Feedback

Perancangan Alat Penggerak Secara Manual Untuk Memutar Alat Pencuci Biji Kakao

Informasi dokumen
PERANCANGAN ALAT PENGGERAK SECARA MANUAL UNTUK MEMUTAR ALAT PENCUCI BIJI KAKAO SKRIPSI Oleh : JIMMI PUTRA TAMBA 070308043 DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011 Universitas Sumatera Utara PERANCANGAN ALAT PENGGERAK SECARA MANUAL UNTUK MEMUTAR ALAT PENCUCI BIJI KAKAO SKRIPSI OLEH : JIMMI PUTRA TAMBA 070308043/TEKNIK PERTANIAN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Disetujui oleh : Komisi Pembimbing ( Taufik Rizaldi, STP, MP ) ( Ir. Edi Susanto, M.Si ) Ketua Anggota DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011 Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI Hal. ABSTRAK i DAFTAR RIWAYAT HIDUP . ii KATA PENGANTAR . iii DAFTAR LAMPIRAN vi DAFTAR TABEL . vii DAFTAR GAMBAR viii PENDAHULUAN Latar Belakang .1 Tujuan Penelitian .5 Kegunaan Penelitian .5 TINJAUAN PUSTAKA Kakao 6 Pemanenan 9 Fermentasi .10 Perendaman dan Pencucian .11 Elemen Alat .12 Poros .12 Bantalan 13 Puli 14 Sabuk 14 Kerangka Alat . 15 Alat Penggerak manual 15 Saluran Pengeluaran 15 Alat Pencuci Biji Kakao 15 Prinsip Kerja Alat Pencuci Biji Kakao .16 Analisis Ekonomi .16 Biaya Pemakaian Alat 17 Break Event Point (BEP) .18 Net Present Value (NPV) 20 Internal Rate of Return (IRR) 20 BAHAN DAN METODE Perancangan Alat 23 Pembuatan Aat .24 Uji Kinerja .27 Parameter yangDiamati 28 Kapasitas Efektif Alat .28 Persentase Bahan yang Tidak Tercuci Sempurna 28 Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI (LANJUTAN) Analisis Ekonomi 28 HASIL DAN PEMBAHASAN Proses Pencucian 33 Kapasitas Efektif Alat 35 Persentase Bahan yang Tidak Tercuci Sempurna 35 Analisis Ekonomi 36 Biaya Pemakaian Alat 36 Break Event Point 37 Net Present Vaue 37 Internal Rate of Return 38 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .39 Saran 39 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Universitas Sumatera Utara ABSTRAK JIMMI PUTRA TAMBA : Perancangan alat penggerak manual untuk memutar alat pencuci biji kakao, dibimbing oleh TAUFIK RIZALDI dan EDI SUSANTO Proses pengolahan hasil-hasil pertanian menjadi bahan pangan adalah hal yang menarik untuk diketahui. Ternyata banyak hasil-hasil pertanian setelah mengalami proses pengolahan tambahan memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan sebelum dilakukan proses pengolahan. Salah satu proses pengolahan adalah dengan proses pencucian bahan. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat alat pencuci biji kakao, dilakukan pada bulan Mei 2011 sampai dengan Juni 2011 di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan, dengan cara studi literatur, melakukan eksperimen, serta pengamatan dan pengujian terhadap alat. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat dan persentase bahan yang tidak tercuci sempurna. Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat sebesar 98,03 kg/jam dengan persentase bahan yang tidak tercuci sempurna sebesar 3,78%. Kata kunci : kakao, pencucian, kapasitas ABSTRACT JIMMI PUTRA TAMBA: Design of manual moving part of cacao bean washer, supervised by TAUFIK RIZALDI and EDI SUSANTO. The process of agricultural produce into a foodstuffs is an interesting thing to be known. It appeared that many agricultural produce that has been processed further has a more economics value than before. One of the process is washing. The aim of this reserch was to design, build, and test the moving part of cacao bean washer that was conducted in May 2011 to June 2011 at the Laboratory of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, Universitas Sumatera Utara, Medan, by literature study, experiment, observation, and testing of the equipment. The parameters observed were effective capacity and percentage of material unwashed bean The result of the research showed that the effective capacity of the equipment was 98,03 kg/hr with 3,78% of unwashed bean. Keywords: chocolate, washing, capacity Universitas Sumatera Utara ABSTRAK JIMMI PUTRA TAMBA : Perancangan alat penggerak manual untuk memutar alat pencuci biji kakao, dibimbing oleh TAUFIK RIZALDI dan EDI SUSANTO Proses pengolahan hasil-hasil pertanian menjadi bahan pangan adalah hal yang menarik untuk diketahui. Ternyata banyak hasil-hasil pertanian setelah mengalami proses pengolahan tambahan memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan sebelum dilakukan proses pengolahan. Salah satu proses pengolahan adalah dengan proses pencucian bahan. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat alat pencuci biji kakao, dilakukan pada bulan Mei 2011 sampai dengan Juni 2011 di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan, dengan cara studi literatur, melakukan eksperimen, serta pengamatan dan pengujian terhadap alat. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat dan persentase bahan yang tidak tercuci sempurna. Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat sebesar 98,03 kg/jam dengan persentase bahan yang tidak tercuci sempurna sebesar 3,78%. Kata kunci : kakao, pencucian, kapasitas ABSTRACT JIMMI PUTRA TAMBA: Design of manual moving part of cacao bean washer, supervised by TAUFIK RIZALDI and EDI SUSANTO. The process of agricultural produce into a foodstuffs is an interesting thing to be known. It appeared that many agricultural produce that has been processed further has a more economics value than before. One of the process is washing. The aim of this reserch was to design, build, and test the moving part of cacao bean washer that was conducted in May 2011 to June 2011 at the Laboratory of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, Universitas Sumatera Utara, Medan, by literature study, experiment, observation, and testing of the equipment. The parameters observed were effective capacity and percentage of material unwashed bean The result of the research showed that the effective capacity of the equipment was 98,03 kg/hr with 3,78% of unwashed bean. Keywords: chocolate, washing, capacity Universitas Sumatera Utara PENDAHULUAN Latar Belakang Perkembangan zaman dengan meningkatnya ilmu pengetahuan dan teknologi memiliki dampak yang luar biasa terhadap kehidupan manusia. Manusia sebagai makhluk yang memiliki potensi untuk berfikir akan selalu mengembangkan sesuatu hal agar menjadikan kehidupannya menjadi lebih baik. Oleh karena itu, proses perubahan akan terus berjalan. Penggunaan alat dan mesin pertanian sudah sejak lama digunakan dan perkembangannya mengikuti dengan perkembangan kebudayaan manusia. Pada awalnya alat dan mesin pertanian masih sederhana dan terbuat dari batu atau kayu kemudian berkembang menjadi bahan logam. Susunan alat ini mula-mula sederhana, kemudian sampai ditemukannya alat mesin pertanian yang komplek. Dengan dikembangkannya pemanfaatan sumber daya alam dengan motor secara langsung mempengaruhi perkembangan dari alat mesin pertanian (Sukirno, 1999). Sesuai dengan defenisi dari mekanisasi pertanian (agriculture mechanization), maka penggunaan alat mekanisasi pertanian adalah untuk meningkatkan daya kerja manusia dalam proses produksi pertanian dan dalam setiap tahapan dari proses produksi tersebut selalu memerlukan alat mesin pertanian (Sukirno, 1999). Setiap perubahan usaha tani melalui mekanisasi didasari tujuan tertentu yang membuat perubahan tersebut bisa dimengerti, logis, dan dapat diterima. Diharapkan perubahan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang menguntungkan dan sesuai Universitas Sumatera Utara dengan tujuan yang telah ditetapkan. Secara umum, tujuan mekanisasi pertanian adalah : a. mengurangi kejerihan kerja dan meningkatkan efisiensi tenaga manusia b. mengurangi kerusakan produksi pertanian c. menurunkan ongkos produksi d. menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi e. meningkatkan taraf hidup petani f. memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsisten (tipe pertanian kebutuhan keluarga) menjadi tipe pertanian komersil (comercial farming) Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemilihan alat mesin pertanian tepat dan benar, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya tidak tepat hal sebaliknya yang akan terjadi (Rizaldi, 2006). Perubahan-perubahan untuk memperbaiki dan meningkatkan kesejahteraan rakyat yang dilakukan pemerintah sekarang berjalan dengan diarahkan pada semua sektor. Tidak terkecuali sektor pertanian. Pertanian memiliki peranan yang sangat penting bagi kesejahteraan rakyat. Berhasilnya sektor pertanian akan berdampak pada ketahanan pangan. Ilmu mekanisasi Pertanian adalah bagian dari industri pertanian hari ini yang penting karena produksi yang efisien dan pengolahan bahan-bahan tergantung pada mekanisasi. Oleh karena itu, mayoritas pekerja bekerja pada bidang keduanya baik di lahan maupun di pemasaran hasil-hasil pertanian yang membutuhkan keahliankeahlian yang memungkinkan mereka untuk mengoperasikan, mempertahankan, dan memprebaiki mesin dan peralatan. (Shin and Curtis, 1978). Universitas Sumatera Utara Menurut Hardjosentono dkk (1996) peranan mekanisasi pertanian dalam pembangunan pertanian di Indonesia adalah: 1. Mempertinggi efisiensi tenaga manusia 2. Meningkatkan derajat dan taraf hidup petani 3. Menjamin kenaikan kuantitas dan kualitas serta kapasitas produksi pertanian 4. Memungkinkan pertumbuhan tipe usaha tani yaitu dari tipe pertanian untuk kebutuhan keluarga(subsistence farming) menjadi tipe pertanian perusahaan (commercial farming) 5. Mempercepat transisi bentuk ekonomi Indonesia dari sifat agraris menjadi sifat industri. Hasil-hasil pertanian guna memenuhi kebutuhan pangan harus memiliki penanganan pasca panen yang baik. Penanganan yang dilakukan diusahakan memperhatikan tingkat standarisasi mutu yang diizinkan. Penanganan yang tidak baik akan berdampak pada kualitas bahan yang buruk, harga jual yang rendah, serta dapat menimbulkan kerugian bagi para produsen hasil-hasil pertanian tersebut. Untuk menghasilkan produk olahan diperlukan ilmu, keahlian dan keterampilan tersendiri. Teknik dalam mengolahnya juga berbeda beda. Beberapa teknik pengolahan pangan yang sering dilakukan adalah menghilangkan lapisan luar yang tidak diinginkan (pencucian). Banyak Petani di Indonesia tidak melakukan pencucian terhadap hasil panen yang mereka dapatkan. Khususnya para petani kakao, hasil yang mereka peroleh Universitas Sumatera Utara tidak di olah sama sekali, mereka langsung menjual hasil panen berupa buah, padahal jika mereka mengelolah biji kakao tersebut,yakni dengan mencuci, lalu menjualnya nilai jual nya jauh lebih tinggi dibandingkan dengan penjualan langsung, yakni berupa buah. Pencucian dengan alat mekanis belum banyak dilakukan karena kurangnya pengetahuan dan keterbatasan jumlah alat yang ada petani. Sehingga harga jual yang diperoleh kurang menguntungkan, padahal apabila dilakukan akan meningkatkan pendapatan. Untuk itu, masyarakat khususnya para petani,memerlukan suatu alat pencuci biji kakao dalam penanganan hasil-hasil pertanian selama pasca panen. Diharapkan meningkatkan pendapatan para petani kakao Pada masa kini alat pencuci biji kakao sudah banyak dirancang. Yakni alat yang menggunakan elektromotor dengan kapasitas berbeda-beda. Alat pencuci biji kakao ini terdiri dari beberapa bagian penting yaitu: electromotor, tabung pencuci, plat aluminium. Biji kakao yang dimasukkan ke dalam tabung pencuci akan berputar bersama berputar nya tabung pencuci biji kakao tersebut.( Anonimous, 2010). Kelemahan alat ini adalah jika digunakan langsung di tempat- tempat yang tidak terdapat sumber arus listrik maka alat tidak dapat dioperasikan. Untuk itu perlu dirancang alat pencuci biji kakao yang dapat bekerja dengan tenaga manual bila suatu daerah belum ada arus listrik, perancangan alat penggerak secara manual yang dimaksud digunakan untuk memutar alat pencuci biji kakao, sehingga dapat digunakan dimana saja, juga alat ini dapat menghemat biaya operasional. Universitas Sumatera Utara Tujuan Penelitian Mendesain, membuat dan menguji alat penggerak secara manual untuk memutar alat pencuci biji kakao. Kegunaan Penelitian 1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Pertanian Departeman Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. 2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pencuci biji kakao. 3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan terutama petani kakao. Universitas Sumatera Utara TINJAUAN PUSTAKA Kakao Kakao merupakan salah satu komoditi ekspor nonmigas yang memiliki prospek cukup cerah sebab permintaan di dalam negeri juga semakin kuat dengan semakin berkembangnya sektor agroindustri. Perkembangan kakao dewasa ini ditinjau dari penambahan luas areal, terutama perkebunan kakao rakyat dan perkebunan swasta. Di pihak lain ada kecenderungan timbulnya factor-faktor pembatas di negara-negara pengekspor kakao. Hal ini akan menguatkan perkakaoan kita. Dengan demikian tidak menutup kemungkinan para petani lain berpindah haluan menjadi petani kakaoyang diduga akan memberikan harapan yang lebih cerah (Susanto, 1994). Pada tahun 1984 harga kakao mengalami lonjakan cukup tinggi sehingga mampu mendorong negara-negara produsen untuk memperluas areal perkebunan kakao. Negara-negara produsen utama kakao adalah Pantai gading, Ghana, Malaysia, dan Indonesia. Dalam kurun waktu 7 tahun ini, laju penigkatan produksi terbesar datang dari Indonesia sekitar 33%, Malaysia sekitar 18,9%, Ghana sekitar 8,16%, dan Pantai gading sekitar 4,72%. Dengan demikian situasi perkakaoan di dunia selalu ditandai dengan dengan kelebihan produksi (Prawoto, 1989). Indonesia memilki peluang yang besar untuk perkembangan kakao sebabpersediaan hutan cukup luas, tenaga kerja yang banyak dan murah. Di samping itu Indonesia memiliki kelemahan juga yaitu produktivitas yang rendah dan kualitasnya kurang memuaskan, terutama kakao rakyat. Hal ini disebabkan oleh Universitas Sumatera Utara proses fermentasi yang tidak benar. Kekurangan lain adalah biji-biji kakao berjamur dan berserangga, hal lain disebabkan oleh tempat penampungan yang kurang baik. Mutu biji kakao sangat dipengaruhi oleh banyak factor, misalnya tingkat produsen, jenis kakao, keadaan tanah, tinggi tempat, suhu, kelembaban udara, curah hujan, dan lain-lain. Namun yang menentukan adalah proses fermentasi biji kakao, sebab kegagalan pada proses fermentasi tidak dapat diperbaiki pada proses selanjutnya. Dalam proses fermentasi akan ditentukan citarasa, kenampakan kakao, pengurangan rasa pahit, dan sepat pada biji (Anonimous, 2010). Tanaman kakao termasuk marga Theobroma, suku dari Sterculiaceae yang banyak diusahakan oleh para pekebun, perkebunan swasta dan perkebunan negara. Sistematik tanaman kakao diklasifikasikan ke dalam golongan sebagai berikut : Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan) Divisi : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Subdivisi : Angiospermae (berbiji tertutup) Kelas : Dicotyledoneae (biji berkeping satu) Ordo : Malvales Genus : Sterculiaceae Species : Theobroma cacao (Susanto, 1994). Universitas Sumatera Utara Menurut Susanto (1994) kakao secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga tipe besar yaitu : a. Criollo : Criollo termasuk kakao yang bermutu tinggi atau kakao mulia/edel cacao atau fine flavour cacao. Criollo memiliki cirri-ciri: masa berbuah lambat, agak peka terhadap serangan hama dan penyakit, kulit buah tipis dan mudah teriris, tiap buah berisi 30-40 biji, yang bentuknya agak bulat sampai bulat,warna buah umumnya merah dan bila sudah masak menjadi orange. b. Forastero : Forastero umumnya termasuk kakao bermutu rendah atau disebut kakao curah/kakao curia/bulk cacao. Tipe Forastero memiliki cirri-ciri: pertumbuhan tanaman kuat dan produksinya lebih tinggi, masa berbuah lebih awal, endospermnya berwarna ungu tua dan berbentuk gepeng, alur-alur pada kulit buah agak dalam, rasa biji lebih pahit, kulit buah berwarna hijau terutama yang berasal dari Amazon. c. Trinitario : Trinitario merupakan hasil persilangan antara Criollo dan Forastero. Dari hasil persilangan ini terdapat jenis-jenis baru yang mutunya baik, buah dan biji nya besar. Jenis Trinitario dapat dibedakan menjadi empat golongan, yaitu: Angoleta, Cundeamor, Amelonado, Calaba cillo. Universitas Sumatera Utara Proses pengolahan biji kakao sangat menentukan mutu akhir dari biji kakao tersebut. Proses pengolahan biji kakao akan menentukan citarasa khas dari kakao dan mengurangi atau menghilangkan citarasa yang tidak baik. Misalnya rasa sepat dan pahit, yang disebabkan oleh kandungan senyawa purin, yaitu theobromin dan kafein untuk rasa pahit. Menurut Spillane (1995) tahap-tahap proses pengolahan kakao dalah sebagai berikut : Panen Sortasi buah Pemecahan buah Fermentasi Pencucian Penuntasan Penjemuran Sortasi Penyimpanan Pemanenan Panenan dan pengolahan hasil merupakan hal yang penting dalam budidaya kakao sebab sangat menentukan mutu biji kakao yang dihasilkan. Walaupun produksinya tinggi, tetapi dalam panenan dan pengolahan hasil kurang tepat, maka mutu biji akan melalui fermentasi pulp dalam mengatur kematian dan keasaman biji. Periode ini dapat dipersingkat melalui aerasi kuat pada pulp yang mempercepat produksi asam asetat dan pembentukan panas (Biehl, 1984). Pada saat pulp teraerasi, pH menurun sampai 4,5 dan tidak banyak berubah selama metabolisme yeast. Produksi asam didominasi oleh bakteri asam asetat dan bakteri asam laktat. Bilamana substrat pulp ini digunakan oleh mikroorganisme sampai habis, pH akan naik. Perubahan ini dapat ditandai dengan warna kulit biji kakao yang gelap dan terjadi perubahan bau. Biehl, (1984) mengatakan bahwa konsentrasi maksimal asam asetat pada pulp dijumpai lebih tinggi selama aerasi kuat dibandingkan dengan aerasi lemah. Pada permulaan proses fermentasi tumpukan biji mengandung kadar gula yang tinggi, pH dan oksigen rendah sehingga merupakan media yang cocok bagi pertumbuhan ragi. Beberapa mikroorganisme berperan aktif selama proses fermentasi, terutama proses pemecahan gula menjadi alkohol dan perubahan alkohol menjadi asam asetat. Nasution, (1976) mengatakan bahwa selama tahap awal fermentasi kakao, aktivitas ragi sangat kuat dan lebih dari 90 % total mikroorganisme yang terdapat pada tahap ini adalah ragi. Pada hari pertama proses fermentasi ragi memegang peranan pada proses pemecahan gula menjadi alkohol. Jenis ragi yang umum terdapat pada tumpukan biji kakao selama fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces Universitas Sumatera Utara theobromae, Saccharomyces ellipsoides, Saccharomyces apiculatus dan Saccharomyces apimulus (Nasution, et al,. 1985). Selanjutnya pada hari kedua proses fermentasi terjadi pemecahan alkohol menjadi asam asetat yang dipengaruhi oleh aktivitas bakteri asam asetat. Jumlah dan jenis mikroorganisme yang terdapat pada fermentasi biji kakao bervariasi, tergantung pada waktu fermentasi. Bakteri pemecah alkohol menjadi asam asetat pada hari-hari selanjutnya pada proses fermentasi ini adalah Acetobacter xylinum, Acetobacter ascendens, Bacterium xylinum dan Bacterium orleanse. Pembentukan asam asetat merupakan faktor yang sangat penting dari proses kematian biji kakao, asam asetat terbentuk sebesar 0,7 % sampai 1,2 % setelah waktu fermentasi 37 jam dan biji telah mati (Rohan, 1963). Bakteri asam asetat lebih banyak dan lebih cepat tumbuh pada bagian atas tumpukan biji kakao selama proses fermentasi. Hal ini disebabkan oleh karena pada proses permulaan fermentasi aliran udara lebih cepat di bagian atas, sehingga menghambat pertumbuhan bakteri asam laktat dan perubahan pH lebih cepat pada bagian ini (Nasution, 1976). Fermentasi yang sempurna menentukan cita rasa biji kakao dan produk olahannya, termasuk juga karena buah yang masak dan sehat serta pengeringan yang baik. Fermentasi sempurna yang dimaksud adalah fermentasi selama 5 hari sesuai dengan penelitian Sime - Cadbury. Jika fermentasi yang dilakukan kurang atau tidak sempurna, selain citarasa khas cokelat tidak terbentuk, juga sering kali dihasilkan cita rasa ikutan yang tidak dikehendaki, seperti rasa masam, pahit, kelat, sangit, dan rasa tanah (Atmawinata, et al., 1998). Universitas Sumatera Utara Tempat Fermentasi Tempat fermentasi dapat berupa kotak-kotak yang memiliki lubang-lubang untuk mengeluarkan cairan dan sirkulasi udara. Dapat pula mempergunakan keranjang dari bambu yang dilapisi dengan daun-daun pisang untuk mengurangi aerasi. Kemudian kotak harus ditutup dengan karung goni, dan sebaiknya kotak fermentasi tidak dibuat dari bahan logam atau besi, karena dapat bereaksi dengan zat tanin dan menimbulkan noda-noda biru hitam pada biji kakao (Susanto, 1994). Suhu optimal dalam proses fermentasi adalah 48 – 500 C. Untuk mencapai suhu tersebut diperlukan ketebalan biji tertentu. Untuk fermentasi skala kecil (
Perancangan Alat Penggerak Secara Manual Untuk Memutar Alat Pencuci Biji Kakao Poros Bantalan Bearing Perancangan Alat Penggerak Secara Manual Untuk Memutar Alat Pencuci Biji Kakao
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Perancangan Alat Penggerak Secara Manual Untuk Memutar Alat Pencuci Biji Kakao

Gratis