritis mesin. Efisiensi dapat dihitung dengan persamaan:
100%xK
Kηm
am ............................................................(38)
dimana:
ηm = efisiensi mesin (%)
Ka = kapasitas aktual mesin (kg/jam)
Km = kapasitas teoritis mesin (kg/jam)
2.4.4 Kebutuhan Daya Listrik
Kebutuhan daya listrik diukur untuk mengetahui daya yang dikeluarkan
oleh motor penggerak. Kebutuhan daya listrik dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut:
FTIP001656/039
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
26
motormotori IVP ............................................................(39)
dimana:
Pi = kebutuhan daya listrik (kW)
Vmotor = tegangan pada motor listrik (V)
Imotor = kuat arus pada motor listrik (A)
2.4.5 Kebutuhan Energi Spesifik Pengupasan
Kebutuhan energi spesifik pengupasan dihitung untuk mengetahui jumlah
energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg polong kacang kedelai
edamame hasil pengupasan. Perhitungan kebutuhan energi spesifik pengupasan
dilakukan menggunakan persamaan berikut:
Es =a
icf
K
Pt .....................................................................(40)
dimana:
Pi = kebutuhan daya listrik (kW)
Ka = kapasitas aktual mesin (kg/jam)
Es = kebutuhan energi spesifik pengupasan (kJ/kg)
tcf = faktor konversi (3600 detik/jam)
2.4.6 Rendemen Pengupasan
Pengertian rendemen secara sederhana adalah persentase hasil bagi antara
massa polong kacang kedelai edamame yang dihasilkan dengan massa bahan yang
diolah. Rendeman dalam kaitannya dengan usaha kerja pengolahan kacang
kedelai edamame menjadi polong kacang kedelai edamame, secara matematis
dapat dirumuskan dengan :
Rd = 100%m
m
t
s ............................................................(41)
FTIP001656/040
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
27
dimana:
Rd = rendemen pengupasan (%)
ms = massa polong kacang kedelai edamame hasil pengupasan (kg)
mt = massa bahan yang dikupas (kg)
2.4.7 Indeks Performansi (Performance Index)
Performance index merupakan angka yang menunjukkan besarnya nilai
kerja unit suatu mesin. Besarnya nilai indeks performasi berkisar 0-1 dan nilai
terbaik mendekati satu (Herwanto, dkk. 1999). Performance index untuk mesin
pengupas .
Dalam proses pengupasan kulit kacang kedelai edamame yang dihasilkan
yaitu biji edamame yang terkupas, biji edamame yang utuh, biji edamame yang
rusak, serta kulit buah kacang kedelai edamame. Indeks pengupasan yang
dinyatakan dalam persentase untuk menunjukkan besarnya biji yang terkupas
pada proses pengupasan. Indeks performansi dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut :
Ip =. .
....................................................................(42)
Dimana :
Ma = Massa yang keluar pada output biji (kg)
Mb = Massa yang keluar pada output kulit (kg)
Xa = Fraksi biji
Xb = Fraksi kulit
2.5Analisis Ekonomi
Salah satu pendekatan untuk menilai apakah secara ekonomi alat yang
dipergunakan menguntungkan atau tidak adalah dengan menghitung jumlah biaya
yang dikeluarkan untuk mengupas per satuan berat bahan.
Tahap analisis ekonomi mesin pelecet kulit kedelai edamame meliputi
perhitungan biaya pokok pengoperasiannya, besarnya penerimaan, penentuan titik
impas usaha dan analisis kelayakan ekonomi yang menggunakan Metode
FTIP001656/041
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
28
Ekivalensi Nilai Sekarang (NPV), Metode Rasio Manfaat dan Biaya (BCR),
Metode Tingkat Suku Bunga Pengembalian Modal (IRR) dan Metode
pengembalian modal (PBP).
2.5.1 Biaya Pokok
Biaya pokok atau biaya operasional adalah biaya yang diperlukan untuk
mengoperasikan mesin, terdiri dari biaya tetap dan biaya tidak tetap.
1. Biaya Tetap
Biaya tetap adalah biaya yang harus dikeluarkan secara tetap pada periode
waktu yang besarnya tidak dipengaruhi oleh besar kecilnya volume
operasi/volume produksi (Kastaman, 2001).
Komponen biaya tetap dalam pengoperasian mesin pelecet kulit kedelai
edamame adalah sebagai berikut:
a. Biaya Penyusutan
Biaya penyusutan adalah biaya yang secara periodik harus dikeluarkan
sebagai konsekuensi atas penurunan kinerja mesin. Besarnya biaya penyusutan
dapat dihitung menggunakan persamaan berikut (Kastaman, 2001):
n
SHD
…………………………………………………………….………. (43)
dimana :
D = biaya penyusutan (Rp/tahun)
H = harga mesin (Rp)
S = nilai akhir di akhir umur mesin (Rp)
n = umur mesin (tahun)
b. biaya Perbaikan dan Pemeliharaan
Biaya perbaikan dan pemeliharaan adalah biaya yang secara periodik harus
dikeluarkan untuk memperbaiki komponen mesin yang rusak. Besarnya biaya
perbaikan dan pemeliharaan diasumsikan sebesar 5% dari harga mesin per tahun
(Kastaman, 2001).
FTIP001656/042
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
29
c. Bunga Modal
Bunga modal dihitung bila pembelian mesin dilaksanakan dengan
menggunakan dana pinjaman dari bank dengan bunga pinjaman yang harus
dibayarkan setiap bulan atau tahun secara periodik. Perhitungan bunga modal
menggunakan persamaan berikut (Kastaman, 2001) :
N
NPiI
2
)1(. ………………………………………………………………… (44)
dimana :
I = bunga modal (Rp/tahun)
i = suku bunga bank (%)
P = harga mesin (Rp)
N = umur mesin (tahun)
Biaya tetap per tahun kemudian dihitung menggunakan persamaan berikut:
BT = D + BP + I ...............................................................................................(45)
dimana :
BT = Biaya Tetap (Rp/tahun)
D = Biaya Penyusutan (Rp/tahun)
BP = Biaya Perawatan (Rp/tahun)
I = bunga modal (Rp/tahun)
2. Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap adalah biaya yang besarnya ditentukan oleh jumlah
satuan produk atau tingkatan kegiatan (Kastaman, 2001). Biaya tidak tetap dalam
pengoperasian mesin pelecet kulit kedelai edamame dihitung menggunakan
persamaan berikut :
BV = (BB + BP + BO) x T .................................................................................(46)
dimana :
BV = biaya tidak tetap (Rp)BB = konsumsi energi listrik (watt/jam)BP = biaya energi listrik (kwh)BO = upah operator (Rp/hari kerja)T = jam kerja mesin per tahun(jam/tahun)
FTIP001656/043
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
30
3. Biaya Produksi
Menurut Kastaman (2001), “Harga pokok produksi terdiri dari biaya bahan
baku, biaya tenaga kerja, dan biaya overhead pabrik yang dimulai dari bahan
baku, bahan baku tambahan, yang diproses sampai menjadi barang jadi”.
Adapun pengertian dari biaya-biaya tersebut adalah sebagai berikut :
1. Biaya Bahan Baku Langsung
Biaya bahan baku langsung adalah semua biaya bahan yang membentuk
integral dari barang jadi dan dapat dimasukkan langsung ke dalam
kalkulasi biaya produk.
2. Biaya Tenaga Kerja
Biaya yang dikeluarkan untuk operator yang dikerahkan untuk mengubah
bahan langsung menjadi barang jadi.
3. Biaya Overhead Pabrik
Overhead pabrikasi atau beban pabrik dapat didefinisikan sebagai biaya
bahan tidak langsung, pekerja tidak langsung, dan semua biaya pabrikasi
lainnya yang tidak dapat dibebankan langsung ke produk tertentu.
4. Penerimaan
Penerimaan per tahun yang diterima dalam pengoperasian mesin
pengupasan kulit buah kedelai dihitung menggunakan persamaan berikut :
P = OP x KT x T ................................................................................................ (47)
dimana :
P = penerimaan (Rp/tahun)
OP = ongkos pengupasan (Rp/kg)
KT = kapasitas mesin (kg/jam)
T = jam kerja per tahun (jam/tahun)
2.5.2 Penentuan Titik Impas Usaha (Break Even Point/BEP)
Titik impas usaha adalah suatu kondisi dimana besarnya total pendapatan
sama dengan besarnya total pengeluaran atau biaya (Kastaman, 2001), maka :
Total Pendapatan = Total Pengeluaran
FTIP001656/044
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
31
BP x KT x Q = BPK ………………………………………………………….. (48)
dimana :
Q = jam kerja mesin pada titik impas usaha (jam/tahun)
BP = biaya pengupasan (Rp/kg)
KT = kapasitas mesin (kg/jam)
BPK = biaya pokok pengoperasian mesin (Rp/tahun)
2.5.3 Analisis Kelayakan Ekonomi
1. Metode Ekivalensi Nilai Sekarang (Net Present Value/NPV)
Metode ini berdasarkan nilai bersih dari hasil perhitungan nilai sekarang
dana masuk (penerimaan) dengan nilai sekarang aliran dana keluar (pengeluaran)
selama jangka waktu analisis dan suku bunga tertentu. Kriteria kelayakan adalah
apabila NPV > 0 (Kastaman, 2001).
NPV = (ΣPVpendapatan) – (ΣPVpengeluaran) ................................................. (49)
2. Rasio Manfaat dan Biaya (Benevit Cost Ratio/BCR)
Rasio manfaat dan biaya merupakan perbandingan antara nilai sekarang
dari penerimaan atau pendapatan yang diperoleh dari pengoperasian mesin dengan
nilai sekarang dari pengeluaran selama pengoperasian mesin tersebut berlangsung
dalam kurun waktu tertentu. Kriteria kelayakan jika BCR > 1 (Kastaman, 2001).= ∑∑ ..............................................................................(50)
3. Tingkat Suku Bunga Pengembalian Modal (Internal Rate ofReturn/IRR)
IRR adalah tingkat suku bunga yang dapat menyamakan penerimaan pada
cash flow dengan pengeluaran pada cash flow tersebut. Perhitungan IRR
dilakukan secara trial and error (mencoba-coba) hingga didapatkan suku bunga
yang menyebabkan NPV dibawah nol (Thuessen and Fabrycky, 1993).
FTIP001656/045
[2]
[3]
[1]
HA
K C
IPTA
DIL
IND
UN
GI U
ND
AN
G-U
ND
AN
G
Tidak diperkenankan m
engumum
kan, mem
ublikasikan, mem
perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam
bentuk apapun tanpa izin tertulis
Tidak diperkenankan m
engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m
encantumkan sum
ber tulisan
Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem
ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan
32
Kriteria kelayakan financial untuk IRR adalah apabila IRR MARR/Suku
bunga bank (Blank and Tarquin, 2006). IRR dapat dihitung menggunakan
persamaan berikut: = − ( − ) ...............................................(51)
Dimana :
i1 = suku bunga kesatu (%)
i2 = suku bunga kedua (%)
NPV1 = NPV pada suku bunga i1 (Rp)
NPV2 = NPV pada suku bunga i2 (Rp)
4. Pay Back Period (PBP)
Tingkat pengembalian investasi diartikan sebagai jangka waktu
kembalinya investasi yang dikeluarkan melalui keuntungan yang diperoleh dari
suatu proyek. Menghitung Pay back Period tidak perlu memperhitungkan tingkat
bunga dan Net Present Value dengan menggunakan discount factor. Penghitungan
Pay back Period hendaknya dilakukan setelah menghitung IRR dan kriteria
investasi lainnya. Semakin cepat tingkat pengembalian investasi maka proyek
layak untuk diusahakan dan sebaliknya semakin lambat investasi yang digunakan
itu dikembalikan maka proyek tidak layak untuk diusahakan.