BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis...
Transcript of BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis...
FTIP001656/056
[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
43
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Teknik
4.1.1. Kebutuhan Daya Penggerak
Kebutuhan daya penggerak dihitung untuk mengetahui terpenuhinya daya
yang dibutuhkan oleh mesin dengan daya aktual pada motor penggerak untuk
menggerakan silinder pengupas. Sehingga dengan terpenuhinya daya yang
dibutuhkan silinder dapat berputar dan kacang kedelai edamamme dapat
terkelupas dari kulitnya. Kebutuhan daya total secara teoritis dengan
menggunakan perhitungan pada Persamaan 6 sebesar 275,30 Watt atau 0,369Hp
dari hasil tersebut, maka secara teoritis motor penggerak tersebut dapat berputar
dengan daya sebesar 0,369 Hp.
Adapun daya yang tersedia dari motor penggerak sebesar 373 watt atau
0,50 Hp. Dengan demikian kebutuhan daya tercukupi secara teoritis untuk dapat
berputar atau dapat menggerakkan silinder. Perhitungan dapat dilihat pada
Lampiran 1.
4.1.2. Analisis Poros
Pengukuran analisis poros bertujuan untuk mengetahui apakah poros yang
digunakan secara aktual sudah sesuai dengan perhitungan poros secara teoritis.
Untuk mengetahui kelayakan dari poros tersebut ada tiga komponen yang menjadi
dasar pertimbangan antara lain diameter poros, putaran kritis dan defleksi yang
dihasilkan dari putaran poros tersebut. Untuk mengetahui perbandingan antara
hasil secara aktual dengan perhitungan dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Perbandingan Data Spesifikasi Teknis dan Aktual Hasil PerhitunganParameter Spesfikasi teknis Aktual hasil perhitungan
Diameter poros 17 mm 15,8 mmDefleksi puntiran - 0,270
Putaran Poros = 350 rpm Kritis =1490,16 rpm
FTIP001656/057
[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
44
Gambar 8. Defleksi Puntiran
Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa ketiga parameter yang menjadi dasar
poros layak atau tidak digunakan sudah terpenuhi sehingga poros masih layak
digunakan. Diameter poros yang digunakan oleh mesin pelecet kulit kacang
kedelai edamame secara aktual sebesar 17 mm lebih besar dibandingkan dengan
batas minimal diameter poros yang dapat digunakan yaitu 15,8 mm.
Defleksi puntiran berdasarkan beban yang diterima seperti adanya
pemasangan puli, sprocket/rantai, roda gigi, silinder pengupas dan putaran yang
dihasilkan oleh poros dapat mengakibatkan poros berubah bentuk. Pada poros
mesin pengupas ini terjadi defleksi sebesar 0,270 sedangkan batas maksimal dari
defleksi yang diijinkan adalah 0,25 sampai 0,30o (Sularso dan Suga, 1997),.
Sedangkan untuk parameter yang ketiga yaitu putaran kritis, berdasarkan
hasil perhitungan mengenai batas putaran kritis yang dihasilkan ketika mesin
beroperasi dengan kecepatan tertentu dapat mengakibatkan poros patah dengan
batas tertentu. Untuk putaran kritis poros silinder pada mesin pelecet kulit kacang
kedelai edamame diperoleh putaran kritis sebesar 1490,16 sedangkan menurut
standar untuk putaran aktual tidak boleh melebihi 80 persen dari putaran kritis
yang dihasilkan. Untuk mesin ini kecepatan putar poros silinder yang digunakan
yaitu 350 rpm dan 80 persen dari putaran kritis 1.192 rpm. Oleh karena itu putaran
poros silinder pengupas mesin pelecet kulit kedelai edamame masih jauh dari
standar putaran kritis sehingga aman untuk digunakan dalam pengoprasiannya.
Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 1.
FTIP001656/058
[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
45
4.1.3.Analisis Pin
Pin digunakan untuk menetapkan bagian-bagian mesin agar tidak bergeser,
pada mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame ini bagian-bagian yang
menggunakan pin antara lain pada poros motor penggerak, sprocket, puli dan roda
gigi. Dengan menggunakan Persamaan 16 maka dapat dihitung diameter pin pada
bagian-bagian tersebut.
Gambar 9. Tata Letak Pin di Komponen Mesin
Tabel 8. Nilai Diameter Hitung dan Diameter Aktual yang Dipengaruhi OlehKecepatan Putar dan Diameter Poros.
Kecepatanputar (rpm)
Diameterporos (mm)
DiameterAktual hitung
(mm)
Diameter darispesifikasi
teknis (mm)Motor penggerak 1420 63 6,76x10-3 10
Puli 350 17 10,07 10Sprocket 350 17 10,07 10Roda gigi 591,6 17 5,48 10
Diameter pin yang digunakan pada ketiga bagian tersebut secara aktual
sebesar 10 mm. Untuk pin yang terdapat pada motor penggerak dan roda gigi
diameter pin hasil perhitungan lebih kecil dari diameter pin yang digunakan
secara sehingga aman digunakan. Diameter pin yang mengikat puli pada poros
dan juga sprocket tidak berbeda jauh sehingga masih aman untuk digunakan,
namun disarankan pin pada puli dan sprocket diganti dengan pin yang lebih besar
dari 10 mm agar tidak mengalami pergeseran ketika mesin beroperasi.
Perhitungan lebih lengkap pada Lampiran 1.
45
4.1.3.Analisis Pin
Pin digunakan untuk menetapkan bagian-bagian mesin agar tidak bergeser,
pada mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame ini bagian-bagian yang
menggunakan pin antara lain pada poros motor penggerak, sprocket, puli dan roda
gigi. Dengan menggunakan Persamaan 16 maka dapat dihitung diameter pin pada
bagian-bagian tersebut.
Gambar 9. Tata Letak Pin di Komponen Mesin
Tabel 8. Nilai Diameter Hitung dan Diameter Aktual yang Dipengaruhi OlehKecepatan Putar dan Diameter Poros.
Kecepatanputar (rpm)
Diameterporos (mm)
DiameterAktual hitung
(mm)
Diameter darispesifikasi
teknis (mm)Motor penggerak 1420 63 6,76x10-3 10
Puli 350 17 10,07 10Sprocket 350 17 10,07 10Roda gigi 591,6 17 5,48 10
Diameter pin yang digunakan pada ketiga bagian tersebut secara aktual
sebesar 10 mm. Untuk pin yang terdapat pada motor penggerak dan roda gigi
diameter pin hasil perhitungan lebih kecil dari diameter pin yang digunakan
secara sehingga aman digunakan. Diameter pin yang mengikat puli pada poros
dan juga sprocket tidak berbeda jauh sehingga masih aman untuk digunakan,
namun disarankan pin pada puli dan sprocket diganti dengan pin yang lebih besar
dari 10 mm agar tidak mengalami pergeseran ketika mesin beroperasi.
Perhitungan lebih lengkap pada Lampiran 1.
45
4.1.3.Analisis Pin
Pin digunakan untuk menetapkan bagian-bagian mesin agar tidak bergeser,
pada mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame ini bagian-bagian yang
menggunakan pin antara lain pada poros motor penggerak, sprocket, puli dan roda
gigi. Dengan menggunakan Persamaan 16 maka dapat dihitung diameter pin pada
bagian-bagian tersebut.
Gambar 9. Tata Letak Pin di Komponen Mesin
Tabel 8. Nilai Diameter Hitung dan Diameter Aktual yang Dipengaruhi OlehKecepatan Putar dan Diameter Poros.
Kecepatanputar (rpm)
Diameterporos (mm)
DiameterAktual hitung
(mm)
Diameter darispesifikasi
teknis (mm)Motor penggerak 1420 63 6,76x10-3 10
Puli 350 17 10,07 10Sprocket 350 17 10,07 10Roda gigi 591,6 17 5,48 10
Diameter pin yang digunakan pada ketiga bagian tersebut secara aktual
sebesar 10 mm. Untuk pin yang terdapat pada motor penggerak dan roda gigi
diameter pin hasil perhitungan lebih kecil dari diameter pin yang digunakan
secara sehingga aman digunakan. Diameter pin yang mengikat puli pada poros
dan juga sprocket tidak berbeda jauh sehingga masih aman untuk digunakan,
namun disarankan pin pada puli dan sprocket diganti dengan pin yang lebih besar
dari 10 mm agar tidak mengalami pergeseran ketika mesin beroperasi.
Perhitungan lebih lengkap pada Lampiran 1.
FTIP001656/059
[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
46
4.1.4.Analisis Bantalan
Bantalan merupakan suatu komponen mesin yang berfungsi untuk
menopang dari putaran pada poros sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya
dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur.
Jenis bantalan yang digunakan untuk menahan poros silinder pengupas
adalah bantalan gelinding dengan nomor P6005 bantalan ini memiliki nilai
kapasitas nominal dinamis spesifik C sebesar 790 kg. jenis beban yang di topang
oleh bantalan merupakan beban radial.
Dengan menghitung faktor kecepatan putar dan faktor umur bantalan
maka umur bantalan yang dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 21
yaitu 626.804,31 jam. Sedangkan rata-rata untuk umur bantalan pada mesin
pertanian adalah 3000 jam, sehingga bantalan yang digunakan untuk menopang
poros silinder pengupas tersebut layak digunakan. Perhitungan selengkapnya
dapat dilihat pada Lampiran 1.
4.1.5.Analisis Unit Transmisi
Unit transmisi merupakan bagian mesin yang digunakan untuk
menyalurkan putaran dari motor penggerak ke silinder pengupas.
Berdasarkan kenyataan atau secara aktual sabuk yang digunakan oleh
mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame ini menggunakan satu buah sabuk
dengan sabuk V tipe A 1255 dengan luas penampang sabuk 82,98x10-6m2. Sabuk
ini akan mentransmisikan kecepatan putar dari motor penggerak sebesar 1420 rpm
untuk memutarkan poros silinder pengupas dan berdasarkan perhitungan maka
besarnya kecepatan poros silinder pengupas sebesar 350 rpm.
Dengan menggunakan perhitungan yang dapat dilihat pada Lampiran 1,
sabuk memiliki panjang keliling (L) sebesar 1248,04 mm, massa sabuk sebesar
0,1 kg, kecepatan linier sabuk sebesar 5,65 m/s. Besarnya tegangan sabuk sisi
tarik ( T1 ) sebesar 130,248 N dan tegangan sisi kendor T2 adalah 14,78 N. Dari
hasil perhitungan dengan menggunakan Persamaan 29 diperoleh bahwa 1 buah
sabuk dapat menyalurkan daya sebesar 652,56 W sedangkan daya yang akan
FTIP001656/060
[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
47
ditrasnmisikan sebesar 0,50 Hp atau 373 W oleh karena itu, 1 buah sabuk dapat
digunakan untuk menstransmisikan daya tersebut.
4.1.6. Analisis Kekuatan Rangka
Pada mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame rangka yang digunakan
yaitu rangka yang terdiri dari besi siku sama berukuran 40 x 40 x 4 mm. dimana
panjang rangka tegak yang digunakan yaitu 524 mm dan panjang baris 450 mm.
Beban yang ditopang oleh rangka sebesar 45,04 kg. Berdasarkan hasil perhitungan
dengan menggunakan Persamaan 31 maka lendutan yang terjadi pada rangka
akibat beban yang ditopangnya adalah 0,0276 mm sedangkan lendutan yang
diizinkan berdasarkan Persamaan 32 yaitu sebesar 1,74 mm, sehingga nilai dari
lendutan yang terjadi akibat beban yang ditopang lebih kecil dari pada lendutan
yang diizinkan maka rangka dalam keadaan aman untuk digunakan.
Beban kritis yang mampu ditopang oleh kolom berdasarkan perhitungan
dengan menggunakan Persamaan 34 adalah 62.133,5 N. Sedangkan beban yang
ditopang kolom secara aktual adalah 441,84 N, sehingga dengan demikian kolom
yang dibuat secara teknis layak digunakan. Perhitungan lebih lengkap dapat
dilihat pada Lampiran 1.
4.1.7. Analisis Kekuatan Las
Rangka penopang mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame ini di las
dengan menggunakan tipe las jenis temu. Beban yang ditopang oleh sambungan
las sebesar 45,04 kg atau 441,84 N, tebal bidang las sebesar 2 mm dengan panjang
bidang las 40 mm, tegangan izin untuk logam dasar sebesar 145 MPa.
Kekuatan las yang dihitung dengan menggunakan Persamaan 35 sebesar
11.600 N. Kekuatan las tersebut lebih besar dari pada gaya yang bekerja pada
rangka yang menopang mesin sebesar 441,84 N dan rangka yang menopang
pompa sebesar 58,86 N, sehingga dengan demikian kekuatan las ini dapat
menopang beban yang diterima oleh rangka perhitungan lebih lengkap dapat
dilihat pada Lampiran 1.
FTIP001656/061
[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
48
Tabel 9. Data Kelayakan Analisis Teknik Mesin Pelecet Kacang Kedelai Edamame
ParameterSpesifikasi
teknisAktual hasilperhitungan Keterangan Kesimpulan
Kebutuhandaya
penggerak0.5 Hp 0.276 Hp
Motor 0,5 HP yang digunakancocok untuk menggerakanmesin dengan daya yang lebihbesar dari kebutuhanaktualnya.
Memenuhi
POROS
Diameter 17 mm 15,8 mm
Diameter poros hasilperhitungan lebih kecil daridiameter poros yangdigunakan sehingga porosaman digunakan
Memenuhi
Defleksipuntiran
-0,270
Syarat defleksi puntiran porosmenurut Sularso dan Sugayaitu 0.250-0.30, dari hasilperhitungan defleksi puntirantidak melebihi batas yangdiizinkan.
Memenuhi
PutaranPoros 350
rpmKritis
1490,16 rpm
Syarat putaran porosspesifikasi teknis menurutSularso dan Suga tidakmelebihi 80 persen dariputaran kritis aktualperhitungan
Memenuhi
PINMotor
penggerak10 mm 6,76x10-3mm
Untuk menghindari pin patahyang dapat mengakibatkanterganggunya kerja mesinmaka diameter pin hasilperhitungan (aktual)lebih kecil dari diameter pinspesifikasi teknis.
Memenuhi
Puli danSprocket
10 mm 10,07 mmTidak
Memenuhi
Roda gigi 10 mm 5,48 mm Memenuhi
BANTALAN
Umurbantalan
626.804,31jam
Menurut Sularso dan Sugasyarat umur bantalan untukmesin pertanian lebih besardari 3000 jam
Memenuhi
UNIT TRANSMISI
Jumlahsabuk
1 buah 0,527
Jumlah sabuk aktual hasilperhitungan 0,527 sehinggasabuk yang digunakandibulatkan menjadi 1 buahsabuk.
Memenuhi
FTIP001656/062
[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
49
4.2 Uji Kinerja
4.2.1 Kapasitas Teoritis Mesin
Kapasitas teoritis merupakan perhitungan kapasitas yang dapat dilakukan
oleh mesin berdasarkan perhitungan yang melibatkan bagian-bagian dari mesin
dan juga bahan yang digunakan.
Dari hasil perhitungan yang dilakukan dengan menggunakan Persamaan
36 hasil kapasitas teoritis dari ke lima pengulangan dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Hasil perhitungan kapasitas teoritisPengulangan Kt (kg/jam)
1 303,242 302,883 302,524 303,125 303,12
Rata-rata 302,976± 0,28
Berdasarkan Tabel 10 dapat dilihat kapasitas teoritis yang dihasilkan oleh
setiap pengulangan. Dapat dilihat dari hasil perhitungan kapasitas teoritis
Rangka
Lendutan 0,0276 mm
Syarat lendutan yangdiizinkan 0,85 mm. lendutanhasil perhitungan lebih kecildari lendutan yang diizinkansehingga rangka aman.
Memenuhi
Beban kritiskolom
441,84 N 62.133,5 N
Syarat beban kritis kolommaksimal 62.133,5 N.sedangkan dari hasil bebanyang ditopang rangka 441,84N sehingga rangka aman.
Memenuhi
LAS
Beban yangditopang
441,84 N 11.600 N
Syarat beban yang ditopanglas maksimal 11.600 N.sedangkan dari hasil bebanyang ditopang rangka 441,84N sehingga kekuatan lasaman.
Memenuhi
FTIP001656/063
[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
50
didapatkan hasil rata – rata dari lima pengulangan perhitungan sebesar 302,976±
0,28 kg/jam. Kapasitas teoritis ini dipengaruhi oleh diameter, lebar, jarak antara
silinder, kerapatan kamba dan koefisien kontraksi bahan. Selain itu besarnya
kecepatan putar dari silinder pengupas juga mempengaruhi besarnya kapasitas
teoritis mesin. Perhitungan kapasitas teoritis disajikan pada lampiran 2.
4.2.2 Kapasitas Aktual Mesin
Kapasitas aktual mesin dihitung berdasarkan hasil pengupasan kacang
kedelai edamame dalam selang waktu tertentu. Perhitungan kapasitas aktual mesin
dilakukan dengan menggunakan Persamaan 37. Perhitungan kapasitas aktual
mesin selengkapnya disajikan pada Lampiran 2. Hasil perhitungan kapasitas
aktual mesin dapat dilihat pada tabel 11.
Tabel 11. Hasil perhitungan Kapasitas aktual mesinUlangan Wp (kg) t (jam) Ka (kg/jam)
1 1,98 0,053 37,12
2 1,96 0,053 36,98
3 1,98 0,054 36,33
4 1,98 0,051 38,32
5 1,99 0,050 39,14
Rata-rata 1,978 0,0522 37,57 ± 1,13
Berdasarkan Tabel 11, dapat dilihat bahwa hasil kapasitas aktual mesin
(37,57 kg/jam) masih lebih kecil daripada kapasitas teoritis mesin (757,16
kg/jam). Hal ini dapat disebabkan karena jumlah bahan saat masuk kedalam
rumah pelecet lebih sedikit dibandingkan volume rumah pelecetnya dan kondisi
silinder pengupas pada rumah pelecet sudah sedikit tidak rata sehingga jarak celah
antara silinder pengupas ada yang melebihi 2 mm. Upaya meningkatkan jumlah
kacang kedelai edamame hasil pelecetan dapat dilakukan dengan mengganti
silinder pengupas dengan silinder yang lebih kasar dan memiliki alur sehingga
dapat mengurangi kacang kedelai edamame yang tidak terkupas.
FTIP001656/064
[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
51
4.2.3 Efisiensi Mesin
Efisiensi mesin merupakan perbandingan antara kapasitas teoritis mesin
dengan kapasitas aktual mesin. Nilai kapasitas aktual diperoleh dari hasil
pengamatan massa total biji kacang kedelai edamame yang keluar dari saluran
pengeluaran dengan lama proses pengupasan. Sementara itu kapasitas teoritis di
peroleh dari perkalian antara jarak antar celah, kecepatan silinder, keliling dari
silinder pengupas dan densitas dari kacang kedelai edamame. Nilai efisiensi mesin
dari kelima pengulangan dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12. Hasil Perhitungan Efisiensi Mesin
Ulangan Ka (kg/jam) Kt (kg/jam) Ef (%)
1 37,12 303,24 12,242 36,98 302,88 12,203 36,33 302,52 12,004 38,32 303,12 12,805 39,14 303,12 12,91
Rata-rata 37,57 302,97 12,43 ± 0,40
Berdasarkan Tabel 12 dapat dilihat bahwa efisiensi mesin rata-rata yaitu
12,43 ± 0,40 %. Mesin dikatakan baik apabila efisiensinya mendekati nilai 100%.
Nilai efisiensi mesin yang sangat kecil ini disebabkan oleh nilai kapasitas aktual
yang jauh lebih kecil dari pada nilai kapasitas teoritis. Pada kapasitas teoritis
diasumsikan celah antara silinder pengupasan yaitu sebesar ± 2 mm yang berarti
kondisi silinder pengupas baik. Namun pada kenyataannya, silinder pengupas ini
sudah tidak rata sehingga ada beberapa bagian yang memiliki jarak celah lebih
dari 2 mm dan mengakibatkan kapasitas aktual mesin sangat rendah. Selain hal
tersebut kecepatan putaran silinder pengupas dirasakan terlalu tinggi sehingga
mengakibatkan masih banyaknya kacang kedelai edamame yang tertahan pada
rumah pelecet, hal ini dikarenakan gesekan antara silinder pengupas dengan
kacang kedelai edamame berkurang sehingga efektivitas waktu pengupasan
berlangsung lama dan menyebabkan berkurangnya jumlah kacang kedelai
edamame yang dihasilkan.
FTIP001656/065
[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
52
4.2.4 Kebutuhan Daya Listrik
Kebutuhan daya diperoleh berdasarkan perkalian antara arus dan tegangan
yang dihasilkan pada saat mesin beroperasi. Pengukuran arus dan tegangan
dilakukan dengan menggunakan tang ampere meter sebagai alat pengukurannya.
Hasil pengukuran kebutuhan daya dari kelima pengulangan dapat dilihat pada
Tabel 13.
Tabel 13. Kebutuhan Daya Aktual
Pengulangan Tegangan listrik (V) Arus (A) Daya (W)
1 217 1,24 269,08
2 218 1,25 272,503 219 1,24 271,56
4 218 1,26 274,685 219 1,24 271,56
Rata-rata 218,20 1,24 271,87 ± 2,01
Dikarenakan beban yang diberikan sama maka daya yang dihasilkan pun
tidak berbeda jauh, sedangkan yang membedakan daya tersebut yaitu arus yang
dihasilkan. Daya yang diperlukan dari kelima pengulangan tidak melebihi daya
yang dimiliki oleh motor penggerak yaitu 1/2 Hp atau 373 W. Oleh karena itu
daya yang tersedia pada motor penggerak memenuhi kebutuhan daya untuk proses
pengupasan.
4.2.5 Kebutuhan Energi Spesifik Pengupasan
Energi spesifik pengupasan dihitung untuk mengetahui jumlah energi yang
dibutuhkan untuk mengupas 2 kg kacang kedelai edamame. Energi spesifik
pengupasan dihitung menggunakan Persamaan 41. Perhitungan energi spesifik
pengupasan selengkapnya disajikan pada Lampiran 2.
FTIP001656/066
[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
53
Tabel 14. Hasil Perhitungan Energi Spesifik Pengupasan
Pengulangan Pb dengan beban (W) Ka (kg/jam) W (kJ/kg)
1 269,08 37,12 26,08
2 272,5 36,98 26,52
3 271,56 36,33 26,90
4 274,68 38,32 25,79
5 271,56 39,14 24,97
Rata-rata 271,87 37,57 26,05 ± 0,73
Berdasarkan Tabel 14, dapat dilihat bahwa energi spesifik rata-rata yang
dibutuhkan untuk mengupas 2 kg kacang kedelai edamame adalah sebesar 26,05 ±
0,73 kJ/kg. Hasil tersebut lebih besar jika dibandingkan dengan energi spesifik
pengupasan pada mesin pengupas kacang kedelai yaitu sebesar 1,21 kJ/kg (Hilmi,
2010). Hal ini disebabkan karena perbedaan antara daya dan kapasitas aktual
mesin cukup jauh. Secara teoritis, energi spesifik pengupasan akan meningkat
jika kebutuhan daya listrik pada saat pengupasan meningkat sedangkan nilai
kapasitas aktualnya semakin kecil.
4.2.6 Indeks Performansi
Indeks performansi merupakan angka yang menunjukkan besarnya nilai
kerja suatu mesin. Tujuan dari penggunaan indeks performansi ini yaitu untuk
mengetahui atau menilai efiktifitas dan kinerja dari mesin yang diuji. Berdasarkan
Persamaan 44. diperoleh nilai indeks performansi untuk mesin pengupas kulit
kacang kedelai edamame untuk kelima pengulangan dapat dilihat pada tabel 15.
Tabel 15. Hasil Perhitungan Indeks Performansi
Pengulangan Indeks Performansi
1 0,502 0,503 0,504 0,505 0,50
Rata-rata 0,50 ± 0
FTIP001656/067
[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
54
Dari tabel 15 dapat dilihat hasil rata-rata indeks performansi yaitu 0,50.
Nilai ini masih sangat jauh dari indeks performansi yang seharusnya yaitu sebesar
satu, hal ini disebabkan masih rendahnya efisiensi pengupasan kulit kacang
kedelai edamame. Rendahnya nilai efisiensi tersebut dapat dilihat dari besarnya
fraksi biji yang utuh, rusak, dan biji yang terbuang di kulit. Sedangkan pada hasil
penghitungan fraksi biji yang terkupas masih relatif mendekati jumlah total ketiga
fraksi lainnya yang tidak diharapkan. Apabila kedua fraksi ini semakin rendah
maka efisiensi pengupasan akan menurun dan berdampak pada penurunan indeks
performansi. Artinya indeks performansi mesin pelecet kacang kedelai edamame
dapat ditingkatkan dengan meningkatkan jumlah fraksi biji yang terkupas..
Penghitungan indeks performansi dapat dilihat pada lampiran 2.
4.2.7 Rendemen Pengupasan
Rendemen pengupasan dihitung dengan membandingkan antara massa biji
kacang kedelai edamame yang keluar dari saluran pengeluaran dengan massa
kacang kedelai edamame yang dimasukkan kedalam hopper. Kacang kedelai
edamame yang dimasukkan kedalam rendemen pengupasan hasil yaitu kacang
kedelai edamame yang terkupas. Hasil perhitungan rendemen pengupasan kulit
kacang kedelai edamame berdasarkan pengulangan dapat dilihat pada tabel 16.
Tabel 16. Hasil Perhitungan Rendemen PengupasanPengulangan mt (kg) min (kg) Rk (%)
1 0,85 2 42,50
2 0,84 2 42,00
3 0,84 2 42,00
4 0,82 2 41,00
5 0,8 2 40,00
Rata-rata 0,83 2 41,5 ± 1
Berdasarkan tabel 16, dapat dilihat bahwa rendemen pengupasan rata-rata
yaitu sebesar 41,5 %. Menurut (SNI 01-3922-1995) rendemen yang dihasilkan
dari kacang kedelai harus mencapai 48% dari berat kacang kedelai. Nilai hasil
FTIP001656/068
[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
55
penghitungan rendemen pengupasan kacang kedelai edamame ini menyatakan
masih terdapat bahan yang tidak terkupas. Hal ini dapat dihindari dengan menjaga
kondisi silinder pengupas selalu pada keadaan normal sehingga jarak celah antara
silinder pengupas tetap stabil.
Tabel 17. Data hasil uji kinerja mesin pelecet kacang kedelai edamameUraian Satuan Rata-rataKapasitas teoritis Kg/jam 425,70 ± 0,74Kapasitas aktual Kg/jam 37,57 + 1,13Efisiensi mesin % 8,82 ± 0,26Kebutuhan daya ListrikTanpa bebanDengan beban
W 187,89 + 3,11W 271,87 + 2,01
Kebutuhan energi spesifik pengupasan kJ/kg 26,05 + 0,73Indeks performansi 0,50 + 0,00Kadar air bahan % 16,24 + 1,01Rendemen pengupasan % 41,50 + 1,00
4.3 Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi menggunakan data biaya dari penelusuran pustaka, dan
survei lapangan. Analisis ekonomi menggunakan data panen kacang kedelai
edamame di Kabupaten Jember dan pendanaan awal hanya untuk pengadaan
mesin pelecet kacang kedelai edamame saja. Analisis ekonomi akan menghitung
biaya pokok, titik impas usaha (BEP), analisis kelayakan ekonomis.
Berdasarkan BI Rate bulan desember 2011 yang digunakan dalam analisis
ekonomi untuk penghitungan biaya tetap adalah tingkat suku bunga bank per
tahun sebesar 12%, umur ekonomis mesin selama 5 tahun, nilai rongsok mesin
10% dari harga mesin, biaya perawatan dan perbaikan sebesar 8% dari harga
mesin, asuransi 1% dari harga mesin. Survei lapangan untuk penghitungan biaya
tidak tetap adalah kebutuhan energi listrik, upah operator per jam. Survei
lapangan lainnya yang digunakan adalah, dalam satu tahun kacang kedelai
edamame yang dihasilkan sebagai bahan baku dapat diproses seluruhnya dan jasa
pengupasan seluruhnya dapat terjual. Penghitungan menggunakan survei lapangan
FTIP001656/069
[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
56
dan penelusuran pustaka diatas digunakan untuk memudahkan dalam
penghitungan analisis ekonomi.
4.3.1 Biaya Pokok
Biaya pokok produksi dihitung dengan menjumlahkan biaya tetap dan
biaya tidak tetap, penghitungan terdapat pada lampiran 4. Penghitungan biaya
pokok pengupasan kulit kacang kedelai edamame berdasarkan data dan survei
lapangan adalah sebesar Rp 12.615.520,86. Penerimaan kotor dalam satu tahun
sebesar Rp 17.049.600,00. Biaya pokok dan penerimaan kotor dalam satu tahun
akan digunakan dalam penghitungan titik impas usaha (BEP), analisis kelayakan
ekonomi. Biaya pokok dapat dilihat pada penghitungan lampiran 4.
4.3.2 Titik Impas Usaha (BEP)
Titik impas usaha (BEP) dihitung berdasarkan besarnya produksi kacang
kedelai edamame dalam satu tahun. Titik impas usaha (BEP) dicapai setelah
mesin pelecet kacang kedelai edamame memproduksi 42.490,96 kg. Berdasarkan
hasil penghitungan panen kacang kedelai edamame di Kab. Jember yaitu 400.000
kg/tahun dan rendemen pengupasan kacang kedelai edamame yang sudah dikupas
dan didapatkan hasil produksi kacang kedelai edamame sebesar 116.000 kg/tahun.
Penghitungan tersebut menunjukkan titik impas usaha (BEP) dapat dicapai setelah
mesin pelecet kacang kedelai edamame beroperasi selama 0,36 tahun. Kondisi
tersebut dapat dicapai bila kinerja mesin pengupas ditingkatkan sehingga semua
data survei lapangan dapat dipenuhi. Penghitungan titik impas usaha (BEP) dapat
dilihat pada lampiran 4.
FTIP001656/070
[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
57
4.3.3 Analisis Kelayakan Ekonomi
Analisis kelayakan ekonomi dilihat dari tiga hal, yaitu NPV, IRR, dan B/C
ratio. Untuk lebih jelasnya dijelaskan sebagai berikut :
a) NPV (Net Present Value)
Proses pengupasan untuk memproduksi biji kacang kedelai edamame
dilihat dari nilai NPV dinyatakan layak karena NPV pengupasan bernilai positif
yaitu sebesar Rp 4.991.441,00 sehingga memenuhi kelayakan ekonomi NPV > 0
(Blank & Tarquin, 2002). Nilai NPV yang bernilai positif disebabkan BEP yang
tercapai pada tahun pertama. Kondisi tersebut menyebabkan nilai pendapatan
sekarang lebih besar dari nilai pengeluaran sekarang selama lima tahun masa
pakai mesin sehingga nilai akhir NPV bernilai positif. Penghitungan NPV dapat
dilihat pada lampiran 4.
b) IRR (Internal Rate of Return)
Persyaratan kelayakan ekonomi untuk IRR jika nilai suku bunga IRR >
MARR/Suku bunga bank (Blank & Tarquin, 2002). Hasil penghitungan IRR
sebesar 26,55 % sedangkan nilai suku bunga bank (MARR) yang berlaku adalah
12% (BRI, 2011), maka proses pengupasan menggunakan mesin pelecet kacang
kedelai edamame memenuhi kelayakan ekonomi IRR. Hasil penghitungan tersebut
disebabkan oleh nilai NPV yang positif sehingga saat dicari suku bunga yang
menyebabkan NPV bernilai nol atau negatif menjadi lebih besar dari suku bunga
bank atau MARR. Penghitungan IRR dapat dilihat pada lampiran 4.
c) B/C ratio
Persyaratan kelayakan B/C ratio jika nilai B/C ratio > 1 sedangkan
penghitungan B/C ratio dari proses pengupasan sebesar 1,08. Nilai tersebut sudah
memenuhi kelayakan ekonomi B/C ratio dan menunjukan bahwa usaha tersebut
mempunyai keuntungan (benefit) lebih besar dari biaya produksi (cost).
Penghitungan B/C ratio dapat dilihat pada lampiran 4.
FTIP001656/071
[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
58
d) PBP (Pay Back Period)
Penghitungan kelayakan metode pay back periode tercapai pada tahun ke
3, yaitu pada saat keuntungan bernilai positif sebesar Rp 1.027.238,42. Dengan
demikian untuk metode pay back periode, usaha tersebut mendapatkan
keuntungan pada tahun ke 3. Hasil penghitungan analisis ekonomi dari mesin
pengupas akan dibandingkan dengan standar kelayakan ekonomi. Hasil
perbandingan hasil penghitungan kelayakan ekonomi dengan standar kelayakan
ekonomi dapat dilihat pada tabel 18. Hasil perbandingan menyatakan seluruh
kriteria kelayakan ekonomi terpenuhi. Kondisi ini dapat dicapai bila seluruh data
penelusuran pustaka serta survei lapangan dalam penghitungan analisis ekonomi
dapat dipenuhi atau dengan melakukan saran perbaikan dari mesin pelecet kacang
kedelai edamame.
Tabel 18. Perbandingan Hasil Analisis Ekonomi Mesin Pelecet Kacang KedelaiEdamame dengan Standar Kelayakan Ekonomi
No Parameter Persyaratan Hasil Uji Keterangan1. NPV NPV > 0 Rp 4.991.441,00 Memenuhi2. IRR IRR > MARR 26,55% Memenuhi3. B/C Ratio B/C ratio > 1 1,08 Memenuhi4. PBP PBP ≤ 5 tahun 2,71 Memenuhi