p diameter biji2n
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM SIFAT FISIK HASIL PERTANIAN
PERHITUNGAN DIAMETER PADA BIJI-BIJIAN
Oleh:Anissa Rosa SA1H008019
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO
2010
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.
B. Tujuan
1. Menentukan Finenees modulus ( FM) dan fraksi ukuran butiran.
2. Menentukan klasifikasi dimensi ukuran butiran.
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.
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 :
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)
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.
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.
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
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).
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).
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.
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
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
Massa dari bahan yang digunakan
Jumlah bahan yang tertinggal/tertahan pada ayakan
Lamanya waktu pengecilan ukuran (penggilingan/penggerusan) bahan
Kecepatan pengayakan
Waktu pengayakan
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.
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.