91

MODIFIKASI MESIN REELING SUTERA MELALUI PENAMBAHANSISTEM SIRKULASI AIR PANAS OTOMATIS DAN SISTEM

PENGEREMAN HASPELMODIFICATION OF SILK REELING MACHINE THROUGH ADDITION OFAUTOMATIC HOT WATER CIRCULATION AND HASPEL BRAKE SYSTEM

Sudiyanto, Mulia Hendra, Doni Sugiyana

Balai Besar Tekstil, Jalan Jenderal Ahmad Yani No. 390 BandungE-mail: texirdti@bdg.centrin.net.id

Tanggal diterima: 24 Juli 2014, direvisi: 2 September 2014, disetujui terbit: 24 Oktober 2014

ABSTRAK

Studi ini telah dilakukan dengan mendesain sistem sirkulasi air panas otomatis dan rem haspel sebagaimodifikasi pada mesin reeling sutera dengan tujuan untuk konservasi energi melalui peningkatan efisiensi proses.Pada mesin reeling konvensional dapat terjadi inefisiensi pada sistem penyediaan air panas manual yangmenyebabkan pelepasan energi panas dan temperatur air yang tidak konstan, serta mekanisme penyambunganbenang putus yang dapat mengurangi waktu operasional produktif dan meningkatkan biaya produksi. Metode desaindalam studi ini adalah modifikasi mesin reeling sutera konvensional melalui penambahan sistem sirkulasi air panasotomatis dan sistem pengereman haspel. Berdasarkan uji coba melalui pengoperasian mesin reeling secara kontinyuselama 20 hari, kedua sistem yang dirancang dapat beroperasi dengan baik. Hasil perhitungan analisis ekonomiberdasarkan waktu operasional selama 25 hari memperlihatkan bahwa mesin reeling yang telah dimodifikasimemerlukan biaya produksi benang lebih rendah dan pencapaian waktu break even point yang lebih cepatdibandingkan dengan mesin reeling konvensional. Aplikasi mesin reeling sutera yang telah dimodifikasi inimembutuhkan biaya investasi lebih tinggi, namun demikian produksi benang jauh akan lebih efisien sehingga biayaproduksi dalam jangka panjang menjadi lebih rendah dibandingkan dengan mesin reeling konvensional.

Kata kunci: efisiensi, reeling, rem haspel, sirkulasi air panas, sutera.

ABSTRACT

This study has been carried out by designing automatic hot water circulation and haspel brake system as amodification in silk reeling machine, in order to conserve energy through improvement of process efficiency. In theconventional reeling machine, inefficiency could be occurred due to manual hot water supply system which causerelease of heat energy and inconstant water temperature, and break yarn joint mechanism which able to reduceproductive operational time and increase production cost. Method of design in this study was a modification of con-ventional silk reeling machine through addition of automatic hot water circulation system and haspel brake system.Based on trial test through 20-days continual operation of reeling machine, both designed systems show good oper-ational performance. Economic analysis calculation based on operational time of 25 days shows that the modifiedreeling machine requires lower cost production of yarn and faster breakeven point period than that of conventionalreeling machine. Application of the modified silk reeling machine needs higher investment cost, however productionof yarn will much more efficient, therefore cost production for long term period will be lower than conventionalreeling machine.

Keywords: efficiency, haspel brake, hot water circullation, reeling, silk.

PENDAHULUAN

Industri persuteraan khususnya produksi be-nang sutera alam merupakan salah satu subsektoragroindustri yang sangat potensial untuk dikem-bangkan, karena memiliki berbagai keunggulandiantaranya: ketersediaan bahan baku yang berasaldari sumber daya alam lokal, menghasilkan produkkomoditi ekspor yang berpotensi meningkatkandevisa, menyerap tenaga kerja yang cukup banyak,

dan memiliki keterkaitan yang erat dengan sektordan sub sektor lainnya.1 Namun demikian, potensipengembangan usaha pemintalan serat sutera alamsangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:ketersediaan bahan baku kokon, jenis peralatan danmesin pemintalan dan sumber daya manusia yangterampil serta permodalan.1,2 Mengingat perala-tan/permesinan menjadi salah satu faktor pentingpengembangan industri sutera, Balai Besar Tekstiltelah berhasil mengembangkan prototip mesin

Arena Tekstil Vol. 29 No. 2, Desember 2014: 91-98

92

pengolah sutera berupa mesin reeling yangberfungsi untuk memintal serat filamen dari kokonsutera alam.2,3

Selama proses pemintalan serat suteramenggunakan mesin reeling, kokon direndam didalam air panas dengan temperatur tertentu yangbertujuan untuk melunakkan serisin yang menempelpada filamen sutera (fibroin). Serisin yang lunakmemungkinkan filamen sutera yang menempel satusama lain menjadi mudah ditarik/terurai.4,5 Berda-sarkan kajian referensi, studi peningkatan efisiensipada proses mesin reeling sutera merupakan suatutopik yang tengah intensif dilakukan.6,7,8 Demikianpula kajian konservasi energi menjadi topik yangsangat menarik dieksplorasi pada mesin reelingsutera.9,10,11 Hasil pengamatan Balai Besar Tekstilterhadap proses pemintalan filamen serat suterayang menggunakan mesin reeling dalam beberapatahun terakhir ini di Indonesia khususnya di bebe-rapa sentra industri pengolahan sutera alam, menun-jukkan adanya beberapa hal yang perlu disempur-nakan. Penyempurnaan yang perlu dilakukan adalahterkait dengan inefisiensi dalam beberapa aspekoperasional mesin diantaranya: i) penggantian airselama proses produksi dilakukan secara manualmenyebabkan temperatur air tidak dapat diketahuisecara tepat dan relatif tidak konstan; ii) penyam-bungan benang pada saat putus dari penggulung(haspel), dilakukan de-ngan mematikan mesinterlebih dahulu sehingga mengurangi jam produksiefektif.

Sehubungan dengan beberapa permasalahandi lapangan yang disebutkan di atas, maka kondisiideal yang diharapkan dalam pengoperasian mesinreeling terletak pada aspek: temperatur air dalambak reeling yang konstan dan terukur; dan kontinui-tas proses pengoperasian mesin tanpa proses mema-tikan mesin apabila terjadi putus benang. Dalamstudi ini dilakukan modifikasi desain mesin reelingdengan tujuan mengatasi permasalahan tersebut diatas sehingga dapat meningkatkan efisiensi prosesproduksi mesin reeling sutera. Untuk mencapaitujuan tersebut, pada studi ini dilakukan pemasan-gan sistem sirkulasi air panas otomatis serta pema-sangan rem penggulung (haspel) ketika terjadibenang putus pada saat proses pemintalan. Melaluiriset ini diharapkan akan terwujud proses pengola-han sutera yang efektif, efisien dan dapat diterapkanpada IKM persuteraan alam.

METODE

Kegiatan modifikasi mesin dilakukan di la-boratorium pengembangan Balai Besar Tekstil,Bandung. Sistem sirkulasi air panas otomatis dibuatde-ngan menggunakan prinsip sistem loop tertutupdan sistem resirkulasi. Komponen yang digunakandalam sistem sirkulasi air panas otomatis adalah:perangkat kontrol temperatur dan ketinggian air,

tangki air panas, pompa air, elemen pemanas, ter-mokopel, sensor ketinggian air, katup elektrik, ka-tup kaki, saringan air dan selang tahan panas. Spesi-fikasi dari setiap komponen yang dipergunakandalam penelitian modifikasi ini adalah sebagai beri-kut:1. Perangkat kontrol temperatur air

Peralatan kontrol elektronik mengguna-kan micro-controller sebagai penerjemahsinyal/ informasi dari sensor temperatur(termokopel) electric impulse, lalumengirimkan perintah ke actuator yaitupemanas listrik (heater) dan katup elektriksesuai kebutuhan.

2. Perangkat kontrol ketinggian airPeralatan elektronis dengan micro-

controller sebagai penerjemah sinyal/informasidari sensor (probe) lalu mengirimkan perintahke actuator yaitu pompa air.

3. Tangki air panasTangki pemanas air terbuat dari bahan

aluminium dengan diameter 50 cm dan tinggi45 cm, memiliki volume ± 60 liter. Tangkidilengkapi dengan penyaring untuk menyaringair yang dialirkan dari bak perendam kokon se-belum memasuki tangki air panas.

4. Pompa airPompa untuk mengalirkan air dari tangki

air panas ke bak perendam kokon menggunakanpompa oli mobil yang digerakkan oleh dinamoyang terhubung ke motor listrik.

5. Elemen pemanasElemen pemanas memiliki daya 900 watt

dengan tujuan mempersingkat waktu untukmemanaskan air. Elemen pemanas dipasangpada tangki air panas.

6. TermokopelTermokopel merupakan sensor

temperatur yang berfungsi menangkapinformasi temperatur objek yang ditentukan lalumengirimkan sinyal ke kontroler tempera-tur.12,13 Sensor temperatur yang digunakandipasang pada 2 titik yaitu: (i) Pada tangki airpanas untuk mendeteksi temperatur air panas,probe sensor berbentuk tombol. (ii) Pada bakperendam kokon untuk mendeteksi temperaturair perendam kokon, probe sensor berbentukbatang silinder.

7. Sensor ketinggian airSensor ini untuk mendeteksi posisi

ketinggian air pada bak perendam lalumengirimkan sinyal ke perangkat kontrol ke-tinggian air, yang selanjutnya mengirimperintah pada pompa untuk menyala atau mati.

8. Katup elektrikKatup elektrik mengatur pembukaan

(membuka dan menutup) secara otomatis, den-gan mekanisme apabila temperatur air di dalambak perendam kokon lebih rendah dari

Modifikasi Mesin Reeling Sutera Melalui Penambahan Sistem Sirkulasi Air Panas Otomatis dan Sistem Pengereman Haspel(Sudiyanto, dkk)

93

temperatur acuan maka katup akan membukasehingga air akan mengalir menuju tangki airpanas, dan sebaliknya.

9. Katup kakiKatup kaki dipasang pada ujung pipa

yang terendam dalam tangki air panas dan ber-fungsi untuk menjaga tekanan pompa sekaligusmenyaring air yang dihisap oleh pompa.

10. Saringan airSaringan air ditempatkan pada ujung pi-

pa yang masuk ke tangki pemanas air. Saringanair terbuat dari bahan akrilik terdiri dari 3 lapi-san/lembaran dengan ketebalan tiap lapisan 3mm,.

11. Selang tahan panasSelang digunakan untuk pengganti pipa

sebagai media untuk mengalirkan air dalamsistem sirkulasi. Selang dapat bertahan untukmengalirkan air sampai dengan temperaturmendekati 100oC.

Sistem pengereman haspel dirancang de-ngan sistem knock-down agar dapat dengan mudahdibongkar pasang pada mesin reeling. Komponenyang digunakan dalam sistem pengereman haspeladalah: handle (pegangan), pengungkit haspel, rolputar dan per penekan. Spesifikasi kerja dari setiapkomponen dalam desain sistem rem haspel adalahsebagai berikut:1. Pegangan (handle)

Handle merupakan bagian perpanjangantuas pengungkit yang menjadi pegangan opera-tor untuk mengubah posisi pengungkit rem.

2. Pengungkit remPengungkit rem merupakan bagian yang

langsung bersentuhan dengan haspel dan alatini bekerja untuk menahan laju perputaran has-pel.

3. Rol putarRol putar merupakan bagian yang meng-

hubungkan antara ujung tuas pengungkit den-gan pengungkit rem. Pergerakan tuas pengung-kit menyebabkan rol putar akan berputar searahjarum jam dan mengangkat pengungkit rem

4. Rangka dengan per penekanRangka dilengkapi per penekan bekerja

melindungi tuas pengungkit sekaligus menjadilokasi titik putar tuas. Per penekan berfungsiuntuk menahan batang pengungkit pada posisirem dan untuk mengembalikan seperti semula.

Perhitungan nilai break even point (BEP) danreturn of investment (ROI) untuk menganalisis in-vestasi modifikasi mesin reeling dilakukan denganmengikuti persamaan (1) dan (2).14

VCSPFCBEP

Dimana,BEP : Break Even PointFC : Fixed Cost/biaya tetap (Rp)SP : Selling Price/harga jual (Rp/kg)VC : Variable Cost/biaya variabel (Rp/kg)

%100Investasi

Profit xROI

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sistem sirkulasi air panas otomatisHasil modifikasi sistem sirkulasi air panas

otomatis dan mekanisme kerjanya ditunjukkan padaGambar 1. Sistem sirkulasi air panas otomatis be-kerja melalui kombinasi dari pengaturan kerja seca-ra bersama-sama beberapa komponen utama sistem,yaitu: pemanas, pompa air dan katup buang. Kom-ponen pemanas akan bekerja apabila temperatur airdi dalam tangki air panas berdasarkan informasidari sensor berada di bawah temperatur acuan/setvalue (SV). Komponen pompa air bekerja saatketinggian air pada bak perendam berada di bawahbatas acuan terendah. Komponen katup buangbekerja apabila temperatur air perendam berada dibawah SV.

Sistem sirkulasi air panas otomatis bekerjadengan baik melalui beberapa proses yang berjalansimultan. Kondisi awal diasumsikan berada padakondisi di mana temperatur acuan sama dengantemperatur aktual/processing value (PV),ketinggian air bak perendam normal dan katupbuang tertutup (Gambar 1-a). Ketika PV lebih ren-dah dari SV, maka temperatur air dalam bakperendam turun di bawah nilai acuan akibat adanyaproses perpindahan panas baik dari air ke udaramaupun ke bak. Jika terjadi kondisi seperti ini makapengatur temperatur akan memerintahkan katupbuang untuk membuka sehingga air dalam bakperendam mengalir ke tangki air panas melaluikatup buang tersebut. Sistem pada kondisi ini di-tampilkan sesuai ilustrasi pada Gambar 1-b.

Pada tahap selanjutnya, permukaan air akanturun hingga berada di bawah batas acuan sehinggasensor ketinggian air bekerja memerintahkanpompa untuk bekerja mengalirkan air dari tangki airpanas ke bak perendam kokon sampai ketinggianair mencapai batas acuan. Selama prosespenambahan air, sensor temperatur terus bekerjamemantau temperatur air perendam kokon hinggamencapai keadaan PV sama dengan SV. Sistempada kondisi ini ditampilkan sesuai ilustrasi padaGambar 1-c. Ketika kondisi PV telah sama denganSV, pengatur temperatur akan memerintahkan ka-tup buang untuk menutup sehingga air berhentimengalir. Pada kondisi ini pompa terus bekerjasampai ketinggian air di dalam bak perendammencapai batas acuan. Siklus proses di atas akan

(1)

(2)

Arena Tekstil Vol. 29 No. 2, Desember 2014: 91-98

94

terus berulang sesuai dengan kondisi yang terjadi.Kondisi kerja sistem kontrol sirkulasi air panasotomatis yang merupakan fungsi dari temperaturaktual (PV) dan temperatur acuan (SV) secara kese-luruhan digambarkan pada Tabel 1.

Gambar 1. Skema rancangan sistem sirkulasi airpanas otomatis : a) Kondisi awal sistembelum bekerja, b) Sistem bekerja ketikatemperatur air dalam bak perendamturun di bawah nilai acuan, c) Sistembekerja ketika permukaan air dalam bakperendam turun di bawah batas acuan

Tabel 1. Kondisi kerja sistem kontrol sirkulasi airpanas otomatis

Temperatur Level air Pom-pa Katup

PV = SV Normal Off OffPV < SV Normal Off OnPV < SV Rendah On OnPV = SV Rendah On OffPV = SV Normal Off Off

Sistem pengereman haspelModifikasi sistem dibuat dengan cara meka-

nisme pengereman haspel untuk menghentikan pu-taran jika terjadi benang putus selama proses peng-gulungan filamen. Hasil desain sistem pe-ngereman haspel ditunjukkan pada Gambar 2. Prin-sip kerja alat pengereman haspel dirancang denganmengadopsi mekanisme pengungkit/tuas, sepertiditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 2. Haspel dan posisi rem terhadap haspel(Keterangan: 1.Haspel; 2.Permukaangulungan benang pada haspel; 3.BosHaspel; 4.Kuping Haspel; 5. Pengung-kit rem; 6.Handle rem)

Sistem pengereman haspel bekerja melaluimekanisme sederhana: handle (1) ditekan ke arahbawah pada saat terjadi putus benang, selanjutnyatuas pengungkit berputar pada titik putar (2)sehingga rol putar (4) pada ujung tuas pengungkityang menghubungkan tuas dengan pengungkit akanberputar searah jarum jam dan pengungkit (3) akanterangkat, akibatnya akan menahan putaran haspelseketika.

Satu unit rem haspel dirancang untuk satuhaspel, sehingga jika terjadi benang putus pada

Haspel-tampak samping Haspel-tampak depan

5

6

2 3 4

1

Pengaturtemperatur

Kontrollevel air

Sensorlevel air

Sensor temperatur

Pompa air

Katup kaki

Tangkiair panas

Bakperendam

Katupelektrik

Bakperendam

Sensorlevel air Tangki air

panas

Katupelektrik

BakperendamSensor

level airTangki air

panas

Katupelektrik

(a)

(b)

(c)

Modifikasi Mesin Reeling Sutera Melalui Penambahan Sistem Sirkulasi Air Panas Otomatis dan Sistem Pengereman Haspel(Sudiyanto, dkk)

95

salah satu haspel maka cukup hanya haspel tersebutsaja yang dihentikan sedangkan haspel yang tidakmengalami benang putus dapat terus berputarsebagaimana mestinya. Jadi selama prosespenggulungan filamen, tidak perlu lagi mematikanmotor jika terjadi benang putus pada salah satu ataubeberapa haspel.

Gambar 3. Diagram pengereman haspel (Ketera-ngan: 1.Handle/pegangan; 2.Titik putartuas; 3.Pengungkit rem; 4.Rol putar;5.Rangka; 6.Per penekan).

Uji coba sistemUji coba dilakukan pada mesin reeling 4

delivery yang telah mengalami modifikasi penam-bahan rem haspel untuk masing-masing haspel sertaperalatan kontrol sistem sirkulasi air panasotomatis. Uji coba operasional mesin tanpa bahanbaku dilakukan untuk mengevaluasi performa bebe-rapa komponen tambahan dalam modifikasi. Prosesuji coba dilakukan selama 4 minggu dan dalam 1minggu uji coba dilakukan selama 5 hari denganproses 8 jam non-stop setiap harinya. Pengamatandilakukan setiap hari dan dibuat resume pada harike-5 sebagai hasil pengamatan mingguan. Proses ujicoba mesin dengan bahan baku kokon dilakukanselama 2 (dua) hari yaitu pada dua hari terakhir,bertujuan untuk mengetahui kinerja saringan air dankontinuitas pro-ses reeling. Uji coba dengan bahandilakukan dengan menggunakan kokon sutera seba-nyak 3 kg. Hasil pengamatan selama proses uji cobadiperlihatkan pada Tabel 2.

Uji coba kontrol sistem sirkulasi air panasotomatis dilakukan dengan mengecek fungsi setiapkomponen sistem sirkulasi air panas otomatis. Se-lain fungsi setiap komponen, pengamatan juga dila-kukan terhadap mekanisme kerja sistem sirkulasiair panas pada saat seluruh komponen sistem beker-ja bersamaan. Hasil pengamatan terhadap fungsidari setiap komponen sistem sirkulasi air panas se-bagaimana ditampilkan pada Tabel 2, menunjukkanbahwa setiap komponen memperlihatkan fungsiyang baik pada ujicoba selama 4 minggu.

Tabel 2.Hasil uji coba performa mesin reeling sute-ra yang telah dimodifikasi

KomponenPengamatan minggu ke:1 2 3 4

Pompa air Pemanas Saringan air Katup-katup Sensor temperatur Sensor level air Panel kontrol Selang sirkulasi o o o oTangki air panas o o o oRem haspel

Keterangan: = berfungsi dengan baiko = tidak ada kebocoran

Pengamatan terhadap mekanisme kerja selu-ruh komponen sistem bekerja bersamaan juga me-nunjukkan bahwa temperatur dalam bak reelingselalu stabil. Sepanjang waktu pengamatan, penu-runan temperatur air dalam bak reeling secara oto-matis diikuti dengan pergantian air dengan air yangtelah dipanaskan secara kontinyu dalam tangki airpanas. Aplikasi mekanisme sistem ini di lapanganakan memastikan bahwa proses produksi reelingsutera tidak akan mengalami jeda atau pemberhen-tian sementara.

Pengamatan terhadap kinerja saringan dila-kukan dengan memeriksa kondisi visual air padabak reeling pada proses uji coba mesin dengan ba-han baku kokon. Kondisi visual air pada bak reelingsebelum dan sesudah penyaringan ditunjukkan padaGambar 4. Pada proses operasi mesin reeling seir-ing dengan proses pemintalan kokon, air akan se-makin kotor yang diakibatkan oleh material yangditinggalkan oleh kokon setelah dipintal menjadibenang. Hal ini dapat mengganggu kualitas prosesreeling apabila air yang sudah kotor tidak diber-sihkan melalui saringan.

Gambar 4. Kondisi visual air pada bak reeling(Keterangan: 1. Sebelum disaring;2. Setelah disaring).

(1) (2)

Modifikasi Mesin Reeling Sutera Melalui Penambahan Sistem Sirkulasi Air Panas Otomatis dan Sistem Pengereman Haspel(Sudiyanto, dkk)

95

salah satu haspel maka cukup hanya haspel tersebutsaja yang dihentikan sedangkan haspel yang tidakmengalami benang putus dapat terus berputarsebagaimana mestinya. Jadi selama prosespenggulungan filamen, tidak perlu lagi mematikanmotor jika terjadi benang putus pada salah satu ataubeberapa haspel.

Gambar 3. Diagram pengereman haspel (Ketera-ngan: 1.Handle/pegangan; 2.Titik putartuas; 3.Pengungkit rem; 4.Rol putar;5.Rangka; 6.Per penekan).

Uji coba sistemUji coba dilakukan pada mesin reeling 4

delivery yang telah mengalami modifikasi penam-bahan rem haspel untuk masing-masing haspel sertaperalatan kontrol sistem sirkulasi air panasotomatis. Uji coba operasional mesin tanpa bahanbaku dilakukan untuk mengevaluasi performa bebe-rapa komponen tambahan dalam modifikasi. Prosesuji coba dilakukan selama 4 minggu dan dalam 1minggu uji coba dilakukan selama 5 hari denganproses 8 jam non-stop setiap harinya. Pengamatandilakukan setiap hari dan dibuat resume pada harike-5 sebagai hasil pengamatan mingguan. Proses ujicoba mesin dengan bahan baku kokon dilakukanselama 2 (dua) hari yaitu pada dua hari terakhir,bertujuan untuk mengetahui kinerja saringan air dankontinuitas pro-ses reeling. Uji coba dengan bahandilakukan dengan menggunakan kokon sutera seba-nyak 3 kg. Hasil pengamatan selama proses uji cobadiperlihatkan pada Tabel 2.

Uji coba kontrol sistem sirkulasi air panasotomatis dilakukan dengan mengecek fungsi setiapkomponen sistem sirkulasi air panas otomatis. Se-lain fungsi setiap komponen, pengamatan juga dila-kukan terhadap mekanisme kerja sistem sirkulasiair panas pada saat seluruh komponen sistem beker-ja bersamaan. Hasil pengamatan terhadap fungsidari setiap komponen sistem sirkulasi air panas se-bagaimana ditampilkan pada Tabel 2, menunjukkanbahwa setiap komponen memperlihatkan fungsiyang baik pada ujicoba selama 4 minggu.

Tabel 2.Hasil uji coba performa mesin reeling sute-ra yang telah dimodifikasi

KomponenPengamatan minggu ke:1 2 3 4

Pompa air Pemanas Saringan air Katup-katup Sensor temperatur Sensor level air Panel kontrol Selang sirkulasi o o o oTangki air panas o o o oRem haspel

Keterangan: = berfungsi dengan baiko = tidak ada kebocoran

Pengamatan terhadap mekanisme kerja selu-ruh komponen sistem bekerja bersamaan juga me-nunjukkan bahwa temperatur dalam bak reelingselalu stabil. Sepanjang waktu pengamatan, penu-runan temperatur air dalam bak reeling secara oto-matis diikuti dengan pergantian air dengan air yangtelah dipanaskan secara kontinyu dalam tangki airpanas. Aplikasi mekanisme sistem ini di lapanganakan memastikan bahwa proses produksi reelingsutera tidak akan mengalami jeda atau pemberhen-tian sementara.

Pengamatan terhadap kinerja saringan dila-kukan dengan memeriksa kondisi visual air padabak reeling pada proses uji coba mesin dengan ba-han baku kokon. Kondisi visual air pada bak reelingsebelum dan sesudah penyaringan ditunjukkan padaGambar 4. Pada proses operasi mesin reeling seir-ing dengan proses pemintalan kokon, air akan se-makin kotor yang diakibatkan oleh material yangditinggalkan oleh kokon setelah dipintal menjadibenang. Hal ini dapat mengganggu kualitas prosesreeling apabila air yang sudah kotor tidak diber-sihkan melalui saringan.

Gambar 4. Kondisi visual air pada bak reeling(Keterangan: 1. Sebelum disaring;2. Setelah disaring).

(1) (2)

Modifikasi Mesin Reeling Sutera Melalui Penambahan Sistem Sirkulasi Air Panas Otomatis dan Sistem Pengereman Haspel(Sudiyanto, dkk)

95

salah satu haspel maka cukup hanya haspel tersebutsaja yang dihentikan sedangkan haspel yang tidakmengalami benang putus dapat terus berputarsebagaimana mestinya. Jadi selama prosespenggulungan filamen, tidak perlu lagi mematikanmotor jika terjadi benang putus pada salah satu ataubeberapa haspel.

Gambar 3. Diagram pengereman haspel (Ketera-ngan: 1.Handle/pegangan; 2.Titik putartuas; 3.Pengungkit rem; 4.Rol putar;5.Rangka; 6.Per penekan).

Uji coba sistemUji coba dilakukan pada mesin reeling 4

delivery yang telah mengalami modifikasi penam-bahan rem haspel untuk masing-masing haspel sertaperalatan kontrol sistem sirkulasi air panasotomatis. Uji coba operasional mesin tanpa bahanbaku dilakukan untuk mengevaluasi performa bebe-rapa komponen tambahan dalam modifikasi. Prosesuji coba dilakukan selama 4 minggu dan dalam 1minggu uji coba dilakukan selama 5 hari denganproses 8 jam non-stop setiap harinya. Pengamatandilakukan setiap hari dan dibuat resume pada harike-5 sebagai hasil pengamatan mingguan. Proses ujicoba mesin dengan bahan baku kokon dilakukanselama 2 (dua) hari yaitu pada dua hari terakhir,bertujuan untuk mengetahui kinerja saringan air dankontinuitas pro-ses reeling. Uji coba dengan bahandilakukan dengan menggunakan kokon sutera seba-nyak 3 kg. Hasil pengamatan selama proses uji cobadiperlihatkan pada Tabel 2.

Uji coba kontrol sistem sirkulasi air panasotomatis dilakukan dengan mengecek fungsi setiapkomponen sistem sirkulasi air panas otomatis. Se-lain fungsi setiap komponen, pengamatan juga dila-kukan terhadap mekanisme kerja sistem sirkulasiair panas pada saat seluruh komponen sistem beker-ja bersamaan. Hasil pengamatan terhadap fungsidari setiap komponen sistem sirkulasi air panas se-bagaimana ditampilkan pada Tabel 2, menunjukkanbahwa setiap komponen memperlihatkan fungsiyang baik pada ujicoba selama 4 minggu.

Tabel 2.Hasil uji coba performa mesin reeling sute-ra yang telah dimodifikasi

KomponenPengamatan minggu ke:1 2 3 4

Pompa air Pemanas Saringan air Katup-katup Sensor temperatur Sensor level air Panel kontrol Selang sirkulasi o o o oTangki air panas o o o oRem haspel

Keterangan: = berfungsi dengan baiko = tidak ada kebocoran

Pengamatan terhadap mekanisme kerja selu-ruh komponen sistem bekerja bersamaan juga me-nunjukkan bahwa temperatur dalam bak reelingselalu stabil. Sepanjang waktu pengamatan, penu-runan temperatur air dalam bak reeling secara oto-matis diikuti dengan pergantian air dengan air yangtelah dipanaskan secara kontinyu dalam tangki airpanas. Aplikasi mekanisme sistem ini di lapanganakan memastikan bahwa proses produksi reelingsutera tidak akan mengalami jeda atau pemberhen-tian sementara.

Pengamatan terhadap kinerja saringan dila-kukan dengan memeriksa kondisi visual air padabak reeling pada proses uji coba mesin dengan ba-han baku kokon. Kondisi visual air pada bak reelingsebelum dan sesudah penyaringan ditunjukkan padaGambar 4. Pada proses operasi mesin reeling seir-ing dengan proses pemintalan kokon, air akan se-makin kotor yang diakibatkan oleh material yangditinggalkan oleh kokon setelah dipintal menjadibenang. Hal ini dapat mengganggu kualitas prosesreeling apabila air yang sudah kotor tidak diber-sihkan melalui saringan.

Gambar 4. Kondisi visual air pada bak reeling(Keterangan: 1. Sebelum disaring;2. Setelah disaring).

(1) (2)

Arena Tekstil Vol. 29 No. 2, Desember 2014: 91-98

96

Pengamatan pada mesin reeling hasil mo-difikasi dilakukan pada saat air dalam kondisi kotordan mengalami penurunan temperatur sampai dibawah temperatur acuan, air dalam bak reelingmengalir ke dalam tangki pemanas melalui sarin-gan. Setelah permukaan air dalam bak reeling turundi bawah permukaan acuan maka air yang sudahtersaring akan mengalir kembali ke bak reeling.Dari hasil pengamatan visual terlihat bahwa sarin-gan cukup efektif memisahkan material pengotorpada air perendam kokon.

Uji coba mekanisme pengereman haspeldilakukan untuk mengecek fungsi dari masing-masing rem haspel ketika mesin reeling tengah dio-perasikan. Setting posisi pengungkit dibuat tegaklurus pada kuping haspel agar tidak mengenai ba-gian permukaan gulungan benang haspel. Hasilpengamatan sistem pengereman haspel berfungsidengan baik, dimana ketika terjadi benang putuspada salah satu atau beberapa haspel maka cukuphanya menekan handle rem pada haspel yang men-

galami benang putus saja. Haspel yang mengalamipengereman akan berhenti berputar, sedangkanhaspel yang tidak mengalami benang putus tetapberjalan secara normal tanpa harus mematikanmesin secara keseluruhan.

Berdasarkan pengamatan di lapangan, pro-ses menyambung benang dari kokon sutera yangterputus mengkonsumsi waktu antara 1-5 menit.Selain itu frekuensi terjadinya putus benang relatifsering pada kondisi kokon yang tidak segar. Padamesin reeling konvensional, ketika terjadi benangputus saat proses penggulungan haspel maka mesindimatikan terlebih dahulu untuk menyambung be-nang yang putus. Hal ini menyebabkan haspel yangtidak mengalami putus benang juga ikut berhentisehingga mengakibatkan berkurangnya waktu efek-tif produksi. Berdasarkan pengamatan dari rang-kaian uji coba terhadap mesin reeling hasil modifi-kasi, dapat disimpulkan bahwa kedua sistem dapatberfungsi dengan baik.

Tabel 3. Perbandingan variabel produksi antara mesin reeling A dan B

No Variabel produksi Mesin A Mesin B

1 Harga mesin reeling 4 delivery Rp. 15.000.000 Rp. 20.000.000

2 Usia ekonomi (economic life) 5 tahun (60 bulan) 5 tahun (60 bulan)

3 Kapasitas produksi per hari 0,72 kg 1,44 kg

4 Kapasitas produksi per bulan 18 kg 36 kg

5 Waktu produksi per hari 8 jam 8 jam

6 Durasi mesin berhenti per hari 4,5 jam 1 jam

7 Durasi mesin beroperasi per hari 3,5 jam 7 jam

8 Waktu kerja per bulan 25 hari 25 hari

9 Konsumsi LPG per hari 1,4 kg -

10 Harga gas LPG tabung 3 kg Rp. 19.000,- -

11 Konsumsi LPG dalam 25 hari 36 kg (12 tabung isi 3kg)

-

12 Daya listrik pompa air - 90 watt

13 Daya listrik pemanas air - 900 watt

14 Total kebutuhan daya listrik - 990 watt

15 Daya listrik (home industry) - 1300 watt

16 Konsumsi listrik per hari - 6,93 kWh

17 Harga listrik per kWh - Rp. 1.090,-

18 Biaya langganan listrik per bulan - Rp. 44.000,-

19 Harga jual benang per kg Rp. 450.000,- Rp. 450.000,-

Modifikasi Mesin Reeling Sutera Melalui Penambahan Sistem Sirkulasi Air Panas Otomatis dan Sistem Pengereman Haspel(Sudiyanto, dkk)

97

Tabel 4. Perbandingan variabel biaya antara mesin reeling A dan BNo Variabel biaya Mesin A Mesin B1 Biaya penyusutan

mesin dalam 5 ta-hun

lan250.000/buRp.bulan125

15.000.000Rp.

lan333.333/buRp.

bulan12520.000.000Rp.

2 Biaya pemakaiangas per bulan

228.000Rp.1219.000Rp. -

3 Biaya pemakaianlistrik per bulan danbiaya abodemenlistrik daya 1300watt

- (Rp. 7553,7 x 25 hari) + Rp. 44.000 =Rp. 232.842/bulan

4 Total biaya opera-sional di luar opera-tor per bulan

Rp. 228.000 + Rp. 250.000 =Rp.478.000/bulan

Rp. 333.333 + Rp. 232.842 = Rp.566.175/bulan

5 Biaya produksi perkg benang g26.555,-/kRp.

kg81478.000Rp.

15.727/kgRp.kg36

566.175Rp.

Analisis biayaAnalisis biaya ini bertujuan untuk memper-

bandingkan kelayakan ekonomi antara investasipada mesin reeling konvensional (mesin A) denganmesin reeling yang telah dimodifikasi dengan pe-nambahan sistem kontrol sirkulasi air panas otoma-tis dan sistem pengereman haspel (mesin B). Bebe-rapa aspek yang diperbandingkan adalah biaya pro-duksi per kg benang, break even point dan return ofinvestment. Variabel biaya yang diasumsikansebanding dalam pengoperasian kedua jenis mesin,diantaranya: biaya bahan baku, upah tenaga kerjadan sebagainya tidak diperhitungkan dalam analisisekonomi ini. Faktor biaya yang diperhitungkanhanya variabel yang berpengaruh dalam perbandin-gan biaya operasional untuk kedua sistem.

Dengan perhitungan pengoperasian mesinreeling sutera selama 30 hari untuk kedua sistem,maka dapat diperbandingkan variabel produksi un-tuk kedua mesin seperti ditampilkan pada Tabel 3.Perhitungan biaya produksi untuk kedua mesin jugaditampilkan pada Tabel 4 dengan perbandinganperhitungan variabel biaya antara kedua mesin.Berdasarkan perhitungan variabel biaya seperti di-tunjukkan pada Tabel 4, maka perbandingan biayaproduksi per kg benang antara mesin B dan mesinA adalah Rp. 15.727 : Rp. 26.555. Dari hasil perhi-tungan ini dapat diketahui bahwa mesin reelingsutera dengan mo-difikasi mampu meningkatkanefisiensi dan mengkonservasi kebutuhan energihingga mampu menekan biaya produksi hingga59% dari mesin reeling sutera konvensional.

Nilai break even point (BEP) dan return ofinvestment (ROI) pada investasi mesin A dan B de-ngan perhitungan mengikuti persamaan (1) dan (2).Seperti halnya pada perhitungan biaya produksi,perhitungan BEP dan ROI dilakukan dengan men-gabaikan komponen biaya lainnya baik biaya tetap(sewa tempat, upah tenaga kerja dsb.) maupun bi-aya variabel (bahan baku, bahan penolong dsb.).

Berdasarkan persamaan (1), mesin A akanmencapai BEP setelah dihasilkan produk sebanyak40,2 kg, sedangkan pada mesin B, BEP tercapaisetelah dihasilkan produk sebanyak 52,1 kg. Den-gan memperhitungkan kapasitas produksi makapencapaian BEP pada mesin A dan B masing-masing akan tercapai setelah 2,2 dan 1,4 bulan.Dengan memperbandingkan kapasitas produksi,harga jual, biaya produksi dan modal investasi un-tuk mesin A dan B, perhitungan mengikuti persa-maan (2) memperoleh nilai ROI masing-masingsebesar 44,8% dan 69,2%.

Hasil analisis ekonomi ini memperlihatkanbahwa mesin reeling yang telah dimodifikasi den-gan penambahan sistem kontrol sirkulasi air panasotomatis dan sistem pengereman haspel membutuh-kan biaya produksi lebih rendah, pencapaian BEPlebih cepat dan nilai ROI yang lebih tinggi diban-dingkan mesin reeling sutera konvensional. Perluditegaskan kembali bahwa nilai-nilai yang munculdalam analisis ekonomi ini hanya ditujukan dalamkonteks perbandingan antara kedua mesin, dan bu-kan merupakan nilai – nilai perhitungan ekonomisesungguhnya mengingat adanya parameter untukvariabel-variabel produksi yang diasumsikan se-banding antara kedua mesin yang diperbandingkan.

KESIMPULAN

Berdasarkan studi modifikasi mesin reelingsutera yang telah dilakukan, dapat disimpulkanbahwa penggunaan sistem kontrol sirkulasi air pa-nas otomatis dapat memangkas kegiatan untukproses pemanasan dan penggantian air sehinggaproses produksi lebih efektif dan efisien. Penggu-naan sistem pengereman haspel dapat mening-katkan efisiensi dan efektivitas proses produksi ka-rena pada saat terjadi benang putus tidak perlu me-matikan mesin namun cukup dengan menghentikanputaran haspel yang mengalami benang putus

Arena Tekstil Vol. 29 No. 2, Desember 2014: 91-98

98

menggunakan rem haspel kemudian benang dapatdisambung kembali. Investasi pada mesin reelingyang telah dimodifikasi mampu menghemat biayaproduksi, mempercepat pencapaian BEP dan pero-lehan nilai ROI yang lebih tinggi dibandingkandengan mesin reeling konvensional. Penelitian lan-jutan kiranya perlu dilakukan lagi untuk mengeva-luasi performa mesin yang telah dimodifikasi den-gan disertai penggunaan bahan baku, sehingga da-pat diperoleh data hasil pengujian kualitas produkmesin reeling.

PUSTAKA

1 Atmosoedarjo, H.S., Kartasubrata, J., Kaomini, M.,Saleh, W., dan Moerdoko, W., (2000), SuteraAlam Indonesia, Penerbit Yayasan Sarana Wa-na Jaya, Jakarta.

2 Mulyana, A., (2003), Laporan modifikasi mesinreeling buatan Balai Besar Tekstil dalam rang-ka meningkatkan kualitas benang sutera alam(filament), Laporan Kegiatan Riset Balai BesarTekstil.

3 Natawijaya, D., (2001), Laporan pelatihan peminta-lan sutera alam bagi industri kecil pemintalansutera alam, Laporan Kegiatan Riset Balai Be-sar Tekstil.

4 Lakshmipathaiah, B.N., Hariraj, G., Naik, S.V., danT.H.Somashekar, (2000) “A reeling technologypackage for producing gradable quality rawsilk from cross breed cocoons” Indian Silk, Ju-ly, 24-29.

5 Vermaas, J.F. dan Steyn, H.J., (2012), Evaluaton ofphysical properties of locally produced Gono-meta Postica Silk and wool Fabrics, Journal ofFamily Ecology and Consumer Sciences, Vol.40, 74-82.

6 Naik, S.V., Somashekar T.H., dan Takabayashi, C.,(2005) Influence of defective cocoons on reel-ing performance and quality of raw silk, Indiansilk, Vol.43, No.12, 20-31.

7 Naik, S.V., dan Somashekar T.H. (2008), Effect ofdegree of cocoon drying and cocoon cookingcondition on reeling performance and qualityof raw silk of Indian bivoltine cocoons, JapanSociety of Silk Science and Technology Vol.17,27-32.

8 Naik, S.V., Malali, K., Naik, P.Y., Roy, S., dan So-mashekar, T.H., (2010), Studies on productionof blend silk yarns using man-made fila-ment/natural fibre’s yarns during silk reelingand properties of these yarns: Part I, Man-Made Textiles in India, August, 302-304.

9 Mande, S., Pai, B.R., dan Kishore, V.V.N., (2000),Study of stoves used in the silk-reeling indus-try, Biomass and Bioenergy 19, 5-61

10Kathari, V.P., Patil, B.G., dan Das, S., (2010), Anew energy efficient process with solar waterheating system for multiend silk reeling unit,Indian Journal of Fibre & Textile ResearchVol. 35, 277-280.

11Kathari, V.P., Patil, B.G., & Das, S., (2011), Anenergy efficient re-reeling process for silk reel-ing industry to reduce deforestation, IndianJournal of Fibre and Textile Research Vol. 36,96-98.

12Cengel, Yunus A. dan Boles, M.A., (1998), Ther-modynamics and Engineering Approach,McGraw-Hill, New York.

13Cengel, dan Yunus A., (2002), Heat Transfer – Apractical approach, Second Edition, McGraw-Hill, New York.

14Giessmann, A., (2012). Coating Substrates and Tex-tiles: Investment Probability Analysis, Sprin-ger-Verlag Berlin Heidelberg, 217-236.