RANCANG BANGUN AAT PENGIRIS BAWANG MEKANIS (Design and construction of mechanical onion slicing machine) Anthoni umbantobing 1*, Saipul Bahri Daulay 1, dan Sulastri Panggabean 1 1 Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU, Medan Jl.Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan 20155 *) Email: anthonitobing.45@gmail.com Diterima : 21 September 2014 / Disetujui : 8 Oktober 2014 ABSTRACT The slicing process is one of the postharvest processing. Onion slicing machine is used to support the increase of onion slicer product which is ready to be fried. This onion slicing machine uses electrical energy. This study was plan to build mechanical onion slicing machine. The study was conducted with literature study, experiment, observation and testing of the equpiment. The parameters measured were the effective capacity of the tool. The results showed that the effective capacity of the mechanical onion slicing machine was 76.1 kg/hour. Keywords: postharvest equipment, onion, slicer, effective capacity PENDAHUUAN Bawang merupakan komoditi hortikultura yang tergolong sayuran rempah. Sayuran rempah ini banyak dibutuhkan terutama sebagai pelengkap bumbu masakan guna menambah cita rasa dan kenikmatan makanan. Hampir semua masakan Indonesia menggunakan bawang sebagai salah satu bumbu penyedapnya. Proporsi penggunaanya memang tidak banyak, namun karena demikian akrab dan lekatnya bawang dengan lidah manusia, sungguh sulit dicari jenis masakan yang tanpa bawang. Mengingat kebutuhan bawang merah yang kian terus meningkat maka pengusahaannya memberikan gambaran (prospek) yang cerah. Prospek tersebut tidak hanya bagi petani dan pedagang saja, tetapi juga semua pihak yang ikut terlibat di dalam kegiatan usahanya, dari mulai penanaman sampai pemasaran (Rahayu dan Nur, 1999). Proses pengolahan hasil-hasil pertanian menjadi suatu bahan pangan bagi masyarakat menjadi hal menarik untuk diketahui lebih dalam. Ternyata banyak hasil-hasil pertanian yang setelah mengalami proses pengolahan tambahan memiliki nilai ekonomis yang jauh lebih tinggi dibandingkan sebelum dilakukan proses pengolahan. Hal ini menimbulkan banyak ide didalam mengembangkan bahan hasil-hasil pertanian menjadi produk olahan lebih lanjut. Dalam pengolahan hasil pertanian banyak permesinan yang digunakan, diantaranya adalah mesin pengiris bawang yang digunakan sebagai teknologi yang memudahkan dalam penanganan dan pengolahan bawang. Alat pengiris bawang merah dirancang guna meningkatkan hasil produksi pascapanen bawang merah. Memandang pentingnya pengolahan pascapanen bawang merah untuk meningkatkan mutu produksi dan memperhatikan alasan di atas, perlu dirancang dan dikembangkaan alat pengiris bawang merah mekanis untuk efisiensi tenaga kerja manusia dalam mengiris bawang merah. BAHAN DAN METODE Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur (kepustakaan), melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat pengiris ini. Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan/perangkaian komponenkomponen alat pengiris. Setelah itu, dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter. a. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja siku, plat besi, puli (pulley), motor listrik, sabuk V (V- belt), baut dan mur, bearing (bantalan), besi bulat padu (poros), pelat stainless steel, plat aluminium, pisau pengiris dan kabel deck. Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat tulis, mesin las, mesin bor, gunting plat, mesin gerinda, gergaji besi, water pass, palu, tang, mesin tekuk las, kunci pas dan ring. 160
b. Persiapan Penelitian Sebelum memulai penelitian, terlebih dahulu dilakukan persiapan untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran-ukuran alat, dan mempersiapkan bahan-bahan yang akan digunakan dan peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam penelitian. c. Perhitungan Kebutuhan Daya dan Panjang Sabuk Rancangan untuk diameter piringan 24 cm. Untuk tebal piringan 0,5 cm dan untuk diameter pulley 25 cm. Perhitungan daya motor Dimana: V = Volume piringan (m³) F = Gaya pada pisau (kg) m = massa (kg) T = Torsi (kg.mm) P = Daya (HP) n = putaran r = jari-jari (cm) ρ = massa jenis (kg/liter) Untuk menghitung panjang sabuk digunakan rumus sebagai berikut: Panjang v-belt yang dibutuhkan = 2C + 1,57(D + d) + ² = 2.5 + 1,57(25 + 3) + ². = 78,16 cm = 31 inc...(4) dimana: = Panjang efektif sabuk (cm) C = Jarak antara kedua sumbu roda transisi (cm) D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (cm) d = Diameter luar efektif roda transmisi yang kecil (cm) Volume piringan = x tebal piringan =Π r² x tebal piringan =3,14x(12)² x 0.5 =226,08 cm³ =0,22608 iter Massa = ρ x V = 2,7 kg/iter x 0,22608 iter = 0,610416 kg F = m x jari-jari poros ke tengah pisau... (1) r pulley = 0,610416 x 8 12,5 = 0,3906624 T = F x r rotor (Robert. Mott, 2009)...(2) = 0,3906624 x 15 mm = 5,85999936 P = T x n (Robert. Mott, 2009)...(3) 72585,1 = 5,85999936 x 1400 rpm 72585,1 = 0,113 HP Pm = 0,117 80% = 0,14 HP Motor yang digunakan adalah 0,25 HP karena mendekati 0,14. d. Parameter yang diamati 1. Kapasitas efektif alat Kapasitas efektif alat didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (kg) persatuan waktu (jam). Dalam hal ini kapasitas efektif alat dihitung dari perbandingan antara banyaknya bawang yang diiris (kg) dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pengirisan. Hal ini dapat dihitung dengan rumus: Kapasitas Alat =...(5) (Daywin, dkk., 2008). Bagian alat yang menentukan kapasitas alat adalah motor listrik, piringan, mata pisau, pulley, dan hopper. 2. Analisis ekonomi Pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok). Biaya pokok BT = + BTT C x...(6) BT = total biaya tetap (Rp/Tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/Jam) x = total jam kerja per tahun (Jam/Tahun) C = kapasitas alat (Jam/Satuan Produksi). 161
Biaya tetap Menurut Rostiyanti (2002), biaya tetap terdiri dari : - Biaya penyusutan (metode garis lurus) Metode ini merupakan metode termudah dalam perhitungan depresiasi. Hampir semua perhitungan depresiasi menggunakan metode ini. Untuk menghitung depresiasi per tahun digunakan rumus seperti berikut ini : Dk= n...(7) - Biaya bunga modal dihitung dengan rumus I = r x (P+S)...(8) 2 Dimana : I = Bunga modal (Rp/Tahun) R = Suku bunga modal di bank (12%/tahun) - Biaya pajak dan asuransi dapat ditentukan dengan menggunakan rumus A a x p...(9) A = Pajak dan asuransi (Rp/Tahun) a = Faktor pajak dan asuransi - Biaya gudang/gedung Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5-1%, rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) per tahun. Biaya tidak tetap Menurut Rostiyanti (2002), biaya tidak tetap terdiri dari : - Biaya perbaikan dan pemeliharaan dihitung dengan menggunankan rumus 2% (P-S) PP =...(10) 100 jam - Biaya karyawan/operator dihitung dengan menggunakan rumus : Bo...(11) Bo = Upah operator tiap jam (Rp/Jam) Wop = Upah operator tiap hari (Rp/Jam) Wt = Jam kerja tiap hari (Jam/Hari). Break Event Point (BEP) Analisis break even adalah suatu teknik analisis untuk mempelajari hubungan antara biaya tetap, biaya variabel, keuntungan dan volume kegiatan yang terjadi di suatu perusahaan. Rumus break even yaitu : break even (rupiah) = (Halim, 2009)....(12) Net Present Value (NPV) Menurut Purba (1997), Net present value (NPV) merupakan selisih antara benefit dengan cost + investment yang dihitung sebagai berikut : NPV = B (C = I/n)...(13) n = umur teknis ekonomi proyek Internal Rate of Return (IRR) Dengan menggunakan metode IRR akan mendapatkan informasi yang berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk % perode waktu. Harga IRR dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: IRR = i1 (i1 i2)...(14) Dimana : i1 i2 = suku bunga bank paling atraktif = suku bunga coba-coba NPV1 = NPV awal pada i1 NPV2 = NPV pada i2 (Kastaman, 2006). e. Gambar teknik alat HASI DAN PEMBAHASAN Alat pengiris bawang mekanis adalah alat yang dirancang untuk mengiris bawang dengan menggunakan pisau pengiris dan motor sebagai tenaga penggerak. Alat ini mempunyai dimensi tinggi 76 cm, lebar 33 cm dan panjang 40 cm. Alat pengiris bawang mekanis ini terdiri dari lima bagian utama yaitu: 1. Rangka alat 2. Motor listrik 3. Pisau pengiris 4. Hopper 5. Pulley. Pada proses pengirisan dilakukan dengan menggunakan jenis bahan baku bawang merah. 162
Proses pengirisan dimulai dengan mengupas bawang secara manual. Bawang yang telah dikupas dimasukkan kedalam hopper. Bawang akan masuk ke dalam wadah pengiris dan teriris oleh pisau pengiris yang berputar dengan kecepatan 73,26 putaran permenit. Percobaan dilakukan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk mengiris bawang seberat 1 kg. Percobaan dilakukan tiga kali pengulangan untuk mendapatkan rataan waktu. Setiap pengulangan menggunakan bawang seberat 1 kg. Bawang yang telah teriris akan keluar melalui saluran keluaran. Bawang yang dihasilkan memiliki tebal yang seragam yaitu 1 mm. Bawang tidak sepenuhnya keluar dari saluran pengeluaran. Ada bawang yang tertinggal dialat. Berat bawang yang tertinggal dialat dapat dilihat pada tabel hasil pengirisan. Tabel 1. Hasil pengirisan Berat Sebelum Percobaan diiris Berat Setelah Diiris Waktu Pengirisan (Detik) Berat Bahan Tertinggal (kg) Persentase berat bahan tertinggal (%) I 1 0,96 46,17 0,03 3 II 1 0,98 48,55 0,01 1 III 1 0,97 47,35 0,02 2 Rataan 1 0,97 47,36 0.02 2 a. Kapasitas efektif alat Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung banyaknya bawang yang telah diiris (kg) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses pengirisan (jam). Kapasitas efektif alat dapat dilihat dari Tabel 2 di bawah ini. Tabel 2. Kapasitas alat Percobaan Berat bahan Waktu Pengirisan (detik) Kapasitas Efektif Alat (Kg/Jam) I 1 46,17 77,9 II 1 48,55 74,2 III 1 47,35 76,1 Rataan 1 47,02 76,1 Bahan piringan pengiris berpengaruh terhadap kecepatan putaran irisan. Semakin ringan bahan yanng digunakan maka semakin cepat putaran pengirisan. Pada alat ini, bahan yang digunakan adalah aluminium, karena memiliki massa jenis yang ringan. Pada penelitian ini, lama waktu pengirisan dihitung mulai dari bawang masuk kedalam hopper sampai bawang habis teriris. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh waktu yang dibutuhkan untuk mengiris bawang pada percobaan I selama 46,17 detik. ama waktu yang dibutuhkan untuk percobaan II yaitu 48,35 detik. Dan untuk percobaan III dibutuhkan waktu selama 47,35 detik. Dari hasil ini diperoleh rataan waktu untuk mengiris bawang 1 kg adalah 47,02 detik. Maka diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 76,1 kg/jam. Tebal bawang yang diperoleh adalah 1 mm karena pemasangan sudut mata pisau 4. Hal ini sesuai dengan literatur Widiantara (2010) yang menyebutkan sudut kemiringan pisau 4 adalah sudut yang paling baik yang menghasilkan irisan bawang yang seragam dengan ketebalan 1 mm. b. Analisis ekonomi Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Umumnya setiap investasi bertujuan untuk mendapatkan keuntungan. Namun ada juga investasi yang bukan bertujuan untuk keuntungan, misalnya investasi dalam bidang sosial kemasyarakatan atau investasi untuk kebutuhan lingkungan, tetapi jumlahnya sangat sedikit. Dari analisis ekonomi yang dilakukan diperoleh biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam mengiris bawang tiap tahunnya adalah Rp172,204/kg pada tahun pertama, Rp. 163,993/kg pada tahun ke-2, Rp161,259/kg pada tahun ke-3, Rp. 159,895/kg pada tahun ke-4, dan Rp. 159,078/kg tahun ke-5. 163
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan, alat pengiris bawang ini akan mencapai break even point pada nilai 793.457 kg/tahun. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas apabila telah mengiris bawang sebanyak 793.457 kg/tahun. Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Dalam menginvestasikan modal dalam penambahan alat pada suatu usaha maka net present value ini dapat dijadikan salah satu alternatif dalam analisis financial. Dari percobaan dan data yang diperoleh pada penelitian dapat diketahui besarnya nilai NPV 6% dari alat ini adalah sebesar Rp. 2.916.354.508. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar ataupun sama dengan nol. Hasil yang didapat dari perhitungan Internal rate of return adalah sebesar 46,28%. Artinya kita dapat menaikkan bunga sampai pada keuntungan 46,28%, jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian. Usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman bank tidak melebihi 46,28%, jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan. KESIMPUAN 1. Kapasitas efektif alat pengiris bawang mekanis yang digunakan dalam penelitian sebesar 76,1 kg/jam. 2. Biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam mengiris bawang tiap tahunnya adalah Rp172,204/kg pada tahun pertama, Rp. 163,993/kg pada tahun ke-2, Rp161,259/kg pada tahun ke-3, Rp. 159,895/kg pada tahun ke- 4, dan Rp. 159,078/kg tahun ke-5. Alat ini akan mencapai break even point (titik impas) setelah mengiris bawang sebanyak 793.457 kg/tahun. Net present value 6% dari alat pengiris bawang mekanis ini adalah Rp 2.916.354.508 yang artinya usaha ini layak untuk dijalankan. Internal rate of return dari alat pengiris bawang mekanis ini adalah 46,28%, DAFTAR PUSTAKA Daywin, F. J., dkk., 2008. Mesin-mesin Budidaya Pertanian di ahan Kering. Graha Ilmu, Jakarta. Halim, A., 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis : Kajian Dari Aspek Keuangan. Graha Ilmu, Yogyakarta. Kastaman, R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya. Mott, Robert., 2009. Elemen-elemen Mesin dalam Perancangan Mekanis (Perancangan Elemen Mesin Terpadu) 1. Penerbit Andi, Yogyakarta. Purba R. 1997. Analisa Biaya dan Manfaat. PT. Rineka Cipta, Jakarta. Rahayu, E dan Nur B. V., 1999. Bawang Merah. Penebar Swadaya, jakarta Rostiyanti SF. 2002. Alat Berat Untuk Proyek Konstruksi. Jakarta: Penerbit Rineka Cipta. Widiantara, T., 2010. Rancang Bangun Alat Pengiris Bawang Merah dengan Pengiris Vertikal, Bandung 164