Post on 08-Nov-2020
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/
agilasyegaf.bloger.com
abinantodewabrata.blogspot.com