bab v hasil dan pembahasan 5.1 karakteristik fisik biji...

29
62 BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji Hanjeli Pecah Kulit Karakteristik fisik hanjeli (pecah kulit) merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses penyosohan. Telah dilakukan uji karakteristik fisik bahan pada penelitian pendahuluan meliputi kadar air, kerapatan kamba (bulk density), tingkat kekerasan (hardness), sudut repos, dimensi dan kebulatan. Pengukuran kadar air bahan untuk mengetahui kandungan kadar air bahan sebelum proses penyosohan. Pengukuran kerapatan kamba (bulk density) digunakan untuk kapasitas ruang penyosoh dan kapasitas teoritis. Kekerasan biji pecah kulit untuk faktor yang menentukan terhadap kebutuhan gaya yang dibutuhkan untuk menyosoh biji hanjeli. Sudut repos berperan dalam perancangan kemiringan/sudut hopper agar dapat mengetahui pada kemiringan berapa biji hanjeli pecah kulit bergerak bebas. Dimensi dan kebulatan diperlukan dalam menetukan ukuran lubang saringan, jarak ruang penyosoh (gap) yang terbentuk atas saringan dan batu gerinda. Hanjeli yang digunakan pada penelitian ini yaitu jenis batu dan pulut, yang sebelumnya sudah melalui proses penggilingan pertama pada mesin pemecah kulit (pericarp) hanjeli. Terdapat perbedaan yang sangat signifikan dari dua jenis hanjeli tersebut, yaitu pada struktur kulit terluar (pericarp) jenis batu memiliki permukaan lebih mengkilap dan keras dibandingkan jenis pulut yang secara struktur memiliki kulit luar lebih tipis. Akan tetapi, dari 2 jenis biji hanjeli tersebut untuk lapisan kedua setelah kulit luar (pericarp) yaitu bagian mesocarp dan kulit ari (aleuron) ditunjukan dengan warna perak dengan bentuk menyerupai serabut dan warna cokelat kemerah-merahan (aleuron), yang sifatnya hampir sama, yaitu sama-sama lebih lunak menyelimuti bagian endosperm bagian yang diambil untuk dikonsumsi. Oleh karena itu, sampel bahan yang diambil random dari 2 jenis hanjeli tersebut. Biji pecah kulit yang dijadikan bahan pada penelitian ini disajikan pada Gambar 38.

Upload: ngoque

Post on 11-Jul-2019

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

62

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Karakteristik Fisik Biji Hanjeli Pecah Kulit

Karakteristik fisik hanjeli (pecah kulit) merupakan salah satu faktor yang

mempengaruhi proses penyosohan. Telah dilakukan uji karakteristik fisik bahan

pada penelitian pendahuluan meliputi kadar air, kerapatan kamba (bulk density),

tingkat kekerasan (hardness), sudut repos, dimensi dan kebulatan. Pengukuran

kadar air bahan untuk mengetahui kandungan kadar air bahan sebelum proses

penyosohan. Pengukuran kerapatan kamba (bulk density) digunakan untuk

kapasitas ruang penyosoh dan kapasitas teoritis. Kekerasan biji pecah kulit untuk

faktor yang menentukan terhadap kebutuhan gaya yang dibutuhkan untuk

menyosoh biji hanjeli. Sudut repos berperan dalam perancangan kemiringan/sudut

hopper agar dapat mengetahui pada kemiringan berapa biji hanjeli pecah kulit

bergerak bebas. Dimensi dan kebulatan diperlukan dalam menetukan ukuran lubang

saringan, jarak ruang penyosoh (gap) yang terbentuk atas saringan dan batu gerinda.

Hanjeli yang digunakan pada penelitian ini yaitu jenis batu dan pulut, yang

sebelumnya sudah melalui proses penggilingan pertama pada mesin pemecah kulit

(pericarp) hanjeli. Terdapat perbedaan yang sangat signifikan dari dua jenis hanjeli

tersebut, yaitu pada struktur kulit terluar (pericarp) jenis batu memiliki permukaan

lebih mengkilap dan keras dibandingkan jenis pulut yang secara struktur memiliki

kulit luar lebih tipis. Akan tetapi, dari 2 jenis biji hanjeli tersebut untuk lapisan

kedua setelah kulit luar (pericarp) yaitu bagian mesocarp dan kulit ari (aleuron)

ditunjukan dengan warna perak dengan bentuk menyerupai serabut dan warna

cokelat kemerah-merahan (aleuron), yang sifatnya hampir sama, yaitu sama-sama

lebih lunak menyelimuti bagian endosperm bagian yang diambil untuk dikonsumsi.

Oleh karena itu, sampel bahan yang diambil random dari 2 jenis hanjeli tersebut.

Biji pecah kulit yang dijadikan bahan pada penelitian ini disajikan pada Gambar 38.

Page 2: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

63

Gambar 38. Biji Pecah Kulit Hanjeli

Keterangan: Biji pecah kulit (hilangnya lapisan kulit terluar) bagian yang

dihilangkan pada proses penyosohan yaitu lapisan mesocarp (serabut berwarna

perak) dan bagian biji berwarna cokelat kemerah-merahan (aleuron) lapisan ini

pada saat penggilingan pertama bagian mesocarpnya sudah ikut terkupas oleh

karenanya warnanya terlihat berbeda.

Persentase massa antara lapisan epicarp, lapisan mesocarp, dan lapisan

aleuron dengan bagian endosperm biji hanjeli mencapai ± 45 %. Berikut ini hasil

rata-rata pengukuran karakteristik fisik hanjeli biji pecah kulit jenis batu dan pulut

disajikan pada Tabel 12.

Tabel 12. Hasil Pengukuran Karakteristik Fisik Hanjeli Biji Pecah Kulit

No Parameter Rata-rata Minimum Maksimum

1 Kadar Air (%) 2,24 1,76 2,85

2 Kerapatan Kamba (kg/𝑚3) 700 700 700

3 Kekerasan (N/𝑐𝑚3) 0,24 0,20 0,29

Sudut Repos (°) 37,26 32,00 45,00

4 Dimensi (mm) 5,98 x 5,46 x 4,08 5,3 x 5,00 x 0,40 6,5 x 6,5 x 5,00

5 Kebulatan 0,83 0,42 0,95

(Sumber: Dokumenasi pribadi, 2018)

Berdasarkan Tabel 12 hasil pengukuran kadar air biji hanjeli pecah kulit

rata-rata diperoleh sebesar 2,24%, nilai minimum dan maksimum sebesar 1,76%

dan 2,85%, pengukuran berdasarkan basis basah dengan menggunakan metode

oven mengacu pada (AOAC, 1995) dilakukan sebanyak 5 kali pengulangan

(Lampiran 1). Pengukuran kadar air biji pecah kulit dilakukan pada dasarnya hanya

sebagai pelengkap data, kehilangan susut kadar air sebelum dan setelah biji pecah

kulit sebesar 24,03%, dari pengukuran kadar air biji utuh sebelum proses

pengupasan yaitu sebesar 9,32%.

Page 3: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

64

Nilai kerapatan kamba rata-rata, minimum dan maksimum data yang

diperoleh relatif seragam (Lampiran 1). Sampel yang digunakan yaitu biji pecah

kulit yang terdapat kulit ari (aleuron)nya saja, dikarenakan jika lapisan mesocarp

(serabut berwarna perak) diikut sertakan sebaran datanya sangat berbeda-beda, oleh

karena itu nilai kerapatan kamba yang diperoleh ini merupakan nilai maksimal

tanpa lapisan mesocarp. Data pengukuran kerapatan kamba komponen yang

menjadi dasar pada saat merancang mekanisme kinerja, desain mesin yang

mempengaruhi kapasitas penyosohan mesin. Nilai kerapatan kamba selanjutnya

dijadikan nilai bulk density pada perhitungan kapasitas teoritis mesin.

Pengukuran kekerasan biji pecah dilakukan sebanyak 15 sampel (Lampiran

1) dengan menggunakan alat hardness tester. Nilai kekerasan menunjukan mudah

tidaknya hanjeli dalam melepaskan lapisan mesocarp dan aleuron, faktor yang

menentukan kebutuhan gaya dan daya untuk menyosoh biji hanjeli. Data

pengukuran sudut repos biji pecah memiliki peran dalam merancang

kemiringan/sudut hopper (Lampiran 1), telah dilakukan pengukuran sebanyak 15

sampel, dengan menggunakan alat pengukur sudut repos berbahan seng. Pemilihan

bahan seng dilakukan sebagai pendekatan bahan yang digunakan pada bagian

hopper yaitu berupa besi.

Pengukuran dimensi dan kebulatan dilakukan sebanyak 15 sampel (Lampiran

1), dimensi dari biji hanjeli pecah kulit sebesar 6,5 x 6,5 x 5,00 (sumbu mayor,

intermediet, minor) merupakan dimensi maksimal yang dipilih untuk menentukan

jarak pada bagian ruang penyosoh agar biji tidak pecah ketika melewati ruang

penyosoh, sedangkan dimensi terkecil biji pecah kulit sebesar 5,3 x 5,00 x 0,40,

nilai tersebut dijadikan dasar pemilihan lubang dimensi pada saringan sebesar 2 mm

yang lebih kecil dari dimensi hanjeli terkecil sehingga biji tidak akan lolos melalui

lubang saringan. Pengukuran dimensi mempengaruhi nilai kebulatan. Apabila nilai

kebulatan suatu bahan hasil pertanian mendekati 1 maka bahan tersebut mendekati

bentuk bola (bulat), kebulatan digunakan dalam menentukan jenis lubang saringan

yang dipilih berbentuk bulat.

Page 4: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

65

5.2 Mesin Hasil Rancangan Modifikasi

Perancangan modifikasi mesin merupakan tahap awal perancangan desain

mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 yang akan dibuat. Komponen utama dari mesin

penyosoh ini diantaranya adalah hopper, unit penyosoh, unit pemisah, sistem

transmisi, dan rangka mesin. Adapun desain rancangan mesin penyosoh hanjeli

TEP-0519 disajikan pada Gambar 39.

Gambar 39. Rancangan Mesin Penyosoh Hanjeli TEP-0519 (Ruang Penyosoh

Tertutup)

5.3 Mesin Hasil Modifikasi

Mesin hasil modifikasi yaitu mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 merupakan

pengembangan dari mesin penyosoh hanjeli TEP-04 dibuat di Lab. Alat dan Mesin,

Teknik Pertanian dan Biosistem, Unpad. Pada unit penyosoh hanjeli TEP-0519

dilakukan beberapa modifikasi sesuai dengan kekurangan yang telah diidentifikasi

pada mesin penyosoh hanjeli TEP-04.

Hasil fabrikasi telah dibuat sesuai dengan model rancangan, namun ada

beberapa komponen yang mengalami perubahan dengan tujuan agar proses

fabrikasi lebih mudah dilakukan tanpa mengurangi nilai fungsional dari komponen

itu sendiri. Uji fungsional mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 telah dilakukan di

Bengkel Logam, Kayu, dan Rotan, FTIP, Unpad. Mesin ini dirancang untuk

memenuhi kebutuhan penyosohan sebelum layak dikonsumsi. Secara struktural dan

fungsional mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 berbeda dengan mesin sebelumnya

dimana terdapat perbedaan dari bentuk, maupun secara fungsinya. Misalnya secara

Hopper

Unit penyosoh

Unit pemisah

Sistem transmisi

Rangka

Page 5: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

66

fungsional mesin difungsikan sebagai mesin penggilingan kedua yaitu proses

penyosohan biji pecah kulit, berbeda dengan sebelumnya pada TEP-04 mesin

tersebut melakukan dua fungsi kerja yaitu mengupas dan menyosoh. Mesin TEP-

0519 difungsikan sebagai mesin penggilingan kedua, hal ini berdasarkan prinsip

kerja yaitu penggunaan batu gerinda dalam mengupas kulit tidak efektif dan

optimalnya hanya untuk proses penyosohan. Secara struktural unit penyosoh, unit

pemisah berbeda, dengan demikian dimensi mesin juga telah berubah dari mesin

TEP-04.

Komponen-komponen penyusun mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 antara

lain: hopper, unit penyosoh, unit pemisah, rangka mesin, dan sistem transmisi.

Berikut ini adalah mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 yang ditunjukkan pada

Gambar 40.

Gambar 40. Mesin Penyosoh Biji Hanjeli TEP-0519 Hasil Modifikasi Mesin

Penyosoh Hanjeli TEP-04

1) Hopper

Hopper merupakan komponen pada mesin penyosoh hanjeli TEP-0519

yang berfungsi sebagai penampung biji hanjeli sebelum masuk ke ruang

penyosohan. Hopper yang digunakan merupakan hopper hasil fabrikasi pada mesin

penyosoh sorgum (Rudiana, 2016). Adapun pertimbangan memilih menggunakan

hopper tersebut yaitu terdapat pada (Lampiran 2), selain itu berdasarkan kemiringan

hopper sebesar 55° memenuhi pengukuran sudut repos biji pecah kulit hanjeli yaitu

37,26° dengan begitu biji dapat bergerak jatuh bebas. Selain itu tinggi hopper pada

Hopper

Unit penyosoh

Unit pemisah Sistem transmisi

Rangka

Page 6: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

67

mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 jika diukur dari lantai memiliki sebesar 1250

mm, tinggi tersebut masih mendekati data antropometri masyarakat Indonesia

besarnya tinggi bahu manusia adalah 1247 mm (Pheasan, 1986 dkk., dalam

Rudiana, 2016) sehingga operator tidak mengalami kesulitan pada saat memasukan

hanjeli ke dalam hopper, karena tinggi bahu manusia lebih tinggi dari tinggi hopper

pada mesin. Berikut ini hopper yang digunakan terdapat pada Gambar 41.

Gambar 41. Hopper

2) Unit Penyosoh

Unit penyosoh berfungsi untuk melakukan proses penyosohan sehingga biji

hanjeli dapat terkikis dari kulitnya. Komponen-komponen utama pada unit

penyosohan ini terdiri dari: a) Silinder Luar/rumah unit penyosoh, b) Silinder

penyosoh (batu gerinda), c) Saringan.

a) Silinder Luar/rumah unit penyosoh

Silinder Luar/rumah unit penyosoh berfungsi sebagai pelindung (cover) dan

penahan goncangan silinder unit penyosoh yaitu silinder saringan, batu gerinda dan

unit pemisah. Silinder luar ini sebagai penutup bagian unit penyosoh yang terbuat

dari besi plat diameter 250 mm dan panjang 440 mm, bagian atas silinder tersebut

dapat dibuka/tutup dengan kepentingan memudahkan dalam proses maintenance

unit penyosoh. Ukuran diameter sebesar 250 mm menyesuaikan dengan ukuran

diameter saringan dan silinder penyosoh (batu gerinda) yang lebih kecil yaitu 153

mm dan 152,4 mm (6 inchi) (Gambar 43 dan 44) sehingga dengan ukuran yang

lebih besar silinder pelindung ini dapat menutupi bagian unit penyosoh. Berikut ini

bagian silinder luar/rumah unit penyosoh disajikan pada Gambar 42.

Page 7: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

68

Gambar 42. (a) Silinder Luar pada Saat Dibuka dan (b) Penampang Silinder Luar

Sebelum Menyatu dengan Rangka

b) Silinder penyosoh

Silinder penyosoh (Gambar 43) merupakan komponen yang berperan

penting pada mesin penyosoh berfungsi untuk menggesek biji hanjeli sehingga

lapisan mesocarp dan aleuron biji hanjeli tersosoh. Bahan yang digunakan untuk

membuat silinder penyosoh ini adalah batu gerinda spartax A46 P5VBE.

Spesifikasi batu gerinda tersebut A menyatakan bahwa material utama dari baru

gerinda ini adalah Alumunium Oksida, angka 46 menyatakan tingkat kekasaran

batu gerinda yang berada pada tingkat sedang/medium, V menyatakan kekuatan

rekat dari batu gerinda ada pada tingkat sangat keras/very hard, dan BE menyatakan

jenis perekatan material mengunakan bahan resin yang diperkuat. Dimensi batu

gerinda yang digunakan ini berdiameter 6 inchi atau 152,4 mm, tebal 1 inchi atau

2,54 mm dan diameter lubang dalam 1,25 inchi atau 32 mm. Batu gerinda tersebut

disusun berjumlah 15 keping pada poros sehingga membentuk susunan batu gerinda

dengan panjang 390 mm. Ukuran diameter dalam batu gerinda sebesar 32 mm,

sesuai dengan diameter poros yaitu 32 mm. Batu gerinda ini diapit oleh plat

pengencang dan snap ring C untuk mencegah bergeraknya batu gerinda pada saat

dioperasikan. Dipilihnya penggunaan batu gerinda sebagai bahan silinder penyosoh

selain berdasarkan aspek ekonomi dan teknis yaitu sesuai dengan prinsip

penyosohan yang sering banyak diterapkan pada umumnya yakni menggosok

menggunakan permukaan kasar atau disebut dengan tipe abrasif yaitu batu gerinda.

Page 8: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

69

Gambar 43. Silinder Penyosoh

Batu gerinda yang digunakan berjumlah 15 keping, dengan tujuan untuk

mengefektifkan penyosohan. Penempatan silinder penyosoh diatur sedemikian rupa

dengan memanfaatkan bearing jenis UCP P206 yang bersifat tetap (Fixed), mampu

menumpu poros berbeban (batu gerinda), sehingga putaran atau gerakan bolak-

baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan memiliki umur yang panjang.

Adapun kecepatan putar silinder penyosoh untuk melakukan penyosohan biji

hanjeli menggunakan mesin hanjeli TEP-0519 ini yaitu 1490 rpm, mendekati

kecepatan putar efektif untuk penyosohan yaitu 1500 rpm (Yusuf, 2011).

Sistem penyosohan setelah dimodifikasi mesin ini diharapkan dapat

dilakukan secara kontinyu. Berdasarkan uji pendahuluan mesin setelah selesai

dibangun, mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 dapat melakukan penyosohan secara

kontinyu, hanya saja tidak cukup dilakukan satu kali siklus, minimal 2 kali siklus

pemasukan. Salah satunya faktor penyebabnya dikarenakan panjang silinder

penyosoh kurang panjang sehingga biji terlalu cepat mengalir keluar menuju

saluran pengeluaran biji, selain itu celah ruang penyosoh sebesar 6,5 mm sesuai

dimensi terbesar biji hanjeli pecah kulit, menyebabkan dimensi hanjeli yang kurang

dari 6,5 mm berpengaruh terhadap gaya yang dihasilkan oleh silinder penyosoh,

yaitu tidak tersalurkannya gaya dengan baik dalam proses penyosohan. Pada saat

uji pendahuluan mesin juga telah dilakukan pengujian dengan sistem batch,

berdasarkan data hasil pengujian dengan cara biji ditahan di dalam ruang

penyosohan selama 2 menit dan waktu total yang dibutuhkan selama 3 menit,

hasilnya biji hanjeli sudah berwarna putih dan bersih.

c) Saringan

Saringan berfungsi untuk memisahkan dan meloloskan dedak ke ruang

pemisah. Sedangkan biji hanjeli yang telah tersosoh akan tertahan di dalam saringan

Page 9: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

70

dan terus mengalir sampai saluran pengeluaran, keduanya merupakan hasil dari

proses penyosohan. Selain itu silinder saringan juga berfungsi menimbulkan efek

gesekan saat dikombinasikan dengan silinder penyosoh (batu gerinda) pada proses

penyosohan. Silinder saringan yang dipasang di dalam rumah unit penyosoh

dilengkapi dengan unit penahan dengan cara pengelasan agar silinder saringan tidak

ikut berputar oleh bagian silinder penyosoh. Saringan terbuat dari plat saringan

dengan diameter lubang 2 mm, tebal 0,08 mm. Lubang saringan yang dipilih

berbentuk bulat karena biji hanjeli terkupas cenderung berbentuk bulat. Selain itu,

menurut (Pribadi, 2015) berdasarkan mesin penyosoh sorgum TEP-3 biji yang

cenderung bulat dengan menggunakan dua macam saringan yaitu saringan

berlubang bulat dan saringan berlubang elips, ternyata penyosohan menggunakan

saringan berlubang bulat mampu menghasilkan dedak yang lebih banyak.

Sedangkan pada saat menggunakan saringan berlubang elips dedak yang dihasilkan

sangat sedikit, bahkan banyak biji yang menyangkut di saringan dan juga banyak

biji yang lolos dari lubang saringan dan masuk ke saluran dedak. Maka dipilih

saringan berlubang bulat, karena lebih efektif dalam proses penyosohan biji hanjeli

pecah kulit dibandingkan dengan menggunakan saringan berlubang elips.

Pertama-tama plat saringan di rol sehingga membentuk lingkaran 158,9

mm, kemudian dipotong menjadi dua bagian mengikuti bentuk rumah/silinder luar

rumah penyosoh yang dapat dibuka/tutup. Berikut ini merupakan bagian saringan

ditunjukan pada Gambar 44.

(a) (b)

Gambar 44. a) Saringan Bagian Bawah, b) Saringan pada Bagian Atas/Tutup

Rumah Unit Penyosoh (Tampak Depan)

Unit

penahan Ø165 mm

Page 10: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

71

Plat saringan berlubang bulat yang digunakan berdiameter pori sebesar 2

mm, lebih kecil dari dimensi rata-rata biji hanjeli pecah kulit yaitu 4,08 mm.

Saringan penyosoh ini berbeda dengan mesin sebelum dimodifikasi yaitu

dilengkapi elemen pengarah dari kawat, sedangkan pada saringan mesin yang telah

dimodifikasi ini tidak dilengkapi dengan elemen pengarah dari kawat, melainkan

bentuk saringan yang dibuat miring ±1° dengan tujuan untuk mengarahkan gerakan

biji hanjeli selama proses penyosohan ke dalam saluran pengeluaran biji hanjeli

tersosoh. Plat saringan dibuat sedikit miring dengan tujuan untuk mendapatkan

gaya gesek yang lebih lama dan seragam pada setiap bahan yang masuk selama

proses penyosohan, sehingga secara perlahan biji akan terus terdorong ke depan

menuju saluran pengeluaran biji tersosoh. Semakin lama terjadinya kontak gesekan

pada biji hanjeli maka akan semakin terkikis lapisan mesocarp dan aleuron yang

tidak diinginkan tersebut. Dengan demikian, hasil sosohan akan mendapatkan

endosperm yang berwarna putih (beras hanjeli). Arah perputaran biji hanjeli selama

proses penyosohan ini bisa terjadi berdasarkan karakteristik rata-rata kebulatan

sebesar 0,83. Besarnya nilai kebulatan tersebut sangat menentukan terhadap

pergerakan dan perputaran selama proses penyosohan. Apabila ruang penyosohan

dipenuhi oleh biji hanjeli, hal ini memungkinkan adanya gesekan antar biji hanjeli

dengan silinder penyosoh yang berputar, biji hanjeli dengan saringan dan juga biji

hanjeli dengan biji hanjeli yang lain. Hal ini menyebabkan proses penyosohan dapat

berlangsung lebih cepat dan dapat dilakukan secara kontinyu.

3) Unit Pemisah

Unit pemisah berfungsi untuk memisahkan biji hanjeli tersosoh dengan

dedak yang merupakan hasil limbah dari proses penyosohan. Pada mesin penyosoh

hanjeli TEP-0519 ini memiliki 2 mekanisme pemisahan, yaitu pada bagian dalam

ruang penyosoh melalui saringan, dan pada bagian luaran biji tersosoh. Adapun

komponen utama yang berperan pada unit pemisah ini terdiri dari saringan dan

blower sentrifugal.

Proses pemisahan pada unit pemisah ini menggunakan prinsip perbedaan

ukuran antara biji dan dedak, dengan memanfaatkan blower yang berfungsi untuk

menghasilkan hisapan angin yang akan digunakan untuk memisahkan biji dan

Page 11: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

72

dedak. Blower sentrifugal dengan diameter 240 mm, lebar 100 mm. Blower yang

digunakan adalah sistem hisap (mengikuti arah gravitasi), hisapan yang dihasilkan

oleh blower ini kemudian disalurkan melalui selang fleksibel berdiameter 4 inchi

menuju bagian bawah saringan (bak penampung dedak) dengan kecepatan hisap

blower tanpa beban sebesar 7,28 m/s. Pada bagian dalam ruang penyosoh terdapat

saringan berpori sebesar 2 mm dan dapat meloloskan dedak dengan ukuran sangat

kecil yang akan memisahkan ukuran yang hanya bisa terhisap oleh blower. Dedak

yang telah terpisah dengan beras hanjeli keluar melalui pori saringan sedangkan

beras hanjeli tertahan di dalam saringan dan terus mengalir sampai saluran luaran

biji. Berikut ini 2 saluran pengeluran unit pemisah yaitu saluran luaran dedak dan

saluran biji tersosoh untuk lebih jelas ditunjukan pada Gambar 45 dan 46.

Gambar 45. Saluran Luaran Dedak

Gambar 46. Saluran Luaran Biji Sosohan

Bak Penampung Dedak

Selang Fleksibel

Blower Ø240 mm, lebar 100 mm

Saluran Pengeluaran Biji Tersosoh

Plat Pengatur Debit Pengeluaran Biji Tersosoh

Ø4 inchi

Page 12: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

73

4) Sistem Transmisi

Sistem transmisi mesin penyosoh sebelum dan setelah dimodifikasi tidak

berubah jenisnya tetapi untuk posisi dan ukurannya ada perubahan. Adapun

komponen sistem transmisi yang digunakan, diantaranya:

a) Poros; berfungsi meneruskan putaran dari poros motor listrik ke poros

silinder penyosoh (batu gerinda), dan poros blower. Poros yang digunakan pada

silinder penyosoh terbuat dari besi pejal memiliki ukuran panjang 680 mm,

ujung poros di bubut menjadi diameter 28 mm, dan tengah-tengah poros batu

gerinda berdiameter 32 mm (1,25 inchi). Sedangkan untuk poros blower

digunakan ukuran berdiameter 20 mm, dan panjang 200 mm. Poros yang dibuat

sesuai dengan desain perancangan. Berikut ini poros yang digunakan pada

silinder penyosoh dan blower disajikan pada Gambar 47 dan 48.

Gambar 47. Poros pada Silinder Penyosoh

Gambar 48. Poros pada Blower

b) Puli; berfungsi sebagai dudukan sabuk. Puli pada silinder penyosoh dan puli

motor penggerak memiliki ukuran diameter yang sama yaitu berdiameter 3 inchi,

pada silinder penyosoh dipasang puli 2 jalur sedangkan puli pada motor listrik puli

3 jalur, dan puli pada blower berdiameter 2 inchi. Puli ini untuk mereduksi putaran

motor listrik penggerak yakni 1490 rpm, pada silinder penyosoh yakni terreduksi

sama sebesar 1424 rpm, sedangkan kecepatan putar pada puli blower sebesar 1873

680 mm

Ø32 mm

Ø28 mm

Page 13: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

74

rpm lebih besar sesuai puli yang dipakai lebih kecil. Jadi ukuran diameter puli yang

berbeda dapat memperbesar atau memperkecil kecepatan putaran mesin. Dari setiap

puli dibuat jalur spi dengan cara dikikir dengan tujuan untuk mengikat poros agar

tidak bergeser pada saat mesin beroperasi. Berikut ini puli yang digunakan pada

motor penggerak, silinder penyosoh, dan blower disajikan pada Gambar 49 dan 50.

Gambar 49. (a) Puli Motor Penggerak (b) Puli Silinder Penyosoh

Gambar 50. Puli pada Blower

c) Sabuk; berfungsi untuk menyalurkan putaran puli dari motor listrik ke puli

poros silinder penyosoh dan pada puli blower. Sabuk memiliki ukuran panjang

disesuaikan dengan jarak antar puli yang digunakan. Adapun sabuk yang

digunakan adalah sabuk tipe B-51 untuk silinder penyosoh, dan A-17 untuk

transmisi ke puli blower.

d) Bantalan (bearing); berfungsi sebagai dudukan poros/as. Ukuran bearing

yang digunakan sesuai dengan ukuran diameter poros yang dipakai. Bearing yang

digunakan menopang poros silinder penyosoh sebanyak 2 buah diameter 28 mm

(P206), dan 2 unit bearing diameter 20 mm menopang poros pada blower.

Dengan demikian sistem transmisi yang digunakan untuk menggerakkan

silinder penyosoh pada mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 adalah poros, puli,

sabuk, dan bearing. Puli pada motor listrik dihubungkan dengan puli penyosoh

disalurkan melalui sabuk ke puli penyosoh dan blower, melalui poros kemudian

sebuah poros membantu meneruskan putaran dari poros motor listrik ke poros

silinder penyosoh (batu gerinda) dan poros blower. Poros ini ditumpu oleh sebuah

Page 14: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

75

bearing, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara

halus, aman, dan memiliki umur yang panjang. Berikut ini disajikan sistem

transmisi mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 pada Gambar 51.

Gambar 51. Sistem Transmisi Unit Penyosoh Hanjeli TEP-0519

5) Rangka Penunjang

Rangka mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 terbuat dari besi kanal U dan

besi siku. Rangka mesin penunjang ini secara keseluruhan memiliki dimensi (p x l

x t) 900 × 400 × 600 (mm). Bentuk serta dimensi dari rangka disesuaikan dengan

bentuk serta dimensi dari unit penyosoh dan komponen lainnya. Ketinggian rangka

disesuaikan dengan nilai antropometri sehingga tidak menyulitkan operator saat

memasukkan biji hanjeli ke dalam hopper. Rangka mesin penyosoh hanjeli TEP-

0519 dapat dilihat pada Gambar 52.

Gambar 52. Rangka Mesin

Page 15: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

76

6) Roda

Roda berfungsi untuk mempermudah pemindahan mesin dari satu tempat

ke tempat yang lain. Selain itu, roda berfungsi untuk meredam getaran yang muncul

saat mesin beroperasi. Roda yang digunakan pada mesin penyosoh hanjeli TEP-

0519 ukuran diameter 3 inchi berjumlah 4 unit roda, dimana 2 roda merupakan roda

yang bersifat dinamis (dapat berputar ke segala arah) dan 2 roda bersifat statis

(hanya dapat bergerak satu arah). Roda dinamis dan roda statis dilihat pada Gambar

53.

Gambar 53. (a) Roda Dinamis dan (b) Roda Statis

5.4 Spesifikasi Mesin Penyosoh Hanjeli TEP-0519

Adapun spesifikasi mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 disajikan pada Tabel

13.

Tabel 13. Spesifikasi Mesin Penyosoh Hanjeli TEP-0519

No. Nama Komponen Spesifikasi

1.

Dimensi keseluruhan:

Panjang

Lebar

Tinggi

900 mm

400 mm

1250 mm

2.

Tenaga Penggerak:

Jenis Motor

Daya

Kecepatan Putar maksimal

Motor listrik

3 Hp, fase

1490 rpm

3.

Sistem Transmisi:

Sabuk Motor-penyosoh

Sabuk motor-blower

Puli Motor

Puli penyosoh

Puli blower

Tipe V, B-51

Tipe V, A-17

Besi, ∅ 3 inci, 3 jalur

Besi, ∅ 3 inci, 2 jalur

Alumunium, ∅ 2 inci

4.

Rangka:

Jenis frame

Panjang baris

Tinggi kolom

Besi Kanal U dan besi Siku

Tipe L, 30 × 30 × 3 mm

900 mm

433 mm

Page 16: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

77

5.

Rumah Penyosoh/Silinder Luar

Jenis

Diameter

Panjang

Plat besi, tebal 1,2 mm

250 mm

440 mm

6.

Silinder Penyosoh

Jenis

Diameter luar

Diameter dalam

Panjang

Batu gerinda

6 inchi

32 mm

390 mm

7.

Saringan

Jenis

Diameter

Panjang

Berubang bulat, diameter 2 mm

153 mm

440 mm

8.

Blower

Diameter

Lebar

Laju Udara

240 mm

100 mm

2,2 m/s

9. Roda

Jenis

Statis dan dinamis, diameter 3

inchi

(Sumber: Dokumentasi Pribadi,2018)

5.5 Uji Fungsional Mesin Penyosoh Hanjeli TEP-0519

Uji fungsional mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 dilakukan setelah proses

fabrikasi selesai bertujuan untuk mengetahui apakah setiap komponen mesin dapat

berfungsi dengan baik atau tidak sesuai dengan kriteria yang diharapkan dalam

perancangan, kemudian apakah hasil sosohan berwarna putih dan tidak pecah. Uji

fungsional mesin penyosoh dilakukan pada setiap komponen yaitu unit penyosoh,

unit pemisah, dan sistem transmisi. Pada unit penyosoh dikatakan lolos uji jika

dapat menyosoh lapisan kulit lunak menjadi beras hanjeli putih dan tidak pecah.

Pengujian dilakukan dengan 2 sistem yaitu secara kontinyu dan batch. Sedangkan

untuk mengetahui unit pemisah dikatakan lolos uji yaitu dengan melihat hasil

sosohan apakah bersih dari dedak. Pada uji fungsional sistem transmisi yaitu

membandingkan kecepatan putar teoritis dan aktual pada unit penyosoh.

Pengujian pertama proses penyosohan dilakukan dengan sistem kontinyu.

Hasil sosohan dalam satu siklus belum bersih sempurna melainkan masih terdapat

biji yang belum tersosoh, tersosoh sebagian, secara kasat hasil beras hanjeli belum

putih. Hal ini dipengaruhi panjang lintasan sosohan yang tidak terlalu panjang

dengan begitu biji cepat keluar dan dimensi jarak saringan dengan silinder

penyosoh (batu gerinda) yaitu sebesar 7 mm. Berdasarkan dimensi terbesar biji

pecah kulit pada penelitian pendahuluan pengujian karakteristik bahan yaitu sebesar

Tabel 13. Lanjutan Spesifikasi Mesin Penyosoh Hanjeli TEP-0519-

0419

Page 17: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

78

6,5 mm (Lampiran 1), jarak tersebut untuk meminimalkan beras hanjeli yang

dihasilkan tidak pecah. Jarak ruang penyosoh sebesar 7 mm ini melebihi dimensi

terbesar biji pecah kulit, dikarenakan ruang penyosoh yang terbentuk diantara

saringan dan silinder penyosoh (batu gerinda), saringan yang dibuat miring

menjadikan jarak ruang penyosoh ini tidak merata, pertama-tama ketika biji turun

dari hopper, kemudian memasuki ruang penyosoh sebesar 6,5 mm dan barulah

setelah setengah perjalanan biji melewati ruang penyosoh jarak antar silinder

penyosoh dengan saringan sebesar 7 mm. Keadaan ini tentu berpengaruh terhadap

gaya yang dihasilkan oleh silinder penyosoh dan berdampak tidak dapat

tersalurkannya gaya dengan baik untuk proses penyosohan. Adapun hasil uji

fungsional sistem kontinyu disajikan pada Tabel 14.

Tabel 14. Data Uji Fungsional Sistem Kontinyu

No

Ukuran

bukaan

luaran

biji

tersosoh

(cm)

Massa

input

(gram)

Massa

output

(gram)

Massa

dedak

(gram)

Waktu

penyosohan/siklus

(menit)

Waktu

penyosohan

total

(menit)

Jumlah

siklus

1 4 1500 1222 180 2,45 4,9

2 kali

2 4 1500 1225 175 2,51 5,02

3 4 1500 1224 176 2,51 5,02

Rata-

rata 4

1500 1223 177 2,50 4,98

(Sumber: Dokumentasi Pribadi,2018)

Berdasarkan Tabel 14 pengujian dilakukan pada 3 sampel biji pecah kulit

sebanyak 1,5 kg. Pada penyosohan dengan sistem kontinyu ini, biji baru terlihat

putih setelah dilakukan minimal dua kali siklus penyosohan, dimana dalam satu kali

penyosohan sampai biji keluar semua melalui saluran luaran biji tersosoh

membutuhkan waktu rata-rata 2,50 menit, dengan demikian total waktu rata-rata

dalam 2 siklus penyosohan sebesar 5 menit. Pada saluran luaran biji tersosoh dapat

dilakukan pengaturan bukaan celah, adapun pada saat pengujian ukuran bukaan

celah luaran biji tersosoh sebesar 4 cm, bukaan katup pengatur debit luaran biji

sebesar 4 cm, dikarenakan biji baru dapat keluar dengan bukaan sebesar 4 cm.

Berdasarkan hasil sosohan dengan sistem kontinyu ini, proses penyosohan harus

dilakukan 2 kali siklus pengulangan sosohan dan hasil 90% penyosohan putih

Page 18: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

79

bersih dan 85% biji utuh tidak pecah. Berikut ini hasil uji fungsional penyosohan 1

siklus dan 2 siklus sistem kontinyu dapat dilihat pada Gambar 54.

(a)

a.

(b)

Gambar 54. (a) Hanjeli Tersosoh 1 Siklus Sistem Kontinyu, (b) Hanjeli

Tersosoh 2 Siklus Sistem Kontinyu

Pada pengujian kedua penyosohan hanjeli dilakukan dengan sistem batch.

Adapun hasil pengujian dengan sistem batch disajikan pada Tabel 15.

Tabel 15. Data Uji Fungsional Sistem Batch

No

Ukuran

bukaan

outlet biji

tersosoh

(cm)

Massa

input

(gram)

Massa

output

(gram)

Massa

dedak

(gram)

Waktu tahan

selama

penyosohan

(menit)

Waktu

penyosohan

total (menit)

Jumlah

siklus

1 4 1500 1210 150 2 3,11

1 kali

2 4 1500 1211 149 2 3,13

3 4 1500 1211 150 2 3,13

Rata-

rata 4 1500 1210 149 2 3,12

(Sumber: Dokumentasi Pribadi,2018)

Tujuan dilakukan pengujian dengan sistem batch untuk memperoleh hasil

sosohan yang lebih bersih dari pengujian pertama. Telah dilakukan uji pendahuluan

sistem batch ini, dan waktu yang dibutuhkan untuk penyosohan yaitu selama 3

menit, 2 menit biji pecah kulit ditahan di dalam ruang penyosoh, kemudian katup

pengeluran biji dibuka dengan total waktu penyosohan 3 menit. Pengambilan

keputusan waktu yang digunakan pada saat uji fungsional mesin sistem batch ini,

ditentukan berdasarkan pada proses pengujian pendahuluan mesin. Berdasarkan

hasil sosohan dengan sistem batch 1 siklus, 95% hasil sosohan sudah berwarna

putih, bersih dan 90% persentase beras hanjeli tidak banyak yang pecah. Berikut ini

Page 19: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

80

hasil uji fungsional penyosohan 1 siklus dengan sistem batch dapat dilihat pada

Gambar 55.

(a)

(b)

Gambar 55. (a) Hanjeli Tersosoh 1 Siklus Sistem Batch, (b) Hanjeli Tersosoh 2

Siklus Sistem Batch

Berdasarkan hasil uji fungsional yang telah dilakukan terdapat beberapa

kekurangan yang terdapat pada unit penyosoh diantaranya:

1) Debit aliran keluar terlalu cepat jika sistem penyosohan kontinyu

2) Pada unit penyosoh celah silinder luar yang menyesuaikan posisi poros

menyebabkan biji pecah kulit sebagian keluar.

5.6 Analisa Data

Parameter yang digunakan sebagai acuan dalam penelitian ini adalah

membandingkan hasil uji fungsional dari dua sistem penyosohan yang digunakan

yaitu sistem kontinyu dan sistem batch meliputi kapasitas teoritis mesin, kapasitas

aktual mesin, efisiensi mesin, kebutuhan daya, energi spesifik penyosohan,

rendemen penyosohan, tingkat kebisingan, dan tingkat getaran. Berikut ini adalah

penjelasan lebih rinci data hasil uji fungsional mesin penyosoh hanjeli TEP-0519.

5.5.1 Kapasitas Teoritis Mesin

Kapasitas teoritis mesin merupakan jumlah bahan yang mampu diproses

mesin penyosoh hanjeli per satuan waktu (selama 1 jam) yang dihitung secara

teoritis (rumus). Kapasitas teoritis penyosohan dalam hal ini dianalogikan sebagai

laju aliran massa. Kapasitas teoritis mesin sistem kontinyu dihitung menggunakan

Persamaan 42, diperoleh nilai kapasitas teoritis TEP-0519 sebesar 44,97 kg/jam,

Page 20: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

81

besarnya kapasitas teoritis sistem kontinyu dipengaruhi oleh beberapa faktor,

diantaranya adalah kerapatan kamba biji hanjeli pecah kulit, luas area penyosohan,

dan kecepatan putar silinder penyosoh. Berdasarkan hasil pengukuran, kerapatan

kamba biji hanjeli pecah sebesar 700 kg/𝑚3, luas area penyosohan sebesar 0,0025

m2, dan kecepatan putar silinder penyosoh sebesar 1424 rpm.

Sedangkan kapasitas teoritis sistem batch dihitung dengan menggunakan

pendekatan Persamaan 35, diperoleh nilai kapasitas teoritis TEP-0519 sebesar

24,53 kg/jam, besarnya kapasitas teoritis sistem batch dipengaruhi oleh beberapa

faktor, diantaranya adalah densitas kamba biji hanjeli pecah kulit, volume ruang

penyosoh, dan waktu penyosohan. Berdasarkan hasil pengukuran 0,00175 m2, dan

waktu penyosohan sebesar 3 menit (Lampiran 9).

5.5.2 Kapasitas Aktual Mesin

Kapasitas aktual mesin sistem kontinyu maupun sistem batch merupakan

banyaknya bahan yang keluar dari mesin setelah mengalami proses penyosohan

persatuan waktu. Kapasitas aktual diperoleh berdasarkan biji hanjeli yang diproses

per satuan waktu. Biji hanjeli pecah kulit yang dimasukkan ke dalam hopper

sebanyak 1,5 kg dalam satu kali proses penyosohan dan dilakukan sebanyak 3 kali

ulangan sistem kontinyu maupun sistem batch. Hasil perhitungan kapasitas aktual

disajikan dalam (Lampiran 10).

Berdasarkan data pada (Lampiran 10), nilai kapasitas aktual mesin sistem

kontinyu sebesar 14,73 kg/jam. Nilai ini jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan

kapasitas teoritis mesin yaitu 44,97 kg/jam. Hal ini dikarenakan proses penyosohan

secara kontinyu selama proses penyosohan biji langsung mengalir dan gesekan biji

terhadap permukaan silinder penyosoh tidak melakukan penyosohan dengan baik

salah satunya jarak celah ruang penyosoh yang terlalu besar dan silinder penyosoh

yang terlalu pendek, sehingga pada sistem kontinyu ini tidak cukup dilakukan satu

siklus dalam proses penyosohan sehingga berpengaruh terhadap waktu semakin

lama waktu yang dibutuhkan maka akan semakin berpengaruh terhadap besar

kecilnya kapasitas aktual.

Sedangkan kapasitas aktual sistem batch terdapat pada (Lampiran 10)

sebesar 23,17 kg/jam. Nilai ini tidak terlalu jauh jika dibandingkan dengan

kapasitas teoritis mesin sistem batch yaitu 24,53 kg/jam. Kapasitas aktual dengan

Page 21: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

82

sistem batch ini jauh berbeda dengan kontinyu, hal ini dikarenakan waktu

mempengaruhi besar kecilnya kapasitas aktual. Oleh karenanya, proses penyosohan

sistem batch dapat dilakukan dengan 1 siklus biji sudah bersih, walaupun pada 1

siklusnya sistem batch ini waktunya lebih lama tetapi hasilnya jauh lebih baik.

Berbeda dengan sistem kontinyu dalam 1 siklus penyosohan lebih cepat tetapi

hasilnya belum mencapai yang diharapkan.

5.5.3 Efisiensi Mesin

Efisiensi mesin TEP-0519 diperoleh dari perbandingan antara kapasitas

aktual dengan kapasitas teoritis mesin. Nilai kapasitas aktual yang jauh lebih kecil

dibandingkan dengan nilai kapasitas teoritisnya akan menghasilkan efisiensi yang

kecil. Perhitungan nilai efisiensi mesin sistem kontinyu dan batch tersaji pada

(Lampiran 11). Nilai efisiensi mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 sistem kontinyu

dan batch adalah sebesar 32,75% dan 94,46%. Nilai efisiensi ini lebih baik jika

dibandingkan dengan nilai efisiensi pada mesin penyosoh hanjeli TEP-04 sebesar

31,43%. Rendahnya tingkat efisiensi mesin penyosoh hanjeli TEP-04 dapat

dikarenakan mesin ini melakukan 2 fungsi kerja yaitu mengupas dan menyosoh.

Sedangkan pada mesin setelah dimodifikasi mesin diaplikasikan melakukan 1

fungsi kerja yaitu penyosohan sedangkan pengupasan dikerjakan pada mesin yang

khusus dan telah dibuat, karena penggunaan batu gerinda lebih efektif jika

digunakan khusus untuk tujuan penyosohan.

5.5.4 Kebutuhan Daya Aktual

Kebutuhan daya aktual untuk proses penyosohan kulit mesocarp dan

aleuron diukur dengan menggunakan alat clamp on meter yang dapat mengukur

besarnya daya yang dibutuhkan secara langsung. Pada pengukuran daya ini

digunakan motor listrik 3 Hp sebagai tenaga penggeraknya, pengukuran kebutuhan

daya dilakukan pada saat kondisi mesin tidak ada beban dan pada saat ada beban.

Data hasil pengukuran kebutuhan daya terdapat pada (Lampiran 12). Kebutuhan

daya mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 pada saat kondisi tanpa beban adalah

sebesar 1,28 kW, sedangkan pada saat kondisi dengan beban kebutuhan daya rata-

rata yang dihasilkan adalah sebesar 1,56 kW atau setara dengan 2,09 Hp. Ini

menunjukkan bahwa terjadi peningkatan kebutuhan daya sebagai akibat adanya

daya yang bekerja untuk proses penyosohan biji hanjeli sebagai beban.

Page 22: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

83

5.5.5 Energi Spesifik Penyosohan

Energi spesifik penyosohan dapat didefinisikan sebagai besarnya energi

yang diperlukan untuk menyosoh kulit hanjeli per 1 kg. Dengan diketahui besarnya

kebutuhan daya penyosohan dan kapasitas penyosohan aktual maka energi spesifik

dapat dihitung dengan Persamaan 39 (Lampiran 12). Besarnya energi spesifik

penyosohan dipengaruhi oleh besarnya kebutuhan daya dan kapasitas aktual mesin.

Berdasarkan perhitungan energi spesifik TEP-0519 pada sistem kontinyu sebesar

381,26 kJ/kg dan energi spesifik pada sistem batch sebesar 242,38 kJ/kg. Besarnya

energi spesifik dipengaruhi dan berbanding lurus dengan daya aktual penyosohan

yang berarti semakin besar daya yang diperlukan untuk menyosoh semakin besar

pula energi spesifik mesin untuk menyosoh biji hanjeli per kilogram. Selain itu,

dipengaruhi juga oleh kapasitas aktual, yang hubungannya berbanding terbalik,

sehingga semakin besar kapasitas aktualnya maka semakin kecil energi spesifik

yang diperlukan.

5.5.6 Rendemen Penyosohan

Pengujian rendemen mesin dilakukan untuk mengetahui perbandingan

besarnya hanjeli tersosoh dengan massa input hanjeli yang disosoh. Semakin tinggi

nilai rendemen maka semakin baik kinerja mesin, karena kehilangan bahan selama

proses penyosohan sangat sedikit dan begitupun sebaliknya. Rendemen mesin

penting untuk diketahui, karena kaitannya dengan aspek ekonomi, semakin besar

rendemen maka akan semakin minim kerugian akibat hilangnya bahan baku selama

proses penyosohan. Rendemen penyosohan dihitung dengan menggunakan

Persamaan 38, dan hasil perhitungan rendemen sistem kontinyu dan batch terdapat

pada (Lampiran 13). Berdasarkan hasil perhitungan rendemen, massa biji hanjeli

pecah kulit sebanyak 1,5 kg, massa hanjeli tersosoh rata-rata sebesar 1,223 kg

sehingga menghasilkan nilai rendemen rata-rata penyosohan secara kontinyu

sebesar 81,57%, dengan massa dedak rata-rata yang dihasilkan berkisar 177 gram

belum termasuk dedak yang tercecer maupun tertinggal pada blower. Sisa-sisa

dedak yang tidak tersisa pada blower dan lantai dapat dilihat pada Gambar 56.

Page 23: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

84

Gambar 56. Sisa Dedak pada Blower dan Lantai

Banyak sedikitnya kulit dan dedak dipengaruhi oleh proses penyosohan dan

kualitas bahan. Semakin besar gesekan yang terjadi antara saringan dengan hanjeli,

hanjeli dengan hanjeli, dan hanjeli dengan silinder penyosoh, maka dedak yang

dihasilkan akan semakin banyak. Bahan yang disosoh berupa biji pecah kulit

dimana bahan tersebut ada yang masih terdapat lapisan serabut berwarna perak tipis

dan ada yang sudah hilang lapisan tersebut pada proses penggilingan pertama

(mesin pengupas hanjeli), maka apabila bahan pecah kulit tersebut masih banyak

terdapat lapisan mesocarp, akan menambah massa dedak dan biji hanjeli yang

tersosoh massanya berkurang.

Sedangkan nilai rendemen sistem penyosohan batch memiliki nilai

rendemen rata-rata sebesar 80,70% dari massa hanjeli tersosoh rata-rata sebesar

1,210 kg. Nilai rendemen ini lebih besar jika dibandingkan dengan mesin TEP-04

yang beroperasi secara batch dengan nilai rendemen 22%. Rendemen berhubungan

dengan massa hanjeli hasil penyosohan. Semakin banyak hanjeli tersosoh, maka

rendemen penyosohan yang dihasilkan akan semakin besar, dan sebaliknya

semakin kecil hanjeli tersosoh, maka rendemen penyosohan yang dihasilkan akan

semakin kecil. Beberapa faktor yang menyebabkan nilai rendemen, salah satunya

pada saat proses penyosohan terdapat celah pada ruang penyosohan, celah katup

pengumpan hopper, dan katup pembuka luaran biji yang menyebabkan sosohan biji

beberapa keluar dari celah tersebut. Berikut ini adalah gambar hanjeli yang tersisa

baik yang dilakukan secara kontinyu maupun batch pada ruang penyosoh, celah

katup pengumpan hopper, katup pembuka luaran biji, dan ujung luar silinder luar

penyosoh dapat dilihat pada Gambar 57.

Page 24: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

85

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 57. Hanjeli Tersisa (a) pada Saringan dan Ruang Penyosoh (b) pada Katup

Pengumpan Hopper (c) pada Katup Luaran Biji Tersosoh (d) pada

Ujung Rumah Silinder Penyosoh

5.5.7 Tingkat Kebisingan

Pengukuran kebisingan mesin ini dilakukan untuk mengtahui sejauh mana

tingkat keamanan dan kenyamanan suara yang berasal dari mesin saat mesin

beroperasi dengan atau tanpa beban terhadap perdengaran operator. Pengukuran

kebisingan menggunakan soundlevel meter pada jarak sekitan 1 meter dari posisi

mesin berada sesuai SNI 4511-2011 mengenai pengukuran kebisingan dalam

pengujian kinerja mesin. Adapun hasil pengukuran disajikan pada Tabel 16.

Tabel 16. Data Hasil Pengukuran Kebisingan Mesin

No.

Ulangan Kebisingan Tanpa Beban (dB) Rata-rata

1 2 3 4 5

73,5 73,3 70,9 71 72 72,14

Kebisingan Dengan Beban (dB)

1 86,5 86,8 89,1 87,3 86,6

86,95 2 82,3 86,8 88,6 88,6 85,5

3 86,5 86,8 89,1 87,3 86,5 (Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018)

Page 25: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

86

Berdasarkan data pengukuran pada Tabel 16, tingkat kebisingan rata-rata

tanpa beban dan beban yaitu 72,14 dB dan 86,95 dB. Kebisingan mesin saat ada

beban lebih besar daripada saat tidak ada beban. Hal tersebut dapat terjadi karena

adanya gesekan pada ruang penyosoh yang menambah kencangnya bunyi yang

dihasilkan. Nilai kebisingan ini lebih rendah jika dibandingkan dengan mesin TEP-

04 yang yaitu sebesar 92,9 dB. Salah satunya dipengaruhi dari karakteristik biji

yang lebih keras sehingga gesekan dan putaran di dalam ruang penyosoh sangat

kuat, serta suara dari motor diesel sebagai motor penggerak pada mesin TEP-04,

serta bunyi getaran pada motor penggerak menambah kencangnya bunyi yang

dihasilkan. Berbeda pada mesin TEP-0519 hasil modifikasi dari segi karakteristik

bahan tidak begitu keras dengan begitu suara gesekan yang terjadi tidak begitu

keras serta tenaga penggerak menggunakan motor listrik yang cenderung

menghasilkan bunyi yang tidak terlalu tinggi.

5.5.8 Tingkat Getaran

Getaran salah satu komponen yang menjadi parameter kenyaman operator

pada saat mengoperasikan mesin penyosoh hanjeli ini. Getaran mesin disebabkan

oleh elemen mesin yang berputar atau bergerak pada saat mesin beroperasi.

Pengukuran getaran menggunakan vibration meter, pengukuran dilakukan pada

komponen mesin yang dekat dengan ruang penyosohan dan posisi yang

kemungkinan operator menyentuh bagian tersebut. Adapun pengukuran getaran

pada mesin penyosoh ini dilakukan pada enam titik yaitu hopper, Silinder luar

penyosoh, rangka, luaran biji hanjeli sosohan, luaran dedak, dan motor listrik. Data

pengukuran getaran mesin rata-rata disajikan pada Tabel 17.

Tabel 17. Data pengukuran Getaran Mesin Rata-rata

Keterangan

Bagian Pengukuran Getaran (mm/s)

Motor

Listrik

Saluran

Luaran

hanjeli

Tersosoh

Saluran

Luaran

Dedak

Hopper Rangka

Silinder

Luar

Penyosoh

Tanpa

Beban 4,04 6,18 14,2 13,8 50,06 29,44

Dengan

Beban 2,97 3,84 5,43 13,8 14,36 19,3

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018)

Page 26: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

87

Berdasarkan Tabel 17, pengukuran getaran dilakukan satu kali ulangan

tanpa beban dan 3 kali pengulangan dengan beban setiap pengulangan diambil 5

kali pembacaan data (Lampiran 15). Berdasarkan Tabel 17 pengukuran getaran

dilakukan pada kondisi tanpa beban dan ada beban. Berdasarkan data pengukuran

tanpa beban getaran tertinggi terdapat pada bagian rangka yaitu 50,06 mm/s, hal ini

dipengaruhi rangka sebagai penopang komponen keseluruhan baik itu gaya-gaya

yang ditimbulkan dari motor penggerak, unit penyosoh, dan komponen lainnya

sehingga mempengaruhi nilai getaran. Namun pada saat biji hanjeli dimasukkan ke

dalam unit penyosoh (kondisi ada beban), nilai getaran pada rangka tersebut sedikit

berkurang. Hal ini dikarenakan biji hanjeli di dalam unit penyosoh meredam

getaran yang dihasilkan pada mesin karena ruang kosong pada unit penyosoh terisi

oleh biji hanjeli. Sebaliknya ketika pengukuran dilakukan pada kondisi ada beban

getaran tertinggi terdapat pada bagian silinder luar penyosoh 19,3 m/s. Hal ini

dikarenakan beberapa hal, diantaranya adalah gesekan dari silinder sosoh yang

berputar, gaya tarik dari sabuk, bantalan, poros dan motor penggerak, selain itu

peredam yang digunakan pun hanya terdapat pada roda beralaskan karet.

Berdasarkan keputusan Menteri Tenaga Kerja Nomor: Kep-51/Men/1999

tenatang nilai ambang batas faktor fisik ditempat kerja, getaran yang diizinkan

untuk mesin yang menggunakan motor listrik sebesar 4 mm/s. Melihat hasil

pengukuran yang dilakukan maka getaran yang terdapat pada mesin penyosoh ini

berada di atas nilai ambang batas yang diizinkan. Namun, mengingat pengoperasian

mesin ini tidak terjadi kontak fisik yang sering antara operator dengan mesin,

sehingga kemungkinan besarnya getaran pada mesin ini tidak terlalu memberikan

dampak secara siginifikan terhadapa kesehatan operator.

5.6 Analisis Perbandingan Hasil Uji Mesin Penyosoh Hanjeli TEP-04

dengan TEP-0519

Analisis ini bertujuan untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari modifikasi

yang telah dilakukan yang dilihat dari nilai kapasitas aktual, rendemen penyosohan,

kebutuhan daya, getaran dan kebisingan. Data analisis perbandingan hasil

pengujian mesin penyosoh hanjeli TEP-04 dengan TEP-0519 disajikan pada Tabel

18.

Page 27: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

88

Tabel 18. Analisis Perbandingan Hasil Pengujian Mesin Penyosoh TEP-04 dan

TEP-0519

No Parameter TEP-04 TEP-0519

Modifikasi yang dilakukan Batch Kontinyu Batch

1 Kapasitas aktual

(kg/jam) 1,31 14,73 23,17

Perubahan dimensi ruang

penyosoh, jenis saringan, desain

saluran output ukuran kecil dan

mengkerucut, selain itu unit

penyosoh diapikasikan sebagai

mesin penggilingan kedua proses

penyosohan saja.

2 Efisiensi mesin

(persen) 31,43 32,75 94,46

3

Rendemen

penyosohan

(persen)

22 81,57 80,70

4 Kebutuhan daya

(Hp) 4,2 2,09

Terjadi penurunan daya

disebabkan mesin melakukan

penggilingan tahap kedua dimana

beban perputaran poros lebih

ringan

5 Kebisingan (dB) 92,9 86,95

Perubahan motor diesel menjadi

motor listrik yang tidak terlalu

menimbukan suara bising dan

getarannya lebih halus 6 Getaran (mm/s)

Rangka

= 48,7

Motor

= 89,8

Ruang

Penyosoh

= 41,3

Rangka = 14,36

Motor = 2,97

Ruang Penyosoh =

19,3

(Sumber: Dokumetasi Pribadi, 2018)

Berdasarkan Tabel 18, mesin TEP-0519 dapat beroperasi secara kontinyu dan

batch. Dua sistem yang digunakan pada sistem batch hasilnya lebih tinggi

dibandingkan dengan kontinyu, hal ini karena secara sistem kontinyu gaya gesek

pada saat penyosohan kurang tersalurkan dengan baik. Hasil pengujian mengalami

peningkatan dari segi kapasitas aktual sebesar 22% (23,59 kg/jam) sehingga

efisiensi mesin mengalami peningkatan. Konsumsi daya mengalami penurunan

karena mesin melakukan penggilingan tahap kedua dimana beban perputaran poros

lebih ringan. Perubahan motor penggerak dengan motor listrik berpengaruhi

terhadap menurunnya tingkat kebisingan dan nilai getaran yang sifatnya cenderung

tidak terlalu menimbukan suara bising dan getarannya lebih halus.

Page 28: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

89

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian dan pengolahan data mesin

penyosoh hanjeli TEP-0519 adalah sebagai berikut:

1) Mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 telah berhasil dibuat sebagai modifikasi

dari mesin penyosoh hanjeli TEP-04, terdiri dari komponen utama yaitu

hopper, unit penyosoh, unit pemisah, sistem transmisi, dan rangka mesin

dan dapat menyosoh biji pecah kulit hanjeli menjadi putih bersih dari dedak,

serta memiliki dimensi panjang keseluruhan 900 mm, lebar 400 mm dan

tinggi 1250 mm.

2) Berdasarkan kinerja mesin dapat disimpulkan bahwa mesin dapat berfungsi

lebih baik dengan sistem batch dibandingkan dengan sistem kontinyu,

karena masih diperlukan perbaikan mesin mengingat kapasitas yang tidak

sesuai dengan kriteria perancangan mesin. Hasil kinerja mesin secara

kontinyu dan batch penyosoh hanjeli TEP-0519 sebagai berikut:

a. kapasitas teoritis 44,97 kg/jam dan 24,53 kg/jam, kapasitas aktual 14,73

kg/jam dan 23,17 kg/jam, sehingga efisiensi unit penyosoh adalah

32,75% dan 94,96%, rendemen penyosohan 81,57% dan 80,70%.

b. Tingkat kebisingan mesin kondisi tanpa beban 72,14 dB, dan pada saat

dengan beban 86,95 dB. Getaran mesin terbesar pada kondisi tanpa

beban yaitu pada bagian rangka 50,06 mm/s, Sedangkan getaran terbesar

pada saat ada beban yaitu pada silinder luar penyosoh sebesar 19,3

mm/s.

6.2 Saran

1) Mesin penyosoh hanjeli TEP-0519 direkomendasikan untuk menyosoh

hanjeli pecah kulit dengan sistem batch agar hasil yang didapat lebih

maksimal baik dari kapasitas maupun kualitas bahan dan mesin dapat

digunakan dengan sistem kontinyu, namun harus mempertimbangkan

pengaturan debit luaran biji, selain itu perlu adanya penambahan dimensi

Page 29: BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji ...media.unpad.ac.id/thesis/240110/2013/240110130031_5_3841.pdf · BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakteristik Fisik Biji

90

panjang silinder penyosoh, hal ini dapat mengurangi proses pengulangan

pada saat penyosohan secara kontinyu, sehingga dapat mempercepat waktu

penyosohan.

2) Diperlukan perbaikan pada ruang penyosoh untuk menutupi celah sehingga

pada proses penyosohan tidak ada biji maupun dedak yang keluar melalui

celah tersebut.

3) Pemasangan komponen saringan dengan cara dilas, sebaiknya dipasang

dengan memakai baud dan mur agar kalau ada perbaikan pada bagian

tersebut mudah dibuka.

4) Unit transmisi pada mesin khususnya sabuk dan puli perlu dilengkapi

dengan plat penutup, untuk menghindari terjadinya kecelakaan pada

operator.