e-issn 2541-1233 p-issn 1410-3680 58855/akred/p2mi-lipi/09

E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680

558855/Akred/P2MI-LIPI/09/2014

Majalah Ilmiah

Pengkajian Industri

Volume 11 Nomor 1 : April 2017

Topik

Industri Teknologi proses,rekayasa,manufaktur

Diterbitkan oleh :

Deputi Teknologi Industri Rancang Bangun & Rekayasa

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi

Jakarta

E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680

MPI Vol.11 No.1 Hal.1 - 84 Jakarta, April 2017

E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680


E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680


Majalah Ilmiah

Pengkajian Industri


Topik Industri Teknologi proses,rekayasa,manufaktur

Diterbitkan oleh : Deputi Teknologi Industri Rancang Bangun & Rekayasa

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Jakarta

E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680

MPI Vol.11 No.1 Hal. 1 - 84 Jakarta, April 2017

E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680


E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680


MMaajjaallaahh IIllmmiiaahh PPeennggkkaajjiiaann IInndduussttrrii


Majalah Ilmiah Pengkajian Industri adalah wadah informasi bidang Pengkajian Industri berupa hasil penelitian, studi kepustakaan maupun tulisan ilmiah terkait dalam bidang industri. Terbit

pertama kali pada tahun 1996 frekuensi terbit tiga kali setahun bulan April, Agustus dan Desember

Ketua Dewan Redaksi :

Dr. Ir. Rizqon Fajar, M.Sc (Tek. Bahan Bakar dan Pembakaran) (PTSPT)

Anggota :

Ir. Arifin, M.Eng., (Teknologi Proses) (BTH)

Eka Febrianti, ST. MT. (Teknik Material, Bid. Industri) (B2TKS)

Dr. Hari Setiapraja (Teknik Mesin, Bid. Industri Otomotif) (BTMP)

Ir. Eko Syamsudin, M. Eng. (Teknik Mesin, Bid. Industri Hankam),(PTIPK)

Ahmad Zaki, ST. MT. (Teknik Produksi, Bid. Industri Permesinan) (MEPPO)

Ir. Soegeng Harjono, M.Sc (Teknik Perkapalan, Bid. Sistem Transportasi) (PTRIM)

Dr. Dipl.-Ing. Mulyadi Sinung, MT (Teknik Elektro, Bid. Sarana Transportasi) (PTSPT)

Dr. Widjo Kongko, M.Eng. (Teknik Rekayasa Pantai, Bid. Industri Transportasi) (BTIDP)

Dr. Fariduzzaman, MSc., MT., APU (Teknik Aerodinamika, Bid. Industrial Aerodynamics) (B2TA3)

Dr. Cuk Supriyadi Ali N., MEng., (Tek. Elektro, Bid. Sis. Stabilitas Ketenagaan dan Kendali) (PTIP)

MITRA BESTARI :

Dr. Ing.Ir,. H. Agus Suhartono Bidang Material BPPT

Dr. Ir. I Nyoman Jujur, M.Eng. Bidang Teknik Mesin BPPT

Dr, Ir. Myrna Ariati,MS Bidang Metalurgi dan Material, FT-UI

Prof. Dr.Ir. Sulistijono, DEA Bidang Teknik Desain Material FTI-ITS

Prof. Ir. Wimpie Agoeng N. Aspar, MSCE., Ph.D. Bidang Teknik Sipil BPPT

Dr. Maizirwan Mel, MSc. Bidang Bio Process Engineering IIUM Gombak-Kuala Lumpur

Alamat Redaksi/Penerbit : Deputi Bidang Teknologi Industri Rancang Bangun dan Rekayasa Gedung Teknologi II (251) Lantai 3, PUSPIPTEK Serpong, Tangerang Selatan (15314) Telepon : (021)75875944, ext. 1112, Fax.(021)75875938 E-mail : [email protected]

E-ISSN 2541-1233 P-ISSN 1410-3680


SUSUNAN REDAKTUR PELAKSANA

Ketua Pelaksana : Ir. Endro Wahju Tjahjono

Wakil Ketua : Iwan Setiadi,MT

Sekretaris 1 : Dyah Kusuma Dewi, MT

Sekretaris 2 : Ihwan Haryono, Msi.

Bendahara : Era Restu Finalis,ST

Kopi Editor 1 : Dr. Eko Syamsuddin H.,M.Eng

Kopi Editor 2 : Ir. Soegeng Hardjono,MSc.

Seksi Percetakan 1 : Drs. Agus Krisnowo,MT

Seksi Percetakan 2 : Eka Febriyanti,ST

Seksi Distribusi 1 : Ir. Sayuti Syamsuar,MT

Seksi Distribusi 2 : Siti Yubaidah,MT

Seksi Korespondensi 1 : Linda Nuryanti,Skom

Seksi Kocoverrespondensi 2 : Mohammad Ivan,ST

M.P.I. Vol.11, No 1, April 2017

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih dan penghargaan disampaikan kepada para pakar yang telah bersediasebagai Mitra Bestari/Penelaah oleh Majalah Pengkajian Industri dalam Volume 11, No. 1, Tahun2017. Berikut ini daftar nama pakar yang berpartisipasi :

Nama Alamat/Instansi

Maizirwan Mel, Dr. MSc.(Bid. Bio Process Engineering)

IIUM Gombak-Kuala Lumpur

Agus Suhartono , H.Dr.Ing.Ir.(Bid.Material)

B2TKS, Kawasan Puspiptek,Gedung 220 Kawasan PUSPIPTEK, Serpong,Tangerang, Banten

I Nyoman Jujur, Dr., MEng., Ir.(Bid.Teknik Mesin)

Pusat Teknologi Material, BPPT,Ged.2 BPPT Lt.22 , Jl.M.H.Thamrin No 8,Jakarta 10340

Myrna Ariati, Dr,MS Ir.Bid. Metalurgi dan Material,

Dosen Metalurgi dan Material FT-UI

Sulistijono, Prof.Dr.Ir. DEA(Bid.Teknik Material Desain)

Fakultas Teknologi Industri, Kampus ITS,Sukolilo, Surabaya

M.P.I. Vol.11, No1, April 2017

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Kata Pengantar

Majalah Ilmiah Pengkajian Industri merupakan salah satu majalah ilmiah BPPT padabidang-bidang penelitian dan kajian yang berkaitan dengan Industri berbasis teknologi. Dalampenerbitannya tiap tahun dibagi dalam tiga terbitan yaitu April tentang Industri Teknologi Proses,Rekayasa dan Manufaktur, Bulan Agustus tentang Industri Teknologi Transportasi dan terakhirbulan Desember tentang Industri Teknologi Hankam dan Material.

Pada Volume 11 No.1 April 2017 kembali menampilkan edisi dengan topik IndustriTeknologi Proses, Rekayasa dan Manufaktur. Industri proses, rekayasa dan manufaktur meliputianeka industri dengan beragam teknologi yang mengolah bahan baku menjadi bahan jadi (produk)sehingga mempunyai nilai tambah. Pengolahan bahan baku tersebut melalui beberapa tahap yangdapat meliputi simulasi proses, desain proses dan desain peralatan dengan mempertimbangkansecara tekno-ekonomi dan dampak terhadap lingkungan. Untuk dapat menjawab tuntutankemajuan dalam industri proses, rekayasa dan manufaktur diperlukan inovasi dalam bentukkajian,penelitian dan kerekayasaan.Dalam terbitan Majalah Ilmiah Pengkajian Industri ini, ditampilkan publikasi beberapa penelitian,kajian perekayasaan dan manufaktur diantaranya tentang, Analisis Keragaman ParameterPenentu Rendemen Gula Kristal Putih pada Pabrik Gula BUMN. Perancangan Jig MD Cuttingsebagai Pengganti Proses Pemotongan Manual pada MD Konektor. Analisis Potensi BahayaLedakan SPPBE Di Sekitar Calon Tapak RDE. Optimasi Formula Edible Film BerbasisAmilopektain Pati Singkong dan Karagenan. Kajian Pembuatan Pakan Lokal disbanding PakanPabrik Terhadap Performan Ayam Kampung di Gorontalo. Proses Pintas Pengolahan Kakao SkalaUkm. Studi Kasus Di Luwu SulSel. Simulasi Dan Estimasi Kebutuhan Energi Sistem GasifierDengan Bahan Baku Batubara Sumatera Selatan, Kalimantan Selatan. Dan Eliminasi SenyawaAzobenzene Pada Limbah Batik Menggunakan Nanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 dan Sinar Mataharidan Perbaikan manufaktur Pendingin Udara mesin Pembangkit JGS 420 untuk MencegahKontaminasi.

Selanjutnya Redaksi berencana menerbitkan kembali Vol. 11 No. 2, bulan Agustus 2017dengan Topik ”Indutri Teknologi Transportasi”. Redaksi sangat menghargai kritik dan saran yangmembangun.

RedaksiJakarta.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Majalah Pengkajian Industri

1. Analisis Keragaan Parameter Penentu Rendemen Gula Kristal Putih PadaPabrik Gula BumnPerformance Analysis Of Determinant Parameters For Sugar Recovery AtState Owned Sugar Factory, Subiyanto

1 - 10

2. Perancangan Jig MD Cutting Sebagai Pengganti Proses PemotonganManual Pada MD KonektorDesign Of Md Cutting Jig As Replacement For The Process Of CuttingManual Md Connector (Febryan Maulana)

11 - 22

3. Analisis Potensi Bahaya Ledakan Sppbe Di Sekitar Calon Tapak Rde, (SitiAlimah, Dedy Priambodo, June Mellawati)Analysis Of The Potential Explosion Hazard Sppbe Around The CandidateSite Rde

23 - 30

4. Optimasi Formula Edible Film Berbasis Amilopektin Pati Singkong DanKaragenan, (Heri Purwoto, G Jeni Christi A)Optimization Of Formula Edible Film Based On AmylopectinCassava Starch And Carrageenan

31 - 40

5. Kajian Pembuatan Pakan Lokal Dibanding Pakan Pabrik TerhadapPerforman Ayam Kampung Di Gorontalo (Sindu Akhadiarto)Study Of Local Feed Production Feed Factory Compared ToPerformance Of The Local Chicken In Gorontalo

41 - 50

6. Proses Pintas Pengolahan Kakao Skala Ukm. Studi Kasus Di Luwu SulSel.(Lamhot P. Manalu, M. Yusuf Djafar, Tri Yoga Wibawa, H. Adinegoro)A Case Study Of Cocoa By-Pass Processing In Luwu Sme’s

51 - 61

7. Simulasi Dan Estimasi Kebutuhan Energi Sistem Gasifier Dengan BahanBaku Batubara Sumatera Selatan Dan Kalimantan Selatan (Abdul Ghofar,Rudy Surya Sitorus, Erbert Ferdy Destian, Endro Wahju Tjahjono, DerinaParamitasari, Moch. Ismail, Murbantan Tandirerung)Simulation and Estimation Energy Demand Gasifier System By SouthSumatra and South Kalimantan Raw Coal

62 - 68

8. Eliminasi Senyawa Azobenzene Pada Limbah Batik MenggunakanNanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 Dan Sinar Matahari. (Siti Wardiyati, AdelFisli, Dan Sari Hasnah Dewi)Elimination Azobenzene Compounds Of Waste Batik Using NanokatalisFe3O4/SiO2/TiO2 And Sunlight

69 - 76

9. Perbaikan manufaktur Pendingin Udara mesin Pembangkit JGS 420 untukMencegah Kontaminasi (Amin Suhadi, Tomi Abdillah)Manufacturing Improvement Of Charge Air Coolerjgs 420 Generator ToAvoid Contaminations

77 - 84


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

ANALISIS KERAGAAN PARAMETER PENENTU RENDEMENGULA KRISTAL PUTIH PADA PABRIK GULA BUMN

PERFORMANCE ANALYSIS OF DETERMINANT PARAMETERSFOR SUGAR RECOVERY AT STATE OWNED SUGAR

FACTORYSubiyanto

Abstrak

Capaian rendemen gula kristal putih (GKP) pada lima tahun terakhir yang dihasilkan olehPabrik Gula (PG) nasional khususnya BUMN belum sesuai harapan, sehingga Indonesiabelum mampu mencapai swasembada gula. Studi ini mendiskusikan parameter produksidi pabrik gula yang berpengaruh kepada hasil rendemen gula. Dengan menggunakanmetode gap analisis, serta menggunakan norma dan praktek baik / terbaik di PTPN X, PTGunung Madu Plantation, dan PG di India sebagai pembanding (benchmark), hasilnyamenunjukkan bahwa dari 13 parameter produksi yang dibandingkan, 10 parametercapaiannya berada di bawah benchmark. Tiga parameter yang gap capaiannya jauh dibawah benchmark adalah Pol Tebu, Pol Ampas, dan Boiling House Recovery (BHR).Karena itu ketiga parameter ini perlu mendapat prioritas untuk diperbaiki.

Kata Kunci : rendemen gula, parameter produksi, analisis kesenjangan, benchmark.

PERANCANGAN JIG MD CUTTING SEBAGAI PENGGANTIPROSES PEMOTONGAN MANUAL PADA MD KONEKTOR

DESIGN OF MD CUTTING JIG AS REPLACEMENTFOR THE PROCESS OF CUTTING MANUAL MD CONNECTOR

Febryan Maulana

Abstrak

Pada industri pembuatan konektor, produsen dituntut agar menghasilkan produk yangmurah dengan tidak mengurangi kualitas produk yang dihasilkan. Hal ini menuntutperusahaan melakukan peningkatan kapasitas produksi tanpa mengurangi kualitas produkyang dihasilkan, serta tanpa mengabaikan faktor keselamatan kerja operator. Untuk dapatmemenuhi semua tuntutan itu maka diperlukan sebuah alat yang dapat menghasilkanproduk dengan kualitas yang baik, dan seragam serta waktu produksi yang efisien.Jig MDcutting dirancang guna memenuhi kebutuhan produksi akan alat potong batang produkMD konektor. Yang pada awalnya proses pemotongan dilakukan dengan bantuan guntingkuku, akan tetapi pemotongan dengan gunting kuku hasilnya kurang baik, prosesnyamemakan waktu yang cukup lama dan faktor keamanan nya kurang..Dari hasil pengujian,alat ini dan metode pemotongan sebelumnya. Dapat disimpulkan bahwa alat ini mampumenghasilkan produk dengan kualitas pemotongan yang lebih akurat dengan tingkatkeseragaman yang merata, dan proses pemotongan yang lebih cepat.

Kata kunci : konektor, Jig, efisien


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

ANALISIS POTENSI BAHAYA LEDAKAN SPPBE DI SEKITARCALON TAPAK RDE

ANALYSIS OF THE POTENTIAL EXPLOSION HAZARD SPPBEAROUND THE CANDIDATE SITE RDE

Siti Alimah, Dedy Priambodo, June Mellawati

Abstrak

Potensi bahaya eksternal akibat ulah manusia terhadap tapak RDE (Reaktor DayaEksperimental) harus diidentifikasi dan dianalisis untuk memperoleh basis desain yangcocok dengan instalasi yang akan dibangun di lokasi tapak tersebut. Salah satu sumberbahaya eksternal tersebut adalah keberadaan depo penyimpanan bahan bakar gas(SPPBE) yang merupakan salah satu sumber tidak bergerak. Bahaya ledakan dari SPPBEberpotensi membahayakan tapak jika tapak RDE berada dalam SDV (Screening DistanceValue) SPPBE tersebut (5 km), sehingga diperlukan analisis potensi bahaya ledakan.Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana potensi bahaya ledakan yangditimbulkan SPPBE yang berada di sekitar area tapak RDE, jika terjadi kebocoran tangkiSPPBE. Metode penelitian meliputi pengumpulan data primer dan konfirmasi di lapangansekitar area tapak, pemetaan, serta melakukan analisis potensi bahaya ledakanmenggunakan software ALOHA versi 5.4.5 dan MARPLOT. Hasil konfirmasi di lapanganmenunjukkan bahwa tapak RDE berada dalam SDV dua buah SPPBE karena berjarak2,995 dan 4,141 km dari area tapak. Hasil analisis menunjukkan bahwa lepasan gas elpijidari kedua SPPBE tidak membahayakan tapak RDE karena ledakannya tidak mencapaiarea tapak dan tidak menimbulkan kerusakan bangunan, dengan asumsi kebocoran terjadidi bagian bawah tanki sebesar 2,5 inchi.

Kata Kunci : ledakan, SPPBE, tapak RDE, SDV.

OPTIMASI FORMULA EDIBLE FILM BERBASIS AMILOPEKTINPATI SINGKONG DAN KARAGENAN

OPTIMIZATION OF FORMULA EDIBLE FILM BASED ONAMYLOPECTIN CASSAVA STARCH AND CARRAGENAN

Heri Purwotoa, G Jeni Christi Ab

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan formula optimum antara amilopektin patisingkong dan karagenan sebagai bahan baku edible film. Program Design Expert 7.0.0(trial version) dengan Response Surface Methodology (RSM) Central CompositeDesign (CCD) digunakan untuk mengoptimasi formula edible film. Variabel bebas yangdigunakan yaitu persentase amilopektin, karagenan dan gliserin. Variabel respon yangdiukur dan dioptimasi yaitu laju transmisi uap air, kuat tarik dan modulus elastisitas.Hasil optimasi dari program Design Expert 7.0.0 merekomendasikan 15 solusi optimasidengan nilai desirability tertinggi sebesar 0.821. Formula satu dipilih untuk divalidasidengan faktor-faktor yaitu amilopektin 3.00 %, karagenan 2.00 %, dan gliserin 2.00 %.Nilai respon prediksi untuk laju transmisi uap air sebesar 16.331 g/m2/24 jam, kuattarik sebesar 180.657 kgf/cm2 dan modulus elastisitas sebesar 139.262 kgf/cm2. Nilaihasil validasi untuk laju transmis uap air sebesar 16.1027 g/m2/24 jam, kuat tariksebesar 208.42 kgf/cm2 dan modulus elastisitas sebesar 183.05 kgf/cm2, sehinggasolusi yang direkomendasikan oleh program sudah cukup baik.

Kata kunci : Amilopektin pati singkong, Karagenan, Edible film, Optimasi formula


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

KAJIAN PEMBUATAN PAKAN LOKAL DIBANDING PAKANPABRIK TERHADAP PERFORMAN AYAM KAMPUNG

DI GORONTALO

STUDY OF LOCAL FEED PRODUCTION FEED FACTORYCOMPARED TO PERFORMANCE OF THE LOCAL CHICKEN

IN GORONTALOSindu Akhadiarto

Abstrak

Penelitian ini dilaksanakan di Badan Ketahanan Pangan dan Pusat Informasi Jagung(BKPPIJ), Provinsi Gorontalo, selama 10 minggu. Tujuan penelitian adalah mengetahuiperformans (penampilan) ayam lokal yang diberi pakan dari bahan baku lokal (buatansendiri) dibandingkan dengan pakan buatan pabrik. Materi yang digunakan dalampenelitian ini adalah ayam kampung (lokal), umur satu hari (DOC), sebanyak 200 ekor.Rancangan yang digunakan dalam Penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL)dengan empat perlakuan dan lima ulangan. Perlakuan dalam penelitian ini adalah pakanlokal dengan protein 16,2% (A), 17,7 % (B), 21,5 % (C), dan sebagai pembanding pakanindustry (pabrik) protein 20,2 % (D). Untuk mengetahui pengaruh perlakuan, dilakukandengan Analisa Sidik Ragam. Pengujian selanjutnya dilakukan dengan Uji Jarak menurutprosedur Duncan. Berdasarkan analisis ekonomi menunjukkan bahwa pembuatan pakandari bahan baku lokal dengan protein 17,7 % dan energi metabolisme 2.323 Kkal/kg(Perlakuan B), ternyata memberikan keuntungan paling baik (R/C = 1,49), dibandingkandengan pakan industri (Perlakuan D) dengan R/C = 1,19. Oleh karena itu, pemberianpakan ayam yang dibuat dari bahan baku lokal cukup potensi dikembangkan di Gorontalo.

Kata kunci : Ayam Lokal, Performan, Pakan Lokal, Pakan Industri, Gorontalo.

PROSES PINTAS PENGOLAHAN KAKAO SKALA UKM(STUDI KASUS DI LUWU SUL-SEL)

A CASE STUDY OF COCOA BY-PASS PROCESSING IN LUWUSME’s

Lamhot P. Manalu, M. Yusuf Djafar, Tri Yoga Wibawa, H. AdinegoroPusat Teknologi Agroindustri - BPPT Gd.2 Lt. 10 Jl. MH. Thamrin 8 Jakarta

[email protected]

ABSTRAK

Indonesia merupakan negara penghasil kakao yang disegani di dunia karena merupakanprodusen terbesar ketiga. Produksi kakao Indonesia 60% lebih berasal dari Sulawesi.Permintaan produk cokelat olahan yang terus meningkat serta adanya larangan eksporbahan mentah, memotivasi meningkatnya industri pengolahan di dalam negeri baik yangberskala besar maupun usaha kecil menengah (UKM). UKM pengolahan kakao yang adadi Indonesia umumnya mempunyai permasalahan yang sama antara lain peralatan yangkapasitasnya rendah, permodalan, bahan baku (biji kakao) yang sedikit serta aksesinformasi dan inovasi. Kapasitas peralatan pengolahan produk antara kakao yangmenghasilkan lemak dan bubuk kakao sangat kecil sehingga tidak efisien dan sulit untukmendapatkan keuntungan. Oleh karena itu kajian ini dilakukan untuk mempelajari kinerjaperalatan pengolahan kakao agar proses pengolahan dapat dioptimalkan dan lebihefisien. Kajian ini dilakukan di sebuah UKM di Kabupaten Luwu Sulawesi Selatan denganpertimbangan bahwa daerah ini merupakan sentra kakao dan peralatan pengolahan yang


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

digunakan sama atau sejenis dengan lokasi lain di Indonesia. Hasil studi inimenyimpulkan antara lain bahwa dengan kapasitas pengolahan saat ini produk maksimalyang dapat dicapai adalah sekitar 5 kg bubuk dan 3 kg lemak kakao per hari atau sekitar100 kg bubuk dan 60 kg lemak dalam satu bulan, dimana 95% dari tenaga yangdibutuhkan dihabiskan untuk alat koncing atau proses pembubukan. Untukmengoptimalkan kapasitas produksi dan meminimalkan penggunaan energi makadisarankan bahwa pengolahan kakao dibatasi hanya sampai pada produk pasta dimanadapat dihasilkan 200 kg pasta per hari atau 4 ton per bulan.

Kata kunci : kakao, pasta, lemak, bubuk, proses, pengolahan, audit, UKM

SIMULASI DAN ESTIMASI KEBUTUHAN ENERGI SISTEMGASIFIER DENGAN BAHAN BAKU BATUBARA

SUMATERA SELATAN DAN KALIMANTAN SELATAN

Abdul Ghofar, Rudy Surya Sitorus, Erbert Ferdy Destian, Endro Wahju Tjahjono,Derina Paramitasari, Moch. Ismail, Murbantan Tandirerung,

Abstrak

Batubara yang melimpah di Indonesia dapat dijadikan sebagai bahan baku alternatif untukindustri petrokimia. Namun demikian, diperlukan teknologi pengolahan yang tepat supayadapat digunakan secara optimal sesuai dengan karakteristik batubara yang ada diIndonesia. Salah satu teknologi pengolahan batubara adalah gasifikasi untukmenghasilkan synthetic gas (syngas). Terdapat beberapa jenis teknologi gasifikasi antaralain teknologi Fixed Bed, Fludized Bed, dan Entrained Bed. Penelitian ini bertujuanmencari keunggulan dari masing-masing teknologi, dari segi kebutuhan energi, produksyngas, biaya modal dan biaya operasional proses dengan metode simulasimenggunakan aspen plus. Sampel batubara yang digunakan dalam simulasi ini berasaldari empat daerah di wilayah potensial penghasil batubara yakni dua daerah di wilayahSumatera Selatan (Keluang dan Babat Tomang) dan dua daerah di wilayah KalimantanSelatan (Pendopo dan Sebuku). Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa teknologiyang sesuai dengan karakteristik batubara Indonesia adalah teknologi fluidized bed danentrained bed. Di mana untuk teknologi fluidized bed membutuhkan energi lebih rendah,tetapi syngas yang dihasilkan lebih sedikit, serta memerlukan modal dan biayaoperasional lebih tinggi dibandingkan entrained bed dan fixed bed. Sedangkan untukteknologi entrained bed menghasilkan syngas yang lebih tinggi dan ramah lingkungan,walaupun teknologi ini membutuhkan energi yang relatif lebih tinggi.

Kata kunci : Syngas, gasifikasi batubara, simulasi proses, aspen plus


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

ELIMINASI SENYAWA AZOBENZENE PADA LIMBAH BATIKMENGGUNAKAN NANOKATALIS Fe3O4/SiO2/TiO2 DAN

SINAR MATAHARI

ELIMINATION AZOBENZENE COMPOUNDS OF WASTEBATIK USING NANOKATALIS Fe3O4/SiO2/TiO2 AND

SUNLIGHTSiti Wardiyati, Adel Fisli, dan Sari hasnah dewi

Abstrak

Bahan nanokatalis magnetik Fe3O4/SiO2/TiO2 telah berhasil disintesis dengan metodegabungan yaitu presipitasi dan sol-gel menggunakan prekursor besi oksida, tetraethylortho silicate dan tetrabuthyl orthotitanate. Untuk mengetahui kinerja katalitik bahantersebut dilakukan eliminasi limbah batik warna orange dari PT. Roro djonggrangYogyakarta. Limbah batik warna orange dari PT. Roro djonggrang Yogyakartamengandung senyawa azo yang banyak digunakan oleh industri tekstil. Senyawa azomerupakan pewarna sintetis yang berbahaya bagi lingkungan, oleh karena perludilakukan eliminasi untuk menurunkan kandungan senyawa tersebut sebelum dibuang kelingkungan. Parameter percobaan yang dilakukan pada penelitian ini adalah pH larutan,waktu iradiasi, jenis sinar dan dosis katalis. Dari hasil percobaan diperoleh kondisioptimal proses eliminasi limbah batik warna orange menggunakan nanokatalis magnetikFe3O4/SiO2/TiO2 dicapai pada pH larutan limbah 2,0 – 4,0; waktu iradiasi sekitar 2 – 3jam; dan dosis katalis katalis 1,0g/L. Pada kondisi tersebut bahan nanokatalis magnetikFe3O4/SiO2/TiO2 mampu mengeliminasi warna orange hingga 90 %. Dari percobaan initerbukti bahwa pengolahan limbah warna menggunakan nanokatalis magnetikFe3O4/SiO2/TiO2 sangat efektif kerena sederhana, praktis, dan efisien serta ekonomiskarena dapat dilakukan di bawah sinar matahari langsung dan katalis dapat dipakaiulang.

Kata kunci : Limbah warna, Fotokatalitik, Katalis heterogen, Fe3O4/SiO2/TiO2

PERBAIKAN MANUFAKTUR PENDINGIN UDARA MESINPEMBANGKIT JGS 420 UNTUK MENCEGAH KONTAMINASI

MANUFACTURING IMPROVEMENT OF CHARGE AIRCOOLERJGS 420 GENERATOR TO AVOID CONTAMINATIONS

Amin Suhadia, Tomi Abdillahb,

Abstrak

Perusahaan pembangkit listrik PT.XYZ mengoperasikan mesin pembangkit type JGS 420dengan bahan bakar gas.Dalam proses pembuatannya digunakan bahan tembaga,namun berdampak negativ, yaitu menghasilkan kontaminasi terhadap oli yangdigunakan. Karena itu perlu dilakukan perbaikan proses manufaktur untuk mencegahkontaminasi tersebut. Karena itu penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki manufakturpendingin udara tersebut agar terhindar dari proses kontaminasi dengan memanfaatkanmaterial tahan korosi yaitu baja tahan karat 304. Metode penelitian dilakukan denganobservasi dilapangan, pengujian olisebelum dilakukan pergantian material danperbandingan setelah pergantian, simulasi Ansys dan evaluasi reliabilitas mesin.Hasilpenelitian menunjukkan bahwa pemanfaatan material baja tahan karat sebagai sirippendingin udara sebagai pengganti material tembaga mampu mengurangi kontaminasitembaga sehinggapemakaian pelumas lebih efisien.

Kata kunci : manufaktur, pendingin, pembangkit

Analisis Keragaman Parameter Penentu Rendemen Gula Kristal Putih pada Pabrik Gula BUMN (Subiyanto)________________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 1

ANALISIS KERAGAMAN PARAMETER PENENTU RENDEMENGULA KRISTAL PUTIH PADA PABRIK GULA BUMN

PERFORMANCE ANALYSIS OF DETERMINANT PARAMETERSFOR SUGAR RECOVERY AT STATE OWNED SUGAR FACTORY

SubiyantoPusat Audit Teknologi – BPPT

[email protected]

Abstrak

Capaian rendemen gula kristal putih (GKP) pada lima tahun terakhir yangdihasilkan oleh Pabrik Gula (PG) nasional khususnya BUMN belum sesuaiharapan, sehingga Indonesia belum mampu mencapai swasembada gula.Studi ini mendiskusikan parameter produksi di pabrik gula yang berpengaruhkepada hasil rendemen gula. Dengan menggunakan metode gap analisis,serta menggunakan norma dan praktek baik / terbaik di PTPN X, PT GunungMadu Plantation, dan PG di India sebagai pembanding (benchmark), hasilnyamenunjukkan bahwa dari 13 parameter produksi yang dibandingkan, 10parameter capaiannya berada di bawah benchmark. Tiga parameter yang gapcapaiannya jauh di bawah benchmark adalah Pol Tebu, Pol Ampas, danBoiling House Recovery (BHR). Karena itu ketiga parameter ini perlu mendapatprioritas untuk diperbaiki.

Kata Kunci : rendemen gula, parameter produksi, analisis kesenjangan,benchmark.

Abstract

The sugar recovery achievement of the national sugar factories especially stateowned sugar factory in the last five years has not reached the target, such thatIndonesia is still not yet self-sufficient in sugar. This study discusses therelated production parameter in the state owned sugar factory contributed tothe sugar recovery. By applying gap analysis method, and using good/bestpractice at PTPN X, PT Gunung Madu Plantation, and India Sugar Industry asa benchmark, the study analysis the performance status of productionparameters related to the sugar recovery. The analysis indicates that among 13parameters observed, 10 parameters are performed below the benchmark.The three parameter worst performance are sugar cane content, sugarbagasse content, and boiling house recovery. These three parameter aretherefore recommended to be the first priority to improve.

Keywords : sugar recovery, production parameter, gap analysis, benchmark.

Diterima (received) : 15 Februari 2016, Direvisi (reviewed) : 18 Maret 2016,Disetujui (accepted) : 11 April 2016

PENDAHULUAN

Gula merupakan komoditas yangmempunyai nilai strategis bagi ketahananpangan dan pertumbuhan perekonomianmasyarakat Indonesia. Di lain pihak,produksi gula nasional yang ada saat initidak mencukupi kebutuhan dalam negeri,

baik untuk konsumsi rumah tangga maupununtuk industri. Untuk menuju swasembadagula nasional, Pemerintah telahmengeluarkan berbagai kebijakan, dan yangdinilai sebagai payung kebijakan adalahKepres nomor 57 tahun 2004 tentangpenetapan gula sebagai barang dalampengawasan, serta Inpres nomor 1 tahun

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (1 - 10)

2 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

2010 tentang Percepatan PelaksanaanProgram Revitalisasi Gula. Kebijakan Kepresnomor 57 tahun 2004 diimplementasikan kedalam bentuk pengaturan pengendalianimportasi gula, penetapan harga patokanpetani (HPP), serta penetapan standarnasional produk gula (SNI). SedangkanInpres nomor 1 tahun 2010diimplementasikan ke dalam bentuk programrevitalisasi industri gula nasional denganstrategi pelaksanaan intensifikasi danekstensifikasi terhadap kebun tebu (on farm)maupun pabrik gula (off farm). Programintensifikasi kebun tebu dilakukan dengankegiatan bongkar ratoon dan introduksiteknik pembibitan baru, sedangkanekstensifikasinya dilakukan denganperluasan kebun tebu, khususnya ke luarJawa. Sementara itu program intensifikasipabrik gula dilakukan dengan melakukanrestrukturisasi mesin/peralatan pabrik gula(PG) eksisting khususnya PG BUMN,sedangkan program ekstensifikasinyadilakukan dengan membangun pabrik gulabaru1).

Inpres no 1 tahun 2010mengamanatkan percepatan swasembadagula kristal putih (GKP) pada tahun 2014,yang menurut Kementerian Perindustriansebagai koordinator pelaksana program akanditempuh melalui peningkatan produksi gulakristal putih PG eksisting dari 2,59 juta tontahun 2009 menjadi 3.57 juta ton tahun2014. Target ini akan dicapai denganasumsi : 1) produktivitas tebu meningkatdari 81 ton/hektar tahun 2010 menjadi 87,5ton/hektar tahun 2014; 2) produktivitashablur PG eksisting meningkat dari 5,96ton/hektar tahun 2009 menjadi 7,44ton/hektar tahun 2014; 3) rendemen gulanaik dari 7,0 % tahun 2010 menjadi 8,5 %tahun 2014; 4) produksi gula PG BUMNmeningkat dari 1,44 juta ton tahun 2009menjadi 2,32 juta ton tahun 2014. Untukprogram ekstensifikasi, luas lahan kebuntebu pada tahun 2014 diasumsikanmeningkat sekitar 275 ribu hektar dibandingtahun 2010, khususnya ke luar Pulau Jawa1).

Tabel 1Keragaan kinerja industri gula nasional, tahun 2010-2014

Keragaan Kinerja Industri GulaNasional 2010 2011 2012 2013 20147) Target

2014 5)

Produksi GKP (juta ton)2) 2,29 2,27 2,59 2,55 2,58 3.57Produktivitas tebu (ton/Ha) 3) 81,94 67,34 72,10 76,80 70,8 87,5Produktivitas hablur (ton/Ha) 2) 5,30 5,04 5,77 5,47 5,42 7,44Rendemen (%)3) 6) 6,08 7,29 8,1 7,18 7,64 8,5Prod GKP PG-BUMN (jt ton)4) 6) 1,38 1,36 1,50 1,40 1,51 2,32Pangsa prod GKP BUMN (%)4) 60,3 59,9 57,9 54,9 58,5 65,0Luas kebun tebu (ribu Ha) 2) 6) 432.7 450.8 449.1 466.6 476.3 707.0

Tabel 1 menunjukkan bahwa semuabesaran parameter asumsi yang ditetapkanPemerintah tidak ada yang mencapai targetsehingga program revitalisasi industri gulanasional yang pada akhir tahun 2014direncanakan mampu memproduksi GKPsebesar 3,57 juta ton hanya tercapai 2,58juta ton. Menyadari fakta tersebut,Pemerintah telah merevisi target capaianrevitalisasi industri gula dari tahun 2014menjadi tahun 2017.

Parameter utama yang seringdijadikan indikator efisiensi industri gulaadalah rendemen, yaitu perbandingan beratgula kristal (sukrosa) terhadap berat tebuyang digiling. Jika rendemen dinyatakan =8%, maka untuk setiap 1000 kg (=1 ton) tebugiling diperoleh sukrosa 80 kg (= 8% x 1000

kg). Angka rendemen bukan sajamerepresentasikan kinerja dari pabrik gula,tetapi juga kinerja kebun tebu, karena angkarendemen yang diperoleh juga sangatbergantung kepada kualitas tebu (khususnyakandungan pol tebu) yang digiling. Tabel 1menunjukkan bahwa capaian angkarendemen dalam lima tahun terakhir (2010-2014) masih jauh dari target 8,5%.

Dalam menjalankan program,sumberdaya pemerintah selama ini hampirsepenuhnya dialokasikan untukmerevitalisasi pabrik gula milik BUMN yangjumlahnya ada 51 pabrik, dibanding denganpabrik gula swasta yang jumlahnya 10pabrik. Namun demikian Tabel 1menunjukkan bahwa produktivitas danefisiensi PG BUMN masih belum sesuai


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 3

harapan, karena kontribusinya terhadapproduksi gula nasional tidak stabil, denganpangsa yang semakin menurun. Laporandari PTPN X dan Kementerian BUMN jugamenunjukkan bahwa angka rendemen rata-rata PG BUMN senantiasa di bawah rata-rata rendemen PG swasta. Pada tahun2011, rata-rata rendemen PG BUMN 7,15%,sedangkan rata-rata nasional adalah 7,29%,dan rata-rata PG swasta adalah 7,66%8).Demikian juga pada tahun 2012, rata-ratarendemen PG BUMN adalah 7,20%,sedangkan rata-rata nasional adalah 8,1%4).

Karena salah satu kegiatan utama dariprogram revitalisasi industri gula adalahperemajaan mesin/alat khususnya padapabrik gula BUMN, maka menjadi relevanuntuk mengetahui informasi tentangkontribusi parameter produksi di pabrik gulayang berperan dalam menentukan besarnyarendemen di pabrik gula BUMN. Tujuannyaadalah untuk mengidentifikasi mesin/alatyang terkait dengan proses tersebut,sehingga peremajaan mesin/alat yangdilakukan oleh Pemerintah diharapkan tepatsasaran.

METODE PENELITIANObyek Studi

Secara nasional, terdapat 51 unit PGBUMN yang tersebar di 9 perusahaanBUMN, yaitu PTPN II, VII, IX, X, XI, XIV, RNII, RNI II, dan Candi Baru (RNI Group).Dalam rangka survey pemetaan statusteknologi produksi di PG BUMN secaraumum, maka telah berhasil dikompilasi datagiling pabrik selama tiga tahun (2011-2013)untuk 22 PG dari enam perusahaan BUMN.Ke-22 PG BUMN yang sebarannyaditunjukkan pada Tabel 2 selanjutnyadigunakan sebagai obyek studi atau unitanalisis dalam laporan ini.

Tabel 2Perbandingan jumlah PG BUMN dan PG

Oyek Studi

PerusahaanBUMN

Jumlah PG4)

(unit)PG ObyekStudi (unit)

- PTPN II 2 0- PTPN VII 2 0- PTPN IX 8 5- PTPN X 11 6- PTPN XI 16 6- PTPN XIV 3 2- RNI I 3 1- RNI II 5 2- Candi Baru /

RNI Group1 0

JUMLAH 51 22

Penetapan Paremeter ProduksiRendemen gula kristal putih (GKP)

merupakan ukuran capaian efisiensi suatupabrik gula. Ada dua metode yangdigunakan untuk menghitung nilai rendemenGKP. Yang pertama menggunakan metodeyang dikembangkan oleh ISST (InternationalSociety of Sugar Cane Technologists), danyang kedua menggunakan metode "Jawa"sebagaimana dijelaskan oleh Lembaga RisetPerkebunan Indonesia/LRPI9). Pabrik gulaswasta umumnya menggunakan metodeISST, sedangkan PG BUMN umumnyamasih menggunakan metode "Jawa",walaupun beberapa PG menggunakankedua metode tersebut. Metode perhitunganISST menggunakan basis pol, sedangkanmetode "Jawa" menggunakan basis brix 10).Pol adalah jumlah gram gula (sukrosa)terlarut dalam setiap 100 gram larutan nira,sedangkan brix adalah jumlah gram zatpadat semu yang larut dalam 100 gr larutannira.

a. Metode ISST

Menurut metode ISST10), efisiensipabrik gula dinyatakan dalam besaranOverall Recovery (OR), yang diperolehdengan mengalikan tingkat efisiensi ekstraksinira di stasiun gilingan (Mill Extraction=ME)dengan tingkat efisiensi perolehan gulakristal putih (GKP) di stasiun pengolahan(Boiling House Recovery=BHR).

OR = ME x BHR (1)

dimana : (2)

(3)

b. Metode "Jawa"Perhitungan efisiensi pabrik gula

menggunakan metode "Jawa", secara prinsipsama dengan metode ISST, yaitu denganmengalikan tingkat efisiensi di stasiungilingan dengan tingkat efisiensi di stasiunpengolahan. Parameter yang digunakanpada stasiun gilingan adalah Kadar NiraTebu (KNT), Hasil Pemerahan Brix total(HPB total), dan Perbandingan Setara HarkatKemurnian nira mentah (PSHKnm). Efisiensidi stasiun pengolahan dinyatakan dalamparameter Winter Rendemen (WR), yangnilainya merupakan resultante dariparameter efisiensi pada proses pemurniannira, penguapan nira, pemasakan gula danpemisahan produk GKP hasil dengan tetes

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (1 - 10)

4 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

(di staasiun puteran). Untuk perhitunganrendemen sementara, pabrik gulamenggunakan istilah Faktor Rendemen (FR)9), yang nilainya dihitung dengan formulaberikut :

FR = KNT x HPB total x PSHKnm x WR (4)

Parameter lain yang sering digunakanuntuk mengevaluasi efektifitas dan efisiensiproses dalam kaitannya dengan rendemengula adalah :- Pengasingan Bukan Gula (PBG), yaitu

efektivitas pemisahan material bukan guladengan gula pada proses pemurnian nira.- Pol Blotong, yaitu kadar gula yang terdapat

pada limbah padat pada proses pemurnian.- Harkat Kemurnian (HK) nira encer, yaitu

nilai yang menunjukkan tingkat kemurniannira encer yang menjadi output padaproses pemurnian nira.- Brix nira kental, yaitu nilai tingkat

kepekatan nira hasil proses penguapan,yang menunjukkan tingkat kesiapan nirakental untuk dimasak atau dikristalkan.- Harkat Kemurnian (HK) masakan A, yaitu

tingkat kemurnian hasil proses masakan.Semakin tinggi nilai HK masakan A, berartisemakin baik kualitasnya.- Harkat Kemurnian (HK) gula tetes, yaitu

tingkat kemurnian gula tetes (by product),yang juga mengindikasikan proporsikandungan gula yang terdapat pada gulatetes. Besaran nilainya menunjukkanefektifitas proses masakan dan pemisahanproduk gula pada stasiun putaran.

Analisis Kesenjangan (Gap Analyses)Yoki Muchsam, Falahah, dan Galih

Irianto Saputro11) mendefinisikan gapanalysis sebagai suatu metode yangdigunakan untuk mengetahui kinerja darisistem yang sedang berjalan dibandingkandengan sistem standar. Lebih jauh dijelaskanbahwa gap analysis bermanfaat untuk : a).menilai seberapa besar kesenjangan antarakinerja aktual dengan suatu standar kerjayang diharapkan, b). mengetahuipeningkatan kinerja yang diperlukan untukmenutup kesenjangan tersebut, dan c).menjadi salah satu dasar pengambilankeputusan terkait prioritas dan biaya yang

dibutuhkan untuk memenuhi standarpelayanan yang telah ditetapkan. GapAnalysis modelnya sederhana, sehinggabanyak digunakan dalam manajemenoperasional perusahaan khususnya dalammelakukan evaluasi capaian.Pengembangan model gap analysis dalamsistem pelayanan dilakukan olehParasuraman, Zeithalm dan Berry12) danmenghasilkan 5 aplikasi model, yaitu : 1).Gap Persepsi Manajemen, 2). GapSpesifikasi Kualitas, 3). Gap PenyampaianPelayanan, 4). Gap Komunikasi Pemasaran,dan 5). Gap dalam Pelayanan yangdirasakan.

Evaluasi kinerja parameter produksiyang terkait dengan formula penentuanrendemen GKP dilakukan menggunakanmetode analisis kesenjangan (gap analysis),yaitu membandingkan kondisi aktual besaranparameter proses di pabrik gula terhadappatok banding (Benchmark). Benchmarkpada studi ini merupakan praktek baik (goodpractice) dan/atau terbaik (best practice) diantara pabrik gula di lingkungannya sendiri(internal benchmark) maupun terhadappraktik pada perusahaan lain yang sejenis(external benchmark). Hasil perbandinganantara data parameter obyek studi denganbenchmark menghasilkan nilai kesenjanganatau gap, dan besarnya gapmengindikasikan status kinerja atau capaiandari proses terkait. Besaran parameterproduksi diambil dari data faktual laporangiling pabrik, sedangkan nilai benchmarkditetapkan berdasarkan norma atau praktekbaik dan/atau terbaik dari PG acuan, yaituPG yang mempunyai teknologi proses samadengan PG obyek studi (sulfitasi) dan padaperiode tersebut mempunyai kinerja baik.Benchmark nasional untuk PG swastaadalah PG Gunung Madu Plantation diLampung, sedangkan untuk PG BUMNadalah PG di lingkungan PTPN X. Untukinternasional, India dijadikan benchmarkkarena profil bisnis dan teknologinya relatifsama dengan Indonesia. Nilai parameterbenchmark secara lengkap disampaikanpada Tabel 3.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 5

Tabel 3Praktek baik / terbaik kinerja pabrik gula

No Parameter Praktek Baik/Terbaik

Referensi

1 Pol Tebu 12% - PG Ngadirejo PTPN X, Tahun 20118)

- PT Gunung Madu Plantation (GMP) 13)

> 13 % Dunia 22)

2 Kadar Nira Tebu >80% Norma PTPN X (2006) 14)

3 ME 95 % PT Gunung Madu Plantation (GMP) 13)

96% India 22)

4 BHR 92% India 22) dan Target PTPN X8)

87% Praktik di GMP (2010) 13)

5 Pol Ampas ≤ 2,0% Norma PTPN X (2006) 14)

6 HPB total ± 93% Norma PTPN X (2006) 14)

7 PSHKnm ≥ 97% Norma PTPN X (2006) 14)

8 PBG ≥ 13% Norma PTPN X (2006) 14)

9 Pol Blotong ≤ 1,5% Norma PTPN X (2006) 14)

10 HK nira encer ≥ 74% Norma PG Sragi (2012) 15)

11 Brix nira kental 60 - 65% Norma PTPN X (2006) 14)

12 HK masakan A ≥ 80 Norma PTPN X (2006) 14)

13 HK tetes ≤ 30% Norma PTPN X (2006) 14)

Gap capaian dihitung dengan formula sebagaiberikut :

(4)

Gap Capaian bernilai negatif (-) jika reratacapaian PG obyek studi berada di bawah nilaibenchmark, dan sebaliknya positif (+) jikarerata capaiannya berada di atas nilaibenchmark.

HASIL DAN PEMBAHASANHasil evaluasi terhadap capaian 22 PG

BUMN selama tiga musim giling (tahun 2011 –2013), khususnya terhadap parameter terkaitrendemen gula SHS atau gula kristal putih(GKP) disampaikan pada Tabel 4. Analisiscapaian kinerja teknologi pada proses produksigula dihitung dengan membandingkan reratacapaian selama 3 tahun (kolom 7) terhadapbenchmark (kolom 3), yang hasilnya secararelatif ditunjukkan pada kolom 8.

Tabel 4Hasil analisis kesenjangan antara capaian PG BUMN dan benchmark

No Parameter BenchmarkCapaian PG BUMN (%) Gap

Capaian(%)2011 2012 2013 Rerata Relatif thd

Benchmark1 2 3 4 5 6 7 8 91 Pol Tebu 12 % 9,3 9,8 8,9 9,4 78,3 -21,72 Kadar Nira Tebu > 80 % 80,0 79,8 79,5 79,8 99,8 -0,33 ME 96 % 91,4 91,9 92,7 92,0 95,8 -4,24 Pol Ampas ≤ 2,0 % 2,8 2,7 2,6 2,7 135,0 -35,05 HPB total ± 93 % 89,7 90,8 90 90,2 97,0 -3,06 PSHKnm ≥ 97 % 95,4 95,5 95,5 95,5 98,5 -1,57 PBG ≥ 13 % 15,0 15,2 14,0 14,7 113,1 +13,18 Pol Blotong ≤ 1,5 % 2,4 2,5 2,8 2,6 173,3 -73,39 HK nira encer ≥ 74 % 76,1 78,5 74,4 76,3 103,1 -3,1

10 Brix nira kental 60 – 65 % 56,7 59,5 58,6 58,3 97,2* -2,811 HK masakan A ≥ 80 % 81,2 81,8 81,3 81,4 101,8 +1,812 HK tetes ≤ 30 % 29,2 29,8 30,0 29,6 98,7 +1,313 BHR (GMP) 87 % 82,3 85,6 83,6 83,8 96,3 -3,714 BHR (India) 92 % 82,3 85,6 83,6 83,8 91,1 -8,9

Keterangan : *dibandingkan dengan angka selang terbawah, karena capaiannya di bawah selang benchmark;

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (1 - 10)

6 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Kemudian untuk mendapatkangambaran yang lebih obyektif terhadapkontribusi kinerja parameter produksiterhadap rendemen, maka gap capaiankinerja pada setiap tahapan proses padakolom 9 perlu dibobot dengan proporsibahan dalam proses, yang informasinyadapat diperoleh dari data neraca bahan(material balance). Neraca bahan secarateoritis untuk PG dengan teknologi yangsejenis, umumnya relatif sama. Informasineraca bahan pada studi ini diambil daripraktik di PG Subang yang pada periodeobservasi menggunakan teknologi sulfitasidengan kapasitas giling 3000 TCD.Pertimbangannya adalah fakta bahwa lebihdari 90% PG BUMN menggunakan teknologisulfitasi, dengan kisaran kapasitas gilingantara 1300 TCD sampai 6000 TCD,sehingga kalau dirata-rata kapasitasnyasekitar 3000 PG. Neraca bahan PG Subangditunjukkan pada Gambar 1 16).

Gambar 1 menunjukkan bahwa adabahan yang keluar dari sistem pada setiaptahapan proses, yang tidak terpakai lagipada proses lanjutan. Pada tahapanekstraksi nira di stasiun gilingan, bahan yangkeluar dari sistem proses berbentuk ampastebu, sementara pada stasiun pemurnianberbentuk blotong atau limbah padat dariproses pemurnian. Pada stasiun puteran,luarannya adalah gula produk (SHS/GKP)

dan gula tetes sebagai produk samping.Pada bahan ampas, blotong, dan tetes, didalamnya terdapat substansi gula, yangkandungannya diindikasikan dari nilai polpada masing-masing bahan.

Ketidak sempurnaan dalam teknologiproses menentukan besar kecilnyakandungan gula yang terdapat pada bahantersebut. Berdasarkan Gambar 1, bahanampas dan blotong mempunyai berat bahanrelatif terhadap berat tebu (input) masing-masing sekitar 29% dan 3%. Ini berartibahwa gap capaian untuk parameter PolAmpas dan Pol Blotong perlu dibobotdengan angka 0,29 dan 0,03. Tetapi untukHK tetes, karena muncul pada tahap akhirproses, maka bobotnya dikoreksi menjadi0,55, yaitu proporsi berat tetes (4,6%)terhadap total output (4,6% + 8,5%= 13,1%).

Hasil pembobotan gap capaiandengan proporsi bahan yang diprosesditunjukkan pada Tabel 5. Dari Tabel 5terlihat penyumbang rendahnya angkarendemen gula dalam proses. Jika angka10% dipakai sebagai norma toleransi gapcapaian, maka Pol Tebu dan Pol Ampasmenjadi penyumbang utama penurunanrendemen gula. Tetapi jika angka 5%dijadikan norma gap capaian dan Indiasebagai benchmark, maka penyumbangnyabertambah lagi dengan parameter BHR.

Gambar 1Neraca bahan proses produksi GKP16)


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 7

Tabel 5Hasil pembobotan gap capaian Pabrik Gula BUMN

No Parameter Stasiun Proses GapCapaian

BobotBahan

GapTerbobot

1 Pol Tebu Pra-Penggilingan -21,7 1,00 -21,72 KNT Penggilingan -0,3 1,00 -0,33 ME Penggilingan -4,2 1,00 -4,24 Pol Ampas Penggilingan -35,0 0,29 -10,25 HPB total Penggilingan -3,0 1,00 -3,06 PSHKnm Penggilingan -1,5 1,00 -1,57 PBG Pemurnian 13,1 1,00 13,18 Pol Blotong Pemurnian -73,3 0,03 -2,29 HK nira encer Pemurnian -3,1 1,00 -3,1

10 Brix nira kental Penguapan -2,8 1,00 -2,811 HK masakan A Masakan 1,8 1,00 1,812 HK tetes Puteran 1,3 0,55 0,713 BHR (GMP) Pemurnian s/d Puteran -3,7 1,00 -3,714 BHR (India) -8,9 1,00 -8,9

1. Pol TebuPol Tebu merupakan parameter yang

menunjukkan tingkat kandungan gula(sukrosa) dalam tebu. Nilai Pol Tebumengindikasikan potensi kandungan gula dansekaligus pembatas dari perolehan rendemengula di pabrik. Walaupun proses di pabrikbekerja secara efisien, tetapi jika tebu yangdigiling nilai pol nya rendah, maka rendemengula yang dihasilkan juga terbatas. Nilai PolTebu merupakan hasil capaian dari aktifitaskebun dan manajemen tebang angkut.Kandungan gula pada bahan tebu yang siapdigiling ditentukan paling tidak oleh 4 (empat)aktifitas, yaitu : (1) pemilihan jenis dan kualitasbibit tebu (genetik), (2) teknis budidayatanaman, (3) ketepatan waktu panen/tebang,dan (4) manajemen tebang angkut.

Bibit tebu secara genetis membawa sifattanaman, termasuk di dalamnyakemampuannya dalam memproduksi gula.Namun demikian bibit yang baik di satu lokasibelum tentu baik di lokasi lain. Keterbatasandaya adaptasi tanaman di satu pihak, sertaluasnya sebaran kebun tebu di lain pihak,mengakibatkan pemanfaatan bibit tebu secaranasional menjadi tidak maksimal. Sementaraitu teknis budidaya yang paling nyatapengaruhnya terhadap penurunankemampuan memproduksi gula adalah adanyasistem keprasan yang berlebihan. Demi untukmenghemat biaya produksi, banyak petanitebu melakukan keprasan sampai 10 kali ataulebih. Hasil penelitian Rifai, Basuki, danUtomo (2014)17) menunjukkan bahwa tebuyang dikepras berulang-ulang serabutnya akanmenjadi tinggi, batang menjadi kecil dan kerdil,dan terdapat akumulasi penyakit-penyakitsistemik yang menjadi inang hama penyakit

yang secara akumulatif berdampak kepadapenurunan rendemen. Lebih lanjut dilaporkanbahwa keprasan sebaiknya dibatasi hanyasampai 4 kali. Pengaruh negatif keprasanterhadap rendemen juga diperkuat dari hasilpenelitian Ibnu Sabil Adi Putra (2012)18).

Dari aspek budidaya tanaman, teknispemupukan yang tidak tepat waktu dan dosisjuga berpengaruh kepada kondisi tanamantebu dalam memproduksi gula. Keterlambatanpenyediaan pupuk di lapangan sering dialamioleh petani tebu. Menurunnya daya saingbudidaya tanaman tebu dibanding tanamanpangan lain khususnya padi juga menjadipenyebab pergeseran budidaya tanaman tebudari lahan kelas satu ke lahan kelas dua ataulahan yang kurang subur.

Terkait waktu panen, yang palingoptimal adalah saat tingkat kandungangulanya merata antara batang bagian atas danbagian bawah, dan umumnya saat tebuberumur sekitar 12 bulan. Pemanenan tebusetelah masak optimal akan mengurangikandungan gula dalam tebu, karena gula akanmengalami perombakan menjadi bahan bukangula (A.D. Khuluq dan Ruly Hamida, 2014)19).Tetapikarena alasan tertentu, tidak jarangpetani tebu bebas/mandiri yang memaksakanpanen di luar waktu masak optimal. Setelahditebang, tebu harus segera diangkut dandigiling. Jika waktu tunggu giling melebihi 36jam, maka kandungan gula tebu (pol tebu)akan menurun (PTPN X, 2006)14). Sementaraitu karena kapasitas giling pabrik terbatas,maka koordinasi yang kurang tepat antarawaktu tebang tebu dan kecepatan giling seringberdampak kepada tebu yang harusmenunggu giliran giling melebihi 36 jam.Keterlambatan waktu giling tebu juga

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (1 - 10)

8 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

disebabkan oleh faktor kerusakan mesin/alatpabrik yang menyebabkan fungsi stasiungilingan dihentikan sampai adanya perbaikan.Karena itu untuk tujuan pengendalian, jamberhenti giling karena sebab kerusakan alatyang tidak direncanakan ini biasanya diberibatas toleransi sekitar 2% (PTPN X, 2006)14).

2. Pol AmpasPol Ampas merupakan parameter yang

menunjukkan tingkat kandungan gula(sukrosa) dalam ampas tebu. Karena nirayang menjadi target output stasiunpenggilingan, maka ampas tebu padadasarnya merupakan bahan sisa (limbah).Ampas tebu seharusnya tidak boleh banyakmengandung nira, karena di dalam niraterdapat gula. Atau kalaupun ada harusdikendalikan dalam jumlah yang minimal.Karena itu salah satu parameter pengawasanefektifitas kegiatan ekstraksi nira adalahkandungan gula yang terdapat dalam ampastebu, yang disebut dengan pol ampas. Normayang umum dipakai sebagai acuan ataubenchmark toleransi pol ampas adalah ≤ 2,0%14). Tingginya angka pol ampas dibandingdengan benchmark menunjukkan bahwaproses pemerahan atau ekstraksi nira tebupada stasiun gilingan kurang optimal,khususnya dalam penyetelan tekanan rolgilingan. Semakin tinggi nilai pol dalamampas, maka potensi untuk memperolehrendemen GKP semakin berkurang.

Pada beberapa kasus, nilai pol ampasmerupakan pilihan manajemen pabrik yangsengaja dikorbankan karena demi mengejartarget kapasitas giling. Dengan perkataan lain,kapasitas dan ekstraksi merupakan dua halyang saling bertentangan (trade-off). Jikaputaran rol dipercepat, maka kapasitas gilingakan bertambah, namun daya ekstraksi akanberkurang karena waktu ampas berada dibawah tekanan rol-rol gilingan menjadi lebihpendek. Sebaliknya, jika menaikkan hasilekstraksi dengan cara meningkatkan tekananrol gilingan, maka putaran rol gilingan akanmelambat sehingga kapasitas giling akanberkurang. Konfigurasi rol-rol gilingan padapabrik gula ditunjukkan pada Gambar 2. Ada

PG yang menggunakan 4 set rol gilingan, danada pula yang menggunakan 5 set. Setiap setrol gilingan terdiri dari 3 rol gilingan yangmembentuk formasi segitiga dengan sudut1200. Tekanan rol gilingan dilakukan denganmengatur jarak antar 3 rol gilingan. MenurutJ.H. Payne (1982)20), penetapan besarantekanan rol mengacu kepada diameter rol dantarget atau volume tebu yang digiling pada rolyang bersangkutan. Walaupun pengaturantekanan rol gilingan pada beberapa PG sudahmulai menggunakan komputer, tetapi sebagianbesar PG BUMN masih melakukannya secaramanual, dengan tertib pelaksanaan yang tidakstandar.

Tidak efektifnya proses ekstraksi distasiun gilingan yang berakibat kepadatingginya nilai Pol Ampas juga dimungkinkankarena serpihan tebu yang digiling mempunyaiukuran yang tidak kondusif untuk digiling(terlalu besar). Ini terjadi karena aktifitaspemotongan dan pencacahan tebu sebelumdigiling yang biasanya menggunakan alat canecutter, unigrator dan/atau shredder bekerjanyatidak cukup efektif (lihat Gambar 2). Efektifitaspencacahan tebu sangat bergantung kepadakomposisi alat pemotongan dan pencacahanyang digunakan, dan parameter untukmengukur efektifitas ini adalah indek preparasi(Preparation Index = PI), yaitu indek yangmenggambarkan ukuran sel tebu yang siapdigiling. Dari segi ekstraksi nira, semakintinggi angka PI semakin baik tingkatekstraksinya. J.H. Payne (1982) 20) melaporkanbahwa setiap kenaikan PI sebesar 4%, akanmenaikkan tingat ekstraksi sebesar 1%.Tingkat ekstraksi nira tebu yang meningkatakan menekan atau menurunkan pol ampas.Untuk tujuan pengawasan kinerja PG dilingkungannya, PTPN X (2006)14) menetapkannorma parameter PI sebagai berikut :- Jika digunakan 1 unit cane cutter dan

unigrator, maka norma PI adalah ≥ 80%;- Jika digunakan 2 unit cane cutter dan

unigrator, maka norma PI adalah ≥ 85%;- Jika digunakan 2 unit cane cutter dan

shredder, maka norma PI adalah ≥ 90%;


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 9

Gambar 2Konfigurasi stasiun gilingan di pabrik gula

3. Boiling House Recovery (BHR)

Boiling House Recovery (BHR)menunjukkan efisiensi proses pemurnian,penguapan, masakan, dan puteran (stasiuntengah) dalam menghasilkan kristal GKP.Berdasarkan formula yang dikembangkanISST, nilai BHR merupakan perbandinganantara jumlah ton pol GKP (SHS) denganjumlah ton pol Nira Mentah. Posisi capaianBHR rata-rata PG BUMN tahun 2011-2013menurut Tabel 4 masih di bawah benchmark(PG Gunung Madu Plantation), walaupungapnya masih di bawah - 5%. Namundemikian jika India atau target PTPN X yangdijadikan benchmark, maka gap capaiannyamenjadi - 8,9%. Tabel 5 menunjukkan bahwadari enam parameter yang diobservasi, tigaparameter capaiannya berada di bawahbenchmark, yaitu Pol Blotong, HK nira encer,dan HK nira kental.

Peacock and Schorn21) melaporkanbahwa rendahnya capaian rendemen GKPterjadi karena sebagian gula hilang atauberubah bentuk selama dalam proses, yaituterjerap dalam ampas tebu, blotong (limbahpadat pada proses pemurnian), tetes, danhilang pada tahapan dan bentuk yang tidakjelas. Beberepa referensi menyebutkanbahwa kehilangan yang tidak jelas ini padaumumnya karena gula berubah menjadi gulareduksi. Gula yang terjerap pada ampas,blotong, dan tetes besarnya dapatdiidentifikasi, tetapi yang berubah menjadi gulareduksi sulit untuk diidentifikasi. Berubahnyagula menjadi gula reduksi secara umum terjadipada tahapan proses penguapan danmasakan, yaitu sebagai akibat dari tidaksempurnanya dalam menjaga kondisi proseskhususnya suhu dan waktu tinggal. Dengandemikian BHR menjadi parameterpengawasan yang cukup efektif untuk menjagacapaian rendemen gula SHS.

SIMPULANCapaian rendemen gula kristal putih PG

BUMN pada tahun 2010 – 2014 secaranasional masih di bawah target pemerintah.Hasil evaluasi terhadap parameter prosespenentu nilai rendemen, denganmembandingkan capaian PG BUMN selamatiga tahun (2011-2013) terhadap capaian PGbenchmark menunjukkan bahwa secara umumdari 13 parameter yang dibandingkan, 10 diantaranya berada dibawah capaian PGBenchmark. Parameter produksi gula di PGBUMN yang capaiannya memerlukanperhatian khusus adalah Pol Tebu, Pol Ampas,dan Boiling House Recovery (BHR). Untuk itudirekomendasikan agar upaya pembinaanterhadap peningkatan rendemen GKP PGBUMN memprioritaskan ketiga parametertersebut.

UCAPAN TERIMA KASIHPaper ini merupakan analisis lanjutan dariKegiatan Pengkajian dan PenerapanTeknologi Industri Gula di Pusat AuditTeknologi BPPT tahun 2012-2013, yangpelaksanaannya berkoordinasi denganKementerian Perindustrian dalam kerangkaProgram Revitalisasi Industri Gula Nasional.Karena itu ucapan terima kasih disampaikankepada Manajemen BPPT khususnya DirekturPusat Audit Teknologi, serta jajaran terkait diKementerian Perindustrian dan PTPN.

DAFTAR PUSTAKA

1. Kementerian Perindustrian.Pelaksanaan Program RevitalisasiIndustri Gula 2010-2014. BahanPresentasi Rapat Koordinasi. 2013.

2. Ditjen Perkebunan KementerianPertanian. Buku Statistik Perkebunan

Pencacahantebu

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (1 - 10)

10 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Tahun 2008-2012. (www.deptan.go.id;last update 10 Februari 2014).

3. Asosiasi Gula Indonesia.. ProduksiGula 2013 Lesu. http://asosiasigulaindonesia.org/. Diunduh :5 Pebruari 2015.

4. Kementerian BUMN. Data ProduksiPTPN & RNI 2010 - 2014. BahanPresentasi. 2012.

5. Kementerian Perindustrian. LaporanKinerja Produksi Pabrik Gula. ProgramRevitalisasi Industri Gula MelaluiRestrukturisasi Mesin dan/atauPeralatan Pabrik Gula. Kerjasamadengan Surveyor Indonesia. 2013.

6. Asosiasi Gula Indonesia. StokMelimpah, Indonesia Tidak Perlu ImporGula. http://www.agrofarm.co.id/ .Diunduh : 22 Pebruari 2015.

7. Kementerian Pertanian. Hanya 60Persen, Produksi Gula BUMN.http://ptpn10.com/. Diunduh : 12Pebruari 2015.

8. Subiyono. Succes Story PTPN XTahun 2011. Bahan Konggres IKAGIke XII di Surabaya. Februri 2012.

9. Lembaga Riset Perkebunan Indonesia.Menuju Penentuan Rendemen Tebuyang Lebih Individual. RisalahKebijakan. (http://pustaka.litbang.pertanian.go.id/). Diunduh : 19 Maret2015.

10. Anonim. Angka-angka PengawasanProbrik Gula. Inhouse TrainingMandor-Mandor. Bahan Presentasi.Tretes, Januari 2011.

11. Muchsam, Y, Falahah, dan Saputro,GI. Penerapan Gap Analysis PadaPengembangan Sistem PendukungKeputusan Penilaian Kinerja Karyawan(Studi Kasus PT XYZ). ProsidingSeminar Nasional Aplikasi TeknologiInformasi 2011 (SNATI 2011).Yogyakarta, 17 - 18 Juni 2011.

12. Parasuraman, A, Zeithaml, V A andBerry, L L. Reassessment ofExpectations as a ComparisonStandard in Measuring Service Quality:Implications for Further Research.Journal of Marketing 58 (January 1994): 111-124.

13. PT Gunung Madu Plantation. ProsesPengolahan Tebu Menjadi Gula.http://www.gunungmadu.co.id. 2012.

14. PTPN X. Baku Operasi ProsesPembuatan Gula. Bidang PengolahanPTPN X. 2006.

15. PG Sragi. Standar Prosedur Kerja PGSragi Tahun 2012. Bagian PengolahanPG Sragi. 2012.

16. Anonim. Neraca Bahan DRK.Worksheet Bagian Pengolahan PGSubang – PT RNI II. 2013

17. Rifai, A., Basuki, S., dan Utomo, B.Nilai Kesetaraan Lahan Budi DayaTumpang Sari Tanaman Tebu DenganKedelai: Studi Kasus Di DesaKarangharjo, Kecamatan Sulang,Kabupaten Rembang. JurnalWidyariset, Volume 17, Nomor 1, April2014. Hal 59–70. Balai PengkajianTeknologi Pertanian Jawa Tengah.Ungaran.

18. Adi Putra, I.B. Faktor – Faktor yangBerpengaruh Terhadap RendemenTebu di Pabrik Gula ToelanganSidoarjo Jawa Timur. Skripsi FakultasPertanian Universitas PembangunanNasional “Veteran”, Surabaya. 2012.

19. Khuluq, A.D. dan Hamida, R.Peningkatan Produktivitas danRendemen Tebu melalui RekayasaFisiologis Pertunasan. JurnalPerspektif Vol. 13 No.1/Jnuni 2014.Hal 13-24. Balai Penelitian TanamanPemanis dan Serat. Malang.

20. Payne, J.H. Unit Operations in CaneSugar Production. Elsevier ScientificPublishing Company. Amsterdam.Sugar Series Volume 4 : 1-203. 1982.

21. Peacock, S D and Schorn, P M.Crystal Recovery Efficiency as anOverall Measure of Sugar MillPerformance. Proc S Afr Sug TechnolAss 76 : 544-560. Tongaat-HulettSugar Limited, Private Bag 3,Glenashley, 4022. 2002.

22. Bhagat, J.J. National Plan forImproving Efficiency in IndonesianSugar Industry - Field & Factory. STMProjects Limited. New Delhi. India.2012.

PPeerraannccaannggaann JJiigg MMDD CCuuttttiinngg sseebbaaggaaii PPeennggggaannttii PPrroosseess PPeemmoottoonnggaann MMaannuuaall ppaaddaa MMDD KKoonneekkttoorr ((FFeebbrryyaann MMaauullaannaa)))___________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 11

PERANCANGAN JIG MD CUTTING SEBAGAI PENGGANTIPROSES PEMOTONGAN MANUAL PADA MD KONEKTOR

DESIGN OF MD CUTTING JIG AS REPLACEMENTFOR THE PROCESS OF CUTTING MANUAL MD CONNECTOR

Febryan MaulanaPusat Teknologi Industri Permesinan, TIRBR - BPPT,

Gd. Teknologi 2 Puspiptek, Serponge-mail : [email protected]

Abstrak

Pada industri pembuatan konektor, produsen dituntut agar menghasilkanproduk yang murah dengan tidak mengurangi kualitas produk yangdihasilkan. Hal ini menuntut perusahaan melakukan peningkatan kapasitasproduksi tanpa mengurangi kualitas produk yang dihasilkan, serta tanpamengabaikan faktor keselamatan kerja operator. Untuk dapat memenuhisemua tuntutan itu maka diperlukan sebuah alat yang dapat menghasilkanproduk dengan kualitas yang baik, dan seragam serta waktu produksi yangefisien.Jig MD cutting dirancang guna memenuhi kebutuhan produksi akanalat potong batang produk MD konektor. Yang pada awalnya prosespemotongan dilakukan dengan bantuan gunting kuku, akan tetapipemotongan dengan gunting kuku hasilnya kurang baik, prosesnya memakanwaktu yang cukup lama dan faktor keamanan nya kurang..Dari hasilpengujian, alat ini dan metode pemotongan sebelumnya. Dapat disimpulkanbahwa alat ini mampu menghasilkan produk dengan kualitas pemotonganyang lebih akurat dengan tingkat keseragaman yang merata, dan prosespemotongan yang lebih cepat.

Kata kunci : konektor, Jig, efisien

Abstract

In the industrial of connectors manufacturing, manufacturers are requiredto produce a cheap product without reducing the quality of the product. Thisrequires the company to increase the production of capacity without reducingthe quality of the products produced, and without ignoring the factor of safetyof the operator. In order to meet all these demands, it is needed a device thatcan produce products with good quality, uniform and efficient productiontime.MD cutting jig designed to meet the needs of production of the tool rodconnectors MD products. The cutting process was originally done by nailscissor, but this process takes long time, unfavorable outcome and lesssafety.From the test result of this tool and cutting methods before, it can beconcluded that the tool is able to produce quality products with a moreaccurate cuts with a uniform level of uniformity and process faster cutting.

Keywords : Connectors, Jig, Efficient

Diterima (received) : 24 April 2016, Direvisi (reviewed) : 10 Mei 2016, Disetujui(accepted) : 15 Juni 2016

PENDAHULUAN

Pesaingan dunia industri akanberdampak pada kompetitifnya harga jual

suatu produk, sehingga harga jual dan kulitasproduksi menjadi titik penting dari suatuproses produksi itu sendiri. Berbagai caraditempuh untuk mendapatkan biaya produksi

M.P.I. Vol.11 AApprriill 22001177 -- (11 - 22)

12 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

yang rendah tanpa mengesampingkankualitas produk itu sendiri tentunya, salahsatu cara untuk menekan biaya prosuksiyaitu dengan optimalisasi proses produksi,yaitu perubahan proses produksi secarakonvensional menjadi semiotomasi, ataupunotomasi. Sehingga kuantitas dan kualitasproduksi akan lebih meningkat. Hal inimenuntut perusahaan melakukanpeningkatan kapasitas produksi tanpamengurangi kualitas produk yang dihasilkan,serta tanpa mengabaikan faktor keselamatankerja operator

Untuk dapat memenuhi semua tuntutanitu maka diperlukan sebuah alat yang dapatmenghasilkan produk dengan kualitas yangbaik, dan seragam serta waktu produksi yangefisien.Jig MD cutting dirancang gunamemenuhi kebutuhan produksi akan alatpotong batang produk MD konektor. Yangpada awalnya proses pemotongan dilakukandengan bantuan gunting kuku, akan tetapipemotongan dengan gunting kuku hasilnyakurang baik, prosesnya memakan waktuyang cukup lama dan faktor keamanan nyakurang. Perancangan Jig MD cutting selainsebagai alat potong juga sebagai alat ukur,baik atau tidak nya produk yang dihasilkankarena alat ini memiliki dimensi potong yangterukur sehingga produk yang dihasilkantidak menyimpang dari spek dimensi yangdiharapkan

LANDASAN TEORI

A. Konektorkonektor adalah perangkat elektro-

mekanik untuk menggabungkan sirkuit listriksebagai penghubung menggunakanperakitan mekanis. Sambungan bersifatsementara, seperti untuk peralatan portabel,memerlukan alat untuk perakitan danpelepasan, dapat pula menggabungan listrikbersifat permanen antara dua kabel atauperangkat.

Pada dasarnya konektor dibagi menjadi 2bagian utama yaitu :1. Housing merupakan rumah atau dudukan

untuk penempatan contact, housingterbuat dari plastik dengan menggunakanproses injeksi molding.

2. Contact merupakan bagian dari konektorsebagai penghubung listrik atau arus yangdipasang pada housing sesuai dengansusunan atau layout produk. Contactterbuat dari bahan konduktor yang biasadipakai adalah bahan tembaga, contact initerbentuk dari proses pressing, bendingdan punching pada stamping.

Gambar 1.Konektor tipe MD(Sumber: Katalog PT JST. Indonesia)

Gambar 2. Komponen konektor tipe MD(Sumber: Katalog PT JST. Indonesia)

B. PlastikIstilah plastik mencakup produk

polimerisasi sintetik atau semi sintetikyang terbentuk dari kondensasi organikatau penambahan polimer dan bisa jugaterdiri dari zat lain untuk meningkatkanperforma atau ekonomi. Ada beberapapolimer alami yang termasuk plastik.Plastik dapat digolongkan berdasarkan :

1. Sifat fisikanyaa. Termoplastik.

Merupakan jenis plastik yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan prosespemanasan ulang. Contoh: polietilen(PE), polistiren (PS), ABS, polikarbonat(PC), PBT (Polibutilena Terephthalate)

b. Termoset.Merupakan jenis plastik yang tidak bisadidaur- ulang/dicetak lagi. Pemanasanulang akan menyebabkan kerusakanmolekul-molekulnya. Contoh: resin epoksi,bakelit, resin melamin, urea-formaldehida

2. Kinerja dan penggunaannyaa. Plastik komoditas

1) sifat mekanik tidak terlalu bagus2) tidak tahan panas

Contohnya: PE, PS, ABS, PMMA,SAN ,Aplikasi: barang-barang elektronik,pembungkus makanan, botolminuman

b. Plastik teknik1) Tahan panas, temperatur operasi di

atas 100 °C


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 13

2) Sifat mekanik bagus Contohnya: PA,POM, PC, PBTAplikasi: komponen otomotif danelektronik

c. Plastik teknik khusus1) Temperatur operasi di atas 150 °C2) Sifat mekanik sangat bagus

(kekuatan tarik di atas 500Kgf/cm²).Contohnya: PSF, PES, PAI, PAR.Aplikasi: komponen pesawat

Tabel 1.Kareakteristik PBT

Property Unit PBT (fromCast CBT)

Density g/cm3 1.33Tensile Strength Mpa 68Tensile Modulus Mpa 3600Flexural Strength Mpa 100Flexural Modulus Mpa 3000Impact Strength KJ/m2 23(Sumber: High Performance Plastics 2005,

Rapra technology, Vienna Austria)

C. Gaya potongGaya potong merupakan hal yang paling

berpengaruh dalam sebuah perancangansebuah alat potong. Dari perhitungan gayapotong ini seorang perancang dapatmenentukan material apa yang harusdigunakan sebagai alat potongnya.Untuk menghitung gaya potongmenggunakan rumus:

Fs = 0,8 x U x s x ...........……….. (1)

Keterangan :Fs = Gaya potong [N]U = Keliling potong [mm]s = Tebal benda potong [mm] = Tegangan tarik maksimum benda yangdipotong [N/mm2]

D. Baja PerkakasBaja perkakas (tool steel) merupakan baja

berkualitas tinggi yang banyak digunakanuntuk membuat perkakas potong (cuttingtool) atau perkakas pembentuk (forming tool)Baja perkakas diklasifikasikan atas beberapahal, yaitu berdasarkan media quenchingdalam proses pengerasannya, misalnya oli,air, atau udara.1. Berdasarkan kadar paduannya :

a. seperti baja perkakas karbon (carbontool steel)

b. baja perkakas paduan rendah (lowalloy tool steel)

c. dan baja perkakas paduan menengah(medium 160 alloy tool steel).

2. Berdasarkan pemakaian :a. baja pengerjaan panas (hot-work

steel)b. baja pengerjaan dingin (cold-work

steel)c. dan baja kecepatan tinggi (high-

speed steel)DC53 merupakan baja pengerjaan dinginyang memiliki Ketangguhan, ketahananaus, Kuat Tekan dan ketahanan prosesTemper. baja tipe ini biasanya digunakanantara lain :a. Punches & diesb. Shear bladesc. Thread & form rollsd. Mill rolls & slitterse. Draw & forum diesf. Shredder knivesg. Cold heading dies

Tabel 2.Komposisi dan karakteristik DC53 (sumber:

katalog ALRO steel)

chemical composition %Anneleadhardness

210-225

Spesificgravity(g/cm3) 7.76

C Si Mn Cr Mo VDensity(lb/inchi3) 0.2793young modulus

(E) 21,700

0.95 1.0 0.4 8.0 2.0 0.3 M of Rigid (G) 8,480

poisson's ratio 28

Gambar 3.Perbandingan karbida DC53 dengan D2

(sumber: katalog ALRO steel)

Karbida Dasar di DC53 adalah relatif kecildengan distribusi sangat seragamdibandingkan dengan baja perkakas lainnyaseperti D2. Hal ini meningkatkan tingkatketangguhan DC53 dan ketahanan lelah.

E. BantalanSecara umum bantalan dapat

diklasifikasikan sebagai berikut:1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap

poros.a. Bantalan luncur


14 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

b. Bantalan Gelinding2. Atas dasar arah beban terhadap poros

a. Bantalan radialb. Bantalan aksialc. Bantalan gelinding khusus

Dalam kegiatan rancang bangunumumnya perancang hanyaMempertimbangkan jenis dan ukuranbantalan yang akan digunakan, sehinggaanalisa yang dilakukan berkisar pada umurbantalan itu sendiri. Analisa umur bantalandapat dilakukan dengan rumus sebagaiberikut :

L = [ C ]We × 106 putaran ……..... (2)

Beban equivalen yang bekerja :We = [WR × XR + WT × YT ] × KS ...........(2)Keterangan :We = Beban equivalenC = kapasitas beban WR XR

= Beban radial= Faktor radial L dinamis dari

bantalan= Umur bantalan WT KS= Faktor thrust= Service factor YT= Faktor thrust

F. Pegas

Pegas adalah sebuah elemen mesinelastis yang berfungsi untuk mencegahdistorsi pada saat pembebanan danmenahan pada posisi semula pada saatposisinya dirubah.

1. Jenis – jenis pegas :a. Pegas tekan atau kompresib. Pegas tarikc. Pegas Puntird. Pegas Volute. Pegas daunf. Pegas piring (plat)g. Pegas cincinh. Pegas torsi atau batang puntir

Gambar 4.Jenis-jenis pegas Sumber : Elemen mesin

Pegas dapat berfungsi sebagai pelunaktumbukan atau kejutan seperti pegaskendaraan, sebagai penyimpan energi

seperti pada jam, untuk pengukur sepertipada timbangan, dll.

2. Bahan pegasPegas dapat dibuat dari berbagai jenis

bahan sesuai pemakaiannya. Bahan bajadengan penampang lingkaran adalah yangpaling banyak dipakai

Allowable shear stress (MPa)

420 525 651385 483 595336 420 525294 364 455252 315 392224 280 350392 490 612336 420 525280 350 437.5280 350 437.5196 245 306196 245 306140 175 219

210196105105100

4435

210210210210

808080807044

8080808080 210

210210210

7.Phospor Bronze8. Brass

(f) 24.25 to 38.00 mm dia.2. Music Wire3. Oil Tempered wire4.Hard drwn Spring wire5. Stainless-steel wire6. Monel Metal

Severeservice

Averageservice

Lightservice

Material

1. Carbon Steel

Modulus ofrigidity (G)

kN/m2

Modulus ofelasticity (E)

kN/m2

(a) Up to 2.125 mm dia. (b) 2.125 to 4.625 mm dia.

(c) 4.625 to 8.00 mm dia.(d) 8.00 to 13.25 mm dia.

(e) 13.25 to 24.25 mm dia.

Gambar 5.Material pegas Sumber : Elemen mesin,

Sularso

Material dari pegas harus memilikikekuatan fatigue tinggi, ductility tinggi,ketahanan tinggi dan harus tahan creep.

3. Pegas helik (tekan / tarik)

Gambar.6. Pegas tekan

a. Panjang Rapat (Solid length of thespring) := n’. d …………………………… (3)Dimana :n’ = jumlah koil lilitan

d = diameter kawatb. Panjang Bebas (Free length of the

spring)Lf = n’d + δmak + (n’ – 1) x 1 mm.(3)Dalam kasus ini, jarak antara duakumparan yang berdekatan diambil 1mm.

c. Indek pegas (C)Didefinisikan sebagai rasioperbandingan antara diameterpegas dengan diameter kawat,persamaan matematikanya adalah :Indek pegas (C) = D/d …….…… (3)Dimana : D = diameter lilitan /pegas


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 15

d. Spring rate (k)Didefinisikan sebagai sebagai bebanyang diperlukan per unit defleksipegas, persamaan matematikanyaadalah :k = W/ δ … … ……… … … … . ( 3 )Didefinisikan sebagai jarak aksialantara kumparan yang berdekatanpada daerah yang tidak terkompresi.Pitcℎ (p) = panjang bebasn′−1…….. (3)Atau dapat dicari dengan cara :Pitcℎ coil, p =Lf-Lsn′+ d .. (3)

e. Tegangan pada pegas helik :

Gambar 7.Gaya yang bekerja

D = Diameter coil spring,d = Diameter kawat pegasn = Jumlah kumparan aktif,W = Beban aksialG = modulus kekakuan material,p = pitch of coil DC = spring indek = d

= Tegangan geser maksimum padakawat

= Defleksi pada pegas seperti gayaaksial pada beban W

G. Kekutan manusiaFaktor SDM sangat lah jadi peran

utama bagi segala bidang pekerjaan.Begitupun dalam proses perancangansebuah alat yang nantinya akandioperasikan oleh manusia itu sendiri,berikut ini lah data-data kekuatan manusiadalam mengoperasikan sebuah alatsebagai pedoman dalam prosesperancangan.

Gambar 8.

Human strengthSumber : The Mechanical Design Process,David G. Ullman

METODE

Berikut ini adalah metodelogi perancanganyang dilakukan oleh perusahaan X dalammelakukan proses design

Gambar 9.Skema metodelogi perancangan

Perancangan MD cutting

1. Rancangan AlatMD cutting terdiri terdiri dari 3 bagian

utama yaitu : toggle, cutting tool dan slideguide

Gambar 10.Alat MD Cutting

1. Toogle


16 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Gambar 11.Toggle

Toggle berfungsi sebagai pengendaliatau kontrol operasi. Dimana gaya operatoryang akan menjadi sumber energi dariproses potong alat ini. Sehingga untukmenentukan tipe toggle yang akan digunakanharus mengetahui mekanisme dan gaya-gaya yang bekerja.

a. Pemilihan toggleToggle yang dibutuhkan memiliki

gaya tekan lebih besar dari gaya potongbatang konektor yang dibutuhkan.Gaya potong batang 1Fl = 42.7 [N]Gaya potong batang 2F2 = 30.84 [N]Fpotong = 42.7 [N] + 30.84 [N] = 73.54 [N]

Dari kebutuhan gaya potong Fpotong= 70.54 [N], maka dipilihtoggle tipe TC02SM dengan spesifikasisebagai berikut :

Tabel 3.Data toggle Sumber : katalog MISUMI

Catalog No. TC02SMBody Material 1.0040/Ust.42.2Surface Treatment Brigt ChromateOil Free Bushing LFZB12-12 2Pcs.Stroke (mm) 30Thightening Pressure(N) 1960open-clode angle handle 150Tare (g) 370unit Price Qty.1-9 29,80

Gaya penekanan toggle lebih besardari gaya yang dibutuhkan, maka toggletipe ini dapat digunakan.

Sedangkan stroke yang dibutuhkanharus melebihi dari diameter produkkonektor, agar pendistribusian konektor darikonveyor ke MD cutting tidak terganggu.

Gambar 12.Ukuran MD konektor Sumber : Inventor

dan katalog produk PT.JST.Indonesia

Dari gambar terlihat diameter produk8.15[mm] sedangkan stroke dari toggle30[mm], maka stroke toggle memenuhi darikebutuhan.

b. Mekanisme kerja toggle

Gambar 13.Mekanisme kerja toggle Sumber :Inventor dan katalog MISUMI

Dapat dilihat dari gambar diatas bahwaarah gerak mekanisme toggle terlihat darilintasan-lintasan gerak batang. Dimana jikabatang 1 digerakan memutar kebelakangmengikuti lintasannya akan memutarmundurkan batang 2 diarah lintasannyasehingga batang 3 akan bergerakkebelakang, begitu pula jika sebaliknya.

2. Slide guideSlide guide dalam alat MD cutting

digunakan sebagai landasan atau dudukancutting tool agar dapat berjalan maju mundurmengikuti arah toggle digerakkan, dalammelakukan proses pemotongan.

Jalur lintas batang 1

Jalur lintas batang 2Jalur lintasbatang 3

Arahbelakang

Arahdepan


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 17

Gambar 14.Data spesifik slide guide Sumber : katalog MISUMI

Gambar 15.Data spesifik slide guide Sumber : katalog MISUMI

H B L1 L2 L3 W P1 P2 S1 l1 b H1 C DXgXh

CarbonSt eel

(1Block)

CarbonSt eel

(2Block)

SELB SEL2B

SELBV SEL2BV

SELBL SEL2BL

SELBLV SEL2BLV

RELB REL2B

RELBL REL2BL

SSELB SSEL2B

SSELBV SSE2BV

SSELBL SSEL2BL

SSELBLV

SSE2BLV

RSELB RSEL2B

RSELBL RSEL2BL

h6 IS FORSTAINLESS STEEL

NP

15 40

20 6*9.5*5.5 20 6030 30 M4 5 20 15

Low t emperat ureBleck Chrome

20 10 40 68 64.7 52.3 5

25 4 16 12 1516 8.5 32 58 55.3 43.3

12

3.5*6*4.5

10 2527 46 42.8 31.8

3.5

20

25

3.5*6*3.5 8 20

st ainlessSt eel

(1Block)

st ainlessSt eel

(2Block)

13 7.5

16

M3

3 21 7.8 9

20 3.5 13 10

Low t emperat ureBleck Chrome

10 5.5 20 40 37 29 3 15

6.5 72.4*4.2*2.

35 153 12 13 M2.6 2.5 198 5 17 32 29 22

4.5 5 2.4*3.5*1 5 156 - 7 M2.6 1.8 176 3.5 12 21 18.8 13.3

Cat alog No.W1

Block Dimension Guide Rail Dimension

Type


18 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Tabel 4.Data spesifik slide guide Sumber : katalog MISUMI

H

Basic Load rating Allowable static Moment Mass

C(Dynamic) kN Co(Static) kNM1

N.m

M2

N.m

M3

N.mBlocks Kg Guide Rails

Kg/m

6 0.6 1.0 1.8 1.8 2.3 0.005 0.1

8 1.6 2.4 7.5 7.5 9.0 0.016 0.2

10 2.2 3.7 12.3 12.3 13.0 0.03 0.3

13 3.5 5.3 24.5 26.4 32.3 0.06 0.6

16 5.8 8.7 57.8 62.6 67.6 0.10 1.0

20 7.2 13.5 80.7 80.7 138.2 0.18 1.6

Kgf =Nx0.101972

a. Pemilihan slide guidePemilihan slide guide dilihat dari

dimensi cutting tool yang akandipasangkan dilandasan slide guide.

Gambar 16.Ukuran cutting tool Sumber : Inventor

dan katalog MISUMI

Dimensi-dimensi gambar diatasmenunjukan ukuran cutting tool saatdipasangkan dengan landasan slide guide.Pemakaian slide guide tipe ini dari segiukuran terlihat proporsional.

Untuk beban yang dapat ditahan slideguide dapat diperhitungkan seperti dibawahini.

Gambar 17.Beban pada cutting tool

Sumber : Autodesk Inventor

Gambar 18.Trigonometri gaya

Jadi beban cutting tool yangditahan oleh slide guide sebesar FZ= 6.07[N], sedangkan beban yang dapatditahan slide guide itu sendiri sebesar3.5[KN]. Sehingga slide guide tipe ini, amandigunakan dalam perancangan MD cutting.

b. Mekanisme kerja slide guide

Gambar 19.Mekanisme gerak slide guide

Sumber : Inventor dan katalog MISUMI

Slide guide terpasang dengan togglesehingga dalam pergerakannya mengikutigerakan dari toggle itu sendiri. Dapat dilihatdari gambar diatas, jika toggle digerakanmemutar ke depan maka pergerakan slideguide akan maju ke depan begitu jugasebaliknya jika toggle digerakkan memutarke belakang maka nslide guide akanbergerak ke belakang.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 19

3. Cutting tool

Gambar 20.Cutting tool Sumber : Autodesk Inventor

Cutting tool dirancang menggunakan 2buah mata pisau potong, yang pertama matapisau tetap dan yang kedua mata pisaubergerak, dimana bergerak maju mundurdalam proses pemotongannya sepertigambar diatas.

Cutting tool terbuat dari materialDC53 yang memiliki kekerasan hingga63HRC.a. Pemilihan material potong (tool steel)

Untuk mengetahui materialyang tetap dalam proses perancanganalat potong, terlebih dahulu mengetahuigaya yang dibutuhkan dalam prosespemotongan konektor itu sendiri.Kebutuhan gaya potongnya sebagai berikut :

Gambar 21.Proses potong MD konektor Sumber :

Autodesk Inventor

Gaya potong batang 1Fl = 42.7 [N]Gaya potong batang 2F2 = 30.84 [N]Fpotong = 42.7 [N] + 30.84 [N] = 73.54 [N]Maka kebutuhan gaya potong Fpotong =73.54 [N]

Menghitung besarnya gaya tarikminimum material cutting tool.

Keterangan :t = Tegangan tarik cutting tool [N/mm2]

F = Gaya yang terjadi pada cutting tool [N]A = Luas penampang potong pada cuttingtool [mm2] F = 73.54[N]

A = luas penampang potong batang 1 + luaspenampang potong batang 2Perhitungan batang 1 (Øl = 1 [mm]

Perhitungan batang 2 (Øl = 0.85 [mm]

A = 0.785[mm]2 + 0.567[mm]2 = 1.352[mm]Maka :

Maka untuk memotong batang konektormemerlukan tegangan tarik material diatastegangan tarik yang dibutuhkan.

Pemakaian cutting tool dari materialDC53 dapat menjadi pilihan dengan dataspesifik seperti berikut :

Tabel 5.Karakteristik DC53 Sumber :

katalog Steel SS

D35 CHEMICAL COMPOSITION AND MECHANICALPROPERTIES

Physical Properties Metric EnglishSpesific Gravity 7.87g/cc 7.87g/ccMechanical Properties Metric EnglishHardness, Rockwell C 7.87g/cc 7.87g/ccTensile Strenght ,Ultimate 2750 Mpa

398000 psi

Modulus Elasticity 150 Gpa 21700ksi

t DC53 = 2750[MPa] = 2750[N/mm2]2750[N/mm2] > 54.39[N/mm2]

t DC53 > t yang dibutuhkan

Maka pemakaian cutting tool denganmaterial DC53 dapat digunakan.

4. StripperStripper berfungsi sebagai pemegang

produk saat proses pemotongan, sekaliguspendorong produk yang telah terpotongmasuk ke bawah pisau potong tetap gunamemisahkan produk jadi dan batang scrubserta sebagai kontrol OK atau tidaknya hasilpemotongan.


20 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Gambar 22.Stripper Sumber : Autodesk Inventor

a. Menentukan jenis pegas

Pegas yang digunakan untuk strippermerupakan pegas tekan,

dimana pegas menyimpan gaya saattoggle maju atau proses memotong, danpegas mulai mendorong produk setelahbatang konektor terpotong

Tabel 6.Data pegas Sumber : katalog MISUMI

N/mm(kgf/m)D /Type WY WR WF WL WT WM WH WB

2 0.5 (0.05)3

0.1 (0.01)

0.3 (0.03) 0.5 (0.05) 1.0 (0.1)

1.5 (0.15) 2.0 (0.2)3.9 (0.4)

4 2.9 (0.3) 4.9 (5.0)5

2.0 (0.2) 2.9 (0.3)

5.9 (0.6) 9.8(1.0)6810

0.2 (0.02)1213

9.8 (1.0) 19.6 (2.0)141618

0.5 (0.05) 1.0 (0.1) 20. (0.2) 3.9 (0.4) 4.9 (0.5) 14.7 (1.5)

29.4 (0.3)2022 29.4 (0.3)27

Fmax f=Lx75% f=Lx60% f=Lx45% f=Lx40% f=Lx40% f=Lx35% f=Lx30% f=Lx25%

Tabel 7.Data pegas Sumber : katalog MISUMI

WR : Fmax, (allowable Deflection) = Lx60%

d SolidLength

FMax

LoadN

Max.

CatalogNo.

Type D-L

UnitPrice

Qty 1-9

0.23 1.8 3 0.9 WR 3-5

0.600.25 2.3 6 1.8 100.3 4.8 9 2.6 150.3 4.8 12 3.5 200.32 6.8 15 4.4 25

0.650.32 6.8 18 5.3 300.35 11.5 21 6.2 350.35 11.5 24 7.1 40

b. Menghitung gaya dorong stripper


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 21

Load P [N] = (Spring Constant k [N/mm] xDeflection F [mm])

Gambar 23.Jarak tekan stripper Sumber : Autodesk

Inventor

Gaya tekan pegas sama dengan gayadorong pegas. Maka gaya dorong yangdihasilkan stripper sebesar 1.65[N].

C. Perhitungan

Gambar 24.Gaya-gaya yang bekerja

Gambar 25.FBD gaya –gaya JIG MD

Mencari momen yang terjadi pada toggle :

L = 136.84[mm] ≈ 0.137[m]MB = 222.5[N] x 136.84 = 30.48[Nm]


Beban yang cutting tool yang terjadi :

Jadi beban yang diterima slide guidesebesar 6.07 [N]

Untuk mencari gaya potong yangbekerja pada cutting tool dapat diperolehdengan mencari gaya pada FEW?

Sehingga gaya potong yangbekerja pada alat MD cuttingsebesar : 1219.2[N] − Fpegas = 1219.2[N] −1.65[N] = 1217.55[N]

Mencari momen yang terjadi pada slideguide, dapat dicari dengan mencari gaya-gaya reaksi tumpuan pada FEZ , FEY , FCZdan FCY terlebih dahulu.



22 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Maka

Momen yang terjadi pada slide guidemasih dalam batas dari spek yang ada,makakonstruksi alat ini dapat digunakan denganaman.

SIMPULAN

Jig MD cutting dirancang gunamemenuhi kebutuhan produksi akan alatpotong batang produk MD konektor. Yangpada awalnya proses pemotongan dilakukandengan bantuan gunting kuku, akan tetapipemotongan dengan gunting kuku hasilnyakurang baik, prosesnya memakan waktuyang cukup lama dan faktor keamanan nyakurang. Perancangan jig ini diawali denganmenggunakan toggle dan operator sebagaisumber energinya. Hal ini dilakukan untukmelihat kualitas produk hasil pemotongan.,jika dianggap baik maka alat ini dapatdilakukan otomasi dengan mengganti toggledengan motor ataupun pneumatik agarmendapatkan efisiensi yang lebih maksimal.Penggunaan Jig MD cutting selain sebagaialat potong juga sebagai kontrol hasil potong,baik atau tidak nya produk yang dihasilkan

karena alat ini memiliki dimensi potong yangterukur sehingga produk yang dihasilkantidak menyimpang dari spek dimensi yangdiharapkan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Saya ucapkan terima kasih kepada rekanrekan mahasiswa Universitas Pancasila danrekan – rekan PT. JST atas bantuannyayang membantu dalam kelancaraanpenelitian saya ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Fatchu rohman, OTOMASI PADAMESIN PEMOTONG KONEKTORUNTUK KABEL Ø1.25mmMENGGUNAKAN PLC, Jakarta, SkripsiTugas Akhir Teknik Mesin UniversitasPancasila 2012

2. Sularso dan Kiyokatsu Suga, DASARPERENCANAAN DAN PEMILIHANELEMEN MESIN, PT. PradnyaParamita, Jakarta 2004.

3. David G. Ullman, The MechanicalDesign Process, fourth edition, McGraw-Hill, New York, 2003.

4. Rapra Technology Limited, HighPerformance Plastics 2005, iSmithersRapra Publishing, Austria, 2005.

5. Internet, conector catalog, www.jst.com6. Internet, DC53 medium chrome tool

steel, katalog www.alro.com, download01/11/2012 12.56pm

7. Katalog MISUMI8. Khurmi, R.S dan JK Gapta. 1982. A

TEXT BOOK OF MACHINE DESIGN.New Delhi : Eurasia Publising House(Ovt) LTD

9. Kinnear, Thomas C,;james R.taylor(1996). Marketing research : an appliedapproach (5th ed). New York: Mcgraw-Hill,Inc kutipan dari Dr AsepHermawan,M.Sc, Penelitian BisnisParadigma Kuantitatif, pt grasindoJakarta,2005

10. Kutipan kotler dari buku rhenaldkasali,Ph.D.,CHANGE,GramediaJakarta,2007

Analisis Potensi Bahaya Ledakan SPPBE Di Sekitar Calon Tapak RDE (Siti Alimah, Dedy Priambodo, June Mellawati)__________________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 23

ANALISIS POTENSI BAHAYA LEDAKAN SPPBEDI SEKITAR CALON TAPAK RDE

ANALYSIS OF THE POTENTIAL EXPLOSION HAZARD SPPBEAROUND THE CANDIDATE SITE RDE

Siti Alimah, Dedy Priambodo, June Mellawati

Pusat Kajian Sistem Energi Nuklir- BATANJl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan; Jakarta 12710, Telp/ Fax : (021) 5204243

E-mail : [email protected] [email protected] [email protected]

Abstrak

Potensi bahaya eksternal akibat ulah manusia terhadap tapak RDE (ReaktorDaya Eksperimental) harus diidentifikasi dan dianalisis untuk memperoleh basisdesain yang cocok dengan instalasi yang akan dibangundi lokasi tapak tersebut.Salah satu sumber bahaya eksternal tersebut adalah keberadaan depopenyimpanan bahan bakar gas (SPPBE) yang merupakan salah satu sumbertidak bergerak. Bahaya ledakan dari SPPBE berpotensi membahayakan tapakjika tapak RDE berada dalam SDV (Screening Distance Value) SPPBE tersebut (5km), sehingga diperlukan analisis potensi bahaya ledakan. Tujuan penelitian iniadalah untuk mengetahui sejauh mana potensi bahaya ledakan yang ditimbulkanSPPBE yang berada di sekitar area tapak RDE, jika terjadi kebocoran tangkiSPPBE. Metode penelitian meliputi pengumpulan data primer dan konfirmasi dilapangan sekitar area tapak, pemetaan, serta melakukan analisis potensi bahayaledakan menggunakan software ALOHA versi 5.4.5 dan MARPLOT. Hasilkonfirmasi di lapangan menunjukkan bahwa tapak RDE berada dalam SDV duabuah SPPBE karena berjarak 2,995 dan 4,141 km dari area tapak. Hasil analisismenunjukkan bahwa lepasan gas elpiji dari kedua SPPBE tidak membahayakantapak RDE karena ledakannya tidak mencapai area tapak dan tidak menimbulkankerusakan bangunan, dengan asumsi kebocoran terjadi di bagian bawah tankisebesar 2,5 inchi.

Kata Kunci : ledakan, SPPBE, tapak RDE, SDV.

Abstract

Potential of external hazards cause of human induced event to RDE(Experimental Power Reactor) must be identified and analyzed to obtain suitabledesign basis with installation will be built. One source of external hazards isexisting of a gaseous fuel storage depot (SPPBE), which is one of the stationarysources. Explosion hazards from SPPBE have potential harmfull of RDE site if thesite is within the SPPBE-SDV (Screening Distance Value) (5 km) so that therequired analysis of the potential explosion hazards. The purpose of this researchwas to determine the extent of the potential hazard explosion of SPPBE around ofRDE site area, if happen leakage of the SPPBE tank. The research methodinvolves collecting data, a confirmation around the site area, mapping andanalysis of the potential hazards of explosion using ALOHA software version 5.4.5and MARPLOT. Confirmation results show that there are two SPPBE around thesite are with distances 2.995 and 4.141 km. The analysis showed that thereleases of LPG from both SPPBE not endanger tread RDE because theexplosion did not reach the site area and does not cause damage to the building,assuming a leak occurs in the bottom of the tank by 2.5 inch.

Keywords : explosion, SPPBE, site RDE, SDV.

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (23 - 30)

24 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Diterima (received) : 28 Mei 2016, Direvisi (reviewed) : 10 Juni 2016, Disetujui(accepted) : 20 Juni 2016

PENDAHULUANBATAN sebagai lembaga litbang di

bidang nuklir berencana membangunReaktor Daya Eksperimental (RDE) dikawasan Puspiptek Serpong, untukmendukung kebijakan pemerintah di bidangenergi. RDE tersebut direncanakan untukdemonstrasi pembangkitan listrik dan aplikasipanas proses untuk industri. Terkaitpersiapan pembangunan RDE, dan sesuaiperaturan Kepala Badan Pengawas TenagaNuklir Nomor 6 Tahun 2008 tentang evaluasitapak reaktor daya, maka aspek kejadianeksternal akibat ulah manusia harus dikajidan dievaluasi[1].

Sumber kejadian eksternal akibat ulahmanusia dapat diklasifikasikan sebagaisumber bergerak dan tidak bergerak. Sumbertidak bergerak meliputi kegiatan manusiaterkait kilang minyak, industri kimia, depopenyimpanan BBM (SPBU), depopenyimpanan gas (SPPBE), jaringantransmisi penyiaran dan telekomunikasi,penambangan/penggalian, keberadaanhutan, fasilitas nuklir lain, peralatan berputardengan energi tinggi, dan fasilitas militer.Sedangkan sumber bergerak meliputikegiatan manusia terkait keberadaan jalur relkereta api, lalulintas jalan raya, kapal, jalurpipa (gas/minyak), bandar udara (pergerakanpesawat dan frekuensi penerbangan), koridorlalu lintas udara dan jalur penerbangan(militer/sipil)[1,2,3].

Tujuan penelitian adalahmelakukananalisis potensi bahaya ledakandepo penyimpanan bahan bakar gas(SPPBE) terhadap tapak RDE, jika terjadikebocoran tangki di SPPBE.

BAHAN DAN METODE

MetodeMetode yang digunakan dalam penelitianadalah :1. Pengumpulan data keberadaan SPPBE di

sekitar area tapak (hingga radius 5 km)dan konfirmasi kapasitas SPPBEtersebuat.

2. Pemetaan lokasi SPPBE dan SDVSPPBE.

3. Analisis potensi bahaya lepasan gas,kebakaran dan ledakan denganmenggunakan software ALOHA versi5.4.5, Juli 2015 dan MARPLOT.

KARAKTERISTIKA LPGStasiun Pengisian dan Pengangkutan

Bulk Elpiji (SPPBE) merupakan stasiun yangmelayani pengangkutan dan pengisian gasLPG (Liquified Petroleum Gas) Pertaminadengan merek dagang ELPIJI. Salah satupotensi bahaya yang mungkin ditimbulkanoleh kegiatan SPPBE adalah bahayaledakan. Hal ini karena gas tersebuttermasuk kategori gas yang pada temperaturambien sifat volatile (mudah menguap) danflammable (mudah terbakar) yang tinggi(batas flammable terendah 1,8-1,9%) dandapat meledak jika bercampur udara atauoksigen pada kandungan uap 2-10% volume,tidak berwarna, tidak korosif dan tidakberbau. Titik didih -40 sampai 80oC, titiknyala -104oC, autoignition 450oC. Sejumlahkecil pembau digunakan untuk deteksikebocoran[4,5]. Komersial LPG yang ada dipasaran, terdiri dari 30% propana (C3H8) dan70% butana (C4H10), serta menggunakantekanan uap sekitar tekanan uap sekitar 100psig[5]. Pada temperatur 25oC, tekanan uapadalah 3,6 barg[6]. Kebakaran terjadi jikaterdapat 3 unsur yaitu adanya bahan bakar,oksigen dan sumber panas seperti loncatanbunga api atau pemantik[7]. LPG ditrasportasidan disimpan dalam fase cair pada tekanancukup tinggi.

Gas campuran butana dan propanatersebut mempunyai densitas 1,859[8],sehingga jika terjadi kebocoran gas akansangat berbahaya, jika tidak ada angin yangmenghembusnya ke udara terbuka. Olehkarena itu sangat pentingmempertimbangkan persyaratan ventilasi.Ventilasi harus cukup ketika terdapatkejadian kebocoran. Gas LPG lebih beratdari udara, dan mengalir turun sampai levelterendah dan dapat terakumulasi untukjangka waktu yang lama, sehingga dapatmenimbulkan bahaya ledakan[9].

Pada pelepasan gas kondisi atmosfer,gas akan naik atau turun, tergantungkepadatan uap dan akan diarahkan sesuaijalur angin. Pada ketiadaan angin, gas yanglebih berat akan berkumpul dititik bawahmedan. Pelepasan gas tersebut, jika terignisiakan terbakar. Pelepasan gas dalam jumlahbesar dapat menimbulkan bahaya yangsignifikan bagi lingkungan karena selainmenghasilkan kebakaran juga ledakan.

Ledakan campuran gas LPG-udaradiruang yang terkungkung adalahberbahaya, karena tekanan tinggi dan lajupeningkatan tekanan yang tinggi dicapai


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 25

lebih cepat setelah ignisi. Hal ini samadengan proses yang membahayakan bejanatanpa peralatan penekan ledakan. Ledakandidefinisikan sebagai suatu kejadian yangmengarah pada kenaikan tekanan secaracepat[10]. Ledakan dapat terjadi dibagiandalam proses atau perpipaan, dalambangunan atau lepas pantai, dan juga dapatterjadi di area terbuka. Fenomena lepasangas atau uap cairan mudah terbakar terlepaske atmosfer diperlihatkan dalam Gambar 1.Jika awan uap yang dibentuk dari pelepasantersebut tidak dalam batas flammability ataujika sumber ignisi lemah, awan gas akandiencerkan dan menghilang. Ignisi dapatterjadi segera atau tertunda sampaibeberapa menit, yang semuanya tergantungcircumstances. Dalam kasus ignisi segera(sebelum bercampur dengan udara atauadanya oksigen), kebakaran akan terjadi.

Situasi yang paling berbahaya akanterjadi jika sejumlah besar awan campuranbahan bakar-udara yang mudah terbakarterbentuk dan menyala[5]. Waktu dari saatpelepasan sampai ignisi beberapa detiksampai beberapa menit. Tekanan yangdihasilkan gelombang kebakaran akantergantung pada seberapa cepat apidisebarkan dan bagaimana tekanan dapatterekspansi dari awan uap (diatur

pengungkung). Jadi faktor yangmempengaruhi secara substansial darikejadian kecelakaan adalah waktupenyalaan dalam menghasilkan awan dantingkat pengungkungan yang diberikanlingkungan sekitarnya[11]. Akibat dariledakan gas dapat tidak membahayakansampai pengrusakan total. Tekanan akibatledakan gas dapat membahayakan personildan material atau dapat menyebabkankebakaran dan bleve. Kebakaran adalahkejadian sangat umum setelah ledakan gas.Ketika awan uap ternyalakan, api dapatmenyebar dalam dua mode yang berbedayaitu deflagrasi dan detonasi.

Mode deflagrasi adalah perambatan apiyang paling umum. Perambatan deflagrasipada kecepatan subsonic (1-1000m/det).Tekanan ledakan dapat mencapai berberapabarg, tergantung kecepatan kebakaran.Detonasi adalah reaksi kejutan dimana apibergerak dengan kecepatan supersonic(lebih cepat dari kecepatan suara), dengankecepatan 1500-2000m/det dan tekananpuncak 15-20 bar. Detonasi menghasilkantekanan jauh lebih tinggi dari yang dianggapledakan biasa[7,11]. Jika tekanan awal tinggimaka tekanan detonasi akan lebih parah danmerusak.

Gambar 1.Pohon Kejadian Konsekuensi Pelepasan Gas atau Uap cairan yang Mudah Terbakar

terlepas ke Atmosfer[5,12]

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan konfirmasi di lapangandiperoleh data adanya 2 buah SPPBE yangmerupakan depo penyimpanan dan

penyaluran LPG, yaitu berada di TamanTekno Ciater, Tangerang Selatan dengankapasitas gas masing-masing 15000 kg(sebanyak 2 tanki) dan 30000 kg.

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (23 - 30)

26 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Screening Distance Value (SDV) yangmerupakan penentuan nilai jarak penapisan,untuk SPPBE adalah 5 km[1]. Hasil penapisandiketahui bahwa tapak berada di dalam SDVke dua industri gas (SPPBE) yaitu PT. BMberjarak 2,995 km dan PT. ISR berjarak4,141 km masing-masing dari tapak (didalam SDV) dan ditunjukkan pada Gambar 1,sehingga dilakukan analisis.

Salah satu analisis potensi bahaya yangmungkin ditimbulkan oleh SPPBE adalahledakan. Analisis dimaksudkan untukmengetahui dampak dari suatu kejadiankecelakaan karena kegiatan manusia disekitartapak berpotensi menimbulkan bahayakeamanan dan keselamatan tapak. Analisis

dilakukan dengan menggunakan softwareALOHA (Areal Locations of HazardousAtmospheres) versi 5.4.5 dan MARPLOT (dariBadan Perlindungan Lingkungan AmerikaSerikat/US EPA Amerika).

Langkah awal pada analisis adalahmengidentifikasi jenis dan jumlah inventorimaksimum fluida dalam fasilitas, spesifikasitempat penyimpanan dan data meteorologidisekitar lokasi. Data meteorologi stasiunterdekat dari tapak menunjukkan bahwakecepatan angin 9,8 m/det, arah angin 150o,temperatur 34,1oC dan kelembaban 74,6%[13].

Data masukan untuk analisisdiperlihatkan dalam Tabel 1.

Gambar 2.SDV SPPBE terhadap Tapak RDE[13]

Tabel 1.Data Masukan Untuk Analisis

Sumber Jenisbahan

Komponenutama Komponen

Dimensi Tanki Kapasitas(Ton)Diameter

dalam (mm)Panjang

(mm)PT. BM LPG Butana Skid Tank 2100 8668 15

PT. ISR LPG Butana Storage Tank 2890 11070 30

Lepasan gas pada tangki LPG milik PT. BMberasal dari skid tank, sedangkan PT. ISRberasal dari storage tank. Diasumsikanbahwa truk tanki mengalami kebocoranpada bagian katup transfer dibagian bawah

tanki sebesar 2,5 inchi. Dengan datamasukan analisis untuk ALOHA[14] sepertiterlihat dalam Tabel 1, diperoleh skenarioterjadinya lepasan gas sebagai berikut:- Akibat kebocoran, senyawa butana keluar


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 27

dari tanki PT. BM dengan laju alir rata-rata231 kg/menit, dan lepasan gas sebanyak12.554 kg selama 1 jam. Hal yang samaterjadi pada PT. ISR dan diperoleh laju alirrata-rata lepasan gas sebanyak 236kg/menit, dan lepasannya sebanyak13.811 kg selama 1 jam.

- Kejadian ledakan dapat diuraikan sebagaiberikut : Mula-mula terjadi kebocoran gas

butana pada skid tank PT. BM(kapasitas 15000 kg) dengan lajukebocoran rata-rata 231 kg/menit danmelepaskan gas sebanyak 12554kg/jam sehingga membentuk “awanuap” (campuran 2 fasa : gas & aerosolbutana).

Demikian pula kebocoran gas butanapada storage tank PT. ISR (kapasitas30000 kg) dengan laju kebocoran rata-rata 236 kg/menit dan melepaskan gassebanyak 13811 kg/jam sehingga

membentuk “awan uap” (campuran 2fasa: gas & aerosol butana).

Selanjutnya awan uap terperangkapdiantara perpipaan pada instalasipengisian tabung LPG dan ternyalakanoleh percikan api sehingga terjadi nyaladan menyebabkan ledakan.

Ledakan yang terjadi merupakan jenisvapor cloud explosion yang mempunyaidaya rusak.

Ledakan yang disebabkan olehcampuran gas dapat merusakbangunan, menyebabkan luka padapekerja/pengunjung yang beradalokasi, dan dapat memecahkankaca/gelas,

Dengan skenario seperti yang diuraikanterhadap kedua SPPBE tersebut, maka efekledakan yang terjadi diperlihatkan padaTabel 2.

Tabel 2.Hasil Analisis ALOHA

SPPBE PT. BM SPPBE PT. ISR

Tidak menyebabkan kerusakan bangunan Tidak menyebabkan kerusakan bangunan

Tidak menyebabkan luka serius padapekerja/pengunjung yang berada > 19 mdari sumber kebocoran

Tidak menyebabkan luka serius padapekerja/pengunjung yang berada > 21 mdari sumber kebocoran

Tidak memecahkan kaca bangunan yangberada > 42 m dari sumber (tapak RDEberada pada jarak 2,995 km dari SPPBEPT. BM)

Tidak memecahkan kaca bangunan yangberada > 44 m dari sumber (tapak RDEberada pada jarak 4,141 km dari SPPBEPT. ISR)

Jadi dari analisis tersebut diketahui bahwaledakan yang terjadi tidak menimbulkan zonabahaya yang mampu merusak bangunan,kekuatan gelombang kejut dari ledakanhanya mengakibatkan pekerja ataupengunjung yang berada di sekitar sumberledakan terluka. Dan dengan menggunakan

software MARPLOT efek ledakan dari kedua SPPBE diperlihatkan dalam Gambar 3dan Gambar 4. Dalam Gambar 5 terlihatledakan yang terjadi tidak mencapai tapaksehingga tidak membahayakan tapak RDE.

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (23 - 30)

28 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Gambar 3.Sebaran Ledakan dari SPPBE Pt Bhakti Mingasutama

Gambar 4.Sebaran ledakan dari sppbe PT Indah Sri Rejeki Ciater


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 29

Gambar 5.Jarak Efek Ledakan Terhadap Tapak RDE

SIMPULAN

Hasil konfirmasi di lapangan menunjukkanbahwa di sekitar area tapak hingga radius 5km terdapat 2 SPPBE dengan jarak masing-masing 2,995 dan 4,141 km dari area tapak.Dengan asumsi jika terjadi kebocoran dibagian bawah tanki sebesar 2,5 inchi,menggunakan software ALOHA diketahuibahwa ledakan yang terjadi tidakmenyebabkan kerusakan bangunan. Selainitu juga tidak menyebabkan luka serius padapekerja/pengunjung yang berada > 19 m darisumber kebocoran dan tidak memecahkankaca bangunan yang berada > 42 m darisumber, sehingga tidak ada potensi bahayayang mungkin ditimbulkan oleh kegiatanSPPBE tersebut terhadap tapak RDE.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih penulis sampaikankepada Prof. Yulianto Sulistio Nugroho,M.Sc., Ph.D., yang telah memberikanmasukan pemakaian modelling programsoftware ALOHA untuk memperkirakan zonaancaman akibat ledakan. Juga pada BapakIr. Yarianto Sugeng Budi Susilo, M.Si., yangtelah memberi kesempatan untuk melakukankegiatan ini, serta pada Ir. Sriyana MT., yang

telah memberikan arahan dalam penulisanmakalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. BAPETEN, “Evaluasi Tapak ReaktorDaya Untuk Aspek Kejadian EksternalAkibat Ulah Manusia”, Peraturan KepalaBapeten No. 6 Tahun 2008, Jakarta2008.

2. IAEA. NS-G-3.1 "External HumanInduced Events In Site Evaluation ForNuclear Power Plants”, 2002, IAEA,Vienna, 2002.

3. JUNE, MELLAWATI, YARIANTO. SBS.,HADI SUNTOKO. “Sumber PotensialBahaya Eksternal Akibat Manusia PadaSurvei Tapak PLTN” JurnalPengembangan Energi Nuklir. Vol. 12.No.1, Juni 2010. Hal 28-37.

4. AFROX, “Material Safety Data Sheet(MSDS)”, Ref. No. : MS111, Version 2,March, 2014.

5. ISHAK, MSB., “Determination ofExplosion Parameter of LPG-AirMixtures in The Closed Vessel”, aThesis Submitted In Fullfillment Of TheRequirements for The Award of TheDegree of Bachelor of ChemicalEngineering, Nov., 2008.

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (23 - 30)

30 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

6. THE ENGINEERING TOOLBOX,Propane Butane Mix- EvaporationPressure,www.engineeringtoolboc.com/propane-butane-mix-d_1043.html, diaksesJanuari, 2016.

7. DIAN SARTIKA K., AnalisisKonsekuensi Dispersi Gas, Kebakarandan Ledakan Akibat Kebocoran TabungLPG 12 Kg di Kelurahan ManggaraiSelatan Tahun 2012 denganMenggunakan Breeze Incident AnalystSoftware”, Skripsi Fakultas KesehatanMasyarakat, UI,Jakarta, Juni, 2012.

8. A CORPORATION DEVOTED TOENERGY-ORIENTED NEEDS,“Technical Data for Propane, Butane,and EPG Mixtures”, Alternate EnergySystems, Inc, USA, January, 2016.

9. AFROX, “Luquefied Petroleum Gas”,Product Referenve Manual Section 5,January, 2016.

10. IKE PUJIRIANI, “Analisis Potensi RisikoKeselamatan Liquefied Petroleum Gas(LPG) Di Depok Tahun 2011”, TesisFakultas Kesehatan Masyarakat,Program Studi Magister Keselamatandan Kesehatan Kerja, UI, Januari 2012.

11. SPYROS SKLAVOUNOS, et. all.,Estimation of Safety Distances in theVicinity of Fuel Gas Pipelines”, Journalof Loss Prevention In The ProcessIndustries, Vol. 19, Jan. 2006.

12. BJERKETVEDT, D., ET.ALL, “GasExplosion Handbook”, Journal ofHazardous Material , 52, 1997.

13. BATAN, “Kejadian Eksternal Akibat UlahManusia”, Laporan Evaluasi Tapak rev.0, 2015, PKSEN, BATAN, Jakarta

14. US.ENVIROMENTAL PROTECTIONAGENCY, “User’s Manual ALOHA”, TheCameo Software System, NationalOceanic and AtmosphericAdministration, February 2007.

Optimasi Formula Edible Film Berbasis Amilopektain Pati Singkong dan Karagenan ( Heri Purwoto, G.Jeni Christi A)__________________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 31

OPTIMASI FORMULA EDIBLE FILM BERBASIS AMILOPEKTINPATI SINGKONG DAN KARAGENAN

OPTIMIZATION OF FORMULA EDIBLE FILM BASED ONAMYLOPECTIN CASSAVA STARCH AND CARRAGEENAN

Heri Purwotoa, G Jeni Christi Ab

a Laboratorium Teknologi Pengolahan Hasil Perikanan dan Peternakan, LAPTIAB, BPPTbDepartemen Biokimia, Institut Pertanian Bogor, Bogor 16880.

e-mail : [email protected], [email protected]

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan formula optimum antara amilopektinpati singkong dan karagenan sebagai bahan baku edible film. Program DesignExpert 7.0.0 (trial version) dengan Response Surface Methodology (RSM) CentralComposite Design (CCD) digunakan untuk mengoptimasi formula edible film.Variabel bebas yang digunakan yaitu persentase amilopektin, karagenan dangliserin. Variabel respon yang diukur dan dioptimasi yaitu laju transmisi uap air,kuat tarik dan modulus elastisitas. Hasil optimasi dari program Design Expert 7.0.0merekomendasikan 15 solusi optimasi dengan nilai desirability tertinggi sebesar0.821. Formula satu dipilih untuk divalidasi dengan faktor-faktor yaitu amilopektin3.00 %, karagenan 2.00 %, dan gliserin 2.00 %. Nilai respon prediksi untuk lajutransmisi uap air sebesar 16.331 g/m2/24 jam, kuat tarik sebesar 180.657 kgf/cm2

dan modulus elastisitas sebesar 139.262 kgf/cm2. Nilai hasil validasi untuk lajutransmis uap air sebesar 16.1027 g/m2/24 jam, kuat tarik sebesar 208.42 kgf/cm2

dan modulus elastisitas sebesar 183.05 kgf/cm2, sehingga solusi yangdirekomendasikan oleh program sudah cukup baik.

Kata kunci : Amilopektin pati singkong, Karagenan, Edible film, Optimasi formula

Abstract

The research was conducted to obtain optimum formula between amylopectincassava starch and carrageenan as a raw materials of edible film. Design Expert7.0.0 (trial version) with Response Surface Methodology (RSM) Central CompositeDesign (CCD) was used to optimize the edible film formula. Independent variabelwas used is percentage of amylopectin, carrageenan and glycerin. Responsevariabels was measured and optimized are water vapor transmission rate, tensilestrength and modulus of elasticity. Optimization result from Design ExpertSoftware recommends 15 optimization solutions with the highest desirability scoreof 0.821. Formula one was selected for validation with factors 3.00 % ofamylopectin, 2.00 % of carrageenan and 2.00 % of glycerin. Prediction responsevalue was 16.331 g/m2/24 hours of water vapor transmission rate, 180.657 kgf/cm2

of tensile strength and 139.262 kgf/cm2 of modulus of elasticity. Validation resultvalue was 16.1027 g/m2/24 hour of water vapor transmission rate, 208.42 kgf/cm2

of tensile strength and 183.05 kgf/cm2 of modulus of elasticity, so the solution wasrecomended by the program is good enough.

Key word : Amylopectin cassava starch, Carrageenan, Edible film, Formulaoptimization

Diterima (received) : 29 Maret 2016, Direvisi (reviewed) : 04 April 2016, Disetujui(accepted) : 20 April 2016

MM..PP..II.. VVooll 1111 NNoo.. 11,, AApprriill 22001177 -- ((3311--4400))____________________________________________________________________________________________

32 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

PENDAHULUAN

Bahan pangan mudah mengalamipenurunan kualitas yang dipengaruhi olehfaktor lingkungan, kimia, fisika, biokimia danmikrobiologi. Salah satu cara untukmempertahankan kualitas tersebut adalahdengan pengemasan bahan pangan secaratepat. Pengemasan merupakan prosespembungkusan bahan pangan dengan bahanpengemas yang sesuai untuk menjagakeawetan dan konsistensi mutu bahanpangan tersebut1). Kemasan yang seringdigunakan untuk bahan pangan adalahplastik, akan tetapi karena sifat plastik yangnonbiodegradable sehingga menyebabkanterjadinya pencemaran lingkungan karenatidak mudah terurai oleh mikroorganismemaka dikembangkanlah sistem kemasanbahan pangan dari bahan organik yangberasal dari bahan-bahan terbarukan danekonomis yang dapat diuraikan olehmikroorganisme menjadi senyawa yangramah lingkungan yaitu kemasan yangbersifat biodegradable2).

Edible film merupakan kemasan yangbersifat biodegradable, berupa lapisan tipisdari bahan alami yang tidak beracunsehingga dapat dimakan dan diletakkansebagai pelapis pada atau diantarakomponen-komponen pangan yang berfungsisebagai penghalang dalam mengendalikantransfer oksigen, uap air, lipid dan komponenvolatil dalam bahan pangan2). Komponenpenyusun edible film dibagi menjadi tigakelompok yaitu hidrokoloid, lemak dankomposit (kombinasi dari hidrokoloid danlemak)3).

Penelitian mengenai edible film berbahandasar pati telah banyak dilakukan,diantaranya yaitu edible film berbahan dasarpati sukun-kitosan2), edible film dari patijagung4), edible film berbahan dasar patiganyong5), edible film dari pati buah lindur6),edible film berbahan dasar pati talas7), danedible film berbahan dasar pati sagu denganpenambahan gliserin dan karagenan8), akantetapi penelitian mengenai edible filmberbahan dasar amilopektin pati singkongdan karagenan belum ada yangmelakukannya.

Tujuan dari penelitian ini yaitu untukmenentukan formula optimum antaraamilopektin dan karagenan sebagai bahanbaku edible film untuk mendapatkan sifatmekanik yang baik dan ketahanan air yangtinggi. Optimasi formula edible film dilakukanmenggunakan program Design Expert 7.0.0(trial version) Response Surface Methodology(RSM) Central Composite Design (CCD).Variabel bebas yang digunakan yaitu

persentase amilopektin, karagenan dangliserin, sedangkan variabel respon yangakan diukur dan dioptimasi meliputi lajutransmisi uap air, kuat tarik dan moduluselastisitas.

BAHAN DAN METODE

Bahan dan AlatBahan yang digunakan dalam penelitian

ini meliputi amilopektin pati singkong,karagenan (Brataco), Gliserin (Brataco) danair demineralisasi. Alat-alat yang digunakanyaitu neraca analitik (Kern ABS 220-4N),hotplate (Thermo Scientific Cimarec), WVTRTester, Universal Testing Machine, cetakanfilm.

Rancangan Formulasi dan ResponPembuatan rancangan formulasi dan

respon dilakukan dengan program DesignExpert 7.0.0. Variabel bebas dalam penelitianini yaitu persentase amilopektin, karagenandan gliserin. Penetuan batas mínimum danmaksimum persentase variabel bebasdiperoleh dari kajian penelitian sebelumnyadan trial error (Tabel 1). Nilai batas mínimumdan maksimum tersebut dimasukkan kedalam program untuk dilakukan pengacakankombinasi sehingga didapatkan rancanganformula yang akan dianalisis (Tabel 2).Respon yang akan diukur dan dioptimasimeliputi laju transmisi uap air, kuat tarik danmodulus elastisitas.

Tabel 1.Kisaran Nilai Variabel Bebas

Komponen Variabelfaktor (%)

Nilaimax

Nilaimin

A Amilopektin 3 1B Karagenan 2 1C Gliserin 3 2

FormulasiFormulasi merupakan tahapan

pembuatan film sesuai dengan formula yangdiberikan oleh program (Tabel 2). Prosespembuatan film dimulai dari gelatinasiamilopektin (70 0C) dan karagenan (60 0C).Amilopektin tergelatinasi berturut-turutditambahkan dengan gliserin dan karagenantergelatinasi dan dipanaskan hingga suhu 900C ± 5 0C. Setelah suhu pencampurantercapai kemudian dilakukan pencetakan film.Film dikeringkan pada suhu 20 0C – 25 0Cdengan kelembapan 40 – 45 % selama 48jam. Film kering disimpan dengan aluminiumfoil dalam wadah tertutup berisi silica gelsebelum dilakukan analisa. Analisa filmmeliputi pengukuran laju transmisi uap air,kuat tarik dan modulus elastisitas.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 33

Pengukuran Respon Laju Transmisi UapAir

Laju transmisi uap air diukurmenggunakan

Tabel 2.Rancangan Formulasi Bahan Baku Ediblefilm Menggunakan Program Design Expert

7.0.0

Formula Faktor (%)Amp1 Kar2 Gly3

1 3.00 1.00 2.002 3.00 2.00 2.003 1.00 2.00 2.004 2.00 1.50 3.345 2.00 1.50 2.506 2.00 1.50 2.507 2.00 1.50 1.668 3.00 1.00 3.009 1.00 1.00 3.00

10 2.00 2.34 2.5011 3.68 1.50 2.5012 3.00 2.00 3.0013 0.32 1.50 2.5014 2.00 1.50 2.5015 2.00 0.66 2.5016 2.00 1.50 2.5017 1.00 1.00 2.0018 2.00 1.50 2.5019 2.00 1.50 2.5020 1.00 2.00 3.00

Keterangan : 1Amp: amilopektin, 2Kar: karagenan,3Gly: gliserin

menggunakan Water Vapor TransmissionRate Tester dengan metode standar ASTME-96.

Pengukuran Respon Kuat Tarik danModulus Elastisitas

Kuat Tarik dan modulus elastisitas diukurmenggunakan Universal Testing Machinedengan metode standar ASTM D-882.

Analisis ResponSetiap variabel respon dianalisis satu

persatu menggunakan Analysis of Variance(ANOVA). Model yang digunakan untukanálisis variabel adalah model yangmenghasilkan nilai signifikan pada ANOVAdan non signifikan pada lack of fit.

Optimasi dan ValidasiPada tahap optimasi, masing-masing

respon ditentukan tujuan optimasinya dalamprogram Design Expert 7.0.0 (Tabel 3).Program kemudian melakukan optimasisesuai dengan data variabel dan data hasilpengukuran respon yang dimasukkan (Tabel4). Keluaran dari tahap optimasi beruparekomendasi formula baru yang optimalmenurut program (Tabel 6). Setelah

didapatkan hasil optimasi, kemudiandilakukan validasi hasil optimasi terpilih.

Tabel 3.Komponen Respon yang Dioptimasi, Target

dan Batasan pada Tahapan OptimasiFormula

KomponenRespon Target Batas

bawahBatasatas

Amilopektin(%)

Dalambatasan 1 3

Karagenan(%)

Dalambatasan 1 2

Gliserin (%) Dalambatasan 1 3

Laju transmisiuap air

(g/m2/24 jam)Minimal - -

Kuat tarik(kgf/cm2) Maksimal - -

Moduluselastisitas(kgf/cm2)

Maksimal - -


Hasil PenelitianOptimasi Formula Edible Film

Hasil pengukuran respon laju transmisiuap air, kuat tarik dan modulus elastisitasdapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4.Hasil Pengukuran Respon

Formula ResponLTUA3 KT5 ME6

1 18.1061 153.69 119.612 16.1027 208.42 183.053 23.2170 174.78 121.514 25.9803 99.37 68.665 26.1903 107.95 76.466 25.2045 114.02 82.817 19.5452 136.70 109.058 24.4989 72.23 52.039 29.8706 57.79 42.84

10 22.1656 145.10 97.9011 17.1795 131.60 98.2312 20.8967 133.89 87.5813 29.6094 126.70 88.1814 23.0269 113.47 76.0915 29.5287 63.66 42.2916 23.1304 113.10 74.5117 29.6651 98.79 72.9918 23.0357 123.94 82.0219 25.8290 111.28 77.2620 27.7189 142.89 93.24

Keterangan : 3LTUA: laju transmisi uap air, 4KT:kuat tarik, 5ME: modulus elastisitas


34 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Berdasarkan Tabel 4 dapat dilihat bahwakisaran nilai respon laju transmisi uap airberkisar antara 16.1027 g/m2/24 jam-29.8706 g/m2/24 jam, dengan nilai respon29.8706 g/m2/24 jam, dengan nilai responkuat tarik antara 57.79 kgf/cm2 – 208.42kgf/cm2 dan nilai respon modulus elastisitasberkisar antara 42.84 kgf/cm2 – 183.05kgf/cm2. Hasil analisis ragam (ANOVA)(Tabel 5), menunjukkan bahwa model yangterpilih untuk respon laju transmisi uap air,kuat tarik an modulus elastisitas adalah linier,karena nilai R2-nya lebih besar dibandingkanmodel yang lain yaitu 0.8940 untuk lajutransmisi uap air, 0.8060 untuk kuat tarik dan0.7340 untuk modulus elastisitas. Selain itu,model ini signifikan dengan nilai p lebih kecildari 0.05 (<0.0001) untuk laju transmisi uapair, lebih kecil dari 0.05 (<0.0001) untuk kuattarik dan lebih kecil dari 0.05 (0.0001) untukmodulus elastisitas. Hasil ANOVA jugamenunjukkan bahwa persentase amilopektin,karagenan dan gliserin berpengaruh nyataterhadap respon laju transmisi uap airdengan nilai lack of fit yang tidak signifikanyaitu lebih besar dari 0.05 (0.5472). Nilai lack

of fit yang tidak signifikan menunjukkanadanya kesuaian data respon laju transmisiuap air dengan model yang dihasilkan danmerupakan syarat suatu model dapatdikatakan baik. Sedangkan untuk responkuat tarik dan modulus elastisitas, persentaseamilopektin, karagenan dan gliserin tidakmemberikan pengaruh nyata karena nilai lackof fit yang dihasilkan signifikan yaitu lebihkecil dari 0.05(0.0043) untuk kuat tarik danlebih kecil dari 0.05 (0.0004) untuk moduluselastisitas yang berarti tidak adanya kesuaiandata respon yang dihasilkan dengan modelyang didapat.

Program merekomendasikan solusioptimasi sebanyak 15 formula optimasi(Tabel 6). Dari ke 15 solusi optimasi, diambilsatu formula untuk divalidasi yaitu formulasatu. Berdasarkan Tabel 7, nilai prediksi dariprogram pada formula satu untuk lajutransmisi uap air sebesar 16.331 g/m2/24jam, kuat tarik sebesar 180.657 kgf/cm2 danmodulus elastisitas sebesar 139.262 kgf/cm2.Hasil validasi pada formula satu untuk laju

ap air Tabel 5.Analisis Model Untuk Respon Laju Transmisi Uap Air, Kuat Tarik dan Modulus Elastisitas

Respon Model Matematika Signifikan(p<0.05)

Lack of fit(p<0.05) R2

Laju transmisi uap air Linier Y=-3.79090A-3.89381B+3.91257C <0.0001 0.5472 0.8940

Kuat tarik Linier Y=7.48494A+60.69410B-42.71281C <0.0001 0.0043 0.8060

Modulus elastisitas Linier Y=9.41593A+42.67959B-42.38130C 0.0001 0.0004 0.7340

transmisi uap air sebesar 16.1027 g/m2/24jam, kuat tarik sebesar 208.42 kgf/cm2 danmodulus elastisitas sebesar 183.05 kgf/cm2.Nilai interval prediksi (PI) untuk laju transmisiuap air terendah yaitu 12.77 g/m2/24 jam dantertinggi sebesar 19.89 g/m2/24 jam, untukkuat tarik terendah yaitu 139.68 kgf/cm2 dantertinggi sebesar 221.64 kgf/cm2, sedangkanPI untuk modulus elastisitas terendahsebesar 97.39 kgf/cm2 dan tertinggi sebesar181.13 kgf/cm2.

PembahasanAnalisis Respon Laju Transmisi Uap Air

Laju transmisi uap air adalah jumlah uapair yang hilang persatuan waktu dibagidengan luas area edible film. Tidak semuaproduk pangan tahan terhadap uap air, adabeberapa yang sensitif sehingga aplikasi

edible film diharapkan dapat mencegahmigrasi uap air pada permukaan produkpangan. Untuk mencegah migrasi uap airmaka laju transmisi uap air edible filmharuslah serendah mungkin9).

Persamaan RSM untuk optimasi bahanbaku terhadap respon laju transmisi uap airadalah sebagai berikut:

Y= -3.79090A-3.89381B+3.91257C (1)

Keterangan:A: AmilopektinB: KaragenanC: Gliserin

Persamaan (1) menunjukkan bahwarespon laju transmisi uap air akan menurundengan bertambahnya persentaseamilopektin dan karagenan. Penurunan nilai


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 35

laju transmisi uap air ini diduga terjadi karenaikatan polimer yang semakin kuat denganpeningkatan persentase amilopektin dankaragenan. Meningkatnya gaya ikat antar

polimer dapat menyebabkan turunnya nilailaju transmisi uap air dimana pembentukanikatan hidrogen dapat mengakibatkan

penambahanTabel 6.

Formula yang Dihasilkan dalam Tahap Optimasi

No1Amp(%)

2Kar(%)

3Gly(%)

4LTUA(g/m2/24 jam)

5KT(kgf/cm2)

6ME(kgf/cm2) Desirability

1 3.00 2.00 2.00 16.331 180.657 139.262 0.8212 2.97 2.00 2.00 16.4282 180.465 139.02 0.8183 2.97 2.00 2.00 16.4677 180.35 138.888 0.8164 3.00 1.98 2.00 16.3896 179.744 138.62 0.8165 2.94 2.00 2.00 16.558 180.208 138.698 0.8136 3.00 2.00 2.03 16.4308 179.567 138.18 0.8137 3.00 1.97 2.00 16.4453 178.876 138.009 0.8118 3.00 2.00 2.04 16.4787 179.045 137.662 0.8109 3.00 2.00 2.05 16.5405 178.372 136.994 0.805

10 3.00 2.00 2.10 16.7224 176.365 135.022 0.79111 3.00 2.00 2.11 16.7609 175.965 134.606 0.78812 3.00 2.00 2.13 16.8211 175.307 133.953 0.78413 3.00 2.00 2.17 17.0052 173.297 131.959 0.77014 3.00 2.00 2.34 17.6775 165.958 124.677 0.71915 3.00 2.00 2.40 17.9118 163.399 122.138 0.702

Keterangan : 1Amp: amilopektin (%), 2Kar: karagenan (%), 3Gly: gliserin (%),4LTUA: laju transmisi uap air(g/m2/24 jam), 5KT: kuat tarik (kgf/cm2), 6ME: modulus elastisitas (kgf/cm2)

peningkatan jumlah matriks film yangterbentuk sehingga menurunkan nilai lajutransmisi uap airnya. Peningkatan persentasegliserin dapat menaikkan nilai laju transmisiuap air karena gliserin yang bersifat hidrofilikdapat mengurangi kerapatan molekul danmenyebabkan pembentukan ruang bebaspada matriks film sehingga memudahkandifusi uap air9).

Grafik kontur permukaan pada Gambar 1,menunjukkan kombinasi antar komponenyang dapat saling memepengaruhi nilairespon laju transmisi uap air. Warna-warnayang berbeda pada grafik kontur permukaanmenunjukkan nilai laju transmisi uap air.Warna biru menunjukkan nilai respon lajutransmisi uap air terendah, yaitu 16.1027g/m2/24 jam. Warna merah menunjukkanrespon laju transmisi uap air tertinggi, yaitu29.8706 g/m2/24 jam.

Hasil validasi solusi optimasi didapatkannilai laju transmisi uap air sebesar 16.1027g/m2/24jam. Bila dibandingkan denganpenelitian yang dilakukan oleh Jacoeb et al.(2014) dimana laju transmisi uap air terendahyang didapatkan yaitu sebesar 231,23g/m2/24 jam, maka nilai laju transmisi uap airyang dihasilkan pada penelitian ini lebihrendah.

Analisis Respon Kuat Tarik

Kuat tarik merupakan reganganmaksimal yang dapat diterima oleh filmsebelum film tersebut putus. Kuat tarikberhubungan dengan kekuatan film untukmenahan kerusakan fisik saat pengemasan.Semakin tinggi nilai kuat tarik diharapkandapat menahan kerusakan fisik saatpengemasan sehingga dapat meminimalkankerusakan dari produk9).

Persamaan RSM untuk optimasi bahanbaku terhadap respon kuat tarik adalahsebagai berikut:

Y= 7.48494A+60.69410B-42.71281C (2)


Persamaan (2) menunjukkan bahwarespon kuat tarik akan meningkat berbandinglurus dengan persentase amilopektin dankaragenan. Hal ini ditunjukkan dengan nilaikonstanta yang positif. Peningkatan nilai kuattarik menunjukkan bahwa edible film yangdibuat bersifat tidak rapuh. Nilai kuat tarikberbanding lurus dengan jumlah karagenanyang ditambahkan, semakin banyakkaragenan yang ditambahkan maka akanmemberikan struktur yang kokoh padamatriks film dan menjadikan kekuatan tarik


36 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

intramolekul semakin kuat sehingga gayayang dibutuhkan untuk memutuskan ediblefilm semakin besar, hal inilah yangmenyebabkan meningkatnya nilai kuat Tarik

10,11). Respon kuat tarik akan mengalamipenurunan seiring dengan peningkatanpersentase gliserin. Peningkatan persentasegliserin dapat menyebabkan menurunnya

Gambar 1Kontur respon permukaan hasil uji respon laju transmisi uap air

Gambar 2Kontur respon permukaan hasil uji respon kuat tarik


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 37

gliserin dapat menyebabkan menurunnyagaya intramolekuler sehingga menurunkannilai kuat tarik. Penambahan gliserin akanmempermudah pergerakan molekul polimerkarena gliserin akan larut dalam tiap rantaipolimer menyebabkan polimer yangterbentuk akan semakin lunak dan nilai kuattariknya akan semakin rendah.Grafik kontur permukaan pada Gambar 2,menggambarkan hubungan antara variabel

persentase amilopektin, karagenan dangliserin dalam bentuk dua dimensi.Perbedaan warna yang terdapat pada grafik,menunjukkan nilai respon kuat tarik. Warnabiru menunjukkan nilai respon kuat tarikterendah yaitu 57.79 kgf/cm2 sampai warnamerah yang menunjukkan nilai respon kuattarik tertinggi yaitu 208.42 kgf/cm2.

Hasil validasi solusi optimasi didapatkannilai kuat tarik sebesar 208.42 kgf/cm2. Biladibandingkan dengan hasil penelitian yangdilakukan oleh Jacoeb et al. (2014) dimananilai kuat tarik tertinggi yang didapatkan yaitusebesar 168.33 kgf/cm2, maka nilai kuat tarikyang dihasilkan pada penelitian ini lebihtinggi.

Analisis Respon Modulus ElastisitasPengukuran modulus elastisitas

dilakukan untuk mengetahui kekakuan bahanyang dihasilkan12). Modulus elastisitasmenggambarkan kemampuan film dalammempertahankan elastisitasnya. Nilaimodulus elastisitas akan meningkat seiringdengan peningkatan persentase amilopektindan karagenan serta penurunan persentasegliserin. Semakin banyak pesentasekaragenan yang ditambahkan maka nilaimodulus elastisitasnya akan semakin besar.

Persamaan RSM untuk optimasi bahanbaku terhadap respon modulus elastisitasadalah sebagai berikut:

Y= 9.41593A+42.67959B-42.38130C (3)


Persamaan (3) menunjukkan bahwarespon modulus elastisitas akan meningkatberbanding lurus dengan persentaseamilopektin dan karagenan. Hal iniditunjukkan dengan nilai konstanta yangpositif. Semakin banyak pesentasekaragenan yang ditambahkan maka nilaimodulus elastisitasnya akan semakin besar.Respon modulus elastisitas akan mengalamipenurunan seiring dengan peningkatanpersentase gliserin.

Grafik kontur permukaan pada Gambar 3,Perbedaan warna yang terdapat pada grafik,menunjukkan nilai respon moduluselastisitas. Warna biru menunjukkan nilairespon modulus elastisitas terendah yaitu42.29 kgf/cm2 sampai warna merah yangmenunjukkan nilai respon modulus elastisitastertinggi yaitu 183.05 kgf/cm2.

Hasil validasi solusi optimasi didapatkannilai kuat tarik sebesar 208.42 kgf/cm2. Bila

Gambar 3Kontur respon permukaan hasil uji respon modulus elastisitas


38 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

dibandingkan dengan hasil penelitian Arikadan Suyatno (2015), dimana nilai moduluselastisitas (modulus young) tertinggi yangdidapatkan yaitu sebesar 1,8705 Mpa atausetara dengan 3,569 kgf/cm2, maka nilaimodulus elastisitas yang dihasilkan padapenelitian ini jauh lebih besar.

Hasil Optimasi dan ValidasiOptimasi dilakukan setelah didaptkan

model matematika dari masing-masingrespon13). Tujuan dilakukannya optimasiadalah untuk mendapatkan kombinasi modelyang terbaik sehingga menghasilkan responyang sesuai dengan yang diinginkan. Nilaioptimasi

terbaik ditunjukkan dengan nilai

optimasi terbaik ditunjukkan dengan nilaidesirability yang mendekati satu sampaisatu. Kisaran nilai desirability adalah 0 – 1.Tabel 3 menunjukkan komponen-komponenyang dioptimasi, target serta batasanminimum dan maksimumnya.Berdasarkan proses optimasi, programDesign Expert 7.0.0 memberikan 15 solusioptimasi yang dapat dilihat pada Tabel 6.Solusi optimasi dengan persentaseamilopektin 3 %, karagenan 2 % dan gliserin2 % direkomendasikan sebagai solusiformula yang optimal karena memiliki nilaidesirability tertinggi yaitu 0.821. Nilaidesirability yang mendekati satu dapat

disimpulkan bahwa formula denganpersentase amilopektin 3 %, karagenan 2 %dan gliserin 2 % akan menghasilkan ediblefilm yang memiliki karakteristik yang sesuaidengan target optimasi sebesar 82.1 % dandiprediksi menghasilkan edible film denganlaju transmisi uap air sebesar 16.331 g/m2/24jam, kuat tarik sebesar 180.657 kgf/cm2 danmodulus elastisitas sebesar 139.262 kgf/cm2.

Gambar 4, menjelaskan hasil optimasidalam bentuk kontur (2D). Kontur merupakanbentuk gambaran dua dimensi dari responyang disajikan dengan menggunakan modelprediksi untuk nilai respon laju transmisi uap

Tabel 7.Prediksi dan Hasil Verifikasi Nilai Respon Solusi Optimum Hasil Optimasi dengan Program

Design Expert 7.0.0

Respon Validasi Prediksi 95 % Interval PrediksiRendah Tinggi

Laju transmisi uap air (g/m2/24 jam) 16.1027 16.331 12.77 19.89Kuat tarik (kgf/cm2) 208.42 180.657 139.68 221.64Modulus elastisitas (kgf/cm2) 183.05 139.262 97.39 181.13

Gambar 4Kontur nilai desirability formula optimum


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 39

air, kuat tarik dan modulus elastisitas. Titik-titik pada grafik kontur menunjukkankombinasi dari persentase amilopektin,karagenan dan gliserin dalam jumlah yangberbeda yang menghasilkan nilai desirabilitytertentu yang sama13). Titik prediksi padagambar tersebut menunjukkan kombinasiantara persentase amilopektin 3 %,karagenan 2 % dan gliserin 2 % yangmenghasilkan nilai desiranility sebesar 0.821.

Pada hasil verifikasi formula optimumyang direkomendasikan oleh program DesignExpert 7.0.0 dengan RSM-Central CompositeDesign, diperoleh edible film dengan lajutransmisi uap air sebesar 16.331 g/m2/24jam, kuat tarik sebesar 180.657 kgf/cm2 danmodulus elastisitas sebesar 139.262 kgf/cm2.Jika dibandingkan dengan nilai yangdiprediksikan (Tabel 7), maka nilai hasilverifikasi berada pada kisaran 95 % intervalprediksi rendah dan 95 % interval prediksitinggi. Hal ini dapat diartikan bahwa formulaterilih dari solusi optimasi yangdirekomendasikan oleh program DesignExpert sudah cukup baik.

SIMPULAN

Dari hasil optimasi didapatkan 15 solusioptimasi dengan satu formula yang divalidasiyaitu formula satu. Faktor-faktor pada solusiterpilih yaitu amilopektin 3.00 %, karagenan2.00 % dan gliserin 2.00 %. Nilai validasirespon solusi terpilih yaitu laju transmisi uapair sebesar 16.1027 g/m2/24 jam, kuat tariksebesar 208.42 kgf/cm2 dan moduluselastisitas sebesar 183.05 kgf/cm2, sehinggasolusi yang direkomendasikan oleh programDesign Expert sudah cukup baik.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terimakasih penulis sampaikankepada Laboratoria PengembanganTeknologi Industri Agro dan Biomedika(LAPTIAB), Badan Pengkaji dan PenerapanTeknologi (BPPT) yang telah membiayai danmemfasilitasi penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Djarumbeasiswaplus.org,http://www.djarumbeasiswaplus.org/artikel//content/22/Pemanfaatan-Pati-Singkong-sebagai-Bahan-Baku-Edible-Film/#, diakses Desember 2015.

2. Setiani, W., Sudiarti, T., Rahmidar, L.,Preparasi dan Karakterisasi Edible Film

dari Poliblend Pati Sukun-Kitosan,Valensi, No. 2, 2013, p100.

3. Rodrigues M, J. Oses, K. Ziani, J.I.Mate, Combined Effect of Plasticizerand Surfactants on The PhysicalProperties of Starch Based Edible Film,Food Research International, vol. 39,Elseiver, 2006.

4. Kusmawati D.H., Putri W.D.R.,Karakteristik Fisik dan Kimia Edible FilmPati Jagung yang Diinkorporasi denganPerasan Temu Hitam, Jurnal Pangandan Agroindustri, No. 1, 2013, p90.

5. Santoso B., Pratama F., Hamzah B.,Pambayun R., Pengembangan EdibleFilm dengan Menggunakan PatiGanyong Termodifikasi Ikatan Silang,Jurnal Teknologi dan Industri Pangan,No. 2, 2011, p105.

6. Jacoeb A.M., Nugraha R., UtariS.P.S.D., Pembuatan Edible FilmdariPati Buah Lindur dengan PenambahanGliserin dan Karagenan, JurnalPengolahan Hasil Perikanan Indonesia,No. 1, 2014, p14.

7. Pangesti A.D., Rahim A., Hutomo G.S.,Karakteristik Fisik, Mekanik danSensoris Edible Film dari Pati Talaspada Berbagai Konsentrasi AsamPalmitat, e-J Agrotekbis, No. 6, 2014,p604.

8. Anggraeni F.D., Karakterisasi EdibleFilm Berbahan Dasar Pati Sagu DenganPenambahan Gliserin dan Karagenan,Universitas Gajah Mada [Tesis], 2011.

9. Murdinah, Darmawan M., Fransiska D.,Karakteristik Edible Film dari KompositAlginat, Gluten dan Lilin Lebah(Beeswax), Jurnal Pascapanen danBioteknologi Kelautan dan Perikanan,No. 1, 2007, p19.

10. Ariska R.E., Suyatno, PengaruhKonsentrasi Karagenan Terhadap SifatFisik dan Mekanik edible Film dari PatiBonggol Pisang dan Karagenan denganPlasticizer Gliserin, Prosiding SeminarNasional Kimia Jurusan Kimia FMIPAUniversitas Negeri Surabaya, 2015,p34.

11. Amaliya R.R., Putri W.D.R.,Karakterisasi Edible Film dari PatiJagung Dengan Penambahan FiltratKunyit Putih Sebagai Antibakteri, JurnalPangan dan Agroindustri, No. 3, 2014,p43.

12. Febianti F., Agline H.T., Fadilah, StudiPembuatan dan Karakteristik SifatMekanik Edible Film Berbahan DasarUmbi Suweg (Amarphophaluscampanulatus) dengan Pewarna danRasa Secang, Prosiding SENATEK


40 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

2015 Fakultas Teknik UniversitasMuhammadiyah Purwokwrto, 2015, p87.

13. Nurmiah S., Syarief R., Sukarno,Peranginangin R., Nurtama B., AplikasiResponse Surface Methodology pada

Optimalisasi Kondisi ProsesPengolahan Alkali Treated Cottonii(ATC), Jurnal Pascapanen danBioteknologi Kelautan dan Perikanan,No. 1, 2013, p9.

Kajian Pembuatan Pakan Lokal disbanding Pakan Pabrik Terhadap Performance Ayam Kampung di Gorontalo (SinduAkhadiarto)__________________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 41

KAJIAN PEMBUATAN PAKAN LOKAL DIBANDING PAKANPABRIK TERHADAP PERFORMAN AYAM KAMPUNG

DI GORONTALO

STUDY OF LOCAL FEED PRODUCTION FEED FACTORYCOMPARED TO PERFORMANCE OF THE LOCAL CHICKEN

IN GORONTALOSindu Akhadiarto

Pusat Teknoprener dan Kluster Industri, BPPTJl. MH. Thamrin No. 8, Gedung II BPPT, Lt. 11 Jakarta Pusat 10340

Email : [email protected]

Abstrak

Penelitian ini dilaksanakan di Badan Ketahanan Pangan dan Pusat InformasiJagung (BKPPIJ), Provinsi Gorontalo, selama 10 minggu. Tujuan penelitianadalah mengetahui performans (penampilan) ayam lokal yang diberi pakan daribahan baku lokal (buatan sendiri) dibandingkan dengan pakan buatan pabrik.Materi yang digunakan dalam penelitian ini adalah ayam kampung (lokal), umursatu hari (DOC), sebanyak 200 ekor. Rancangan yang digunakan dalamPenelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan empat perlakuandan lima ulangan. Perlakuan dalam penelitian ini adalah pakan lokal denganprotein 16,2% (A), 17,7 % (B), 21,5 % (C), dan sebagai pembanding pakanindustry (pabrik) protein 20,2 % (D). Untuk mengetahui pengaruh perlakuan,dilakukan dengan Analisa Sidik Ragam. Pengujian selanjutnya dilakukan denganUji Jarak menurut prosedur Duncan. Berdasarkan analisis ekonomi menunjukkanbahwa pembuatan pakan dari bahan baku lokal dengan protein 17,7 % danenergi metabolisme 2.323 Kkal/kg (Perlakuan B), ternyata memberikankeuntungan paling baik (R/C = 1,49), dibandingkan dengan pakan industri(Perlakuan D) dengan R/C = 1,19. Oleh karena itu, pemberian pakan ayam yangdibuat dari bahan baku lokal cukup potensi dikembangkan di Gorontalo.

Kata kunci : Ayam Lokal, Performan, Pakan Lokal, Pakan Industri, Gorontalo.

Abstract

This study was conducted in Food Tenacity Board and Maize InformationCentre (BKPPIJ), Gorontalo Province, for 10 weeks. The purpose of the study wasto determine a performance (appearance) of local chickens fed from local rawmaterials (homemade) compared with mill feed. The design used in this study isComplete Random Design (CRD) with four treatments and five replications. Thetreatment consist of 16.2% protein (A), 17.7% protein (B), and 21.5% protein (C) oflocal raw material feed and 20.2% protein (D) of mill feed as comparison. Analysisof variance is used to determine the effect of the treatments. The test is thenperformed using Duncan's Range Test. The economic analysis indicates that thelocal raw material feed containing 17.7% protein and energy metabolism of 2,323kcal / kg (Treatment B), has the best performance (R/C = 1.49), compared with themill feed (Treatment D, R/C = 1.19). Therefore, feeding chickens using local rawmaterial is potential to be developed in Gorontalo.

Keywords: Local Chicken, Performance, Raw Feed, Feed Mill, Gorontalo.

Diterima (received) : 28 Feb 2017, Direvisi (reviewed) : 10 Maret 2017, Disetujui(accepted) : 25 Maret 2017


42 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Peran ayam lokal (kampung) atau ayamburas (bukan ras) dalam kehidupanmasyarakat pedesaan cukup erat denganperkembangan budaya masyarakat, sekaligusdijadikan sumber konsumsi daging dan telur.Produk pangan yang berasal dari ayam lokalmemiliki posisi yang baik, karena karakteristikyang khas yang terdapat di dalamnya yangsecara umum disukai oleh “lidah” masyarakat.

Produksi daging Nasional pada tahun2015 mencapai 3,056 juta ton, dengankontributor daging utama adalah ayam raspedaging (53,25%), diikuti oleh ternak sapi(17,15%), ayam lokal (10,28%) dan sisanya(19,32%) dari daging lainnya1).

Tingkat kontribusi daging ayam ras yangbesar, disebabkan ketersediaan daging ayamras yang jauh lebih besar dibandingkanunggas lokal. Namun apresiasi harga yangdiberikan oleh konsumen pada daging ayamlokal jauh lebih tinggi dibanding ayam ras2).Fakta ini menggambarkan kekurangmampuan para peternak ayam lokal dalammensuplai daging kepada masyarakat. Olehkarena itu, upaya peningkatan populasi ayamlokal melalui berbagai program masyarakatyang didukung oleh pemerintah merupakanhal yang tepat.

Pangsa pasar ayam lokal berbedadengan ayam ras. Kehadiran danpeningkatan populasi ayam lokal tidak akanmerebut pangsa pasar ayam ras, karenaayam lokal memiliki preferensi dan konsumensendiri. Program pemerintah untukpercepatan pengembangan ayam lokalmelalui berbagai tahapan perlu disambutdengan baik. Dengan pengembangan ayamlokal yang terarah dari pemerintah bersamapemangku kepentingan, pamor ayam lokal dimasa depan akan jauh lebih baik. Upaya iniakan mengurangi ketergantungan kepadapihak luar, memperluas lapangan kerja diperdesaan, menekan urbanisasi, dan semakinmendorong berkembangya bisnis kulinerberbahan baku ayam lokal, karena adanyajaminan kontinuitas suplai dan kualitas bahanbaku.

Indonesia dikenal sebagai salah satupusat plasma nutfah ayam di dunia, selaindaratan China dan India. Sejauh ini telahtercatat 31 rumpun ayam lokal di Indonesia,yang mempunyai ciri spesifik dan sebagianberpotensi untuk dijadikan ternak unggaskomersial pedaging dan/atau petelur sepertiayam Sentul, ayam Kedu, ayam Pelung,ayam Bangkok, ayam Gaok, dan berbagai

ayam lainnya3). Berdasarkan analisi ekonomihasil persilangan ayam lokal (Gaok x KUB),ternyata memberikan keuntungan yang cukupbaik untuk diusahakan secara komersialdengan R/C=1,474).

Sebagai sumber daya genetik asliIndonesia, ayam lokal dapat dikembangkanguna mendukung kemandirian penyediaanpangan sumber protein hewani nasional. Halini tertuang dalam Peraturan PemerintahNomor 68 Tahun 2002, tentang KetahananPangan, yang menekankan pentingnyakemandirian penyediaan pangan berbasissumber daya lokal.

Masalah utama di dalam pengembanganayam lokal adalah masih rendahnyaproduktivitas. Salah satu faktor penyebabnyaadalah sistem pemeliharaan yang masihbersifat tradisional, jumlah pakan yangdiberikan belum mencukupi dan pemberianpakan belum mengacu pada kaidah ilmunutrisi5),6), terutama kebutuhan makanan yangbelum memperhatikan kebutuhan nutrisinya.

Secara umum kebutuhan gizi untukayam, paling tinggi selama minggu awal (0-8minggu), oleh karena itu perlu diberikanpakan yang cukup mengandung energi,protein, mineral dan vitamin dalam jumlahyang seimbang. Faktor lainnya adalahperbaikan genetik dan peningkatanmanagemen pemeliharaan ayam lokal harusdidukung dengan perbaikan nutrisi pakan7) 8).

Sampai saat ini standar gizi pakan ayamlokal yang dipakai di Indonesia didasarkanrekomendasi Scott et al.9) dan NRC10).Kebutuhan energi termetabolis ayam tiperingan umur 2-8 minggu antara 2.600-3.100kkal/kg dan protein pakan antara 18,0 % -21,4 %9), sedangkan menurut NRC10),kebutuhan energi termetabolis 2.900 kkal/kgdan protein 18,0 %. Standard tersebutdipakai untuk kebutuhan protein dan energiaya ras. Sedangkan menurut penelitian11),kebutuhan protein dan energi untuk fasepertumbuhan ayam pocin 20 % dan 2.800Kkal/kg menghasilkan bobot badan danefisiensi ransum yang paling tinggi.

Gorontalo merupakan daerah denganpotensi tanaman jagung, padi dan hasilperikanan laut yang melimpah. Namun bidangpeternakan, khususnya ayam ras dan ayamkampung kurang bisa berkembang, karenamahalnya harga pakan pabrik dan belumdikuasainya teknologi pembuatan pakan.Selama ini pakan pabrik masih mendatangkandari luar daerah, khususnya Surabaya,sehingga harganya cukup mahal. Padahalbiaya pakan ini bisa mencapai sekitar 70%dari seluruh biaya usaha budidaya ayam.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 43

Dengan semakin meningkat dan luasnyahasil tanaman pangan di Gorontalo (jagung,padi, kedelai, singkong, dll.) dan melimpahnyahasil perikanan laut (tepung ikan), serta hasilperkebunan (kopra), maka pembuatan pakanayam sangat potensi dikembangkan diGorontalo. Oleh karena itu diperlukan suatuteknik ”pembuatan pakan secara terintegrasi”dengan memanfaatkan bahan baku lokal.

Sesuai data Dinas Peternakan danPerkebunan, Provinsi Gorontalo12), bahwakebutuhan ayam lokal di Gorontalo sebesar1.416.594 ekor/tahun atau setara dengan4.000 ekor/hari. Sehingga untuk memenuhikebutuhan tersebut dibutuhkan sekitar 300Peternak skala 1.000 ekor/hari. Didukungharga jual per ekor yang cukup tinggi (Rp.35.000,-/ekor, berat antara 0,8 - 1 kg/ekor),maka usaha beternak ayam potong lokal inicukup prospektif untuk dikembangkan diGorontalo.

Dari uraian diatas, maka dapatdirumuskan permasalahan bagaimanapenampilan (performan) ayam lokal yangdiberikan pakan lokal (buatan sendiri) dengankandungan protein berbeda dibanding pakanpabrik pada umur pemeliharaan 10 minggu.Oleh karena itu, untuk mengatasi masalahpakan yang cukup mahal di Gorontalo, makadilakukan penelitian terhadap pengaruhpemberian pakan dari bahan baku lokal,terhadap performans ayam lokal. HasilPenelitian ini diharapkan bermanfaat bagipeternak ayam lokal, termasuk petanipenghasil bahan baku pakan, seperti : jagung,dedak, ikan, bungkil kelapa, dan sebagainya.

TujuanMengetahui performan dan analisa

keuntungan ayam kampung yang diberikanpakan berbahan baku lokal (buatan sendiri)dibandingkan dengan pakan industri (buatanpabrik).

BAHAN DAN METODE

Bahan

Penelitian ini dilaksanakan di BadanKetahanan Pangan dan Pusat InformasiJagung (BKPPIJ), Provinsi Gorontalo, selama10 Minggu. Ayam yang digunakan dalampenelitian ini adalah ayam AKI (AyamKampung Indonesia), umur satu hari (Day OldChick = DOC), sebanyak 200 ekor yang dibelidi “Poultry Shop” kota Gorontalo dan berasaldari Bogor.

Kandang yang digunakan dalampenelitian ini adalah kandang system batterayterdiri dari 20 petak, yang dinding dan alasnyaterbuat dari bambu. Tempat pakan danminum diletakkan di dalam bilik kandang.Setiap petak berukuran panjang 120 cm, lebar80 cm dan tinggi 40 cm. Dibagian bawahkandang diletakkan plastik untuk menampungpakan yang jatuh. Kandang dilengkapidengan bola lampu untuk pemanas (indukbuatan) ketika berumur tiga minggu. Selain itujuga ada lampu penerangan untuk malamhari.

Tabel 1.Susunan Komposisi Bahan Baku Lokal dan Komposisi Zat-zat MakananHasil Analisa Laboratorium untuk Pakan Lokal dan Pakan Industri Pabrik

Komposisi Bahan Perlakuan(%) A B C D

Jagung Kuning 40 39 36 -

Dedak Halus 30 26 24 -

Bungkil Kelapa 15 15 15 -

Tepung Ikan 13 18 23 -

Methionin 0,1 0,1 0,1 -

Lysin 0,2 0,2 0,2 -

Mineral 1,67 1,67 1,67 -

Sieramix-A 0,03 0,03 0,03 -

Pakan Pabrik Broiler - Starter. - - - 100

Total 100 100 100 100


44 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Komposisi Zat Zat Makanan

Bahan Kering (%) 87,76 87,66 81,65 90,00

Protein Kasar/PK (%) 16,20 17,68 21,50 20,22

Serat Kasar (%) 7,64 7,76 7,62 3,70

Lemak (%) 5,15 3,83 2,95 4,34

Kalsium (%) 0,85 0,72 1,10 1,91

Pospor (%) 0,50 0,30 1,77 0,43

Energi Metabolis/EM (Kkal/Kg) 2.738 2.723 2.676 2.868Keterangan : Hasil Analisa Lab. Ilmu dan Teknologi Pakan, Fapet, IPB.

Pakan lokal yang digunakan dibuatsendiri dengan bahan baku utama berasaldari Gorontalo, seperti jagung, dedak, tepungikan dan bungkil kelapa. Adapun teknikpenyusunan formulasi pakan menggunakanprogram pakan FeedstaR. Program pakan inidibuat oleh Bidang Peternakan danPerikanan, Badan Pengkajian dan PenerapanTeknologi (BPPT), Jakarta dalam bahasaIndonesia dan disesuaikan dengan bahanbaku lokal serta mudah dioperasikan.Sedangkan pakan pabrik didatangkan dariSurabaya yang dibeli di Poultry Shop diGorontalo. Adapun susunan pakan penelitiandan pakan pabrik, serta hasil analisalaboratorium nutrisi pakan oleh Fapet, IPBdapat dilihat pada Tabel 1.

Air minum dan pakan diberikan secaraad-libitum. Untuk menghindari tercecernyapakan, pada tempat pakan diisi setengahnyadari kapasitas tampung. Penambahan pakandilakukan dua kali, yaitu pagi dan sore hari.

Paralatan yang digunakan dalamPenelitian ini antara lain : timbangan, ember,nampan plastik, tempat pakan, tempat minum,alat tulis dan alat kebersihan.

Metode Penelitian

Rancangan yang digunakan dalamPenelitian ini adalah Rancangan AcakLengkap (RAL) dengan empat Perlakuan danlima Ulangan, masing masing petak berisi 10ekor ayam AKI, sehingga jumlah ayam yangdipergunakan sebanyak 200 ekor (unsex).Adapun Perlakuan yang diberikan, terdiri dari:A : PK 16,2 %, dengan EM 2.738 Kkal/Kg,

yaitu : Pakan lokal (buatan sendiri).B : PK 17,7 %, dengan EM 2.723 Kkal/Kg,

yaitu : Pakan lokal.C : PK 21,5 %, dengan EM 2.676 Kkal/Kg,

yaitu : Pakan lokal.D : PK 20,2 %, dengan EM 2.868 Kkal/Kg,

yaitu Pakan Industri/Pabrik (dari

Surabaya)

Variabel yang diamati dalam Penelitianini adalah performans (Penampilan), yangmeliputi : berat badan awal, berat badanakhir, konsumsi pakan, konversi pakan (FCR)dan analisis ekonominya.a) Konsumsi Pakan : diukur setiap hari

(pagi), yaitu selisih antara pakan yangdiberikan (sehari sebelumnya) dengansisa pakan.

b) Berat Badan Akhir : diperoleh daripenimbangan berat badan pada akhirpenelitian (umur 10 minggu).

c) Pertambahan Berat Badan : mengurangiberat badan akhir dengan berat badanawal penelitian.

d) Konversi Pakan : merupakanperbandingan antara jumlah pakan yangdikonsumsi dengan pertambahan beratbadan.

e) Mortalitas : yaitu kematian selamapenelitian berlangsung.

f) Analisis Ekonomi, yaitu pendapatan(harga jual ayam/kg hidup) dikurangibiaya pakan, DOC, obat, vitamin, vaksin,sekam, kapur.

Untuk mengetahui pengaruh perlakuan,dilakukan dengan Analisa Sidik Ragam.Pengujian selanjutnya dilakukan dengan UjiJarak menurut prosedur Duncan13).


Pengaruh perubahan formulasi pakanterhadap produktivitas ayam lokal dapatdilihat dengan standard produksi yang adapada budidaya ayam, yaitu : berat badan,konsumsi pakan, pertambahan berat badan,dan konversi pakan. Sedangkan AnalisisEkonomi dilakukan terhadap analisis finansialterkait pengeluaran dan penerimaan selama10 minggu.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 45

Kandungan nutrisi (protein kasar) pakanuntuk setiap perlakuan adalah berbeda.Perlakuan A, B, dan C adalah pakan yang

dibuat dari bahan baku lokal (membuatsendiri). Pakan D adalah sebagaipembanding, yaitu pakan industri pabrik.

Tabel 2.Berat Badan, Konsumsi Pakan dan Konversi Pakan pada Ayam Penelitian, Umur 10 Minggu

PeubahPerlakuan

A B C D

Berat Badan Awal (gr) 35,00a 37,50a 37,50a 35,00a

Berat Badan Akhir (gr/ek) 802,83a 913,75b 863,75b 981,47c

Konsumsi Pakan (gr/ek) 2.129a 2.462a 2.388a 2.376a

Konversi Pakan (FCR) 2,77a 2,81a 2,89a 2,51b

Keterangan :A : PK 16,2 %, dengan EM 2.738 kkal/Kg. : Pakan lokal (buatan sendiri).B : PK 17,7 %, dengan EM 2.723 Kkal/Kg, : Pakan lokal.C : PK 21,5 %, dengan EM 2.676 Kkal/Kg, : Pakan lokal.D : PK 20,2 %, dengan EM 2.868 Kkal/Kg, : Pakan Industri.Superskrip yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan berbeda nyata (P<0,05)

Berat BadanBerat badan anak ayam umur satu hari

(Day Old Chick = DOC) untuk semuaperlakuan adalah antara 35,0 – 37,5 gr/ekor(Tabel 2). Penelitian ini tidak membedakanberat badan antara ayam jantan dan ayambetina. Rataan berat badan meningkat sejalandengan bertambahnya umur, dimana beratbadan ayam pada umur 10 Minggumenunjukkan perbedaan yang nyata padasetiap perlakuan. Berdasarkan datapenelitian diperoleh berat badan akhir rata-rata adalah sebagai berikut : 802,83gram/ekor (A), 913,75 gram/ekor (B), 863,75gram/ekor (C), dan 981,47 gram/ekor (D).

Dari keempat perlakuan tersebut, beratbadan yang dihasilkan pada perlakuan D,yaitu pakan buatan pabrik ternyata palingtinggi dibandingkan dengan perlakuan yanglain. Hal ini disebabkan besarnya jumlahkonsumsi dan efisiensi pakan buatan pabrik(D) lebih baik dibanding pakan buatan sendiri(A, B dan C). Disamping itu kemungkinanadanya zat lain yang dipakai dalam formulasipakan D, yaitu penambahan feed supplement,sehingga protein tercerna lebih efisien.Sedangkan pada pakan lokal (A, B dan C)hanya ditambahahkan asam amino (lysin danmethionin), tanpa memakai hormonpertumbuhan, zat pewarna, pemakaian aromadan sebagainya.

Dari ketiga pakan buatan sendiri(perlakuan A, B dan C), maka perlakuan Bmemiliki berat badan sedikit lebih baik (913,75gram/ekor), daripada perlakuan C, namunberbeda nyata (P<0,05) jika dibanding dengan

perlakuan A. Hal ini sesuai denganpenelitian14), yang menyatakan bahwapenggunaan protein-energi sedang (protein18% dan EM 2.690 kkal/kg) untuk ayam lokal(ayam Merawang), adalah yang terbaikdibanding protein 15% (EM 2.270 kkal/kg)maupun protein yang lebih tinggi, yaitu 21%(EM 3.140 kkal/kg). Penggunaan protein-energi sedang tersebut mempunyai tingkatefisiensi energi dan protein yang terbaik.Sedangkan berdasarkan hasil penelitianZainal dkk. 2012, yang menyilangkan ayamKampung Unggulan Balitnak (KUB) denganayam Sentul diperoleh berat badan 629,87gram/ekor. Hasil penelitian ini menunjukkanbahwa rataan berat badan ayam lokal padapenelitian ini lebih tinggi dibandingkan hasilpenelitian Zainal4).

Hasil analisis statistik menunjukkanbahwa berat badan dari keempat perlakuantersebut menunjukkan perbedaan yang nyata(P<0,05), yaitu untuk perlakuan A, B/C dan D,pada umur pemelihraaan 10 minggu.Sedangkan berat badan hasil perlakuanpakan lokal yang paling baik adalah perlakuanB, jika dibanding dengan pakan pabrik(Perlakuan D), lebih tinggi pakan pabrikdengan selisih 117,72 gram/ekor dan berbedanyata (P<0,05).Terjadinya perbedaan pada berat badan inimenunjukkan setiap keturunan mempunyaikemampuan yang berbeda dalampertumbuhan. Faktor lainnya adalahperbaikan genetik dan peningkatanmanajemen pemeliharaan ayam lokal yangdidukung dengan perbaikan nutrisi pakan7)


46 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

dan 8). Konsumsi pakan merupakan aspekterpenting dalam pembentukan jaringan tubuhsehingga meningkatkan pertambahan bobotbadan15). Ditambahkan16) bahwa kecepatanpertumbuhan dipengaruhi oleh genetik(strain), jenis kelamin, lingkungan,manajemen pemeliharaan, kualitas dankuantitas pakan yang dikonsumsi.

Perbedaan pada berat badan inimenunjukkan setiap keturunan mempunyaikemampuan yang berbeda dalampertumbuhan. Hal ini terjadi karenaperbedaan kemampuan beradaptasi denganlingkungan yang merupakan indikasibesarnya pengaruh lingkungan terhadapkemampuan tumbuh. Seperti dikemukakan17)

bahwa Pertumbuhan merupakan interaksiantara faktor genetik dan faktor lingkungan.Selain itu dinyatakan18) bahwa panas yangekstrim atau dingin akan mempengaruhipenampilan unggas dengan mengurangipertambahan bobot badan dan menurunkanproduksi telur, juga meningkatkan kematiandan peka terhadap penyakit. Perubahan yangterjadi secara fisiologis sebagai akibat darisuhu lingkungan yang tinggi adalah fungsihormon tinggi yang pada akhirnya akanmempengaruhi metabolisme.

Konsumsi Pakan

Selama 10 minggu pemeliharaandidapatkan data ayam penelitian empatperlakuan dengan protein kasar (PK) berbedasedangkan energi metabolismenya (EM)hampir sama (Tabel 1). Konsumsi ayam yangmendapat pakan mengandung PK 16,2% danEM 2.738 kkal/kg (Perlakuan A) adalah 2.129gram/ekor. Sedangkan yang mendapatpakan mengandung PK 17,7% dan EM 2.723kkal/kg (Perlakuan B) adalah 2.462gram/ekor, yang mendapat pakanmengandung PK 21,5% dan EM 2.676 kkal/kg(Perlakuan C) adalah 2.388 gram/ekor danyang mendapat pakan mengandung PK20,2% dan EM 2.868 kkal/kg (Perlakuan D)adalah 2.376 gram/ekor (Tabel 2).

Konsumsi pakan ayam selama penelitianyang mendapat pakan pabrik atau PerlakuanD (2.376 gr/ekor) ternyata konsumsinyahampir sama dengan pakan buatan sendiri,yaitu Perlakuan A, B, dan C berturut turut :2.129 gram/ekor, 2.462 gram/ekor, dan 2.388gram/ekor. Pertambahan berat badantersebut diatas sangat erat kaitannya denganpola tingkah laku ayam terhadap pakanperlakuan yang berbeda tingkat proteinnya.Dinyatakan14) bahwa semakin rendahkandungan protein energi pakan, makakonsumsi pakan akan lebih tinggi, agar

kebutuhan protein energi untuk pertumbuhandapat tercapai.

Data yang diperoleh terlihat bahwakonsumsi pakan paling banyak padaperlakuan D, yaitu pakan buatan pabrik (rata-rata 2.376 gram/ekor), dibandingkan denganperlakuan yang lain. Pada perlakuan Aternyata mengkonsumsi paling sedikit (2.129gram/ekor). Namun secara statistik keempatperlakuan untuk konsumsi pakan tersebuttidak berbeda nyata (P>0,05). Besarnyakonsumsi pakan dipengaruhi oleh palatabilitaspakan (rasa, bau, dan bentuk), carapemberian pakan dan kondisi ayam15).Menurut penelitian19) untuk mendapatkanproduksi yang baik perlu diadakan kontroldengan penimbangan yang teratur setiapminggunya. Apabila berat ayam belummemenuhi standar, maka jumlah pakan dapatditambah dengan prosentase kekuranganberat badan dari standar.

Dalam penelitian ini, pemberian pakandan kondisi ayam dianggap sama denganperlakuan yang sama. Pemberian pakandilakukan secara tidak terbatas sesuaidengan standard kebutuhan efisiensi pakan.Bentuk fisik pakan dalam penelitian ini adalahcrumble, baik untuk A, B, dan C maupunpakan buatan pabrik D. Dari hasil penelitianterlihat bahwa formulasi pakan buatan pabrik(D) ternyata lebih palatabel dibandingkandengan pakan buatan sendiri (Perlakuan A, B,dan C).

Rasio Konversi Pakan (FCR)

Rasio konversi pakan (Feed ConversiRatio = FCR) adalah perbandingan jumlahpakan yang dikonsumsi dengan kenaikanberat badan pada waktu tertentu20).Sehingga Rasio Konversi Pakanmenunjukkan efisiensi penggunaan pakanpada pemeliharaan ayam. Pakan yangdiberikan memberikan output sebagaipertambahan berat badan yang sesuaidengan standar produksi bibit ayam yangdigunakan. Nilai konversi pakan akansemakin baik jika memiliki nilai yang lebihkecil.

Rata-rata Rasio Konversi Pakan ayamselama pemeliharaan (10 Minggu), untuk A,B, C, dan D adalah 2,77; 2,81; 2,89; dan 2,51(lihat Tabel 2). Dari data hasil penelitianmenunjukkan bahwa terjadi perubahankonversi pakan pada perlakuan pakan lokal(A, B dan C) dibandingkan pakan pabrik (D).Dengan nilai seperti itu maka pakan yangdigunakan tidak efisien karena banyakterbuang, sehingga dapat mengakibatkanpenurunan berat badannya.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 47

Sebaliknya pada penggunaan pakan pabrik(D), nilai konversi pakannya relatif semakinbaik dari awal pemeliharaan sampai denganakhir pemeliharaan dibanding denganperlakuan lainnya (pakan lokal). Secarastatistik pakan pabrik (Perlakuan D) dibandingpakan lokal (Perlakuan A, B dan C), berbedanyata (P<0,05). Hal ini akan mempengaruhinilai biaya penggunaan pakan danperbandingannya terhadap pendapatan yangdihasilkan (analisis ekonomi). Menurutpenelitin16), bahwa tinggi rendahnya angkakonversi pakan disebabkan oleh adanyaselisih yang semakin besar atau kecil padaperbandingan antara pakan yang dikonsumsidengan pertambahan bobot badan yangdicapai. Ditambahkan21) bahwa konversipakan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitugenetik, bentuk pakan, temperatur,lingkungan, konsumsi pakan, berat badan,dan jenis kelamin.

Perubahan konversi pakan pada setiapminggu pemeliharaan menunjukkan pulabahwa pemberian pakan yang dilakukansudah baik dan efisien menghasilkan beratbadan, disamping itu faktor kesehatan ayam,sanitasi lingkungan, bentuk kandang danpenggunaan peralatan juga mempengaruhipeningkatan produktivitas ayam22).

Nilai konversi pakan yang tinggimenunjukkan bahwa efisiensi pemanfaatanpakan kurang baik, sebaliknya nilai koversipakan yang rendah menunjukkan bahwamakin banyak pakan yang dimanfaatkan olehternak23). Ditambahkan24) bahwa nilai FCRpada pemeliharaan ayam pedaging sangatberkaitan dengan nilai ekonomi dan jumlahpakan yang lebih banyak tentunya akanmengurangi keuntungan yang didapatkan.Dinyatakan pula25), bahwa konsumsi pakanyang tinggi dan produksi yang rendahpenyebab utama dari tingginya nilai FCRayam pedaging.

Mortalitas Ayam

Mortalitas (kematian) merupakan faktorpenting di dalam usaha peternakan ayambroiler karena berkaitan erat dengankeuntungan bila ditinjau dari segi ekonomi.Pada usaha pemeliharaan ayam broilermemperlihatkan bahwa tingkat kematian padaperiode starter hingga pemeliharaan sampaiumur 6 minggu dengan total kematiansebesar 3,14% masih menguntungkandengan nilai konversi ransum sebesar1,7026).

Hasil penelitian menunjukkan tingkatmortalitas yang relatih rendah karenamanajemen penanganan sudah berjalan

dengan baik. Mortalitas pada Perlakuan Aadalah sebesar 3,29%, Perlakuan B sebesar2, 69%, Perlakuan C sebesar 2,02% danPerlakuan D sebesar 2,34%. Perbaikanmanajemen (sistem pemeliharaan, pakan,menjaga kesehatan/sanitasi dan lingkunganyang bersih) dapat mengurangi tingkatmortalitas.

Dikemukakan27),bahwa angka kematianmerupakan faktor penting dalam mengukurkeberhasilan manajemen pemeliharaan.Ditambahkan17) bahwa standar kematianayam selama periode pertumbuhan adalah5%. Deplesi merupakan tingkat angkakematian dan culling dalam satu periodepemeliharaan adapun faktor yangmenyebabkan angka kematian yaitulingkungan, genetik dan penyakit. Tingkatkematian dipengaruhi oleh beberapa faktordiantaranya kebersihan lingkungan, sanitasiperalatan kandang, serta suhu udaralingkungan20). Adapun faktor- faktor yangmempengaruhi angka kematian diantaranyaadalah sanitasi kandang dan peralatan,kebersihan lingkungan serta penyakit28).Standar manajemen pemeliharaan dariperusahaan juga harus diperhatikan peternak.

Dinyatakan juga24) bahwa menjalankanmanajemen yang baik akan menekan angkakematian, selain itu pemberian vaksinmaupun obat-obatan harus sesuai dosis yangdibutuhkan. Selain itu yang perlu diperhatikandalam menekan angka kematian adalahmengontrol kesehatan ayam, mengontrolkebersihan tempat pakan dan minum,melakukan vaksinasi teratur, memisahkanayam yang terkena penyakit dengan ayamsehat29).

Analisis Ekonomi

Analisis ekonomi dilakukan terhadapanalisis finansial terkait pengeluaran danpenerimaan selama 10 minggu. Biayapengeluaran meliputi pembelian pakan, DOC,vaksin, obat obatan, sekam. Komponenpenerimaan adalah harga rata rata beratbadan akhir (kg) dikalikan dengan hargaayam saat penjualan (Rp. 35.000,-/kg).Pemberian pakan pada fase starter dangrower adalah sama (tidak ada pergantianpakan). Sedangkan harga pakan buatansendiri (lokal) untuk setiap kg Perlakuanadalah sebagai berikut : Perlakuan A =Rp.4.000,-; Perlakuan B =Rp. 4.250,- danPerlakuan C =Rp. 4.500,-. SedangkanPerlakuan D adalah pakan buatan pabrik =Rp.7.500,- (harga di Poultry Shop, Gorontalo).

Hasil analisis ekonomi menunjukkanbahwa nisbah R/C tertinggi diperoleh pada


48 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

perlakuan B dengan nilai sebesar 1,49.Artinya adalah setiap penambahan biayapengeluaran sebesar Rp. 1,- akanmemberikan penerimaan sebesar Rp. 1,49,-.Nisbah R/C sangat dipengaruhi oleh besarnyabiaya pengeluaran dan penerimaan yangdiperoleh. Dapat dinyatakan bahwa hasilPerlakuan B (pakan lokal dengan protein17,7% dan Energi Metabolis 2.723 kkal/kg),

ini memberikan keuntungan yang cukup baikuntuk diusahakan secara komersial. Hal inisesuai dengan hasil penelitian4), bahwaanalisi ekonomi hasil persilangan ayam lokal(GaokxKUB), ternyata memberikankeuntungan yang cukup baik untukdiusahakan secara komersial dengan R/C =1,47.

Tabel 3.Analisis Ekonomi dari empat Perlakuan, Pakan Lokal (Perlakuan A, B, C)

dan Pakan Pabrik (Perlakuan D), Ayam Umur 10 Minggu

PeubahAnalisis Ekonomi

Penerimaan (Rp.) Pengeluaran Rp.) Keuntungan (Rp.) R/CPerlakuan A 28.105 19.516 8.589 1,44Perlakuan B 31.990 21.464 10.526 1,49Perlakuan C 30.240 21.746 8.494 1,39Perlakuan D 34.370 28.820 5.550 1,19

Keterangan :A : Protein Kasar (PK) 16,2%, Energi Metabolis (EM) 2.738 kkal/Kg : Pakan lokal.B : PK 17,7 %, dengan EM 2.723 Kkal/Kg, : Pakan lokal.C : PK 21,5 %, dengan EM 2.676 Kkal/Kg, : Pakan lokal.D : PK 20,2 %, dengan EM 2.868 Kkal/Kg, : Pakan Industri/pabrik.

SIMPULAN

Berdasarkan analisa diatas, maka rataanberat badan akhir antara industri pakan pabrik(Perlakuan D) dengan pakan lokal/buatansendiri (Perlakuan A, B dan C) menunjukkanberbeda nyata dengan berat badan akhir lebihtinggi pada pakan buatan pabrik.

Sedangkan berdasarkan analisisekonomi, maka pembuatan pakan dari bahanbaku lokal dengan protein 17,7 % dan EM2.723 Kkal/kg (Perlakuan B), ternyata palingefisien dan memberikan keuntungan palingbanyak (R/C = 1,49), dibandingkan denganperlakuan A yaitu protein 16,2% (R/C=1,44)dan perlakuan C, protein 21,5% (R/C=1,39).Sedangkan untuk perlakuan D (pakan buatanpabrik) memberikan keuntungan palingsedikit, yaitu dengan R/C= 1,19.

Dalam rangka memanfaatkan hasil-hasilpertanian masyarakat yang melimpah diIndonesia Timur, khususnya Gorontalo sepertijagung, dedak, ikan, bungkil kelapa, dansebagainya, maka pembuatan industri minipakan ternak terintegrasi, sangat potensiuntuk dikembangkan di daerah daerah..

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikankepada Bpk. Rusli Habibie, selaku GubernurGorontalo dan Badan Ketahanan Pangan danPusat Informasi Jagung (BKPPIJ), ProvinsiGorontalo, yang telah memberikan dukungandan pendanaannya, sehingga penelitian inidapat terlaksana. Kajian ini merupakan hasilkerjasama antara BPPT dengan ProvinsiGorontalo untuk memproduksi pakan denganbahan baku lokal, karena mahalnya pakanbuatan pabrik (mendatangkan dari Surabaya).Hasil kajian ini telah diterapkan/diproduksisecara masal guna membantu masyarakatGorontalo didalam bisnis ayam kampungunggul.

DAFTAR PUSTAKA

1. Direktorat Jenderal Peternakan danKesehatan Hewan. Buku StatistikPeternakan, Kementerian Pertanian,Jakarta, 2016.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 49

2. Iskandar, S., T. Sartika, C. Hidayat danKadiran. Penentuan Kebutuhan ProteinKasar Pakan Ayam Kampung UnggulBalitnak (KUB) masa Pertumbuhan (0-22minggu). Laporan Penelitian. BalaiPenelitian Ternak, Ciawi, Bogor. Hlm. 28,2010.

3. Sartika, T. dan S. Iskandar. MengenalPlasma Nutfah Ayam Indonesia. BalaiPenelitian Ternak, Bogor. 140 hlm., 2007.

4. Zainal H., T. Sartika, D. Zainuddin danKomarudin. Persilangan pada AyamLokal (KUB, Sentul, Gaok) untukMeningkatkan Produksi Daging UnggasNasional, 2012.

5. Gunawan. Evaluasi ModelPengembangan Usaha Ternak AyamBuras dan Upaya Perbaikannya(disertasi), Bogor. IPB, 2002.

6. Zakaria, S. Pengaruh Luas Kandangterhadap Produksi dan Kualitas TelurAyam Buras yang Dipelihara denganSistem Litter. Bulletin Nutrisi danMakanan Ternak 5(1) : 1-11, 2004.

7. Setioko, A.R. dan S. Iskandar. ReviewHasil Hasil Penelitian dan DukunganTeknologi dalam Pengembangan AyamLokal. Prosiding Lokakarya NasionalInovasi teknologi Pengembangan AyamLokal. Semarang, 25 September 2005.Pusat penelitian dan PengembanganPeternakan, Bogor, Hl. 10-19, 2005.

8. Sapuri, A. Ivaluasi Program IntensifikasiPenangkaran Bibit Ternak Ayam Buras diKabupaten Pandeglang (skripsi), InstitutPertanian Bogor, 2006.

9. Scott, M.L., M.C, Nesheim and R.J.Young. Nutritions of the Chickens.Second Ed. M.L. Scott and AssociatesIthaca, New York, 1982.

10. National Research Council (NRC).Nutrients Requairement for Poultry.Washington, DC. USA, 1994.

11. Suci, D.M., Mursyida E., Setianah, T., danMuti. Program Pemberian MakananBerdasarkan Kebutuhan Protein danEnergi pada Setiap Fase PertumbuhanAyam Poncin. Media Peternakan, Vol 28.No. 2, hlm. 70-76, 2005.

12. Dinas Peternakan dan PerkebunanGorontalo. Buku Statistik Peternakan,Dinas Peternakan dan Perkebunan,Provinsi Gorontalo, 2014.

13. Steel, R.G.D. dan J.H. Torrie. Prinsip danProsedur Statistika. Terjemahan EdisiKedua, PT Gramedia Pustaka Utama,Jakarta, 1991.

14. Sidadolog JHP dan T. Yuwanta.Pengaruh Konsentrasi Protein-EnergiPakan terhadap Pertambahan Berat

Badan, Efisiensi Energi dan EfisiensiProtein pada Masa Pertumbuhan AyamMerawang. Animal Production 11 (1) :15-22, 2009.

15. Wahyu, J. Ilmu Nutrien Unggas.Cetakan ke 3. Gajah Mada UniversityPress, Yogyakarta, 2004.

16. Wijayanti, R.P. Pengaruh Suhu Kandangyang Berbeda terhadap Performans AyamPedaging Periode Starter. FakultasPeternakan. Universitas Brawijaya.Malang, 2011.

17. Petrawati. Pengaruh Unsur MikroKandang terhadap Jumlah KonsumsiPakan dan Bobot Badan Ayam Broiler didua Ketinggian Tempat Berbeda. FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.Institut Pertanian..Bogor, 2003.

18. Tabara, J. H. Respon Ayam RasPedaging pada Lokasi PemeliharaanDaerah Pantai dan Pegunungan.FakultasPeternakan. Universitas Hasanuddin.Makasar, 2012.

19. Suarjaya dan M. Nuriyasa. PengaruhKetinggian Tempat (Altitude) dan TingkatEnergi Ransum Terhadap PenampilanAyam Buras Super Umur 2 – 7minggu.Fakultas Peternakan, UniversitasUdayana. Denpasar, 2010.

20. North, M.O., and D.D. Bell. CommercialChicken Production Manual. 4th Ed.AnAvi Book Publish. by Van NostrandReinhold, New York, 2004.

21. Siregar, A.P., dan Sabrani. TeknikBeternak Ayam Pedaging di Indonesia.Magie Group. Jakarta, 2005.

22. Sarwono, B. Beternak Ayam BurasPedaging dan Petelur. Edisi Revisi.Penebar Swadaya, Jakarta, 2005.

23. Bently, J. Feeding Breeder Hens, 2003.http://www. Butinfo.com. Diakses Tanggal3 Maret 2015.

24. Risnajati, D. Perbandingan Boot Akhir,Bobot Karkas dan Persentase KarkasBerbagai Strain Broiler. Sains Peternakanvol. 10 (1), maret 2012: 11-14 ISSN 1693-8828, 2012.

25. Rao, Q. S. V., D. Nagalashmi, and V. R.Redy. Feeding to Minimize Heat Stress.Poultry Internasional 41 : 7, 2002.

26. Donald, D., J.R.Weaver and W. Daniel.Commercial Chicken Meat and EggProduction. 5th Edition. Kluwer AcademicPublisher. California, 2002.

27. Hardini, S.Y. Peningkatan Bobot BadanAyam Merawang yang DipeliharaBersama Ayam Broiler denganMemperhatikan Perilaku Makannya.Fmipa Universitas Terbuka, 2003.


50 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

28. Kusnadi, E., Widjajakusuma, R., T.Sutardi, Hardjosworo, P.S., dan A.Habibie. Pemberian Antanan (CentellaAsiatica) Dan Vitamin C Sebagai UpayaMengatasi Efek Cekaman Panas Pada

Broiler.JITAA.33 [3]. Fakultas PeternakanUniversitas Andalas. Padang, 2006.

29. Fatafta, A.A., dan Z.H.M. Abu-Dieyeh.Effect Of Chronic Heat Stress In BroilerPerformance In Jordan. Intern. J. Poult.Sci. 6(1) : 64-70, 2007.

Proses Pintas Pengolahan Kakao Skala UKM Studi Kasus di Luwu Sul-Sel (Lamhot P. Manalu, M. Yusuf Djafar, Tri YogaWibawa, Himawan Adinegoro)__________________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 51

PROSES PINTAS PENGOLAHAN KAKAO SKALA UKMSTUDI KASUS DI LUWU SUL-SEL

A CASE STUDY OF SME COCOA BY-PASS PROCESSING INLUWU SUL-SEL

Lamhot P. Manalu, M. Yusuf Djafar, Tri Yoga Wibawa, Himawan Adinegoro

Pusat Teknologi Agroindustri - BPPT Gd.2 Lt. 10 Jl. MH. Thamrin 8 Jakarta 10340e-mail : [email protected], [email protected],[email protected], [email protected]

Abstrak

UKM pengolahan kakao yang ada di Indonesia umumnya mempunyaipermasalahan yang sama antara lain peralatan yang kapasitasnya rendah,permodalan, bahan baku (biji kakao) yang sedikit serta akses informasi daninovasi. Kapasitas peralatan pengolahan produk antara kakao yang menghasilkanlemak dan bubuk kakao sangat kecil sehingga tidak efisien dan sulit untukmendapatkan keuntungan. Oleh karena itu kajian ini dilakukan untuk mempelajarikinerja peralatan pengolahan kakao agar proses pengolahan dapat dioptimalkandan lebih efisien. Kajian ini dilakukan di sebuah UKM di Kabupaten Luwu SulawesiSelatan dengan pertimbangan bahwa daerah ini merupakan sentra kakao danperalatan pengolahan yang digunakan sama atau sejenis dengan lokasi lain diIndonesia. Hasil studi ini menyimpulkan antara lain bahwa dengan kapasitaspengolahan saat ini produk maksimal yang dapat dicapai adalah sekitar 5 kg bubukdan 3 kg lemak kakao per hari atau sekitar 100 kg bubuk dan 60 kg lemak dalamsatu bulan, dimana 95% dari tenaga yang dibutuhkan dihabiskan untuk alatkoncing atau proses pembubukan. Untuk mengoptimalkan kapasitas produksi danmeminimalkan penggunaan energi maka disarankan bahwa pengolahan kakaodibatasi hanya sampai pada produk pasta dimana dapat dihasilkan 200 kg pastaper hari atau 4 ton per bulan.

Kata kunci : Kakao, Pasta, Lemak, Bubuk, Proses, Pengolahan, Audit, UKM

Abstract

Cocoa processing SMEs in Indonesia generally have the same problems includelow capacity equipment, low capital, lack of raw materials (cocoa beans) were littleand access to information and innovation. The capacity of processing equipmentthat produce products between cocoa fat and cocoa powder are very small soinefficient and difficult to make a profit. Therefore, this study was conducted tostudy the performance of cocoa processing equipment so that processing can beoptimized and more efficient. The study was conducted in an SME in Luwu inSouth Sulawesi with the consideration that this area is the center of cocoa andprocessing equipment used by the same or similar to other locations in Indonesia.The results of this study concluded, among others, that the current processingcapacity of maximum product that can be achieved is approximately 5 kg and 3 kgof powdered cocoa fat per day, or about 100 kg of powder and 60 pounds of fat inone month, where 95% of the energy needed is spent for tool koncing orpulverization process. To optimize production capacity and minimize energy usageit is recommended that treatment be limited to the cocoa paste products which canbe produced 200 kg per day or 4 tons per month.

Keywords : Cocoa, Processing, Liquor, Butter, Powder, Audit, SME

MM..PP..II.. VVooll 1111 NNoo.. 11,, AApprriill 22001177 -- ((5511-- 6600))____________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 52

Diterima (received) : 29 Januari 2017, Direvisi (reviewed) : 04 Maret 2017,Disetujui (accepted) : 20 Maret 2016

PENDAHULUAN

Indonesia merupakan produsen kakaonomor 3 terbesar di dunia. Dari total produksinasional sebesar 450.000 ton per tahun,hanya kurang dari 20% yang diolah dandipasarkan dalam bentuk produk antara danproduk hilirnya. Padahal bentuk produk yangdemikianlah yang memberikan nilai tambahlebih besar, pasar yang lebih terbuka, sertamembuka peluang lapangan kerja1,2)

Kakao merupakan komoditi perkebunanandalan di Sulawesi khususnya Sulawesi

Selatan. Potensinya mencapai 838.037 haatau 58 persen dari total luas lahan diIndonesia dimana sebagian besar (96%)lahan tersebut dimiliki oleh perkebunan rakyatyang mencakup 1,5 juta KK. Namun usahapengembangan kakao di Sulawesimenghadapi tantangan berupa kendalaproduksi, teknologi, kebijakan, daninfrastruktur. Sementara itu produktivitaskakao nasional cenderung menurun walaupunluas areal tanam meningkat (Tabel 1).

Tabel 1.Luas Areal dan Produksi Kakao di Indonesia

Tahun Luas areal (ha) Produksi (ton) Produktivitas (ton/ha)

2008 1,425,216 803,593 0.5642009 1,587,136 809,583 0.5102010 1,650,621 837,918 0.5082011 1,732,641 712,231 0.4112012 1,782,954 833,310 0.467

Pertumbuhan.rata-rata 5.81% 1.56% -0.36%

Sumber : Statistik Perkebunan Indonesia, Ditjen Perkebunan (2013)

Produk kakao Indonesia juga masihmenghadapi kendala rendahnya mutu bijikakao. Biji kakao yang dihasilkan olehperkebunan rakyat, sebagian besar dijualmasih dalam bentuk biji tanpa fermentasi.Rendahnya kualitas tersebut menyebabkanproduk Indonesia kurang bisa bersaing dipasar global dan harus mengimpor kakaoberkualitas dari negara lain3)

Permasalahan yang dihadapi oleh UKMpengolahan kakao antara lain adalah:optimasi pengolahan, penyediaan mesin yangberkinerja baik dan handal, skala usaha sertapermodalan. Studi pendahuluan menunjukkanUKM pengolahan kakao yang ada diIndonesia tersebar dari Aceh hingga Papua.Jenis dan kapasitas peralatan umumnyahampir sama dan merupakan bantuan daripemerintah baik pusat maupun daerah.

Kajian ini dilakukan dalam rangkapengembangan kakao di Sulawesi Selatanbekerjasama dengan Pemerintah Provinsi.Lokasi kajian ini bertempat di KabupatenLuwu yaitu Koperasi Bina Harapan DesaPattedong Selatan Kecamatan PonrangSelatan. Pemilihan lokasi ini didasarkanpertimbangan bahwa peralatan pengolahankakao yang ada di koperasi ini banyak ditemui

di lokasi lain. Kajian ini bertujuan untukmempelajari dan optimalisasi kinerjaperalatan pengolahan kakao di koperasi BinaHarapan Luwu agar efisien dan efektifsehingga usaha tersebut dapat berjalansecara menguntungkan.

Pengolahan kakao menjadi aneka produkcokelat dapat dibagi atas tiga tahap. Tahappertama adalah pascapanen yangmenghasilkan biji kakao kering terfermentasi.Tahap kedua yang disebut pengolahan antaraatau intermediate yang meghasilkan pasta(liquor), lemak (butter) dan bubuk (powder).Tahap ketiga adalah pengolahan produk hilircokelat berupa aneka produk makanan,minuman, kosmetika dan sebagainya.4,5)

METODE

Metodologi yang digunakan dalam studi iniadalah kajian dan audit teknologi yangmencakup pengumpulan data denganwawancara, diskusi interaktif dan surveylapangan dalam rangka inventarisasi jenisperalatan, pengamatan, pengukuran dan ujiteknis. Analisis data dan evaluasimenggunakan analisis kuantitaif dan kualitatif.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 53

Pelaksanaan audit teknologi dibagi dalamtiga tahapan, yaitu : tahap pre-audit, tahapon-site audit dan tahap post-audit. Tahap pre-audit merumuskan secara spesifik tujuankajian dan audit ini serta untuk memotretperformance, current positioning, compliance,prevention atau planning.

Tahap on-site audit antara lainmelaksanakan observasi dengan teknikpengamatan pengukuran dan pengujian untukmendapatkan hasil akurat. obyek pengamatanmeliputi kinerja teknis/personil lapangan,kondisi dan kinerja mesin/peralatan, kinerjaproses mulai dari pengadaan bahan bakuhingga penyimpanan produk akhir. Temuanaudit berupa hasil penilaian yang mengacukepada kriteria audit harus jelas dan obyektif,ada kesesuaian (no finding) atauketidaksesuaian (minor, major, criticalfinding).

Tahap pelaporan (post audit)menggunakan lebih dari satu sumber bukti(dokumen, wawancara, kuesioner, observasidan pengujian). Evaluasi dilakukan untukperbaikan/koreksi yang mencakup kinerja,relevansi dan pencapaian.

Kajian dan audit dilaksanakan secaramenyeluruh (sesuai tahapan diatas) jadibukan hanya memberikan data teknis sajatetapi sampai pada rekomendasi yang akanberguna untuk peningkatan kinerja,peningkatan kompetisi, pencegahan masalahdan perencanaan.

Secara umum audit teknolgi bertujuanuntuk6) :1. Mendiagnosis kapasitas teknologi &

inovasi, kebutuhan & peluang perusahaanyang dapat membantu perusahaan dalammengembangkan & meningkatkanpersaingan.

2. Melakukan benchmarking antarperusahaan untuk mengevaluasi posisipersaingan perusahaan & mendorongpeningkatan kinerja yang berkelanjutan.

3. Mendefinisikan jasa yang dapatditawarkan oleh infrastruktur teknologi,konsepsi program & orientasi kebijakanperusahaan terhadap industri, sehingga

mempunyai pemahaman yang lebih baikkebutuhan real perusahaan.


Kinerja Peralatan Pengolahan ProdukAntara

Peralatan pengolahan produk antara yangada di lokasi terdiri dari 2 set peralatan yangberasal dari vendor yang berbeda. Satu setperalatan (produksi Bogor) tidak dapatberfungsi karena pembuatannya tidak baikdan ada bagian alat yang tidak lengkap. Satuset lagi masih berfungsi walaupun kinerjanyatidak optimal, mencakup mesin penyangrai,mesin pemecah kulit dan pemisah biji,pemasta kasar, pengempa lemak manual,mesin pembubuk/ koncing dan mesinpengayak bubuk kakao. Spesifikasi peralatantersebut dapat dilihat pada Tabel 2.

1. Penyangraian

Proses penyangraian biji kakao kering(Gambar 1) merupakan salah satu prosespenting dalam pengembangan cita rasa,aroma dan warna sehingga kondisipenyangraian yang optimal dapatmenghasilkan produk olahan kakao yangmempunyai tekstur dan cita rasa yang baik.7)

Panas yang disuplai dalam prosespenyangraian perlu diberikan dalam intensitasdan waktu yang cukup untuk perkembangancita rasa (flavor) kakao, namun panas yangberlebihan dapat mengakibatkan terjadinyakerusakan cita rasa atau kehilanganantioksidan.8,9)

Suhu penyangraian merupakan faktorutama penyebab terjadinya pewarnaancokelat dalam biji kakao yang disangrai.Pembentukan pigmen warna cokelat yangdinamis pada saat penyangraian bergantungpada tingkat suhu penyangraian. Mutu produkkakao hasil sangrai ditentukan oleh mutu bijidan kondisi penyangraiannya.10) Oleh karenaitu, penyangraian merupakan hal pentingyang harus benar–benar diperhatikan untukmenghasilkan produk kakao yang bermutubaik.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 54

Tabel 2.Peralatan pengolahan produk antara yang ada di koperasi

No. Peralatan Jumlah Kapasitas Keterangan

1 Mesin sangrai kakao(roaster) 1 unit 40 kg/batch

(1 batch = 30 mnt) Untuk menyangrai biji kakao

2 Mesin pemecah kulitdan pemisah biji 1 unit 50 kg/jam untuk memecah buah dan

pemisah biji kakao (1+0,5 HP)

3 Pemasta kasar 1 unit 25 kg/jam 2 HP

4 Pengempa lemakmanual 1 unit 0,5 kg /batch atau

1-2 kg/jam Tipe dongkrak 20 ton

5 Mesin pembubuk/Koncing 1 unit 4 kg/ batch

(1 batch > 8 jam) 2 HP + 500 watt

6 Mesin pengayak bubukkakao 1 unit 20 kg/jam 200 mesh, tipe getar

Gambar 1.Mesin penyangrai biji kakao

Gambar 2.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 55

Mesin pemecah kulit biji kakao2. Pemecahan Biji dan Winnowing

Biji yang telah disangrai kemudian dipecahdengan menggunakan mesin pemecah kulitbiji kakao (Gambar 2) untuk memisahkan kulitdengan inti biji. Karena inti biji bersifat elastis,pecahan biji mempunyai ukuran yang relatifbesar dan seragam. Sebaliknya, kulit bijikarena sifatnya yang rapuh mempunyaiukuran yang lebih halus. Dengan perbedaanukuran fisik yang mencolok, keduanya mudahdipisahkan menggunakan hembusan kipas.Pecahan inti biji yang lebih berat akantertampung di bawah sedang pecahan kulityang halus dan ringan akan terhisap ke dalamkantong sistem penyaring udara.

3. PemastaanProses pemastaan merupakan proses

penghancuran nibs (daging buah kakao) yangtelah disangrai menjadi ukuran tertentu (150-160 mμ) dengan menggunakan mesinpemasta kasar (Gambar 3). Dengan ukuranseperti itu maka nib yang dihancurkan akanmenjadi pasta kental. Hasil jadi penghancurankakao tersebut terjadi dikarenakankandungan yang terdapat pada biji kakaoyang terdiri dari 50% lemak kakao.Penghancuran tersebut bertujuan juga untukmemperbesar luas permukaan kakao,sehingga pada saat pengempaan denganbantuan pemanasan akan memberikanpengaruh semakin banyaknya lemak kakaoyang dapat diekstrak.

4. PengempaanPengempaan adalah proses pemisahan

atau pengeluaran lemak kakao dengan caramengepres pasta kakao11) Sisa pengepresandisebut dengan ampas atau bungkil kakao(cacao cake). Lemak kakao dikeluarkan dariinti biji dengan proses penekananmenggunakan kempa. Inti biji kakao yangmasih panas dimasukkan ke dalam alatkempa hidrolik dengan dinding silinder diberilubang-lubang (Gambar 4) dan sebagai

penyaring digunakan kain. Cairan lemak akankeluar melewati lubang-lubang tersebutsedangkan bungkil inti biji akan tertahan didalam silinder. Rendemen lemak yangdiperoleh dari pengempaan antara laindipengaruhi oleh suhu biji, kadar air, ukuranpartikel biji, kadar protein, tekanan kempa danwaktu pengempaan.

Alat pengempa/pengepres pasta coklatterdiri dari 2 jenis yaitu alat pengempa tipemekanis dan alat pengempa tipe hidrolik. Alatpengempa tipe mekanis merupakan alatpengempa yang menggunakan tenagamanusia, sistim kerjanya menggunakandongkrak.

Alat pengempa tipe hidrolik merupakanalat pengempa lemak kakao yangmenggunakan prinsip dasar tekanan.Tekanan pengepresan optimum sebesar 200kg/cm2 akan menghasilkan lemak secaramaksimal dimana satu kali pengepresanbutuh waktu 10 – 15 menit dengan kapasitas0,5 kg pasta per batch.

5. Koncing / PenghalusanBungkil inti biji hasil pengempaan

dihaluskan dengan alat penghalus (breaker)seperti pada Gambar 5. Untuk memperolehukuran fraksi yang seragam, setelahpenghalusan dilakukan pengayakan. Bijikakao relatif lebih sulit dihaluskandibandingkan biji-bijian dari produk pertanianlainnya karena pengaruh kadar lemak. Lemakyang tersisa di dalam bubuk akan melelehpada saat dihaluskan karena gesekan danmenyebabkan komponen peralatanpenghalus tidak dapat bekerja secara optimal.

Jika suhu penghalusan di bawah 34 oC,fraksi gliserida di dalam lemak kakao menjaditidak stabil dan menyebabkan bubuk kembalimembentuk bongkahan (lump), untuk ituselama proses penghalusan suhu operasiharus dikontrol agar diperoleh bentuk bubukyang stabil baik warna maupun sifat-sifatnya.12)


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 56

Gambar 3.Proses pemastaan tahap pertama

Gambar 4.Mesin pres/ pengempa manual

Gambar 5.Mesin koncing/pembubuk


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 57

Gambar 6.Pengoperasian mesin pengayak bubuk

6. Pengayakan

Bungkil yang sudah kering dan dihaluskanpada proses koncing diatas kemudian diayakdengan mesin pengayak bubuk kakao(Gambar 6). Hasil dari pengayakan bubukkakao diarahkan untuk dapat memenuhisyarat mutu bubuk kakao/cokelat sesuaiSNI.13)

Audit Peralatan Pengolahan Kakao

Berdasarkan pengamatan yang dilakukanpada peralatan pengolahan produk antarakakao di lokasi, diketahui bahwa terdapat 6(enam) peralatan pengolahan produk antarayang masih dapat beroperasi dengan baikyaitu penyangrai, pemecah kulit, pemastakasar, pengempa manual, pembubuk/koncingdan pengayak bubuk. Untuk menganalisiskesesuaian kapasitas peralatan yang adamaka terlebih dahulu perlu dihitung kapasitasmasing-masing alat dengan menggunakansatuan yang sama dalam hal ini adalahjumlah kilogram biji kering yang diproses

dalam satu hari (8 jam) kerja atau kg bjk/hr(Tabel 3). Kemudian dari kapasitas tersebutdapat dihitung jumlah tenaga/energi (kWh/bln,1 bulan = 20 hari kerja) yang diperlukansetiap peralatan pengolahan produk antara.

Dari tabel tersebut dan grafik padaGambar 7 terlihat bahwa kapasitas peralatanpengolahan produk antara kakao yang adasangat bervariasi. Alat pengempa/ pengepreslemak dan pembubukan kakao adalah yangpaling kecil kapasitasnya, 64 kali lebih kecildari alat penyangrai yang kapasitasnyaterbesar. Berdasarkan perhitungan tersebutmaka kapasitas maksimal pengolahan produkantara yang dapat dicapai adalah sekitar 10kg biji kering per hari yang dapatmenghasilkan sekitar 5 kg bubuk dan 3 kglemak kakao per hari atau sekitar 100 kgbubuk dan 60 kg lemak dalam satu bulan.Untuk tingkat produksi tersebut dibutuhkan 44kWh listrik setiap bulan, dimana 95%nyadihabiskan untuk alat koncing atau prosespembubukan.

Tabel 3.Analisis kapasitas peralatan pengolahan produk antara

No. Peralatan Kapasitas Jlh kg bjk/hr

Daya(HP)

kWh/bln Rp/bln

1 Sangrai (roaster) 40 kg/batch 1 640 0.5 0.09 1412 Pemecah kulit 50 kg/jam 1 421 1.5 0.43 6413 Pemasta kasar 25 kg/jam 1 235 2 1.02 1,5304 Pengempa manual 0,5 kg /batch 1 10 0 0.00 -5 Pembubuk/Koncing 4 kg/ batch 1 10 2.75 41.25 61,875

6 Pengayak bubuk 20 kg/jam 1 320 0.5 0.19 281


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 58

Gambar 7.Kapasitas peralatan pengolahan produk antara di UKM Luwu

Gambar 8.Jumlah konsumsi listrik peralatan pengolahan produk antara

Apabila proses pengolahan produk antaradibatasi hanya sampai menghasilkan pastamaka jumlah produk pasta yang dapatdihasilkan adalah sebanyak 200 kg per hariatau 4 ton pasta per bulan. Denganmembatasi produk akhir pengolahan hanyasampai pasta, maka konsumsi tenaga danlistrik akan berkurang drastis mengingat tidaklagi melakukan pengepresan danpembubukan yang boros waktu dan energi(lihat Gambar 8). Satu hal yang menjadicatatan adalah hasil pasta yang diperolehmasih kasar (>100 µm) sehingga perluditambahkan mesin pemasta halus untukmenghaluskan partikel pasta hingga sekitar25 µm.

Berdasarkan hasil kajian yang sudahdilakukan pada proses pengolahan antarakakao, diketahui bahwa proses pengepresanlemak dan pembubukan kakao adalah prosesyang kritis karena paling rumit sertamemerlukan biaya dan energi paling besar.Selain itu produk bubuk kakao dari UKM padaumumnya tidak dapat memenuhi standar SNIyang berlaku, akibat tidak ditangani secarabaik dan bersih sehingga proses ini mudahterkontaminasi. Kapasitas dan kinerja alatpengepres dan pembubuk yang ada jugarendah sehingga proses ini menjadi ‘bottleneck’ proses produksi. Keadaan ini dapatdikatakan terjadi pada hampir semua unitpengolahan kakao skala UKM.


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 59

Hal ini sangat kontras dengan industripengolahan kakao skala besar yangumumnya memakai mesin pengolahantermasuk mesin press yang memilikikapasitas dan kinerja yang tinggi serta tempatdan prosedur yang memenuhi syarat GMP(good manufacturing practices). Tentu akansangat sulit bagi UKM untuk bersaing denganindustri besar baik dari sisi kapasitas, mutumaupun biaya produksi. Bagaimana agarUKM pengolahan kakao dapat memproduksicokelat bermutu dengan harga produk yangterjangkau tetapi proses produksinya tetapefisien, perlu ditetapkan strategi pemilihanproduk dan proses produksi yang tepat.

Apabila dicermati aneka produk cokelatpada umumnya mengandung bubuk cokelatdan lemak kakao yang dicampur denganbahan-bahan lain seperti gula, susu,emulsifier (lechitin) dan vanila. Campuran inimenjadi dasar untuk diolah kembali menjadianeka produk cokelat lainnya.14) Produk daricampuran dasar ini dalam bentuk blok dikenaldengan nama couverture. Di pasaran dalamnegeri, karena harga lemak kakao cukuptinggi komponen ini diganti dengan CBS(cocoa butter substitute) yang harganya lebihmurah dibandingkan dengan lemak kakaoyang asli.15,16) Produknya dikenal dengannama cokelat compound yang umumdigunakan sebagai bahan dasar pembuatananeka makanan dan minuman cokelat.

SIMPULAN

Kapasitas peralatan pengolahan produkantara kakao yang ada di UKM sangatbervariasi. Kapasitas pengolahan maksimumdibatasi oleh kapasitas peralatan terendahyaitu alat pengempa/pengepres manual danpembubuk kakao (koncing).

Kapasitas pengolahan produk antaramaksimal yang dapat dicapai adalah sekitar10 kg biji kering per hari yang dapatmenghasilkan sekitar 5 kg bubuk dan 3 kglemak kakao per hari atau sekitar 100 kgbubuk dan 60 kg lemak dalam satu bulan.Untuk tingkat produksi tersebut dibutuhkan 44kWh listrik setiap bulan, dimana 95%nyadihabiskan untuk alat koncing atau prosespembubukan.

Apabila proses pengolahan produk antaradibatasi hanya sampai menghasilkan pastamaka jumlah produk pasta yang dapatdihasilkan adalah sebanyak 200 kg per hariatau 4 ton pasta per bulan. Dengan demikianmaka konsumsi tenaga dan listrik akan dapatberkurang secara signifikan.

SARAN

Pengolahan produk antara di KoperasiBina Harapan Luwu direkomendasikan hanyasampai produk pasta. Pada kondisi yang adasaat ini dapat dihasilkan sebanyak 4 ton pastaper bulan. Dengan membatasi produk akhirpengolahan hanya sampai pasta, makakapasitas produksi meningkat drastis.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis menyampaikan terimakasih kepadaKementeriaan Riset, Teknologi danPendidikan Tinggi RI, BPP Teknologi danKoperasi Bina Harapan Luwu atas dukungandana, fasilitas dan kerjasamanya dalampelaksanaan studi ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Syamsiro M., H. Saptoadi, B.H.Tambunan, N.A. Pambudi. 2012. Apreliminary study on use of cocoa podhusk as a renewable source of energy inIndonesia. Energy for SustainableDevelopment 16 (2012) p.74–77.

2. WCF [World Cocoa Foundation]. 2010.Cocoa market. http: //www.worldcocoafoundation.org/ learn-about-cocoa/cocoa-market. html. Diakses 25Juli 2014.

3. Wahyudi, T., Pujiyanto, dan T. R.Panggabean, 2008. “Panduan LengkapKakao”, Penebar Swadaya, Jakarta.

4. Manalu, L.P. 2016. Studi Peran RisetDan Pengembangan Dalam MendukungIndustri Kakao Nasional. MajalahPengkajian Industri.10 (1), 2016, p. 19-26

5. Mulato, S. et al. 2010. Pengolahanproduk primer dan sekunder kakao,Edisi-4. Puslit Kopi dan Kakao Indonesia,Jember.

6. Milan, C.B. & J.F. Junker. 2000.Industrial Audit Guidebook: A Guidebookfor Performing Walkthrough EnergyAudits of Industrial Facilities, BonnevilePower Administration.

7. Misnawi. 2005. Peranan PengolahanTerhadap Pembentukan CitarasaCokelat. Warta Pusat Penelitian Kopi danKakao, Jember, Vol. 21 (3).

8. Kothe L., B.F. Zimmermann, R. Galensa.2013. Temperature influencesepimerization and composition of flavanolmonomers, dimers and trimers duringcocoa bean roasting. Food Chemistry141 (2013) p.3656–3663


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 60

9. Arlorio, M., M. Locateli, F. Travagila, J.D.Coisson, E. Del Grosso, A. Minassi, G.Appendino & A. Martelli. 2010. Roastingimpact on the contents of clovamide(Ncaffeoyl-L- DOPA) and antioxidantactivity of cocoa beans (Theobromacacao L.). Food Chem. 106, p.967-975.

10. Nazaruddin, R., H. Osman, S. Mamot, S.Wahid & N. Aini. 2006. Influence ofroasting conditions and volatile plavor ofroasted Malaysian cocoa beans. J. ofFood Process. And Preserv. 30, p.280-298.

11. Bari, V.D., J.E. Norton, I.T. Norton. 2014.Effect of processing on themicrostructural properties of water-in-cocoa butter emulsions. Journal of FoodEngineering 122 (2014) p.8–14.

12. Adeyeye, E.I., R.O. Akinyeye, I.Ogunlade, O. Olaofe, J.O. Boluwade.2010. Effect of farm and industrialprocessing on the amino acid profile ofcocoa beans. Food Chemistry 118, 357–363.

13 BSN [Badan Standarisasi NasionalIndonesia]. 2013. “Bubuk Cokelat,Rancangan Standar Nasional Indonesia”.Jakarta: SNI 01-3747:2013.

14. Esther L., E.L. Keijbets, J. Chen & J.Vieira. 2010. Chocolate demoulding andeffects of processing conditions. Journalof Food Engineering 98 (2010), p.133–140.

15. Jahurul M.H.A., et al. 2013. Cocoa butterfats and possibilities of substitution infood products concerning cocoavarieties, alternative sources, extractionmethods, composition, andcharacteristics. Journal of FoodEngineering 117 (2013) p.467–476.

16. Giacometti, J., S.M. Jolic & D. Josic.2015. Cocoa Processing and Impact onComposition. Dalam Preedy, V. (Ed).Processing and Impact on ActiveComponents in Food. Academic Press,San Diego, California, p. 605-612.

SSiimmuullaassii ddaann EEssttiimmaassiiKKeebbuuttuuhhaann EEnneerrggii SSiisstteemm GGaassiiffiieerr ddeennggaann BBaahhaann BBaakkuu BBaattuubbaarraa SSuummSSeell ddaann KKaallsseell((AAbbdduull GGhhooffaarr,,RRuuddyy SSuurryyaa SSIIttoorruuss,, EErrbbeerrtt FFeerrddyy DDeessttiiaann,, EEnnddrroo WWaahhjjuu TTjjaahhjjoonnoo,, MMoocchh.. IIssmmaaiill,, MMuurrbbaannttaann TTaannddiirreerruunngg,, DDeerriinnaaPPaarraammiittaassaarrii))______________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 61

SIMULASI DAN ESTIMASI KEBUTUHAN ENERGI SISTEMGASIFIER DENGAN BAHAN BAKU BATUBARA SUMSEL DAN

KALSEL

SIMULATION AND ESTIMATION IN ENERGY NEEDS FORGASIFIER SYSTEM USING COAL FROM SOUTH SUMATRA AND

SOUTH KALIMANTAN AS RAW MATERIALAbdul Ghofar, Rudy Surya Sitorus, Erbert Ferdy Destian, Endro Wahju Tjahjono,

Moch. Ismail, Murbantan Tandirerung, Derina Paramitasari

Pusat Teknologi Sumberdaya Energi dan Industri Kimia, TIEM- BPPTGedung Energi 625, Puspiptek, Serpong, TangSel. Telp. : (021) 75791355/54 Fax : (021) 75791355

e-mail : [email protected], [email protected], [email protected],[email protected], [email protected], murbantan [email protected],

[email protected]

Abstrak

Batubara yang melimpah di Indonesia dapat dijadikan sebagai bahan bakualternatif untuk industri petrokimia. Namun demikian, diperlukan teknologipengolahan yang tepat supaya dapat digunakan secara optimal sesuai dengankarakteristik batubara yang ada di Indonesia. Salah satu teknologi pengolahanbatubara adalah gasifikasi untuk menghasilkan synthetic gas (syngas). Terdapatbeberapa jenis teknologi gasifikasi antara lain Fixed Bed, Fludized Bed, danEntrained Bed. Penelitian ini bertujuan mencari keunggulan dari masing-masingteknologi dari segi kebutuhan energi, produk syngas, biaya modal, dan biayaoperasional proses ysng disimulasikan dengan menggunakan aspen plus. Sampelbatubara yang digunakan dalam simulasi ini berasal dari empat daerah di wilayahpotensial penghasil batubara yakni dua daerah di wilayah Sumatera Selatan(Keluang dan Babat Tomang) dan dua daerah di wilayah Kalimantan Selatan(Pendopo dan Sebuku). Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa teknologiyang sesuai dengan karakteristik batubara Indonesia adalah teknologi fluidized beddan entrained bed. Di mana untuk teknologi fluidized bed membutuhkan energilebih rendah walaupun syngas yang dihasilkan lebih sedikit serta modal dan biayaoperasional yang lebih tinggi dibandingkan entrained bed dan fixed bed.Sedangkan untuk teknologi entrained bed menghasilkan syngas yang lebih banyakdan ramah lingkungan walaupun teknologi ini membutuhkan energi yang lebihtinggi.

Kata kunci : Syngas, gasifikasi batubara, simulasi proses, aspen plus

Abstract

The abundant amount of coal in Indonesia can be used as an alternative rawmaterial for petrochemical industries. However, a suitable processing technologybased on the coal characteristic is needed. One of the coal processing technologyis gasification which convert coal into synthetic gas. There are some type ofgasification technology such as fixed, fludized, and entrained bed. The aim of thisresearch is to choose the most suitable technology by using aspen plus based onenergy needs, syngas production, capital cost, and operating cost. Coal samplesused in this simulation were obtained from four potential places such as SouthSumatera (Keluang and Babat Tomang) and South Kalimantan (Pendopo andSebuku). The simulation shows that fluidized bed and entrained bed type are themost suitable gasification technology based on the characteristics of Indonesian

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (61-68)

62 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

coal. Fluidized bed requires lower energy needs but it produces less syngas andthe capital and operating cost are higher than the other type. Meanwhile, entrainedbed type produce more syngas although it needs higher energy than other type ofgasification technology.

Keywords: Syngas, coal gasification, process simulation, aspen plus

Diterima (received ) : . 11 Februari 2016, Direvisi (revised ) : : 7 Maret 2017Disetujui (Accepted) : 5 April 2017

PENDAHULUAN

Ketersediaan batubara yang masihmelimpah di Indonesia merupakan sumberenergi fosil yang belum dimanfaatkan secaraoptimal. Batubara dapat dijadikan sumberenergi yang lebih bermanfaat jika digunakanteknologi yang tepat dalam pengolahannya.

Tabel 1.Cadangan Energi Fosil dalam (%)

yang Terdapat di Indonesia

Tahun 2005 2006 2007Minyak 14,48 14,00 14,00Gas 3,91 1,00 2,00Batubara 58,89 64,00 62,00Hydro 17,41 15,00 16,00Geotermal 5,31 6,00 6,00Total 100 100 100

Sumber Data : Dit. Pengusahaan Minerbapabum 2009

Dari tabel diatas terlihat bahwa ketersedianbatubara yang besar dapat dijadikan sebagaisumber energi alternative.

Sumber Data : Considene, 1974Gambar 1.

Produksi Batubara di Indonesia Untuk DalamNegeri Dan Ekspor Keluar Negeri

Peningkatan produksi yang terus meningkatdan setiap tahun sebagian besar hanyadimanfaatkan untuk ekspor belumtermanfaatkan untuk konsumsi dalam ngeri

secara optimal. Untuk itu diperlukanpemilihan teknologi pemanfaatan batubarayang tepat, efektif dan efisien agar dapatdimanaaftakan untuk kebutuhan dalamnegeri.Penyebaran Dan Karakteristik Batu-baraDi Indonesia

Batubara Indonesia tersebar di beberapakepulauan besar di Indonesia seperti pulauJawa, Sumatera, Kalimantan, Sulawesi,Halmahera, dan Papua. Berdasarkan databulan Desember 2011, cadangan batubara diIndonesia yang terbesar terdapat di pulauSumatera dan Kalimantan.3)

Gambar 2.Cadangan Batubara di Indonesia Tahun 2011

Namun demikian, karakteristik batubara diIndonesia sebagian besar low rank danmiddle rank dengan kalori rendah dan kadarair tinggi.7)

Tabel 2.Kategori Batubara Dan Nilai KaloriKategori H2O

(%)C

(%)Kalori

(kcal/kg)Lignite 43,4 37,8 4.113Sub-bituminous 23,4 42,4 5.403Low VolatileSub-bituminous

11,6 47 7.159

Medium VolatileSub-bituminous

5 54,2 7.715

High Volatile 3,2 64,6 8.427


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 63

Sub-bituminousSub-anthracite 6 83,8 8.271Anthracite 3,2 95,6 8.027

Sumber Data : Considene, 1974Cadangan ketersediaan batubara diIndonesia cukup melimpah (jenis lowrank),yaitu diperkirakan sampai sekitar 80 tahunlagi.7)

Tabel 3.Karakteristik Cadangan Batubara di

IndonesiaKualitas Kalori Cadangan

(juta ton)%

Low rank < 5.100 kal 21.183,04 20,22Middle rank 5.100-6.100 69.551 66,39High rank 6.100-7.100 13.021,49 12,43Highest rank > 7.100 1.001,65 0,96

Total 104.757,18 100Sumber Data : Dit. Pengusahaan Minerbapabum 2009

Berdasarkan pertimbangan tersebutpengembangan teknologi gasifikasi batubaramenjadi sangat prospektif untukmenghasilkan gas sintesa (syntetic gas) yangdapat berlaku sebagai alternatif penggantigas alam, baik untuk energi maupun sebagaibahan baku industri petrokimia.

Gasifikasi BatubaraGasifikasi adalah proses konversi

hidrokarbon menjadi produk gas-gas yangmemiliki nilai kalor yang berguna. Bahanyang bisa digasifikasi adalah semuahidrokarbon yaitu minyak, batubara, petcoke,vacuum residue, bahkan biomasa. Padagasifikasi akan dihasilkan synthetic gas(syngas) dengan komposisi, rasio, dankarakteristik gas yang berbeda-bedatergantung pada bahan baku, proses, danjenis gasifier yang digunakan.5) Syngasmerupakan campuran gas karbonmonoksida, hidrogen, metana, karbondioksida, dan gas-gas lainnya. Selain dapatdigunakan langsung sebagai bahan bakarramah lingkungan, syngas juga merupakanintermediate product pada industri petrokimiayang artinya produk yang berfungsi sebagaibahan baku untuk produk lainnya, sepertibahan baku pembuatan methanol, pupukurea, dan lain-lain 4). Adapun prinsipteknologi syngas, adalah sesuai persamaanreaksi berikut :

Steam reforming :CH4 + H2O <=> CO + 3H2 (1)CmHn + mH2O <=> (m+n/2)H2 + mCO (2)CH3OH + H2O <=> CO2 + 3H2 (3)

Partial Oxidation :

CH4 + O2 CO + 2H2 (4)CmHn + m/2O2 mCO + n/2H2 (5)CH3OH + 1/2O2 CO2 + 2H2 (6)CH3OH CO + 2H2 (7)

Autothermal reforming atau oxidativesteam reforming :CH4 + 1/2H2O + 1/4O2 CO + 5/2H2 (8)

CmHn + m/2H2O + m/4O2 mCO +(m/2 + n/2)H2 (9)

CH3OH +1/2H2O +1/4O2 CO2+2,5H2 (10)

Carbon gasification (coal, coke) :C + H2O <=> CO + H2 (11)C + O2 CO2 (12)C + 1/2O2 CO (13)C + CO2 <=> 2CO (14)

Carbon Formation :CH4 <=> C + 2H2 (15)CmHn <=> xC + Cm-xHn-2x + xH2 (16)2CO C + CO2 (17)CO + H2 C + H2O (18)

Water-gas shift :CO + H2O <=> CO2 + H2 (19)

CO2 + H2 <=> CO + H2(reverser water-gas shift [RWGS]) (20)

Teknologi dan Jenis Reaktor penghasilsyngas

Secara umum, terdapat tiga jenis reaktorgasifier yang digunakan untuk gasifikasibatubara dan biomasa yaitu fixed bed gasifier(teknologi Lurgi), fluidized bed, dan entrainedflow gasifier.4)

1. Fixed Bed Reactor (Teknologi Lurgi)Aliran proses dalam reaktor initerjadi

secara counter current antara batubara danoksigen. Steamdialirkan dengan kecepatanyang tinggi untuk memperoleh hasil gasifikasiyang baik.

Gambar 3.Fixed Bed Reactor

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (61-68)

64 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Adapun karakteristik batubara dari teknologilurgi/fixed bed reactor ini adalah sebagaiberikut:

a. Batubara harus mengandung banyak zatvolatile karena hasil dari daerahdevolatilisasi adalah tar dan metana (tidaksemua batubara cocok untuk teknologi ini)4)

b. Kandungan ash harus rendah, karenamembutuhkan energi lebih untukmemisahkan ash tersebut. 4)

c. Batubara memiliki ukuran kurang lebih 3-55 mm. 4)

2. Fludized Bed Reactor

Dalam teknologi ini batubara dimasukandari atas dan dialirkan dengan bantuan gassehingga membentuk fluida, sementaraoksigen dan steam dialirkan daribawah.Proses dalam teknologi iniberlangsung secara continuous.Karakteristikbatubara yang digunakanadalah batubaradihancurkan sampai berukuran sekitar 0.5-5mm.4)

Gambar 4.Fluidized Bed Reactor

Gambar 4 diatas merupakan gambar reactorFluidized Bed dengan konfigurasi nya.

3. Entrained Bed Reactor

Pada proses ini batubara, oksigen, dansteam dimasukan secara co-current.

Karakteristik batubara yang digunakandalam teknologi ini adalah dengan ukuranyang sangat kecil ukuran 0.1 mm danseragam (homogen). 4)

Gambar 5.Entrained Bed Reactor

Gambar 5 diatas merupakan gambar reactorEntrained Bed dengan konfigurasi nya.

METODE PENELITIAN

Kegiatan penelitian ini diawali denganpengambilan sampel batubara yang berasaldari empat daerah di dua wilayah potensialpenghasil batubara, yakni dua daerah diwilayah Sumatera Selatan (Keluang danBabat Tomang) dan dua daerah di wilayahKalimantan Selatan (Pendopo dan Sebuku).Kemudian sampel dianalisa secara proximatedan ultimate untuk mengetahui karakteristikbatubara.

Analisa ProximateAnalisa Proximate Batubara digunakan

untuk mengetahui karakteristik (sifat fisis)dan kualitas batubara dalam kaitannyadengan penggunaan batubara tersebut, yaituuntuk mengetahui jumlah relatif air lembab(Moisture Content), zat terbang (VolatileMatter), abu (Ash Content), dan karbontertambat (Fixed Carbon) yang terkandungdidalam batubara.5)

Analisa UltimateAnalisa Ultimate (analisa elementer)

adalah analisa untuk mengetahui sifat kimiadalam penentuan jumlah unsur Karbon (C),Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N) danSulfur (S).5)

Metode SimulasiMetode simulasi proses yang digunakan

dalam penelitian ini adalah Aspen plus yangmerupakan suatu program simulasi yangmenggunakan hubungan antara besaranfisika seperti neraca massa, neraca panas,


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 65

kesetimbangan termodinamika, persamaankecepatan untuk memprediksi performancesuatu proses seperti sifat aliran dan kondisioperasi ukuran alat, dan lain-lain.

Software yang digunakan untuk simulasidan estimasi proses adalah Aspen Plus 8.4,dengan parameter komposisi umpan, kondisiproses dan peralatan yang digunakan padatiga jenis teknologi gasifikasi, yaitu Fix Bed,Fluidized Bed dan Entrained Bed.10)

Simulasi yang dimaksud adalah denganmelakukan estimasi untuk menghitungkebutuhan energi, produk syngas yangdihasilkan, biaya modal dan biayaoperasional proses dari ketiga teknologigasifikasi tersebut di atas.10)


Tiga teknologi gasifikasi batubara FixBed, Fluidized Bed dan Entrained Bedmemiliki keunggulan masing-masing. Ketigateknologi tersebut sangat dipengaruhi olehkarakeristik bahan baku yang digunakansebagai umpan untuk memproduksi syngas,yaitu seperti kandungan kadar air, fixedcarbon, kandungan ash, dan volatile matter.

Nilai tesebut diperoleh dari ujiikarakterisitik batubara, yaitu uji proximate.Selain uji proximate, juga dilakukan ujiultimate, yaitu untuk penentuan ash, carbon,hidrogen, nitrogen, sulfur, dan oksigen.

Hasil analisa proximate dan ultimateterhadap sampel batubara dari 4 (empat)daerah uji dapat ditunjukkan pada Tabel 4dan Tabel 5 berikut:

Tabel 4.Hasil Analisa Proximate dan Ultimate Batubara dari Sumatera Selatan

(Keluang dan Babat Toman)

Analysis Parameters Lokasi Sample Unit Basis StandardMethodsKeluang Babat Toman

PROXIMATE :Moisture in Air Dried Sample 14 11 % adb ASTM D.3173Ash 7 5 % adb ASTM D.3174Volatile Matter 40 42 % adb ISO 562Fixed Carbon 39 42 % adb ASTM D.3172

ULTIMATE :Carbon 72,6 65,7 % adb ASTM D.5373Hidrogen 4,90 6,3 % adb ASTM D.5373Nitrogen 1,32 0,8 % adb ASTM D.5373Total Sulfur 0,9 0,2 % adb ASTM D.4239Oxigen 20,2 27 % adb ASTM D.3176Gross Caloric Value 5.300 5.600 Cal/g adb ASTM D.5865

Tabel 5.Hasil Analisa Proximate dan Ultimate Batubara dari Kalimantan Selatan

(Pendopo dan Sebuku)

Analysis Parameters Lokasi Sample Unit Basis StandardMethodsPendopo Sebuku

PROXIMATE :Moisture in Air Dried Sample 10,81 4,86 % adb ASTM D.3173Ash 16,84 36,05 % adb ASTM D.3174Volatile Matter 41,26 34,55 % adb ISO 562Fixed Carbon 31,09 24,54 % adb ASTM D.3172

ULTIMATE :Carbon 48,99 46,77 % adb ASTM D.5373Hidrogen 5,08 4,99 % adb ASTM D.5373Nitrogen 0,66 0,78 % adb ASTM D.5373Total Sulfur 0,23 0,49 % adb ASTM D.4239Oxigen 28,20 10,92 % adb ASTM D.3176Gross Caloric Value 4.311 4.611 Cal/g adb ASTM D.5865

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (61-68)

66 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Hasil uji proximate dan uji ultimatetersebut kemudian dimasukan dalam simulasiaspen plus, dengan kondisi operasi danumpan yang sama untuk teknologi yangsama.

Sementara untuk teknologi yangberbeda, dilakukan kondisi operasi danumpan yang berbeda. Namun untuk umpan,diberikan total nilai yang sama., walaupunkomposisinya berbeda-beda.

Perhitungan dan Hasil Simulasi

1. Kebutuhan EnergiBahan baku batubara yang digunakan

dalam teknologi ini, sangat berpengaruhterhadap kebutuhan energi dari masing-masing teknologi..

Pada penelitian ini, menggunakan basisperhitungan 4.5 kg/jam umpan batubara.Berikut energi yang dihasilkan dari masing-masing teknologi untuk masing-masingdaerah di Kalimantan Selatan (Pendopo danSebuku) dan Sumatera Selatan (Keluang danBobot Toman).

Tabel 6.Kebutuhan Energi Untuk Setiap

Teknologi Pada Masing-masing Daerah

Sampel FluidizedBed

FixedBed

EntrainedBed

Sebuku 1,510 3,938 3,776Pendopo 1,540 3,344 3,796Babat Toman 1,676 3,889 4,742Keluang 1,561 3,824 4,206

Dari ketiga teknologi yang digunakan,teknologi entrained bed lebih banyakmembutuhkan energy, terutama di wilayahSumetera selatan (Babat Toman danKeluang).

Gambar 6.Kebutuhan Energi Untuk Setiap Teknologi

pada Masing-masing Daerah

Umumnya, daerah dengan karakteristikbatubara yang lebih basah (wet coal) akanmembutuhkan energi yang lebih besar.

Namun demikian, wet coal tersebut umumnyadapat memproduksi syngas yang lebihbanyak dan rendah emisi dengan teknologigasifikasi yang tepat, seperti teknologientrained bed gasifier.

2. Biaya OperasionalDalam dunia industri hal yang sangat

diperhatikan antara lain yaitu biayaoperasional. Berikut ini estimasi operatingcost untuk setiap teknologi pada setiapdaerah.

Tabel 7.Operating Cost Untuk Setiap Teknologi Pada

Masing-masing Daerah

Sampel FluidizedBed

FixedBed

EntrainedBed

Sebuku 1,347,000 1,285,530 1,296,390Pendopo 1,349,670 1,285,530 1,296,640BabatToman

1,347,000 1,285,530 1,299,250

Keluang 1,347,000 1,285,530 1,299,250

Biaya operasional (operating cost)merupakan salah satu alasan penting dalammenentukan nilai jual suatu produk dariprodusen ke konsumen. Untuk itu nilaioperating cost yang rendah sangatdiharapkan oleh suatu perusahaan. Berikutoperating cost dari masing-masing teknologiuntuk masing daerah di Kalimantan Selatan(Pendopo dan Sebuku) dan SumateraSelatan (Keluang dan Bobot Toman).

Gambar 7.Operating Cost Untuk Setiap Teknologi di

setiap Daerah

Untuk operating cost, teknologi fixed beddan entrained bed memberikan nilaioperating cost yang hampir sama, atau tidakbeda secara signifikan dan keduanyamemberikan nilai estimasi operating cost

(US$)

(Kalori/detik)


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 67

yang lebih rendah dibandingkan denganteknologi fluidized bed.

3. Biaya ModalBagi industri kecil dan menengah, biaya

modal (capital cost) merupakan hal sangatpenting. Berikut ini tabel capital cost hasildari simulasi yang digunakan

Tabel 8.Capital Cost Untuk Setiap Teknologi Pada

Masing-masing DaerahSampel Fluidized

BedFixedBed

EntrainedBed

Sebuku 4,726,210 2,251,260 4,154,040Pendopo 4,744,120 2,251,260 4,163,810BabatToman

4,726,210 2,251,260 1,181,170

Keluang 4,727,210 2,251,260 1,181,170Untuk capital cost nilai satuan yangdigunakan daalam US Dollar. Untuk itu,dalam melakukan investasi bisnisnyapengusaha kecil dan menengah sangatmemperhitungkan capital cost.

Gambar 8.Capital Cost Untuk Setiap Teknologi Pada

Masing-masing Daerah

Dari kurva diatas dan dari ketiga teknologiyang digunakan, serta dari ke empat wilayahyang digunakan sebagai sampel teknologifluidized bed membutuhkan capital cost yanglebih besar dibandingkan dengan teknologientrained bed dan fixed bed gasifier.

4. Produksi SyngasPada penelitian ini, parameter lain yang

diperhatikan antara lain produksi syngas.Berikut tabel dibawah ini untuk hasil simulasiproduksi syngas.

Tabel 9.Produksi Syngas Untuk Setiap Teknologi

Pada Masing-masing DaerahSampel Fluidized

BedFixedBed

EntrainedBed

Sebuku 33.527 33,581 40,5Pendopo 33.972 34,337 40,5

Babat Toman 35.115 34,388 40,5Keluang 34.973 34,235 40,5

Untuk hasil dari gasfikasi yang berupasyntetik gas atau syngas, produksi syngasyang dihasilkan dalam satuan kg/jam.

Gambar 9.Produksi Syngas Untuk Setiap Teknologi

Pada Masing-masing Daerah

Dari kurva diatas dan dari ketiga teknologiyang digunakan, serta dari ke empat wilayahyang digunakan sebagai sampel teknologientrained bed gasifier menghasilkan syngasyang paling besar dibandingkan teknologifluidized bed dan fixed bed gasifier. Dimanateknologi entrained bed ini pun merupakanteknologi yang lebih ramah lingkungan.

SIMPULAN

Ditinjau dari sumberdaya alamnya, SumateraSelatan dan Kalimantan Selatan cukuprepresentatif sebagai daerah potensialpenghasil bahan baku batubara. Sementaritu, dari hasil analisa sampel uji proximatedan ultimate terhadap bahan baku batubarayang diambil dari daerah Sumatera Selatanmempunyai karakteristik sebagai berikut :Semakin besar kadar air (moisture content)pada batubara, akan semakin kecil GrossCaloric Valuenya, makaGross CaloricValuebatubara dari daerah Keluanglebih kecildari daerah Babat Tomang.Semakin besar kadar air (moisture content),maka akan semakin besar kadar karbonnya.Moisture content batubara dari daerahKeluang lebih besar dibanding dari daerahBabat Tomang, maka kadar karbon batubaradari daerah Keluang juga lebih besar daridaerah Babat Tomang.

Hasil analisa sampel uji proximate danultimate terhadap sampel bahan baku yangdiambil dari daerah Kalimantan Selatanmempunyai karakteristik sebagai berikut :

M.P.I. Vol.11 No 1, April 2017 –– (61-68)

68 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Semakin besar kadar air (moisture content)batubara, akan semakin kecil Gross CaloricValue, makaGross Caloric Valuebatubaradari daerah Pendopo lebih kecil dari daerahSebuku.Semakin besar kadar air (moisture content),akan semakin besar kadar karbon. Moisturecontent batubara dari daerah Pendopo lebihbesar dibanding dari daerah Sebuku, makakadar karbon batubara dari daerah Pendopojuga lebih besar dari daerah Sebuku.

Selanjutnya dengan menggunakan aplikasiAspen Plus dalam kegiatan penelitian ini,diperoleh hasil, bahwa batubara yangmempunyai kadar air (moisture content) danfixed carbontinggi, pada proses gasifikasinyamembutuhkan energi yang lebih besar.Sementara itu kebutuhan energi untuk prosesgasifikasi dengan menggunakan teknologifluidized bed membutuhkan energi yangpaling kecil dibandingkan dengan teknologifixed bed dan entrained bed. Dan Entrainedbed yang paling besar membutuhkan energidengan kapasitas produksi yang sama.Produk gas yang dihasilkan dari prosesgasifikasi dengan menggunakan teknologientrained bed akan lebih banyakmenghasilkan syngas, dibandingkan denganteknologi fixed bed dan fluidized bed. Denganbesaran laju umpan yang sama. Untukperhitungan biaya investasi (capital cost)pendirian plant gasifikasi batubara untukteknologi fixed bed lebih murah dibandingkandengan teknologi fluidized bed dan entrainedbed. Biaya capital cost fluidized bed yangpaling besar nilainya. Sedangkan untukperhitungan biaya operasional (operatingcost) teknologi gasifikasi yang paling murahadalah dengan teknologi fixed bed, namuntidak beda jauh dengan teknologi entrainedbed. Sedangkan biaya oprasional yang palingmahal adalah dengan teknologi fluidized bedgasifier.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepadaKementerian Negara Riset dan Teknologi danPendidikan Tinggi (KEMENRISTEK DIKTI)Republik Indonesia atas bantuan pendanaanuntuk Riset Terapan Kegiatan Simulasi danEstimasi Kebutuhan Energi Sistem Gasifierdengan Bahan Baku Batubara SumateraSelatan dan Kalimantan Selatan yangmerupakan bagian dari program insentif risetSistem Inovasi Nasional (SINas), TahunAnggaran 2015.

DAFTAR PUSTAKA

1. BP, Statistical Review of World Energy,www.bp.com, diakses tanggal 25Agustus 2009.

2. Sekretariat Panitia Teknis SumberEnergi (PTE), Blueprint Energi Nasional2005-2025, Kementerian Energi danSumber Daya Mineral, 2007.

3. Badan Geologi Kementerian ESDM.November 2011.

4. Perancangan Pabrik Gas SintetisMenggunakan Proses GasifikasiBatubara Sebagai Bahan BakuPembuatan Bahan Bakar Cair.Muhammad Habiburrohman. UniversitasIndonesia: Depok.2012

5. Pengaruh Komposisi Biomassa SerbukKayu Dan Batu Bara TerhadapPerformansi Pada Co GasifikasiSirkulasi Fluidized Bed. I Ketut Wijaya.Universitas Udayana: Bali.2015.

6. Peraturan Presiden Nomor. 5 Tahun2006, tentang Kebijakan EnergiNasional, 2006.

7. Direktorat Jenderal Mineral danBatubara. Kementerian ESDM RI.Jakarta:2009.

8. Considine, D., Chemical and ProcessTechnology Ensyclopedia, Mc Graw hillbook company, 1974.

9. Milne, T.A., and Evans, R.J., BiomassGasifier “Tars”: Their Nature, Formation,and Conversion, National RenewableEnergy Laboratory, 1998.

10. Nikoo, M.B., and Mahinpey, N.,Simulation of biomass gasification influidized bed reactor using ASPENPLUS. Biomass Bioenergy, 32, 1245–1254, 2008.

11. Francois, J., Abdelouahed, L., Mauviel,G., Patisson, F., Mirgaux, O., Rogaume,C., Rogaume, Y., Feidt, M., and Dufour,A., Detailed process modeling of a woodgasification combined heat and powerplant. Biomass Bioenergy, 51, 68–82,2013.

12. Lee, J.M., Kim, Y.J., Lee, W.J., and Kim,S.D., Coal-gasification kinetics derivedfrom pyrolysis in a fluidized-bed reactor.Energy, 23, 475–488, 1998.

13. Sharmina, B., Mohammad, G.R.,Delwar, A., and David, C., AnExperimental and NumericalInvestigation of Fluidized BedGasification of Solid Waste, Energies, 7,43-61, 2014.

Eliminasi Senyawa Azobenzene pada Limbah batik Menggunakan Nanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 dan Sinar matahari (SitiWardiyati, Adel Fisli, dan Sari hasnah dewi)__________________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 69

ELIMINASI SENYAWA AZOBENZENE PADA LIMBAH BATIKMENGGUNAKAN NANOKATALIS Fe3O4/SiO2/TiO2 DAN

SINAR MATAHARI

ELIMINATION AZOBENZENE COMPOUNDS OF WASTE BATIKUSING NANOKATALIS Fe3O4/SiO2/TiO2 AND SUNLIGHT

Siti Wardiyati, Adel Fisli, dan Sari Hasnah DewiPusat Sains dan Teknologi Bahan Maju, BATAN, Kawasan Puspiptek , Serpong,

Tangerang selatan 15314Email : [email protected], [email protected], sari [email protected]

ABSTRAK

Bahan nanokatalis magnetik Fe3O4/SiO2/TiO2 telah berhasil disintesis denganmetode gabungan yaitu presipitasi dan sol-gel menggunakan prekursor besioksida, tetraethyl ortho silicate dan tetrabuthyl orthotitanate. Untuk mengetahuikinerja katalitik bahan tersebut dilakukan eliminasi limbah batik warna orange dariPT. Roro djonggrang Yogyakarta. Limbah batik warna orange dari PT. Rorodjonggrang Yogyakarta mengandung senyawa azo yang banyak digunakan olehindustri tekstil. Senyawa azo merupakan pewarna sintetis yang berbahaya bagilingkungan, oleh karena perlu dilakukan eliminasi untuk menurunkan kandungansenyawa tersebut sebelum dibuang ke lingkungan. Parameter percobaan yangdilakukan pada penelitian ini adalah pH larutan, waktu iradiasi, jenis sinar dandosis katalis. Dari hasil percobaan diperoleh kondisi optimal proses eliminasilimbah batik warna orange menggunakan nanokatalis magnetik Fe3O4/SiO2/TiO2dicapai pada pH larutan limbah 2,0 – 4,0; waktu iradiasi sekitar 2 – 3 jam; dandosis katalis katalis 1,0g/L. Pada kondisi tersebut bahan nanokatalis magnetikFe3O4/SiO2/TiO2 mampu mengeliminasi warna orange hingga 90 %. Daripercobaan ini terbukti bahwa pengolahan limbah warna menggunakan nanokatalismagnetik Fe3O4/SiO2/TiO2 sangat efektif kerena sederhana, praktis, dan efisienserta ekonomis karena dapat dilakukan di bawah sinar matahari langsung dankatalis dapat dipakai ulang.

Kata kunci : Limbah warna, Fotokatalitik, Katalis heterogen, Fe3O4/SiO2/TiO2

ABSTRACT

Nanocatalyst magnetic Fe3O4/SiO2/TiO2 has been successfully synthesized by acombination of methods, namely precipitation method and sol-gel using iron oxide ,tetraethyl ortho silicate and tetrabuthyl orthotitanate as precursors. To determinethe performance of Fe3O4/SiO2/TiO2 has been done in orange batik wasteelimination of PT. Roro Djonggrang Yogyakarta. Orange batik waste from PT. RoroDjonggrang Yogyakarta containing azo compound, where the compound is widelyused by the textile industry. Azo compound is a synthetic dye that is harmful to theenvironment, therefore need to be eliminated to reduce the content of thecompound before being discharged into the environment. Parameter ofexperiments conducted on this study is the pH of the solution, irradiation time, thelight type and dose of the catalyst. From the experimental results obtained optimalcondition of the elimination process of orange colors using magnetic nanokatalisFe3O4/SiO2/TiO2 reached on waste solution pH 2.0 to 4.0; irradiation time of about2-3 hours; and dosage of catalyst 1.0 g / L, on these conditions the nanokatalismagnetic Fe3O4/SiO2/TiO2able to eliminate up to 90% orange color. From thisexperiment proved that the magnetic nanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2very effective fortreatment of dyes because they are simple, practical, efficient and economicalbecause it can be performed under direct sunlight and catalyst can be reused.

MM..PP..II.. VVooll 1111 NNoo.. 11,, AApprriill 22001177 -- ((6699 -- 7766))____________________________________________________________________________________________

70 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Keywords: Dyes, Photocatalytic, catalyst, Fe3O4/SiO2/TiO2

Diterima (received) : 28 Desember 2016, Direvisi (reviewed) : 11 Februari 2017,Disetujui (accepted) : 02 Maret 2017

PENDAHULUAN

Permasalahan limbah merupakanpermasalahan yang sangat klasik yangsampai sekarang belum bisa terselesaikan.Ada beberapa faktor yang menjadi penyebabtentang permasalahan limbah di Indonesiahingga saat ini belum bisa terselesaikan,diantaranya kesadaran bangsa Indonesiayang masih minim baik secara pribadimaupun organisasi terhadap penangananlimbah, kurangnya sosialisasi metodapengolahan limbah yang praktis dan efektifkepada masyarakat ataupun industri, dankurangnya mediator antara peneliti denganindustri atau masyarakat sehinggakomunikasi tidak berjalan.Metoda pengolahan limbah organik secarapraktis, efektif dan ekonomis dewasa inisedang dikembangkan baik di luar negerimaupun di dalam negeri, yaitu secarafotokatalitik dengan menggunakan bahannanokatalis magnetik1,2,3). Pengolahan limbahorganik dengan proses fotokatalitik yangsedang dikembangkan diantaranya limbahrumah sakit, limbah industri tekstil,penyamahan kulit dan lain sebagainya4).Bahan katalis yang umum digunakan untukmendegradasi senyawa organik adalahtitanium dioksida (TiO2). Titanium dioksidamerupakan bahan katalis yang telah terbuktisangat efisien untuk mendegradasi senyawaorganik, karena TiO2 khususnya fasa anatasemempunyai ukuran kecil, luas permukaanbesar dan energi gap besar sekitar 3,2 eV5).Bahan katalis TiO2 mempunyai sifatterdispersi sempurna di dalam air, sehinggamempunyai kendala dalam pengambilankembali setelah penggunaannya, oleh karenaitu perlu dilakukan pencangkokan denganbahan magnet agar dapat mempermudahpengambilan kembali setelah pengunaanbahan katalis tersebut. Bahan magnet yangdapat digunakan sebagai pencangkok bahankatalis adalah bahan magnet yang bersifatsuperparamagnetik, yaitu bahan magnet yangbersifat magnet bila diberi medan magnet,dan sifat magnet tersebut akan hilang bilamedan magnet dihilangkan. Bahan superparamagnetik yang cocok untuk bahannanokatalis magnetik tersebut adalah Fe3O4yang selanjutnya akan membentukFe3O4/TiO2. Bahan magnetik Fe3O4/TiO2 inimasih kurang optimal dalam mendegradasisenyawa organik karena adanya proses

disolusi elektron dari TiO2 ke Fe3O4, olehkarena itu perlu ditambahkan bahan lain yangberfungsi sebagai penghalang terjadinyaproses disolusi elektron. Bahan penghalangterjadinya disolusi elektron pada katalismagnetik Fe3O4/TiO2 harus bisamempertahankan efektifitas katalis TiO2maupun fungsi Fe3O4, dan relatif stabil yaituSiO26,7)]. Dengan penambahan SiO2 padakatalis magnetik Fe3O4/TiO2 akan terbentukkomposit Fe3O4/SiO2/TiO2. Prosesfotokatalitik dengan nanokatalis magnetikFe3O4/SiO2/TiO2 sama dengan prosesfotokatalitik dengan TiO28), akan tetapi prosesfotokatalitik dengan Fe3O4/SiO2/TiO dapatdilakukan dibawah sinar matahari. Hal inidikarenakan dengan pencangkokan TiO2pada bahan magnet Fe3O4/SiO2 panjanggelombang serapan bahan bergeser kedaerah visible, sehingga proses lebih praktis,efektif dan ekonomis.Bahan nanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 telahberhasil di sintesis dengan metode gabunganyaitu presipitasi dan sol-gel pada penelitiansebelumnya9) dengan spesifikasi : ukuranagglomerasi komposit Fe3O4/SiO2/TiO2 200nm; nilai saturasi magnetik (Ms) 22,5 emu/g;dan daerah serapan 200 – 800 nm. Untukmengetahui uji kinerja Fe3O4/SiO2/TiO hasilsintesis perlu dilakukan uji katalitik bahantersebut terhadap limbah organik. Olehkarena itu pada kesempatan ini penelitimelakukan percobaan eliminasi limbah batikwarna orange yang berasal dari perusahanbatik Rorodjonggrang Yogyakarta dengantujuan untuk menguji sifat fotokatalitikFe3O4/SiO2/TiO2 hasil sintesis. Parameteryang diuji pada penelitian ini yaitu pH larutan,jenis sinar (UV dan matahari), dosis katalisdan waktu iradiasi.

METODOLOGI

Bahan dan AlatBahan yang digunakan dalam penelitian

ini adalah TiO2, Fe3O4/SiO2/TiO2 hasilsintesis, NaOH, H2SO4, limbah batik warnaorange dari perusahaan BatikRorodjonggrang Yogyakarta, dan air demin.

Peralatan yang digunakan untuk prosesfotokatalitik adalah magnetik strirrer, sinar UVmodel pen dengan panjang gelombang 356nm, sinar matahari, dan peralatan umumlaboratorium, sedangkan peralatan analisis


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 71

C:\Program Files\OPUS_65\MEAS\siti_limbah org.1 siti_limbah org Instrument type and / or accessory 29/10/2014

1000150020002500300035004000Wavenumber cm-1

7580

8590

9510

0Tr

ansm

ittan

ce [%

]

Page 1/1

c

a

b

yang digunakan adalah FourierTransformation Infra Red ( FTIR) BrukerJerman untuk analisis limbah sebelum proseseliminasi dan Spektrofotometer UV-VisLambda25 dari Perkin Elmer untuk analisislimbah sebelum dan sesudah proseseliminasi.

Cara kerja :1. Analisis limbah batik

Analisis limbah batik dilakukan untukmengetahui jenis senyawa pewarna yangterdapat pada limbah tersebut denganmenggunakan alat Spektrofotometer FTIRdan UV-Vis.2. Uji kinerja Fe3O4/SiO2/TiO2

Prosedur percobaan degradasi limbahbatik warna orange oleh Fe3O4/SiO2/TiO2dilakukan dengan cara limbah batik sebanyak100 mL dimasukkan ke dalam gelas beker500 L,

atur pH larutan limbah bervariasi dari 2, 4, 6,8, 10, dan 12, kemudian ke dalam limbahtersebut ditambahkan nanokatalisFe3O4/SiO2/TiO2 sebanyak (25, 50, 75, dan100) mg. Selanjutnya dilakukan iradiasidengan menggunakan lampu UV model pena(lihat Gb. 1a) dan sinar matahari secaralangsung dengan cara beker gelas diletakkandi ruang terbuka yang terkena sinar matahariselama (15, 30, 45, 60,75, 90, 120) menitseperti ditunjukkan pada Gambar 1b. Untukpercobaan dengan sinar matahari dilakukanpada jam 09 – 14.30 dengan suhu luar 38-40oC. Setelah proses eliminasi, katalisdipisahkan dengan magnetik permanenseperti yang ditunjukan pada Gambar 1.(c).Kandungan senyawa organik yang tersisadianalisis dengan Spektrofotometer UV-VisLambdha25 PERKIN ELMER.

Gambar 1.Proses fotokatalitik limbah batik oleh Fe3O4/SiO2/TiO2 dengan (a) sinar UV model lampu, (b)

sinar matahari, dan (c) proses recovery katalis dengan magnet permanen


1. Analisis limbah batik menggunakanUV-Vis dan FTIR

Hasil analisis limbah warna orange dariperusahaan batik Rorodjoggrang Yogyakartamenggunakan Spektro-fotometer FTIR danUV-Vis ditunjukan pada Gambar 2 dan 3Pada Gambar 2. terlihat adanya pita serapanpada angka gelombang sekitar 3400 cm-1 dansekitar 1700 cm-1. Pita serapan pada angkagelombang 3400 cm-1 merupakan gugusfungsional –OH yang berasal dari H2O,sedangkan pita serapan pada angka sekitar1700 cm-1 menunjukkan gugus –C=O dari –COOH.

Gambar 2.Spektra FTIR limbah batik warna orange


72 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Menurut Robert dkk. serapan pada daerah1700 cm-1 merupakan serapan pewarna jenisazo10)., dimana Zat warna azo adalahsenyawa kimia xenobiatik yang mempunyaiciri-ciri struktur tidak alami dan tidak biasaditemukan di alam. Karena tidak ditemukan dialam, maka jarang terjadi reaksi biolagi danharus dibuat sesuai dengan lingkungan.

Gambar 3.Spektrogram limbak batik warna orange

dengan alat Spektrofotometer UV-VisLambdha25

Pada Gambar 3 di atas ditunjukkan hasilanalisis limbah batik warna orange dariPerusahaan Rorodjonggrang Yogyakartadengan menggunakan FTIR, pada gambar

tersebut terlihat adanya puncak padapanjang gelombang 350 nm, yang manasenyawa tersebut merupakan senyawasenyawa azo. Senyawa azo yangmempunyai serapan maksimum padapanjang gelombang ± 350 nm menurutpustaka11) adalah azobenzene denganstruktur molekul sebagai berikut;

Dari data analisis dengan menggunakanFTIR dan UV-Vis disimpulkan bahwasenyawa yang terkandung dalam limbahbatik dari perusahaan RorodjonggrangYogyakarta adalah senyawa azobenzene.Senyawa azo merupakan zat warna sintetisyang banyak digunakan sebagai pewarnatekstil.11)

2. Eliminasi limbah batik warna orangeProses degradasi senyawa azo secara

fotokatalitik menggunakan bahan nanokatalismagnetik Fe3O4/SiO2/TiO2 dan sinar sinarmatahari dapat digambarkan seperti Gambar4 berikut ini;

Gambar 4.pembentukan radikal bebas oleh Fe3O4/SiO2/TiO2 dan sinar matahari

Radikal bebas OH. dan O2.- yang terbentuk

selanjutnya digunakan untuk mendegradasisenyawa azobenzene yang terdapat dalamlimbah batik menjadi senyawa senyawa yang

tidak berbahaya yaitu H2O dan CO2 mengikutireaksi 1 berikut ini;

TiO2

SiO2

Fe3O4

h+

e-

e- + O2 O2.-

h+ + H2O OH. +H+

TiO2

Fe3

O4

TiO2

Fe3

O4

TiO2T

iO2

Fe3

O4

TiO2

SiO2

Fe3

O4

TiO2

SiO2

Fe3

O4

TiO2

SiO2

Fe3

O4

TiO2

Fe3

O4

TiO2

Fe3

O4

TiO2

3

O4

TiO2

Fe3

O4 T

iO2

Fe3

O4

TiO2

Fe3

O4

TiO2

Fe3

O4

TiO2

Fe3

O4

azo azo

azo

azo

azo

azo

azo

hv


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 73

2.1. Pengaruh pH larutan limbah terhadapefisiensi degradasi

Keasaman atau pH merupakan salahsatu faktor yang penting pada prosesfotodegradasi senyawa azobenzene, karena

pembentukkan radikal bebas pada prosesfotokatalitik sangat dipengaruh oleh pHlarutan12). Proses eliminasi limbah warnaorange (azobenzene) oleh nanokatalisFe3O4/SiO2/TiO2 pada berbagai pH dengansinar matahari ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5.Pengaruh pH larutan limbah terhadap efisiensi degradasi

Pada Gambar 5. terlihat bahwasemakin tinggi pH larutan limbah, efisiensidegradasi semakin berkurang. pH optimumproses degradasi limbah orange dengannanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 dicapai antarapH 2,0 – 4,0, dimana pada pH tersebutefisiensi degradasi mencapai 66 %. Nilai pHoptimum proses degradasi ini dipengaruhioleh nilai Pzc dari bahan katalis yangdigunakan, Pzc atau point zero chargeadalah titik temu antara kurva garis lurus pH(kurva pH awal sama dengan pH akhir)dengan kurva perubahan pH (kurvagelombang). Kurva gelombang adalah kurvaperubahan pH larutan setelah digunakanuntuk merendam bahan (yang diukur Pzcnya) hingga pH stabil [3]. Dari hasilpercobaan seperti yang ditunjukkan padaGambar 6 diperoleh nilai Pzc Fe3O4/SiO2/TiO2adalah 5,0. Bila nilai pH > Pzc permukaanabsorben memiliki muatan negatif, dan bilapH < Pzc permukaan absorben memilikimuatan positif [13]. Melihat stuktur jenissenyawa pewarna yang terkandung dalamlimbah batik adalah azo benzene seperti yangditunjukan pada Gambar 2., maka muatan

yang ada dipermukaan adalah muatan negatif(OH-) sehingga proses degradasi akan efektifpada pH asam. Dengan demikian hasilpercobaan degradasi limbah batik orangeoleh Fe3O4/SiO2/TiO2 optimum pada pH asamtelah sesuai dengan nilai Pzc dari bahankatalis tersebut.

Gambar 6.Point zero charge Fe3O4/SiO2/TiO2 hasil

pengukuran

OH.

; O2.-

H2O + CO2 (1)


74 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Fe3O4/SiO2/TiO2 - matahari TiO2 - UV

Fe3O4/SiO2/TiO2 - UV

TiO2 - matahari

2.2. Pengaruh waktu iradiasi dan jenissinar terhadap efisiensi degradasiWaktu iradiasi pada proses eliminasi

senyawa organik secara fotokatalitikmempunyai pengaruh yang sangat besar.Untuk mempelajari pengaruh waktu iradiasidan jenis sinar terhadap efisiensi degradasilimbah batik warna orange, dilakukanpercobaan eliminasi warna orange denganmenggunakan sinar matahari dan sinar UV.

Bahan katalis yang digunakanFe3O4/SiO2/TiO2 sebagai bahan yang diujikinerja katalitiknya dan TiO2 sebagaipembanding. Pengaruh waktu iradiasi danjenis sinar pada proses eliminasi limbah batikwarna orange menggunakan bahannanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 dan TiO2terhadap efisiensi degradasi ditunjukkan padaGambar 7.

Gambar 7.Eliminasi senyawa azobenzene oleh nanokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 dan TiO2 dengan sinar UV dan

matahari

Pada Gambar 7. terlihat bahwa padaawal penyinaran hingga 30 menit proseseliminasi senyawa azo pada limbah batik olehnanokatalis magnetik Fe3O4/SiO2/TiO2menggunakan sinar matahari maupun sinarUV efisiensi degradasi naik secara cepat,sedangkan setelah waktu penyinaran diatas30 menit efisiensi degradasi naik secaraperlahan. Kenaikkan efisiensi degradasi padaawal proses eliminasi menunjukkan bahwapada proses eliminasi limbah warna orangemenggunakan nanokatalis magnetikFe3O4/SiO2/TiO2 baik dengan sinar mataharimaupun UV terjadi dua (2) proses yaituabsorpsi dan fotokatalitik. Terjadinya prosesadsorpsi warna orange oleh nanokatalismagnetik Fe3O4/SiO2/TiO2 ini dibuktikandengan melakukan percobaan eliminasiwarna tanpa menggunakan sinar, caranyabahan katalis Fe3O4/SiO2/TiO2 sebanyak 50mg dimasukkan kedalam 100 mL larutanlimbah warna orange, kemudian secaraperiodik larutan limbah diambil untukdianalisa kandungan senyawa azobenzeneyang tersisa pada larutan tersebut. Hasilpercobaan eliminasi limbah batik warnaorange oleh Fe3O4/SiO2/TiO2 tanpa sinarditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8.Eliminasi senyawa azo pada limbah batik

oleh Fe3O4/SiO2/TiO2 tanpa sinar

Gambar 8. membuktikan bahwa bahanFe3O4/SiO2/TiO2 bersifat absorb terhadapwarna orange, hal ini ditunjukkan karenaterjadi eliminasi warna orange sekitar 30 %meskipun tanpa dilakukan penyinaran.

Pada Gambar 6. juga terlihat bahwa padaproses eliminasi warna orange oleh katalisFe3O4/SiO2/TiO2 untuk waktu iradiasi (t) > 240menit terjadi penurunan efisiensi degradasi,hal ini dimungkinkan karena Fe3O4/SiO2/TiO2


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 75

bila diiradiasi terlalu lama (t > 240 menit)mulai tidak stabil, karena Fe3O4 akanteroksidasi menjadi Fe2O3 sehingga senyawaazo yang tadinya terikat secara fisik olehFe3O4 terlepas kembali ke larutan limbah. Halini berbeda dengan penggunaan nanokatalisTiO2, yang mana kenaikkan efisiensidegradasi dari awal penyinaran hingga ahkirnaik secara bertahap baik pada pengunaansinar UV maupun sinar matahari, hal inimenunjukkan bahwa proses eliminasi warnaoleh TiO2 hanya secara fotokatalitik. PadaGambar 7. juga terlihat bahwa proseseliminasi warna orange oleh nanokatalis TiO2lebih efektif di bawah sinar UV daripada sinarmatahari, sedangkan pada proses eliminasiwarna orange oleh nanokatalis magnetikFe3O4/SiO2/TiO2 lebih efektif menggunakansinar matahari dari pada sinar UV. Hal inidikarenakan panjang gelombang serapanTiO2 berada di daerah UV yaitu di bawah 400nm [14], sedangkan serapan Fe3O4/SiO2/TiO2berada di kisaran lebih luas yaitu 280 s/d 600nm [9]. Bahan katalis yang mempunyaiserapan pada panjang gelombang () ≤ 400nm proses fotokalitik efektif di bawah sinarultra violet (UV). Sedangkan untuk bahankatalis yang mempunyai serapan pada ≥400 nm proses katalis efektif di bawah sinartampak atau matahari.

Pada Gambar 7 terlihat bahwa efisiensidegradasi warna orange olehFe3O4/SiO2/TiO2 maksimum 72% dengansinar UV, 90% dengan sinar matahari,sedang kan oleh TiO2 dengan sinar matahariefisiensi degradasi relatif kecil yaitu sekitar25%.

Pengaruh dosis katalis terhadap efisiensidegradasi

Dosis katalis berpengaruh terhadapefisiensi degradasi, semakin banyak jumlahkatalis, radikal bebas yang terbentuk semakinbanyak, akan tetapi perlu diperhatikan karenaterlalu banyak jumlah katalis akan terjadipenumpukan sehingga sinar yang masuk olehbahan katalis itu sendiri. Pengaruh dosiskatalis Fe3O4/SiO2/TiO2 terhadap efisiensidegradasi limbah batik warna orangeditunjukkan pada Gambar 9.Pada Gambar 9. terlihat jelas adanyaperubahan efisiensi degradasi denganperubahan dosis katalis. Pada mulanyakenaikkan jumlah katalis akan menaikkanefisiensi degradasi, akan tetapi setelah dosiskatalis melebihi 1,0 g/L limbah, kenaikkanjumlah katalis tidak lagi menaikkkan efisiensidegradasi akan tetapi terjadi sebaliknya. Halini disebabkan karena sinar yang masuk akanterhalang oleh katalis itu sendiri.

Gambar 9.Pengaruh jumlah katalis Fe3O4/SiO2/TiO2

terhadap efisiensi degradasi Senyawaazobenze pada limbah batik warna orange

SIMPULAN

Dari hasil percobaan dapat disimpulkanbahwa Fe3O4/SiO2/TiO2 sangat efektif danpraktis digunakan untuk eliminasi limbahbatik, karena proses eliminasi dapatdilakukan di bawah sinar matahari langsungdengan efisiensi degradasi 90 %, waktueliminasi relatif singkat yaitu 60 - 90 menitdan penggunaaan katalis relatif sedikit yaitu1,0 g/L limbah dan katalis bisa dipakai ulang.

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan terselesainya penelitian inikami mengucapkan terima kasih kepadasemua pihak yang telah membantu hinggapenulisan makalah ini selesai. Penelitian inididanai dari dana DIPA 2014 dengan judulkegiatan “Optimasi pengolahan limbahdengan metoda fotokatalitik”, Pusat TeknologiBahan Industri Nuklir, BATAN

DAFTAR PUSTAKA

1. Rijing Wang, Xiaohong Wang, XiaoguangXi, Ruanbing Hu, and Guohua Jiang,Preparation and photocatalytic activity ofmagnetic Fe3O4/SiO2/TiO2 composite,Advances in Materials Science andEngineering, Volume 2012, article ID409379, 8 pages.

2. Zheanghua Wang, Ling Shen, and ShiyuZhu, Synthesis of Core-shellFe3O4@SiO2@TiO2 Microsphere andTheir Application as RecyclablePhotocatalysts, International Journal of


76 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

3. Photoenergy, volume 2012, article ID202519, 6 pages.

4. Sari Hasnah Dewi, Sutanto, A Fisli, and SWardiyati, Synthesis and Characterizationof Magnetized PhotocatalystFe3O4/SiO2/TiO2 by HeteroagglomerationMethod, Journal of Physics: ConferenceSeries 739 (2016) 012113.

5. F.A. Aisien, N.A. Amenaghawon, and E.F.Ekpenisi, Photocatalytic decolourisationof industrial wastewater from a soft drinkcompany, Journal of Engineering andAplied Sciences 9 (2013), 11-16.

6. Siti Wardiyati, Adel Fisli, dan Sari HasnahDewi, Sintesis nanokatalis TiO2 anatasedalam larutan elektrolit dengan metodasol-gel, Journal Sains Materi Indonesia,Vol. 15, No. 3, 2014 (153-157).

7. Fatimah I. Dispersi TiO2 ke dalam SiO2montmorillonit : efek jenis prekursor,Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 14, April2009, pp. 41-58.

8. Music S., Filiponic – Vincekovic N.,Sekovanic L., “Percitation on amorphousSiO2 particles and their properties,Brazilian Journal of Egineering”, Vol. 28,No. 01, January – March, 2011, pp. 89-94.

9. Siti Wardiyati, Uji kinerja fotokalaitik TiO2hasil sintesis secara sol-gel, prosidingSeminar nasional XVII”Kimia dalamPembangunan’, Hotel PhoniexYogyakarta, 19 juni, 2014.

10. Siti Wardiyati, Wisnu Ari Adi dan Didin S.Winatapura, Pengaruh penambahan SiO2terhadap karakteristik dan kinerjafotokatalitik Fe3O4/TiO2, Journal KimiaKemasan 2016.

11. Robert M., Silvestein, David J. Kienne,Spectrometric Identification of OrganicCoumpounds,7th Edition, John Wiley andSons Inc (2005).

12. GENERAL INTRODUCTION TO THECHEMISTRY OF DYES, IARCMONOGRAPHS VOLUME 99,https://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol99/mono99-7.pdf

13. Salmin S. Al-Shamali, PhotocatalyticDegradation of Methylene Blue inPresence of TiO2 Catalyst assited solarradiation, Australian Journal of Basic andApplied Science, 7(4): 172-176, 2013.

14. V.Vijayakumaran, S. Arivoli, Equilibriumand Kinetic modeling on the Removal ofmalachite green from aqueous solutionusing odina wodier bark Carbon, J. Mater.Environ. Sci. 3 (3) (2012) 525-536.

15. Structure and Photocatalysis of TiO2/ZnODouble-Layer Film Prepared by PulsedLaser Deposition Lei Zhao, MaoshengXia, Yuhua Liu, Biju Zheng, Qing Jiangand Jianshe Lian, Materials Transactions,Vol. 53, No. 3 (2012) pp. 463 to 468.

Perbaikan manufaktur Pendingin Udara mesin Pembangkit JGS 420 untuk Mencegah Kontaminasi (Amin Suhadi, TomiAbdillah)__________________________________________________________________________________________________

P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 77

PERBAIKAN MANUFAKTUR PENDINGIN UDARA MESINPEMBANGKIT JGS 420 UNTUK MENCEGAH KONTAMINASI

MANUFACTURING IMPROVEMENT OF CHARGE AIRCOOLERJGS 420 GENERATOR TO AVOID CONTAMINATIONS

Amin Suhadia, Tomi Abdillahb,

aPeneliti Pada Balai Besar Teknologi Kekuatan Struktur, BPPTKawasan PUSPIPTEK, Serpong, Tangerang 15314

Tel. (021)-7560539; Fax. (021)-7560538,E-mail :[email protected] Teknik, Universitas Pancasila,Jl.Borobudur No.7

Telp/Fax:021-31926047, E-mail: [email protected]

Abstrak

Perusahaan pembangkit listrik PT.XYZ mengoperasikan mesin pembangkit typeJGS 420 dengan bahan bakar gas.Dalam proses pembuatannya digunakanbahan tembaga, namun berdampak negativ, yaitu menghasilkan kontaminasiterhadap oli yang digunakan. Karena itu perlu dilakukan perbaikan prosesmanufaktur untuk mencegah kontaminasi tersebut. Karena itu penelitian inibertujuan untuk memperbaiki manufaktur pendingin udara tersebut agar terhindardari proses kontaminasi dengan memanfaatkan material tahan korosi yaitu bajatahan karat 304. Metode penelitian dilakukan dengan observasi dilapangan,pengujian olisebelum dilakukan pergantian material dan perbandingan setelahpergantian, simulasi Ansys dan evaluasi reliabilitas mesin.Hasil penelitianmenunjukkan bahwa pemanfaatan material baja tahan karat sebagai sirippendingin udara sebagai pengganti material tembaga mampu mengurangikontaminasi tembaga sehinggapemakaian pelumas lebih efisien.

Kata kunci : manufaktur, pendingin, pembangkit

Abstract

Power energy company PT.XYZ is operating power generator JGS 420type withgas fuel. Copper was used to build charge air cooler, but negative effect hasappeared during operation, it has contaminated oil that was used. Therefore, thedevelopment of manufacturing is needed to avoid this contamination. The aim ofthis research is to improvemanufacturing process to protect agains contaminationbyimplementing 304 stainless steel for air cooler fin. Research method wasconducted by insitu observations, lubrication analysis both before replacing Cuwith stainless steel and after replacing, simulations using Ansys and machinereliability monitoring. Experimental result indicates that replacing Cu by stainlesssteel on manufacturing of fin air cooler could reduce contaminants contentsignificantly, therefore efficiency of oil lubricants was increased.

Keywords: manufacture, cooler,generator

Diterima (received) : 20 Februari 2017, Direvisi (reviewed) : 13 Maret 2017,Disetujui (accepted) : 05 April 2017

PENDAHULUAN

Keberlangsungan operasional mesindalam suatu sistem produksi memiliki peran

yang sangat penting dalam rangkamenunjang pemenuhan target perusahaan.Periode waktu mesin tidak operasi diluarjadwal pemeliharaan menjadi masalah serius

M.P.I. Vol 11 No. 1, April 2017 - (77 - 84)____________________________________________________________________________________________

78 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

yang dapat mengganggu sistem produksi1).Perusahaan pembangkit listrik mesin Dieselgas berbahan natural gas yangmemproduksi daya lsitrik menghadapiberbagai macam tantangan dalampengoperasian mesin diantaranya adalahsistem pelumasan yang tidak efisien,terjadinya kebocoran pelumas, kontaminasipelumas dan penguapan pelumas membuatkonsumsi pemakaian pelumas meningkat2).

Data spesifikasi mesin gas Diesel JGS 420 :

Merek : GE Jenbachertipe : JGS 420jumlah silinder : 20 silinderbahan bakar : gas alamputaran mesin : 1500 rpmdaya dihasilkan :1,14 MWvolume pelumas : 457 literwaktu pergantian : 2000 jampenambahan pelumas : 2 liter/hari,konsumsi pelumas : 0,2 gr/kwh,jenis pelumas : Mobil Pegasus P1005.

Mesin gas Diesel kategori mesin putarantinggi (high speed) memiliki life time pelumasrata-rata dapat bertahan hingga 2000 jam.Secara aktual umur pelumas dipengaruhioleh kualitas pelumas, performa mesin danpola operasional mesin sehingga pergantianpelumas diluar jadwal tidak dapat terjadi.Parameter untuk menentukan pelumas yangdipakai mesin masih layak untuk digunakanataukah tidak melalui metoda yangdisebutused oil analisis (UOA) dilaboratorium. Uji used oil analisis (UOA)dilaboratorium sangat dibutuhkan untukmenunjang perawatan berkala (predictivemaintenance) sehingga dapat dilakukantindakan pencegahan (preventif) untukmengantisipasi periode waktu mesin tidakoperasi (down time) diluar jadwalpemeliharaan (maintenance). Disamping itudapat memantau kondisi operasi mesin danmenjaga kinerja mesin agar tetap dapatberjalan dengan optimal.

Pendingin udara (charge air cooler)sangat dibutuhkan oleh mesin gas Dieseluntuk menghasilkan daya yang optimal.Udara yang dikompresikan oleh turbine turbocharger dengan tekanan tinggimengakibatkan temperatur udara meningkatsehingga dibutuhkan pendingin udara untukmendinginkan udara sebelum udara masukke dalam ruang bakar. Pendinginan sendirimerupakan system yang diperlukan olehmesin diesel untuk menjaga komponen-komponen mesin mengalami transfer panasyang tinggi. Terutama komponen yangbersinggungan langsung dengan gas hasil

pembakaran memerlukan pendingin, mediapendinginannya dapat berupa oli maupunair3).

Piston, main bearing, crank pin bearing,small pin bearing, bushing rocker arm,injector dan bearing merupakan komponen-komponen dari mesin diesel yangdidinginkan oleh media oli. Sedangkanbagian luar dari silinder liner, jaket silinderhead, jaket turbocharger dan intercoolermerupakan komponen-komponen dari mesindiesel yang didinginkan oleh media air.Material yang digunakan untuk elemenpendingin adalah material dengan dayahantar yang tinggi. Umumnya menggunakanbahan tembaga, ada juga yangmenggunakan bahan alumunium denganpertimbangan harga yang jauh lebih murah.Akan tetapi bahan tembaga akanmenghasilkan efesiensi pendinginan yanglebih besar dari pada elemen yangmenggunakan bahan dari alumunium.Konstruksi dar isistim pendingin tersebutterdapat sirip-sirip (fin) tipis yang dipasangsepanjang saluran. Bentuk dari sirip tersebutdipilih karena berfungsi untuk memperluaspermukaan dan memperbanyak kontakdengan media sehingga perpindahan panaslebih banyak terjadi. Selain itu sirip-sirip inijuga digunakan sebagai perekat di antarasaluran-saluran4).

Beberapa hal yang mempengaruhi kinerjaalat pendingin udara (charge air cooler)antara lain :A. Temperatur udara masuk yang telah

bercampur dengan bahan bakar gas.B. Kelembaban (humidity) yang

menyebabkan proses kondensasiC. Kotoran debuD. Laju aliran perpindahan kalor.

BAHAN DAN METODE

Metode yang digunakan pada penelitian iniadalah metode teoritis, analisis danpengembangan. Kajian secara teoritispenjelasan utama fenomena atau datadikembangkan, diusulkan dan diuraikan.Untuk mendapatkan parameter-parameterutama dalam charge air cooler denganberbagai sumber literatur baik berupa bukupedoman maupun jurnal. Pendekatan secaraanalisis dilakukan dengan pengamatan(visualisasi) kinerja operasional charge aircooler dan pengambilan data operasionalharian yang dikoleksi dan diteliti dijadikanpetunjuk penelitian.Material yang dipilihadalah baja tahan karat 304 (Stainless steel)dengan pertimbangan unjuk kerja


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 79

perpindahan panasnya, serta kemudahanfabrikasi dan harga yang tidak mahal.

Mulai

Apakahmaterial cocok

Hasil

Ganti material

Selesai

Tidak

YA

Studi Literatur

Observasi

Perumusan Masalah

Pengujian Laboratorium

Pengumpulan data

Desain Menggunakan perangkat lunak

Simulasi Perangkat lunak

Kesimpulan

Gambar 1.Diagram AlirPercobaan


Dari rangkaian tahapan penelitian sepertiyang diutarakan dalam gambar 1 dansetelah dilakukan pengujian, simulasi dananalisa, serta pengamatan, maka didapathasil-hasil yang dapat di lihat pada tabel 1dan 2 serta pada gambar 2 sampai gambar12.

Berdasarkan latar belakang masalahpenelitian yang telah diutarakan padapendahuluan maka dari hasil pengujiandiharapkan dapat diketahui perbedaan danperbandingan material pendingin udara(charge air cooler) dari bahan tembagadengan material pendingin udara (charge aircooler) dari material baja tahan karat(Stainless steel) serta pengaruhnya terhadaptingkat kontaminasi.

Hasil Pengujian Used Oil Analysis (UOA)

Hasil Pengujian Used Oil Analysis (UOA)Sebelum Dilakukan Pergantian MaterialTembaga (Cu) dapat dilihat pada Tabel1.TBN adalah jumlah total kandunganlarutan basa (Total Base Number)sedangkan TAN adalah jumlah totalkandungan asam (Total Acid Number). DariTabel 1 dapat dilihat bahwa pada pemakaianbahan tembaga sebagai pendinginmenghasilkan kontaminasi tembaga yangcukup besar.

Tabel 1.Data PengujianUsed Oil Analysis

TanggalSampel

MasaPakai Oli

Viscositas100 °C(cSt)

TBN(mg.KOH)

TAN(mg.KOH/g)

Air(ppm)

Besi(ppm)

Tembaga(ppm)

Oli Baru 0 13.0 4.5 4.5 0 0 025-Jan-08 1313 14.8 3.10 3.01 0 13 703-Mar-08 2187 14.1 3.92 1.77 0 5 423-Mar-08 2659 15.70 3.13 0.73 0 4 1311-Oct-08 1390 14.00 3.05 1.67 0 15 20410-Dec-08 636 14.00 6.22 4.77 0 8 85

M.P.I. Vol 11 No. 1, April 2017 - (77 - 84)____________________________________________________________________________________________

80 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Gambar 2.Grafik Peningkatan Kontaminasi Tembaga (Cu)

Grafik pada Gambar 2 menunjukkan bahwapelumas yang digunakan mengalamikontaminasi partikel padat tembaga (Cu).Nilai partikel tembaga dari waktu ke waktuselama periode pengujian used oil analysis(UOA) mengalami peningkatan melampauidari limit maximal yang diijinkan. Awalnyakontaminasi partikel tembaga sebesar 13(ppm) lalu meningkat menjadi 204 (ppm) lalumenurun menjadi 85 (ppm). Partikel logamyang terkontaminasi ke dalam pelumas akan

mempengaruhi kinerja mesin karena bisaterjadi pergesekan antara dua benda metalantar permukaan logam (metal tometalcontact) yang bergerak1,5,6). Keausanabrasif dapat terjadi bila suatu partikel kerasdari material tertentu meluncur padapermukaan material lain yang lebih lunaksehingga terjadi penetrasi atau pemotonganmaterial yang lebih lunak.

Tabel 2.Hasil Pengujian Used Oil Analysis (UOA) Setelah Dilakukan Pergantian Material Baja

Tahan Karat (Stainless Steel)

TanggalSampel

MasaPakai Oli

Viscositas100 °C(cSt)

TBN(mg.KOH)

TAN(mg.KOH/g)

Air(ppm)

Besi(ppm)

Tembaga(ppm)

Oli Baru 0 13.0 5 0 0 0 010-Des-15 1484 14.8 4.6 2.69 0 1 011-Jan-16 885 14.1 2.09 1.95 0 0 020-Jan-16 910 14.2 2.5 2.30 0 1 028-Mar-16 143 13.3 5.2 2.30 0 1 0

Gambar 3.Grafik Peningkatan Kontaminasi Tembaga (Cu)


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 81

Grafik padaGambar 3 menunjukkanbahwa setelah dilakukan pergantian materialpendingin udara (charge air cooler) daritembaga menjadi baja tahan karat pelumastidak lagi mengalami kontaminasi partikelpadat tembaga (Cu). Nilai partikel tembagamenunjukkan nol. Hal ini menunjukkanbahwa sumber kontaminasi partikel tembagayang terdapat didalam pelumas bersumber

dari material sirip pendingin udara (chargeair cooler) yang mengalami korosi.

Perhitungan Perpindahan Panas (HeatTransfer)

Perhitungan dan Efektivitas Penukar KalorFin Tembaga

Gambar 4.Diagram Alir Proses Pendingin Mesin JGS 420

Pada tahap pertama udara akan bertemudengan satu buah heat exchanger dengankonfigurasi plate fin dan memiliki fluida servischilled water. Kedua buah heat exchangertersebut dirangkai seri dalam sebuah tangkibertekanan2,7,8).

Pengujian dengan Simulasi Ansys HeatExchanger Fin Tembaga dan StainleesSteel

Gambar5.Model 3D Charge Air Cooler dengan

Solidworks

Setelah model Charge Air Cooler (CAC)yang digambar menggunakan perangkatlunak Solidworks, model pada gambar 5.tersebut di import ke perangkat lunak Ansys.

Simulasi Program AnsysBerdasarkan data fisik heat exchanger,

perhitungan perpindahan panas fin chargeaircooler dan laju aliran massa air didapatdata untuk membuat simulasi programAnsys.

Gambar6.ProsesPemasukan Data Pada Perangkat

Lunak Ansys

M.P.I. Vol 11 No. 1, April 2017 - (77 - 84)____________________________________________________________________________________________

82 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

Pada proses ini data-data yang diketahuidari hasil penelitian dan data perhitungandimasukkan kedalam perangkat lunakAnsys.

Gambar7.Proses Pemasukan Data

Pada gambar 7 proses pemasukan datamaterial charge air cooler (CAC) baiktembaga (copper) maupun baja tahan karat(stainlees Steel) pada perangkat lunakAnsys. Dimana properties dari materialdiambil darireferensi material yang ada diperangkat lunak Ansys4,9,10).

Hasil Simulasi Ansys sirip (fin) MaterialTembaga

Pada Gambar 8, terlihat hasil simulasimenggunakan tembaga, temperaturtembaga mengalami kondisi yang stabil,dimana suhu tembaga mencapai 300°K(26.85°C). Namun dari sisi lain terjadi korosiketika terjadi perubahan temperatur padatembaga yang berasal dari udara panassebesar 150°C yang bertemu air dengansuhu 25°C.

Gambar8.Grafik Temperatur Pada Sirip (Fin)Charge

Air CoolerBermaterial Tembaga

Begitu juga dengan kontur temperaturpada sirip (fin)pendingin udara (charge aircooler) bermaterial tembaga berada padatemperatur sekitar 300°K (26.5°C) hampirdisemua sirip (fin) pendingin udara (chargeair cooler) dengan nilai maksimal sebesar395°K (121.85°C)seperti yang terlihat padaGambar 9.

Gambar9.Kontur Temperatur Pada Fin (Sirip)

Pendingin Udara (Charge Air Cooler)Bermaterial Tembaga

Hasil Ansys Sirip (fin) Material Baja TahanKarat (Stainlees steel)

Pada material baja tahan karat(Stainlees steel) terjadi kenaikan temperaturmencapai 301°K (27.85°C) pada iterasi ke-2namun mulai mengalami keadaan stabilseperti ang terlihat pada Gambar 10. Darisisi temperatur, material baja tahan karat(Stainlees steel) mengalami kenaikan suhu,namun tidak mengalami signifikan. Disisi lainmaterial sirip (fin) yang berbahan baja tahankarat (Stainlees Steel) tidak mengalamikorosi11,12).

Gambar10.Grafik Temperatur Pada Siri (fin) pendinginudara (charge air cooler) Bermaterial Baja

Tahan Karat (Stainlees steel)


P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233 83

Gambar 11Kontur Temperatur Pada Sirip (fin) pendingin

udara (charge air cooler bermaterial BajaTahan Karat (Stainlees steel)

Pada material baja tahan karat (stainleessteel) terjadi peningkatan suhu pada bagiansirip (fin), namun masih bisa dipakai untukmenggantikan material tembaga13,14,15).Diketahui bahwa terjadi nilai temperaturmaksimal sebesar 420°K (146.85°C) sepertiyang terlihat pada Gambar 11.

Gambar Desain Pendingin Udara (ChargeAir Cooler) Mesin Gas JGS 420 DenganSolid Work

Gambar 12Gambar Komponen Utama Charge AirCooler

(CAC)Keterangan Gambar1. Top bottom plate2. Side plate3. Pipa4. Sirip (fin)

SIMPULAN

Dari hasil penelitian perbaikan prosesmanufaktur dengan pemanfaatan materialbaja tahan karat (stainless steel) sebagaipendingin udara (charge air cooler) pada

mesin gas JGS 420 maka diperolehsimpulan sebagai berikut.

Pemanfaatan material baja tahan karat(Stainless steel) sebagai pengganti materialtembaga sebagai sirip pendingin udara(charge air cooler) dapat mengurangikontaminasi dan mewujudkan efisiensi umur(life time) pelumas. Berdasarkan pengujianused oil analysis (UOA) Signum Exxon mobildi Melbourne Australia tanggal 22 Desember2015, tanggal 19 January 2016, tanggal 27January 2016 dan tanggal 5 April 2016hasilnya menunjukkan tidak terdapatkandungan tembaga (cu).

Selanjutnya, kontaminasi partikelcopper (Cu) didalam pelumas mesin gasJGS 420 melebihi ambang batas yaitu 204(ppm). Sumber kontaminasi berasal darisirip-sirip pendingin udara (charge aircooler). Sebelum udara masuk ke dalamruang bakar untuk proses pembakaranbahan bakar gas maka udara didinginkanmelalui pendingin udara (charge air cooler)dengan media air yang terdapat didalampipa-pipa pendingin udara. Pendingin udara(charge air cooler) memiliki 2 tingkatan(double stage). Tingkatan pertamatemperatur air masuk 70 0C dan tingkatankedua temperatur air 47 0C

Selain itu, proses pendinginan udara daritemperatur 150 0C menjadi 50 0Cmengakibatkan proses kondensasi padapermukaan fin charge air cooler sehinggalambat laun menjadi korosif16,17).

Kemudian,desain gambar charge aircooler menggunakan Solid works 2014dengan dimensi charge air cooler mengikutidimensi pembuat mesin (engine maker) yaitu: P x L x T = 658 mm x 658 mm x 352 mm.Diameter luar pipa didalam pendingin udara(charge Air Cooler) : 0,625 x 25,4 mm,Diameter luar pipa didalam pendingin udara(charge Air Cooler) : 0,527 mm.

Dari program simulasi Ansys diperolehbahwa temperatur keluar (out put) pendinginudara (charge air cooler) yang terbuat darimaterial baja tahan karat (stainless steel)tidak berbeda jauh dengan materialtembaga. Temperatur udara setelahmelewati pendingin udara dengan materialtembaga adalah 50 0C, sedangkantemperatur setelah melewati pendingin udaradengan material baja tahan karat adalah 600C.

UCAPAN TERIMA KASIHPenulis mengucapkan terima kasih

kepada Ka B2TKS danketua program PascaSarjana Magister Teknik UniversitasPancasila atas segala bantuan dan

M.P.I. Vol 11 No. 1, April 2017 - (77 - 84)____________________________________________________________________________________________

84 P-ISSN 1410-3680 / E-ISSN 2541-1233

dorongan sampai terlaksananya penelitianini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Jhon R.Heywood, Internal combustionEngine fundamentals, Mc Graw Hill,1988.

2. Wiranto Arismunandar, Penggerak MotorBakar Torak, edisi ke empat, InternalCombustion Engine penerbit ITB, 1988.

3. GE Jenbacher,JGS 420 Manual Book,2007 .

4. Ramesh K.Shah dan Dusan P.Sekulik,Fundamentals of Heat ExchangerDesign, John wiley and sons inc, NewJersey, 2003.

5. Philip A.Schweitzer, P.E, MetallicMaterials Physical, Mechanical AndCorrosion Properties, Marcell Dekker inc,2003.

6. Amimul Ahsan,Evaporation,Condensation And Heat Transfer , IntechCroatia, 2011

7. Benjamin Valdez Salas, Jurnal CopperCorrossion by Atmospheric Pollutants inThe Electrocic Industry, EngineeringInstitute, Autunomous University of BajaCalifornia, August 23 2013.

8. Material Science Volume 1 of 2, U.SDepartment of Energy, Washington DC,1993

9. CRC Handbook of Lubrication, TheoryAnd Practice of Tribology, Volume II,General Electrict Company, New york1983.

10. Charles Fayette Taylor, The InternalCombustion Engine in Theory andPractice, Volume 1 2nd edition, The MITpress Cambridge Massachussetts.

11. H.N Gupta, Fundamentals of InternalCombustion Engine, second edition, PHIlearning PVT.Ltd, 2012.

12. Gamesan V, , Tata Mc Graw hill, 2003.13. Pierre R.Roberge, Handbook of

Corrosion Engineering, Mc Graw Hill,1999

14. Robert Scott, Lloyd lougner, PracticalHandbook Machinery Lubrication, Noriacorporation, 2012.

15. Ashby, M.F, Materials Selection inMechanical Design, Butterworth, Oxford,2006.

16. Friterm A.S, Technical Document,Research & Development Department,Charge Air Cooler (CAC), 2006

17. Adrian Bejan dan Allan D Kraus, HeatTransfer Handbook, Jhon Willey & SonsInc, 2003.

AAttuurraann PPeennuulliissaann MMaakkaallaahh MM..PP..II.. ______________________________________________________________________________

ISSN 1410-3680

JUDUL MAKALAH UNTUK MAJALAH PENGKAJIAN INDUSTRI

(DALAM Bhs. INDONESIA & INGGRIS CENTER, HURUF Arial-14)

Sub Judul Ditulis Disini (Dari sini kebawah gunakan Arial12)

Nama Penulis (center, dari sini ke bawah Arial 10) Tempat & alamat bekerja, telepon/fax, e-mail.

Nabilaa, Farhan b,c a Jurusan Teknik Kimia, Institut Teknologi Kalbar, Jl.Kapuas no.6, Pontianak 78112.

e-mail : [email protected] b Laboratorium Teknologi Proses, Deputi Bidang TIRBR, BPPT. c Dosen Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Depok, Depok

e-mail : [email protected]

Abstract (Dalam bahasa Indonesia dan Inggris)

Disini anda diminta untuk menjelaskan hal yang telah dilakukan, hasil utama dan kesimpulan makalah saudara secara jelas dan singkat dalam bahasa Inggris. Jumlah kata tidak lebih dari 200 kata. (Jarak tulisan kesisi kiri 5 cm dan kesisi kanan 4,5cm, ditulis 1 spasi, italic) Abstrak ditulis dalam bahasa Indonesia & bahasa Inggris.

Kata kunci : Zeolit, Sedementasi. Dekantasi, Kalsinasi

PENDAHULUAN Format utama terdiri atas 2 kolom. Buka

page set-up dan diset : Top 1,1”, bottom 0,8”, inside 1,2”, outside 1”, gutter 0”, header 0,7” dan footer 0,5”. Serta jarak kolom 1 cm. Tulisan dalam Microsoft Word, 1 spasi. Tuliskanlah latar belakang, penjelasan mengenai penelitian terkait, yang telah lebih dahulu dipublikasikan.

Selain itu jelaskan hal-hal yang spesifik dan khusus dalam penelitian anda. Kutipan dari references atau daftar pustaka dibuat dengan tanda1), dengan 1 menunjukan nomor dalam daftar pustaka. Istilah dalam bahasa asing dan simbol matematika ditulis dengan huruf miring. BAHAN DAN METODE

Tabel, gambar dan rumus dibuat seperti contoh dibawah ini disertai dengan penjelasannya

Tabel 1. Data Analisis XRD Sampel Zeolit

2 θ d space (Ǻ) Intensity

21.68 22.00 23.02

4.10 4.04 5.03

846.667 1293.330

11053.330 Sumber Data : Hasil Olahan Data Penelitian

Gambar 4. Foto SEM Zeolit

ax2 +bx +c = 0 (1) Catatan : Tabel dan Gambar dapat juga dibuat memenuhi seluruh lebar halaman. HASIL DAN PEMBAHASAN

Judul Bab 3 ini dapat dipisahkan menjadi dua judul pasal, yaitu :

AAttuurraann PPeennuulliissaann NNaasskkaahh MM..PP..II.. ______________________________________________________________________________

ISSN 1410-3680

HASIL PENELITIAN PEMBAHASAN Dapat juga berisi sub-sub judul yang relevan dengan penelitian yang dilakukan. SIMPULAN

Simpulan (conclusion), hasil menyimpulkan berupa pendapat yang diperoleh setelah membahas sesuatu hal dalam bentuk narasi. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terimakasih berisi kepada siapa ucapan terimakasih disampaikan (sumber pendanaan) maupun instansi atau institusi yang membantu kelancaran penelitian.

DAFTAR PUSTAKA

Pengacuan pustaka 80% terbitan 10 tahun terakhir dan 80% berasal dari sumber acuan primer (jurnal).minimal 10 referensi. 1. Hens, S., Rosjidi, M., Proses Pemurnian

Zeolit Alam, Majalah Pengkajian Industri, , No. 21, 2003, p23.

2. Grobert P.S, W.S. Mortier, E.F. Vamsart and G. Schulz-Ekloff, Studies in Surface Science and Catalysis, Innovation in zeolite materials science, vol.37, Elsevier, Netherland, 2002.

3. ………, http: // www. mathey. ch/ fileadmin / user - upload / fichetechnique /EN/CuZn28.pdf, diakses Agustus 2009.

e-issn 2541-1233 p-issn 1410-3680 58855/akred/p2mi-lipi/09

Documents