Laporan Praktikum Hari/ tanggal : Senin/ 17 Mei 2010

Peralatan Industri Tempat : SEAFAST & PAU

Dosen : Ade Iskandar

Asisten : Pangeran Alex Sebastian

Dini Nur Hakiki

SEPARATION EQUIPMENT

Oleh:

Eko Nopianto (F34070102)

M. Arifyandi Sangun (F34070126)

2010

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam suatu proses produksi terutama proses pengolahan hasil

pertanian, seringkali diperlukan suatu tahap operasi pemisahan komponen-

komponen tertentu dalam suatu campuran guna memperoleh produk yang

diinginkan. Pemisahan komponen-komponen menjadi fraksi-fraksinya dapat

dilakukan dari berbagai jenis campuran, yaitu campuran padatan-padatan,

campuran padatan-cairan, ataupun campuran cairan-cairan. Fraksi-fraksi dari

suatu campuran dapat berbeda satu dengan yang lainnya dalam ukuran

partikel, fasa, atau komposisi kimia.

Teknik pemisahan komponen-komponen suatu campuran dapat dibagi

menjadi dua, yaitu metode pemisahan mekanis dan operasi-operasi difusional.

Metode pemisahan mekanis biasa berguna untuk pemisahan partikel padat

atau bahan cair tetes, sedangkan operasi-operasi difusional melibatkan

perubahan fase atau pemindahan bahan dari suatu fasa ke fasa lainnya.

Metode pemisahan mekanis dibagi menjadi dua, yaitu pemisahan

campuran padatan dan pemisah sistem padatan-cairan. Pemisah campuran

padatan dapat dilakukan dengan melewatkan campuran bahan pada suatu

rangkaian penyaring yang memiliki lubang-lubang berukuran standar, dimana

partikel-partikel padatan akan terpisah berdasarkan ukuran. Pada pemisah

sistem padatan-cairan, dapat dilakukan dengan pengendapan, penyaringan atau

filtrasi, dan pengempaan atau expressi.

B. Tujuan

Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa dapat mengetahui fungsi,

prinsip kerja, konstruksi, dan kinerja dari beberapa jenis alat dan mesin

pemisah hasil pertanian.

II. METODOLOGI

A. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan untuk praktikum kali ini adalah singkong,

sedangkan alat-alat yang digunakan adalah vibrating sceener besar dan alat-

alat pendukung seperti pisau, alat parutan, stopwatch, gelas plastik, timbangan

besar, timbangan kecil, dan oven.

B. Metode

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Praktikum

Kel. Berat awal (gr) Berat akhir (gr) Kadar air (%) Waktu

pengendapanI II I II I II

sampel 6.42 5.46 4,25 4,3 15 14 3 jam

1 3,8 3,91 3,24 3,3 14 15 12 jam

2 4,44 4,09 3,77 4,02 15,09 17,12 2,5 jam

3 3,38 2,76 2,87 2,41 18,34 16,02 1 jam

4 4,6 4,24 4,03 3,71 13 12,5 5 jam

5 4,1 3,3 6 jam

6 3,67 3,60 3,12 3,04 14,99 15,5 1 jam

B. Pembahasan

Salah satu proses yang dilakukan di dalam industri adalah proses

pemisahan atau separasi. Proses pemisahan ini perlu dilakukan karena bahan yang

digunakan atau produk yang dihasilkan dalam suatu industri tidak seragam

ukurannya. Padahal industri memiliki standar tertentu dalam hal ukuran tersebut.

Sehingga proses pemisahan ini merupakan salah satu cara untuk melakukan

sortasi. Menurut Sosrosoedirdjo (1982), pemisahan campuran partikel padatan

menurut ukuran dapat dilakukan pada suatu rangkaian penyaring yang memiliki

lubang-lubang berukuran standar. Pemisahan sistem padatan-cairan mempunyai

bidang aplikasi yang sangat luas dalam agroindustri. Banyak alat pemisahan

bahan cair dan padatan yang terbagi sangat halus ditemukan secara independen

dalam sejumlah industri sehingga mempunyai karakter yang berbeda. Sampai saat

ini seleksi peralatan untuk aplikasi pemisahan padatan-cairan spesifik lebih

merupakan proses scale-up yang didasarkan langsung pada pengalaman dengan

bahan proses.

Dalam pelaksanaan pemisahan paling tidak akan dilakukan tahap tahap berikut:

1. Pengayakan

Pengayakan sudah dikenal secara luas dalam pengolahan hasil pertanian

sebagai alat pembersih dan sortasi. Di dalam industri, bahan padat dijatuhkan

pada permukaan ayakan, ukuran yang kecil atau halus akan melewati ayakan

dengan gaya gravitasi (Idrial, 1987). Ayakan dibuat dari logam, pelat logam

yang berlubang-lubang, tenunan kain, dan sebagainya. Logam yang digunakan

adalah besi, besi tahan karat, tembaga, nikel dan perak. Ukuran lubang ayakan

antara 4 in sampai 400 mesh tapi ayakan yang sangat halus (100-150 mesh)

jarang digunakan. Ukuran lubang ayakan yang digunakan tergantung dari

ukuran bahan yang akan diayak (Idrial, 1987).

Sebuah ayakan dapat memisahkan bahan atas dua fraksi, tapi umumnya

ayakan terdiri dari dua macam ayakan, bahkan ada yang terdiri dari delapan

macam ayakan. Letak rangka ayakan dibuat miring agar bahan mudah mengalir

dari atas ke bawah (Idrial, 1987).

Pengayakan bahan yang kasar atau besar dapat dilakukan dengan

mengalirkan bahan di atas permukaan ayakan yang berdiri tetap (statis), tapi

pengayakan partikel yang halus, permukaan ayakan harus digerakkan (bergetar)

biasanya dilakukan dengan silinder ayakan yang berputar pada sumbu

horisontal atau dengan ayakan datar yang digoncang, diputar, atau digetarkan

dengan mekanik atau listrik (Idrial, 1987).

2. Penyaringan

Penyaringan adalah pemisahan bahan padat dari bahan cair dengan

mengalirkan campuran bahan menembus pori-pori yang cukup halus untuk

menahan padat akan tetapi dapat melalukan bahan cair. Partikel-partikel yang

tidak lolos melalui pori-pori tersebut disebut dengan “filter cake”. Pori-pori

yang dibutuhkan untuk penyaringan diperoleh dari kain penyaring dan lubang-

lubang saringan plastik atau logam atau tumpukan partikel-partikel padat.

Untuk operasi penyaringan, biasanya dilakukan bila jumlah bahan padat relatif

kecil jika dibandingkan dengan bahan cair.

Penyaringan merupakan proses yang lambat, karena kemampuan bahan

untuk menembus pori-pori saringan relatif kecil. Untuk mempercepat

penyaringan, terutama untuk bahan padat yang halus dalam cairan, maka sering

digunakan tekanan, misalnya filter press dan vakum filter (Idrial, 1987).

Dalam pengolahan hasil pertanian, tujuan penyaringan antara lain adalah

untuk menjernihkan atau memurnikan bahan yang diolah dan untuk

mendapatkan bahan cair. Peralatan yang sering digunakan dalam industri

pengolahan hasil pertanian antara lain adalah filter press dan vakum filter

(Idrial, 1987).

Menurut Wiraatmadja (1981), rancangan-rancangan pengayak (screen)

banyak ditemui dalam proses sortasi bahan pangan. Klasifikasinya dapat dilihat

pada tabel berikut :

Celah yang berubah-ubah

(Variable Aperture)

Celah atau lubang yang tetap (Fixed

Aperture)

- Pemutar (roller)

- Kabel kawat atau ban

- Bersifat seimbang/tidak berubah

(stationary)

(belt)

- Ban dan pemutar

- Baling-baling (screw)

- Bergetar (Vibrators)

- Berputar (Rotary dan Gyrators)

- Timbal balik (Recipro cuting)

Ayakan dibuat dari logam, pelat logam yang berlubang-lubang, tenunan

kain, dan sebagainya. Logam yang digunakan adalah besi, besi tahan karat,

tembaga, nikel dan perak. Ukuran lubang ayakan antara 4 inci sampai 400 mesh,

tapi ayakan yang sangat halus (100 – 150 mesh) jarang digunakan. Ukuran

lubang ayakan yang digunakan tergantung dari ukuran bahan yang akan diayak

(Idrial, 1987).

Sebuah ayakan dapat memisahkan bahan atas dua fraksi, tapi umumnya

ayakan terdiri dari dua macam ayakan, bahkan ada yang terdiri dari delapan

macam ayakan. Letak rangka ayakan dibuat miring agar bahan mudah mengalir

dari atas ke bawah. Pengayakan bahan yang kasar atau besar dapat dilakukan

dengan mengalirkan bahan di atas permukaan ayakan yang berdiri tetap (statis),

tapi pengayakan partikel yang halus, permukaan ayakan harus digerakkan

(bergetar) biasanya dilakukan dengan silinder ayakan yang berputar pada sumbu

horisontal atau dengan ayakan datar yang digoncang, diputar, atau digetarkan

dengan mekanik atau listrik (Idrial, 1987).

Mengayak berarti memisahkan suatu bahan dengan menuangkannya

melalui ayakan sehingga didapat butir-butir dengan berbagai daerah ukuran

(kelas-kelas butir) atau biasa disebut proses klarifikasi. Dalam proses

pengayakan, bahan dibagi menjadi dua bagian, yaitu bahan kasar yang tertinggal

dan bahan yang lebih halus yang lolos melalui ayakan. Nilai efisiensi mesin ini

menunjukan nilai penyimpangan atau perbandingan antara jumlah bahan yang

lolos dalam kenyataan dan jumlah bahan yang lolos secara teoritik (Handojo et

al., 1995).

Semakin halus bahan yang diayak, semakin cepat terjadinya

penyumbatan lubang ayakan. Oleh sebab itu pada ayakan umumnya dipakai

alat perlengkapan pembantu dalam bentuk sikat, rol, bola karet atau potongan-

potongan karet.

Penyaringan adalah pemisahan bahan padat dari bahan cair dengan

mengalirkan campuran bahan menembus pori-pori yang cukup halus untuk

menahan padat akan tetapi dapat melalukan bahan cair. Partikel-partikel yang

tidak lolos melalui pori-pori tersebut disebut dengan “filter cake”. Pori-pori

yang dibutuhkan untuk penyaringan diperoleh dari kain penyaring dan lubang-

lubang saringan plastik atau logam atau tumpukan partikel-partikel padat

(Idrial, 1987).

3. Penghancuran

Dilihat dari bahannya, proses penghancuran atau pengecilan ukuran bahan

dapat dibagi menjadi dua, yaitu proses pengecilan ukuran untuk bahan padat

dan proses pengecilan ukuran untuk bahan cair.

Pada proses pengecilan ukuran untuk bahan padat dikenal berbagai

macam istilah, misalnya pemotongan, penggilingan, penggerusan, dan lain

sebagainya. Sedangkan untuk bahan cair dikenal proses emulsifikasi atau

atomisasi (Idrial, 1987).

Penggunaan sistem penghancuran pada industri pengolahan hasil pertanian

diantaranya adalah penggilingan tebu, pengupasan kulit tanduk dan

penghancuran pada kopi, penggilingan cokelat, perajangan bahan yang akan

disuling (minyak atsiri), pemotongan pada pengolahan karet remah dan lain

sebagainya (Idrial, 1987). Penghancuran bahan padat dilakukan secara mekanis,

yaitu membaginya atau memecahnya menjadi komponen-komponen yang lebih

kecil. Di dalam proses penggilingan, ukuran bahan diperkecil dengan cara

diretak atau diremuk. Mekanismenya adalah bahan ditekan oleh gaya mekanis

dari mesin penghancur, penekanan awal masuk ke tengah sebagai energi

desakan (Idrial, 1987).

Kerapatan dan kekerasan bahan secara fisik berbeda, tapi keduanya perlu

dipertimbangkan bersama-sama. Kerapatan hasil pertanian secara khas

ditentukan oleh kadar selulosa kering dan kekuatan bahan. Kekerasan

dipengaruhi oleh kadar air, suhu dan umur bahan (Idrial, 1987).

Apabila proses penggilingan diulang kembali atau diteruskan, maka fraksi

yang berukuran kasar akan terus berkurang, sedangkan fraksi yang berukuran

halus agak tidak berubah. Analisa yang teliti memperlihatkan bahwa adanya

kecenderungan fraksi tertentu yang propersinya meningkat di dalam campuran

dan menjadi fraksi ukuran yang terbanyak pada campuran setelah proses

penggilingan dihentikan (Idrial, 1987). Apabila suatu bahan yang seragam

dipecahkan, setelah penggilingan pertama ukuran bahan yang dihasilkan akan

sangat bervariasi, yaitu dari yang berukuran kasar sampai halus.

Dalam penerapannya, waktu juga berpengaruh dalam proses penghancuran

bahan, dan terlihat bahwa bahan akan retak pada tingkat tekanan yang rendah

apabila tekanan itu berlangsung cukup lama (Idrial, 1987). Bentuk, ukuran,

kerapatan, spesifik gravity, kekerasan merupakan beberapa sifat fisik hasil

pertanian yang penting diperhatikan dalam proses penghancuran untuk

mendisain suatu mesin penghancur.

Vibrating screener

Dari pratikum yang dilakukan, telah dijelaskan tentang cara dan prinsip

kerja dari Vibrating screener, Vibrating screener adalah alat yang digunakan

untuk memisahkan padatan dengan cairan. Dalam praktikum kali ini tidak ada

pendemontrasian langsung pengoperasian peralatan tersebut, karena terkendala

tidak tersedianya bahan, dari penjelasan diketahui bahwa Vibrating screener

memiliki dua lapis penyaringan yaitu penyaringan 100 mesh dan 200 mesh

masing – masing dengan bak penampung. Penyaring 100 mesh berada di bagian

atas dan 200 mesh di bawahnya. Tujuan penyaringan dilakukan dengan dua lapis

penyaringan ini adalah agar padatan dan cairan tersaring pada penyaringan 100

mesh bisa diperhalus filtratnya dengan penyaringan 200 mesh.

Vibrating screener merupakan gabungan antara prinsip penyaringan dan

pengayakan dengan adanya getaran. Getaran ini mengakibatkan proses

penyaringan berjalan lebih efektif. Sehingga semakin banyak filtrat yang

dihasilkan. Untuk mencegah kelebihan volume pada bak penyaringan 100 mesh,

maka pada bak bagian atas dan bawah diberi lubang keluaran. Lubang keluaran

bagian atas berfungsi untuk mengalirkan bahan yang masih kasar dan tidak

sempat tersaring karena getaran yang ada mengakibatkan bahan terus bergerak

dan sebagian keluar ke lubang pengeluaran pertama (bagian atas). Bahan yang

lolos pada bagian ini dimasukkan lagi ke dalam bak bagian atas dari vibrator

screener untuk disaring ulang. Sedangkan bak bagian bawah (penyaringan 200

mesh) berfungsi untuk menyaring bahan dari bak bagian atas. Pada bagian ini juga

terdapat lubang pengeluaran. Hasil dari penyaringan 200 mesh ini merupakan

filtrat yang akan diambil.

Menurut Idrial (1987), pelaksanaan pemisahan dilakukan dengan gaya

fisik yang bekerja pada partikel atau bahan cair, gaya ini termasuk gaya gravitasi,

gaya sentrifugasi dan gaya kinetik yang timbul dari aliran. Pemisahan juga dapat

dilakukan dengan gaya mekanis antara lain dengan pengayakan, penyaringan,

pengendapan dan sentrifugasi. Pemisahan mekanis digunakan pada campuran

yang heterogen, dan larutan yang tidak homogen, terutama pada partikel yang

berukuran lebih besar dari 0.1 m (Idrial, 1987). Pemisahan dengan gaya mekanis

ini dapat digunakan untuk memisahkan bahan padat atau cairan. Oleh karena itu

pemisahan cairan dan padatan menggunakan Vibrating Screener memberikan

filtrat yang lebih baik dan efesien dalam prosesnya karena penggabungan

pemisahan mekanik dan grafitasi di satupadukan untuk memberikan hasil yang

maksimal.

Untuk campuran yang terdiri dari bahan cair dan padatan, bila ingin

didapatkan produk yang berupa partikel padat, maka campuran tersebut harus

diendapkan terlebih dahulu. Lamanya waktu pengendapan dapat dipengaruhi oleh

lamanya waktu pemisahan. Semakin lama waktu pemisahan, maka jumlah pati

yang terkandung dalam campuran lebih sedikit, dan jumlah airnya lebih banyak.

Hal ini menyebabkan waktu yang dibutuhkan pati untuk mengendap juga semakin

sedikit. Sebaliknya, pada menit-menit awal pemisahan, jumlah pati yang

terekstrak lebih banyak daripada jumlah airnya sehingga waktu yang dibutuhkan

untuk mengendap juga semakin lama.

Percobaan dilakukan dengan melarutkan 2 kg pati kedalam 50 liter air

kedalam bejana, sesaat setelah pelarutan dilakukan pengambilan sampel,

pengambilan sampel dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu bagian

atas/permukaan larutan, bagian tengah dan bagian bawah/dasar bejana.

Pengambilan sampel pertama dilakukan sesaat setelah pencampuran air dan 2 kg

pati pada waktu 0 menit, setelah 30 menit pengambilan sampel dilakukan kembali,

dan pada begitu pula pad menit ke 60. Pengambilan sampel secara periodik

ditujukan untuk melihat kecepatan pengendapan yang terjadi pada larutan pati.

Dari hasil pengambilan sampel tersebut diketahui bahwa kadar pati pada kondisi 0

menit menunjukkan bahwa kandungan pati pada setiap bagian

(atas,tengah,bawah) relatif sama, pada kondisi 30 menit kandungan pati pada

bagian atas berkurang, sedangkan bagian tengah dan bawah relatif sama. Setelah

kondisi 60 menit kandungan pati pada bagian atas dan tengah berkurang drastis,

sedangkan bagian bawah mengandung begitu banyak pati hal ini disebabkan oleh

berat molekul pati yang lebih berat dari berat molekul air sehingga padatan pati

tesuspensi di dasar bejana.

Banyaknya pati yang terdapat dalam sampel yang diambil, berbanding

lurus dengan lamanya waktu pengendapan. Semakin banyak pati yang terkandung

dalam campuran, maka waktu yang dibutuhkan untuk pengendapan juga semakin

lama. Akan tetapi, dari hasil percobaan hal ini tidak terbukti, karena ketika

campuran belum terpisah sempurna, air bagian atas sudah dibuang, sedangkan

dalam air yang dibuang tersebut masih terdapat kandungan pati, sehingga waktu

pengendapannya lebih sebentar dibandingkan waktu yang dibutuhkan oleh pati

untuk mengendap secara sempurna.

Kasar halusnya filtrat yang dihasilkan dipengaruhi oleh ukuran mesh yang

digunakan saat pemisahan. Semakin besar ukuran mesh yang digunakan maka

semakin halus filtrat yang dihasilkan. Karena semakin besar ukuran mesh maka

semakin banyak pula lubang pori penyaringan dalam satu luasan sehingga

semakin kecil lubang penyaringan. Hal ini menyebabkan semakin kecil diameter

partikel yang dapat melewatinya. Jika bahan yang digunakan adalah bahan cair

maka akan semakin homogen larutan yang dapat melewatinya karena partikel

yang kasar tidak dapat melalui lubang pori penyaringan.

Gambar dari “Vibro screen”

V. KESIMPULAN

Dari praktikum yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa pemisahan perlu

dilakukan karena bahan yang digunakan atau produk yang dihasilkan dalam

suatu industri tidak seragam ukurannya. Pemisahan bertujuan untuk

mendapatkan zat-zat/komponen-komponen tertentu dari fraksi-fraksi tersebut,

karena fraksi-fraksi dari suatu campuran dapat berbeda satu dengan yang

lainnya dalam ukuran partikel, fasa atau komposisi kimia. Vibrating Screen

merupakan alat pemisah bahan yang menggunakan getaran yang memusat dan

menahan bahan yang diayak.

Getaran yang dihasilkan akan memisahkan bahan berdasarkan perbedaan

ukuran bahan dengan memisahkan bahan berukuran besar dari bahan yang

berukuran kecil dengan klasifikasi padatan basah. Selain padatan basah,

pemisahan juga dapat dilakukan secara kering. Untuk melakukan hal tersebut

digunakan vibratin screen yang berukuran kecil.

Banyaknya pati yang terdapat dalam sampel, berbanding lurus dengan

lamanya waktu pengendapan. Semakin banyak pati yang terkandung dalam

campuran, maka waktu yang dibutuhkan untuk pengendapan juga semakin

lama. Akan tetapi, dari hasil percobaan hal ini tidak terbukti, karena ketika

campuran belum terpisah sempurna, air bagian atas sudah dibuang, sedangkan

dalam air yang dibuang tersebut masih terdapat kandungan pati, sehingga

waktu pengendapannya lebih sebentar dibandingkan waktu yang dibutuhkan

oleh pati untuk mengendap secara sempurna.

DAFTAR PUSTAKA

Handojo et al,. 1995. Suatu Teknik Pengamanan Pati Singkong. Fakultas

Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Idrial. 1987. Peralatan Pengolahan Hasil Pertanian. Skripsi. Fakultas Teknologi

Pertanian, Institut Pertanian Bogor: Bogor.

Sosrosoedirdjo, R.S. 1982. Bercocok Tanam Ketela Pohon. CV. Yasaguna,

Jakarta.

Swinkels. 1985. Sources of Starch, its Chemistry Physics Di dalam G.M.A,

Van Begnum and J. A , Roels, 1985. Starch Convention Tech. Marcell

Dekker, Inc. New York

Wiraatmadja, Sutedja. 1981. Peralatan Industri. Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor, Bogor.

www.ultra fibtech.pvt.ltd