SEMINAR KOMPREHENSIF ANALISIS TEKNIK, UJI KINERJA, DAN ANALISIS EKONOMI MESIN PELECET KACANG KEDELAI EDAMAME
Angga Fajar S (240110060041)
Latar Belakang Kacang Kedelai Edamame
Proses Pengupasan Kulit
Manual
Mesin
Kebutuhan pasar
Solusi
Analisis Teknik, Uji Kinerja, dan Analisis Ekonomi
Kelemahan
Data kelayakan fungsional dan ekonomi
Mesin Pelecet Kacang Kedelai Edamame (LIPI)
Identifikasi Masalah Belum adanya informasi mengenai kinerja dan kelayakan ekonomi mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame yang terdapat di B2PTTG LIPI Subang.
Tujuan Penelitian Mengetahui kelayakan mesin pelecet kacang kedelai edamame secara fungsional dan ekonominya, dengan meliputi beberapa aspek yaitu analisis teknik, uji kinerja, dan analisis ekonomi. Menghasilkan data kinerja dari mesin pelecet kacang kedelai edamame.
Kegunaan Penelitian Kegunaan Praktis : memberikan informasi bagi B2PTTG LIPI Subang dan industri-industri yang bergerak dalam bidang pengolahan hasil pertanian mengenai data kinerja dan kelayakan ekonomi mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame.
Kegunaan Akademis : memberikan pemahaman mengenai pentingnya analisis teknik, uji kinerja dan analisis ekonomi mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame dan sebagai bahan pembanding bagi penelitian lain dan penelitian selanjutnya.
Kerangka Pemikiran Mulai
Mesin Pelecet Kulit Kedelai Edamame Pengujian mesin
Analisis teknik
Uji Kinerja
Analisis Ekonomi
Hasil Analisis Teknik
Hasil Uji Kinerja
Hasil Analisis Ekonomi
Tidak
Evaluasi Hasil Analisis dan Uji Kinerja
Ya Informasi dan Rekomendasi
Selesai
Metodologi Penelitian Waktu dan tempat : bulan Desember 2011 – Januari 2012 di Balai Besar Pengembangan Teknologi Tepat Guna-Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (B2PTTGLIPI) Kabupaten Subang, Jawa Barat.
Alat
:
Bahan : kacang kedelai edamame sebanyak ±10 kg dengan 5 kali pengulangan dan setiap pengulangan menggunakan 2 kg kacang kedelai edamame.
Metode Penelitian : Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian deskriftif yaitu metode penelitian yang menghimpun data, menyusun secara sistematis kemudian melukiskan variabel demi variabel, satu demi satu (Hasan, 2002).
Tahapan Penelitian
Pengamatan Penelitian
Analisis Teknik
• • • • • • •
Kebutuhan Daya penggerak Analisis Pin Analisis Bantalan Sabuk dan Puli Kekuatan Rangka Kekuatan Las Analisis Poros
•
Uji Kinerja :
• • • • • •
Kapasitas Pengupasan Teoritis Kapasitas Pengupasan Aktual Efisiensi Mesin Kebutuhan Daya Energi Spesifik Pengupasan Indeks Performansi Rendemen Pengupasan
Analisis Ekonomi :
• Perhitungan Biaya Pokok • Perhitungan Titik Impas Usaha (BEP) • Analisis Kelayakan Ekonomi
Gambar Mesin Pelecet Kacang Kedelai Edamame • 1. Unit pelecet kedelai • 2. Unit Bak Penampung (hopper) • 3. Unit bak penampung air • 4. Unit saluran pengeluaran
• 5. Rangka
Unit Pelecet Kulit Kedelai Edamame
Unit Saluran Pengeluaran
Pengujian Kapasitas Aktual dan Rendemen
Menimbang kacang kedelai edamame yang akan dikupas.
Memasukkan kacang kedelai edamame kedalam hopper.
Menimbang hasil yang ke luar dari saluran pengeluaran.
Mencatat waktu selama proses berlangsung hingga mesin tidak mengeluarkan kacang kedelai edamame lagi.
Melakukan pengulangan sebanyak 5 kali dengan menggunakan 10 kg setiap pengulangan menggunakan 5 kg kacang kedelai edamame.
Menimbang dan merata-ratakan hasil output tiap percobaan begitu pula dengan waktunya.
Menghitung kapasitas aktual mesin tiap ulangan.
Menghitung rendemen tiap ulangan
Pengujian Kualitas Kupasan Hasil dari proses pengupasan akan diambil sampel untuk pengujian kualitas kupasan. Hasil yang diharapkan yaitu kacang kedelai edamame yang terkupas bersih kulitnya dalam keadaan utuh. Timbang kacang kedelai edamame yang terkupas, kacang kedelai edamame utuh, kacang kedelai edamame yang rusak, serta kulit kacang kedelai edamame lalu dipersentasekan.
Hasil dan Pembahasan Analisis Teknik Parameter
Kebutuhan daya penggerak
Spesifikasi teknis
0.5 Hp
Aktual hasil perhitungan
0.276 Hp
Keterangan
Kesimpulan
Motor 0,5 HP yang digunakan cocok untuk menggerakan mesin dengan Memenuhi daya yang lebih besar dari kebutuhan aktualnya.
Parameter
Diameter
Defleksi puntiran
Putaran
Spesifikasi teknis
17 mm
-
Poros 350 rpm
Aktual hasil perhitungan POROS
Keterangan
Kesimpulan
15,8 mm
Diameter poros hasil perhitungan lebih kecil dari diameter poros yang digunakan sehingga poros aman digunakan
Memenuhi
0,270
Syarat defleksi puntiran poros menurut Sularso dan Suga yaitu 0.250-0.30, dari hasil perhitungan defleksi puntiran tidak melebihi batas yang diizinkan.
Memenuhi
Syarat putaran poros spesifikasi Kritis 1490,16 teknis menurut Sularso dan Suga rpm tidak melebihi 80 persen dari putaran kritis aktual perhitungan
Memenuhi
Parameter
Spesifikasi teknis
Aktual hasil perhitungan
Keterangan
Kesimpulan
PIN Motor penggerak
10 mm
6,76x10-3mm
Puli dan Sprocket
10 mm
10,07 mm
Roda gigi
10 mm
5,48 mm
Untuk menghindari pin patah Memenuhi yang dapat mengakibatkan terganggunya kerja mesin Tidak maka diameter pin hasil Memenuhi perhitungan (aktual) lebih kecil dari diameter pin Memenuhi spesifikasi teknis.
BANTALAN Umur bantalan
626.804,31 jam
Menurut Sularso dan Suga syarat umur bantalan untuk Memenuhi mesin pertanian lebih besar dari 3000 jam
Parameter
Spesifikasi teknis
Jumlah sabuk
1 buah
Aktual hasil Keterangan Kesimpulan perhitungan UNIT TRANSMISI Jumlah sabuk aktual hasil perhitungan 0,527 sehingga 0,527 sabuk yang digunakan Memenuhi dibulatkan menjadi 1 buah sabuk.
Parameter
Spesifikasi teknis
Lendutan
Beban kritis kolom
Beban yang ditopang
441,84 N
441,84 N
Aktual hasil Keterangan perhitungan Rangka Syarat lendutan yang diizinkan 0,85 mm. lendutan hasil 0,0276 mm perhitungan lebih kecil dari lendutan yang diizinkan sehingga rangka aman. Syarat beban kritis kolom maksimal 62.133,5 N. sedangkan 62.133,5 N dari hasil beban yang ditopang rangka 441,84 N sehingga rangka aman. LAS
11.600 N
Syarat beban yang ditopang las maksimal 11.600 N. sedangkan dari hasil beban yang ditopang rangka 441,84 N sehingga kekuatan las aman.
Kesimpulan
Memenuhi
Memenuhi
Memenuhi
Hasil Uji Kinerja Parameter
Ulangan 1
Kapasitas Teoritis Mesin (kg/jam) Kapasitas Aktual Mesin (kg/jam) Efisiensi Mesin (%) Kebutuhan Daya (Watt)
2
3
4
5
Rata-Rata
426,94
425,62
424,92
425,52
425,52
425,70 ± 0,74
37,12
36,98
36,33
38,32
39,14
37,57 ± 1,13
8,69
8,68
8,54
9
9,19
8,82 ± 0,26
269,08
272,5
271,56
274,68
271,56
271,876 ± 2,01
26,08
26,52
26,9
25,79
24,97
26,052 ± 0,73
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5 ± 0,00
42,5
42
42
41
40
41,5 ± 1
Energi Spesifikasi Pengupasan (kJ/kg) Indeks Performansi Rendemen Pengupasan (%)
Hasil Analisis Ekonomi Parameter
Hasil Uji
Syarat
Keterangan
NPV
Rp 5.813.746,00
NPV ≥ 0
Memenuhi
BCR
1,10
BCR ≥ 1
Memenuhi
IRR
29,04%
IRR ≥ MARR
Memenuhi
PBP
tahun ke-3
PBP ≤ tahun ke 5
Memenuhi
Kesimpulan 1. Hasil analisis teknik terhadap mesin pelecet kacang kedelai edamame antara lain kebutuhan daya penggerak minimum sebesar 0,276 Hp, diameter poros minimum sebesar 15,8 mm, defleksi puntiran sebesar 0,270, umur bantalan maksimum 626.804,31 jam, lendutan yang terjadi pada rangka sebesar 0,0276 mm, beban kritis rangka maksimum sebesar 62.133,5 N dan kekuatan las sebesar 11.600 N. 2. Kapasitas teoritis mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar yaitu 425,70 ± 0,74 kg/jam dan kapasitas aktual sebesar 37,57 + 1,13 kg/jam. 3. Kebutuhan daya listrik mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar yaitu 271,87 + 2,01 W dan energi spesifik pengupasan mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar 26,05 + 0,73 kJ/kg. 4. Indeks performansi rata-rata mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar 0,50 + 0,00 (< 1) dan rendemen pengupasan sebesar 41,5 + 1%. 5. Efisiensi mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar 8,82 ± 0,26 %.
6. Hasil analisis ekonomi terhadap mesin pelecet kacang kedelai edamame antara lain:
NPV mesin pelecet kacang kedelai edamame adalah Rp 5.813.746,00. IRR mesin pelecet kacang kedelai edamame yaitu 29,04%.
B/C Ratio mesin pelecet kacang kedelai edamame yairu 1,10.
Untuk periode pengembalian modal, investasi tersebut memperoleh keuntungan pada tahun ke 3. Berdasarkan data penelusuran pustaka dan survei lapangan yang digunakan mesin pelecet kacang kedelai edamame sudah layak secara ekonomi.
Saran 1.
2.
3.
Untuk meningkatkan kinerja mesin diperlukan adanya penelitian lanjutan mengenai kecepatan putaran silinder sehingga proses pelecetan kacang kedelai edamame lebih optimal. Perlu dilakukan modifikasi bagian pin pada sproket dan gear, sehingga sproket dan gear dapat bekerja secara optimum dan bertahan lama. Untuk meningkatkan kinerja mesin diperlukan adanya penelitian lanjutan mengenai efisiensi penyemprotan air pada rumah pelecet sehingga penggunaan air lebih efektif dan hasil pelecetan kacang kedelai edamame dapat lebih maksimal.
Sekian dan Terima Kasih
Pengujian Kadar Air
Pengujian kadar air biji kacang kedelai edamame menurut SNI 01-29072008 dengan cara :
Keringkan cawan dan tutupnya pada 1050C + 10C selama 1 jam. Dinginkan cawan dan tutupnya dalam desikator hingga mencapai suhu ruang.
Timbang 10 g biji kacang kedelai edamame dan timbang dalam cawan hingga merata. Tutup cawan dan timbang dengan ketelitian 0,1 mg.
Letakkan cawan yang telah berisi kacang kedelai edamame dalam oven yang telah dipanaskan pada suhu 1050C + 10C. Buka tutup cawan dan letakkan didekat cawan. Keringkan selama 16 jam + 1 jam. Tutup kembali cawan dan masukkan ke dalam desikator. Dinginkan sampai mencapai suhu ruang. Kemudian timbang.
Lakukan pengujian dengan dua ulangan terhadap kacang kedelai edamame yang sama.
Pengulangan 1
Berat awal 40.07
Berat akhir
Kadar air
33.96
15,24
2
40.06
33.05
17,49
3
40.05
33.85
15,48
4
40.04
33.68
15,88
5
40.04
33.17
17,15
Rata2
16,24 ±1,01
Pengulangan
Berat edamame (kg)
Volume (m3)
Kerapatan kamba (kg/m3)
I
45,30x10-3
0,0001
453
II
45,52x10-3
0,0001
455,2
III
44,98x10-3
0,0001
449,8
IV
45,25x10-3
0,0001
452,5
V
45,27x10-3
0,0001
452,7 452,64 ± 2,71
Rata”
Kerapatan
Wd kamba V
Penelitian Pendahuluan
Persentase berat kulit dan biji (500gr) Kulit : 258,28 gr Biji : 241,72 gr Persentase : kulit : Biji :
Kt = π x D x ρ x N x l x s x 60 x Cc Ka = Wp x
60 t
x 100% P=VxI W=
Ip =
x 100%
Indeks performansi
Ip =
Ma = Massa biji kopi (berbentuk buah, berbentuk biji, biji yang terkupas rusak dan pecah, kulit kacang kedelai edamame) (kg) Mb = Massa kulit kacang kedelai edamame (berbentuk buah, berbentuk biji, biji yang terkupas rusak dan pecah, kulit kacang kedelai edamame) (kg) Xa = Fraksi biji (berbentuk buah, berbentuk biji, biji yang terkupas rusak dan pecah, kulit kacang kedelai edamame) Xb = Fraksi kulit kacang kedelai edamame (berbentuk buah, berbentuk biji, biji yang terkupas rusak dan pecah, kulit kacang kedelai edamame) Ulangan Utuh (kg) Terkupas (kg) Terkupas Rusak (kg) Kulit (kg) (output kulit) 1 0,08 0,12 0,03 0,85 2 0,08 0,07 0,03 0,84 3 0,08 0,10 0,02 0,86 4 0,11 0,08 0,02 0,85 5 0,10 0,04 0,01 0,87 Ulangan Utuh (kg) Terkupas (kg) Terkupas Rusak (kg) Kulit (kg) (output biji) 1 0,17 0,70 0,02 0,03 2 0,18 0,74 0,04 0,02 3 0,17 0,72 0,02 0,03 4 0,19 0,72 0,02 0,01 5 0,19 0,73 0,03 0,03
Data analisis ekonomi Uraian Harga Mesin
Jumlah Rp 12.275.000
Keterangan -
Nilai Rongsok (10% dari harga mesin)
Rp 1.227.500
-
12%/tahun 8 jam/hari 5 tahun 5% 1%/tahun 37 kg/jam 8% /tahun
BRI, 2011 LIPI, 2010 LIPI, 2010 PPh pasal 17 thn 2011 RNAM, 1995
Produksi buah kacang kedelai edamame per tahun (bahan baku)
400.000 kg/tahun
PT. Mitra Tani, 2011
Produksi buah kacang kedelai edamame per tahun (produk, rendemen 41,5%)
116.000 kg/tahun
-
0,271 KW
-
Rp 790,00 Rp 200,00/kg 1 orang
PLN, 2011 PT. Mitra Tani, 2011 LIPI, 2010
Rp 26.000,00/orang
UMR Kab. Jember 2011
Rp 17.049.600
-
Tingkat suku bunga per tahun Jam kerja per hari Umur ekonomis Pajak penghasilan Asuransi Kapasitas kerja mesin Perawatan
Konsumsi energi listrik (watt/jam) Biaya energi listrik (kwh)* Ongkos pengupasan Jumlah operator Upah operator Pemasukan kotor /tahun
Data Uji Kinerja Variabel Uji
I
II
Pengulangan III
IV
V
Rata - Rata
RPM Motor Tanpa Beban Dengan Beban RPM Mesin Tanpa Beban Dengan Beban Berat Awal Bahan (kg)
1442 1422
1443 1420
1441 1422
1443 1423
1443 1422
1442,4 1421,8
376.9 355.5 2
376.8 354.4 2
376.7 354.1 2
376.7 354.6 2
376.8 354.6 2
376,78 354,64 2
Berat Output Bahan (kg)
1,98
1,96
1,98
1,98
1,99
1,97
Kehilangan Berat Bahan (kg)
0,02
0,04
0,02
0,02
0,01
0,02
Lama Waktu Pengupasan (menit)
3,20
3.18
3.27
3.10
3.05
3,20
Tanpa beban
185,12
192,51
185,12
187,46
189,28
187,89
Dengan Beban
269,08
272,50
271,56
274,68
271,56
271,86
Daya Aktual (watt)
Dokumentasi penelitian
