SKRIPSI
OLEH:
JOSAFAT SIMANJUNTAK
090308040
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
SKRIPSI
OLEH:
JOSAFAT SIMANJUNTAK
090308040/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh: Komisi Pembimbing
(Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si) (Ainun Rohanah, STP, M.Si)
Ketua Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
press) tipe ulir dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan AINUN ROHANAH.
Pada dasarnya, alat pengempa minyak ini dirancang untuk mengempa kemiri. Penelitian ini adalah pengujian variasi jarak pitch ulir pada alat pengempa minyak yang bertujuan mengukur jarak pitch ulir yang terbaik pada alat pengempa minyak kemiri. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian USU pada bulan agustus 2014 sampai januari 2015 dengan menggunakan model rancangan acak lengkap non faktorial dengan taraf pengujian pitch 1 cm,2,5 cm, dan 4 cm. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, losses bahan dan rendemen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan jarak pitch ulir memberikan pengaruh sangat nyata secara umum terhadap kapasitas efektif alat, losses bahan dan rendemen. Perlakuan terbaik untuk kapasitas efektif alat dan rendemen dari penelitian ini adalah taraf P3 (pitch 4 cm) menghasilkan 0,380 l/kg dan 0,321 l/kg; untuk losses bahan terbaik adalah taraf P2 (pitch 2,5 cm) sebesar 29,733%.
Kata kunci: Pengempaan, kemiri, minyak kemiri, ulir
ABSTRACT
JOSAFAT SIMANJUNTAK: Thread pitch test of oil press (screw type) supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and AINUN ROHANAH.
Basicly, the oil press is designed for pressing the candlenut. This reasearch was on testing of thread pitch variaton of oil press which was aimed to measure the best thread pitch of candlenut oil press. This reasearch was conducted at agriculture engineering laboratory USU on August 2014 – January 2015 using non factorial randomized block design with three grades, i . e 1 cm, 2,5 cm, and 4 cm. Parameters observed were effective capacity, losses, and yield. The best grade for effective capacity and yield was P3 (pitch 4 cm) which
produced 0,381 l/kg and 322 l/kg; and the best grade for losses was P2 (2,5 cm)
which produced 29,733 %
tanggal 25 oktober 1991 dari pasangan suami istri ayah Ir. Binsar Sahala
Simanjuntak dan ibu Ruspina Linda Siahaan, penulis merupakan anak ke dua dari tiga bersaudara
Pada tahun 2003 penulis lulus dari SD Methodist 1 aek nabara, penulis lulus dari SMP Santo Thomas 4 medan pada tahun 2006, pada tahun 2009 penulis lulus dari SMA Santo Thomas 2 medan dan pada tahun yang sama penulis masuk ke fakultas pertanian USU melalui jalur mandiri. Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) sebagai anggota.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Uji jarak ulir pada alat pengempa minyak kemiri (Oil Press) tipe ulir” sebagai salah satu syarat untuk dapat melakukan seminar hasil di Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada kedua orang tua dan ketiga saudara penulis yang telah menjadi sumber semangat dan kekuatan dasar bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini sebaik dan sesegera mungkin.
Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay M.Si., selaku ketua komisi pembimbing dan Ibu Ainun Rohanah, STP, M.Si., sebagai anggota komisi pembimbing yang sudah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan banyak terimakasih buat semua staff pengajar dan pegawai program studi keteknikan pertanian dan rekan – rekan – rekan mahasiwa yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan,Maret 2015
vi
DAFTAR ISI
Hal.
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ...4
Hipotesa Penelitian ...4
Kegunaan Penelitian ...4
TINJAUAN PUSTAKA ... 5
Kemiri ... 5
Sejarah dan penyebaran tanaman kemiri ...5
Botani Tanaman Kemiri ...6
Manfaat dan Kegunaan Kemiri ...8
SNI (Standar Nasional Industri) Kemiri ... 10
Minyak Kemiri ... 11
Peranan Mekanisasi Pertanian ... 14
Teknologi Pengempaan Minyak ... 15
Ulir ... 20
Alat Pengempa Minyak ... 24
Prinsip Kerja Alat Pengempa Minyak Tipe Ulir (Oil Press) ...25
BAHAN DAN METODE ... 27
Tempat dan Waktu Penelitian ... 27
Bahan dan Alat Penelitian ... 27
Metodologi Penelitian ... 27
Komponen Alat ... 28
Persiapan Penelitian ... 30
Prosedur penelitian ... 30
Analisis Parameter ... 31
Parameter yang Diamati ... 31
Kapasitas efektif alat (L/jam) ... 31
Losses (%) ...32
Rendemen (L/kg) ...32
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 33
Kapasitas Efektif Alat ...33
Losses ...36
Rendemen Minyak ...39
KESIMPULAN DAN SARAN ... 44
Kesimpulan ... 44
Saran ... 44
No hal.
1. Kandungan gizi per 100 gram biji kemiri ... 10
2. Syarat mutu kemiri ... 11
3. Pengaruh jarak diameter ulir terhadap parameter yang diamati... 33
4. Uji DMRT pengaruh jarak ulir terhadap kapasitas efektif alat ... 34
5. Uji DMRT beda jarak ulir terhadap losses ... 37
No hal.
1.Tanaman kemiri ... 6
2. Biji kemiri ... 10
3. Metode rendering ... 16
4. Ektraksi dengan pelarut (soxhlet)... 17
5. Hydraulic pressing ... 18
6. Expeller pressing ... 18
7. Skema cara memperoleh minyak dengan cara pengepressan ... 19
8. Terminologi geometri ulir ... 22
9. Hubungan beda pitch ulir terhadap kapasitas efektif alat ... 34
10. Hubungan beda pitch ulir terhadap losses ... 38
No hal
Lampiran 1. Flowchart pelaksanaan penelitian ... 47
Lampiran 2. Data pengamatan kapasitas efektif alat ... 48
Lampiran 3. Data pengamatan losses ... 49
Lampiran 4. Data pengamatan rendemen minyak... 50
press) tipe ulir dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan AINUN ROHANAH.
Pada dasarnya, alat pengempa minyak ini dirancang untuk mengempa kemiri. Penelitian ini adalah pengujian variasi jarak pitch ulir pada alat pengempa minyak yang bertujuan mengukur jarak pitch ulir yang terbaik pada alat pengempa minyak kemiri. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian USU pada bulan agustus 2014 sampai januari 2015 dengan menggunakan model rancangan acak lengkap non faktorial dengan taraf pengujian pitch 1 cm,2,5 cm, dan 4 cm. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, losses bahan dan rendemen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan jarak pitch ulir memberikan pengaruh sangat nyata secara umum terhadap kapasitas efektif alat, losses bahan dan rendemen. Perlakuan terbaik untuk kapasitas efektif alat dan rendemen dari penelitian ini adalah taraf P3 (pitch 4 cm) menghasilkan 0,380 l/kg dan 0,321 l/kg; untuk losses bahan terbaik adalah taraf P2 (pitch 2,5 cm) sebesar 29,733%.
Kata kunci: Pengempaan, kemiri, minyak kemiri, ulir
ABSTRACT
JOSAFAT SIMANJUNTAK: Thread pitch test of oil press (screw type) supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and AINUN ROHANAH.
Basicly, the oil press is designed for pressing the candlenut. This reasearch was on testing of thread pitch variaton of oil press which was aimed to measure the best thread pitch of candlenut oil press. This reasearch was conducted at agriculture engineering laboratory USU on August 2014 – January 2015 using non factorial randomized block design with three grades, i . e 1 cm, 2,5 cm, and 4 cm. Parameters observed were effective capacity, losses, and yield. The best grade for effective capacity and yield was P3 (pitch 4 cm) which
produced 0,381 l/kg and 322 l/kg; and the best grade for losses was P2 (2,5 cm)
which produced 29,733 %
1 Latar Belakang
Sektor pertanian merupakan sektor yang paling penting dalam pembangunan ekonomi suatu daerah, karena masih banyak masyarakat yang menggantungkan hidupnya di sektor pertanian. Oleh karena itu, untuk meningkatkan ekonomi masyarakat yang menggantungkan hidupnya di sektor pertanian maka produksi pertanian harus ditingkatkan.
Untuk meningkatkan produksi pertanian, proses produksi yang meliputi prapanen sampai pascapanen memerlukan dukungan berbagai sarana dan prasarana yang efektif, diantaranya adalah dukungan alat dan mesin pertanian untukmeningkatkan daya kerja manusia dalam proses pengolahan hasil pertanian.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) mendorong manusia untuk berpikir menciptakan suatu peralatan yang lebih efisien dan praktis serta dapat membantu bahkan menggantikan tenaga manusia. Sektor pertanian merupakan sektor yang paling penting dalam pembangunan ekonomi suatu daerah.
Kemiri (Aleurites molucana) merupakan salah satu komoditas perkebunan yang potensial untuk dikembangkan. Hal ini seiring dengan pasar kemiri yang semakin terbuka karena meningkatnya kebutuhan konsumsi kemiri, baik di dalam negeri maupun di luar negeri. Juga karena sifat hidupnya yang tidak sulit untuk dirawat dan dapat tumbuh di semua areal termasuk lahan kritis, sehingga kemiri dapat dikembangkan sebagai upaya untuk mengurangi angka kemiskinan penduduk di daerah lahan kritis.
Pada mulanya kemiri tumbuh secara alami, namun kemudian ditanam oleh rakyat terutama di daerah-daerah yang penduduknya sudah tinggal menetap. Di desa-desa telah banyak orang yang menanam kemiri, sebab buahnya dapat digunakan untuk bumbu masak. Namun dengan meningkatnya teknologi industri, minyak dari buah kemiri juga banyak dibutuhkan untuk bahan industri pembuatan cat, sabun dan obat-obatan. Oleh karena itu sangat diperlukan perlakuan khusus penanganan pasca panen pada kemiri untuk mendapatkan kemiri dengan kualitas baik yang dapat dilihat secara langsung dari mutu hasil kupasan cangkang kemiri.
Pada saat ini tanaman kemiri merupakan salah satu jenis tanaman yang menjadi prioritas untuk Hutan Tanaman Industri (HTI) dan telah dianggap layak sehingga ditetapkan sebagai tanaman utama HTI di Nusa Tenggara Barat. Dalam usaha penghijauan saat ini, pohon kemiri merupakan pohon yang sangat cocok untuk reboisasi, penghijauan, dan tempat berlindung ternak pada areal penggembalaan
panas, menambah rasa gurih, menambah nilai gizi dan kalori dalam bahan pangan. Terdapat beberapa tanaman yang berpotensi untuk menghasilkan lemak, misalnya kacang tanah, kedelai, kemiri, jagung dan sebagainya (Ketaren, 1986).
Minyak kemiri merupakan salah satu hasil olahan buah kemiri yang diperoleh dari hasil ekstraksi daging biji kemiri. Menurut Paimin (1997) rendemen minyak yang diperoleh biasanya sekitar 30-65 %. Seperti halnya pengolahan untuk biji-bijian lain yang mengandung rendemen minyak yang tinggi, pengolahan daging kemiri menjadi minyak juga dilakukan dengan pengepresan mekanis (mechanical expression).
Ada tiga metode perlakuan untuk memperoleh minyak dari suatu bahan, yaitu metode rendering, pengepresan mekanis (ekspeller) dan metode ekstraksi (solvent). Pengepresan mekanis terbagi atas dua cara yaitu pengepresan hidraulik dan pengepresan berulir. Dalam penelitian ini digunakan metode pengepresan berulir yang menggunakan alat screw press yang telah ada.
Pengambilan minyak dengan metode pengepresan yang menggunakan
Screw press cocok digunakan pada biji-bijian yang berkadar minyak lebih dari 20 % seperti tanaman kemiri yang memiliki kadar minyak 44-56%(Adisarwanto, 2005). Menurut Ketaren (1986) bungkil yang dihasilkan dari pengepresan berulir masih mengandung minyak sekitar 4 – 5 % dan minyak masih mengandung air sekitar 2,5 – 3,5 %. Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian kapasitas efektif alat pengepres yaitu dengan cara menghitung banyaknya bahan yang dapat dipres dalam setiap jam kerja alat dan menghitung kandungan minyak pada bungkil atau ampas hasil pengepresan dan pengujian kadar air yang masih terkandung dalam minyak dengan cara disentrifugasi atau didestilasi.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengukur jarak pitch ulir terbaik pada alat pengempa kemiri (oil press) tipe ulir.
Hipotesa Penelitian
Dalam penelitian ini, diduga ada pengaruh jarak ulir (pitch) terhadap jumlah minyak yang dihasilkan.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis, sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pengepres biji kemiri.
5
TINJAUAN PUSTAKA
Kemiri
Sejarah dan penyebaran tanaman kemiri
Botani Tanaman Kemiri
Kemiri (Aleurites moluccana) merupakan salah satu tanaman tahunan yang termasuk dalam famili Euporbiaceae (jarak-jarakan). Umur produktif tanaman mencapai 25-40 tahun. Ketinggian tanaman dapat mencapai 40 meter. Daunnya selalu hijau sepanjang tahun dan menghasilkan buah kemiri yang merupakan bagian tanaman yang bernilai ekonomis. Daging buahnya kaku dan mengandung 1-2 biji yang diselimuti oleh kulit biji yang keras. Secara sistematis tanaman ini diklasifikasikan sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Class : Dicotiledoneae Ordo : Archichlamydae Familia : Euphorbiaceae Genus : Aleurites
Spesies : Aleurites muluccana, Willd.
Tanaman kemiri tersebar luas di daerah tropis dan sub tropis (Sunanto, 1994).
Tanaman kemiri memiliki bagian-bagian, seperti tanaman tahunan lainnya yakni akar, batang, daun, bunga, dan buah. Akar berupa akar tunggang, yaitu mempunyai akar pokok yang tumbuh lurus hingga jauh kedalam tanah. Selain memiliki akar pokok, terdapat juga cabang akar yang tumbuh dari akar pokok tadi. Dari cabang nantinya juga akan tumbuh cabang-cabang lain yang ukurunnya menjadi lebih kecil dan yang terakhir terdapat rambut akaryang lembut dan tipis. Batang kemiri dapat mencapai diameter lebih dari 1 meter, terutama yang berumur tua. Tinggi pohon dapat mencapai 40 meter dengan panjang batang bebas cabang 9-14 meter tergantung pada jenisnya. Kulit batang kemiri berwarna abu-abu dan kayu kerasnya berwarna putih kekuning-kuningan dengan tekstur agak kasar. Daun pada pohon tua berbentuk bulat telur, pada pangkalnya bertulang daun menjari dengan bintik transparan yang tidak sama. Panjang daun 8-30 cm tepinya rata atau berlekuk 3-5 cm dengan ujung lancip.warna daunnya hijau tua dan pucuk daun agak keputihan. Tanaman kemiri berbungan sepanjang tahun. Bunganya berwarna putih dan tumbuh di ujung cabang. Persarian tanaman kemiri umumnya dilakukan oleh serangga tetapi dapat juga dilakukan oleh angin. Bunga betina yang tidak dibuahi akan rontok dalam waktu seminggu. Namun jika terjadi pembuahan, pada 18 minggu kemudian buah akan mencapai ukuran sempurna. Buah kemiri akan mulai jatuh atau matang seteh 20 minggu setelah pembuahan. Buah berbenruk bulat hingga bulat telur dan berbulu lembut. Biji kemiri termasuk buah batu karena berkulit keras menyerupai tempurung dengan pemukaan kasar dan berlekuk yang berwana coklat kehitam-hitaman (Paimin, 1997).
mentah karena beracun, yang disebabkan oleh toxalbulmin. Persenyawaan
toxalbulmin dapat dihilangkan dengan cara pemanasan dan dapat dinetralkan dengan penambahan bumbu lainnya seperti garam, merica dan terasi. Bila terjadi keracunan karena kemiri, dapat dinetralkan dengan meminum air kelapa. Minyak kemiri tidak dapat langsung dicerna karena bersifat laksatif. Pada awalnya minyak kemiri dipakai sebagai pengganti linseed oil yaitu sebagai bahan dasar cat atau pernis. Minyak kemiri juga memiliki sifat mudah menguap (Ketaren, 1986).
Manfaat dan Kegunaan Kemiri
Biji kemiri yang didalamnya mengandung zat seperti lilin, sehingga dinegeri lain disebut juga sebagai candle nut, bisa dibakar dan jaman dahulu dipakai sebagai pengukur waktu. Artinya pembakaran satu biji kemiri itu sebagai ukuran waktu tertentu seperti menit misalnya (Saulus, 2010).
Kemiri mengandung zat gizi dan non gizi, zat non gizi dalam kemiri misalnya saponin, falvonoida, dan polifenol. Banyak peneliti telah membuktikan bahwa ketiga komponen ini memiliki arti besar bagi kesehatan. Kandungan zat gizi mikro yang terdapat dalam kemiri adalah protein, lemak dan karbohidrat. Mineral doimnan yang terdapat dalam kemiri adalah kalium, posfor, kalsium dan magnesium. Dalam kemiri juga terkandung zat besi, seng, tembaga dan selenin dalam jumlah sedikit. Kandungan penting lainnya adalah vitamin, folat serta fitosterol yang dapat merusak enzim pembentuk kolesterol dalam hati sehingga dapat menghambat pembentukan kolesterol. Protein pada biji kemiri terdiri dari asam amino essensial maupun non essensial, fungsi asam amino essensial antara lain untuk pertumbuhan karena asam amino terdapat disemua jaringan dan membentuk protein dan antibodi. Asam amino non essensial yang menonjol pada kemiri yaitu asam glutamate dan asam asparat. Keberadaan asam glutamate yang memberikan rasa nikmat ketika kemiri digunakan sebagai bumbu dapur yang dapat menjadi pengganti penyedap masakan seperti MSG
Gambar 2. Biji kemiri
Komposisi gizi yang terdapat pada tanaman kemiri dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Kandungan gizi per 100 gram biji kemiri
Komponen Gizi Jumlah Terkandung
Energi Sumber : Ketaren, 1986
SNI (Standar Nasional Industri) Kemiri
adalah kemiri yang tidak utuh dengan ukuran lebih kecil dari ¾ bagian utuh. Syarat mutu kemiri tertera pada tabel di halaman berikut.
Tabel 2. Syarat mutu kemiri
NO Jenis Uji Satuan Persyaratan
1
Kemiri Cacat/rusak, busuk, b/b Kemiri Pecah, b/b (Badan Standarisasi Nasional, 1998).
Minyak Kemiri
Dari segi teknis, bijinya lebih menarik perhatian dibandingkan kegunaan nya sebagai minyak. Inti bijinya mengandung 60 – 66 % minyak. Bila dipress dengan keadaan dingin minyak akan berwarna kuning dengan bau yang menyenangkan, namun bila dipress dalam kedaan panas minyak berwarna gelap dengan bau yang tidak mmenyenangkan. Minyak ini cepat sekali mengering dan dapat menggantikan minyak cat untuk melukis dan didalam pabrik-pabrik sabun (Heyne, 1978).
Setiap biji mempunyai karakteristik lipida yang berbeda tergantung pada komposisi asam lemak penyusunnya dan bagaimana asam lemak tersusun dalam struktur trigeslerida dalam biji. Lemak dan minyak dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan dalam industri pangan dan non pangan.
bagian bawah perahu agaar tahan tearhadap korosi akibat air laut.sedangkan dijawa, minyak ini masih banyak digunakan sebagai bahan pembatik (paimin, 1997).
Minyak kemiri mengandung sejumlah zat kimia yang berkhasiat untuk menyuburkan rambut, menghitamkan rambut secara alami dan digunakan sebagai bahan baku sabun atau bahan bakar penerangan, namun jaarang digunakan untuk menggoreng. Hal ini disebabkan karena minyak kemiri mengandung asam hidrosianik yang bersifat racun. Oleh karena itu, kemiri digolongkan menjadi minyak lemak non pangan (Prihandana, dkk., 2008).
Minyak yang diekstrak dari biji kemiri mengandung zat iritan yang dapat berfungsi sebagai pencahar. Tumbuhan bji kemiri dapat digunakan sebagai perangsang pertumbuhan rambut atau sebagai bahan additif dalam perawatan rambut. Saat ini minyak kemiri dengan kualitas tinggi sudah menjadi produk komersial utama dan dijual secara luas diindustri kosmetik. Lebih lanjut lagi, sisa biji yang sudah diekstrak minyaknya dpat dimanfaatkan sebagai pupuk (Elevitch and Manner, 2006).
Sampai saat ini belum dilakukan penelitian standarisasi minyak kemiri karena jarang diolah menjadi minyak, sehingga belum jelas standar mutu bagi minyak kemiri di Indonesia (paimin, 1997).
untuk menentukan kualitas minyak adalah kadar air, kadar asam lemak bebas dan bilangan peroksida (Tarigan, 2006).
Proses pemanasan selama pengepressan antara lain bertujuan untuk mengkoagulasi protein di dalam biji sehingga memberi ruang bagi minyak untuk keluar dari biji dan mengurangi daya tarik menarik antara minyak dengan permukaan padat dari biji sehingga minyak keluar lebih banyak saat biji dipress. Jumlah rendemen yang dihasilkan dari pengepressan secara mekanis dipengaruhi oleh waktu pengepressan (pressing), besarnya tekanan yang diberikan, ukuran bahan yang akan dipress, viskositas bahan yang diekstrak, serta cara pengepressan (Ketaren, 2008).
Biji kemiri mengandung 50% - 60% berat minyak. Minyak kemiri dapat diperoleh dengan cara diperas ataupun dengan cara ekstraksi. Jika diperas dalam kondisi dingin, minyak yang keluar akan berwarna kuning muda serta rasa dan bau yang enak. Namun jika diperas dalam kondisi yang panas, minyak yang keluar akan berwarna gelap serta bau dan rasanya tidak enak (Arlene, 2013).
Peranan Mekanisasi Pertanian
Ilmu mekanisasi pertanian adalah ilmu yang mempelajari penguasaan dan pemanfaatan bahan dan tenaga alam untuk mengembangkan daya kerja manusia dalam bidang pertanian, demi untuk kesejahteraan manusia. Pengertian pertanian dalam hal ini adalah pertanian dalam arti yang seluas-luasnya (Sukirno, 1999). Peranan mekanisasi pertanian dalam pembangunan pertanian di Indonesia adalah:
1. Mempertinggi efisiensi tenaga manusia 2. Meningkatkan derajat dan taraf hidup petani
3. Menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas serta kapasitas produksi pertanian
4. Memungkinkan pertumbuhan tipe usaha tani, yaitu dari tipe pertanian untuk kebutuhan keluarga (subsistence farming) menjadi tipe pertanian perusahaan (commercial farming)
5. Mempercepat transisi bentuk ekonomi Indonesia dari bersifat agraris menjadi bersifat industri
(Hardjosentono, dkk, 1996).
Pemilihan tingkat teknologi alat dan mesin pertanian harus didasarkan pada : - teknologi yang tepat guna, yang lebih sesuai dengan tingkat perkembangan
masyarakat dengan lebih menekankan kepada appropriate technology
- alat dan mesin pertanian yang akan dikembangkan harus dapat mendorong terbentuknya industri pembuatan alat dan mesin pertanian di dalam negeri. (Rizaldi, 2006).
seiring dengan perkembangan lingkungan strategis nasional maupun global. Perkembangan lingkungan strategis tersebut diantaranya adalah adanya perkembangan harga dan permintaan pangan dan energi yang semakin meningkat Perkembangan mekanisasi pertanian tentunya harus ditunjang dengan ketersediaan bahan bakar yang dibutuhkan untuk mengoperasikannya. Terhambatnya penggunaan peralatan dan mesin pertanian tersebut tentunya akan berdampak pada menurunnya kinerja sektor pertanian (Prastowo, dkk. 2009).
Teknologi Pengempaan Minyak
Ekstraksi minyak merupakan suatu usaha memisahkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak. Ekstraksi dapat dilakukan dengan cara rendering, mekanis dan dengan menggunakan pelarut (Hui, 1996).
Rendering
Dilakukan untuk jenis minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung lemak atau minyak dengan kadar air yang tinggi. Penggunaan panas pada rendering bertujuan untuk mengumpulkan protein pada dinding sel bahan dan untuk memecahkan dinding sel sehingga mudah ditembus oleh minyak yang terkandung dalam bahan tersebut (Ketaren, 1986).
Gambar 3. Metode rendering
Ekstraksi dengan pelarut (soxhlet)
Prinsipnya adalah melarutkan minyak yang ada didalam bahan yang mengandung minyak dengan pelarut yang mudah menguap. Campuran minyak dan bahan dapat dipisahkan dengan cara menguapkan bahan pelarut (Heid Josylin, 1963). Pelarut minyak atau lemakyang biasa digunakan adalah petroleum eter, gasoline carbon disulfide, karbon tetra kloroda, benzene dan n-heksan (ketaren, 1986).
Gambar 4. Ektraksi dengan pelarut(soxhlet)
Ekstraksi dengan cara mekanis
Biasanya digunakan untuk mengekstraksi bahan yang mengandung kadar minyak tinggi (30-70 %) seperti bahan yang berasal dari biji-bijian. Dua cara ekstraksi mekanis yaitu pengempaan hidraulik (hydraulic pressing) dan pengempaan berulir(expeller pressing) (ketaren, 1986).
a) Pengempaan hidraulik (hydraulic pressing)
Gambar 5. Hydraulic pressing
b) Pengempaan berulir (expeller pressing)
Ekstraksi minyak secara mekanis tipe ulir terdiri dari tahap perlakuan pendahuluan dan pengempaan. Perlakuan pendahuluan terdiri dari pembersihan bahan(cleaning), pemisahan kulih(dehulling), pengecilan ukuran(size reduction) dan pemasakan atau pemanasan(cooking) (Swern, 1982).
Pengecilan ukuran merupakan salah satu perlakuan pendahuluan yang dilakukan sebelum bahan dipress. Pengecilan ukuran ini akan membuat sejumlah besar friksi minyak lebih mudah terekstrak dan selanjutnya dapat meningkatkan rendemen minyak yang diperoleh (Thieme, 1968).
Pemasakan merupakan salah satu tahapan penting dalam ekstraksi minyak secara mekanis. Tujuan utama pemasakan adalah mengumpulkan protein dalam biji, sehingga butiran minyak mudah keluar dari biji. Selain itu pemasakan menyebabkan penurunan afisitas minyak dengan permukaan bahan, sehingga minyak diperoleh semaksimal mungkin pada waktu biji dikempa. Pemasakan tidak saja hanya akan menaikan suhu bahan tetapi juga mengatur kadar air bahan. Air yang terkandung dalam biji akan mempengaruhi rendemen dan mutu minyak hasil pengempaan. Biji yang mempunyai kadar air tinggi akan menghasilkan minyak yang berkadar air tinggi dan mudah mengalami hidrolkisa (Swern, 1982)
Alat pengepres minyak (oil press) ini bekerja dengan prinsip mengempa atau mengepres bahan atau bijian yang dengan menggunakan pemanas elektrik (heater). Setelah alat dipastikan dalam keadaan siap pakai dan suhu didalam silinder mencapai suhu pemanasan yang diinginkan, bahan baku dimasukkan ke dalam silinder melalui saluran masukan (hooper). Silinder akan dipanasi dengan menggunakan pemanas elektrik (heater) dan suhu diatur dengan menggunakan
thermostat. Biji yang ada di dalam silinder akan dibawa oleh ulir ke ujung silinder yang kemudian akan dikempa hingga minyak keluar. Minyak hasil pengempaan akan keluar melalui saluran pengeluaran.
Gambar 7. Skema cara memperoleh minyak dengan cara pengepressan
Bahan Perajangan Penggilingan
Pemasakan/ pemanasan Pengempaan
Minyak kasar
Ulir
Ulir adalah alur-alur yang melilit pada sebuah poros dengan ukuran tertentu. Sistem ulir sudah dikenal dan sudah digunakan oleh manusia sejak beberapa abad lalu. Tujuan diciptakan nya sistem ulir ini pada dasarnya adalah mendapatkan cara yang mudah untuk menggabungkan dua buah komponen sehingga kesatuan ini menjadi satu kesatuan unit yang bermanfaat sesuai dengan fungsinya. Dalam teknik mesin ulir dapat dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan fungsinya, yaitu ulir pengikat (threaded fastener) dan ulir daya (power screw).
Ulir daya (power screw) adalah peralatan yang berfungsi untuk mengubah gerakan angular menjadi gerakan linear dan biasanya juga mentransmisikan daya. Secara khusus ulir daya digunakan untuk :
- Untuk mendapatkan kelebihan mengangkat/menurunkan beban, seperti misalnya dongkrak mobil
- Untuk memberikan gaya tekan/tarik yang besar seperti misalnya pada kompaktor atau mesin press.
- Untuk positioning yang akurat pada mikrometer atau pada leadscrew
mesin bubut.
Jenis ulir dan fungsinya
1. Jenis ulir menurut arah gerakan jalus ulir
Menurut gerakan ulir dapat dibedakan dua macam ulir yaitu ulir kiri dan ulir kanan. Untuk mengetahui apakah suatu ulir termasuk ulir kiri atau kanan arah kemiringan sudut sisi ulir atau dapat dicek dengan memutar pasangan dari komonen-komponen berulir seperti mur dan baut. Apabila sebuah mur dipasangkan pada baut dan kemudian diputar kekanan (searah jarum jam) ternyata mur nya bergerak maju maka ulir tersebut termasuk ulir kanan demikian juga sebaliknya.
2. Jenis ulir menurut jumlah ulir tiap gang (pitch)
Dilihat dari banyak nya ulir tiap gang maka ulir dapat dibedakan menjadi ulir tunggal atau ganda. Ulir ganda artinya dalam satu putaran (dari puncak ulir yang satu ke puncak ulir yang lainnya) terdapat lebih dari satu ulir.
3. Jenis ulir menurut bentuk sisi ulir
Melihat bentuk dari sisi ulir maka ulir dapat dibedakan menjadi ulir segitiga, segi empat, parabol (knuckle) dan trapesium (Munadi s, 1980).
Fungsi ulir :
Dengan adanya sistem ulir memungkinkan kita untuk menggabungkan atau menyambung komponen menjadi satu unit produk jadi. Berdasarkan hal ini maka fungsi ulir secara umum dapat dikatakan sebagai berikut :
1. Sebagai alat pemersatu, artinya menyatukan beberapa komponen menjadi satu unit barang jadi. Biasanya yang digunakan adalah ulir segitiga baik ulir yang menggunakan standar ISO , British standard dan American standard.
transportasi) pada mesin – mesin produksi, dan sebagainya. Dengan adanya sistem ulir ini maka beban yang relatif berat dapat ditahan atau diangkat dengan daya yang relatif ringan.
3. Sebagai salah satu alat untuk mencegah terjadinya kebocoran, terutama pada sistem ulir yang digunakan pada pipa.
(Munaidi s, 1980).
Secara umum terminologi geometri ulir ditunjukan oleh gambar berikut :
Gambar 8. Terminologi geometri ulir Parameter- parameter utama ulir antara lain adalah :
- Pitch (p) : jarak antara ulir yang diukur paralel terhadap sumbu ulir. Pitch
sangat lah berpengaruh terhadap kegunaan ulir, apabila jarak puncak ulir (pitch) yang satu dengan jarak puncak ulir (pitch) yang lain berbeda maka ulir ini tidak akan bisa dipasangkan dengan ulir yang memiliki pitch yang sama, oleh karena itu didalam pengerjaan jarak antar pitch harus benar benar diperhatikan.
- Diameter (d) : major diameter, minor diameter dan pitch diameter
- Thread per inch (n) : menyatakan jumlah ulir per inch(Munadi s, 1980).
Ulir yang digunakan pada alat pengempa berulir adalah ulir daya (power screw) yang digunakan untuk menekan beban berupa bahan guna melakukan ekstraksi minyak dari bahan.
Teknik pengepresan biji jarak dengan menggunakan ulir (screw) merupakan teknologi yang lebih maju dan banyak digunakan di industri pengolahan minyak dari biji saat ini. Dengan cara ini, biji dipres dengan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinu. Pada teknik ini, biji jarak yang akan diekstraksi tidak perlu diberikan perlakuan pendahuluan.Biji kemiri yang kering akan diekstraksi dapat langsung dimasukkan ke dalam screw press. Salah satu kelebihan pengepresan dengan menggunakan ulir (screw press).
Bagian-bagian penting yang terdapat pada pengempa berulir adalah saluran pengumpan, ulir pemeras, saringan, saluran pengeluaran minyak dan saluran pengeluaran ampas. Saluran pengumpan berfungsi untuk memasukkan bahan baku. Ulir pemeras berfungsi untuk membawa bahan yang akan dikempa dan juga menekan daging buah sehingga ninyak keluar dari sel-sel buah. Ulir ini menyatui dengan poros yang bergerak memutar. Sedangkan saringan berada di sekitar ulir pemerasan. Saluran pengeluaran minyak berfungsi untuk menyalurkan minyak yang keluar dari saringan. Saluran pengeluaran ampas berfungsi untuk pengeluaran ampas yang telah dipres minyaknya.
pada suhu rendah memiliki efisiensi yang lebih rendah pula namun dapat menghasilkan minyak dengan kualitas yang lebih baik karena resiko degradasi minyak lebih kecil pada suhu rendah (Ketaren, 1986).
Pengecilan ukuran merupakan salah satu perlakuan pendahuluan yang dilakukan sebelum bahan dipress. Pengecilan ukuran bahan ini akan membuat sejumlah besar fraksi minyak lebih mudah terekstrak yang selanjutnya dapat meningkatkan rendemen minyak yang diperoleh (Thieme, 1968).
Alat Pengempa Minyak
Expeller process adalah suatu metode ekstrasi minyak yang berasal dari biji-bijian tanaman pangan dengan menggunakan screw press atau alat pengepres.
Screwpress adalah sebuah mesin pengepres dengan skrup berbentuk spiral untuk mengepres bahan makanan. Istilah lain dari expeller process yaitu extracted mechanical process yang artinya mengeluarkan minyak dari bahan-bahan dengan menggunakan panas dan tekanan mekanik.Pengepresan ini bertujuan untuk mengambil minyak yang terkandung dalam biji-bijian dan ampas sisa hasil pengepresan. Bahan baku yang umumnya digunakan dalam metode ekstraksi minyak antara lain kacang, kemiri, kedelai, dan jagung yang kemudian hasil ikutannya disebut bungkil yang merupakan sumber protein tinggi (Priyono, 2009).
Mesin pres minyak tipe berulir cocok untuk mengekstraksi sari buah dari segala jenis buah, biji dan sebagainya. Dengan cara mengubah tekanan, mesin ini dapat juga digunakan untuk memisahkan minyak terlebih dahulu dari kulit misalnya dengan cara reaming. Satu unit dari ulir berbentuk horizontal dari jenis
bawah dan celah untuk mengalirkan cairan hasil pengepresan, sementara ampas
kulit didesak keluar dari lubang kecil pada bagian ujung sumbu ulir (Guanther, 1990).
Dua cara yang umum digunakan pada pengepresan dalam pengambilan minyak yaitu pengepresan hidrolik (hydraulic pressing) dan pengepresan berulir (expellerpressing). Untuk teknik pengepresan hidrolik, sebelum dilakukan pengepresan, biji perlu mendapat perlakuan pendahuluan berupa pemasakan. Pemasakan biji bertujuan untuk menggumpalkan protein. Teknik pengepresan biji dengan menggunakan ulir (screw) merupakan teknologi yang lebih maju dan banyak digunakan di industri pengolahan minyak saat ini. Dengan cara ini biji dipres menggunakan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinyu. Teknik ekstraksi ini tidak memerlukan perlakuan pendahuluan bagi biji yang akan diekstraksi. Biji kering yang akan diekstraksi dapat langsung dimasukkan ke dalam screw press (Musanif, 2010).
Keunggulan dari mesin pres ulir ini adalah karena dapat mengolah berbagai tipe buah atau kulit dengan berbagai ukuran. Jika buah atau biji utuh langsung dipres dalam alat pres berulir ini maka cairan yang dihasilkan terdiri dari emulsi antara sari buah atau sari biji, minyak dan hancuran sel. Setelah partikel padat dipisahkan dengan cara menyaring maka emulsi encer yang terdiri dari sari buah atau sari biji dan minyak harus disentrifugasi sehingga sari dan minyak terpisah atau dilakukan penyulingan (Guanther, 1990).
Prinsip Kerja Alat Pengempa Minyak Tipe Ulir (Oil Press)
27
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian akan dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, mulai pada bulan agustus 2014.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kemiri yang akan dikempa untuk diambil minyaknya.
Adapun alat-alat yang digunakan adalah mesin pengempa berulir untuk mengempa bahan, ulir dengan jarak tertentu yang sudah dibuat, wadah untuk menampung fluida hasil pengempaan, wadah untuk menampung ampas hasil pengempaan, saringan untuk menyaring fluida yang akan masuk ke wadah penampungan hasil pengempaan dan ampas yang akan masuk ke wadah penampung ampas, timbangan untuk menimbang bahan, gelas ukur untuk mengukur volume fluida yang tertampung, kamera untuk dokumentasi, stopwatch
untuk menghitung waktu, kalkulator untuk perhitungan data, alat tulis untuk pencatatan dan pengolahan data dan laptop untuk mengolah data.
Metodologi Penelitian
Dalam penelitian ini pengumpulan data dilakukan dengan cara pengamatan tentang alat pengempa minyak (oil press) tipe ulir yang telah ada yang dirancang sebelumnya, lalu studi literatur kepustakaan. Kemudian dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter.
P1 =1 cm P2 = 2,5 cm P3 = 4 cm
denganP adalahpitch ulir. Komponen Alat
Alat pengempa minyak tipe ulir ini mempunyai beberapa komponen pentingyaitu :
1. Rangka alat
Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 50,5 cm, tinggi 107 cm, dan lebar 54,5 cm.
2. Motor listrik
Motor listrik berfungsi sebagai sumber tenaga mekanis (penggerak). Alat ini menggunakan motor listrik berdaya 2 HP.
3. Reducer speed
Reducer speed digunakan untuk mengurangi kecepatan putaran. Reducer speed ini mempunyai ukuran 1:40.
4. Saluran masukan (hopper)
Saluran masukan berfungsi untuk memasukkan kemiri yang akan dipres kedalam silinder.
5. Saluran keluaran
Saluran keluaran ini berfungsi untuk menyalurkan minyak kemiri yang sudah dipresi ketempat penampungan yang telah disediakan.
Heater berfungsi sebagai sumber panas (pemanas) untuk memanasi silinder.
7. Thermostat
Thermostat alat yang berfungsi sebagai pengatur suhu, sehingga temperatur dalam sebuah ruangan selalu stabil sesuai kebutuhan.
8. Silinder
Silinder berfungsi sebagai wadah tempat ulir untuk mengepres kemiri yang diletakkan horizontal. Silinder ini memiliki diameter 7,62 cm dan panjang 25 cm. Di sisi atas dan bawah silinder terdapat beberapa baut pemecah yang telah disesuaikan dengan ukuran ulir didalam silinder yang berfungsi sebagai komponen pendukung untuk memecahakan bahan yang menyangkut pada ulir.
9. Ulir
Dalam proses pengempaan, ulir berfungsi untuk membawa kemiri dari
hopper menuju ujung silinder untuk kemudian dipress atau dikempa untuk mengeluarkan minyak dari kemiri. Selain dari bahan yang kuat dan tidak mudah getas, bahan ulir harus merupakan bahan yang tahan panas.
10.Poros putaran
Persiapan Penelitian
Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan untuk penelitian yaitu memeriksa alat yang digunakan untuk mencegah hal yang tidak diinginkan selama proses pengepresan minyak dan mempersiapkan bahan-bahan dan peralatan-peralatan yang digunakan dalam penelitian.
a. Persiapan alat
1. Dicek seluruh komponen alat
2. Dibersihkan alat dari kotoran yang ada
3. Dipasang ulir dengan jarak yang sesuai dengan kebutuhan b. Persiapan bahan
1. Menyiapkan bahan-bahan yang akan dikempa 2. Memperkecil ukuran bahan yang akan dikempa 3. Menimbang setiap bahan yang akan dikempa 4. Bahan siap untuk dikempa
Prosedur penelitian
1. Meletakan wadah penampungan minyak beserta saringannya pada saluran pengeluaran minyak
2. Meletakan wadah penampungan ampas beserta saringan nya pada saluran pengeluaran ampas
3. Mengatur thermostat pada suhu 65oC
4. Menghidupkan pemanas (heater) dan menunggu pemanasan hingga lampu indikator LED menyala
5. Menghidupkan alat setelah lampu LED menyala
7. Menampung minyak dan ampas hasil pengempaan
8. Memasukkan minyak yang telah diperoleh dalam suatu wadah 9. Memasukan ampas pengempaan kedalam suatu wadah
10.Membersihkan alat sebelum perlakuan selanjutnya dilakukan 11. Melakukan pengamatan parameter
Analisis Parameter
Setelah pengempaan dilakukan, maka dilakukan perhitungan kapasitas efektif alat terhadap masing-masing jenis ulir yang digunakan. Dilakukan pemisahan masing-masing ampas dari berat bahan awal 1 kg yang dihasilkan pengempaan masing-masing ulir untuk menghitung lossesnya. Minyak yang dihasilkan masing-masing ulir dimasukan kedalam gelas ukur agar dapat dihitung rendemen minyaknya.
Parameter yang Diamati
Kapasitas efektif alat (L/jam)
Kapasitas efektif alat menunjukkan kemampuan alat dalam menghasilkan minyak per satuan waktunya. Pengukuran kapasitas efektif alat dilakukan dengan membagi banyaknya fluida dari hasil pengempaan yang tertampung terhadap waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pengempaan.
Losses (%)
Lossesbahan menunjukan banyak atau sedikit nya bahan yang tidak terolah atau terproses dalam proses pengempaan. Losses dapat diketahui dengan membagi berat bahan yang tidak terolahdengan rumus :
������= ��������������������������
�������������� ��� %
Rendemen (L/kg)
Rendemen dapat diketahui dengan cara membagikan volume minyak yang dihasilkan dengan proses pengepresan dengan massa awal bahan, atau dapat ditulis dengan rumus:
�������� = ������������ (�)
33
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, secara umum dapat diketahui bahwa perbedaan pitchulir yang digunakan memberikan pengaruh terhadap kapasitas efektif alat, losses dan rendemen minyak yang dihasilkan. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3. Pengaruh pitch ulir terhadap parameter yang diamati
Ukuran Kapasitas Efektif Alat (l/jam)
Losses bahan (%) Rendemen (L/kg)
P 1 0,045 29,733 0,205
P 2 0,356 38,3 0,225
P 3 0,380 36,993 0,321
Dari Tabel 3 di atas dapat diketahui bahwa kapasitas efektif alat tertinggi diperoleh pada penggunaan ulir P3 (Ulirpitch 4 cm) yaitu sebesar 0,380 l/jam dan yang terendah diperoleh pada penggunaan P1 (Ulir pitch 1 cm) yaitu 0,045 l/jam.
Losses tertinggi diperoleh pada penggunaan ulir P2 (Ulir pitch 2,5 cm) yaitu sebesar 38,3 % dan yang terendah diperoleh pada penggunaan ulir P1 yaitu 29,733 %. Sementara untuk Rendemen minyak yang dihasilkan yang tertinggi diperoleh pada penggunaan ulir P3 yaitu sebesar 0,321 l/kg dan yang terendah diperoleh pada penggunaan ulir P1 yaitu sebesar 0,205 l/kg.
Hasil analisa statistik perbedaan pitch ulir terhadap masing-masing parameter yang diamati dapat dilihat pada uraian berikut.
Kapasitas Efektif Alat
efektif alat dihitung dari perbandingan antara banyaknya hasil dari proses pengempaan dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pengempaan.
Melalui data hasil analisa sidik ragam (lampiran 4) dapat diketahui bahwa penggunaan ulir dengan jarak pitch yang berbeda memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kapasitas efektif alat. Hasil pengujian DMRT terhadap kapasitas efektif alat dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Uji DMRT pengaruh pitch ulir terhadap kapasitas efektif alat
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbnyata pada taraf 5% dan berbeda sangat nyata pada taraf 1%.
Pada Tabel 4 dapat dilihat bahwa pada taraf 5% dan taraf 1% perlakuan P3 berbeda sangat nyata terhadap perlakuan P2 dan perlakuan P1 sedangkan perlakuan P2 berbeda tidak nyata terhadap perlakuan P1.
Hubungan penggunaan berbagai jenis ulir terhadap kapasitas efektif alat dapat dilihat pada gambar 9
.Gambar 9. Hubungan beda pitch ulir terhadap kapasitas efektif alat
y = 0,110x - 0,014
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- - - P3 0,381 a A
2 0,110 0,166 P2 0,357 b B
Dari Gambar diatas menunjukkan bahwa kapasitas efektif alat pada penggunaan ulir P1 adalah sebesar 0,045 l/jam yang merupakan perlakuan dengan kapasitas efektif alat terendah, kapasitas efektif alat pada penggunaan ulir P2 adalah sebesar 0,356 l/jam dan kapasitas efektif alat pada penggunaan ulir P3 adalah 0,380 l/jam yang merupakan perlakuan dengan perolehan nilai kapasitas efektif alat tertinggi.
. Perbedaan yang cukup signifikan yang ditunjukan oleh penggunaan P1 dibanding dua ulir lain nya disebabkan oleh pitch pada ulir ini yang terlalu rapat (1 cm) sehingga membuat banyak bahan yang menyangkut pada kisi – kisi pitch. Bahan yang terlalu banyak dimasukan dalam sekali pemasukan dapat mengakibatkan terjadinya penumpukan bahan pada ulir dan penyumbatan pada rongga – rongga tutup silinder yang membuat bahan sulit keluar kesaluran lengeluaran ampas sehingga akan memperlama proses pengempaan, oleh karena itu dari berat bahan awal seberat 1 kg bahan dimasukan secara berkala dengan interval 200 gram yang berarti bahan dimasukan sebanayak 5 kali untuk masing-masing perlakuan dan pengulangan dengan tujuan bahan yang terlebih dahulu dimasukan mendapat dorongan atau tekanan dari bahan yang selanjutnya dimasukan sehingga bahan akan lebih mudah terdorong dan terpress.
Pada P1 banyak bahan yang menumpuk di kisi-kisi atau celah
yang mengakibatkan P1 menghasilkan waktu yang lama dalam proses pengolahan.Keadaan tersebut juga mengakibat kan pemasukan bahan selanjutnya tidak dapat dilakukan. Bahan yang selanjutnya akan dimasukan baru dapat dimasukan setelah bahan yang berada didalam silinder sudah menuju saluran pengeluaran atau keadaan ini dapat diketahui apabila sudah tidak ada bahan yang terlihat pada pangkal ulir yang dimana pangkal ulir dapat dapat dilihat dari
hopperatau corong pemasukan.
Hasil kapasitas efektif alat yang diperoleh P2 jauh lebih besar dibanding P1 hal itu disebabkan pitch yang tidak terlalu rapat seperti P1 membuat bahan dapat dibawa dengan cepat dan dipress oleh ulir. P2 memiliki catatan waktu tersingkat dalam mengolah bahan dibanding dua ulir lainnya, namun ulir yang terlalu cepat membawa bahan keujung silinder mengakibatkan terjadi penumpukan bahan disaluran pengeluaran ampas sehingga berpengaruh terhadap kapasitas efektif alat. Sementara untuk P3 dengan pitch ulir yang lebih lebar dari P2 membuat ulir membutuhkan waktu sedikit lebih lama dibanding P2 untuk membawa bahan, sehingga tidak mengakibatkan penumpukan bahan ditutup silinder yang menutup ronga-rongga tutup silinder sehingga
Berdasarkan penelitian yang dilakukan kapasitas efektif alat dipengaruhi oleh kerapatan pitch ulir dan juga kecepatan putaran ulir memberi pengaruh terhadap proses pengepressan bahan oleh ulir sebelum bahan dibawa ke ujung silinder. Oleh karena itu diperlukan pengujian terhadap kecepatan putaran ulir. Losses
diartikan sebagai banyaknya bahan yang hilang yang dapat disebabkan beberapa hal seperti bahan yang tertinggal didalam alat oleh proses pengolahan, bahan yang terlempar oleh saluran pengeluaran ampas selama proses pengolahan dan juga bahan yang hilang selama proses penngecilan/penghalusan ukuran bahan yang akan dikempa. Bahan yang sudah dimasukkan dan dibawa oleh ulir keujung silinder membutuhkan tekanan atau dorongan dari bahan yang selanjutnya akan dimasukkan agar bahan lebih mudah dan cepat terpress (tertekan oleh ulir). Bahan yang terlalu sedikit didalam silinder dan tidak ditekan oleh bahan yang lainnya, akan tidak terpress atau terolah dengan baik sehingga mengaikabatkan besarnya bahan yang tertinggal di silinder dan di saluran tutup silinder.
Data analisi sidik ragam (lampiran 5) menunjukan bahwa penggunaan ulir dengan pitch yang berbeda memberikan pengaruh sangat nyata terhadap besarnya persentase losses yang dihasilkan proses pengolahan.
Hasil uji DMRT terhadap persentase losses dapat dilihat pada tabel 5 . Tabel 5. Uji DMRT pengaruh pitch ulir terhadap losses
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbnyata pada taraf 5% dan berbeda sangat nyata pada taraf 1%.
Pada Tabel 5 dapat dilihat bahwa pada taraf 5% dan taRaf 1% perlakuan P2 berbeda sangat nyata terhadap perlakuan P3 dan perlakuan P1 sedangkan perlakuan P3 berbeda tidak nyata terhadap perlakuan P1.
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- - - P2 38,600 a A
2 0,110 0,166 P3 37,033 b B
Hubungan penggunaan berbagai jenis ulir yang terhadap losses dapat dilihat pada gambar 10.
Gambar 10. Hubungan bedapitch ulir terhadap losses
Gambar diatas menunjukkan bahwa persentase losses yang diperoleh pada penggunaan ulir P1 adalah sebesar 29,733 %, persentase losses yang dihasilkan oleh penggunaan ulir P2 adalah sebesar 38,600% dan losses yang dihasilkan oleh penggunaan ulir P3 adalah 37,033 %. Maka losses terbesar diperoleh penggunaan ulir P2 (pitch 2,5 cm). Hal tersebut terjadi karena P2 dapat membawa bahan keujung silinder dengan cepat sehingga terjadi penumpukan bahan di saluran pengeluaran ampas yang mengakibatkan tersumbatnya beberapa rongga saluran pengeluaran ampas (tutup silinder), sehingga diperlukan dorongan dari bahan selanjutnya untuk mendorong bahan yang menyumbat rongga tutup silinder agar keluar dari rongga-rongga tutup silinder menuju wadah penampungan ampas.
Persentase losses P2 yang paling banyak diperoleh dari bahan yang tertinggal di silinder dan tutup silinder (bahan yang tertinggal di alat) karena bahan yang terakhir dimasukan tidak mendapat dorongan dari bahan selanjutnya.
Berbeda dengan P3 yang dimana P3 tidak terlalu cepat membawa bahan ke ujung silinder sehinngga membuat bahan sudah terpress dengan baik terlebih dahulu sebelum tiba di ujung silinder. Bahan yang sudah terpress akan lebih mudah keluar dari saluran pengeluaran ampas. Persentase losses yang dihasilkan P3 juga paling banyak diperoleh dari bahan yang tertinggal di alat karena bahan yang terakhir dimasukan tidak mendapat dorongan dari bahan selanjutnya.
P1 merupakan penghasil losses terkecil. Hal tersebut dikarenakan tidak terjadinya penumpukan di tutup silinder sehingga ampas dapat langsung keluar melalui tutup silinder. Namun dikarenakan P1 melakukan pengolahan dengan waktu yang cukup lama dibandingkan dua lainnya, losses yang dihasilkan memiliki warna yang berbeda yaitu agak kehitaman atau gosong yang disebabkan oleh bahan yang terlalu lama berada didalam silinder. Persentase losses yang dihasilkan oleh P1 paling banyak diperoleh dari bahan yang tertinggal di alat karena bahan terakhir yang tidak mendapat dorongan dari bahan selanjutnya sehingga losses banyak terdapat pada kisi-kisi atau celah antar pitch ulir dan pada rongga-rongga ujung silinder.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan losses dipengaruhi oleh jarak antar
pitch ulir, kecepatan putaran ulir dan tekanan antar bahan didalam silinder. Rendemen Minyak
Data analisi sidik ragam (lampiran 6) menunjukan bahwa penggunaan ulir dengan jarak yang berbeda memberikan pengaruh sangat nyata terhadap rendemen minyak yang dihasilkan proses pengolahan. Hasil uji DMRT terhadap rendemen minyak dapat dilihat pada tabel 6 .
Tabel 6. Uji DMRT pengaruh pitch ulir terhadap rendemen minyak
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbnyata pada taraf 5% dan berbeda sangat nyata pada taraf 1%.
Pada Tabel 6 dapat dilihat bahwa pada taraf 5% dan taRaf 1% perlakuan P3 berbeda sangat nyata terhadap perlakuan P2 dan perlakuan P1 sedangkan perlakuan P3 berbeda tidak nyata terhadap perlakuan P1.
Hubungan penggunaan berbagai jenis ulir terhadap rendemen minyak dapat dilihat pada gambar 11.
Gambar 11. Hubungan beda pitch ulir terhadap rendemen minyak
Dari Gambar diatas menunjukkan bahwa rendemen minyak yang diperoleh pada penggunaan ulir P1 adalah sebesar 0,205 %, rendemen minyak yang
y = 0,039x + 0,153
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- - - P3 0,322 a A
2 0,110 0,166 P2 0,225 b B
dihasilkan oleh penggunaan ulir P2 adalah sebesar 0,225% dan rendemen minyak yang dihasilkan oleh penggunaan ulir P3 adalah 0,322 %.
Berdasarkan gambar diatas rendemen minyak terendah diperoleh penggunaan ulir P1. Hal tersebut disebabkan P1 memiliki pitch ulir yang terlalu rapat sehingga bahan tidak terpress secara baik didalam silinder. Jarak pitch ulir yang terlalu rapat menyebabkan bahan banyak yang menyangkut di kisi – kisi
pitch ulir sehingga bahan tidak terpress oleh ulir. Bahan yang sudah mengeras di kisi – kisi ulir akan dipecahkan oleh baut pemecah, namun setelah bahan sudah lepas bahan cenderung akan langsung terdorong ke saluran pengeluaran ampas sebelum terpress terlebih dahulu. Sehingga pada penggunaan P1 ulir lebih dominan berfungsi hanya sebagai pembawa bahan saja tidak terlalu berfungsi sebagai pengempa/pengepress bahan, sehingga hanya menghasilkan rendemen minyak yang sedikit.
P3 memiliki jumlah rendemen tertinggi dari 2 ulir lain nya. Hal tersebut disebabkan oleh pitch ulir yang dimiliki P3 tidak serapat P1 dan P2. Bahan tidak terlalu cepat dibawa ke ujung silinder sebelum terolah seutuhnya tidak seperti sebagaimana yang tejadi pada penggunaan P2 dan juga ulir sudah berperan sebagai pembawa dan pengepress bahan didalam silinder tidak seperti sebagaimana yang terjadi pada penggunaan P1.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan rendemen minyak dipengerauhi oleh pitch ulir, kecepatan putaran ulir dan tekanan antar bahan didalam silinder.
Menurut Paimin (1997) rendemen minyak yang diperoleh kemiri biasanya sekitar 30-65 %. Seperti halnya pengolahan untuk biji-bijian lain yang mengandung rendemen minyak yang tinggi, pengolahan daging kemiri menjadi minyak juga dilakukan dengan pengepresan mekanis (mechanical expression). Proses pengolahan minyak kemiri meliputi pembersihan dan penyortiran, penghalusan daging biji, pemanasan, pengempaan, pemurnian, dan terakhir pengemasan
Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan menjelaskan bahwa dari ketiga jenis ulir yang digunakan, dalam hal rendemen minyak yang dihasilkan masing-masing ulir, penggunaan ulir dengan pitch ulir 4 cm telah sesuai dengan literatur dengan memperoleh minyak diatas 30 %. Untuk penggunaan ulir pitch1 cm dan 2,5 cm belum sesuai dengan literatur.
44
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Penentuan pitch ulir yang digunakan memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kapasitas efektif alat, losses dan rendemen.
2. Kapasitas efektif alat tertinggi terdapat pada tarafP3 yaitu pada sebesar 0,381 l/jam dan kapasitas efektif alat terendah terdapat pada tarafP1 yaitu sebesar 0,045 l/jam.
3. Losses tertinggi diperoleh dari taraf P2 yaitu sebesar 38,6 % dan losses
terendah itu diperoleh dari taraf P1 yaitu sebesar 29,733 %.
4. Rendemen minyak tertinggi terdapat pada taraf P3 yaitu sebesar 0,322 l/kg dan yang terendah terdapat pada taraf P1 yaitu sebesar 0,205 l/kg.
5. Alat pengempa minyak kemiri ini lebih efektif bila menggunakan ulir dengan
pitch yang semakin besar. Penggunaan ulir berjarak 4 cm lebih efektif daripada taraf berjarak 1 cm dan 2,5 cm.
Saran
Untuk penelitian selanjutnya perlu dilakukan pengujian pada komoditi yang baru dipanen agar penekanan lebih mudah dan minyak lebih maksimal terkempa.
45
DAFTAR PUSTAKA
Adisarwanto, T., 2000. Meningkatkan Produksi Kacang Tanah di Lahan Sawah dan Lahan Kering. Penebar Swadaya, Jakarta.
Arlene, A., 2013. Ekstraksi Kemiri dengan Metode Soxhlet dan Karakterisasi
Minyak Kemir
15 Juni 2014]
Badan Standarisasi Nasional, 1998. SNI 01-1684-1998. Badan Standarisasi Nasional, Jakarta
Guenther, E., 1990. Minyak Atsiri Jilid IIIA. UI Press, Jakarta. Guenther, E., 1990. Minyak Atsiri Jilid IV. UI Press, Jakarta.
Hardjosentono, dkk., 1996. Mesin-Mesin Pertanian. Bumi Aksara, Jakarta.
Heid, J. L and M. A. Josylyn, 1963. Food Processing and Management, Mechanism, Material and Method. The AVI Public Co. Inc., Westport. Hui, Y. H., 1996. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products Vol.4. Edible Oil and
Fat Products: Processing Technology. John Wiley & Sons, New York. Ketaren, S., 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI Press,
Jakarta.
Maesen, L. J. G. van der dan S. Somaatmadja, 1993. Prosea Sumber Daya Nabati Asia Tenggara I, Kacang Tanah. Penerjemah: S. Danimihardja. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Munadi, S., 1980. Dasar-dasar Metrologi Industri. Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Pendidikan, Jakarta.
Musanif, J., 2010. Biodiesel
11 Maret 2014].
Paimin, F. R., 1997. Kemiri Budidaya dan Prospek Bisnis. Penebar Swadaya, Jakarta
Prastowo, B., C. Indrawanto dan D. S. Efendi. 2009. Mekanisasi Pertanian dalam Perspektif Pengembangan Bahan Bakar Nabati di Indonesia. Perspektif 9: 47-54.
Priyono, 2009. Expeller Process
Rizaldi, T., 2006. Mesin Peralatan. Departemen Teknologi Pertanian FP-USU, Medan.
Saulus, P. 2010. Kemiri. http//saulusp.wordpress.com [diakses pada 12 Februari 2015].
Sukirno., 1999. Mekanisasi Pertanian. UGM Press, Yogyakarta. Sunanto, H. 1994. Budidaya Kemiri Ekspor. Kanisius, Yogyakarta.
Swern, D., 1982. Edition: Bailey’s Industrial Oil and Fat Products. Vol 2. John Wiley & Sons, New York.
Tarigan, E. dan G. Prateepehaikul, 2006. Sorption Isothermal of Shell
andUnshelled Kernels of Candle Nuts, Journal of Food
Engineering.Vol.75: hlm.447–452.
Weiss, E.A. 1983. Oil Seed Crops. Logman Inc. New cork. USA.
Widya, Teknik .2007. Pengambilan Minyak Kemiri Dengan Cara Pengepresan
Dan Dilanjutkan Ekstraksi Cake Oil.
Wijaya, V. F., 2005. Modifikasi Kepala Mangkuk Mesin Pemurni Minyak menjadi Mesin Pemisah Susu Sistem Sentrifugal.
].
Lampiran1.Flowchart pelaksanaan penelitian
Menimbang bahan
Mulai
Mengatur termostat
Memasukan bahan
Menghidupkan alat
Menampung minyak
Pengukuran parameter Menimbang
minyak
Lampiran2. Data pengamatan kapasitas efektif alat
Perlakuan Ulangan Total Rataan
1 2 3
Uji DMRT (Duncan Multiple Range Test)
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- - - P3 0,381 a A
2 0,110 0,166 P2 0,357 b B
Lampiran3. Data pengamatan losses
Perlakuan Ulangan Total Rataan
1 2 3 Uji DMRT (Duncan Multiple Range Test)
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- - - P2 38,600 a A
2 2,883 4,368 P3 37,033 b B
Lampiran4. Data pengamatan rendemen minyak
Perlakuan Ulangan Total Rataan
1 2 3
Uji DMRT (Duncan Multiple Range Test)
Jarak DMRT Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01
- - - P3 0,322 a A
2 0,034 0,051 P2 0,225 b B
Lampiran5. Dokumentasi
Alat pengempa minyak (oil press) tipe ulir
kemiri sebelum dikempa (setelah pengecilan ukuran)
Ulir pitch 2,5 cm
Minyak hasil pengempaan ulir P3 (4 cm)
Ampas perlakuan P3 (ulirpitch 4 cm)
Lossespada silinder
