BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pengecilan ukuran didefinisikan sebagai pemotongan dalam mengurangi

ukuran dari bahan padat. Pengecilan ukuran ini dilakukan melalui kerjai mekanis,

yaitu dengan cara membagi-baginya menjadi partikel-partikel yang lebih kecil.

Dalam melakukan pengecilan ukuran ada usaha dalam menggunakan alat mekanis

tanpa mengubah struktur kimia bahan hasil pertanian dan kesamaan ukuran dan

bentuk dari satuan bahan yang diinginkan pada hasil akhir. Seperti halnya pada

bahan yang masih mentah terkadang berukuran lebih besar daripada kebutuhan,

sehingga ukuran bahan harus lebih diperkecil hingga sesuai dengan kebutuhan.

Pengecilan ukuran ini dibagi ke dalam dua katergori utama, yaitu melihat

dari wujud pada bahan tersebut, apakah bahan tersebut bahan cair atau bahan

padat. Jika bahan tersebut bahan padat maka pengecilan bisa dilakukan melalu

cara penghancuran dan pemotongan, sedangkan jika bahan tersebut bahan cair

maka bisa dilakukan melalui emulsifikasi dan atomisasi. Pada bahan padat,

penghancuran dan pemotongan untuk mengurangi ukuran bahan dengan kerja

yang mekanis, yaitu menjaid partikel yang lebih kecil sesuai yang diharapkan.

Contohnya pada industri pangan, yaitu penggilingan butir-butir gandum untuk

dijadikan tepung. Penghancuran ini juga digunakan untuk seperti penggilingan

jagung untuk menghasilkan produk-produk pertanian. Sama halnya pada tebu

untuk dijadikan gula dan yang sering kita lihat pemotongan pada daging dalam

penyiapan daging olahan.

1.2. Tujuan

Mengukur dan mengamati pengecilan ukuran bahan hasil pertanian dengan

mengkaji performansi mesin, kapasitas throughout, kapasitas output dan

rendemen hasil pengecilan ukuran

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bahan mentah sering berukuran lebih besar daripada kebutuhan, sehingga

ukuran bahan ini harus diperkecil. Operasi pengecilan ukuran ini dapat dibagi

menjadi dua kategori utama, tergantung kepada apakah bahan tersebut bahan cair

atau bahan padat. Apabila bahan padat, operasi pengecilan disebut penghancuran

dan pemotongan, dan apabila bahan cair disebut emulsifikasi atau atomisasi

(Stumbo, 1949).

Apabila suatu partikel yang seragam dihancurkan, setelah penghancuran

pertama, ukuran partikel yang dihasilkan akan sangat bervariasi dari yang relatif

sangat kasar sampai yang paling halus bahkan sampai abu. Ketika penghancuran

dilanjutkan, partikel yang besar akan dihancurkan lebih lanjut akan tetapi partikel

yang kecil akan mengalami perubahan relatif sedikit. Pengawasan yang teliti

memperlihatkan bahwa ada kecenderungan bahwa beberapa ukuran tertentu akan

meningkat dalam proporsinya pada campuran yang kelak  akan menjadi ukuran

fraksi yang dominan  (Suharto, 1991).

Tujuan pengecilan ukuran adalah mengupayakan suatu bahan memenuhi

spesifikasi tertentu, agar sesuai dengan bentuk. Untuk memenuhi spesifikasi

tersebut, ukuran partikel bahan harus dikontrol. Pertama dengan memilih macam

mesin yang akan digunakan dan kedua memilih cara operasinya. Untuk

memperoleh hasil yang sama pada peralatan ukuran sering dipasang saringan.

Tujuan pengecilan ukuran produk adalah :

1. Mempermudah ekstraksi unsur tertentu dan struktur komposisi

2. Penyesuayan dengan kebutuhan spesifikasi produk atau mendapatkan

bentuk tertentu.

3. Untuk menambah luas permukaan padatan

4. Mempermudah pencampuran bahan secara merata

Separasi dalam suatu operasi filtrasi dilakukan dengan memberikan gaya

pada fluida untuk dapat melewati suatu membran berpori (Foust dkk,

1980).Pemisahan padatan dari fluida menyebabkan pembentukan ampas yang

melapisi medium filter sehingga tahanan terhadap aliran fluida yang disaring

makin besar. Faktor tersebut menggambarkan kecepatan filtrasi. Selanjutnya dapat

dikatakan bahwa kecepatan filtrasi ini tergantung dari beberapa faktor, antara lain:

1. Tekanan yang diberikan diatas medium filter.

2. Luas permukaan penyaringan.

3. Viskositas dari cairan .

4. Tahanan dari bahan ampas filter cake yang tersusun oleh

padatan yang dipisahkan dari cairannya.

5. Tahanan dari medium.(Heldman dan Singh, 1981)

Pengecilan ukuran secara umum digunakan untuk menunjukkan pada

suatu operasi, pembagian atau pemecahan bahan secara mekanis menjadi bagian

yang berukuran kecil tanpa diikuti perubahan sifat kimia. Pengecilan ukuran

dilakukan untuk menambah permukaan padatan sehingga pada saat penambahan

bahan lain pencampuran dapat dilakukan secara merata (Rifai,2009).

Dalam melakukan pengecilan ukuran pada benda padat ada beberapa cara

dalam melakukannya, yaitu:

1. Pemotongan atau Perajangan (Cutting)

Merupakan cara pengecilan ukuran dengan menghantamkan ujung

suatu benda tajam pada bahan yang dipotong. Struktur permukaan yang

terbentuk oleh proses pemotongan relatif halus, pemotongan lebih cocok

dilakukan untuk sayuran dan bahan lain yang berserat. Perajangan

biasanya dilakukan pada buah-buahan, akar, batang. Ukuran permotongan

tergantung dari bahan yang digunakan dan berpengaruh terhadap kualitas

simplisia yang dihasilkan. Pemotongan bahan dapat dilakukan secara

manual dengan pisau ataupun dengan mesin pemotong atau perajang.

Bentuk irisan split atau slice tergantung tujuan pemakaian. Untuk tujuan

mendapatkan minyak atsiri yang tinggi, bentuk irisan sebaiknya adalah

membujur (split) dan jika ingin bahan lebih cepat kering bentuk irisan

sebaiknya melintang (slice). Perajangan terlalu tipis dapat mengurangi zat

aktif yang terkandung dalam bahan. Sedangkan jika terlalu tebal, maka

pengurangan kadar air dalam bahan agak sulit dan memerlukan waktu

yang lama dalam penjemuran dan kemungkinan besar bahan mudah

ditumbuhi oleh jamur (Sembiring, 2007

2. Kompresi (Penggerusan atau Penumbukan)

Prinsip kerja dari kompresi adalah dengan tekanan yang kuat

terhadap buah, Biasannya, penghancuran ini untuk menghancurkan buah

yang keras. Alat dari kompresi ini dinamankan chrushing rolls. Proses ini

dilakukan dengan memberikan gaya tekan yang besar sambil dilakukan

penggesekan pada suatu permukan padat, sehingga bahan terpecah dengan

bentuk yang tidak tertentu. Umumnya, permukaan alat dibuat dengan

kekerasan tertentu, sehingga dapat membentuk pencabikan bahan.

Pemukulan adalah operasi pengecilan ukuran dengan

memanfaatkan gaya impact, yaitu pemberian gaya yang besar dalam waktu

yang singkat. Prinsip kerja dari impact adalah dengan memukul buah. Alat

yang biasa digunakan yaitu hammer mill. Alat ini untuk menghasilkan

bahan dengan ukuran kasar, sedang, dan halus. Bahan yang berserat atau

kenyal tidak dapat dikecilkan ukurannya dengan cara pemukulan, karena

gaya impact tidak dapat menyebabkan pecahnya bahan menjadi bagian

yang lebih kecil. Demikian pula bahan yang besar, tidak dapat dikecilkan

ukuranya dengan cara pemukulan karena akan merusak bentuk asal.

3. Menggiling/Shearing

Cara ini menggunakan prinsip impact, yaitu dengan mengikis buah

atau menggiling buah. Alat yang biasa digunakan dalam metode ini adalah

Disc Atrition Mill. Alat ini untuk menghasilkan bahan dengan ukuran yang

halus.

Kinerja atau performansi suatu mesin pengecilan ukuran dapat ditentukan

oleh kapasitasnya, besarnya daya yang diperlukan per satuan bahan, ukuran dan

bentuk hasil proses pengecilan ukuran. Pengecilan ukuran merupakan salah satu

dari satuan operasi dimana bahan hasil pertanian dikecilkan dengan

mengaplikasikan gaya tumbuk, gaya gesek, dan gaya tekan.

Energi yang terserap oleh suatu bahan hasil pertanian sebelum patah

ditentukan oleh kekerasan bahan dan kecenderungan untuk retak (kerapuhan)

yang tergantung pada struktur bahan hasil pertanian tersebut. Bahan hasil

pertanian yang keras akan menyerap energi lebih besar dan memerlukan energi

input lebih besar untuk menghasilkan retakan. Tingkat pengecilan ukuran, energi

yang diperlukan dan jumlah energi panas yang dihasilkan dalam bahan hasil

pertanian tergantung pada gaya dan waktu yang digunakan.

Faktor lain yang mempengaruhi energi input adalah kadar air dan

sensitivitas bahan terhadap energi panas. Kadar air bahan mempengaruhi tingkat

pengecilan ukuran dan mekanisme kerusakan pada beberapa bahan hasil

pertanian. Menurut Kent (1983) kandungan air dalam bahan kering

dapatmempengaruhi bahan tersebut untuk menggumpal, dan hal ini dapat

menggangu proses penepungan.

Pada umumnya, daging, buah, umbi dan sayur tergolong bahan berserat.

Daging dibekukan dan dikondisikan di bawah titik beku, hal ini bertujuan untuk

meningkatkan efisiensi pemotongan. Buah-buahan dan sayuran memiliki matriks

serat lebih padat dan dipotong pada suhu lingkungan atau suhu dingin. Secara

umum, terdapat lima peralatan yang digunakan untuk bahan berserat, yaitu:

1. Peralatan pengiris (slicing)

Terdiri dari mata pisau yang berputar yang berfungsi untuk mengiris bahan

yang lewat di bawahnya.

2. Peralatan pengkubus atau pendadu (dicing)

Prinsip kerja alat ini adalah pertama-tama bahan diiris kemudian dipotong

sehingga berbentuk kubus atau dadu dengan mata pisau yang berputar.

Potongan yang telah dihasilkan diumpankan kembali pada pisau berputar

bagian kedua yang beroperasi pada bagian sebelah kanan sudut dari pisau

yang pertama sehingga memotong bahan menjadi berbentuk kubus.

3. Peralatan penyerpih (flaking)

Peralatan ini cocok untuk ikan, kacang-kacangan, dan daging. Potongan

dapat berbentuk pipih, diatur berdasarkan penyesuaian bentuk mata pisau

dan jarak potong.

4. Peralatan pencabik (shredding)

Diawali dengan alat penumbuk berbentuk palu, lalu terdapat disintegrator

yang di dalamnya ada dua piringan yang masing-masing memiliki mata

pisau. Dua piringan ini saling berputar berlawanan arah dan bahan hasil

pertanian yang diumpankan akan terpotong berdasarkan gaya geser dan

gaya potong.

5. Peralatan pengekstrak (pulping)

Peralatan ini digunakan untuk mengekstrak buah dan sayur serta

melumatkan daging, buah, dan sayur. Cara kerjanya merupakan kombinasi

antara gaya kompresi dan gaya geser

BAB III

METODOLOGI

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat

1. Pisau

2. Tampah

3. Stopwatch

4. Wadah plastik

5. Timbangan

6. Mesin penyerut

3.1.2 Bahan

1. Singkong

3.2. Prosedur Percobaan

1. Menimbang bahan yang akan di proses dengan mesin pengecilan ukuran (a

kg)

2. Mengupas dan menimbang bahan tersebut setelah dikupas (b kg)\

3. Mennyalakan mesin dan memasukkan bahan ke dalam mesin

4. Menghitung waktu yang dibutuhkan selama dalam proses penyerutan (x

menit)

5. Menimbang bahan setelah diserut (c kg)

6. Mengamati performansi mesin dan mekanisme kerja proses mesin

7. Menghitung kapasitas throughout (a kg/ x menit)

8. Menghitung kapasitas output (c kg/ x menit)

9. Menghitung rendemen :

10. Rendemen pengupasan = b kga kg

x100 %

11. Rendemen penyerutan = c kgb kg

x100 %

12. Menghitung efisiensi pengecilan ukuran, yaitu dengan persamaan:

kapasitas aktualkapasitas teoritis

x 100 %

13. Menghitung luas permukaan bahan, yaitu dengan meliputi luas permukaan

awal (utuh) dan luas permukaan akhir (setelah diiris)

BAB IV

HASIL PERCOBAAN

4.1. Tabel Pengamatan

Tabel 1. Spesifikasi mesinNo Spesfikasi Mesin

Penyerut

Mesin

Pengiris

Satuan

1 Daya motor (p) 0,5 0,5 Hp

2 RPM motor (N) 1420 1420 Rpm

3 Diameter puli motor (d1) 12,8 12,8 cm

4 Diameter silinder puli (d2) 11,8 18,2 cm

5 Diameter silinder (D) 11 30 cm

6 Panjang pisau (p) 20 8,5 cm

7 Lebar pisau (L) 93 5 cm

8 Jumlah pisau (n) 1 2 bilah

9 Diameter mesin 1 6,9 6,9 cm

4.2 Data hasil pengirisan (dengan mesin)

Tabel 2. Pengamatan pada Kelompok 1No Keterangan Mesin Pengiris Satuan1 Massa awal bahan (a) 0,3266 Kg

2 Massa setelah dikupas (b) 0,2641 Kg

3 Massa bahan setelah diiris (c) 0,1157 Kg

4 Waktu pengirisan (x) 1,95 Menit

5 Jumlah irisan yang diiris 100 iris

Tabel 3. Pengamatan pada Kelompok 2No Keterangan Mesin Pengiris Satuan1 Massa awal bahan (a) 0,346 Kg

2 Massa setelah dikupas (b) 0,2786 Kg

3 Massa bahan setelah diiris (c) 0,1927 Kg

4 Waktu pengirisan (x) 1,29 Menit

5 Jumlah irisan yang diiris - iris

4.3. Data Hasil Pemotongan Menggunakan Pisau

Tabel 3. Pengamatan Pada Kelompok 5No Keterangan Mesin Pengiris Satuan1 Massa awal bahan (a) 0,4731 Kg

2 Massa setelah dikupas (b) 0,3863 Kg

3 Massa bahan setelah dipotong

(c)

0,3838 Kg

4 Waktu penyerutan (x) 3,05 Menit

5 Jumlah potongan yang di iris 69 Potong

4.4. Perhitungan

4.3.3. Kelompok 1

1. Kapasitas throughout = ax

= 0,3266

1,95 = 0,167 kg/menit

= 10,02 kg/jam

2. Kapasitas output = cx=0,1157

1,95=0,059kg/menit= 3,54 kg/jam

3. Rendemen pengupasan = ba

x 100 %=0,26410,3266

x100 %=80,86 %

4. Rendemen penyerutan = cb

x 100 %=0,11570,2641

x100 %=43,8 %

5. Rendemen total = ca

x 100 %=0,11570,3266

x100 %=35,42%

4.3.4. Kelompok 2

1. Kapasitas throughout = ax

= 0,3461,29

= 16,09 kg/jam

2. Kapasitas output = cx=0,1927

1,29=8,96 kg / jam

3. Rendemen pengupasan = ba

x 100 %=0,27860,346

x100 %=80,52 %

4. Rendemen penyerutan = cb

x 100 %=0,19270,2786

x100 %=69 %

5. Rendemen total = ca

x 100 %=0,19270,346

x100 %=55,69 %

4.3.5. Kelompok 5

1. Kapasitas Throughout = ax=0,4731

3,05 = 0,1551 kg/menit x 60 menit

= 9,3068 kg/jam

2. Kapasitas Output = cx=0,3838

3,05 = 0,1258 kg/menit x 60 menit

= 7,5501 kg/jam

3. Rendemen Pengupasan = ba

x 100 %=0,38630,4731

x 100% = 81,65%

4. Rendemen Penyerutan = cb

x 100 %=0,38380,3863

x 100% = 99,35%

5. Rendemen Total = ca

x 100 %=0,38380,4731

x 100% = 81,12%

BAB V

PEMBAHASAN

Pada pratikum yang dilakukan oleh kelompok satu, yaitu memotong

singkong menggunakan mesin, Sebelum memulai pemotongan, singkong dikukur

terlebih dahulu dan memiliki massa sebesar 0,3266 kg, lalu singkong dikupas dan

kembali dihitung massanya dan didapatkan sebesar 0,2641 kg, hal ini dilakukan

untuk membanding massa awal singkong dengan massa awal singkong setelah

dikupas. Lalu lanjut ke proses pemotongan dengan menggunakan mesin

pemotong, selama pemotongan waktu dihitung untuk berapa lamanya proses

pemotongan. Didapatkan lama pemotongan adalah 1,95 menit dengan hasil

pemotongan memiliki massa sebesar 0,1157 kg. Dengan perbandingan antara

massa awal dengan massa setelah pemotongan, kita bisa mendapatakan

rendemennya. Rendemen total yang didapatkan adalah 35,42%.

Selanjutnya adalah pratikum yang dilakukan oleh kelompok dua, yaitu

memotong singkong menggunakan mesin penyerut. Sama dengan kelompok satu,

sebelum diserut singkong diukur terlebih dahulu massanya, yaitu didapatkan

massa sebesar 0,346 kg. Setelah singkong dikupas, kini singkong memiliki massa

seberat 0,2786 kg. Setelah dikupas dan ditimbang, singkong tersebut dimasukkan

ke mesin penyerut untuk proses penyerutan. Pada proses penyerutan, dihitung

juga lamanya proses penyerutan. Berbeda dengan menggunakan mesin pemotong,

menggunakan mesin penyerut banyak sisa-sisa singkong yang menempel pada

mesin. Lama proses penyerutan adalah 1,29 menit dengan massa hasil penyerutan

adalah sebesar 0,1927 kg. Setelah itu perbandingan antara massa awal dengan

massa hasil penyerutan, kita bisa menemukan rendemen totalnya, yaitu sebesar

55,69%.

Lalu yang terakhir adalah pratikum yang dilakukan pada kelompok lima,

yaitu pemotongan singkong menggunakan cara manual (pisau). Sama dengan

kelompok sebelum-sebelumnya, singkong sebelum dikupas harus ditimbang

terlebih dahulu dan didapatkan massa seberat 0,4731 kg. Setelah singkong

dikupas, didapatkan massa singkong sebesar 0,3863 kg. Lalu setelah dilakukan

penimbangan dan pengupasan, singkong dipotong-potong dengan ketebalan ± 3

mm. Lama pemotongan yang didapatkan adalah selama 3,05 menit dengan massa

hasil potongan sebesar 0,3838 kg. Setelah mendapatkan data pengamatan, maka

rendemen pemotongan secara manual sebesar 81,12%.

Kita ketahui bahwa hasil nilai rendemen suatu bahan dipengaruhi oleh

lamanya proses pemotongan, semakin lama memotong, maka semakin kecil nilai

pada rendemennya. Pada hasil singkong yang dipotong dan diserut menggunakan

mesin, bahwa singkong yang dipotong menggunakan mesin mendapatkan hasil

potongan yang lebih rapi dan singkong terpotong seluruhnya. Berbeda dengan

menggunakan mesin penyerut, hasil yang didapatkan kurang begitu baik, masih

banyak hasil serutan singkong yang menempel pada mesin. Juga masih ada

gumpalan singkong yang tidak terserut dengan baik. Pada mesin pemotongan dan

penyerutan diperlukan juga daya dorongan yang baik agar singkong dapat terparut

dengan baik, besar atau kecilnya daya dorong sangat mempengaruhi lama

waktunya kecepatan selama proses pemarutan dan hal ini akan juga berpengaruh

terhadap rendemen.

Jauh berbeda dengan pemotongan singkong secara manual, bahwa lama

pemotongan lebih lama dibandingkan dengan menggunakan mesin. Hasil

potongan sebuah singkong juga dipengaruhi oleh ketajaman dan ketebalan

pisaunya. Maka faktor orang yang melakukan sangat berpengaruh terhadap hasil

dan perhitungan rendemen pada singkong tersebut.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Setelah melakukan pratikum mengenai pengecilan ukuran dapat, maka kita

dapat menyimpulkannya sebagai berikut:

1. Pengecilan ukuran merupakan bagian dalam proses penanganan bahan hasil

pertanian untuk menyeragamkan bentuk dan memperluas permukaan bahan

hasil pertanian agar proses penanganannya selanjutnya bisa lebih mudah dan

efisien.

2. Proses pengecilan bahan ini dibagi dua, yaitu untuk bahan padat dan bahan

cair.

3. Proses pengecilan ukuran bahan bisa dilakukan dengan cara manual ataupun

mekanis

4. Rendemen bahan hasil pertanian bisa berbeda karena menggunakan metode

yang berbeda dan lamanya pengerjaan pemotongan

5. Semakin lama pemotongan maka semakin kecil rendemen suatu bahan hasil

pertanian

6.2. Saran

1. Diharapkan bahwa tempat untuk melakukan pratikum lebih dikondisikan dan

lebih terkelompokkan, agar pratikum yang dilakukan bisa berjalan dengan

baik dan nyaman

6.

DAFTAR PUSTAKA

Apriyantono, Anton, dkk, 1989. Analisis Pangan. Pusbangtepa IPB : Bogor.

Earle, R.L., 1969. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan. P.T. Sastra

Hudaya: Jakarta.

Stumbo, G.R., 1949. Teknologi Pangan. P.T. Sastra Hudaya: Jakarta.

Sudaryanto, dkk. 2011. Penuntun Praktikum Mata Kuliah Teknologi Hasil

Pertanian. Fakultas Teknologi Industri Pertanian Universitas

Padjadjaran.

Suharto, 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. PT. Rineka Cipta: Jakarta.

Maharani, Dewi Maya. Size Reduction (Pengecilan Ukuran).

http://dewimayamaharani.lecture.ub.ac.id. (diakses pada tanggal 30 April

2013)

LAMPIRAN

Gambar 1. Singkong Sebelum Dikupas Gambar 2. Singkong Setelah Dikupas

Gambar 3. Wadah Plastik (Baskom) Gambar 4. Proses Pemotongan

Gambar 5. Mesin Pemotong Gambar 6. Hasil Potongan Singkong