MODIFIKASI DESAIN DAN UJI KINERJA KONTROL
SISTEM
INPUT
MESIN PENGUPAS KULIT BIJI
KAKAO TIPE PIRINGAN TUNGGAL
MUHAMMAD FACHRI HASYIM
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Modifikasi Desain Dan Uji Kinerja Kontrol Sistem Input Mesin Pengupas Kulit Biji KakaoTipe Piringan
Tunggal adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2015
Muhammad Fachri Hasyim
ABSTRAK
MUHAMMAD FACHRI HASYIM. Modifikasi Desain Dan Uji Kinerja Kontrol Sistem Input Mesin Pengupas Kulit Biji KakaoTipe Piringan Tunggal. Dibimbing
oleh MAD YAMIN dan AGUS SUTEJO.
Proses pengupasan kulit biji kakao dapat menggunakan mesin pengupas (desheller) tipe piringan tunggal. Tujuan penelitian ini adalah memodifikasi sistem
kontrol input pada mesin pengupas tipe piringan agar kapasitas kerja dari mesin
dapat meningkat, serta kualitas pengupasan biji tetap terjaga. Metering device yang
digunakan untuk mengontrol jumlah biji kakao yang masuk adalah auger. Dimensi auger memiliki diameter dalam sebesar 2 cm dan diameter luar 3.5 cm, dengan 2 tipe jarak pitch. Desain 1 dan 2 memiliki jarak pitch sebesar 1.5 dan 2 cm. Pengujian
dilakukan dengan menggunakan 3 rpm yang berbeda. Efisiensi dari auger tipe 1 dan 2 pada rpm 600; 750; 900 sebesar 98.50%; 96.85%; 94.12%, dan 96.36%; 90.55%; 89.30%. Presentase kualitas hasil pegupasan mesin sebelum modifikasi pada rpm 600; 750; 900, biji tidak terkupas sebesar 2.16%; 1.98%; 1.95%; biji tidak terkupas sempurna sebesar 1.67%; 1.33%; 1.175, serta rendemen sebesar 83.63%; 85.93%; 84.97%, dengan menggunakan auger 1 dan 2 berturut-turut biji tidak terkupas sebesar: 3.44%; 2.43%; 2.32% dan 4.48%; 2.85%; 2.47%, biji tidak terkupas sempurna sebesar 2.15%; 1.75%; 1.50% dan 2.58%; 1.81%; 1.61%, dan besar rendemen 83.77%; 82.83%; 82.23% dan 83.17; 82.53%; 82.50%.
ABSTRACT
MUHAMMAD FACHRI HASYIM. Design Modification and Performance Test of Input System Control of Single Disc Type Desheller. Supervised by MAD YAMIN and AGUS SUTEJO.
Cocoa nutshell peeling procces can use desheller single disc type. The purpose of this study is to modify the input control system of the disc type crusher
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
MODIFIKASI DESAIN DAN UJI KINERJA KONTROL
SISTEM
INPUT
MESIN PENGUPAS KULIT BIJI KAKAO
TIPE PIRINGAN TUNGGAL
MUHAMMAD FACHRI HASYIM
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Judul pada penelitian ini adalah Modifikasi Desain dan Uji Kinerja Kontrol Sistem Input Mesin
Pengupas Kulit Biji Kakao (Desheller) Tipe Piringan Tunggal yang dilaksanakan
sejak bulan Maret sampai Agustus 2014.
Dengan telah selesainya karya ilmiah ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ahmad Musyafa’ Hasyim, Ibu Purwanti Sri Lestari, serta saudara M. Fahmi Hasyim, terimakasih atas doa, dukungan dan semangat positifnya untuk penulis selama pembuatan karya ilmiah ini.
2. Ir. Mad Yamin, MT selaku pembimbing utama dan Ir. Agus Sutejo, M.Si selaku pembimbing II terimakasih atas bimbingannya serta saran dan kritik bagi penulis.
3. Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun bagi penulis.
4. Bapak Ujang serta rekan-rekan di bengkel Daud Teknik terima kasih atas bantuannya selama penelitian berlangsung.
5. Teman-teman Amri, Imam, Rifqi, Erlin, Dian, Rosma, Ambar, Pepi, Ryan, Bollank, Santos, Eki, Aa’, Putri RY, Herwin, Qoni, Kun, Ucup, Asep, Aswin, Arya, Khoe, Icha, Aki, Hari, Mamat, Khusnul, Dani, Ucu’, Fidzal, Gema, serta keluarga besar Antares 47, terima kasih atas kebersamaan dan bantuannya selama penelitian berlangsung.
6. Rekan-rekan Gursapala dan teman-teman omda Formala terima kasih atas kebersamaan, bantuan dan semangatnya bagi penulis.
7. Semua pihak yang secara langsung dan tidak langsung telah membantu penulis selama penelitian.
Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi nyata terhadap ilmu pengetahuan.
Bogor, Maret 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR LAMPIRAN xi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
Kakao 3
Proses Pasca Panen Kakao 3
Pengupasan Biji Kakao 5
Mesin Pengupas Biji Kakao 6
Kontrol 7
Penjatah Input Biji Kakao 7
METODE 9
Waktu dan Tempat Penelitian 9
Bahan Penelitian 9
Alat 9
Prosedur Penelitian 10
HASIL DAN PEMBAHASAN 15
Identifikasi Masalah dan Penelitian Pendahuluan 15
Perumusan Konsep Desain Auger 21
Perancangan Desain Fungsional dan Struktural Auger 21
Analisis Teknik 24
Gambar Teknik 26
Pembuatan Prototipe 27
Uji Fungsional Mesin 27
SIMPULAN DAN SARAN 32
Simpulan 32
Saran 33
DAFTAR PUSTAKA 33
DAFTAR TABEL
1 Konsumsi kakao dalam negeri 1
2 Dimensi biji kakao hasil pengukuran 17
3 Kapasitas kerja mesin sebelum dimodifikasi 21
4 Komponen utama perancangan auger 22
5 Ukuran pulley yang digunakan pada setiap rpm 23
6 Dimensi rencana desain auger 24
7 Efisiensi penyaluran putaran dari motor ke poros penggerak 28
DAFTAR GAMBAR
1 Tahapan proses pengolahan hulu biji kakao (Mulato 2005) 4 2 Tahapan proses pengolahan hilir biji kakao (Mulato 2005) 5
3 Bagian biji kakao (Mulato 2005) 5
4 (A) Fraksi nib (B) Fraksi kulit biji kakao (Mulato 2005) 6 5 Mesin pengupas dan pemisah biji kakao pasca sangrai (desheller) 6
6 Alat pengupas (A) tipe piringan tunggal (B) tipe piringan ganda 7 7 Penjatah tipe ulir rapat (Srivastava et al. 1996) 8
8 Biji kakao utuh pasca sangrai 9
9 Mesin pengupas biji kakao tipe piringan tunggal 10
10 Diagram alir prosedur penelitian 11
11 Diagram alir prosedur uji kinerja mesin 13
12 Diagram alir prosedur pengukuran dimensi biji kakao (Bart-Plang dan
Baryeh 2003) 16
13 Bentuk dan dimensi biji kakao 16
14 Diagram alir prosedur pengukuran densitas biji kakao (Bart-Plang dan
Baryeh 2003) 17
15 Mekanisme pengupasan kulit dengan rol karet (Patiwiri 2006) 20
16 Plat pengait biji kakao sebelum modifikasi 20
17 Diagram skematik penyempitan diameter screw housing 23
18 Gambar teknik auger (A) desain 1 (B) desain 2 27
19 Prototipe auger (A) desain 1 (B) desain 2 27
20 Peningkatan kapasitas kerja terhadap rpm. 29
21 Efisiensi auger pada tingkat RPM yang berbeda. 30 22 Presentase biji kakao tidak terkupas pada rpm yang berbeda. 31 23 Presentase biji kakao tidak terkupas sempurna pada rpm yang berbeda. 31
DAFTAR LAMPIRAN
1 Daftar alat-alat yang digunakan dalam proses penelitian 35
2 Dimensi biji kakao 36
3 Data densitas dan perhitungan koefisien gesek biji kakao 38
4 Data tahanan gesek biji kakao pasca sangrai 39
5 Perhitungan reduksi kecepatan putar dan volume hopper 40
6 Data uji kinerja mesin 42
7 Kualitas pengupasan hasil sortasi biji tidak terkupas 43 8 Kualitas pengupasan hasil sortasi biji tidak terkupas sempurna 44
9 Rendemen pengupasan biji kakao 45
10 Gambar biji kakao hasil pengujian 46
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Buah kakao termasuk salah satu buah yang banyak tumbuh di Indonesia. Permintaan pasar terhadap produksi kakao semakin bertambah di setiap tahunnya. hal ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Konsumsi kakao dalam negeri Tahun Konsumsi (ton)
2007 150 000
Sumber: Direktorat Jendral Perkebunan Departemen Pertanian 2013
Seiring dengan bertambahnya permintaan pasar, tentunya teknologi dalam bidang proses pengolahan kakao juga harus dikembangkan, baik teknologi pra panen maupun pasca panen. Teknologi yang sudah banyak berkembang salah satunya adalah mesin-mesin pasca panen kakao. Salah satu proses yang banyak diamati adalah proses pengupasan biji kakao pasca sangrai yang menghasilkan nib biji kakao. Nib biji kakao adalah bagian dari buah kakao yang dapat dikonsumsi. Nib dapat diperoleh dengan cara mengupas biji kakao dengan menggunakan mesin
desheller. Mesin ini dapat mengupas biji kakao dan kemudian memisahkan nib
yang sudah pecah dengan kulit biji. Nib tersebut nantinya akan diolah menjadi produk jadi berupa permen, bubuk, dan lemak kakao.
Pengoperasian desheller dilakukan secara manual oleh operator dengan cara
membuka dan menutup katup pemasukan pada hopper. Pengoperasian secara
manual oleh operator dapat menimbulkan pengeluaran lebih oleh perusahaan mengingat saat ini biaya untuk tenaga kerja sudah tergolong tinggi. Selain itu tingginya resiko kerja yang dapat dialami oleh operator juga perlu diperhatikan. Kecelakaan pekerja sering terjadi dikarenakan kelelahan maupun kejemuan para pekerja yang berakibat pada turunnya konsentrasi pekerja. Menurut Suma’mur (1991) kejemuan terjadi bila pekerjaan kurang mendatangkan perhatian, motivasi terlalu sedikit, pekerjaan tidak mensyaratkan keterampilan, dan lingkungan kerja monoton. Menurut Aidil Rahman (2010) faktor yang istimewa ialah lelah atau
bosan, gejala ini datang kalau lingkungannya tidak menerima rangsang luar atau kalaupun ada hanya lemah sekali. Ia akan menghasilkan rasa hambar, capai dan dapat cepat meningkat sampai mengantuk. Akibatnya akan mengurangi kesigapan yang membuahkan kesalahan atau kecelakaan.
2
operator juga dapat menurunkan kapasitas kerja mesin. Misalnya operator lalai dan tidak membuka hopper, ataupun operator membuka hooper terlalu lebar, hal
tersebut daapat menurunkan kapasitas kerja mesin serta menurunkan kualitas produk yang dihasilkan. Oleh karena itu, kesalahan dalam pengoperasian dapat diminimalisir dengan memodifikasi sistem kontrol input pada mesin pengupas biji
kakao, sehingga input pada mesinselalu memberikan jumlah biji kakao yang sama
dan kapasitas kerja mesin dapat dikontrol sesuai dengan yang diharapkan.
Perumusan Masalah
Kecenderungan meningkatnya biaya tenaga kerja serta tuntutan produksi yang tinggi, menjadi acuan untuk meningkatkan teknologi baru yang dapat mengontrol kapasitas kerja dari mesin dengan menggunakan teknologi otomasi. Oleh karena itu, penulis akan mengembangkan suatu mekanisme kontrol input
sederhana yang diaplikasikan pada pengumpan (hopper) mesin pengupas biji
(desheller)sehingga pengoperasian desheller akan berjalan secara otomatis.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah memodifikasi sistem kontrol input pada hopper
mesin desheller dengan menambahkan auger untuk mengontrol jumlah kakao yang
masuk pada ruang pengupas sehingga proses pengupasan akan berjalan dengan lebih efektif dan efisien. Selain itu, penelitian bertujuan untuk menguji mesin hasil modifikasi dan membandingkannya dengan data hasil pengujian mesin sebelum dimodifikasi.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini memiliki manfaat sebagai solusi untuk pengoperasian mesin pengupas biji kakao dalam mengontrol kapasitas kerja serta kualitas nib yang dihasilkan, sehingga proses pengupasan akan berjalan optimal.
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
Kakao
Theobroma cacao L. adalah nama biologis yang diberikan pada pohon kakao
olehLinnaeus pada tahun 1753. Tempat alamiah dari genus Theobroma adalah di
bagian hutan tropis dengan banyak curah hujan, tingkat kelembaban tinggi, dan teduh. Dalam kondisi seperti ini Theobroma cacao jarang berbuah dan hanya
sedikit menghasilkan biji (Spillane 1995).
Menurut Susanto (1994), jenis yang paling banyak ditanam untuk produksi cokelat hanya 3 jenis, yaitu:
1. Jenis Criollo
Jenis criollo terdiri dari criollo Amerika Tengah dan criollo Amerika
Selatan. Jenis ini menghasilkan biji cokelat yang mutunya sangat baik dan dikenal sebagai cokelat mulia. Buahnya berwarna merah atau hijau, kulit buahnya tipis dan berbintil-bintil kasar dan lunak. Biji buahnya berbentuk bulat telur dan berukuran besar dengan kotiledon berwarna putih pada waktu basah. 2. Jenis Forastero
Jenis ini menghasilkan biji cokelat yang memiliki mutu sedang atau dikenal juga sebagai ordinary cocoa. Buahnya berwarna hijau, kulitnya tebal,
biji buahnya tipis atau gepeng dan kotiledon berwarna ungu pada waktu basah. 3. Jenis Trinitario
Merupakan campuran dari jenis criollo dengan jenis forastero. Cokelat trinitario menghasilkan biji yang termasuk fine flavour cocoa dan ada yang
termasuk bulk cocoa. Buahnya berwarna hijau atau merah dan bentuknya
bermacam-macam. Biji buahnya juga bermacam-macam dengan kotiledon berwarna ungu muda sampai ungu tua pada waktu basah.
Proses Pasca Panen Kakao
Pengolahan Hulu Biji Kakao
4
Gambar 1 Tahapan proses pengolahan hulu biji kakao (Mulato 2005) Pengolahan Hilir Biji Kakao
Secara skematis tahapan proses konversi biji kakao menjadi produk setengah jadi (pasta, lemak dan bubuk cokelat) disajikan pada Gambar 2 dan terdiri atas beberapa bagian pokok, yaitu penyiapan bahan baku, penyangraian yang bertujuan untuk membentuk aroma dan cita rasa khas cokelat dari biji kakao dengan perlakuan panas dan menurunkan kadar air hingga 2.5-2.9 %, pengupasan kulit yang bertujuan untuk mendapatkan daging biji (nib) biji kakao, dan pemastaan yang bertujuan merubah biji kakao padat menjadi pasta dengan kehalusan butiran > 40 mμ dengan menggunakan mesin silinder.
Panen buah masak
Sortasi buah
Pengupasan
Fermentasi
Penjemuran
Sortasi
Penggudangan
5
Gambar 2 Tahapan proses pengolahan hilir biji kakao (Mulato 2005)
Pengupasan Biji Kakao
Komponen biji kakao yang berguna untuk bahan pangan adalah daging biji (nib), sedangkan kulit biji merupakan limbah yang saat ini banyak dimanfaatkan sebagai campuran pakan ternak, sebab adanya shell atau kulit yang terikat dalam
produk kakao akan memberikan flavour inferior. Oleh karena itu kulit biji perlu
dikupas sehingga terpisah antara kulit dengan nib kakao (Mulato 2005). Bagian dari biji kakao dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Bagian biji kakao (Mulato 2005)
Kadar Kulit merupakan limbah bagi pembeli. Kadar kulit yang diinginkan pembeli adalah yang paling minim, akan tetapi cukup kuat untuk melindungi biji dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, serangan hama, maupun jamur. Kadar kulit terendah yaitu sekitar 11% dianggap cukup kuat (Wahyudi et al.
2008).
Pengupasan akan menghasilkan fraksi nib dan fraksi kulit (Gambar 4) dengan ukuran dan sifat fisik yang berbeda secara bersamaan. Saat membentur silinder pengupas yang berputar, nib akan pecah dengan ukuran yang relatif besar dan seragam karena nib mempunyai sifat elastis (Mulato 2005)
Penyangraian
Pengupasan kulit biji
Pemastaan
6
(A) (B)
Gambar 4 (A) Fraksi nib (B) Fraksi kulit biji kakao (Mulato 2005)
Mesin Pengupas Biji Kakao
Tujuan dari proses pengupasan adalah untuk memisahkan kulit biji (shell) serta kotoran dan untuk untuk mengupas biji kakao menjadi nutiran butiran atau nib. Biji kakao pasca sangrai memiliki sekitar 10-15% kadar kulit biji dan 1% kotoran. Pemisahan kulit biji dan kotoran dapat dilakukan secara terpisah atau bersamaan, tergantung dari pemilihan jenis tanaman (Nair dan Prabhakaran 2007).
Mesin Pengupas Tipe Silinder Berputar
Mesin pengupas biji kakao (desheller) (Gambar 5) ini akan menghasilkan
fraksi nib dan fraksi kulit dengan ukuran dan sifat fisik yang berbeda secara bersamaan. Saat membentur silinder pengupas yang berputar, nib akan pecah dengan ukuran yang relatif besar dan seragam karena nib mempunyai sifat elastis. Sebaliknya, kulit biji karena sifatnya rapuh terpecah menjadi partikel-partikel yang halus dan mudah dipisahkan dari butiran nib dengan cara hisapan (pneumatik) (Mulato 2005).
Gambar 5 Mesin pengupas dan pemisah biji kakao pasca sangrai (desheller)
Mesin Pengupas Tipe Piringan
7 Bagian – bagian disc mill terdiri dari corong pemasukan, lubang pemasukan, screen filter, disc penggiling dinamis, corong pengeluaran, motor, pengunci, dan disc penggiling statis. Prinsip kerja disc mill adalah berdasarkan gaya robek dan
gaya pukul. Bahan yang akan dihancurkan berada diantara dinding penutup dan cakram berputar. Bahan akan mengalami gaya gesek karena adanya lekukan– lekukan pada cakram dan dinding alat. Gaya pukul terbentuk karena ada logam– logam yang dipasang pada posisi yang bersesuaian (Sumariana 2008).
(A) (B)
Gambar 6 Alat pengupas (A) tipe piringan tunggal (B) tipe piringan ganda
Kontrol
Sistem kendali atau sistem kontrol (control sistem) adalah suatu alat
(kumpulan alat) untuk mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan dari suatu sistem. Dalam industri, sistem kontrol merupakan sebuah sistem yang meliputi pengontrolan variabel-variabel seperti temperatur (temperature), tekanan
(pressure), aliran (flow), level, dan kecepatan (speed). Untuk mengimplentasikan
teknik sistem kontrol (Sistem Control Engineering) dalam industri diperlukan
banyak keahlian atau keilmuan seperti dibidang: teknologi mekanik (mechanical engineering), teknik elektrik (electrical engineering), elektronik (electronics) dan
sistem pneumatik (pneumatic sistems) (Hordeski 1994).
Penjatah Input Biji Kakao
Menurut Owen dan Cleary (2009) screw conveyor secara luas digunakan
untuk mengangkut atau mengangkat partikel pada tingkat yang terkendali dan stabil.
Screw conveyor digunakan dalam berbagai aplikasi bahan industri mulai dari bahan
mineral, komoditi pertanian (biji-bijian), obat-obatan, bahan kimia, pigmen, plastik, semen, pasir, garam dan pengolahan makanan. Screw conveyor juga digunakan
sebagai metering device (mengatur laju aliran) dari tempat penyimpanan dan juga
8
1. Pengumpan (hopper)
2. Rangka auger (screw housing)
3. screw yang berputar (auger) Ulir (Auger)
Penjatah tipe ulir dibagi menjadi dua, yaitu penjatah tipe ulir rapat dan ulir longgar. Gambar 7 menunjukkan bentuk auger dengan tabung yang rapat dengan ulirnya dan ulir tersebut memiliki displacement yang cukup besar tiap putarannya.
Gambar 7 Penjatah tipe ulir rapat (Srivastava et al. 1996)
Kapasitas volumetrik teoritis sebuah auger dinyatakan pada persamaan (1) (Srivastava et al. 1996)
menggerakkan screw conveyor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2)
dan (3). Persamaan tersebut dapat digunakan pada berbagai macam screw conveyor dengan tingkat keakuratan yang cukup tinggi.
P' = Q P L⁄
9
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Bengkel Daud Teknik Cibereum, dan Laboratorium Siswadhi Soepardjo Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor mulai dari bulan Mei-Agustus 2014.
Bahan Penelitian
. Bahan yang digunakan untuk membuat auger adalah plat stainless steel yang
aman digunakan untuk bahan pangan. Bahan pengujian yang akan digunakan adalah biji kakao jenis forastero (Gambar 8) sebanyak 40 kg yang telah di sangrai
terlebih dahulu dengan menggunakan mesin sangrai biji kakao tipe silinder pada kisaran suhu 120-130 °C selama 25-30 menit sampai diperoleh tingkat kematangan yang relatif seragam yaitu pada kisaran kadar air 2.5-2.9 %. Biji kakao tersebut diperoleh dari Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia yang berlokasi di daerah Jember, Jawa Timur.
Gambar 8 Biji kakao utuh pasca sangrai
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat komputer untuk proses perancangan dan simulasi, Software Solidworks Premium 2010. Pembuatan
alat ini juga dibantu dengan menggunakan beberapa peralatan guna mempermudah proses pengambilan data dan pabrikasi. Alat-alat yang digunakan yaitu: jangka sorong, penggaris, palu, kunci pas, obeng, dan peralatan bengkel lainnya. Sedangkan pada proses pengujian diperlukan beberapa alat untuk mengukur dan mencatat data yang dibutuhkan. Peralatan (Lampiran 1) dapat berupa stopwatch,
timbangan digital, laptop, kamera.
Alat yang akan dimodifikasi berupa mesin pengupas tipe piringan tunggal (Gambar 9) dengan spesifikasi:
Nama : Echo Grinding Machine Model : EC-6
10
Motor : Motor listrik/Bensin
Motor listrik yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: Merk : Modern
Tipe : JY2A-4 Jenis : Motor 1 phase Daya : 0.75 hp RPM : 1400
Gambar 9 Mesin pengupas biji kakao tipe piringan tunggal
Prosedur Penelitian
11
Gambar 10 Diagram alir prosedur penelitian Identifikasi Masalah dan Penelitian Pendahuluan
Identifikasi masalah bertujuan untuk menemukan permasalahan dalam proses pengoperasian mesin pengupas biji kakao. Permasalahan tersebut sebagai bahan acuan untuk proses modifikasi dari mesin pengupas biji kakao. Identifikasi masalah juga meliputi pengambilan data awal atau penelitan pendahuluan berupa dimensi mesin pengupas biji kakao serta karakteristik fisik dari biji kakao.
Tidak
Uji fungsional mesin
Selesai Modifikasi
Ya
Berhasil Berhasil
Uji kinerja mesin Data dan
informasi penunjang
Mulai
Perumusan dan konsep desain auger
Pembuatan prototipe Identifikasi masalah dan penelitian
pendahuluan
Perancangan desain fungsional dan struktural
Gambar teknik
Analisis teknik atau perhitungan perancangan desain mesin
Modifikasi Tidak
12
Perumusan Konsep Desain Auger
Perumusan konsep desain disesuaikan dengan data identifikasi mesin sebelum dimodifikasi. Hal ini bertujuan agar desain auger dapat diaplikasikan pada mesin dan dapat berjalan dengan semestinya.
Perancangan Desain Fungsional dan Struktural
Dalam perumusan ide suatu rancangan mesin, rancangan fungsional sangatlah penting untuk dipertimbangkan. Dalam perancangan kontrol sistem input
kali ini, perlu diperhatikan fungsi penjatah yang nantinya akan menjatah berapa banyak biji kakao yamng jatuh pada ruang pengupas. Perancangan kontrol input
pada mesin pengupas biji kakao ini perlu diperhatikan dalam aspek rancangan struktural. Bagaimana rancangan ini dapat bekerja dengan optimal maka perlu dipertimbangkan dalam pemilihan dimensi dan desain konstruksi mesin dan pemilihan bahan pembentuknya
Analisis Teknik
Proses analisis teknik bertujuan untuk memperoleh hasil rancangan yang tepat dan sesuai dengan kebutuhan pengoperasian mesin pengupas biji kakao. Kebutuhan tersebut dapat berupa perhitungan kapasitas kerja teoritis dari auger, serta kebutuhan daya yang diperlukan untuk mengoperasikan auger.
Gambar Teknik
Konsep desain auger yang telah dikembangkan, akan divisualisasikan dalam bentuk gambar. Hal ini bertujuan untuk mempermudah kegiatan proses analisis desain serta pabrikasi.
Pembuatan Prototipe
Pabrikasi dilakukan untuk menghasilkan suatu prototipe auger. Prototipe merupakan bentuk jadi dari desain yang telah dikembangkan. Prototipe dibuat sesuai desain, dan harus siap uji.
Uji Fungsional Mesin
Uji fungsional mesin merupakan tahap dimana mesin yang telah dimodifikasi diuji. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk melihat apakah auger yang telah didesain mampu berjalan sesuai dengan keinginan atau tidak.
Uji Kinerja Mesin
13
Gambar 11 Diagram alir prosedur uji kinerja mesin 1) Persiapan Uji Kinerja
Persiapan uji kinerja berupa menimbang biji kakao seberat 1 kg dan memasukkannya ke dalam kantong plastik, hingga diperoleh 27 plastik. Menyiapkan stopwatch,pena, dan buku catatan untuk menghitung waktu serta
Mulai
Persiapan sampel biji kakao pasca sangrai 1 kg sebanyak 27 sampel
Memasang penjatah
Sebelum
modifikasi Auger 1 Auger 2
Dilakukan dengan 3 rpm yang berbeda
(600, 750, 900). Masing-masing rpm
diberlakukan 3 kali ulangan
Sortasi
-Presentase biji tidak terkupas –Presentase biji tidak terkupas sempurna -Rendemen
Selesai waktu kerja,
14
mencatat waktu kinerja dari mesin. Mengatur rpm mesin sesuai dengan yang diinginkan yaitu 600, 750, dan 900 rpm (Widyotomo et al. 2005). Pengaturan
rpm dilakukan dengan cara mengganti pulley sesuai dengan ukuran. Auger yang
telah didesain, dipasang sesuai pada tempatnya dan dipastikan terpasang dengan kuat.
2) Pelaksanaan Uji Kinerja
Uji kinerja dilakukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan mesin pengupas biji kakao yang telah dipasangi auger untuk mengupas 1 kg biji kakao. Setiap desain auger diberi perlakuan sebanyak 3 rpm yang berbeda yaitu 600, 750, dan 900, hal ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas kerja serta efisiensi auger pada tiap-tiap rpm. Pengujian tiap rpm dilakukan sebanyak tiga kali ulangan. Waktu yang telah diukur kemudian diolah meggunakan persamaan (5) sehingga dapat diperoleh nilai kapasitas kerja mesin.
Sa =wt X 3600 ... (5)
Sa = Kapasitas kerja mesin (kg/jam)
w = Berat kakao yang diumpankan (kg) t = Waktu pengoperasian (detik)
Nilai dari kapasitas kerja mesin, dibandingkan dengan kapasitas kerja teoritis auger dengan menggunakan persamaan (6) sehingga diperoleh efisiensi dari auger (Ibrahim et al. 2008).
μ =Sa
St X 100% ... (6)
µ = Efisiensi auger (%)
Sa = Kapasitas kerja aktual (kg/detik)
St = Kapasitas kerja teoritis (kg/detik)
3) Sortasi
Faktor lain yang dilihat juga meliputi hasil dari pengupasan biji kakao, antara lain presentase biji yang terkupas, presentase biji tidak terkupas, serta presentase biji tidak terkupas sempurna. Presentase biji yang tidak terkupas maupun tidak terkupas sempurna dapat dihitung dengan persamaan (7).
Wt =1000wt X 100% ... (7)
wt = Berat biji yang tidak terkupas dan tidak terkupas sempurna (gram)
15
HASIL DAN PEMBAHASAN
Identifikasi Masalah dan Penelitian Pendahuluan
Proses pengupasan biji kakao menggunakan mesin pengupas (desheller) biji
kakao. Mesin pengupas biji kakao dapat berupa tipe silinder berputar maupun tipe
disc mill atau piringan. Kedua mesin tersebut memiliki fungsi yang sama yaitu
menghasilkan nib kakao dari biji kakao pasca sangrai. Kesamaan lainnya terdapat pada cara pengoperasian dari kedua mesin tersebut.
Pengoperasian mesin pengupas biji kakao, dilakukan dengan cara membuka dan menutup pintu hopper. Pintu hopper juga berfungsi sebagai pengontrol input
biji kakao yang masuk ke dalam ruang pengupas. Operator mesin pengupas biji kakao dituntut agar berhati-hati saat mengoperasikan pintu hopper agar biji kakao
yang masuk tidak terlalu banyak karena dapat menyumbat saluran pemasukan pada ruang pengupas. Apabila operator terlalu berhati-hati dan membuka pintu hopper
tidak terlalu lebar, maka biji kakao yang masuk ruang pengupas akan sedikit, dan hal ini dapat mengurangi kapasitas kerja dari mesin tersebut.
Tingkat pengoperasian yang membutuhkan konsentrasi yang tinggi tentunya dapat diatasi dengan cara mengembangkan suatu kontrol input sederhana yang
dapat menjatah berapa banyak biji kakao yang masuk ke dalam ruang pengupas. Penjatah tersebut dapat berupa auger (screw conveyor). Pengembangan desain
auger untuk mesin pengupas biji kakao memerlukan beberapa data penunjang sebagai materi awal untuk mendesain auger. Data penunjang berupa karakteristik fisik biji kakao, kebutuhan daya mesin, serta penentuan jarak antar piringan pengupas. Data tersebut diperoleh melalui penelitian pendahuluan yang dilakukan dengan cara studi pustaka maupun pengamatan secara langsung.
Karakteristik Fisik Biji Kakao
Pengamatan karakteristik fisik biji kakao terfokus pada tiga hal, diantaranya adalah dimensi dan ukuran biji kakao, densitas biji kakao, serta koefisien gesek biji kakao.
1) Dimensi dan Ukuran Biji Kakao
16
Gambar 12 Diagram alir prosedur pengukuran dimensi biji kakao (Bart-Plang dan Baryeh 2003)
Pada umumnya bagian bagian biji kakao yang diukur terbagi menjadi tiga bagian. Gambar 13 menunjukkan bagian-bagian dari biji kakao yang diukur.
Gambar 13 Bentuk dan dimensi biji kakao
Data yang diperoleh dari pengukuran tersebut (Lampiran 2) adalah lebar (L), ketebalan (T), dan panjang (P). Data dapat dilihat pada Tabel 2.
Mulai
Persiapan bahan baku
Pemilihan 10 sampel 100 gram biji kakao
Pemilihan secara acak 10 biji kakao dari masing-masing sampel sampel
Pengukuran dengan jangka sorong
17 Tabel 2 Dimensi biji kakao hasil pengukuran
Dimensi Lebar (cm) Ketebalan (cm) Panjang (cm)
Rata-rata 2.44 0.89 1.34
95 2.71 1.14 1.53
5 2.08 0.63 1.19
2) Densitas Biji Kakao
Penentuan densitas biji kakao dilakukan dengan cara mengukur berat biji kakao per 940 ml. Biji kakao dimasukkan ke dalam gelas ukur hingga mencapai 940 ml, permukaan biji diusahakan agar merata, kemudian berat biji ditimbang. Metode ini mengacu pada metode pengukuran Bart-Plange dan Baryeh (2003) (Gambar 14). Hasil dari pengukuran diperoleh densitas biji kakao sebesar 528.72 kg/m3 (Lampiran 3).
Gambar 14 Diagram alir prosedur pengukuran densitas biji kakao (Bart-Plang dan Baryeh 2003)
3) Koefisien Gesek Biji Kakao
Penentuan koefisien gesek dilakukan melalui studi pustaka. Menurut Bart-Plange dan Baryeh (2003), variasi koefisen gesek biji kakao dengan tiga material berbeda (Plywood, baja, dan karet), koefisien gesek meningkat secara linier terhadap kadar air. Persamaan (8)(9)(10) digunakan untuk menentukan koefisien gesek biji kakao.
Mulai
Persiapan bahan baku Menyiapkan gelas ukur 1 liter
Mengukur berat biji kakao
Memasukkan biji kakao ke dalam gelas ukur hingga penuh 940 liter
Menghitung densitas biji
18
µplywood = 0.0117 M+0.4598 R2 = 0.99 ... (8) µbaja = 0.0132 M+0.3773 R2= 0.96 ... (9) µkaret = 0.0041 M+0.1841 R2 = 0.94 ... (10) Dimana:
µ �� = Koefisien gesek biji kakao terhadap plywood
µ = Koefisien gesek biji kakao terhadap baja µ � � = Koefisien gesek biji kakao terhadap karet
M = Kadar air biji kakao (%)
Koefisen gesek yang dicari adalah koefisien gesek biji kakao dengan baja (steel). Koefisien gesek dapat dicari dengan persamaan (9). Koefisien gesek
dengan kadar air 2.7% sebesar 0.41 (Lampiran 3). 4) Daya Pengupasan Kulit Biji
Selain menghitung dimensi, densitas, serta koefisien gesek biji kakao, juga perlu menghitung daya untuk mengupas biji kakao (Lampiran 4).
Diket:
Daya yang dibutuhkan untuk mengupas satu biji kakao sebesar 0.0089 watt atau setara dengan 0.0000011904 hp.
Kebutuhan Daya Mesin
Kebutuhan daya dihtung guna untuk mengetahui berapa daya motor yang digunakan untuk menggerakkan mesin. Daya yang diperoleh digunakan sebagai acuan apakah motor memiliki daya dukung jika dimanfaatkan untuk dua jenis kerja yaitu pengupasan dan meggerakkan auger. Perhitungan daya motor menggunakan persamaan (11)(12) dan (13).
19 T = Torsi (N.m)
n = Kecepatan putar piringan (rpm) m = Massa piringan (kg)
g = Grafitasi (m s⁄ 2)
r = Jari – jari piringan (m)
Diketahui kondisi mesin pengupas biji kakao sebelum modifikasi n = 900
m = 1.23 kg r = 0.075 m
Eff = 0.98 (penyaluran daya pulley)
Diasumsikan penyaluran daya dari pulley menuju piringan 100%.
Maka:
Menghitung kecepatan sudut piringan dengan persamaan (12): ω = 900 260 .
= . rad/s
Menghitung torsi piringan dengan persamaan (13): T = (1.23)(9.81)(0.075)
T = 0.9 N.m
Menghitung daya untuk memutar piringan dengan persamaan (11): P = (0.9) (94.2)
= 85.25 Watt
Menghitung daya motor dengan persamaan (14):
D2
Jika diasumsikan ada 300 biji kakao yang masuk, maka daya yang dibutuhkan untuk mengupasnya sebesar:
20
= 0.0004 hp
Kebutuhan daya untuk memutar mesin dengan diameter pulley pada mesin 2;
2.5; 3 inch dengan efisiensi penyaluran daya putar sebesar 0.98%; 99%; dan 97% berturut-turut sebesar 128.64; 128.65; 128.66 watt atau 0.1714; 0.1734; dan 0.1744 hp. Maka sesuai dengan spesifikasi dari mesin, digunakan motor listrik dengan daya 0.75 hp.
Penentuan Jarak Antar Piringan
Penentuan jarak antar piringan mengacu pada hasil dari pengukuran dimensi dari biji kakao. Jarak antar piringan disesuaikan dengan ukuran dimensi terkecil dari biji kakao. Hal ini berarti jarak antar piringan mengacu pada ukuran persentil 5 dari ukuran ketebalan (T) biji kakao, yaitu sebesar 0.62 cm.
Perbedaan antara mesin piringan tunggal untuk mengupas biji kakao dengan mesin penggiling gabah (husker)terdapat pada bahan dasar penggiling serta posisi
dari piringan atau rol. Bahan material penggiling gabah terbuat dari karet. Bahan dasar karet dipilih agar kerusakan (pecah atau patah) yang terjadi pada gabah ketika digiling dapat diminimalkan. Mesin penggiling memecah sekam dengan dua buah rol karet yang dipasang berdekatan (Gambar 15). Kedua rol karet diputar dengan kecepatan yang berbeda dan arah yang berlawanan. Rol yang berputar dengan kecepatan tinggi (1050 rpm) dinamai rol utama sedangkan yang lainnya dinamai rol pembantu dengan kecepatan lebih rendah yaitu 800 rpm. (Patiwiri 2006).
Gambar 15 Mekanisme pengupasan kulit dengan rol karet (Patiwiri 2006) Penjatah Sebelum Modifikasi
Mesin pengupas biji kakao tipe piringan tunggal sebelum modifikasi, memiliki penjatah berupa pintu hopper dan plat pengait (Gambar 16). Pintu hopper
digunakan untuk mengontrol berapa banyak biji yang masuk ke dalam saluran pemasukan biji kakao. Biji yang masuk ke dalam saluran pemasukan, kemudian ditarik oleh plat pengait. Plat pengait berupa dua buah plat besi yang di las pada mur, kemudian dipasang pada poros penggerak piringan.
21 Uji Kinerja Mesin Sebelum Modifikasi
Pengujian mesin sebelum modifikasi dilakukan untuk mengetahui kapasitas kerja mesin sebelum modifikasi. Pengujian dilakukan dengan menggunakan tiga rpm yang berbeda (600; 750; 900), dan setiap rpm diberlakukan tiga kali ulangan. Parameter yang dilihat adalah biji tidak terkupas dan biji tidak terkupas sempurna. Hasil pengujian ini digunakan untuk merumuskan konsep desain auger yang akan dibuat. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Kapasitas kerja mesin sebelum dimodifikasi RPM Kapasitas Kerja (kg/jam) terkupas (%) Biji tidak Biji tidak terkupas sempurna (%)
600 94.55 2.16 1.67
750 111.55 1.98 1.33
900 115.94 1.95 1.17
Perumusan Konsep Desain Auger
Diameter dalam dan luar auger dirancang agar memiliki kapasitas kerja teoritis yang lebih besar dari kapasitas kerja mesin sebelum modifikasi. Penentuan diameter dalam dan luar auger disesuaikan dengan dimensi dari mesin pengupas biji kakao tipe piringan tunggal. Dimensi yang dijadikan acuan adalah dimensi dari saluran pemasukan biji kakao dan poros penggerak piringan yang dijadikan sebagai
screw housing dan transmisi untuk menggerakkan auger. Diameter luar auger
dirancang lebih kecil dari diameter screw housing, hal ini bertujuan agar tidak
terjadi gesekan ketika auger sedang berputar.
Jarak pitch auger didesain agar setidaknya ada satu biji yang masuk ke dalam
auger ketika biji jatuh dari hopper. Oleh karena itu dibutuhkan dimensi biji kakao
yang telah diukur sebagai bahan pertimbangan.
Perancangan Desain Fungsional dan Struktural Auger
Rancangan Fungsional
22
Tabel 4 Komponen utama perancangan auger
No Nama bagian Fungsi
1 Auger Berfungsi untuk mengangkut biji kakao dari hopper
menuju ke ruang pengupasan
2 Motor penggerak Menggerakkan auger, motor penggerak harus memiliki daya yang cukup untuk menggerakkan auger.
3 Penyaluran daya Sistem transmisi berguna untuk menyalurkan daya dari motor menuju auger. Sistem transmisi harus dirancang agar auger tidak slip ataupun lepas 4 Pengencang auger Berfungsi untuk merekatkan auger dengan
poros penggerak agar auger tidak lepas dan terlempar saat bekerja
5 Hopper Penampung biji kakao yang akan diumpankan ke
dalam ruang pengupas
6 Screw housing Rangka tempat untuk menampung auger
Rancangan Struktural 1) Motor penggerak
Motor yang digunakan adalah motor yang juga menggerakkan piringan pemutar. Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan piringan dan untuk mengupas sebesar 0.169 hp. Motor dengan daya 0.5 hp dinilai cukup untuk menggerakkan mesin, akan tetapi dikarenakan motor juga akan digunakan untuk menggerakkan auger, maka untuk faktor keamanan agar tidak terjadi slip atau macet saat pengoperasian, dipilih motor dengan tenaga 0.75 hp dengan 1400 rpm.
2) Penyaluran daya
Sistem transmisi yang digunakan untuk menggerakkan piringan adalah transmisi pulley dan sabuk. Pulley pada mesin pengupas sudah tidak dapat
dirubah ukurannya. Ukuran pulley pada mesin pengupas memiliki diameter 11.5
cm, sehingga untuk membuat variasi kecepatan putar piringan, ukuran pulley
pada motor harus disesuaikan. Penggunaan pulley dalam setiap rpm dapat dilihat
pada Tabel 5. Kecepatan putar yang dihasilkan kurang sesuai dengan yang diinginkan. Hal ini dikarenakan pemilihan ukuran pulley disesuaikan dengan pulley yang tersedia di pasaran (Lampiran 5). Perhitungan pemilihan ukuran pulley mengggunakan persamaan (15) (Sularso et al. 1978).
23 Tabel 5 Ukuran pulley yang digunakan pada setiap rpm
rpm Diameter ukuran
pulley (inch)
Kecepatan putar motor listrik 1400 rpm
Sistem transmisi yang digunakan untuk memutar auger adalah sistem transmisi langsung dengan poros penggerak piringan. Poros pemutar piringan berfungsi juga sebagai pemutar auger. Oleh karena itu, kecepatan putar auger sama dengan kecepatan putar dari piringan pengupas.
3) Pengencang auger
Mekanisme pengencangan dibuat dengan cara membuat ulir dalam pada poros auger dan menyesuaikannya ulir luar pada poros yang sudah ada. Mekanisme pengencangan ulir dipilih karena memiliki kemudahan dalam proses bongkar pasang. Lubang ulir memiliki diameter 1.7 cm dan kedalaman 1.5 cm. 4) Hopper
Hopper yang digunakan adalah bak plastik dengan volume 4939.22 cm3.
Ukuran tersebut mampu menampung sebanyak 2.86 kg biji kakao (Lampiran 5). 5) Screw housing
Screw housing yang digunakan merupakan saluran pemasukan biji kakao
yang sudah ada. Dimensi dari screw housing memiliki panjang 7 cm, dan
diameter 6 cm. Pada jarak 4.5 cm dari bagian dalam screw housing, terjadi
penyempitan sebesar 1 cm, sehingga diameter menyempit menjadi 5 cm (Gambar 17). Ukuran auger disesuaikan dengan dimensi tersebut.
Gambar 17 Diagram skematik penyempitan diameter screw housing
6) Auger
Bagian utama dari auger adalah desain diameter dalam dan luar auger, jarak antar pitch, serta bahan pembuat auger. Perancangan diameter dalam dan
luar dan jarak antar pitch disesuaikan dengan dimensi screw housing dan dimensi
dari biji kakao, selain itu harus dibuat dengan bahan yang aman.
Bahan yang dipilih adalah stainless steel. Stainless steel dipilih karena
bahan mudah dibentuk serta tahan karat. Selain itu stainless steel juga aman
24
Berdasarkan hasil dari pengukuran dimensi screw housing dan poros
penggerak, diperoleh desain auger dengan ukuran seperti pada Tabel 6. Auger dengan dimensi tersebut, diperkirakan tidak akan terjadi gesekan antara diameter luar auger dengan screw housing pada waktu pengoperasian. Selain itu, lebar pitch juga diperkirakan mampu paling tidak ada satu biji kakao atau lebih yang
terbawa oleh auger.
Tabel 6 Dimensi rencana desain auger Auger Do (cm) Di (cm) Pitch (cm)
1 3.5 2 1.5
2 3.5 2 2
Keterangan: (Do) Diameter luar, (Di) Diameter dalam
Dimensi diameter luar dan pitch auger digunakan untuk menentukan sudut
kemiringan dari ulir auger. Sudut kemiringan dihitung dengan menggunakan persamaan (16).
Maka untuk auger desain 1 sudut kemiringan ulir sebesar: α = arc tan3.51.5
= 66.8°
Sedangkan untuk auger desain 2 sebesar: α = arc tan3.52
= 60.26°
Analisis Teknik
Analisis teknik dilakukan guna untuk mengetahui kemampuan kerja teoritis dari auger. Analisis yang dilakukan berupa perhitingan kapasitas kerja teoritis dari setiap desain pada tingkat rpm yang berbeda serta kebutuhan daya untuk memutar auger.
Perhitungan Kapasitas Kerja Teoritis
Berdasarkan persamaan (1), dapat diketahui kapasitas kerja teoritis dari sebuah auger.
Ip
Do
25 Maka, masukkan ke persamaan (1):
Qt = 3.144 (0.0352-0.022)(0.015 10.3 Qt = 0.0001 m3/s
Debit output pada rpm 600; 750; 900 berturut-turut 0.0001; 0.000124; 0.00015
m3/s
Kapasitas kerja teoritis, dihitung berdasarkan pesamaan (17)
S = Qt ρb ... (17) Dimana:
S = Kapasitas Kerja (kg/jam) Qt = Debit auger (m3/s)
ρb = Bulk density (kg/m3)
Maka kapasitas kerja teoritis dari auger sebesar: S = 0.0001)(528.72
S = 190.58 kg/jam
Kapasitas kerja teoritis pada rpm 618.43; 763.04; 927.65 berturut-turut sebesar 190.58; 235.17; 285.87 kg/jam.
2) Auger desain 2
Perbedaan dari auger desain 1 dan 2 ada pada panjang pitch (I), sehingga
debit output dihitung dengan persamaan (1) sebesar:
Qt = 3.144 )(0.0352-0.022)(0.02)(10.3 Qt = 0.0001 m3/s
Debit output pada rpm 618.43; 763.04; 927.65 berturut-turut 0.00013; 0.00017;
0.0002 m3/s
Sedangkan untuk kapasitas kerja teoritis dihitung berdasarkan persamaan (9) sebesar:
S = 0.0001 (528.72 S = 25 . kg/jam
Kapasitas kerja teoritis pada rpm 618.43; 763.04; 927.65 berturut-turut sebesar 254.11; 313.53; 381.17 kg/jam.
Analisis Daya Pengangkutan
Perhitungan kebutuhan daya untuk mengangkut biji kakao mengikuti persamaan (2) dan (3). Persamaan tersebut akan menunjukkan berapa besar daya yang dibutuhkan untuk mengangkut biji kakao (P).
26
P/L = Daya yang dibutuhkan per satuan meter (W/m) L = 0.045 m
Maka dengan persamaan (3) diperoleh:
P' = 3.54{2(3.14)(10.3)(√ . 9.81 )
0.14
(0.0350.015)-10.12(0.0150.015)0.11(2.08)(0.413)2.05} P' = . W.s/kg-m
Subtitusikan ke persamaan (2)
P/ = 0.00258)(0.0001)(528.72)(9.81) P/L = 0.0015 watt/m (0.0045 m) P = 0.00006 watt
Jadi, kebutuhan daya untuk memutar auger desain 1 dan 2 pada rpm 618.43; 763.04; 927.65 berturut-turut sebesar 0.00006; 0.000077; 0.000095 watt dan 0.0013; 0.0017; 0.0021 watt.Sehingga motor dengan daya 0.75 hp sesuai spesifikasi mesin, dinilai cukup untuk menggerakkan auger serta proses pengupasan.
Gambar Teknik
Proses gambar teknik dilakukan dengan menggunakan software Solids Work.
27
(A) (B)
Gambar 18 Gambar teknik auger (A) desain 1 (B) desain 2
Pembuatan Prototipe
Pembuatan prototipe dilakukan di bengkel Daud Teknik, Cibereum. Prototipe dibuat dengan menggunakan bahan stainless steel. Pembuatan prototipe dikerjakan
dalam waktu satu minggu. Alat-alat yang digunakan untuk membuat prototipe diantaranya adalah las listrik, gerinda potong dan halus, serta jangka sorong. Gambar dari prototipe hasil pabrikasi dapat dilihat pada Gambar 19.
(A) (B)
Gambar 19 Prototipe auger (A) desain 1 (B) desain 2
Uji Fungsional Mesin
Pengujian fungsional dilakukan di bengkel Daud Teknik dengan menggunakan biji kakao pasca sangrai sebanyak 9 kg. Pengujian bertujuan untuk mengetahui kemampuan kinerja auger jika diaplikasikan pada mesin pengupas biji kakao tipe piringan tunggal. Hal-hal yang diamati meliputi kemampuan auger untuk membawa biji kakao, serta kemampuan piringan untuk mengupas biji kakao. Motor Penggerak
28
Penyaluran daya putar
Sabuk pulley digunakan untuk menyalurkan putaran dari motor ke poros
pemutar piringan dan auger. Kecepatan putar piringan diukur dengan menggunakan
tachometer untuk mengetahui apakah sistem transmisi berjalan dengan baik atau
tidak. Hasil dari pengukuran dapat dilihat pada Tabel 7. Efisiensi dari penyaluran daya putar keseluruhan diatas 90 %, hal ini menunjukkan bahwa penyaluran daya berlangsung dengan baik.
Tabel 7 Efisiensi penyaluran putaran dari motor ke poros penggerak
Pengencang Auger
Ulir yang dibuat pada auger mampu membuat auger terpasang dengan kuat pada poros. Hal ini dibuktikan ketika mesin dinyalakan dan auger terputar, auger tetap terpasang dengan kuat dan tidak terlepas.
Hopper
Hopper mampu menampung biji kakao dengan baik. Lubang saluran hopper
menuju screw housing juga berfungsi sebagaimana mestinya. Tidak terjadi
penyumbatan pada lubang, dan biji kakao masuk menuju screw housing dengan
lancar.
Screw Housing
Screw housing berfungsi sebagai rangka untuk menempatkan auger serta
tempat saluran untuk membawa aliran biji kakao. Pada saat pengoperasian auger, tidak terjadi gesekan antara auger dengan screw housing. Tidak adanya gesekan
membuat kecepatan putar auger tidak berkurang. Auger
Pengujian diberlakukan pada kedua desain auger serta pada penjatah yang belum dimodifikasi. Pengujian awal dilakukan dengan menggukanan rpm 600, kemudian dilanjutkan dengan menggunakan rpm 750 dan terakhir 900. Masing-masing rpm diberi perlakuan sebanyak satu kali ulangan dengan tiap ulangan sebanyak 1 kg biji kakao pasca sangrai.
Pada pengujian auger desain pertama dan kedua, biji kakao dapat terbawa dengan lancar ke dalam ruang pengupas. Sedangkan pada penggunaan penjatah yang belum dimodifikasi, terdapat sedikit kendala. Kendala terjadi ketika pintu
hopper terbuka penuh, biji kakao tersangkut dan tidak dapat memasuki ruang
pengupas. Hal ini dapat diatasi dengan cara membuka dan menutup pintu hopper
secara perlahan. Piringan Pengupas
Piringan pengupas mampu mengupas biji kakao dengan baik. Pengupasan dilakukan dengan mengatur jarak antar piringan sebesar 0.62 cm. Biji kakao hasil pengupasan memiliki beberapa ragam hasil pengupasan, sebagian besar biji terpecah menjadi kepingan, tetapi ada juga yang utuh tidak terpecah.
rpm teoritis rpm aktual Efisiensi (%)
618.43 606.40 98.05
763.04 758.50 99.41
29 Proses pengupasan juga memiliki kekurangan. Dimana terdapat pecahan biji kakao yang tersangkut pada ruang diantara piringan yang berputar dengan dinding ruang pengupasan. Ketika proses pengupasan selesai, operator harus membersihkan dinding ruang pengupas dari serpihan kulit biji kakao.
Uji Kinerja Mesin
Pengujian mesin dilakukan sesuai dengan metodologi. Hasil awal yang diperoleh dari pengujian berupa waktu kinerja mesin untuk mengupas kakao, serta bobot biji kakao yang sudah terpecah (nib).
Kapasitas Kerja Mesin
Kapasitas kerja mesin setelah dimodifikasi mengalami peningkatan yang signifikan (Gambar 20). Hal ini dikarenakan dengan adanya auger pada mesin pengupas biji kakao, proses masuknya biji kakao ke dalam ruang pengupas menjadi lancar dan tidak tersumbat. Kapasitas kerja dari mesin juga dapat terkontrol dengan baik dikarenakan kapasitas kerja mesin mengikuti kapasitas pengangkutan dari auger, sehingga kapasitas kerja mesin dapat terkontrol tergantung dari desain auger yang dibuat. Menurut Owen dan Cleary (2009) hal ini karena auger juga termasuk sebagai pengangkut yang dapat dikategorikan sebagai sistem kontrol sederhana.
Gambar 20 Peningkatan kapasitas kerja terhadap rpm. Normal (R²= 0.8963), Auger 1 (R² = 0.9984), Auger 2 (R² = 0.9891).
Kapasitas kerja mesin yang telah dimodifikasi dengan menambahkan auger semakin meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan putar mesin atau rpm. Gambar 20 menunjukkan adanya hubungan antara kapasitas kerja auger dengan tingkat kenaikan rpm serta volume dari auger. Terlihat jika semakin tinggi rpm dan volume auger, maka semakin tinggi kapasitas kerja auger. Kapasitas kerja Auger 1 pada RPM 600; 750; dan 900 sebesar 187.73; 227.75; dan 269.06 kg/jam, sedangkan untuk Auger 2 berturut-turut sebesar 254.10; 313.53; dan 381.17 kg/jam
y = 0.2493x + 39.024
500 600 700 800 900 1000
30
(Lampiran 6). Menurut Ibrahin et al. (2009). Hal ini disebabkan dengan
meningkatkan kecepatan poros auger, volume auger dapat mendorong lebih banyak bahan sehingga membuat kapasitas kerja auger bertambah.
Efisiensi Auger
Efisiensi auger merupakan perbandingan antara kapasitas aktual dengan kapasitas teoritis. Data kapasitas kerja yang telah diambil, diolah dengan menggunakan persamaan (3) sehingga diperoleh nilai efisiensi auger. Gambar 21 menunjukkan adanya penurunan nilai efisiensi auger seiring dengan bertambahnya rpm. Nilai efisiensi dari auger 1 pada rpm 600; 750; dan 900 sebesar 98.50%; 96.85%; dan 94.12%, sedangkan untuk auger 2 berturut-turut sebesar 96.36%; 90.55%; dan 89.30% (Lampiran 6). Hal ini dikarenakan adanya gaya sentrifugal yang membatasi aliran bahan(Ibrahim et al. 2009). Gaya sentrifugal membuat biji
kakao yang dialirkan, menjauhi poros auger dan bergerak menuju sisi luar dari auger. Menurut Fernadez et al. (2011) efisiensi auger menurun juga dapat
dikarenakan jarak antara diameter luar auger dengan screw housing (clearance distance) yang terlalu lebar, sehingga biji kakao yang bergerak menuju sisi luar
auger akan terselip di dalammya dan tidak terbawa oleh auger. Penurunan efisiensi juga terjadi dikarenakan ruang pengupas terlalu penuh oleh biji kakao, yang mengakibatkan dorongan pada aliran biji kakao, sehingga aliran output kakao
menjadi terhambat dan menurunkan efisiensi kerja dari auger
Gambar 21 Efisiensi auger pada tingkat RPM yang berbeda. Auger 1 (R² = 0.9215), Auger 2 (R² = 0.8785).
Kualitas Hasil Pengupasan
Tolak ukur dari sebuah mesin pengupas pada dasarnya adalah dengan membandingkan presentase dari biji yang tidak terkupas dan biji yang tidak terkupas sempurna (Lampiran 10). Tahap awal untuk mendapatkan presentase tersebut dilakukan dengan cara penyortiran. Hasil dari penyortiran kemudian diolah dengan menggunakan persamaan (7). Gambar 22 dan 23 menunjukkan presentase biji tidak terkupas dan biji tidak terkupas sempurna pada setiap rpm.
y = -0.0222x + 112.41
500 600 700 800 900 1000
31
Gambar 22 Presentase biji kakao tidak terkupas pada rpm yang berbeda. Normal (R² = 0.8443), Auger 1 (R² = 0.8278), Auger 2 (R² = 0.886).
Gambar 23 Presentase biji kakao tidak terkupas sempurna pada rpm yang berbeda. Normal (R² = 0.9623), Auger 1 (R² = 0.9804), Auger 2 (R² = 0.8979).
Gambar 22 dan 23 menunjukkan jika semakin banyak biji kakao yang masuk pada ruang pengupas, maka semakin tinggi presentase biji yang tidak terkupas maupun tidak terkupas sempurna (Lampiran 7 dan 8). Menurut Brennan et al.
(1990), laju pemasukan yang berlebihan akan memperkecil keefektifan dari alat dan akan menyebabkan panas yang berlebihan. Hal ini dikarenakan ruang pengupasan terlalu penuh dengan biji kakao, sehingga terdapat beberapa biji yang tidak terkupas.
Selain itu, Gambar 22 dan 23 juga menunjukkan semakin tinggi putaran piringan pengupas, maka presentase biji yang tidak terkupas maupun tidak terkupas sempurna juga semakin turun. Hal ini dikarenakan semakin tinggi putaran rpm dari
y = -0.0037x + 5.54
500 600 700 800 900 1000
Pr
500 600 700 800 900 1000
Pr
esen
tase
(%)
32
piringan, maka semakin tinggi pula momentum dari piringan. Mesin pengupas tipe piringan yang memiliki prinsip kerja mengupas dengan memanfaatkan gaya sobek dan gaya pukul dari piringan (Sumariana 2008), memanfaatkan momentum yang tinggi pada piringan, sehingga membuat gaya robek atau tumbukan dari piringan pada biji kakao semakin tinggi, dan bahan akan lebih mudah pecah dan terkupas.
Parameter lain yang menentukan kualitas dari suatu sistem pengupasan atau pengupasan adalah hasil rendemen. Rendemen menunjukkan persen hasil. yaitu pebandingan berat akhir dan berat awal pengupasan dikalikan dengan 100. Rendemen juga menunjukkan berapa persen berat yang hilang setelah proses pengupasan. Gambar 24 menunjukkan bahwa semakin tinggi rpm, maka rendemen akan semakin tinggi. Hal ini dikarenakan semakin tinggi rpm, maka semakin sedikit pula presentase biji tidak terkupas maupun biji tidak terkupas sempurna, sehingga keefektifan dari pengupasan akan meningkat (Lampiran 9).
Gambar 24 Rendemen pengupasan biji kakao. Normal (R² = 0.9916), Auger 1 (R² = 0.9845), Auger 2 (R² = 0.9946).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Mesin yang telah dimoddifikasi dengan menambahkan auger, mengalami beberapa perubahan dalam sistem kerjanya. Perubahan tersebut diantaranya: 1. Kapasitas kerja dari mesin meningkat mengikuti kapasitas kerja dari auger. 2. Semakin besar volume auger dan rpm dari auger, maka kapasitas kerja dari
mesin akan semakin tinggi. Kapasitas kerja Auger 1 pada RPM 600; 750; dan 900 sebesar 187.73; 227.75; dan 269.06 kg/jam, sedangkan untuk Auger 2 berturut-turut sebesar 254.10; 313.53; dan 381.17 kg/jam.
y = 0.0051x + 79.111
500 600 700 800 900 1000
33 3. Peningkatan rpm menbuat efsiensi auger semakin menurun. Nilai efisiensi dari auger 1 pada rpm 600; 750; dan 900 sebesar 98.50%; 96.85%; dan 94.12%, sedangkan untuk auger 2 berturut-turut sebesar 96.36%; 90.55%; dan 89.30%. 4. Efisiensi auger desain 1 lebih tinggi dibanding dengan desain 2, hal ini
dikarenakan auger desain 2 mendorong terlalu banyak biji kakao masuk ke dalam ruang pengupas, sehingga aliran dari biji kakao terhambat dan membuat efisiensi auger menurun.
5. Presentase biji kakao tidak terkupas, tidak terkupas sempurna serta rendemen pada rpm 600; 750; 900 untuk mesin sebelum modifikasi sebesar 2.16%; 1.98%; 1.95%; dan 1.67%; 1.33%; 1.175; dan 83.63%; 85.93%; 84.97%, dengan menggunakan auger 1 dan 2 berturut-turut biji tidak terkupas sebesar: 3.44%; 2.43%; 2.32% dan 4.48%; 2.85%; 2.47%, biji tidak terkupas sempurna sebesar 2.15%; 1.75%; 1.50% dan 2.58%; 1.81%; 1.61%, dan besar rendemen 83.77%; 82.83%; 82.23% dan 83.17; 82.53%; 82.50%.
Saran
1. Perlu pengkajian khusus tentang berapa banyak biji kakao yang dapat ditampung di ruang pengupas.
2. Perlu perbaikan pada lubang output.
3. Perlu menambahkan mekanisme pemisah kulit biji dengan menambahkan blower.
DAFTAR PUSTAKA
Bart-Plange A, Baryeh EA. 2002. The physical properties of cocoa beans. Journal of Food Engineering. 60 (2003) 219–227.doi: 10.1016/S0260-8774(02)00452-1
Brennan TL, Butters JR, Cowell ND, Lily AEV. 1990. Food Engineering Operations 3rdEdition. New York (US): Elsevier Science.
Fang D, Jiang Z, Zhang M, Wang H. 2014. An experimental method to study the effect of fatigue on construction workers safety performance. Journal of Safety Science. 73(2015)80-91. doi: 10.1016/j.ssci.2014.11.019
Fernandez JW, Cleary PW, McBride W. 2011. Effect of screw design on hopper drawdown of spherical particles in a horizontal screw feeder. Chemical Engineering Science. 66(2011)5585–5601. doi: 10.1016/j.ces.2011.07.043.
Hordeski M. 1994. Transducers for Automation. New York (US): Van Nostrand
Reinhold Company.
Ibrahim MM, Ismail ZE, El-Saadany MA, Fouda OA. 2008. The engineering parameters affercting the auger type metering devices for fetilizing disribution.
Journal of Agricultural Engineering. 25(3):641-654.
Mulato S. 2005. Petunjuk Teknis Pengolahan Produk Primer dan Sekunder Kakao.
Edisi ke-2. Jember (ID): Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia.
Nair, Prabhakaran KP. 2010. The Agronomy and Economy of Important Tree Crops of The Developing World Cocoa (Theobroma Cacao L.). London (US): Elsevier
34
Owen PJ, Cleary PW. 2009. Prediction of screw conveyor performance using the
Discrete Element Method (DEM). Journal of Powder Technology.
193(2009):274–288. doi: 10.1016/j.powtec.2009.03.012.
Patiwiri AW. 2006. Teknologi Penggilingan Padi. Jakarta (ID): PT. Gramedia
Pustaka Utama.
Potter JR. 1971. Chemical Engineering: An Introduction (Chemistry in Modern Industry). London (UK): Butterworth.
Rahman A. 2010. Faktor-faktor yang mempengaruhi kelelahan pengendara mobil pribadi [skripsi]. Depok (ID): Universitas Gunadharma.
Spillane JJ. 1995. Komoditi Kakao Peranannya Dalam Perekonomian Indonesia.
Yogyakarta (ID): Kanisius.
Srivastava AK, CE Goering, RP Rohrbach. 1996. Engineering Principles of Agricultural Machines. Michigan (US): ASAE.
Sularso, Suga K. 1987. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta
(ID): Pradnya Paramita
Suma’mur PK. 1991. Ergonomi Untuk Produktivitas Kerja. Jakarta (ID): CV Haji
Masagung.
Sumariana KS. 2008. Uji performansi mesin penepung tipe disc (disc mill) untuk
penepungan juwawut (Setaria italic (L.) P. Beauvois) [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Susanto FX. 1994. Tanaman kakao (Budidaya dan Pengolahan Hasil). Yogyakarta
(ID): Kanisius.
Wahyudi T, Pujiyanto, dan Panggabean TR. 2008. Panduan Lengkap Kakao.
Jakarta (ID): Penebar Swadaya.
Widyotomo S, Mulato S, Suhariyanto E. 2005. Kinerja mesin pengupas biji dan pemisah kulit kakao pasca sangrai tipe pisau putar. Pelita Perkebunan.
35 Lampiran 1 Daftar alat-alat yang digunakan dalam proses penelitian
No Nama alat Gambar Fungsi
1 Stopwatch Mengukur waktu kinerja dari mesin.
2 Timbangan digital (gram)
Mengukur berat biji kakao yang akan diuji, berat biji yang tidak terkupas serta rendemen biji kakao hasil pengupasan.
3 Jangka
sorong Mengukur dimensi dari mesin maupun dimensi biji kakao.
4 Laptop Membantu pekerjaan olah data, simulasi,
dan penyusunan laporan akhir.
36
Lampiran 2 Dimensi biji kakao
37 (Lanjutan Lampiran 2)
No L T W
79 2.31 0.79 1.27
80 2.29 0.78 1.27
81 2.29 0.77 1.27
82 2.26 0.77 1.27
83 2.25 0.76 1.26
84 2.25 0.76 1.26
85 2.24 0.75 1.26
86 2.24 0.74 1.25
87 2.24 0.74 1.24
88 2.24 0.73 1.24
89 2.23 0.72 1.23
90 2.2 0.72 1.23
91 2.18 0.69 1.23
92 2.18 0.69 1.22
93 2.15 0.69 1.22
94 2.13 0.68 1.22
95 2.13 0.68 1.22
96 2.12 0.67 1.21
97 2.11 0.66 1.21
98 2.1 0.64 1.21
99 2.05 0.61 1.19
100 2.03 0.59 1.14
38
Lampiran 3 Data densitas dan perhitungan koefisien gesek biji kakao 1) Data densitas biji kakao
No Gram m3 kg/m3
1 495 0.00094 526.60 2 628 0.00094 534.04 3 497 0.00094 528.72 4 619 0.00094 524.47 5 624 0.00094 529.79 Rata-rata 572.6 0.00094 528.72 Maka ditentukan densitas biji kakao sebesar 528.27 kg/m3.
2) Perhitungan koefisien gesek biji kako Diketahui:
M = 2.7 % Ditanya:
Koefisien gesek (µbaja) Jawab:
Dengan menggunakan persamaan (10), maka: µbaja = 0.0132 (2.7) + 0.3773
39 Lampiran 4 Data tahanan gesek biji kakao pasca sangrai
Data tahanan gesek biji kakao pasca sangrai
ulangan (kgf/cmTerukur 2) (cmA 2) Beban (kgf) N watt hp 1 0.25 2.71 0.67 6.57 0.0011 0.0000014679 2 0.22 2.11 0.46 4.51 0.00075 0.0000010078 3 0.19 2.58 0.5 4.90 0.00082 0.0000010955 4 0.23 2.52 0.57 5.59 0.00093 0.0000012488 5 0.22 2.26 0.49 4.81 0.0008 0.0000010736 Rata-rata 0.22 2.44 0.54 5.33 0.00089 0.0000011904 Contoh perhitungan:
Ft = 0.22 (kgf/cm2)
A = 2.44 (cm2)
V = 10 mm/menit = 0.000167 m/s (kecepatan maju UTM) Jawab :
F = (0.22)(2.44) = 0.54 kgf
0.67 kgf = (0.54) (9.807) = 5.33 N
6.57 N = (5.33) (0.000167) = 0.0089 watt = 0.0000011904 hp
Jika diasumsikan ada 300 biji kakao yang masuk, maka daya yang dibutuhkan untuk mengupasnya sebesar:
40
23
9
5.5 11 I23
II 23 t
23
x
Lampiran 5 Perhitungan reduksi kecepatan putar dan volume hopper
Perhitungan reduksi kecepatan putar menggunakan perbandingan diameter pulley
penggerak dengan yang digerakkan. Perhitungan menggunakan persamaan (16). Contoh perhitungan:
Diket:
n1 = 1400 (rpm)
Dp = 11.5 (cm)
n2 = 900 (rpm)
Maka:
1400 = 11.5 dp
dp = 7.37 cm = 7.62 cm = 3 inch
Perhitungan volume hopper:
Menghitung sudut (α) dengan menggunakan segitiga I: cos α=8.7511
α = 37.34° Menghitung t: tan 37.34°=11t. t = 8.77
41 Lampiran 5 (lanjutan)
V. Hopper = V. Tabung + (V. Kerucut besar – V. Kerucut kecil)
V. Hopper = { 22
7 (111.52) 9 }+{ 1 3
22
7 (11.52) 8.77 -1 3
22
7 (2.752) 2.1 }
V. Hopper = 4939.22 cm3
= 0.00494 m3
Kapasitas = (ρ) (V)
42
Lampiran 6 Data uji kinerja mesin Data kapasitas kerja auger desain 1
rpm Ulangan (detik) Rata-rata Data kapasitas kerja auger desain 2
rpm Ulangan (detik) Rata-rata Data kapasitas kerja sebelum modifikasi
RPM 1 Ulangan (detik) 2 3 Rata-rata (detik) Kapasitas kerja (kg/jam)
Mencari kapasitas kerja dengan persamaan (5) Sa= 19.181 (3600)
Sa = 187.73 kg/jam
Mencari efisiensi auger dengan persamaan (6) μ =190.58187.73(100%)
43 Lampiran 7 Kualitas pengupasan hasil sortasi biji tidak terkupas
Presentase biji tidak terkupas auger 1
RPM 1 Ulangan (gram) 2 3 Rata-rata (gram) Presentase (%)
600 58.54 28.06 16.6 34.4 3.44
750 22.16 26.78 24.08 24.34 2.43 900 23.22 22.42 23.84 23.16 2.32
Presentase biji tidak terkupas auger 2
RPM 1 Ulangan (gram) 2 3 Rata-rata (gram) Presentase (%) 600 51.48 38.68 44.24 44.8 4.48 750 34.48 22.24 28.7 28.47 2.85 900 26.86 23.36 23.76 24.66 2.47
Presentase biji tidak terkupas sebelum modifikasi RPM 1 Ulangan (gram) 2 3 Rata-rata (gram) Presentase (%)
600 21.72 17.94 25.2 21.62 2.16 750 16.88 14.52 27.88 19.76 1.98 900 22.32 16.04 20.1 19.49 1.95 Contoh perhitungan:
Diket:
wt = 34.4 gram
Jawab:
Mencari presentase biji tidak terkupas dengan persamaan (7) Wt =1000. X 100%
44
Lampiran 8 Kualitas pengupasan hasil sortasi biji tidak terkupas sempurna Presentase biji tidak terkupas sempurna auger 1
RPM 1 Ulangan (gram) 2 3 Rata-rata (gram) Presentase (%)
600 31.4 21.22 11.8 21.47 2.15
750 14.8 18.1 19.52 17.47 1.75
900 14.54 16.36 14.24 15.05 1.50
Presentase biji tidak terkupas sempurna auger 2
RPM 1 Ulangan (gram) 2 3 Rata-rata (gram) Presentase (%)
600 23.58 25.98 27.9 25.82 2.58
750 18.24 17.46 18.68 18.13 1.81
900 16.54 15.34 16.44 16.11 1.61
Presentase biji tidak terkupas sempurna sebelum modifikasi RPM 1 Ulangan (gram) 2 3 Rata-rata (gram) Presentase (%)
600 14.54 21.36 14.24 16.71 1.67
750 7.18 15.96 16.82 13.32 1.33
900 9.96 8.92 16.1 11.66 1.17
Contoh perhitungan: Diket:
wt = 21.47 gram
Jawab:
Mencari presentase biji tidak terkupas sempurna dengan persamaan (7) Wt = 1000. X 100%
45 Lampiran 9 Rendemen pengupasan biji kakao
Rendemen biji kakao dengan menggunakan auger 1 rpm 1 ulangan 2 3 Rata-rata Presentase
600 836 851 826 837.67 83.77
750 835 830 820 828.33 82.83
900 811 832 824 822.33 82.23
Rendemen biji kakao dengan menggunakan auger 2 rpm 1 ulangan 2 3 Rata-rata Presentase
600 834 836 825 831.67 83.17
750 802 842 832 825.33 82.53
900 795 852 828 825 82.5
Rendemen biji kakao sebelum mesin dimodifikasi rpm 1 ulangan 2 3 Rata-rata Presentase
600 838 853 818 836.33 83.63
750 858 850 870 859.33 85.93
900 843 856 850 849.67 84.97
Contoh perhitungan: Diket:
wt = 837.67 gram
Jawab:
Mencari presentase rendemen dengan persamaan (7) Wt = 1000. X 100%
46
Lampiran 10 Gambar biji kakao hasil pengujian
(A) (B)
(C) (D)
Keterangan:
(A) Biji kakao tidak terkupas
