Gambar 15 Alur kerja tahapan uji lapang Jarak celah silinder 1 cm Pemecahan menggunakan mesin Buah nyamplung kering Buah nyamplung basah Buah nyamplung Jarak celah silinder 1.5 cm Jarak celah silinder 2.5 cm Jarak celah silinder 2 cm Menganalisis disain hopper Menganalisis disain ruang pemecahan Menganalisis disain blower Analisis teknik Mengukur putaran poros mesin Mengukur aliran volumetrik blower Mengukur kapasitas pemecahan Buah nyamplung terpecah
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran dan Uji Sifat Buah Pengukuran Dimensi
Buah nyamplung baik kondisi kering dan basah memiliki bentuk bulat lancip dengan diameter bujur rata-ratanya adalah 26 mm sedangkan diameter melintang rata-ratanya adalah 23 mm. Hanya saja untuk massa tiap kondisinya berbeda, untuk buah nyamplung kering dengan kadar air berkisar 35 % memiliki massa rata-ratanya 4.1 g sedangkan nyamplung basah dengan kadar air berkisar 42 % massa rata-ratanya 4.9 g ini dikarenakan kandungan air di dalam buah nyamplung basah lebih besar. Untuk mengetahui karakteristik dimensi buah dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5.
Tabel 4 Karakteristik buah nyamplung kering Ulangan Diameter bujur
rata-rata (cm) Diameter melintang rata-rata (cm) Massa rata-rata (g) Jumlah buah per kg 1 2.55 2.25 4.11 242 2 2.67 2.28 4.19 238 3 2.58 2.24 4.13 245 4 2.60 2.29 4.18 244 5 2.56 2.26 4.16 239 Rata-rata 2.59 2.26 4.15 242
Tabel 5 Karakteristik buah nyamplung basah Ulangan Diameter bujur
rata-rata (cm) Diameter melintang rata-rata (cm) Massa rata-rata (g) Jumlah buah per kg 1 2.58 2.33 4.98 200 2 2.59 2.34 4.93 202 3 2.59 2.35 4.98 198 4 2.61 2.33 4.94 205 5 2.57 2.32 4.96 203 Rata-rata 2.59 2.33 4.96 202
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui diameter dan massa dari bahan baku. Bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian merupakan dua karakteristik yang tidak dapat dipisahkan. Keduanya diperlukan untuk mengetahui karakteristik fisik suatu bahan. Ada beberapa kriteria yang dapat digunakan untuk menjelaskan bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian diantaranya bentuk acuan, kebulatan, dimensi sumbu, serta kemiripan bahan hasil pertanian terhadap benda-benda geometri tertentu.
20
Uji Densitas
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui densitas atau massa jenis dari bahan baku buah nyamplung. Pengujian densitas dari bahan baku ini dilakukan sebanyak dua kali yaitu untuk bahan baku buah nyamplung kering dan basah. Pengujian densitas ini menggunakan prinsip Archimedes dimana ketika sebuah benda seluruhnya atau sebagian dimasukkan kedalam zat cair, cairan akan memberikan gaya ke atas pada benda setara dengan massa cairan yang dipindahkan benda. Untuk mengetahui densitas dari tiap jenis bahan sebelumnya dilakukan penimbangan terhadap bahan baku dan pemberat setelah itu bahan yang telah diikatkan dengan pemberat diletakkan ke dalam gelas ukur. Isi gelas ukur dengan air hingga permukaan air menyentuh 150 ml kemudian angkat bahan serta pemberat. Setelah itu gelas ukur yang masih berisi air ditimbang untuk mengetahui volumenya. Data hasil uji densitas dapat dilihat pada Tabel 6 dan Tabel 7.
Tabel 6 Densitas buah nyamplung kering
Ulangan Massa (g) vair (cm3) vpemberat (cm3) Densitas (g/cm3)
1 7.29 135.69 1.51 0.5695 2 4.94 139.89 1.51 0.5744 3 5.00 139.94 1.51 0.5848 4 6.20 137.45 1.51 0.5616 5 7.83 131.38 1.51 0.4576 6 6.65 134.73 1.51 0.4833 7 6.97 137.31 1.51 0.6234 8 6.90 138.13 1.51 0.6660 9 4.69 139.48 1.51 0.5205 10 7.55 131.34 1.51 0.4402 Rata-rata 0.5481
Tabel 7 Densitas buah nyamplung basah
Ulangan Massa (g) vair (cm3) vpemberat (cm3) Densitas (g/cm3)
1 7.55 136.16 1.51 0.6123 2 4.84 140.63 1.51 0.6168 3 3.31 142.94 1.51 0.5964 4 4.79 140.73 1.51 0.6173 5 4.00 141.89 1.51 0.6061 6 4.95 141.17 1.51 0.6762 7 4.41 140.35 1.51 0.5418 8 5.91 139.57 1.51 0.6626 9 5.17 139.24 1.51 0.5589 10 7.32 137.69 1.51 0.6778 Rata-rata 0.6165
Dilihat dari kedua tabel di atas dapat diketahui bahwa densitas atau kerapatan buah nyamplung basah lebih berat dengan rata-rata densitasnya 0.6165 g/cm3 ini dikarenakan buah nyamplung dalam kondisi basah lebih banyak mengandung air dibandingkan yang kering. Sedangkan rata-rata densitas buah nyamplung kering adalah sebesar 0.5481 g/cm3.
21 Uji Kadar Air
Pengukuran kadar air buah nyamplung kering dan basah dilakukan dengan menggunakan oven. Prinsip kerjanya bahan baku dipanaskan di dalam oven yang bersuhu berkisar 100 oC – 105 oC selama 6-7 jam, pada suhu tersebut air yang terkandung dalam bahan baku akan menguap. Data kadar air buah nyamplung kering (tabel 8) dan basah (tabel 9).
Tabel 8 Kadar air buah nyamplung kering
No Ukuran buah Selang kadar air (%) Kadar air rata-rata (%)
1 Kecil 27.44 – 33.81 31.66
2 Sedang 32.14 – 38.39 34.67
3 Besar 35.73 – 39.51 37.56
Tabel 9 Kadar air buah nyamplung basah
No Ukuran buah Selang kadar air (%) Kadar air rata-rata (%)
1 Kecil 37.85 – 44.76 41.12
2 Sedang 38.84 – 45.98 42.13
3 Besar 37.16 – 47.93 43.24
Pada data tabel tersebut di atas kadar air rata-rata untuk buah nyamplung kondisi kering ukuran kecil adalah 31.66 %, untuk ukuran sedang 34.67 %, untuk ukuran besar 37.56 %. Kadar air buah nyamplung kering baik ukuran kecil, sedang maupun besar jika seluruhnya dirata-rata maka jumlah kadar airnya adalah sebesar 34.63 %. Sedangkan kadar air rata-rata untuk buah nyamplung kondisi basah ukuran kecil adalah 41.12 %, untuk ukuran sedang 42.13 %, untuk ukuran besar 43.24 %. Kadar air buah nyamplung basah baik ukuran kecil, sedang maupun besar jika seluruhnya dirata-rata maka jumlah kadar airnya adalah sebesar 42.16 %. Jadi pada pengukuran ini untuk buah nyamplung kondisi kering kadar airnya berkisar antara 27 % - 39 % sedangkan buah nyamplung kondisi basah kadar airnya berkisar antara 37 % - 47 %. Terlihat bahwa kandungan air di dalam buah nyamplung yang basah lebih besar ini ditandai dengan kadar air yang lebih besar dibandingkan buah nyamplung yang kering.
Uji Tekan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui gaya tekan yang dibutuhkan untuk dapat memecahkan sebutir buah nyamplung. Alat yang digunakan yaitu
Universal Testing Machine Instron type 3369. Prinsip kerjanya sebutir buah nyamplung diberi gaya tekan hingga bahan pecah atau retak. Untuk posisi buah saat ditekan yaitu pada posisi tegak dan miring (gambar 16).
Gambar 16 Skema arah gaya tekanan Arah tekanan
vertikal Arah tekanan
22
Tabel 10 Uji tekan pada buah nyamplung kering Diameter
Massa (g) Arah tekanan Gaya
(kgf) Bujur (cm) Melintang (cm) 3.02 2.83 8.13 vertikal 31.87 2.95 2.82 8.45 vertikal 45.27 3.04 3.12 7.24 vertikal 51.25 2.90 2.74 7.39 horisontal 50.12 3.08 2.73 7.54 horisontal 50.07 2.74 2.77 7.72 horisontal 45.61 2.79 2.73 5.94 vertikal 63.49 2.60 2.48 4.69 vertikal 44.23 2.58 2.30 4.65 vertikal 44.85 2.92 2.72 5.18 vertikal 58.23 2.77 2.70 4.67 horisontal 50.78 2.59 2.46 5.56 horisontal 49.97 2.50 2.56 4.63 horisontal 49.33 1.78 1.88 2.22 vertikal 35.63 2.12 1.94 3.16 vertikal 43.14 2.00 2.16 3.32 vertikal 55.71 2.25 2.22 3.61 vertikal 34.87 2.20 2.00 3.00 horisontal 51.88 2.02 1.78 2.01 horisontal 39.17 2.34 1.97 3.09 horisontal 42.50 Rata-rata 46.90
Tabel 11 Uji tekan pada buah nyamplung basah Diameter
Massa (g) Arah tekanan Gaya
(kgf) Bujur (cm) Melintang (cm) 3.00 2.82 9.47 vertikal 52.48 3.01 2.74 8.00 vertikal 36.25 3.03 2.43 7.27 vertikal 40.73 3.09 2.83 9.49 horisontal 24.63 2.64 2.48 6.85 horisontal 55.93 2.62 2.53 6.75 horisontal 41.11 2.63 2.37 5.52 vertikal 37.56 2.65 2.22 4.87 vertikal 40.19 2.40 2.19 5.26 vertikal 25.80 2.61 2.34 5.19 vertikal 50.49 2.40 2.34 5.68 horisontal 50.36 2.68 2.30 5.43 horisontal 38.99 2.22 2.06 4.33 horisontal 32.69 2.24 1.96 3.33 vertikal 55.86 2.96 1.68 2.43 vertikal 23.87 1.96 1.84 3.12 vertikal 20.02 1.95 1.84 2.84 horisontal 27.21 2.14 2.00 3.85 horisontal 52.78 1.64 1.70 2.04 horisontal 23.01 Rata-rata 38.42
23 Dilihat dari data-data pada Tabel 10 dan 11 bahwa gaya tekan rata-rata yang diperlukan untuk memecah sebutir buah nyamplung kering adalah sebesar 46.90 kgf lebih besar dibandingkan gaya yang diperlukan untuk memecah sebutir buah nyamplung basah yang hanya sebesar 38.42 kgf. Ini dikarenakan buah nyamplung yang kering memiliki sifat keras. Sedangkan untuk buah nyamplung yang basah lebih lunak karena memiliki kandungan air yang lebih banyak.
Identifikasi Masalah Disain Mesin Pemecah Buah Nyamplung Kebutuhan Daya Penggerak
Kebutuhan daya penggerak dihitung untuk mengetahui daya yang tersedia dapat menggerakkan silinder pemecah secara perhitungan atau teoritis dengan menggunakan rumus 3, 4 dan 5 sehingga mesin dapat beroperasi atau bekerja.
Berdasarkan perhitungan kebutuhan daya untuk menggerakkan silinder adalah 0.227 hp sedangkan daya dari motor penggerak adalah 1 hp, sehingga daya dari motor penggerak cukup untuk menggerakkan silinder.
Analisis Poros
Pengukuran analisis poros bertujuan untuk mengetahui poros yang digunakan secara aktual sudah sesuai dengan perhitungan poros secara teoritis. Untuk mengetahui kelayakan dari poros tersebut dapat dilihat dari perhitungan menggunakan rumus 6, 7, 8 dan 9.
Dari perhitungan didapat bahwa untuk diameter poros silinder adalah 19.94 mm sedangkan diameter poros aktualnya 25 mm berarti poros silinder pada mesin ini layak untuk digunakan karena diameter poros aktual lebih besar daripada diameter poros secara teoritis. Untuk poros blower dari hasil perhitungan didapat 9.5 mm sedangkan poros aktualnya 25 mm berarti poros blower pada mesin ini juga layak digunakan. Akan tetapi untuk ukuran poros blower aktual dan teoritis memiliki perbedaan yang cukup besar. Ukuran poros yang melebihi dari ukuran teoritis dapat mengakibatkan kinerja mesin menjadi lebih berat karena mesin harus menumpu beban yang berlebih.
Analisis Puli dan Sabuk
Puli dan sabuk merupakan bagian dari mesin yang digunakan untuk menyalurkan putaran dari motor penggerak ke silinder pemecah dan blower. Berdasarkan kenyataan atau secara aktual sabuk yang digunakan oleh mesin pemecah buah nyamplung menggunakan sabuk V tipe A. Untuk mengetahui analisis teknik pada sabuk dan puli menggunakan rumus 10, 11, 12, 13, 14, 15 dan 16.
Hasil dari perhitungan, sabuk memiliki panjang (L) sebesar 1.895 m, kecepatan linear sabuk 0.066 m/s. besarnya tegangan sabuk sisi kencang (T1) sebesar 21.18 N dan tegangan sabuk sisi kendur (T2) sebesar 9.91 N. Sedangkan sabuk yang digunakan pada mesin yaitu tipe A70 dengan panjang sabuk 72 inchi atau 1.829 m sehingga penggunaan sabuk pada mesin kurang layak karena panjang sabuk aktual lebih pendek dari panjang sabuk teoritis.
24
Analisis Bantalan
Bantalan merupakan suatu komponen mesin yang berfungsi untuk menopang dari putaran poros sehingga putaran atau gerak bolak-baliknya dapat berlangsung secara, halus, aman dan panjang umur.
Jenis bantalan yang digunakan untuk menahan poros silinder pemecah adalah bantalan gelinding dengan nomor 6205, bantalan ini memiliki nilai kapasitas nominal dinamis spesifik C sebesar 1100 kg dan kapasitas nominal statis spesifik Co sebesar 730 kg sedangkan massa puli diameter 300 mm adalah 500 g. Sedangkan bantalan untuk poros blower adalah bantalan gelinding dengan nomor 6005 yang memilik kapasitas nominal dinamis spesifik C sebesar 790 kg dan kapasitas nominal statis spesifik Co sebesar 530 kg sedangkan massa puli diameter 100 mm adalah 200 g.
Dengan menghitung faktor kecepatan (fn) dan faktor umur (fh) menggunakan rumus 17, 18, 19 dan 20 maka umur bantalan untuk poros silinder adalah 330388.15 jam (diambil umur bantalan terendah) sedangkan umur bantalan untuk poros blower adalah 17037624.24 jam.
Analisis Hopper
Hopper mesin pemecah buah nyamplung ini terbuat dari plat besi dengan ketebalan 1.5 mm. Hopper yang mempunyai bentuk seperti corong ini berguna untuk menampung nyamplung sebelum dilakukan pemecahan. Hopper ini memiliki dimensi bagian atas 500 mm x 500 mm sedangkan bagian bawah berukuran 300 mm x 300 mm. Untuk kemiringan hopper didapat dari perhitungan sebesar 1200 sedangkan volume hopper 53.28 liter.
Analisis Blower
Blower berfungsi untuk memisahkan kulit buah nyamplung dengan biji yang telah terkelupas. Hasil yang keluar dari ruang pemecahan akan jatuh secara gravitasi. Pada saat jatuh, angin dihembuskan dari arah depan, dengan memanfaatkan massa jenis dan bentuk dari kulit dan biji sehingga kulit dan biji dapat terpisah. Kulit yang berbentuk serpihan dan massa jenisnya yang ringan akan terhembus mengikuti angin sedangkan biji yang massa jenisnya relatif lebih berat dari kulit tidak ikut terhembus angin melainkan jatuh menuju tempat penampungan. Konstruksi blower adalah kipas aksial dengan sudut tegak lurus dengan arah jatuhan dari bagian pemecahan. Untuk mengetahui kecepatan angin yang dihasilkan blower yaitu dengan menggunakan alat anemometer. Alat ini dapat mengukur kecepatan angin yang berhembus di saluran pembuangan. Berdasarkan hasil pengukuran kecepatan rata-rata yang dihasilkan blower adalah 8.43 m/detik.
Dari hasil perhitungan didapat bahwa kecepatan angin minimum yang dibutuhkan blower untuk sampai ke ujung saluran buangan adalah 0.324 m/s sedangkan kecepatan angin rata-rata yang dihasilkan blower adalah 8.43 m/s, ini berarti kemampuan hembusan angin yang dihasilkan blower layak digunakan karena kecepatan angin aktual lebih besar daripada kecepatan angin secara teoritis.
25 Uji Kinerja Mesin
Kapasitas Pemecahan
Kapasitas pemecahan merupakan hasil pemecahan yang dicapai dalam selang waktu tertentu. Perhitungan kapasitas pemecahan dapat dilihat pada lampiran. Data untuk kapasitas pemecahan buah nyamplung kering dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12 Kapasitas pemecahan buah nyamplung kering
No Jarak celah silinder (cm) Kapasitas pemecahan rata-rata (kg/jam)
1 1 32.7
2 1.5 84.7
3 2 111.3
4 2.5 201.6
Berdasarkan tabel dapat dilihat bahwa perlakuan dengan jarak celah silinder 2.5 cm memperoleh kapasitas pemecahan terbesar yaitu 201.6 kg/jam. Besarnya hasil kapasitas pemecahan pada perlakuan tersebut dikarenakan waktu yang dibutuhkan untuk proses pemecahan buah nyamplung relatif singkat jika dibandingkan dengan ketiga perlakuan lainnya. Waktu proses pemecahan yang singkat ini disebabkan karena jarak celah silinder yang tidak terlalu sempit jika dubandingkan dengan diameter buah nyamplung kering yang diproses sehingga bahan dapat dengan mudah lolos pada proses pemecahan.
Data untuk kapasitas pemecahan buah nyamplung basah dapat dilihat pada Tabel 13.
Tabel 13 Kapasitas pemecahan buah nyamplung basah
No Jarak celah silinder (cm) Kapasitas pemecahan rata-rata (kg/jam)
1 1 39.4
2 1.5 44.6
3 2 52.3
4 2.5 136
Berdasarkan tabel dapat dilihat bahwa sama seperti halnya pada kondisi buah nyamplung kering, kapasitas pemecahan buah nyamplung basah memperoleh kapasitas pemecahan terbesar pada perlakuan jarak celah silinder 2.5 cm yaitu sebesar 136 kg/jam. Besarnya hasil yang diperoleh dikarenakan waktu yang dibutuhkan untuk proses pemecahan relatif singkat jika dibandingkan dengan ketiga perlakuan jarak celah silinder lainnya. Waktu proses pemecahan yang singkat ini disebabkan karena jarak celah silinder yang tidak terlau sempit jika dibandingkan dengan diameter bahan sehingga bahan dapat dengan mudah lolos pada saat jarak celah silinder tersebut.
26
Persentase Biji pada Penampungan
Persentase biji pada penampungan dapat dihitung dengan membandingkan antara massa biji nyamplung yang masuk kedalam penampungan dengan massa bahan yang dimasukkan ke dalam hopper. Data persentase biji dapat dilihat pada Tabel 14 dan Tabel 15.
Tabel 14 Persentase biji untuk bahan kering No Jarak celah
silinder (cm)
Massa masuk rata-rata (kg)
Massa biji rata-rata (kg) Rata-rata (%) 1 1 1 0.51 51 2 1.5 1 0.55 55 3 2 1 0.07 7 4 2.5 1 0.05 5
Pada tabel terlihat bahwa pada perlakuan jarak celah silinder 1.5 cm nilai persentase biji yang dihasilkan yaitu 55 %. Hal ini diakibatkan pada jarak celah silinder 1.5 cm buah nyamplung yang berhasil dipecah relatif lebih banyak dibandingkan pada jarak celah silinder lainnya sehingga jumlah biji yang dihasilkan juga banyak.
Tabel 15 Persentase biji untuk bahan basah No Jarak celah
silinder (cm)
Massa masuk rata-rata (kg)
Massa biji
rata-rata (kg) Rata-rata (%)
1 1 1 0.47 47
2 1.5 1 0.49 49
3 2 1 0.44 44
4 2.5 1 0.05 5
Sama halnya dengan persentase biji untuk bahan kering, pada persentase biji untuk bahan basah terlihat pada tabel bahwa pada perlakuan jarak celah silinder 1.5 cm nilai rendemen yang dihasilkan yaitu 49 %. Ini diakibatkan pada jarak celah silinder 1.5 cm buah nyamplung yang berhasil dipecah relatif lebih banyak dibandingkan pada jarak celah silinder lainnya.
Persentase Buah Nyamplung Tidak Terpecah
Persentase buah nyamplung yang tidak terpecah adalah persentase jumlah bahan yang tidak terpecah atau masih berbentuk gelondongan terhadap massa total bahan yang diumpankan ke dalam hopper. Data persentase buah nyamplung tidak terpecah dapat dilihat pada Tabel 16 dan Tabel 17..
27 Tabel 16 Persentase buah nyamplung tidak terpecah kondisi kering
No Jarak celah silinder (cm) Massa masuk rata-rata (kg) Massa gelondong rata-rata (kg) Rata-rata (%) 1 1 1 0 0 2 1.5 1 0 0 3 2 1 0.65 65 4 2.5 1 0.81 81
Berdasarkan tabel terlihat bahwa pada perlakuan jarak celak 2.5 cm persentase buah nyamplung kering yang tidak terpecah memiliki nilai terbesar yaitu 81 %. Besarnya nilai persentase buah yang tidak terpecah ini disebabkan karena jarak celah silinder yang tidak terlalu sempit jika dibandingkan dengan diameter bahan sehingga bahan tidak sempat menerima tumbukkan dari silinder pada saat jarak celah silinder tersebut.
Tabel 17 Persentase buah nyamplung tidak terpecah kondisi basah No Jarak celah silinder (cm) Massa masuk rata-rata (kg) Massa gelondong rata-rata (kg) Rata-rata (%) 1 1 1 0 0 2 1.5 1 0 0 3 2 1 0.14 14 4 2.5 1 0.80 80
Sama seperti halnya pada kondisi kering, terlihat pada tabel bahwa persentase buah nyamplung basah yang tidak terpecah memiliki nilai terbesar yaitu 80 % pada perlakuan jarak celah silinder 2.5 cm. Besarnya nilai persentase buah yang tidak terpecah ini disebabkan karena jarak celah silinder yang tidak terlalu sempit jika dibandingkan dengan diameter bahan sehingga bahan tidak sempat menerima tumbukkan dari silinder pada saat jarak celah silinder tersebut. Persentase Kotoran pada Penampungan
Persentase kotoran pada penampungan adalah persentase rasio massa kotoran (kulit dan cangkang) buah nyamplung dengan massa sampel yang dimasukkan ke dalam hopper. Data persentase kotoran pada penampungan dapat dilihat pada Tabel 18 dan Tabel 19.
Tabel 18 Persentase kotoran pada penampungan untuk bahan kering No Jarak celah
silinder (cm)
Massa masuk rata-rata (kg) Massa kotoran rata-rata (kg) Rata-rata (%) 1 1 1 0.22 22 2 1.5 1 0.24 24 3 2 1 0.03 3 4 2.5 1 0.04 4
Berdasarkan tabel terlihat bahwa pada perlakuan jarak celah silinder 1.5 cm persentase kotoran pada penampungan untuk bahan kering memperoleh nilai yang terbesar yaitu 24 % ini disebabkan pada jarak celah silinder tersebut jumlah
28
buah yang pecah relatif lebih banyak sehingga jumlah kotoran yang ikut ke penampung juga lebih banyak dibandingkan pada perlakuan jarak celah silinder lainnya.
Tabel 19 Persentase kotoran pada penampungan untuk bahan basah No Jarak celah
silinder (cm)
Massa masuk rata-rata (kg)
Massa gelondong rata-rata (kg) Rata-rata (%) 1 1 1 0.20 20 2 1.5 1 0.21 21 3 2 1 0.19 19 4 2.5 1 0.02 2
Berdasarkan tabel terlihat bahwa pada perlakuan jarak celah silinder 1.5 cm persentase kotoran pada penampungan untuk bahan basah memperoleh nilai yang terbesar yaitu 21 % ini disebabkan pada jarak celah silinder tersebut jumlah buah yang pecah relatif lebih banyak sehingga jumlah kotoran yang ikut ke penampung juga lebih banyak dibandingkan pada perlakuan jarak celah silinder lainnya.
Efisiensi Pemecahan
Efisiensi pemecahan adalah rasio massa sampel yang telah dikurangi massa buah yang tidak terpecah atau gelondong dengan massa sampel yang dimasukkan ke dalam hopper. Hasil perhitungan efisiensi pemecahan dapat dilihat pada Tabel 20 dan Tabel 21.
Tabel 20 Efisiensi pemecahan untuk bahan kering
No Jarak celah silinder (cm) Rata-rata (%)
1 1 100
2 1.5 100
3 2 35
4 2.5 19
Pada tabel terlihat bahwa efisiensi pemecahan untuk bahan kering memperoleh nilai tertinggi pada perlakuan jarak celah silinder 1 cm dan 1.5 cm dengan nilai persentase 100 %. Ini disebabkan pada jarak celah silinder 1 cm dan 1.5 cm bahan yang berhasil dipecah relatif banyak dibandingkan perlakuan jarak celah silinder lainnya. Pada perlakuan tersebut jarak celah silinder relatif lebih sempit dibandingkan diameter bahan sehingga jumlah bahan yang mengalami tumbukan dengan silinder lebih banyak.
Tabel 21. Efisiensi pemecahan untuk bahan basah
No Jarak celah silinder (cm) Rata-rata (%)
1 1 100
2 1.5 100
3 2 86
29 Sama seperti pada kondisi bahan kering, pada tabel terlihat bahwa efisiensi pemecahan untuk bahan basah memperoleh nilai tertinggi pada perlakuan jarak celah silinder 1 cm dan 1.5 cm dengan nilai persentase 100 %. Ini disebabkan pada jarak celah silinder 1 cm dan 1.5 cm bahan yang berhasil dipecah relatif banyak dibandingkan perlakuan jarak celah silinder lainnya. Pada perlakuan tersebut jarak celah silinder relatif lebih sempit dibandingkan diameter bahan sehingga jumlah bahan yang mengalami tumbukan dengan silinder lebih banyak. Pembobotan Parameter Uji Kinerja
Pembobotan parameter uji kinerja dilakukan untuk mengetahui perlakuan terbaik yang diberikan pada pengukuran mesin pemecah buah nyamplung (Sahasto 2010). Pembobotan dilakukan dengan memberi nilai untuk setiap parameter yang telah diuji. Besarnya nilai pembobotan berkisar antara -4 hingga 4. Hasil pembobotan terbesar akan diambil sebagai perlakuan terbaik. Hasil pembobotan parameter uji kinerja dapat dilihat pada Tabel 22 dan Tabel 23. Tabel 22 Pembobotan parameter uji kinerja untuk bahan kering
a
A: kapasitas pemecahan, B: persentase biji pada penampungan, C: persentase buah nyamplung tidak terpecah, D: persentase kotoran pada penampungan, E: efisiensi pemecahan.
Pada tabel terlihat bahwa, untuk bahan kering nilai pembobotan terbesar jatuh pada perlakuan jarak celah silinder 1.5 cm. Dengan demikian untuk bahan kering jarak celah silinder yang terbaik yaitu pada jarak 1.5 cm.
Tabel 23 Pembobotan parameter uji kinerja untuk bahan basah
a
A: kapasitas pemecahan, B: persentase biji pada penampungan, C: persentase buah nyamplung tidak terpecah, D: persentase kotoran pada penampungan, E: efisiensi pemecahan.
Untuk pembobotan bahan basah, nilai terbesar diperoleh pada jarak celah silinder 1 cm dan 1.5 cm, sehingga untuk memperoleh hasil yang maksimal pada proses pemecahan dapat menggunakan perlakuan jarak celah silinder 1 cm dan 1.5 cm.
Perlakuan jarak celah silinder Parameter Total
A B C D E
1 cm 1 3 - -1 4 7
1.5 cm 2 3 - -1 4 8
2 cm 3 1 -3 -1 2 2
2.5 cm 4 1 -4 -1 1 1
Perlakuan jarak celah silinder Parameter Total
A B C D E
1 cm 2 2 - -1 4 7
1.5 cm 2 2 - -1 4 7
2 cm 2 2 -1 -1 4 6
30
Identifikasi Masalah Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung Pengoperasian mesin pemecah buah nyamplung terdiri dari penyalaan mesin, mempersiapkan buah nyamplung, penjatahan buah nyamplung yang akan dimasukkan ke dalam hopper, proses pemecahan dan pengambilan hasil pemecahan. Untuk menyalakan mesin ini relatif mudah karena mesin ini menggunakan tombol untuk menyalakan dan mematikan. Sumber listrik yang digunakan berasal dari generator set. Pada saat di lapangan terdapat tiga permasalahan pengoperasian mesin.
Penjatahan Buah Nyamplung
Buah nyamplung yang terdapat di pabrik dikemas menggunakan karung goni berukuran 25 kg. Untuk penjatahan disiapkan buah nyamplung seberat kurang lebih 10 kg yang telah diletakkan dalam ember besar atau keranjang bambu. Asumsi waktu yang dibutuhkan untuk mengangkat keranjang yang berisi buah nyamplung menuju hopper adalah sekitar 2 detik.
Pada perhitungan didapat bahwa daya yang dibutuhkan untuk mengangkat keranjang berisi 10 kg buah nyamplung dengan jarak sejauh kurang lebih 2 meter adalah 0.14 hp.
Penumpukkan Pecahan Buah Nyamplung pada Ruang Pemecahan
Pada saat di lapangan terdapat kendala yaitu dinding gerigi yang berada di ruang pemecahan terdapat sisa-sisa pecahan buah nyamplung yang menempel dan menumpuk (gambar 17). Banyaknya tumpukkan ini dikarenakan kandungan minyak yang terdapat di dalam biji nyamplung mengakibatkan pecahan-pecahan seperti biji, cangkang dan kulit menempel karena sifat minyak yang lengket. Skema penumpukkan dapat dilihat pada Gambar 18.
Gambar 17 Penumpukkan sisa pada dinding gerigi
Gambar 18 Skema penumpukkan sisa pada dinding gerigi
Penumpukkan
31 Penumpukkan Cangkang dan Kulit Buah Nyamplung pada Saluran Pembuangan
Kendala lain yang didapat di lapangan adalah sisa hasil pembuangan berupa cangkang dan kulit buah menumpuk di saluran pembuangan (gambar 19). Hal ini dikarenakan cangkang dan kulit buah yang jatuh ke saluran pembuangan jumlahnya sangat banyak selain itu jatuh secara bersamaan mengakibatkan massa jenisnya bertambah sehingga kecepatan hembusan yang dihasilkan blower tidak mampu mendorong keluar cangkang dan kulit dari hasil pemecahan tersebut. Selain itu salah satu penyebab penumpukkan adalah karena sudut kemiringan saluran pembuangan yang terlalu curam. Skema penumpukkan kulit dan cangkang buah dapat dilihat pada Gambar 20.
Gambar 19 Penumpukkan kulit dan cangkang buah pada saluran pembuangan
Gambar 20 Skema penumpukkan kulit dan cangkang pada saluran pembuangan
Dari perhitungan didapat bahwa sudut kemiringan untuk saluran pembuangan adalah 33o. Kemiringan saluran pembuangan yang terlalu curam ini