TUGAS KELOMPOK

SATUAN OPERASI DAN PROSES

Dosen Pengampu: Arie Febrianto M. STP., MP.

Disusun Oleh :

Novita Sari 115100300111055

Atikah Siswining Dias 115100301111017

Wisana Kartika Dyma 115100301111019

Lindah Rahayu W. 115100301111039

Aisah Normalasari 115100301111047

TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bahan baku yang tersedia pada umumnya belum dalam bentuk yang sesuai

dengan yang dibutuhkan, termasuk dalam hal ukuran. Pengecilan ukuran dapat

didefinisikan sebagai penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bahan

padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi partikel-partike yang

lebih kecil. Dalam pengecilan ukuran ada usaha penggunaan alat-mekanis tanpa

harus merubah struktur kimia dari bahan dan keseragaman ukuran dan bentuk dari

satuan bijian yang diinginkan pada akhir proses. Berdasarkan bahan yang

diproses, operasi pengecilan ukuran dapat dibagi menjadi dua yaitu padatan dan

cairan. Pada penulisan makalah ini pengecilan dilakukan pada bahan padatan,

untuk itu operasinya disebut grinding (proses penghancuran) dan cutting (proses

pemotongan). Efek dari grinding yaitu kehancuran pada bahan, sedangkan pada

cutting bahan akan pecah.

Pengecilan ukuran dapat menggunakan peralatan seperti crushing rolls,

penggiling palu, penggiling cakram, hammer mill, dan pemotong. Salah satu alat

yang digunkan dalam pengecilan ukuran adalah hammer mill. 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.

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan makalah ini yaitu agar dapat mengetahui mesin-mesin

dan cara kerjanya yang digunakan dalam proses pengecilan ukuran bahan

agroindustri. Selain itu untuk mengetahui aplikasi mesin pengecilan ukuran dalam

agroindustri. Serta untuk mengetahui aplikasi mesin pengecilan ukuran dalam

perusahaan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Gambar Mesin dan Cara Kerja

2.1.1 Mesin Pengecil Ukuran

a. Hammer Mills

b. Attrition Mills

c. Rotorvane

d. Unigrator

Cara Kerja Mesin

1. Pengecilan Ukuran

a. Hammer mills

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 (Swain dan Patra, 2011).

b. Attriton Mills

Attrition Mills mempunyai piring-piring yang biasa terbuat dari baja.

Piring-piring tersebut berputar dengan arah horizontal maupun vertical.

Bahan yang dihancurkan biasanya partikel solid yang lunak. Attrition Mills

memiliki cara kerja yaitu saat bahan yang akan dihancurkan masuk, maka

bahan tersebut akan mengalami gesekan seperti prinsip kerja ampelas

diantara permukaan piring (circular disc). Setelah bahan menjadi halus,

selanjutnya bahan akan melewati ayakan kemudian keluar dari alat dengan

bentuk partikel yang lebih kecil (Rivas dan Yan, 2005).

c. Rotorvane

Rotorvane berfungsi untuk menggulung dan memotong bubuk kasaran

yang berasal dari Rotary Roll Breaker II, III, dan IV menjadi bubuk yang

lebih halus. Cara kerja rotorvane yaitu, Rotorvane digerakkan oleh

elektromotor dengan transmisi sabuk vanbelt yang berfungsi sebagai pemutar

as rotor speed reducer. Pucuk yang dibawa oleh belt conveyor kemudian

menuju ke corong pintu masuk rotorvane, disini pucuk akan digiling menjadi

kecil-kecil dan keluar melalui plat ujung (Brennan dan Grandison, 2012).

d. Unigrator

Unigrator yang akan membuat potongan tebu menjadi serabut. Cara kerja

cane cutter dan unigrator berbeda, pada cane cutter, tebu yang masuk

dipotong-potong menjadi serabut kasar, sedangkan pada unigrator, tebu hasil

cacahan dihantam-hantamkan dengan menggunakan hammer ke dinding

unigrator sehingga serabut tebu yang dihasilkan menjadi lebih halus (Jamal,

2006).

2.2 Aplikasi Mesin Dalam Agroindustri

Proses Pengecilan Ukuran Janggel Jagung Menggunakan Hammer Mill

Sebagai Campuran Pakan Ternak

Penelitian pada jurnal ini dilaksanakan pada bulan Maret 2012. Bahan yang akan

digunakan yaitu janggel jagung, sedangkan untuk peralatan yang digunakan yaitu

Hammer Mill, Tachometer, stopwatch,

kWh meter dan timbangan. Fungsi dari

tachometer yaitu untuk mengukur

kecepatan putaran dari mesin. Sedangkan

untuk stopwatch digunakan untuk

mengukur waktu. Kemudian kWh meter

digunakan untuk mengukurkoncumsi

energi listrik. Untuk menguji mesin

hammer mill dalam pengecilan ukuran

digunakan dua kecepatan putaran yaitu 800

dan 1400 rpm, dan bahan jaggel yang

digunakan masing-masing sebanyak 5 kg

dan 3 kali pengulangan. Saringan yang

digunakan berukuran 1 cm yang dipasang

pada mesin untuk mendapatkan ukuran

yang sama. Ukuran dari partikel yang

dihasilkan dapat diukur dengan cara mengayak bahan yang sudah digiling dengan

ayakan berukuran 3mm dan 7 mm. Hasil ayakan di golongkan menjadi 3 yaitu

halus, sedang dan kasar. Hasil dari masing-masing kemudian ditimbang untuk

keseragaman partikel janggel gilingan berdasarkan persentase berat.

Gambar 1. Hammer Mill

Persentase berat dihitung dengan rumus :

H = MbMs

X 100 %

Keterangan : H = Persentase hasil gilingan

Mb = Bobot hasil gilingan (Kg)

Ma = Bobot total gilingan (Kg)

Selanjutnya untuk menghitung kapasitas kerja dari mesin dihitung dengan

membandingkan antara total bahan yang digiling dengan lama waktu yang

diperlukan. Waktu dihitung dari bahan mulai masuk hingga selesai diproses.

Kapasitas kerja dihitung engan rumus :

Ka = Bkt

Keterangan : Ka = kapasitas kerja alat ( Kg/jam)

Bk = jumlah bahan yang digiling (Kg)

t = lama waktu penggilingan (jam)

Kemudian menghitung energi listrik yang dikonsumsi dengan cara kWh meter

selam penggilingan dengan bahan sebanyak 5 Kg.

Energi Spesifik = konsumsi energi

bahan yangdigiling( joule

kg)

Data hasil penggilingan dapat dilihat pada Gambar 2 dan 3 ukuran

partikel janggel giling terbesar maksimal 1 cm sesuai ukuran saringan yang ada

pada mesin. Cara kerja hammer mill adalah memukul objek yang digiling. Namun

untuk benda yang ringan dan ulet seperti janggel jagung, reduksi ukuran

diperkirakan akan sulit dilakukan dengan cara dipukul. Karena itu pemasangan

saringan di bagian pengeluaran dapat membantu menahan produk, sehingga

reduksi ukuran dapat berlangsung melalui proses gesekan. Hal ini tampak dari

distribusi ukuran hasil janggel giling yang lebih dari 50% berukuran kurang dari 7

mm, baik pada penggilingan dengan 800 rpm maupun 1400 rpm. Dengan proses

pemukulan saja sulit untuk mendapatkan ukuran kecil/halus. Saringan sangat

berperan dalam menentukan ukuran janggel. Oleh karena itu mesin giling tipe

hammer mill yang memiliki gesekan cukup kecil (membutuhkan daya relatif lebih

kecil) tetapi dapat menghasilkan gilingan yang cukup halus. Namun tidak terjadi

pada mesin giling tipe piring/disc mill, yang gesekannya cukup besar sehingga

memerlukan daya yang lebih besar.

Kapasitas kerja mesin merupakan paremeter dalam mengukur kinerja

mesin terutama efisiensi waktu. Waktu sangat berpengaruh terhadap kapasitas

kerja mesin, semakin lama waktu yang digunakan kapasitas kerja mesin semakin

rendah.

Gambar 2. Ditribusi ukuran partikel janggel gilingan (%berat) dengan kecepatan

putaran mesin penggilingan 800 rpm

Gambar diatas menunjukkan waktu yang diperlukan, pencacahan dengan

perlakuan putaran 800 rpm selama 0,33 jam, sedangkan pencacahan dengan

perlakuan putaran 1400 rpm yaitu sebesar 0,38 jam.

Gambar 3. Ditribusi ukuran partikel janggel gilingan (%berat) dengan kecepatan

putaran mesin penggilingan 1400 rpm

Waktu yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk menentukan kapasitas

kerja mesin. Berdasarkan perhitungan, diperoleh kapasitas kerja mesin untuk

perlakuan putaran 800 rpm yaitu 15,16 kg/jam, sedangkan untuk perlakuan

putaran 1400 rpm yaitu 13,16 kg/jam. Kapasitas kerja mesin terbaik diperoleh

pada perlakuan putaran 800 rpm sebesar 15,16 kg/jam.

Pada saat penggilingan terjadi kemacetan, dimana janggel yang

diumpankan terlalu banyak. Proses pengggilingan dihentikan kemudian ruang

penggiling dibuka untuk membersihkan terlebih dahulu. Kemacetan pada ruang

pencacah dikarenakan bahan yang diumpankan terlalu banyak sedangkan ruang

penggilingan tidak mampu menampung bahan yang digiling sehingga terjadi

penumpukan diruang penggilingan. Oleh karena itu bahan yang diumpankan tidak

boleh terlalu banyak.

Konsumsi energi merupakan besarnya tenaga yang dibutuhkan untuk

menggerakkan pully pada hammer mill (menggunakan gaya listrik). Besarnya

energi untuk menggerakkan pully dapat diukur dengan menggunakan kWh meter.

Semakin besar rpm yang digunakan maka semakin besar energi yang dibutuhkan.

Berdasarkan hasil tersebut, penggunaan energi listrik pada putaran listrik pada

putaran 800 rpm adalah 792,00 J/kg, sedangkan pada putaran 1400 rpm adalah

870,67 J/kg. Hal tersebut dikarenakan perputaran palu gendang cenderung untuk

mencegah aliran bahan masuk ruang penggilingan.

2.3 Contoh Pabrik yang Menggunakan Mesin Pengecilan Ukuran

2.3.1 Grinding

Dalam PT. Japfa Comfeed Indonesia menggunakan proses grinding dimana

alat yang digunakan juga untuk pengecilan ukuran. Grinding sendiri yaitu Proses

Penghancuran atau penghalusan bahan baku hingga menjadi tepung. Grinding

juga merupakan tahapan dimana bahan akan digiling menggunakan alat yang

disebut hammer mill hingga menjadi halus, yang kemudian disimpan ditempat bin

bahan baku menggunakan bucket elevator. Jadi pada aplikasi proses pengecilan

ukuran yaitu

Hammer Mill.

Fungsi : Menghancurkan atau memecah bahan menjadi tepung

Kapasitas Mesin : 10 ton/jam

Prinsip kerja : Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan menggerakan palu-palu.

Palu-palu tersebut digerakkan oleh motor listrik mupun motor

diesel gerakan memutar. Rotor dengan kecepatan tinggi akan

memutar palu-palu pemukul di sepanjang lintasannya sehingga

bahan yang masuk akan terpukul oleh palu dan terjadi proses

tumbukan, dimana bahan akan saling bertumbukan dengan dinding,

sesama bahan maupun dengan palu pemukul tersebut. Proses

tersebut akan berlangsung secara terus-menerus sampai didapatkan

bahan yang lolos dari saringan.

Keuntungan: -Menghasilkan hasil gilingan yang bermacam-macam ukuran,

-Tidak mudah rusak dengan adanya benda asing dalam bahan dan

beroperasi tanpa bahan,

-Biaya operasi dan pemeliharaan lebih murah dibandingkan dengan

burr mill (Colly, 2000).

Kerugian : -Tidak dapat menghasilkan gilingan yang seragam,

-Gilingan permulaan atau gilingan kasar dibutuhkan tenaga yang

relatif besar

2.3.2 Screening (Pengayakan)

Pengayakan adalah sebuah cara pengelompokan butiran, yang akan

dipisahkan menjadi satu atau beberapa kelompok. Dengan demikian, dapat

dipisahkan antara partikel lolos ayakan (butir halus) dan yang tertinggal diayakan

(butir kasar). Ukuran butiran tertentu yang masih bisa melintasi ayakan,

dinyatakan sebagai butiran batas (Warren, 1999).

Pada PT. Jamu Air Mancur melakukan proses pengolahan jamu pada

proses penanganan bahan baku. Proses pengayakan ini merupakan proses kedua

setelah penggilingan, dimana produk yang telah keluar dari mesin giling

didiamkan sekitar 3 jam sebelum dilakukan pengayakan. Hal ini dikarenakan

bahan hasil gilingan masih panas dan sedikit menggumpal, sehingga waktu

dilakukan pengayakan tidak tersaring dalam mesin pengayak. Pengayakan

dilkakukan dengan menggunakan mesin ayak yang bekerja secara kontinyu.

Mesin ini mampu mengayak 2 ton bahan dalam sekali proses, dengan tingkat

produktifitas sebesar 99,25%. Derajat kehalusan produk disesuaikan dengan

ukuran ayunan mesin yaitu 120 mesh. Pengertian mesh jumlah lubang tiap inchi

linear, misal 10 mesh (mesh=jumlah lubang dalam 1 inchi, sehingga 10 mesh

berati 10 lubang dalm 1 inchi)(Muchrodji, 2008)

Kapasitas: Pengayak Getar [ Honda/ EM] MPK 115 ( Vibrating Screen) : berat

bahan pengayakan 2 ton atau setara 5-10 m³ / jam,

Dimensi PLT: ( 2000 x1500x1000 ) mm

Prinsip Kerja : Sistem kerja mesin saringan ini adalah sistem getar, artinya

digerakkan atas dasar getaran yang ditimbulkan oleh vibrasi

karena eksentrisitas. Mesin ini tidak dilengkapi dengan dush

collector (hanya mengandalkan kerja saringan). Siapkan bahan

yang akan diayak. Bahan diayak ketika bahan yang masih

menggumpal memakai mesin pengayak dengan saringan/mesh

tertentu. Artinya yang lolos lewat saringan ini adalah besaran

butiran yang kita harapkan, begitu seterusnya sampai semua

butiran lolos saringan.

2.3.3 Rotorvane dan Crushing Tearing Curling

Pada Pabrik Teh Hitam PT. Perkebunan Nusantara XII Kertowono

Lumajang, alat pengecilan ukuran yang digunakan pada adalah pada proses

penggilingan pucuk daun teh. Penggilingan dilakukan sebanyak dua tahap dan

menggunakan mesin yang berbeda. Penggilingan pertama menggunakan

Rotorvane (RV) Φ 15” dan penggilingan kedua menggunakan Crushing Tearing

Curling (CTC).

1. Penggilingan dengan Rotorvane (RV) Φ 15”

Proses penggilingan awal ini bertujuan untuk membantu mengecilkan ukuran.

Prinsip kerja: Didalam RV Φ 15” terdapat unit penghantar yang akan

mendorong pucuk teh menuju baling-baling, kemudian pucuk

akan dihancurkan oleh putaran baling-baling menuju

potongan-potongan teh kasar. Dari RV Φ 15”, pucuk teh

dibawa menuju alat CTC menggunakan conveyor yang

dilengkapi dengan magnet untuk mengambil benda

asing/logam yang mungkin terikut. Pemasukan bahan ke dalam

RV Φ 15” tidak boleh terlalu banyak agar tidak menghambat

dan hasilnya bisa maksimal.

2. Penggilingan dengan CTC

Penggilingan dengan CTC bertujuan membentuk butiran teh sesuai dengan

bentuk dan ukuran tertentu. Mesin yang digunakan yaitu CTC Triplex 30”

yang terdapat 3 pasang rol berurutan.

Prinsip kerja:

a) CTC Triplex 30” I TPI (Teeth Per Inchi) 8

Berfungsi memotong potongan teh kasar RV 15” menjadi potongan

yang lebih kecil. Suhu bubuk teh yang keluar dari rol ini berkisar 26-28 C.

Operasional amperemeter 25 A.

b) CTC Triplex 30” II TPI 10

Berfungsi menggulung hasil potongan teh dari CTC Triplex I.

Suhu bubuk teh yang keluar dari rol ini berkisar 28-30 C, operasional

amperemeter 20 A.

c) CTC Triplex 30” III TPI 10

Berfungsi untuk membentuk partikel teh dari CTC Triplex 30” II

menjadi butiran teh kecil. Suhu bubuk teh yang keluar dari rol ini berkisar

30-32 C, operasional amperemeter 20 A.

Masing-masing mesin CTC 30” Triplex terdiri dari dua rol yang berputar

berlawanan arah dengan kecepatan putar 72 rpm dan 720 rpm. Perbedaan

kecepatan ini bertujuan untuk menciptakan tahapan antara rol satu dengan yang

lain sehingga potongan teh dapat tergilas. Waktu penggilingan total kurang

lebih 5 menit. Rol CTC Triplex 30” I diasah setiap 70 jam pemakaian,

sedangkan CTC Triplex 30” II dan CTC Triplex 30” III diasah tiap 90 jam

pemakaian.

2.3.4 Cane Cutter dan Unigrator

Pada Pabrik Gula (PG) Redjo Agung Baru

Madiun, mesin pengecilan ukuran yang

digunakan pada pabrik gula ini terdapat di

stasiun penggilingan.

1. Cane Cutter

Prinsip kerja: Alat ini memiliki fungsi untuk

memotong tebu dengan pisau yang diputar

berlawanan dengan arah konveyor pembawa

tebu. Pisau ini bekerja merobek dan memotong

tebu dengan prinsip cutting. Tebu dipotong dengan pisau tebu sehingga ukurannya

menjadi lebih kecil. Perlakuan ini bertujuan untuk memudahkan proses

penggilingan atau memudahkan nira keluar dari tebu.

2. Unigrator

Prinsip kerja:

Unigrator adalah alat yang bertujuan untuk memperkecil dan menyeragamkan

ukuran potongan tebu supaya mudah ditangani di mesin giling dan diharapkan

tebu tergiling sempurna sehingga nira yang dihasilkan maksimal. Prinsip alat

ini adalah impact yaitu memukul-mukul bahan dengan blade atau pisau yang

terpasang dan berputar berlawanan arah dengan arah konveyor.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Pengecilan ukuran merupakan penghancuran dan pemotongan mengurangi

ukuran bahan yang didalamnya meliputi pemotongan, pemecahan dan

penggilingan. Pengecilan ukuran dilakukan secara mekanis tanpa terjadi

perubahan sifat-sifat kimianya. Pemecahan bahan menjadi bagian-bagian kecil

adalah operasi dalam industri pangan. Penggunaan proses pengecilan ukuran

paling luas adalah di bidang industri pangan. Salah satu contohnya adalah

pengecilan ukuran jenggol jagung.

Penggunaan alat dalam proses pengecilan ukuran merupakan hal yang

biasa ditemuai dalam industri pangan. Ada beberapa faktor mesin yang digunakan

untuk pengecilan ukuran yaitu dari segi bahan dan kapasitas kerja mesin. Ada

beberapa alat yang dapat digunaka dalam proses pengecilan ukuran bahan pangan

tergantung bahan apa yang akan digunakan.

1.2 Saran

Dalam peralatan dan mesin industri khususnya untuk peralatan industri

pertanian, perlu dilakukan pengecekan berkala untuk menghindari  terjadinya

kerusakan. Karena kerusakan yang terjadi pada alat industri yang digunakan dapat

menghambat proses produksi. Sehingga perlu di adakan pengecekan dan erbaikan

secara baik dan berkelanjutan agar proses produksi dapat berjalan lancar.

DAFTAR PUSTAKA

Brennan, J dan Grandison, A. 2012. Food Processing Handbook.New Jersey :

John Wiley & Sons

Colly, Mc. 2000.Unit Operations of Chemical Engineering. Tokyo : McGraw

Hill, Inc

Jamal, M. 2006. Rahasia Tebu. Jakarta: Elex Media Komputindo

Muchrodji.2008. Budidaya Jamur Kuping. Jakarta: Penebar Swadaya

Rivas, O dan Yan, H. 2005. Food Powders: Physical Properties, Processing, and

Functionality. New York: Springer

Swain, A dan Patra, H. 2011. Mechanical Operations. Jakarta: Elex Media

Komputindo

Warren, J.C. 1999. Operasi Teknik Kimia Edisi ke-4. Jakarta: Erlangga