II. TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Terminologi Pascapanen Padi Pengertian pascapanen padi adalah semua kegiatan yang dilakukan oleh petani dan juga oleh lembaga tata niaga atau swasta, setelah padi dipanen sampai dipasarkan kepada konsumen dalam bentuk beras. Kegiatan pascapanen meliputi pemanenan (harvesting), perontokan (threshing), pengangkutan (transportation), pembersihan (cleaning), pengeringan (drying), penyimpanan (storage), penggilingan (hulling atau polishing), dan pemasaran (marketing) (Patiwiri, 2006). Padi biasanya dipanen pada kadar air sekitar 20-24%. Alat panen yang digunakan umumnya adalah sabit atau menggunakan ani-ani (10-15%) dan sebagian yang lain menggunakan peralatan mekanis seperti mechanical binder atau combine harvester (5%). Perontokan gabah sebagian besar dilakukan langsung di sawah setelah panen dengan cara menginjak-injak menggebot ke atas kayu atau bambu, memukul dengan kayu atau perontok pedal, dan menggunakan power thresher, kemudian dilanjutkan dengan pembersihan dan pengeringan. Proses pengeringan gabah bertujuan untuk menurunkan kadar air gabah agar dicapai tingkat kadar air yang aman untuk disimpan atau untuk penggilingan. Kadar air yang baik untuk penyimpanan adalah 14%. Pengeringan gabah biasanya masih dilakukan dengan cara penjemuran. Setelah dikeringkan gabah dapat langsung digiling atau disimpan. Penggilingan gabah yang telah dikeringkan adalah usaha untuk memisahkan kulit gabah (sekam) dan dedak dari butir gabah untuk diolah menjadi beras sosoh (polish rice). Susut yang terjadi cukup besar selama proses penggilingan, setelah proses pemanenan dan perontokan. Oleh karena itu, penggilingan memerlukan perencanaan dan pemilihan alat yang baik (Surajit K. De Datta, 1981). Dalam kaitan dengan proses penggilingan padi, karakteristik fisik gabah sangat perlu diketahui karena proses penggilingan padi sebenarnya mengolah bentuk fisik dari butiran gabah menjadi beras putih. Butiran gabah memiliki bentuk awal berupa gabah kering giling (GKG), masih memiliki bagian-bagian yang tidak dapat dimakan, atau tidak enak dimakan, sehingga perlu dipisahkan. Selama proses penggilingan, bagian-bagian tersebut dilepaskan satu demi satu sampai akhirnya didapatkan beras yang enak dimakan yang disebut dengan beras sosoh atau beras putih. Kualitas fisik gabah ditentukan oleh kadar air dan kemurnian gabah. Yang dimaksud dengan kadar air gabah adalah jumlah kandungan air dalam butiran gabah yang biasanya dinyatakan dalam satuan persen (%) dari berat basah (wet basis). Sedangkan tingkat kemurnian gabah merupakan persentase barat gabah bernas terhadap berat keseluruhan campuran gabah. Makin banyak benda asing atau gabah hampa atau rusak di dalam campuran gabah maka tingkat kemurnian gabah makin rendah. Kualitas gabah akan mempengaruhi kualitas dan kuantitas beras yang dihasilkan. Kualitas gabah yang baik akan berpengaruh pada tingginya rendemen giling. Rendemen giling adalah persentase berat beras sosoh terhadap berat gabah yang digiling. Rendemen giling = Wsoso h Wgaba h x 100%... (1) Dimana : W sosoh = Berat beras sosoh (kg) W gabah = Berat gabah (kg) 4

2 Berat sosoh yang dimaksud adalah gabungan beras kepala dan beras patah besar. Selain dipengaruhi oleh kualitas gabah, rendemen giling juga dipengaruhi oleh varietas padi dan kinerja mesin-mesin yang dipakai dalam proses penggilingan. Kemurnian gabah dipengaruhi oleh adanya butir yang tidak bernas seperti butir hampa, muda, berkapur, benda asing atau kotoran yang tidak tergolong gabah, seperti debu, butir-butir tanah, batu-batu, kerikil, potongan kayu, potongan logam, tangkai padi, biji-biji lain, bangkai serangga hama, serat karung dan sebagainya. Termasuk pula dalam kategori kotoran adalah butir-butir gabah yang telah terkelupas (beras pecah kulit) dan gabah patah. Tabel 3. Standar mutu gabah berdasarkan SNI No Kriteria mutu Mutu I (%) Mutu II (%) Mutu III (%) Kadar air (maks) Gabah hampa (maks) Butir rusak + butir kuning (maks) Butir mengapur + gabah muda (maks) Gabah merah (maks) Benda asing (maks) Gabah varietas lain (maks) B. Proses Penggilingan Padi Langkah awal pada tahap ini adalah menyiapkan gabah yang akan digiling. Gabah yang telah dimasukkan dalam karung dikeluarkan untuk kemudian dijemur. Proses ini dilakukan di lantai jemur khusus yang telah dibuat. Saat penjemuran gabah dibolak-balik secara kontinu. Tujuannya adalah memperoleh tingkat kekeringan yang seragam. Hal ini biasanya dilakukan sebanyak dua kali dengan masing-masingnya berdurasi 6 jam atau disesuaikan dengan keadaan cuaca. Setelah gabah kering, yaitu dengan kadar air ideal kurang lebih sebesar 14% gabah telah siap untuk digiling. Penggilingan padi adalah salah satu tahapan pascapanen padi yang terdiri dari rangkaian beberapa proses untuk mengolah gabah menjadi beras siap konsumsi. Gabah yang dimasukkan pada proses penggilingan padi adalah gabah kering giling (GKG). Gabah kering giling (GKG) adalah gabah yang memiliki kadar air kurang lebih 14% dan hasilnya berupa beras sosoh berwarna putih yang siap dikonsumsi. Dari bentuk gabah kering giling sampai menjadi beras sosoh, berat biji padi akan berkurang sedikit demi sedikit selama proses penggilingan akibat dari pengupasan dan penyosohan. Bagianbagian yang tidak berguna akan dipisahkan sedangkan bagian utama yang berupa beras akan dipertahankan. Namun tidak dapat dihindarkan sebagian butir beras akan patah selama mengalami proses penggilingan. Menurut Esmay et al. (1979), operasi penggilingan yang baik akan menghasilkan kualitas beras yang baik, susut rendah dan biaya pengolahan yang rendah pula. Pada Gambar 1 ditunjukkan perubahan bobot butiran padi pada tahap-tahap proses penggilingan padi. Diagram ini disebut diagram Sankey sesuai dengan nama penemunya. Nilai-nilai numerik di dalam diagram Sankey dapat berbeda-beda bergantung pada varietas padi yang digiling serta sistem penggilingan padi yang dipakai. Nilai-nilai yang ditunjukkan pada gambar 1 adalah nilai- 5

3 nilai untuk padi yang berasal dari Amerika yang berbutir panjang (long grain). Seperti tampak pada Gambar 1, gabah kering panen yang memiliki kadar air sekitar 20% akan menurun beratnya sebanyak 7% setelah mengalami proses pengeringan hingga menjadi gabah kering giling yang memiliki kadar air sekitar 14%. Apabila tidak langsung digiling, gabah terlebih dahulu disimpan dalam bentuk gabah kering giling. Gambar 1. Diagram Sankey Gabah kering giling yang memiliki kadar air sekitar 14% dan kotoran sekitar 3% dianggap sebagai bobot awal (100%) yang merupakan masukan terhadap proses penggilingan. Proses penggilingan padi diawali dengan pembersihan awal untuk membersihkan kotoran-kotoran yang berjumlah kira-kira 3% dari bobot gabah awal. Selanjutnya gabah bersih mengalami proses pemecahan kulit, di mana sekam yang berbobot 20% dari bobot gabah awal akan terlepas dari butiran gabah, dan akan tersisa dari beras pecah kulit sebanyak 77%. Beras pecah kulit kemudian melalui proses penyosohan untuk memisahkan bekatulnya dan untuk mendapatkan warna beras yang mengkilap. Akibat proses ini diperoleh bekatul sebanyak 10% dari berat gabah awal, beras kepala sebanyak 15%. Persentase sekam dan bekatul semata-mata disebabkan oleh perbedaan varietas padi, sedangkan persentase beras patah dan beras kepala banyak dipengaruhi oleh kinerja mesin yang dipakai. Yang disebut sebagai hasil utama proses penggilingan padi adalah beras sosoh, yaitu gabungan beras kepala dan beras patah besar. Beras patah kecil atau menir sering disebut sebagai hasil samping karena tidak dikonsumsi sebagai nasi seperti halnya beras kepala dan beras patah besar. Jadi, hasil samping proses penggilingan padi berupa sekam, bekatul, dan menir. Jumlah yang dihasilkan dapat diperkirakan dari diagram Sankey pada gambar 1, yaitu sekam sebanyak 20%, bekatul 10%, dan menir 2% dari berat gabah awal yang digiling. Hasil-hasil samping tersebut memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi. Sekam dipakai sebagai bahan bakar atau media tumbuh tanaman hidroponik, 6

4 bekatul dipakai sebagai bahan pakan ternak, makanan manusia, minyak bekatul (brain oil) dan menir biasanya diolah lebih lanjut menjadi tepung beras dan pakan ternak (Patiwiri, 2006). Dari proses penggilingan padi akan dihasilkan beras kepala (nead rice), beras patah (broken rice), dan menir (Bor S. Luh, 1980). BULOG memberikan klasifikasi ukuran yang berbeda, yaitu menir memliki ukuran lebih kecil dari 2/10 bagian beras utuh atau melewati lubang ayakan 2.0 mm, beras patah memiliki ukuran 2/10 sampai 6/10 bagian beras utuh, sedangkan beras kepala memiliki ukuran lebih besar dari 6/10 bagian beras utuh. Hasil utama proses penggilingan padi adalah beras sosoh, yaitu beras kepala dan beras patah besar. Beras patah kecil atau menir disebut sebagai hasil sampingan karena tidak dikonsumsi sebagai nasi. Jadi hasil samping proses penggilingan padi berupa sekam, bekatul, dan menir. Untuk menjalankan rangkaian penggilingan padi diperlukan rangkaian mesin/alat yang keselurahannya disebut sistem penggilingan padi. Rangkaian mesin-mesin berfungsi mengupas kulit gabah (sekam), memisahkan gabah yang belum terkupas dengan beras yang telah terkupas (beras pecah kulit), melepaskan lapisan bekatul dari beras pecah kulit dan yang terakhir memoles beras hingga siap dikonsumsi dan memiliki penampakan yang menarik. Mesin-mesin yang dipakai dalam sistem penggilingan padi dapat berupa rangkaian yang lengkap atau hanya rangkaian beberapa buah mesin. Kelengkapan rangkaian mesin akan mempengaruhi kualitas akhir penggilingan. Untuk menghasilkan hasil penggilingan yang baik, sistem penggilingan padi seharusnya terdiri dari rangkaian-rangkaian mesin yang lengkap. Namun dengan adanya keterbatasan modal untuk pengadaan mesin-mesin penggilingan padi secara lengkap, maka suatu sistem penggilingan padi dapat mengurangi rangkaian mesin yang dipakai. Hal ini tentu saja akan mengurangi kuantitas dan kualitas beras hasil penggilingan. 1. Pemecahan Kulit (Husking, Hulling, Shelling) Pemecahan atau pengelupasan kulit bertujuan untuk melepaskan kulit gabah dengan kerusakan sekecil mengkin pada butiran beras. Bagian-bagian yang akan dilepaskan adalah palea, lemma dan glume atau keseluruhannya disebut sekam. Mesin yang dipakai misalnya husker, huller atau sheller. Sebagian besar gabah yang dimasukan ke dalam mesin pemecah kulit akan terkelupas dan masih ada sebagian kecil yang belum terkelupas. Butiran gabah yang terkelupas akan terlepas menjadi dua bagian, yaitu beras pecah kulit dan sekam. Gabah yang belum terkelupas dapat berupa gabah utuh atau gabah yang telah pecah kulitnya, namun sekam belum terlepas dari butiran berasnya. Selanjutnya butiran gabah yang belum terkelupas harus dipisahkan dari beras pecah kulit dan sekam untuk dimasukan kembali ke dalam mesin pemecah kulit. Untuk mendapatkan kualitas pengupasan yang baik, yaitu efisiensi pengupasan yang baik adalah jika efisiensi pengupasan yang tinggi dan tingkat beras patah yang rendah, maka perlu dilakukan penyetelan mesin pemecah kulit secara tepat. Apabila mesin diatur untuk mendapatkan efisiensi pengupasan yang tinggi, biasanya tingkat kerusakan beras yang terjadi akan tinggi pula. Sebaliknya, apabila mesin diatur untuk mendapatkan tingkat beras patah yang rendah, biasanya efisiensi pengupasan yang dihasilkan akan rendah pula. Ada dua prinsip pemecahan atau pengupasan kulit gabah yaitu mesin-mesin yang memakai prinsip pemecahan kulit dengan dua tegangan geser berlawanan yang disebut kelompok friksional, dimana dinding bahan penggesek memberikan gaya gesekan pada sisi-sisi gabah. Sedangkan yang memakai prinsip pemecahan dengan satu tegangan geser disebut kelompok sentrifugal. Pada kelompok sentrifugal, untuk menimbulkan tegangan geser yang cukup untuk pengupasan, gabah dibenturkan dengan kecepatan tinggi. 7

5 Friksional Sentrifugal Tabel 4. Klasifikasi mesin pemecah kulit Kelompok Sumber: Patiwiri, 2006 Tipe Hand mill Engelberg Under runner disk husker Rubber roll husker Impact husker Impeller husker Vacum husker Ada beberapa jenis husker antara lain engelberg husker, under-runner disc husker, rubber roll husker, impact husker, impeller husker, dan vacum husker. a. Engelberg husker Mesin pemecah kulit tipe Engelberg (Engelberg husker) atau disebut juga tipe silinder besi, merupakan tipe paling awal mesin pemecah kulit. Pertama kali mesin Engelberg dirancang untuk dapat melakukan dua jenis pekerjaan, yaitu pemecahan kulit dan penyosohan. Penggunaan mesin Engelberg semakin berkurang dengan diciptakannya mesin-mesin baru yang lebih maju. Mesin ini bekerja dengan prinsip pemberian dua tegangan geser berlawanan pada dua sisi gabah. Tegangan yang terjadi sebagai akibat dari adanya gesekan silinder yang berputar. Pada sisi luar silinder terdapat tonjolan-tonjolan besi sebanyak 5-6 buah yang dipasang membujur di sepanjang sisi silinder. Tonjolan-tonjolan inilah yang bersama dengan pisau pengupas yang akan menjepit dan menggesek gabah pada waktu silinder berputar. b. Under-runner disc husker Mesin under-runner disk husker memecahkan sekam dengan dua buah piringan. Kedua piringan tersebut dipasang di atas yang lain. Piringan yang terletak di atas di pasang diam tidak bergerak, sedangkan piringan yang terletak di bawah berputar. Karena piringan memiliki permukaan gesek yang terbuat dari batu, mesin ini disebut juga stone disc husker atau pelmolen. c. Rubber roll husker Mesin pemecah kulit tipe rol karet (rubber roll husker) memecahkan sekam dengan dua buah rol karet yang dipasang berdekatan. Kedua rol karet tersebut diputar dengan kecepatan yang berbeda dan arah yang berlawanan. Untuk mendapatkan hasil pengupasan yang baik, jarak antar kedua rol diatur sekitar mm, yaitu lebih kecil daripada ketebalan satu butir gabah. Rol yang berputar dengan kecepatan tinggi dinamai rol utama, sedangkan rol lainnya dinamakan rol pembantu. Rol utama juga disebut fixed roll karena dipasang pada suatu poros stasioner, sedangkan rol pembantu disebut movable roll karena posisinya dapat digeser untuk mengatur jarak antara kedua rol. Rol utama berputar dengan kecepatan sudut 1050 rpm, sedangkan rol pembantu berputar dengan kecepatan 800 rpm, atau kira-kira 24% lebih lambat daripada rol utama. Kedua rol mempunyai diameter yang sama, berkisar antara mm 8

6 tergantung kapasitas yang direncanakan. Tebalnya berkisar antara 60 mm sampai 250 mm. Mekanisme pemecahan kulit oleh rol karet ditunjukkan pada gambar 2 (Patiwiri, 2006). Gambar 2. Mekanisme pemecahan kulit dengan rol karet Rol utama yang berputar lebih cepat biasanya mengalami keausan yang lebih cepat. Untuk alasan ekonomis, daripada mengganti dengan rol baru, akan lebih baik menukar kedua rol, yaitu rol pembantu menjadi rol utama dan rol utama menjadi rol pembantu. Selanjutnya rol utama akan aus lebih cepat, sehingga diameter kedua rol akan cenderung menjadi sama. Setelah kedua rol menjadi sangat aus, yaitu bagian rol karet sudah hampir habis, kedua rol harus diganti dengan rol baru. Pertukaran dan penggantian rol ditunjukkan dengan ilustrasi pada Gambar 3. Gambar 3. Penukaran dan penggantian rol karena mengalami keausan d. Impact Husker Pemecah kulit tipe benturan memakai prinsip pengupasan dengan aplikasi gaya gesekan pada satu sisi gabah. Untuk memberikan gerakan yang cepat kepada gabah, gabah diputar dengan piringan berbentuk lingkaran. Blade-blade karet yang dipasang miring di luar sisi piringan dengan sudut 45 yang berlaku sebagai permukaan gesek. Pada waktu terlempar keluar dari piringan, butiran gabah telah memiliki kecepatan dan gaya sentrifugal yang cukup. 9

7 e. Impeller husker Pemecah kulit tipe impeller merupakan penyempurnaan dari tipe benturan. Bagian yang disempurnakan adalah permukaan gesek. Butiran gabah diputar dengan piringan yang memiliki kisi-kisi berupa blade. Kumpulan blade yang berputar tersebut berlaku sebagai impeller. Di samping adanya gaya gesekan yang menahan butiran beras, gabah juga tetap mengalami gaya sentrifugal ke arah luar piringan. Akibat adanya dua gaya tersebut, butiran gabah terpuntir dan terkupas. Pengupasan pada blade-blade ini mengakibatkan 20-50% gabah terkupas (Patiwiri 2006). f. Vacum husker Mesin pemecah kulit tipe vakum memiliki prinsip kerja mirip dengan tipe impact (benturan). Gabah diputar dengan kecepatan tinggi dan kemudian dibenturkan dengan kuat pada dinding karet di pinggiran piring pemutar. Setelah sekam pecah, seluruh butiran diisap keluar oleh isapan udara yang sangat kuat. Hal ini membuat butiran-butiran tertarik dan sekam yang belum terlepas dari butiran beras akan terlepas karena kuatnya isapan. Karena kuatnya isapan tersebut, tipe ini disebut tipe vakum. 2. Pemisahan Sekam Pemisahan sekam dilakukan setelah pemecahan kulit. Tujuan pemisahan sekam adalah memisahkan sekam dari beras pecah kulit dan gabah utuh yang belum terkupas selama proses pemecahan kulit. Sekam harus dipisahkan karena penyosohan tidak akan berfungsi baik apabila beras pecah kulit masih bercampur sekam. Disamping itu, tanpa pemisahan sekam persentase beras patah pada penyosohan akan lebih tinggi dan kualitas beras sosoh akan menjadi rendah. Mesin yang digunakan untuk pemisahan ini disebut husk aspirator atau aspirator. Gambar 4. Aspirator dengan rubber roll husker Prinsip pemisahan sekam sangat sederhana, yaitu memisahkan sekam dari beras pecah kulit dan gabah utuh berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Pada umumnya mesin pemisah sekam dilengkapi dengan kipas untuk menghisap sekam dan debu. Beras pecah kulit dan gabah akan tetap mengalir ke bawah karena tidak terisap oleh kipas akibat daya beratnya. Beberapa mesin pemisah 10

8 sekam juga dilengkapi ayakan bergetar untuk memisahkan beras pecah kulit dan dedak kasar sebelum proses pemisahan sekam. Hal ini perlu dilakukan karena beras patah dan dedak kasar memiliki nilai ekonomis. 3. Pemisahan Gabah dan Beras Pecah Kulit Setelah proses pemecahan kulit dan pemisahan sekam akan dihasilkan campuran beras pecah kulit dan gabah yang masih utuh. Beras pecah kulit dan gabah utuh harus dipisahkan karena memerlukan penanganan yang berbeda. Beras pecah kulit akan diteruskan ke mesin penyosoh, sedangkan gabah utuh akan dikirim kembali ke mesin pemecah kulit. Mesin yang digunakan adalah paddy separator atau separator. Semakin tinggi effisiensi mesin pemecah kulit maka semakin tinggi jumlah beras pecah kulit yang dihasilkan dan semakin rendah jumlah gabah utuh yang tidak terkelupas (Patiwiri, 2006). Dengan adanya perbedaan karakteristik tersebut telah ditemukan mekanisme yang dapat memisahkan gabah dari butiran beras pecah kulit yaitu dengan cara menampi. Karena gabah lebih ringan, maka butiran-butiran gabah akan terkumpul ke tempat yang berbeda pada bidang penampi. Di samping itu, karena terdapat perbedaan ukuran, dipakai juga prinsip pemisahan dengan mengayak. Ayakan yang dipakai memiliki ukuran lubang yang dapat menahan gabah dan meloloskan beras pecah kulit. 4. Penyosohan Hasil penggilingan pertama atau beras pecah kulit pada proses pemecahan kulit (husking) yang dihasilkan masih mengandung lapisan bekatul yang membuat beras berwarna gelap kecoklatan. Hal tersebut menjadikan penampakan beras kurang menarik dan rasa nasi yang kurang enak. Maka dari itu perlu dilakukan penyosohan menggunakan mesin penyosoh beras. Untuk membuang lapisan bekatul dari butiran beras dilakukan suatu tahap kegiatan yang disebut penyosohan. Tahap ini disebut juga tahap whitening atau polishing. Disebut whitening karena tahap ini berfungsi merubah beras menjadi beras putih, sedangkan disebut polishing karena permukaan beras digosok untuk membuang lapisan bekatul sehingga didapat beras putih. Hasil dari tahap ini adalah beras sosoh yang berwarna putih dan hasil sampingan berupa dedak dan bekatul. Untuk mendapatkan hasil yang baik, tahap ini biasanya dilakukan beberapa kali, baik pada mesin yang sama atau mesin yang berbeda. Mesin-mesin yang dipakai dalam kegiatan penyosohan disebut whitener atau polisher dan dapat ditambah dengan mesin pengkilap serta pencuci (refiner) yang berfungsi mengkilapkan dan mencuci permukaan beras. Makin sering proses penyosohan dilakukan, maka beras sosoh yang dihasilkan makin putih dan beras patah yang dihasilkan makin banyak (Patiwiri, 2006). Untuk mencapai tujuan penyosohan, yaitu melepaskan lapisan bekatul dari butiran beras dan memberikan warna mengkilap pada beras, butiran beras perlu digosok. Terdapat dua cara menggosok yang diterapkan pada mesin-mesin penyosoh, yaitu menggerinda dengan suatu permukaan kasar dan menekan serta menggesek dengan permukaan rata. Prinsip menggerinda biasanya diterapkan pada mesin-mesin penyosoh yang dipakai pada tahapan awal penyosohan. Pada tahapan ini, bagian luar butiran perlu dikikis untuk membuang lapisan bekatul. Untuk mengikis diperlukan permukaan kasar yang terbuat dari batu abrasif. Seperti tampak pada Gambar 5a, butiran beras pecah kulit dijepit pada suatu ruang penyosohan. Permukaan abrasif digerakkan dengan kecepatan tinggi, sehingga permukaan kasar tersebut 11

9 berfungsi seperti gerinda yang mengikis permukaan beras. Selain itu, butiran beras di dalam ruang penyosohan juga cenderung ikut bergerak, sehingga terjadi gesekan antara sesama butiran beras dan antara butiran beras dengan permukaan yang diam. Gesekan-gesekan tersebut juga mengakibatkan lepasnya kulit ari. a. Menggerinda b. Menekan dan menggesek Gambar 5. Prinsip kerja mesin-mesin penyosoh Pada prinsip menekan dan menggesek, permukaan yang dipakai menggesek butiran beras dan kecepatan pergerakan permukaan gesek berbeda dari prinsip menggerinda. Prinsip ini biasanya diterapkan pada mesin-mesin penyosoh yang dipakai pada tahap pertengahan atau akhir dari penyosohan. Karena tujuan utamanya bukan mengikis butiran beras, permukaan kasar dan kecepatan gerakan permukaan gesek yang tinggi tidak diperlukan. Sebagai gantinya, yang diperlukan adalah tekanan yang tinggi terhadap butiran beras dan adanya gerakan-gerakan yang membuat butiran beras bergesekan. Tekanan dihasilkan oleh himpitan kedua permukaan dan gerakan-gerakan butiran beras disebabkan oleh perputaran permukaan gesek. Gesekan-gesekan butiran beras pada tekanan tinggi akan melepaskan sisa lapisan dan membuat permukaan beras menjadi rata. Perbedaan tipe abrasif dan tipe tekanan dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Perbedaan mesin penyosoh tipe abrasif dan mesin penyosoh tipe tekanan Sumber: Patiwiri, 2006 Uraian Tipe Abrasif Tipe Tekanan Prinsip kerja Asah Gesek Putaran poros utama Tinggi Rendah Bahan rol Batu Besi Jika kapasitas dinaikkan Butir patah turun Butir patah naik Jika kapasitas diturunkan Butir patah naik Butir patah turun Fungsi utama Pra-pemutihan Pemutihan Kenaikan butir patah % % Tingkat keputihan beras Tinggi Rendah Tingkat kekilapan beras Rendah Tinggi Proses pengelupasan lapisan bekatul Mudah Sukar dan lembaga Efisiensi penyosohan Tinggi Rendah 5. Pemisahan Beras Berdasarkan Ukuran Beras hasil penyosohan berupa campuran butiran beras yang memiliki berbagai ukuran. Adanya berbagai ukuran tersebut disebabkan oleh adanya butiran-butiran beras yang patah selama pemecahan kulit dan penyosohan. Untuk memisahkan beras kepala dan beras patah diperlukan 12

10 proses tersendiri yang disebut grading. Proses ini juga bisa dilengkapi dengan proses pengeluaran sisa bekatul atau kotoran. FAO membedakan ukuran beras berdasarkan panjang butirannya menjadi tiga, yaitu menir, beras patah, dan beras kepala. Menir adalah beras yang ukuran butirannya dapat melewati lubang ayakan 1.4 mm. Beras patah adalah beras yang ukuran butirannya antara 3/8 sampai 6/8 bagian beras utuh. Sedangkan beras kepala adalah beras yang ukuran butirannya lebih besar dari 6/8 bagian butiran panjang butir beras utuh. Apabila pemisahan dilakukan berdasarkan tebal butiran beras, prinsip kerja grader sama dengan ayakan pada proses pembersihan awal. Ayakan yang dipakai dapat berupa ayakan datar yang digoyang atau berupa silinder yang berputar. C. Sistem Penggilingan Padi Sistem penggilingan padi merupakan rangkaian mesin-mesin yang berfungsi melakukan proses giling gabah, yaitu dari bentuk gabah kering giling (GKG) sampai menjadi beras yang siap dikonsumsi (Patiwiri, 2006). Pada umumnya sistem penggilingan padi terdiri dari 3 (tiga) bagian pokok, yaitu husker, separator, dan polisher. Bagian lainnya hanya merupakan pendukung agar dapat memperoleh hasil akhir yang lebih baik. Berdasarkan tingkat teknologi, penggilingan padi dapat dikelompokkan menjadi lima, yaitu (i) penggilingan padi sederhana, (ii) penggilingan padi kecil, (iii) penggilingan padi besar, (iv) penggilingan padi terpadu, (v) country elevator. 1. Penggilingan Padi Sederhana Penggilingan padi sederhana (PPS) adalah unit peralatan teknik yang berfungsi sebagai mesin pengolah gabah menjadi beras, baik merupakan satu unit tersendiri mupun merupakan gabungan dari beberapa mesin, dimana proses satu dengan yang lain dihubungkan oleh proses pemindahan bahan dengan menggunakan tenaga manusia. Dikatakan sederhana karena teknologi yang digunakan sudah dikenal sejak adanya mesin penggilingan padi sederhana sampai saat ini secara turun-temurun tidak mengalami perubahan yang berarti. Beberapa jenis penggilingan padi sederhana diantaranya yaitu tipe engelberg dan kombinasi beberapa mesin. a. Tipe Engelberg Mesin tipe Engelberg merupakan mesin pertama yang dikenal sebagai mesin pengolah gabah menjadi beras. Sebagai tahap pertama mesin ini berfungsi sebagai pengupas kulit gabah sehingga menjadi beras pecah kulit dan sekam. Selanjutnya dengan mesin yang sama, beras pecah kulit disosoh agar menjadi beras putih. Keuntungan mesin ini adalah sangat sederhana dan mudah dioperasikan, sedangkan kelemahannya adalah menghasilkan beras dengan kualitas kurang baik dengan tingkat butir patah sangat tinggi. b. Kombinasi beberapa mesin Mesin ini merupakan pengembangan dari mesin tipe Engelberg, dimana fungsi sebagai pengupas kulit gabah diganti dengan husker, baik itu under runner maupun tipe rubber roll, sedangkan tipe pemutih bisa menggunakan mesin Engelberg atau diganti dengan mesin tipe vertical abrasive atau tipe horizontal abrasive. Pada perkembangan selanjutnya, para 13

11 pengusaha penggilingan padi melakukan beberapa kombinasi mesin sehingga dapat menghasilkan beras dengan kualitas yang lebih baik. Untuk meningkatkan kualitas hasil pengolahan penggilingan padi, para pengusaha menambah peralatan yang umumnya buatan lokal, di antaranya aspirator (pemisah kotoran dan gabah) dan ayakan sederhana yang berfungsi sebagai pembersih awal sebelum gabah dimasukkan ke dalam husker. Selanjutnya setelah keluar dari polisher, beras diayak dengan ayakan sederhana yang berfungsi memisahkan menir. 2. Penggilingan Padi Kecil Penggilingan Padi Kecil (PPK) adalah unit peralatan teknik yang merupakan gabungan dari beberapa mesin menjadi satu kesatuan utuh yang berfungsi sebagai pengolah gabah menjadi beras dengan kapasitas lebih kecil dari 2 (dua) ton GKG per jam. Sistem PPK dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu tipe sederhana dan tipe lengkap. Tipe sederhana umumnya hanya melalui proses pecah kulit, proses pemisahan gabah dengan beras pecah kulit secara sederhana dan proses pemutihan beras pecah kulit. Unit ini sering disebut juga sebagai penggilingan gabah one pass, yaitu proses pecah kulit, proses pemisahan sekam dan proses penyosohan yang dilakukan dari atas ke bawah dengan menggunakan gaya gravitasi gabah itu sendiri. Pada tipe lengkap terdapat empat proses yaitu pembersihan gabah, proses pecah kulit, proses pemisahan gabah dengan beras pecah kulit dan proses pemutihan beras pecah kulit, serta pemindahan bahan antar mesin menggunakan elevator. Meskipun peralatan yang digunakan telah dikategorikan lengkap, namun peralatan yang digunakan masih sederhana. Tipe ini juga sering disebut Rice Milling Unit (RMU). 3. Penggilingan Padi Besar Penggilingan Padi Besar (PPB) adalah unit peralatan teknik yang merupakan gabungan dari beberapa mesin menjadi satu kesatuan utuh yang berfungsi sebagai pengolah gabah menjadi beras dengan kapasitas lebih besar dari 2 (dua) ton GKG per jam. sistem pengolahan ini minimal harus melalui empat proses utama, yaitu proses pembersihan gabah, proses pemecah kulit, proses pemisahan gabah dengan beras pecah kulit dan proses pemutihan beras pecah kulit secara berulang dua sampai empat kali. Bahkan umumnya penggilingan padi besar dilengkapi dengan peralatan tambahan berupa elevator, pemisah batu (destoner), pemisah menir (sifter), pengelompokan kualitas beras (grader), bak penampungan beras berdasarkan tingkat kepatahan, pengepakan dan siklon sebagai tempat penampungan bekatul. Unit penggilingan padi besar sering disebut Rice Milling Plant (Pabrik Penggilingan Padi). Pada dasarnya aliran gabah maupun beras dari suatu unit mesin ke unit lainnya menggunakan elevator atau konveyor. Elevator dipakai untuk menaikkan gabah dari tempat yang rendah ke tempat yang tinggi secara vertikal, sedangkan konveyor dipakai untuk mengalirkan bahan dari suatu tempat ke tempat lain yang memiliki ketinggian yang sama. Tiap-tiap mesin memiliki wadah penampungan (hopper) sebagai tempat penampungan sederhana yang terletak pada bagian atas mesin. Tujuannya adalah agar mesin mendapatkan masukan bahan secara kontinyu sehingga mesin berfungsi terus-menerus secara normal. Apabila masukan bahan tidak kontinyu, maka kinerja mesin menjadi tidak efisien dan mutu hasil menjadi berkurang. 14

12 4. Pengolahan Padi Terpadu Pengolahan padi terpadu (PPT) adalah unit peralatan teknik yang merupakan gabungan dari unit proses pembersihan awal, pengeringan, penyimpangan, penggilingan, pengepakan yang satu dengan yang lain dan dihubungkan dengan elevator serta memiliki kapasitas besar. Sistem pengolahan di PPT terbilang sangat kompleks dan masing-masing pabrikan mempunyai ciri khas tersendiri. Salah satu tipe proses yang digunakan oleh PPT dari Korea adalah: (1) bagian pembersihan awal dengan peralatan berupa intake hopper, pre cleaner, moisture measurement dan hopper scale, (2) bagian pengeringan (dryer, cleaner), (3) bagian penyimpanan (square bin, drying and storage silo, grain cooler), (4) bagian penggilingan (destoner, auto weigher, husker, closed circuit chaff blower, paddy separator, brown rice conditioner, immature separator, polishing machine, rotary sifter, cleaning machine, color sorter, vibration separator, length grader) dan (5) bagian pengepakan (packing machine) (Patiwiri, 2006). 5. Country Elevator Yang dimaksud dengan country elevator adalah penggilingan padi terpadu yang berlokasi di tengah sentra produksi padi serta terintegrasi dengan areal persawahan skala besar, sehingga hasil panen padi langsung dibawa ke tempat pengolahan tersebut. Kelebihan country elevator adalah dapat mengurangi kegiatan dan biaya pengangkutan dan mengurangi biaya pengemasan gabah setelah dipanen (karung). Selain efisiensi pengangkutan juga kualitas beras yang dihasilkan akan lebih baik karena menggunakan teknologi yang lebih canggih dengan perangkat control pada setiap proses pengolahannya. Ciri khas country elevator adalah skalanya yang besar dan memiliki sistem transportasi berupa elevator yang juga skala besar. Elevator digerakkan dengan motor listrik serta dikendalikan dengan suatu ruang kontrol. Selain mengontrol kerja mesin-mesin, ruangan kontrol juga dapat mengontrol kondisi kualitas gabah yang baru diterima, gabah yang dikeringkan, gabah yang ada di silo penyimpanan serta beras pecah kulit setelah melaui proses pengupasan. D. Perhitungan Biaya Penggilingan Padi Biaya penggilingan padi perlu diketahui, baik pada tahap perencanaan maupun dalam tahap pelaksanaan. Pada tahap perencanaan, biaya penggilingan perlu dihitung untuk mengetahui kelayakan proyek tersebut, sedangkan dalam tahap pelaksanaan biaya penggilingan akan dipakai sebagai patokan untuk menentukan harga jual jasa penggilingan kepada konsumen. Harga jual jasa penggilingan, yang disebut ongkos penggilingan, nantinya berupa biaya penggilingan ditambah dengan margin keuntungan yang ditentukan oleh pihak penggilingan (Patiwiri, 2006). 1. Analisis Biaya Untuk menghitung biaya suatu tahap kegiatan, terlebih dahulu perlu dilakukan perhitungan setiap komponen biaya tetap dan biaya tidak tetap. Jumlah dari biaya tetap dengan biaya tidak tetap merupakan biaya tahap kegiatan tersebut. Biaya ini dapat dinyatakan dalam biaya total atau biaya pokok. 15

13 a. Biaya Tetap Biaya tetap adalah jenis-jenis biaya yang selama satu periode akan tetap jumlahnya. Biaya tetap sering juga disebut biaya kepemilikan (owning cost). Biaya ini tidak tergantung pada produk yang dihasilkan dan bekerja atau tidaknya mesin serta besarnya relatif tetap. Biaya-biaya yang termasuk dalam biaya tetap antara lain biaya penyusutan, biaya bunga modal, asuransi, pajak, dan biaya bangunan. 1. Penyusutan Biaya penyusutan adalah biaya yang dikeluarkan akibat penurunan nilai dari suatu alat atau mesin akibat dari pertambahan umur pemakaian. Hal-hal yang menyebabkan nilai suatu mesin/ alat berkurang antara lain adanya bagian-bagian yang rusak atau aus, peningkatan biaya operasi dari sejumlah unit output yang sama jika dibandingkan dengan mesin baru dan sebagainya. Salah satu metode yang dapat digunakan dalam menghitung besarnya biaya penyusutan adalah dengan metode garis lurus tanpa memasukkan bunga modal dalam perhitungannya. Besarnya biaya penyusutan dianggap sama setiap tahunnya atau penurunan nilai bersifat tetap sampai pada akhir umur ekonomisnya. Pramudya dan Dewi (1992) menyebutkan bahwa umur ekonomi adalah umur dari suatu alat dari kondisi 100% baru sampai alat tersebut sudah tidak ekonomis lagi bila terus digunakan dan lebih baik diganti dengan mesin yang baru. Persamaan biaya penyusutan dengan menggunakan metode garis lurus adalah sebagai berikut: D = P S L... (2) Dimana: D = Biaya penyusutan (Rp / tahun) P = Harga awal (Rp) S = Harga akhir (Rp) L = Perkiraan umur ekonomis (tahun) Fasilitas yang terdapat pada penggilingan yang akan dicari biaya penyusutan antara lain adalah bangunan, lantai jemur, mesin penggerak, huller, polisher, timbangan, literan beras, dan fasilitas yang dimiliki oleh penggilingan. 2. Bunga modal Bunga modal sebenarnya berupa biaya semu karena tidak benar-benar dikeluarkan oleh sistem penggilingan. Nilai biaya ini diperhitungkan karena penggilingan telah melakukan investasi sejumlah uang untuk membeli mesin dan fasilitas lain. Karena telah diinvestasikan, uang tersebut tidak dapat lagi berkembang jika halnya uang tersebut disimpan di bank. Besarnya bunga modal dapat dihitung dengan persamaan berikut : I = i x P(N+1) 2N... (3) 16

14 Dimana: I = Total bunga modal (Rp/tahun) P = Nilai awal mesin (Rp) i = Tingkat bunga modal (%/tahun) N = Umur ekonomis (tahun) 3. Pajak Pajak yang dikenakan pada usaha penggilingan padi hanya pajak bumi dan bangunan/ PBB yang dibayarkan dalam satu tahun sekali. 4. Biaya bangunan Biaya bangunan dapat berupa biaya untuk membangun bangunan tersebut atau biaya sewa. Apabila bangunan dibangun sendiri atau dibeli oleh pihak penggilingan, biaya bangunan berupa biaya penyusutan bangunan, sedangkan jika bangunan disewa, maka biaya bangunan berupa biaya sewa bangunan tersebut. b. Biaya Tidak Tetap Biaya tidak tetap atau biaya variabel adalah biaya-biaya yang dikeluarkan pada saat alat dan mesin beroperasi dan jumlahnya bergantung pada jam pemakaiannya (Pramudya dan Dewi, 1992). Apabila jumlah satuan produk yang diproduksi pada masa tertentu naik, maka jumlah biaya variabel juga naik. Perhitungan biaya variabel dilakukan dalam satuan Rp/jam. Contoh biaya yang termasuk biaya variabel dalam suatu usaha penggilingan padi antara lain biaya bahan bakar dan pelumas, biaya pemeliharaan dan perbaikan dan upah operator. Biaya bahan bakar dan pelumas akan dikeluarkan jika mesin dioperasikan. Semakin lama dioperasikan maka semakin banyak bahan bakar yang dikonsumsi dan semakin sering dilakukan penggantian pelumas. Selama mesin-mesin penggilingan padi dipakai terdapat bagian-bagian yang aus dan perlu diganti, seperti rubber roll. Pramudya dan Dewi (1992) menyebutkan bahwa biaya perbaikan meliputi biaya penggantian barang yang aus, upah tenaga kerja terampil untuk perbaikan khusus, pengecatan, pembersihan, dan perbaikan karena faktor yang tidak terduga. c. Biaya Total Biaya total merupakan jumlah biaya tetap dengan biaya tidak tetap. Nilainya dinyatakan dalam jumlah biaya per tahun atau biaya per jam. Untuk perhitungan biaya total diperlukan adanya nilai perkiraan jam kerja mesin per tahun. Jam kerja ini bisa didapatkan dari perkiraan jumlah gabah yang digiling per tahun. Persamaan yang dipakai yaitu : B = BT x + BTT... (4) x = M k... (5) 17

15 Dimana: B = Biaya total BT = Biaya tetap (Rp/tahun) BTT = Biaya tidak tetap/biaya variabel (Rp/tahun) x = Jam kerja per tahun (jam/tahun) M = Perkiraan gabah yang digiling (kg/tahun) k = Kapasitas kerja mesin (kg/jam) Untuk perhitungan biaya total diperlukan adanya nilai perkiraan jam kerja mesin per tahun. Jam kerja ini bisa didapatkan dari perkiraan jumlah gabah yang digiling per tahun. d. Biaya Pokok Biaya pokok produksi adalah jumlah biaya yang dikeluarkan untuk memproduksi suatu barang, sehingga barang tersebut dapat digunakan (Pramudya dan Dewi 1992). Pada penggilingan padi, biaya pokok merupakan biaya yang diperlukan untuk mengolah satu kilogram padi. Biaya pokok dapat dihitung dengan menggunakan rumus : Bp = B... (6) k atau dapat dihitung dari biaya total per tahun dan jumlah giling yang akan digiling per tahun. Bp = Bx M. (7) Dimana: Bp = Biaya pokok (Rp/kg) B = Biaya total k = Kapasitas kerja mesin (kg/jam) x = Jam kerja per tahun (jam/tahun) M = Perkiraan gabah yang digiling (kg/tahun) 2. Analisis Titik Impas Analisis titik impas dapat digunakan untuk mengetahui jumlah produksi dan penjualan minimal agar perusahaan tidak mengalami kerugian. Titik impas dapat terjadi jika penerimaan sama dengan jumlah biaya yang dikeluarkan atau suatu nilai jumlah produksi dimana keuntungan yang diperoleh sama dengan nol. Untuk menghitung titik impas pada penggilingan padi, harga jual jasa penggilingan harus diketahui (patiwiri, 2006). Persamaan yang dipakai adalah: xi = BT (ks BTT).. (8) T = xi * k. (9) Dimana: xi = Jam kerja per tahun pada titik impas (jam/tahun) T = Volume giling pada titik impas (kg GKG/tahun) 18

16 S = Ongkos penggilingan (Rp/kg) BT = Biaya tetap (Rp/tahun) BTT = Biaya tidak tetap (Rp/jam) k = Kapasitas kerja mesin (kg/jam) 3. Analisis Kelayakan Finansial Analisis finansial dilakukan untuk kepentingan individu atau lembaga yang menanamkan modalnya dalam proyek tersebut. Penilaian kelayakan suatu proyek dapat digunakan sebagai alat ukur yang disebut kriteria investasi. Untuk menentukan kriteria investasi, pada tahap awal perlu melakukan penyusunan arus kas masuk dan keluar untuk setiap periode selama umur proyek. Dari arus kas tersebut nilai sekarang (present value) dapat dihitung dengan menggunakan discount factor yang persamaannya sebagai berikut: DF = 1 (1+i) t... (10) Dimana: DF = Discount Factor t = Tahun yang sedang berjalan Beberapa kriteria untuk menilai kelayakan investasi yang sering digunakan antara lain: (1) Net Present Value (NPV), (2) Internal Rate of Return (IRR), (3) B/C Ratio. a. Net Present Value (NPV) Net Present Value (NPV) yaitu perbedaan antar nilai sekarang (present value) dari manfaat dan biaya (Pramudya dan Dewi, 1992). Apabila NPV bernilai positif, maka dapat diartikan besarnya keuntungan yang diperoleh dan sebaliknya, jika NPV bernilai negatif menunjukkan kerugian. NPV sangat dipengaruhi oleh nilai dari pengeluaran dan penerimaan atau salah satu dari unsur tersebut. Menurut Gray, et al (1985), rumus perhitungan NPV adalah: NPV = n t = 1 Bt Ct (1 i) t... (11) Dimana : NPV = Net Present Value (Rp) B = Manfaat (Rp/tahun) N = Umur Produksi t = Tahun ke-t C = Biaya (Rp/tahun) i = Discount Rate (%/tahun) Jika NPV 0, maka usaha layak untuk dilaksanakan, sebaliknya jika NPV < 0, maka usaha tidak dapat dilaksanakan. 19

17 b. Internal Rate of Return (IRR) Menurut Pramudya dan Dewi (1992), Nilai IRR merupakan nilai tingkat suku bunga dimana nilai NPV-nya sama dengan nol. Jika nilai IRR discount rate, maka proyek layak dijalankan. Namun jika nilai IRR < discount rate, maka proyek tidak layak dijalankan. Dalam persamaan dapat dinyatakan sebagai berikut : NPV IRR = i + NPV NPV (i i )... (12) Dimana : IRR = Internal Rate of Return i = Tingkat suku bunga yang menghasilkan NPV positif i = Tingkat suku bunga yang menghasilkan NPV negatif NPV = NPV yang bernilai positif NPV = NPV yang bernilai negatif Proyek dikatakan layak bila IRR lebih dari tingkat suku bunga (i) yang berlaku. c. Benefit Cost Ratio (B/C Ratio) Menurut Kadariah et al., (1978), Net Benefit Cost Ratio (Net B/C), merupakan perbandingan antara present value total dari benefit bersih terhadap present value total dari biaya bersih. Menurut Gray et al., (1985), Perhitungan B/C dilakukan untuk melihat berapa kali lipat manfaat akan diperoleh dari biaya yang dikeluarkan. Net B/C = n Bt Ct t=1 (1 i) t n... (13) Ct Bt t=1 (1 i) t Dimana : B = Manfaat (Rp/tahun) N = Umur Produksi t = Tahun ke-t C = Biaya (Rp/tahun) i = Discount Rate (%/tahun) Bila Net B/C > 1 proyek dianggap layak, Net B/C = 1 merupakan titik impas dan bila Net B/C < 1 maka proyek dinyatakan tidak layak. 4. Analisis Sensitivitas Menurut Pramudya dan Dewi (1992), analisis sensitivitas dilakukan apabila : 1. Terjadi suatu kesalahan pendugaan suatu nilai biaya atau manfaat. 2. Kemungkinan terjadi perubahan suatu unsur harga pada saat proyek/ penelitian dilaksanakan. Perubahan unsur harga dalam suatu usaha penggilingan padi misalnya perubahan harga terhadap kenaikan harga solar, kenaikan upah, dan penurunan jumlah giling tahunan. 20

18 Analisis sensitivitas dilakukan untuk melihat sampai berapa persen peningkatan dan penurunan faktor-faktor tersebut dapat mengakibatkan perubahan dalam kriteria investasi yaitu dari layak menjadi tidak layak (Gittinger, 1986). 21