p diameter biji2n

22
LAPORAN PRAKTIKUM SIFAT FISIK HASIL PERTANIAN PERHITUNGAN DIAMETER PADA BIJI-BIJIAN Oleh: Anissa Rosa S A1H008019

Upload: ichiharayuko

Post on 27-Jun-2015

432 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: P Diameter Biji2n

LAPORAN PRAKTIKUM SIFAT FISIK HASIL PERTANIAN

PERHITUNGAN DIAMETER PADA BIJI-BIJIAN

Oleh:Anissa Rosa SA1H008019

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

2010

Page 2: P Diameter Biji2n

I. PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Pemecahan bahan-bahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil

merupakan suatu operasi yang penting didalam industri pangan. Dasar-dasar operasi

ini relative belum banyak yang dikembangkan. Kebanyakan operasi didasarkan

kepada pengalaman empiris dan sangat sering menyangkut mekanisasi operasi yang

mula-mula dilakukan dengan tangan.

Pengecilan ukuran dapat dibedakan menjadi pengecilan yang ekstrim dan

pengecilan ukuran yang relative masih berukuran besar misalnya pemotongan

menjadi bentuk-bentuk yang khusus. Pengecilan ukuran dapat dilakukan secara basah

dan kering. Keuntungan-keuntungan yang didapat melalui penggilingan basah antara

lain adalah mudah memperoleh bahan sangat lembut, berlangsung pada suhu yang

tidak tinggi dan sedikit kemungkinan terjadi oksidasi/ledakan. Oleh karna itu sering

kali ditambahkan air untuk bahan yang sedikit mengandung air.

Ada tiga macam gaya yang digunakan untuk mendapatkan efek pengecilan

ukuran gaya yang digunakan untuk mendaptkan efek pengecilan ukuran. Ketiga

macam gaya tersebut adalah penekanan (compressive), pukulan (impact), dan gaya

sobek (shear, attrision). Jenis gaya yang digunakan akan menentukan tipe atau

rancangan peralatan yang tepat. Perfomansi mesin untuk size reduction ditentukan

oleh: kapasitas, daya yang digunakan per unit bahan, ukuran dan bentuk produk.

Selama pengecilan ukuran bentuk produk mengalami perubahan dan menghasilkan

desakan. Setiap alat penggiling akan menghasilkan partikel-partikel dengan ukuran

dan bentuk yang berbeda-beda. Salah satu masalah yang cukup mendasar adalah

bagaimana menentukan diameter masing-masing partikel sehingga diameter rata-rata

awal dan akhir dapat diketahui. Cara yang sering digunakan adalah dengan analisis

ayakan.

Page 3: P Diameter Biji2n

B. Tujuan

1. Menentukan Finenees modulus ( FM) dan fraksi ukuran butiran.

2. Menentukan klasifikasi dimensi ukuran butiran.

Page 4: P Diameter Biji2n

II. TINJAUAN PUSTAKA

Proses penggiling akan menghasilkan partikel-partikel dengan ukuran dan

bentuk yang berbeda-beda. Salah satu masalah yang cukup mendasar adalah

bagaimana menentukan diameter masing-masing partikel sehingga diameter rata-rata

awal dan akhir dapat diketahui. Size reduction merupakan pengecilan ukuran yang

menggunakan peralatan mekanik tanpa merubah sifat kimia dari bahan tersebut.

Pengecilan ukuran ini dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu:

1. Cutting yaitu pemotongan bahan secara manual dengan pisau tajam maupun

menggunakan mesin slicer, biasanya dilakukan pada kerupuk, bahan baku

keripik, maupun buah dan sayuran yang akan dikalengkan.

2. Crushing yaitu penghancuran bahan dengan penumbukan seperti pada biji jagung

yang akan digunakan untuk makanan ternak sehingga ukuran kehalusan yang

dihasilkan bervariasi.

3. Shearing yaitu kombinasi antara memotong dan menumbuk yang dapat dilakukan

dengan atrition mills (plate mills) seperti pada penggilingan silplicia menjadi

jamu serbuk, ukuran kehalusan yang dihasilkan biasanya seragam. (Henderson

and Perry, 1998)

Tujuan proses pengecilan ukuran:

1. Memperbesar luas permukaan bahan. Luas permukaan yang lebih besar dapat

membantu kelancaran beberapa proses seperti:

a. Membantu ekstraksi suatu senyawa dengan menigkatkan luas kontak bahan

dengan pelarut.

b. Mempercepat waktu pengeringan bahan.

c. Mempercepat proses pemasakan, blansir dan lain-lain.

2. Meningkatkan efisiensi proses pengadukan.

3. Pengecilan ukuran yang dilakukan juga untuk memenuhi standar ukuran produk

tertentu, misalnya untuk gula licing (licing sugar) atau proses refining pada

pengolahan coklat.

Page 5: P Diameter Biji2n

Salah satu metode dalam analisis ayakan ini adalah penggunaan ayakan Tyler.

Alat ini digunakan untuk mengukur kelembutan bahan dengan rentangan 0.125-

0.0029 in. Ayakan Tyler terdiri dari sejumlah saringan atau ayakan. Ukuran lubang

terhalus adalah 200 mesh. Adapun cara kerja dari ayakan tyler ini pertama bahan

dimasukkan di atas rangkaian ayakan kemudian digoyang dengan gerakan yang

teratur dan waktu operasi yang teratur pula. Setelah waktu operasi dianggap cukup,

jumlah bahan yang tertahan di atas setiap ayakan dikumpulkan dan dinyatakan

sebagai presentase terhadap berat asal.

Kelembutan butiran dinyatakan dengan Fineness Modulus (FM) yang diberi

batasan sebagai presentase bahan yang tertahan pada tiap-tiap saringan dibagi seratus.

Rata-rata ukuran butiran (D) dapat dihitung dengan rumus D = 0.0041 (2)FM (Tim

Penyusun, 2009).

Menurut Susanto(1994), Size reduction atau pengurangan ukuran mempunyai

manfaat dalam pengolahan makanan, antara lain:

1. Meningkatkan area permukaan dari perbandingan volume dari makanan yang

meningkatkan tingkat yang pengeringan, pemanasan, atau pendinginan dan

meningkatkan efisiensi dalam tingkat pengambilan atau penyaringan dari

komponen yang dapat larut.

2. Material atau bahan yang kecil yang dikombinasikan dengan penyaringan atau

pengayakan, sebelum ditentukan tentang ukuran partikel unsur atau butir

diproduksi yang mana penting untuk mengoreksi fungsional atau memproses

kekayaan dari beberapa produk.

3. Suatu cakupan yang serupa tetntang ukuran partikel unsur/butir menjadikan

pencampuran yang lebih lengkap tentang ramuan/adonan.

Screen aperture (lubang ayakan)

Lubang pada ayakan dapat dibuat dari rangkaian anyaman kawat atau dari plat

yang dilubangi. Ditinjau dari lubang, untuk ukuran lubang yang berbeda, digunakan

diameter kawat yang berbeda pula. Mesh (jumlah lubang dalam 1 inchi linear).

Contoh :

Page 6: P Diameter Biji2n

ayakan 10 mesh, artinya sepanjang 1 inch terdapat 10 lubang dan kawatnya.

Maka:

Jarak antar pusat kawat yang satu dengan kawat berikutnya = 1/10 = 0,1 in.

Aperture = 0,1 – (diameter kawat) in.

Dari table Tyler screen, untuk 10 mesh ternyata diameter kawat = 0,035 in,

maka

Aperture = 0,1 – 0,035 = 0,05 in.Interval ayakan.

Jika interval ayakan yang dipilih sbb.: 1, 2, 3,..., 8, 9, 10 in, maka interval ini

mempunyai kelemahan:

a. Antara 1 dan 2 in : perbedaan ukurannya terlalu besar.

b. Antara 9 dan 10 in : secara praktek, ukuran dengan kisaran ini hampir

Sama.

c. Untuk partikel berukuran di bawah 1 in sampai 1 mikron akan terdapat

dalam satu fraksi.

Saat ini, telah ada standard screen yang digunakan untuk menganalisis

distribusi ukuran partikel dari suatu campuran, yaitu mempunyai kisaran 3 in sampai

dengan 0,0015 in ( atau 76 mm s/d 38 mikron). Dasar dari interval standard screen ini

adalah : Rasio luas lubang yang berurutan adalah 2.

Dengan, ayakan A dan B berurutan, maka:

(Luas lubang ayakan A) = 2 (Luas lubang ayakan B)

Page 7: P Diameter Biji2n

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Caliper

2. Timbangan digital dan analitik

3. Ayakan

4. Blender

5. Sodet

6. Kacang tanah.

7. Kuas

8. Steroform

9. Jangka sorong

10. Alat tulis

B. Prosedur kerja

1. Bahan ditimbang sebesar 250 gram

2. Bahan diukur diameternya dengan mengambil rata- rata pengukuran diameter

yang dilakukan tiga kali pada permukaan bahan yang berbeda.

3. Klasifikasi kedalam kelas- kelas, dimana

a. Dimensi ukuran > 1/8 in

b. Dimensi ayakan < 1/8 in- 0,029 in

c. Dimensi Mikroskropis < 0,029

4. Bahan diblender, selama 3 menit

5. Setelah diblender, bahan diayak menggunakan mesh 7,80,100,200 dan yang

terakhir menggunakan pan.

Page 8: P Diameter Biji2n

6. Bahan yang tertinggal pada masing- masing mesh ditimbang sebagai berat bahan

yang tetahan.

7. FM (Fineness Modulus) dan rata- rata ukuran butiran ( D) dihitung menggunakan

rumus.

8. Kemudian dimasukkan ke dalam klasifikasi ukuran dimensi.

Page 9: P Diameter Biji2n

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Berat Kacang tanah 200 gram

Diameter kacang tanah I = 0,49 cm= 0,041 inchi

Diameter kacang tanah II = 0,52 cm= 0,043 inchi

Diameter kacang tanah III = 0,41 cm= 0,118 inchi

Rata- rata diameter kacang tanah = 0,041+0,043+ 0,118= 0,039 inchi

3

Tabel 1 Menghitung Fineness Modulus dan rata- rata ukuran butiran.

Mesh (inchi) Berat bahanyang tertahan

(garam)

% Bahan yangTertahan

Dikalikandengan

% Hasil

7 81,4 40,7 % 4 162,8%80 112,6 56,3% 3 168,9%100 0 0 2 0200 0 0 1 0pan 0 0 0 0∑ 194,0 97% 331,7%

a. Fineness Modulus ( FM) = % Hasil

% bahan tertahan

= 331,7 %

97%

= 3,42 %

b. D= 0,0041 × (2)FM

= 0,0041 × (2) 0,0342

= 0,0042 inchi

Page 10: P Diameter Biji2n

B. Pembahasan

Ukuran sebuah partikel dapat disebutkan dengan beberapa istilah. Contoh :

a. Partikel berbentuk bola, dimensi ukuran yang penting antara lain: D, Volum,

luas permukaan.

b. Partikel berbentuk kubus, dimensinya panjang, volum, luas permukaan.

Beberapa cara untuk menentukan ukuran partikel (yang dilakukan di

laboratorium) disajikan di chapter 3 Brown, dan chapter 20 Perry, 7th ed. Cara-cara itu

antara lain:

A. Mikroskop, untuk partikel berukuran sekitar 1 m = 0,001 mm.

B. Screening: melewatkan bahan melalui ayakan seri ( sieve shaker) yang

mempunyai ukuran lubang ayakan semakin kecil. Setiap pemisahan padatan

berdasarkan ukuran diperlukan pengayakan. Standar screen mampu mengukur

partikel dari 76 mm sampai dengan 38 µm.

Operasi screening dilakukan dengan jalan melewatkan material pada suatu

permukaan yang banyak lubang atau openings dengan ukuran yang sesuai.

Ditinjau sebuah ayakan :

Fraksi oversize = fraksi padatan yang tertahan ayakan.

Fraksi undersize = fraksi padatan yang lolos ayakan.

Jika ayakan lebih dari 2 ayakan yang berbeda ukuran lubangnya, maka

akan diperoleh fraksi-fraksi padatan dengan ukuran padatan sesuai dengan

ukuran lubang ayakan.

C. Sedimentasi (fluida diam, zat padat mengendap dengan gaya gravitasi).

Page 11: P Diameter Biji2n

D. Teori gerak partikel dalam fluida mengatakan bahwa partikel berukuran kecil

yang jatuh dalam fluida, pada suatu kecepatan tertentu adalah setara dengan

ukuran partikelnya.

E. Elutriasi : aliran fluida ke atas dengan kecepatan tetap, sehingga butiran

dengan ukuran tertentu terbawa ke atas, sedangkan ukuran yang lebih besar

sebagai hasil bawah.

F. Contoh elutriasi : pemisahan campuran silika dan galena menggunaka air.

G. Sentrifugasi, seperti sedimentasi, tetapi zat padat diendapkan dengan gaya

sentrifugal (memutar dan turun).

Analisis data ukuran partikel menggunakan screen shaker.

Screen aperture (lubang ayakan)

Lubang pada ayakan dapat dibuat dari rangkaian anyaman kawat atau dari plat

yang dilubangi.

Pengertian Mesh adalah jumlah lubang dalam 1 inchi linear.

Contoh : ayakan 10 mesh, artinya sepanjang 1 inch terdapat 10 lubang dan

kawatnya. Maka:

Jarak antar pusat kawat yang satu dengan kawat berikutnya = 1/10 =0,1 in.

Aperture = 0,1 – (diameter kawat) in.

Saat ini, telah ada standard screen yang digunakan untuk menganalisis

distribusi ukuran partikel dari suatu campuran, yaitu mempunyai kisaran 3 in sampai

dengan 0,0015 in ( atau 76 mm s/d 38 mikron).

Page 12: P Diameter Biji2n

Dasar dari interval standard screen ini adalah : Rasio luas lubang yang berurutan

adalah 2.

Dengan, ayakan A dan B berurutan.

Maka, luas lubang ayakan A = 2 (luas lubang ayakan B)

Memperkecil ukuran partikel dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu :

1. Penggerusan

2. Penggilingan

3. Pulverization by intervention

Aplikasi pengecilan ukuran adalah pembuatan serbuk obat, dimana ketiga cara

tersebut diatas dapat dilakukan sebagai berikut:

a. Penggerusan

Penggerusan dilakukan dengan cara menggerus bahan dalam mortir dengan

menggunakan stamper. Mortir dan stamper bisa terbuat dari kaca, poselin dan besi.

Perlakuan yang timbul dalam penggerusan bahan adalah:

Penekanan yaitu pengecilan ukuran partikel

Pengadukan yaitu pencampuran agar homogen

b. Penggilingan

Penggilingan dilakukan pada bahan dengan menggunakan bahan tambahan yaitu

cairan yang tidak mudah menguap dan tidak melarutkan bahan tersebut. Setelah

bahan tersebut disatukan kedalam sebuah mortir kemudian dilakukan penggilingan

hingga kedua bahan tersebut menjadi kental.

Page 13: P Diameter Biji2n

c. Pulverization by intervention

Proses memperkecil ukuran partikel dengan menggunakan bahan kedua atau

pelarut yayang mudah dipisahkan setelah proses berakhir. Dimana pelarut tersebut

adalah pelarut yang mudah menguap seperti alkohol, eter, dan aseton. Kemudian

tahap akhir dilakukan penghalusan dengan cara mencampur bahan obat dengan

pelarut pada inlet lalu aduk sampai kering dan homogen.

Pada praktikum kali ini praktikan menggunakan alat ayakan untuk

menentukan diameter kacang tanah.

Gambar 1. Alat ayakan

Massa kacang tanah yang digunakan oleh praktikan yaitu sebesar 200 gram

dan diameter kacang tanah adalah 0,039 in. Setelah dilakukan pengayakan diperoleh

bahwa hasil blenderan kacang tanah yang tertinggal pada ayakan yang berukuran 7

mesh berat bahan yang tertahan 81,4 gram, % berat yang tertahan 40,7 %, bahan

yang tertinggal pada ayakan yang berukuran 80 mesh sejumlah 112,6 gram,

sedangkan % yang tertahan 56,3%, bahan yang tertinggal pada ayakan yang

berukuran 100 dan 120 mesh tidak ada, karena kacang tanah yang digunakan

praktikan mengandung banyak minyak dan proses penghalusan dilakukan secara

terpisah sehingga waktu penghalusan dan besar butira yang dihasilkan tidak sam,

sehingga banyak butiran kacang yang menggumpal pada yakan 7 mesh.

Jumlah yang didapatkan dari berat bahan yang tertahan adalah 194 gram, dan

untuk persentase bahan yang tertahan adalah 97% serta jumlah persen hasilnya adalah

Page 14: P Diameter Biji2n

331,7%. Berdasarkan hasil yang didapatkan oleh praktikan setelah proses pengayakan

dilakukan maka praktikan selanjutnya dapat menghitung Fineness Modulus (FM)

dengan hasil perhitungan yang didapatkan oleh praktikan adalah 3,42, dengan adanya

nilai FM dapat dihitung pula diameter dari kacang tanah yaitu 0,0042 inchi.

Tingkat Kehalusan (Modulus of Fineness). Bahan diukur dengan cara memasukan

bahan sebanyak 200 gr kedalam alat yang terdiri dari susunan rantang yang memiliki

lubang sesuai dengan besarnya ukuran mesh. Besarnya sampel yang lolos pada setiap

mesh didapat dari perhitungan :

Setelah diketahui persentase (%) sampel pada setiap mesh, dapat dihitung nilai konversi

dengan cara :

Nomor perjanjian adalah besarnya nomor yang diberikan pada setiap rantang yaitu

berurutan dari 1 hingga 7 (dari mesh terkecil hingga mesh ter-besar). Jumlah total nilai

konversi dibagi seratus merupakan besarnya tingkat kehalusan (MF).

Dari nilai MF ini dapat dihitung rataan diameter bahan yaitu :

Nilai modulus Finnes Modulus yang diperoleh dari kacang tanah yang

diblender adalah 3,146 dengan nilai rata-rata ukuran butiran (D) sebesar 0,036 in.

Berdasarkan ketentuan nilai MF 4.1-7 termasuk katagori kasar (coarse), ini berarti kacang

tanah masuk katagori kasar. Demikian pula halnya dengan diameter kacang tanah,

yang nilainya sejalan dengan nilai MF. Nilai MF berbanding lurus dengan besarnya

partikel bahan.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi Finnes Modulus yaitu:

Ukuran ayakan

Page 15: P Diameter Biji2n

Massa dari bahan yang digunakan

Jumlah bahan yang tertinggal/tertahan pada ayakan

Lamanya waktu pengecilan ukuran (penggilingan/penggerusan) bahan

Kecepatan pengayakan

Waktu pengayakan

Page 16: P Diameter Biji2n

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Pengayakan dilakukan untuk mengetahui Fineness Modulus dan fraksi ukuran

bahan.

2. Modulus (FM) dengan hasil perhitungan yang didapatkan oleh praktikan adalah

3,42%, dengan adanya nilai FM dapat dihitung pula diameter dari kacang tanah

yaitu 0,0042 inchi.

3. Mesh adalah jumlah lubang dalam 1 inchi linear.

B. Saran

Tempat yang digunakan dalam praktikum sebaiknya tempat yang luas dan

bersih agar praktikan dapat lebih nyaman dalam melaksanakan praktikum.

Page 17: P Diameter Biji2n

DAFTAR PUSTAKA

Pantastico, B. ER. 1986. Fisiologi Pasca Panen. Terjemahan oleh Kamariyani, Ir. Prof. 1989. Yogyakarta. Gadjah Mada University Press.

Sathu, Suyanti. 1996. Penanganan dan Pengolahan Buah. Jakarta. Penebar Swadaya

Susanto, Tri. 1994. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. Surabaya. PT. Bina Ilmu.

Tim penyusun. 2009. Modul Praktikum Teknik Pengolahan Hasil Pertanian. Fakultas Pertanian, UNSOED.