Bab IV

 

Bab I. Pendahuluan

1. Teori Dasar

            Pemecahan bahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil merupakan satu operasi yang penting di dalam industri pertanian.      
            Pengecilan ukuran dapat dibedakan menjadi pengecilan yang eksrim (penggilingan) dan pengecilan ukuran yang relatif masih besar, misalnya pemotongan menjadi bentuk-bentuk-bentuk yang khusus. Pengecilan ukuran dapat dilakukan secara basah dan kering. Keuntungan-keuntungan yang didapatkan melalui penggilingan basah antara lain mudah memperoleh bahan yang sangat lembut, berlangsung pada suhu yang tidak tinggi dan sedikit kemungkinan terjadinya  oksidasi atau ledakan. Oleh karena itu seringkali ditambahkan air untuk bahan baku yang sedikit mengandung air. Tujuan dari pengecilan ukuran adalah:       
            1. Memperbesar luas permukaan bahan

            2. Meningkatkan proses pengadukan

            3. Untuk memenuhi standar ukuran produk tertentu

2. Tujuan Praktikum       
   Praktikum ini diselenggarakan dengan tujuan:

1.      Untuk mengetahui konstruksi dan komponen-komponen penting dari alat pengecil ukuran produk pangan beserta fungsinya

2.      Untuk mengetahui cara kerja dari alat pengecil ukuran

Bab II. Cara Praktikum dan Prosedur Pelaksanaan

1. Tempat dan Waktu Praktikum

Tempat                        : Laboratorium Teknologi Industri Pertanian

Waktu Praktikum        : Rabu, 16.00 s/d 17.40 WIB

2. Bahan dan Alat yang Digunakan       

1.      Alat yang digunakan dalam pelaksanaan praktikum ini adalah pengecil ukuran.

3. Prosedur Pelaksanaan Praktikum

Langkah kerja yang diterapkan pada kegiatan praktikum ini adalah:

1.      Mengamati konstruksi dari alat pengecil ukuran produk pertanian

2.      Menentukan tipe alat pengecil ukuran tersebut beserta spesifikasinya

3.      Menentukan komponen-komponen penting dari alat tersebut beserta fungsinya

4.      Menjelaskan langkah-langkah kerja alat tersebut

5.      Menggambar alat yang diamati

           

Bab III. Hasil Pengamatan dan Pembahasan Praktikum

1. Hasil Pengamatan Praktikum

Nama Alat	Fungsi	Gambar
Crushing Rolls	Mesin pereduksi ukuran yang menggunting dan menekan material antara dua permukaan yang keras
Hummer Mill	Aplikasi dari gaya pukul (impact force)
Buhr Mill	Mesin yang digunakan untuk menggiling bahan atau mengecilkan ukuran bahan tersebut menjadi sesuatu yang dapat diolah kembali menjadi barang yang mempunyai nilai lebih
Tumbling Mills	Mesin penggerus dengan campuran air
Pemotong	Alat untuk memotong

2. Pembahasan

            Pengecilan ukuran adalah suatu bentuk proses penghancuran dari pemotongan bentuk padatan menjadi bentuk yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Terdapat empat cara yang diterapkan pada mesin-mesin pengecilan ukuran, yaitu (1) kompresi, pengecilan ukuran dengan tekstur yang keras; (2) impact atau pukulan, digunakan untuk bahan padatan dengan tekstur kasar; (3) attrition, digunakan untuk menghasilkan produk dengan tekstur halus dan; (4) cutting, digunakan untuk menghasilkan produk dengan ukuran dan bentuk tertentu (Mc. Cabe, et. al.,1976).

Menurut Brennan et. al. (1974), pengecilan ukuran bertujuan untuk:

1. Membantu proses ekstraksi

2. Memperkecil bahan sampai dengan ukuran tertentu untuk maksud tertentu

3. Memperbesar luas permukaan bahan untuk proses lebih lanjut

4. Membantu proses pencampuran

            Menurut Henderson dan Perry (1982), pada prinsipnya pengecilan ukuran diklasifikasikan menurut produk akhir yang dihasilkan. Yang pertama adalah pengecilan ukuran ekstrim yaitu merubah dimensi ukuran bahan secara signifikan, misalnya penggilingan dan penggerusan. Kedua adalah pengecilan bahan yang menghasilkan ukuran produk yang masih berdimensi besar atau nisbah produk akhir dengan awalnya tidak terlalu signifikan, misalnya pada proses pemotongan dan pengempaan.

1. Hammer mill

            Hammer mill merupakan aplikasi dari gaya pukul (impact force). Prinsip kerja hammer mill adalah rotor dengan kecepatan tinggi akan memutar palu-palu pemukul di sepanjang lintasannya. Bahan masuk akan terpukul oleh palu yang berputar dan bertumbukan dengan dinding, palu atau sesama bahan. Akibatnya akan terjadi pemecahan bahan. Proses ini berlangsung terus hingga didapatkan bahan yang dapat lolos dari saringan di bagian bawah alat. Jadi selain gaya pukul dapat juga terjadi sedikit gaya sobek.

            Penggiling palu merupakan penggiling yang serbaguna, dapat digunakan untuk bahan kristal padat, bahan berserat dan bahan yang agak lengket. Pada skala industri penggiling ini digunakan untuk lada dan bumbu lain, susu kering, gula dan lain-lain (Wiratakusumah, 1992).

            Menurut Mc Colly (1955), penggunaan hammer mill mempunyai beberapa keuntungan antara lain adalah :

1. konstruksinya sederhana

2. dapat digunakan untuk menghasilkan hasil gilingan yang bermacam-macam ukuran

3. tidak mudah rusak dengan adanya benda asing dalam bahan dan beroperasi tanpa bahan

4. biaya operasi dan pemeliharaan lebih murah dibandingkan dengan burr mill

Sedangkan beberapa kerugian menggunakan hammer mill antara lain adalah :

1. biasanya tidak dapat menghasilkan gilingan yang seragam

2. biaya pemasangan mula-mula lebih tinggi dari pada menggunakan burr mill

3. untuk gilingan permulaan atau gilingan kasar dibutuhkan tenaga yang relatif besar sampai batas-batas tertentu.

            Menurut Smith (1955), hammer mill terdiri dari atas martil/palu yang berputar pada porosnya dan sebuah saringan yang terbuat dari plat baja. Hasil pertanian yang akan digiling dimasukkan melalui sebuah corong pemasukan dan dipukul oleh suatu seri plat baja. Susunan martil/palu pada hammer mill adalah sebagai berikut :

1 . . . 5 . . . 9 . . . . 14 . . . 18

. . 3 . . . 7 . . . . 12 . . . 16 . .

. 2 . . . 6 . . . 10 . . 13 . . . 17 .

. . . 4 . . . 8 . . 11 . . . 15 . . .

            Bagian utama dari hammer mill adalah corong pemasukan, pemukul, corong pengeluaran, motor penggerak, alat transmisi daya, rangka penunjang dan ayakan.

Corong pemasukan

            Corong pemasukan terbuat dari plat esher 1.5 mm, bagian atas dari corong pemasukan berbentuk bujur sangkar dengan ukuran 350 mm x 350 mm dan bagian bawahnya menyempit sampai 90 mm x 50 mm dengan kemiringan dinding corong 40⁰.

Pemukul

            Pemukul terbuat dari stainless steel. Pada bagian ini terdapat lima pasang pemukul yang juga terbuat dari bahan stainless steel. Ukuran pemukul adalah antara 100 mm x 25 mm x 5 mm dan pada kedua sisi pemukul dibuat tajam, hal ini bertujuan agar sisi pemukul yang satu dapat menggantikan sisi pemukul yang sudah tumpul dengan cara membalik posisi. Pemukul dipasang dengan posisi horizontal dengan jumlah lima pasang yang disatukan oleh empat buah poros yang terbuat dari stainless steel dengan berdiameter 10 mm dipasang vertikal.

Saringan

            Saringan yang digunakan pada hammer mill terbuat dari plat baja. Pada hammer mill saringan memegang peranan penting dalam menentukan besar ukuran butir biji-bijian, saringan dapat diganti-ganti tergantung dati besar ukuran butir hasil gilingan yang dikehendaki.

Corong pengeluaran

            Corong pengeluaran terbuat dari plat esher 1.5 mm yang berbentuk kerucut terpancung pada posisi terbalik. Diameter corong adalah 550 mm dan diameter bawahnya adalah 120 mm.

Ayakan

            Alat ini berukuran 600 mm x 600 mm yang mana konstruksinya terbuat dari kayu dengan bentuk seperti trapezium dan kostruksi penyangga terbuat dari plat siku 25 mm x 25 mm x 2.5 mm dengan ukurannya sama dengan ukuran ayakan. Posisi ayakan ini adalah miring dengan kemiringan 10oC, ini bertujuan untuk memudahkan gerak dari transmisi yang menggerakkan ayakan dan mempercepat proses pengayakan.

Motor penggerak

            Motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik dengan daya dan kecepatan putaran berturut-turut 1 hp dan 148 rpm. Motor tersebut dipasang pada dudukan yang terbuat dari baja plat 8 mm yang berukuran 250 mm x 147 mm yang dipasang dengan sebuah engsel. Fungsi engsel adalah jarak antara poros terhadap motor dengan poros utama dapat diatur untuk memperoleh tegangan sabuk yang diinginkan.

            Menurut Smith (1955), tipe hammer mill dibedakan berdasarkan sifat dari gigi penggiling yaitu gigi penggiling dapat berayun bebas pada porosnya dan gigi penggiling tidak dapat berayun bebas pada porosnya (statis). Kedua tipe hammer mill tersebut dalam operasinya tidak mempunyai banyak perbedaan, yang penting diperhatikan adalah jumlah ketebalan dari gigi-gigi penggiling.

            Penentuan mutu hasil giling ditentukan oleh modulus kehalusan yang menyatakan rata-rata ukuran partikel hasil gilingan dan indeks keseragaman yang menyatakan fraksi-fraksi kasar, sedang dan halus dari partikel hasil gilingan (Smith, 1955).

2. Disk mill

            Disc mill merupakan jenis alat pengecil bahan yang dapat menghasilkan produk dalam ukuran sedang maupun halus, seperti kedelai, jagung kentang dan lainnya. Alat ini digunakan untuk mengupas kulit ari, pembelah dan penghancur biji kedelai dalm keadaan kering maupun basah.

            Disk mill merupakan alat yang memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang sama seperti dengan stone mill. Keduanya sama-sama memiliki dua piringan yang dipasangkan pada sebuah shaft. Terdapat dua macam disk mill yaitu (1) disk mill yang bergerak pada satu roda dan roda lainnya stasioner dan (2) disk mill dimana kedua rodanya bergerak. Pada keadaan pertama, satu piringan terpasang permanen (stasioner) pada badan mesin. Sedangkan pada keadaan kedua, piringan berputar bersamaan dalam arah putaran yang berlawanan satu dengan lainnya. Bahan yang akan diproses dimasukkan melalui bagian atas alat (corong pemasukan) yang mempunyai penampung bahan. Selama proses, bahan akan mengalami gesekan diantara kedua piringan sehingga ukurannya menjadi lebih kecil dan halus (AEL, 1976). Bagian-bagian dari disc mill adalah sebagai berikut :

a. Corong pemasukan

            Corong ini berfungsi untuk memasukkan biji yang akan dikupas kulit arinya dan dihancurkan. Bagian ini dilengkapi dengan katup pemasukkan untuk mengatur jumlah biji yang akan dikupas oleh cakram sehingga pengupasan akan berjalan lancar.

b. Penyemprot air

            Penyemprot air berfungsi untuk membantu kelancaran turun dan keluarnya biji ke ruang pengupasan. Air akan mendorong biji agar jatuh ke ruang pengupasan. Pada praktikum ini tidak dilakukan penyemprotan air.

c. Ruang pengupasan dan penghancuran

            Ruang pengupasan berfungsi sebagai tempat mengupas dan menghancurkan sekaligus sebagai rangka dudukan bagi landasan gesek. Ruangan ini diberi penutup dan dibuat agak rapat agar kedelai tidak lolos keluar sebelum mengalami pengupasan dan penghancuran.

d. Dinding penutup dan cakram

            Dinding penutup dan cakram berfungsi sebagai pengupas dan penghancur biji karena adanaya gerak putar dari cakram terhadap diniding penutup yang diam. Biji yang terkupas dan hancur itu merupakan akibat dari efek atrisi dan kompresi dari cakram.

e. Poros penggerak

            Poros penggerak berfungsi untuk memutar silinder pengupas yang digerakkan oleh motor listrik dengan menggunakan puli dan belt sebagai penyalur daya. Pada poros penggerak terdapat pengunci untuk mengatur jarak antar cakram. Semakin kecil jarak antar cakram maka ukuran hasil pengolahan akan semakin halus.

f. Corong pengeluaran

            Corong pengeluaran berfungsi untuk mengeluarkan biji yang telah dikupas dan dihancurkan yang terletak di bagian bawah silinder pengupas. Biji yang akan pecah dan keluar dari corong ini masih bercampur dengan kulit arinya.

3. Multi mill

            Multi mill bekerja dengan impact. Sama seperti hammer mill impact dilakukan cara menghantam bahan dengan padatan, yang biasanya berupa besi, sehingga momentum yang terdapat pada pergerakan besi tersebut dapat memecah ikatan antara padatan bahan. Perbedaan hammer mill dengan multi mill terletak pada besi yang digunakan untuk menghantam bahan. Pada multi mill besi yang digunakan mempunyai dua sisi, salah satu sisi berujung runcing dan satu sisi berujung tumpul. Putaran alat pun dapat dirubah-rubah sesuai dengan ujung besi yang mana yang akan digunakan. Dengan alat seperti ini maka dapat digunakan untuk berbagai jenis bahan sehingga disebut multi mill.

            Pada pengamatan didapatkan bahwa pada alat tersebut terdapat suatu rotor yang terdapat potongan besi yang memiliki dua ujung, lancip dan tumpul. Besi yang digunakan berbeda dengan hammer mill dimana hammer mill arah putaran vertikal sedangkan pada multi mill arah putaran horizontal sehingga bahan dihancurkan beberapa kali karena rotor sendiri terdiri dari beberapa lapis batangan besi. Berikutnya dengan gaya sentrifugal hasil putaran rotor maka bahan didorong menuju dinding yang telah dilengkapi saringan agar hasil yang keluar seragam.

Multi mill dapat digunakan untuk berbagai macam bahan. Pada industri multi mill ini digunakan dalam aplikasi penepungan basah dan kering, serta pembubukan. Industri yang sering menggunakan alat ini adalah industri farmasi, kimia, kosmetik, keramik, indsutri serta industri pangan. Multi mill juga ditemukan pada pembuatan pestisida, pupuk, detergen, insektisida, plastik, dan industri resin.

Spesifikasi alat yang didapat dari penyedia alat adalah sebagai berikut

Technical Specifications :
Output	50 - 200 kg / hr depending on product & reduction
Motor	3hp / tefc / 1440 rpm / 440v / 50 hz / 3 ph / AC
Perforated Screen Hole Dia	0.25 ,0.5,1,1.5,2,3,4,5,6,7,8,10,15,20,25 mm
Ukuran mesh	4,6,8,10,12,14,16,20,24,30,40,50,60,80,100 mm
Diameter rotor	250 mm
Kecepatan Putar	750 / 1500 /2000 / 3000 rpm
Pemukul	12 nos with knife, impact edges & 2 scrapper blades
Dimension saringan	260 mm dia x 135 height
tinggi Charging	1445 mm
Discharging Height	730 mm
Dimensi total	870 x 965 x 1630 ( h ) mm

Pada pengamatan saat praktikum multi mill dipraktikkan untuk menghancurkan kacang hijau sebanyak 330 gram. Begitu dimasukkan multi mill bersuara keras yang menunjukkan bahan tersebut sedang diproses. Hampir seketika itu juga keluar bubuk kacang hijau dari multi mill. Sebagian besar bubuk mampu tertampung di wadah, namun ada beberapa bubuk yang bertebangan yang mengakibatkan loss pada hasil akhir.

4. Tumbling Mill

            Berbentuk tabung silinder yang berputar pada sumbu horisontalnya. Di dalam tabung silinder terdapat media gerus atau grinding media. Biji yang akan digerus dan air, untuk operasi cara basah. Penggerusan cara basah menggunakan air sebagai campuran biji, membentuk persen solid tertentu. Persen solid menyatakan perbandingan dalam berat antara berat padatan, atau bijih terhadap berat pulp, atu slury, atau campuran padatan dan air.

5. Pemotong

            Alat pemotong yang digunakan di sini adalah ada yang berupa tradisional dan ada pula yang modern. Jika yang tradisional sebangsa pisau, sedangkan yang modern bisa berupa alat pemotong padi yang ada pada motor bakar.

Bab IV. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan
2. Saran

Daftar Pustaka

AEL. 1976. Schort-und Mischanlagen im Landwirtschaftlichen Betried. Arbeitsgemeinschaft fur Electrizitatsanwendung in der Landwirtschaft e. V., Heft 7.

Brennan, J.G., J.R. Butlers, N.D. Cowell, dan A.E.V. Lilly. 1974. FoodEngineering Operations. Applied Science Publisher. Essex.

Henderson, S.M. dan R.L. Perry. 1982. Agricultural Process Engineering. TheAVI Publishing Company, Inc. Westport.

McCabe, W.L. dan J.C. Smith. 1976. Unit Operations of Chemical Engineering. McGraw Hill, Inc. Tokyo.

Mc Colly and J.W. Martin. 1955. Processing Agricultural Engineering. Mc Graw- Hill Book Co., New York.

Smith, H.P. 1955. Farm Machinery and Equipment. Mc Graw-Hill Book Co., Inc. Fourth Edition, New York

Wiratakusumah, Aman. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan.Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktur Jenderal PerguruanTinggi. Pusat Antar Universitas. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

www.ivd.uni-stuttgart.de/bilder/maier/hm_gr.jpg

Lampiran