TUGAS BESAR
SATUAN OPERASI DAN PROSES
Dosen Pengampu : Arie Febrianto
Mulyadi STP, MP.
Disusun Oleh :
Desi
Tristia Ningsih (125100301111038)
Bella
Khanza Aditya (125100301111056)
Uthari Noormalasari (125100301111072)
Mochamad
Radison Putra (125100302111003)
Agil
Surya Putra (125100305111001)
Abinanto
Dewabrata (125100307111074)
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2014
RESUME JURNAL MENGENAI PROSES
PENGECILAN UKURAN (SIZE REDUCTION)
KARAKTERISTIK
FISIK BUBUK KOPI ARABIKA HASIL PENGGILINGAN MEKANIS DENGAN PENAMBAHAN JAGUNG
DAN BERAS KETAN
(Physical Characteristics Of
Arabica Coffee Powder With Addition Of Corn And Sticky Rice Milled Through
Mechanical Process)
Oleh:
Hendri Syah, Yusmanizar, dan Oki Maulana.
Kopi merupakan salah satu bahan
penyegar yang disajikan dalam bentuk
minuman dan banyak digemari oleh masyarakat karena memiliki cita rasa yang
khas. Saat ini, kopi masih menjadi komoditi
perkebunan yang potensial dan andalan sebagai komoditi penambah devisa
negara.Pada umumnya, kopi dikonsumsi oleh masyarakat dalam bentuk bubuk yang
diseduh menggunakan air panas. Pembuatan kopi bubuk banyak dilakukan oleh
masyarakat baik di industri kecil maupun besar yang dilakukan secara manual
maupun mekanis.
Ada salah satu proses yang banyak diaplikasi
oleh masyarakat dalam membuat kopi bubuk adalah pencampuran biji kopi dengan
bahan tambahan seperti beras ketan, pinang, dan jagung. Salah satu alasan yang
digunakan adalah untuk menambah bobot kopi bubuk yang dihasilkan.proses
pencampuran kopi dengan beras dan jagung sebesar 15-20%, campuran ini disangrai
dan digiling secara bersamaan. Proses pencampuran ini dilakukan untuk
menambahkan cita rasa dari bubuk kopi yang rasannya lebih enak dan nikmat.
Tahapan hilir pengolahan kopi bubuk
adalah pengecilan ukuran, dimana proses ini mengubah sifat fisik dari kopi
karena mendapatkan gaya-gaya mekanis seperti gaya tekan, gaya tumbuk, dan gaya
geser, sehingga bentuk serta ukurannya berubah. Pengecilan ukuran untuk skala
industri biasanya menggunakan penggiling mekanis dengan tujuan meningkatkan
produktivitas dan efisiensi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
karakteristik fisik bubuk kopi arabika dengan bahan tambahan jagung dan beras
yang digiling secara mekanis.
Peralatan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah mesin penggiling tipe hammer mill, tipe disc mill,
vibrator shaker (mesin pengayakan), ayakan Tyler, timbangan digital, oven,
termometer, gelas ukur, jangka sorong, panci/cawan, corong, penyangga corong,
sendok, dan peralatan pembantu lainnya. Bahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah biji kopi arabika serta
jagung, dan beras ketan sebagai bahan tambahan.
Penelitian ini dimulai dari
kegiatan penyangraian dilakukan, selanjutnya kopi hasil sangrai ditimbang
sebanyak 1200 gram sebagai berat
awal kopi. Kemudian
kopi sangrai dicampur dengan
jagung sangrai dan beras ketan yang telah
disanggrai secara terpisah
masing-masing 120 gram. Kemudian
campuran kopi dengan masing-masing bahan
tambahan digiling menggunakan
penggiling mekanis yaitu hammer
mill dan disc
mill.
Pada mesin penggiling hammer mill
didapatkan rendemen % pada jagung sebesar 96.51; pada beras ketan sebesar 98.33;
sedangkan pada tanpa campuran sebesar 96.66 dan diperoleh nilai rata-rata
sebesar 97.17 %. Pada mesin penggiling disc mill diperoleh rendemen % pada
jagung sebesar 96.96; pada beras ketan sebesar 98.66; sedangkan pada tanpa
campuran sebesar 97.19 dan didapatkan nilai rata-rata sebesar 97.60.
Rendemen rata-rata penggilingan
kopi menggunakan mesin disc
mill memiliki rendemen
ratarata yang lebih
tinggi dibandingkan dengan
mesin hammer mill. Berdasarkan
bahan tambahannya, kopi yang ditambah dengan beras ketan memiliki rendemen
yang tertinggi dari
kopi yang ditambah dengan
jagung maupun tanpa
bahan tambahan baik yang
digiling dengan hammer
mill maupun dengan disc mill. Berdasarkan bahan
tambahan yang digunakan pada
penggilingan kopi, kopi
yang digiling dengan bahan
tambahan beras ketan memiliki kadar air tertinggi dibandingkan
dengan menggunakan bahan tambahan jagung maupun tanpa bahan
tambahan.
Selain rendemen diguanakan metode
lain yaitu densitas curah. Densitas
curah adalah massa
partikel yang menempati suatu
unit volume tertentu
yang diukur dihitung dengan
membagi berat bubuk
dengan volume bubuk di dalam wadah yang telah diketahui volumenya.
Densitas curah rata-rata diambil dari bubuk
hasil penggilingan dengan
ukuran partikel kasar dan
sedang yaitu 26,
50, dan 60
Mesh, sedangkan ukuran yang
halus tidak dapat
diukur karena persentasenya yang
kecil. Padahasil percobaan menunjukkan bahwa hasil penggilingan dengan
menggunakan disc mill lebih
tinggi nilai densitas
curahnya dibandingkan dengan hasil
penggilingan hammer mill,
hal ini dikarenakan hasil
penggilingan disc mill
lebih halus, sehingga mampu
menempati volume wadah dengan kuantitas (jumlah)
yang lebih besar
sehingga densitas curah rata-ratanya
lebih tinggi.
Dalam perancangan
hopper pada mesin pengolahan atau
lubang pengeluaran pada
silo diperlukan suatu parameter
yaitu angle of
repose atau sudut curah.
Nilai ini mempengaruhi
proses pengosongan bahan pada
hopper atau silo.
Pada percobaan terlihat
bahwa nilai angle
of repose dari bubuk
kopi dengan bahan
campuran dan bubuk
kopi saja yang nilainya bervariasi. Bubuk kopi dengan bahan campuran
jagung dan beras ketan memiliki nilai 36.18° - 38.64°.
Distribusi ukuran partikel bubuk
kopi pada setiap percobaan memiliki profil yang sama. Ukuran partikel
yang paling dominan terdapat pada
ayakan 26 Mesh.
Persentase partikel yang tertahan
pada ayakan 26 Mesh hasil penggilingan menggunakan hammer
mill lebih tinggi
dibandingkan dengan hammer mill. Distribusi ukuran partikel ini dapat
bergeser ke ukuran
yang lebih besar
apabila penggilingan
dilakukan terus menerus,
tetapi masalah yang akan
ditimbulkan adalah energi penggilingan yang dikeluarkan akan
lebih banyak, waktu
yang lama, dan bubuk
yang dihasilkan sangat
halus dan bersifat
lebih higroskopis (mudah menyerap uap air di udara).
Pada penelitian ini juga
menggunakan indeks keseragaman ,dimana Indeks keseragaman dipakai
untuk menentukan sebaran partikel
berdasarkan kriteria halus, sedang, dan kasar.
Rasio bubuk kopi
setelah penggilingan yaitu kasar:
sedang: halus, ditampilkan
dalam bentuk kuantitatif.
Persentase keseragaman bubuk
kopi serta derajat kehalusan
dapat dilihat yaitu persentase kehalusan
rata-rata bubuk dengan
fraksi kasar tertinggi diperoleh
dari penggilingan kopi
yang dicampur dengan beras
ketan yaitu sebesar
59.4% . Indeks keseragaman yang memiliki nilai pada fraksi halusnya
hanya terdapat pada bubuk kopi tanpa bahan campuran yang digiling dengan disc
mill adalah kasar : sedang : halus
(5 : 4
: 1). Sedangkan
percobaan lain indeks keseragamannya tidak
memiliki fraksi halus hanya fraksi kasar dan sedang.
Derajat kehalusan tertinggi
diperoleh dari bubuk kopi tanpa
bahan campuran yang
digiling dengan menggunakan hammer mill
sebesar 4.37 sedangkan yang
paling rendah diperoleh
dari bubuk kopi
tanpa bahan campuran yang digiling dengan menggunakan hammer mill
yaitu sebesar 4.22
dan juga memiliki dimensi rata-rata
partikelnya paling rendah
sebesar 1.94 mm.
DAFTAR PUSTAKA
Syah, H. 2013. Karakteristik Fisik Bubuk Kopi Arabika Hasil
Penggilingan Mekanis Dengan Penambahan Jagung Dan Beras Ketan. Jurnal Teknologi dan Industri
Pertanian Indonesia. Vol. 5, No.1.
HASIL GAMBAR, KETERANGAN, DAN CARA KERJA, SERTA CONTOH PABRIK PENGGUNA MESIN PADA PROSES
PENGECILAN UKURAN (SIZE REDUCTION)
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 (Hammer Mill) 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).
Berikut adalah gambar
dari mesin Hammer Mill beserta keterangannya:
Pada umumnya cara kerja mesin jenis
ini adalah sama, bahan baku yang masuk bukan digiling atau di gerus melainkan
di pukul dengan kecepatan tinggi didalam rumah hammer. Alatnya terdiri dari sejumlah pemukul yang terletak
pada poros dan plate pemecah. Jika feed (bahan) masuk melalui atas, maka
material tersebut akan di pecah oleh palu-palu yang berputar dengan kecepatan
tinggi, dan di tekan terhadap plate
pemecah sehingga bahan tersebut hancur menjadi kecil-kecil sedangkan bagian
bawah sudah di sediakan ayakan untuk menyaring produk yang sudah hancur.
Pemukul palu merupakan penggiling yang serbaguna, dapat digunakan untuk bahan
kristal padat, bahan berserat dan bahan yang agak lengket. Mesin ini mempunyai
kapasitas sekitar 10 ton/jam (Edahwati, 2009).
Bagian
utama dari hammer mill adalah corong pemasukan, pemukul,
corong pengeluaran, motor penggerak, alat transmisi daya, rangka penunjang dan
ayakan (Edahwati, 2009) :
·
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 40o.
·
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/Ayakan/Screen
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 dari besar ukuran butir hasil gilingan yang dikehendaki. Tujuan
utama screening adalah “scalping” yaitu untuk memindahkan oversize atau undersize material dalam unit crusher,
atau untuk mendapatkan ukuran bahan sesuai kebutuhan. Pada Hammer Mill, screen biasa diganti karena terdapat
engsel sehingga mudah dicopot dan dikombinasikan. Selain untuk mengganti screen, engsel juga dipergunakan untuk
membuka bagian dalam Hammer Mill sehingga memudahkan untuk dibersihkan.
·
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.
·
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.
Beberapa
keuntungan dalam menggunakan alat penepung tipe palu antara lain (Edahwati,
2009) :
1)
Bentuk
konstruksinya yang sederhana dan mudah dalam penggunaan,
2)
Dapat digunakan
untuk menghasilkan hasil giling dengan bermacam–macam ukuran,
3)
Tidak mudah
rusak dengan adanya benda asing dalam ruang penepung,
4)
biaya operasi
dan pemeliharaan yang lebih murah bila dibandingkan dengan penepung bergerigi.
Beberapa
kerugian dalam menggunakan penggiling palu adalah (Edahwati, 2009) :
1)
kurang mampu
untuk menghasilkan ukuran yang seragam,
2)
kebutuhan tenaga
yang lebih tinggi, dan
3)
biaya investasi
awal yang lebih tinggi dibandingkan penggilingan bergerigi.
Contoh pabrik pengguna mesin Hammer Mill:
1. 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.
2. CV. Lampineng
Kopi Banda Aceh menggunakan mesin penggiling mekanis
yaitu hammer mill untuk penggilingan kopi sangrai yang ditambahkan dengan beras
ketan dan jagung. Penggilingan mekanis
dengan menggunakan
penggiling disc mill
menghasilkan bubuk kopi
yang memiliki fraksi halus
yang lebih banyak
jika dibandingkan dengan penggilingan
menggunakan hammer mill (Syah, 2013).
3. PT.
JAPFA COMFEED INDONESIA Tbk. SIDOARJO merupakan perusahaan yang bergerak
dibidang makanan hasil olahan pertanian. Perusahaan tersebut menggunakan mesin
hammer mill untuk mereduksi biji kedelai sebagai unit produksi pakan burung dan
untuk mereduksi biji jagung sebagai unit produksi pakan ternak.
4. PT.
BOGASARI FLOUR MILLS JAKARTA merupakan perusahaan yang bergerak dibidang
penghasil tepung terigu. Perusahaan tersebut menggunakan mesin hammer mill
untuk menggiling pada saat proses penepungan.
5. PT.
ALU AKSARA PRATAMA MOJOKERTO merupakan perusahaan yang bergerak dibidang tepung
beras dengan merk terkenal yakni Rose Brand. Perusahaan tersebut menggunakan
mesin hammer mill untuk penghancuran pada proses penepungan.
2.
Disk Mill
Disk
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).
Berikut adalah gambar dari mesin Disk Mill beserta
keterangannya:
Bagian-bagian dari disc mill adalah sebagai berikut
:
·
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.
·
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.
·
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.
·
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.
·
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.
·
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.
Contoh pabrik pengguna mesin Disk Mill:
1. PT SRIBIGA RATURAYA SEMARANG,
merupakn salah satu perusahaan yang dalam operasinya menggunakan mesin
tersebut.
2. PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS JAKARTA. Pada salah satu proses pengecilan ukurannya
menggunakan mesin disk mill (Darussalam, 2008)
3. PT
AGROFOOD MAKMUR MANDIRI MOJOKERTO, menggunakan mesin dick mill untuk
menghaluskan bahan baku dalam pembuatan tepung terigunya.
3. 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).
Berikut adalah gambar dari mesin Rotorvane beserta keterangannya:
Contoh pabrik pengguna mesin Rotorvane:
1. Pabrik
Teh Hitam PT. Perkebunan Nusantara XII Kertowono Lumajang, alat pengecilan ukuran
yang digunakan pada proses penggilingan pertama pucuk daun teh adalah Rotorvane
(RV) Φ 15”.
2.
PT. Pagilaran Kabupaten
Batang, Jawa Tengah menggunakan sistem orthodox rotorvane, dimana hasil teh
kering yang dihasilkan mempunyai partikel yang kecil. Proses pengolahan teh di
PT. Pagilaran meliputi penyediaan bahan baku, pelayuan, penggilingan (sortasi
basah), fermentasi (oksidasi enzimatis), pengeringan, sortasi kering, dan
pengemasan (Triono, 2011).
3.
PT.
Perkebunan Nusantara XI Lawang Malang, merupakan salah satu perusahaan yang
menggunak mesin jenis ini. Mesin ini di pakai untuk pengolahan teh pada proses penggulungan
dan pemotongan teh.
DAFTAR PUSTAKA
AEL. 1976. Schort-und
Mischanlagen im Landwirtschaftlichen Betried. Arbeitsgemeinschaft fur
Electrizitatsanwendung in der Landwirtschaft e. V., Heft 7.
Brennan, J dan Grandison, A. 2012. Food Processing Handbook. New Jersey:
John Wiley & Sons.
Darussalam, H. Sunyoto, M. 2008. Proses
Pembuatan Tepung Terigu Di Pt. Ism Bogasari
Flour Mills. Penulisan
Ilmiah, Fakultas Teknologi Industri.Universitas Gunadarma.
Edahwati, L. 2009. Alat
Industri Kimia Cetakan I. Surabaya:
UPN Press.
http://www.agro-ptpn12.com/ diakses senin 23 juni 2014 pukul 12.29.
Syah, H. 2013. Karakteristik
Fisik Bubuk Kopi Arabika Hasil Penggilingan Mekanis Dengan Penambahan Jagung
Dan Beras Ketan. Jurnal
Teknologi dan Industri Pertanian Indonesia. Vol. 5, No.1.
Triono,
D. 2011. Laporan Magang Di Pt. Pagilaran
Kabupaten Batang, Jawa Tengah (Proses Pengolahan Teh Hitam). Semarang: Universitas Diponegoro.
Wiratakusumah, Aman. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri
Pangan. Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan Direktur Jenderal Perguruan Tinggi. Pusat Antar Universitas.
Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Alamat Blog Anggota Kelompok:
blog.ub.ac.id/desitriis/
blog.ub.ac.id/bellakhanzaa/
blog.ub.ac.id/utharinoormalasari88/
blog.ub.ac.id/radisonputra/
agilsurya16.blogspot.com/
abinantodewabrata.blogspot.com
