seminar usulan penelitian -...

SEMINARKOMPREHENSIF

ANALISIS TEKNIK, UJI KINERJA,DAN ANALISIS EKONOMI MESIN

PELECET KACANG KEDELAIEDAMAME

Angga Fajar S (240110060041)

ANALISIS TEKNIK, UJI KINERJA,DAN ANALISIS EKONOMI MESIN

PELECET KACANG KEDELAIEDAMAME

Latar Belakang

KacangKedelai

Edamame ProsesPengupasan

Kulit

Mesin

Manual

MesinPelecetKacangKedelai

Edamame(LIPI)

Kebutuhanpasar Mesin

PelecetKacangKedelai

Edamame(LIPI)

Kelemahan

Datakelayakanfungsional

danekonomi

Solusi

AnalisisTeknik, Uji

Kinerja, danAnalisisEkonomi

Kebutuhanpasar

Identifikasi Masalah

Belum adanya informasi mengenai kinerja dan kelayakanekonomi mesin pelecet kulit kacang kedelai edamame yang

terdapat di B2PTTG LIPI Subang.

Tujuan Penelitian

Mengetahui kelayakan mesin pelecet kacang kedelai edamamesecara fungsional dan ekonominya, dengan meliputi beberapaaspek yaitu analisis teknik, uji kinerja, dan analisis ekonomi.

Menghasilkan data kinerja dari mesin pelecet kacang kedelaiedamame.

Kegunaan Penelitian

Kegunaan Praktis : memberikan informasi bagiB2PTTG LIPI Subang dan industri-industri yangbergerak dalam bidang pengolahan hasil pertanianmengenai data kinerja dan kelayakan ekonomi mesinpelecet kulit kacang kedelai edamame.

Kegunaan Akademis : memberikan pemahamanmengenai pentingnya analisis teknik, uji kinerja dananalisis ekonomi mesin pelecet kulit kacang kedelaiedamame dan sebagai bahan pembanding bagi penelitianlain dan penelitian selanjutnya.

Kerangka Pemikiran

Mesin Pelecet KulitKedelai Edamame

Pengujian mesin

Analisis teknik Uji Kinerja Analisis Ekonomi

Mulai

Analisis teknik

Hasil AnalisisTeknik

Uji Kinerja

Hasil UjiKinerja

Analisis Ekonomi

Hasil AnalisisEkonomi

Evaluasi HasilAnalisis danUji Kinerja

Informasi danRekomendasi

Selesai

Tidak

Ya

Metodologi Penelitian

Alat :

Waktu dan tempat : bulan Desember 2011 – Januari2012 di Balai Besar Pengembangan Teknologi TepatGuna-Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (B2PTTG-LIPI) Kabupaten Subang, Jawa Barat.

Bahan : kacang kedelai edamame sebanyak ±10 kgdengan 5 kali pengulangan dan setiap pengulanganmenggunakan 2 kg kacang kedelai edamame.

Metode Penelitian : Metode penelitian yang digunakandalam penelitian ini adalah metode penelitian deskriftifyaitu metode penelitian yang menghimpun data,menyusun secara sistematis kemudian melukiskanvariabel demi variabel, satu demi satu (Hasan, 2002).

Tahapan Penelitian

Pengamatan Penelitian

• Kebutuhan Daya penggerak• Analisis Pin• Analisis Bantalan• Sabuk dan Puli• Kekuatan Rangka• Kekuatan Las• Analisis Poros

AnalisisTeknik

• 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

Uji Kinerja :

• Kapasitas Pengupasan Teoritis• Kapasitas Pengupasan Aktual• Efisiensi Mesin• Kebutuhan Daya• Energi Spesifik Pengupasan• Indeks Performansi• Rendemen Pengupasan

AnalisisEkonomi :

• Perhitungan Biaya Pokok• Perhitungan Titik Impas Usaha

(BEP)• Analisis Kelayakan EkonomiAnalisis

Ekonomi :

• Perhitungan Biaya Pokok• Perhitungan Titik Impas Usaha

(BEP)• Analisis Kelayakan Ekonomi

Gambar Mesin Pelecet Kacang KedelaiEdamame

• 1. Unit pelecet kedelai• 2. Unit Bak Penampung

(hopper)

• 3. Unit bak penampung air• 4. Unit saluran pengeluaran• 3. Unit bak penampung air• 4. Unit saluran pengeluaran

• 5. Rangka

Unit Pelecet Kulit KedelaiEdamame

Unit Saluran Pengeluaran

Pengujian Kapasitas Aktual danRendemen

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 tidakmengeluarkan kacang kedelai edamame lagi.

Melakukan pengulangan sebanyak 5 kali dengan menggunakan 10 kgsetiap pengulangan menggunakan 5 kg kacang kedelai edamame.

Menimbang dan merata-ratakan hasil output tiap percobaan begitu puladengan waktunya.

Menghitung kapasitas aktual mesin tiap ulangan.

Menghitung rendemen tiap ulangan

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 tidakmengeluarkan kacang kedelai edamame lagi.

Melakukan pengulangan sebanyak 5 kali dengan menggunakan 10 kgsetiap pengulangan menggunakan 5 kg kacang kedelai edamame.

Menimbang dan merata-ratakan hasil output tiap percobaan begitu puladengan waktunya.

Menghitung kapasitas aktual mesin tiap ulangan.

Menghitung rendemen tiap ulangan

Pengujian Kualitas Kupasan

Hasil dari proses pengupasan akan diambil sampel untukpengujian kualitas kupasan.

Hasil yang diharapkan yaitu kacang kedelai edamame yangterkupas bersih kulitnya dalam keadaan utuh.

Timbang kacang kedelai edamame yang terkupas, kacangkedelai edamame utuh, kacang kedelai edamame yangrusak, serta kulit kacang kedelai edamame laludipersentasekan.

Hasil dari proses pengupasan akan diambil sampel untukpengujian kualitas kupasan.

Hasil yang diharapkan yaitu kacang kedelai edamame yangterkupas bersih kulitnya dalam keadaan utuh.

Timbang kacang kedelai edamame yang terkupas, kacangkedelai edamame utuh, kacang kedelai edamame yangrusak, serta kulit kacang kedelai edamame laludipersentasekan.

Hasil dan Pembahasan

ParameterSpesifikasi

teknisAktual hasilperhitungan

Keterangan Kesimpulan

Kebutuhandaya

penggerak

Motor 0,5 HP yangdigunakan cocok untukmenggerakan mesin dengandaya yang lebih besar darikebutuhan aktualnya.

Analisis Teknik

Kebutuhandaya

penggerak0.5 Hp 0.276 Hp

Motor 0,5 HP yangdigunakan cocok untukmenggerakan mesin dengandaya yang lebih besar darikebutuhan aktualnya.

Memenuhi




POROS

Diameter 17 mm 15,8 mm

Diameter poros hasil perhitunganlebih kecil dari diameter porosyang digunakan sehingga porosaman digunakan

Memenuhi

Diameter poros hasil perhitunganlebih kecil dari diameter porosyang digunakan sehingga porosaman digunakan

Defleksipuntiran

-0,270

Syarat defleksi puntiran porosmenurut Sularso dan Suga yaitu0.250-0.30, dari hasil perhitungandefleksi puntiran tidak melebihibatas yang diizinkan.

Memenuhi

Putaran Poros 350 rpmKritis 1490,16

rpm

Syarat putaran poros spesifikasiteknis menurut Sularso dan Sugatidak melebihi 80 persen dariputaran kritis aktual perhitungan

Memenuhi




PIN

Motorpenggerak

10 mm 6,76x10-3mmUntuk menghindari pin patahyang dapat mengakibatkanterganggunya kerja mesinmaka diameter pin hasilperhitungan (aktual)lebih kecil dari diameter pinspesifikasi teknis.

Memenuhi

Puli danSprocket

TidakMemenuhi

Untuk menghindari pin patahyang dapat mengakibatkanterganggunya kerja mesinmaka diameter pin hasilperhitungan (aktual)lebih kecil dari diameter pinspesifikasi teknis.

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

Jumlah sabuk 1 buah 0,527

Jumlah sabuk aktual hasilperhitungan 0,527 sehinggasabuk yang digunakandibulatkan menjadi 1 buahsabuk.

MemenuhiJumlah sabuk 1 buah 0,527

Jumlah sabuk aktual hasilperhitungan 0,527 sehinggasabuk yang digunakandibulatkan menjadi 1 buahsabuk.

Memenuhi




Rangka

Lendutan 0,0276 mm

Syarat lendutan yang diizinkan0,85 mm. lendutan hasilperhitungan lebih kecil darilendutan yang diizinkan sehinggarangka aman.

Memenuhi

Syarat lendutan yang diizinkan0,85 mm. lendutan hasilperhitungan lebih kecil darilendutan yang diizinkan sehinggarangka aman.

Beban kritiskolom

441,84 N 62.133,5 N

Syarat beban kritis kolommaksimal 62.133,5 N. sedangkandari hasil beban yang ditopangrangka 441,84 N sehingga rangkaaman.

Memenuhi

LAS

Beban yangditopang

441,84 N 11.600 N

Syarat beban yang ditopang lasmaksimal 11.600 N. sedangkandari hasil beban yang ditopangrangka 441,84 N sehinggakekuatan las aman.

Memenuhi

Hasil Uji Kinerja

Parameter Ulangan

1 2 3 4 5 Rata-Rata

Kapasitas Aktual Mesin

(kg/jam)37,12 36,98 36,33 38,32 39,14 37,57 ± 1,13

Kapasitas Teoritis Mesin

(kg/jam)426,94 425,62 424,92 425,52 425,52 425,70 ± 0,74

Kapasitas Aktual Mesin

(kg/jam)37,12 36,98 36,33 38,32 39,14 37,57 ± 1,13

Efisiensi Mesin (%) 8,69 8,68 8,54 9 9,19 8,82 ± 0,26

Kebutuhan Daya (Watt) 269,08 272,5 271,56 274,68 271,56 271,876 ± 2,01

Energi Spesifikasi Pengupasan

(kJ/kg)26,08 26,52 26,9 25,79 24,97 26,052 ± 0,73

Indeks Performansi 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5± 0,00

Rendemen Pengupasan (%) 42,5 42 42 41 40 41,5 ± 1

Hasil Analisis Ekonomi

Parameter Hasil Uji Syarat Keterangan

NPV Rp 5.813.746,00 NPV ≥ 0 Memenuhi

IRR 29,04% IRR ≥ MARR Memenuhi

BCR 1,10 BCR ≥ 1 Memenuhi

PBP tahun ke-3 PBP ≤ tahun ke 5 Memenuhi

Kesimpulan

1. Hasil analisis teknik terhadap mesin pelecet kacang kedelai edamameantara 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 padarangka sebesar 0,0276 mm, beban kritis rangka maksimum sebesar62.133,5 N dan kekuatan las sebesar 11.600 N.

2. Kapasitas teoritis mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar yaitu425,70 ± 0,74 kg/jam dan kapasitas aktual sebesar 37,57 + 1,13kg/jam.

3. Kebutuhan daya listrik mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesaryaitu 271,87 + 2,01 W dan energi spesifik pengupasan mesin pelecetkacang kedelai edamame sebesar 26,05 + 0,73 kJ/kg.

4. Indeks performansi rata-rata mesin pelecet kacang kedelai edamamesebesar 0,50 + 0,00 (< 1) dan rendemen pengupasan sebesar 41,5 + 1%.

5. Efisiensi mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar 8,82 ± 0,26 %.

1. Hasil analisis teknik terhadap mesin pelecet kacang kedelai edamameantara 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 padarangka sebesar 0,0276 mm, beban kritis rangka maksimum sebesar62.133,5 N dan kekuatan las sebesar 11.600 N.

2. Kapasitas teoritis mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesar yaitu425,70 ± 0,74 kg/jam dan kapasitas aktual sebesar 37,57 + 1,13kg/jam.

3. Kebutuhan daya listrik mesin pelecet kacang kedelai edamame sebesaryaitu 271,87 + 2,01 W dan energi spesifik pengupasan mesin pelecetkacang kedelai edamame sebesar 26,05 + 0,73 kJ/kg.

4. Indeks performansi rata-rata mesin pelecet kacang kedelai edamamesebesar 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 edamameantara 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 memperolehkeuntungan pada tahun ke 3. Berdasarkan data penelusuran pustakadan survei lapangan yang digunakan mesin pelecet kacang kedelaiedamame sudah layak secara ekonomi.

6. Hasil analisis ekonomi terhadap mesin pelecet kacang kedelai edamameantara 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 memperolehkeuntungan pada tahun ke 3. Berdasarkan data penelusuran pustakadan survei lapangan yang digunakan mesin pelecet kacang kedelaiedamame sudah layak secara ekonomi.

Saran

1. Untuk meningkatkan kinerja mesin diperlukan adanyapenelitian lanjutan mengenai kecepatan putaran silindersehingga proses pelecetan kacang kedelai edamame lebihoptimal.

2. Perlu dilakukan modifikasi bagian pin pada sproket dan gear,sehingga sproket dan gear dapat bekerja secara optimum danbertahan lama.

3. Untuk meningkatkan kinerja mesin diperlukan adanyapenelitian lanjutan mengenai efisiensi penyemprotan air padarumah pelecet sehingga penggunaan air lebih efektif danhasil pelecetan kacang kedelai edamame dapat lebihmaksimal.

1. Untuk meningkatkan kinerja mesin diperlukan adanyapenelitian lanjutan mengenai kecepatan putaran silindersehingga proses pelecetan kacang kedelai edamame lebihoptimal.

2. Perlu dilakukan modifikasi bagian pin pada sproket dan gear,sehingga sproket dan gear dapat bekerja secara optimum danbertahan lama.

3. Untuk meningkatkan kinerja mesin diperlukan adanyapenelitian lanjutan mengenai efisiensi penyemprotan air padarumah pelecet sehingga penggunaan air lebih efektif danhasil pelecetan kacang kedelai edamame dapat lebihmaksimal.

Sekian dan Terima KasihSekian dan Terima Kasih

Pengujian Kadar Air

Pengujian kadar air biji kacang kedelai edamame menurut SNI 01-2907-2008 dengan cara :

Keringkan cawan dan tutupnya pada 1050C + 10C selama 1 jam.Dinginkan cawan dan tutupnya dalam desikator hingga mencapai suhuruang.

Timbang 10 g biji kacang kedelai edamame dan timbang dalam cawanhingga merata. Tutup cawan dan timbang dengan ketelitian 0,1 mg.

Letakkan cawan yang telah berisi kacang kedelai edamame dalam ovenyang telah dipanaskan pada suhu 1050C + 10C. Buka tutup cawan danletakkan didekat cawan. Keringkan selama 16 jam + 1 jam. Tutup kembalicawan dan masukkan ke dalam desikator. Dinginkan sampai mencapaisuhu ruang. Kemudian timbang.

Lakukan pengujian dengan dua ulangan terhadap kacang kedelai edamameyang sama.

Pengujian kadar air biji kacang kedelai edamame menurut SNI 01-2907-2008 dengan cara :

Keringkan cawan dan tutupnya pada 1050C + 10C selama 1 jam.Dinginkan cawan dan tutupnya dalam desikator hingga mencapai suhuruang.

Timbang 10 g biji kacang kedelai edamame dan timbang dalam cawanhingga merata. Tutup cawan dan timbang dengan ketelitian 0,1 mg.

Letakkan cawan yang telah berisi kacang kedelai edamame dalam ovenyang telah dipanaskan pada suhu 1050C + 10C. Buka tutup cawan danletakkan didekat cawan. Keringkan selama 16 jam + 1 jam. Tutup kembalicawan dan masukkan ke dalam desikator. Dinginkan sampai mencapaisuhu ruang. Kemudian timbang.

Lakukan pengujian dengan dua ulangan terhadap kacang kedelai edamameyang sama.

Pengulangan Berat awal Berat akhir Kadar air

1 40.07 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 17,155 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

Rata” 452,64 ± 2,71

V

W dkambaKerapatan

Penelitian Pendahuluan

Persentase berat kulit dan biji (500gr) Kulit : 258,28 gr Biji : 241,72 gr Persentase : kulit :

Biji :

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 xt

60

x 100%x 100%

P = V x I

W =

Ip =

x 100%

Ip =

Indeks performansi

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 kacangkedelai 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 kacangkedelai edamame)

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 kacangkedelai 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 kacangkedelai edamame)

Ulangan(output kulit)

Utuh (kg) Terkupas (kg) Terkupas Rusak (kg) Kulit (kg)

1 0,08 0,12 0,03 0,852 0,08 0,07 0,03 0,843 0,08 0,10 0,02 0,864 0,11 0,08 0,02 0,855 0,10 0,04 0,01 0,87

Ulangan(output biji)

Utuh (kg) Terkupas (kg) Terkupas Rusak (kg) Kulit (kg)

1 0,17 0,70 0,02 0,032 0,18 0,74 0,04 0,023 0,17 0,72 0,02 0,034 0,19 0,72 0,02 0,015 0,19 0,73 0,03 0,03

Data analisis ekonomiUraian Jumlah Keterangan

Harga Mesin Rp 12.275.000 -

Nilai Rongsok (10% dari harga mesin) Rp 1.227.500 -

Tingkat suku bunga per tahun 12%/tahun BRI, 2011Jam kerja per hari 8 jam/hari LIPI, 2010Umur ekonomis 5 tahun LIPI, 2010Pajak penghasilan 5% PPh pasal 17 thn 2011Asuransi 1%/tahun -Kapasitas kerja mesin 37 kg/jam -Asuransi 1%/tahun -Kapasitas kerja mesin 37 kg/jam -Perawatan 8% /tahun 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 -

Konsumsi energi listrik (watt/jam) 0,271 KW -

Biaya energi listrik (kwh)* Rp 790,00 PLN, 2011Ongkos pengupasan Rp 200,00/kg PT. Mitra Tani, 2011Jumlah operator 1 orang LIPI, 2010

Upah operator Rp 26.000,00/orang UMR Kab. Jember 2011

Pemasukan kotor /tahun Rp 17.049.600 -

Data Uji Kinerja

Variabel UjiPengulangan

Rata - RataI II III IV V

RPM MotorTanpa Beban 1442 1443 1441 1443 1443 1442,4Dengan Beban 1422 1420 1422 1423 1422 1421,8RPM MesinTanpa Beban 376.9 376.8 376.7 376.7 376.8 376,78Dengan Beban 355.5 354.4 354.1 354.6 354.6 354,64Dengan Beban 355.5 354.4 354.1 354.6 354.6 354,64Berat Awal Bahan (kg) 2 2 2 2 2 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

Daya Aktual (watt)

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

Dokumentasi penelitian

seminar usulan penelitian -...

Documents