SATUAN OPERASI DAN PROSES
“PENGECILAN UKURAN”
DOSEN PENGAMPU:
Ari Febrianto Mulyadi, STP, MP Oleh :
Kelas L
BAIQ AMARWATI TARTILLAH 115101001111003 BON JOVI SONNY FAUZI 115101000111009 MUSTIKA E. HERMAYANTI 115101001111013
TOMY PRAYUDA 115101000111001
WIDYA RAHMAWATY SAMAN 115101001111001
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
2013
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengecilan ukuran adalah proses penghancuran atau pemotongan suatu bentuk padatan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Bahan padat (solid) bisa dihancurkan dengan delapan atau sembilan cara, tetapi hanya empat cara yang umum diterapkan pada mesin-mesin pengecilan ukuran. Keempat cara itu adalah kompresi, pukulan, atrisi (attrition), dan pemotongan (cutting). Pada umumnya, kompresi digunakan pada pengecilan ukuran padatan yang keras, pukulan digunakan untuk bahan padatan yang kasar, setengah kasar, dan halus. Atrisi digunakan untuk memperoleh produk-produk yang sangat halus, sedangkan pemotongan untuk menghasilkan produk dengan bentuk dan ukuran tertentu, halus atau kasar.
Tujuan pengecilan ukuran adalah mengupayakan suatu bahan memenuhi spesifikasi tertentu, agar sesuai dengan bentuk. Untuk memenuhi spesifikasi tersebut, ukuran partikel bahan harus dikontrol. Pertama dengan memilih macam mesin yang akan digunakan dan kedua memilih cara operasinya. Untuk memperoleh hasil yang sama pada peralatan ukuran sering dipasang saringan. Pengecilan ukuran bisa merupakan operasi utama pada pengolahan pangan atau operasi tambahan. Pada pengecilan ukuran, bisa dibedakan antara pengecilan ukuran yang “ekstrim” (penggilingan) dengan pengecilan ukuran yang produknya relatif berdimensi besar (pemotongan).
Teradapat beberapa alasan dilakukannya pengecilan ukuran, yaitu : Membantu proses ekstraksi, misalnya cairan gula dari tebu, dan sebagainya. Mengecilkan bahan sampai ukuran tertentu untuk maksud tertentu. Memperluas permukaan bahan, untuk membantu proses pengeringan, proses ekstraksi, proses “bleaching”, dan sebagainya. Membantu proses pencampuran (mixing atau blending).
Kemampuan mesin atau peralatan pengecilan ukuran ditentukan oleh kapasitas mesin, tenaga/energi yang dibutuhkan tiap unit bahan, ukuran dan bentuk bahan sebelum dan sesudah pengecilan ukuran.
Tujuan ekonomis dari proses pengecilan ukuran adalah untuk mencapai hasil yang diinginkan dengan biaya yang minimum. Modal, biaya operasi, dan biaya perawatan memegang peranan penting dalam proses pengolahan. Ketiga hal di atas harus diperhitungkan sebelum memilih macam mesin pengecil ukuran. Pada umumnya pengetahuan tentang karakteristik bahan yang akan diolah, serta mesin yang akan digunakan, perlu diketahui.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah tentang pengecilan ukuran ini adalah untuk mengetahui gambar mesin serta deskripsinya, cara kerja dari mesin-mesih pengecilan ukuran, contoh mesin-mesin dari proses pengecilan ukuran. Serta mengetahui beberapa contoh perusahaan yang menggunakan proses pengecilan ukuran, dan beberapa penelitian yang mengangkat tema pengecilan ukuran.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Gambar Mesin 2.1.1 Hammer Mills
Gambar 1.Hammer Mills
2.1.2 Burr Mills
Gambar 2. Prototipe Penggiling Jagung Sistem Sentrifugal
Gambar 3. Pisau Penggiling
2.2 Cara Kerja Mesin 2.2. 1 Hammer Mills
Hammer mill adalah mesin yang bertujuan untuk menghancurkan bahan material besar menjadi potongan kecil. Hammer mill terdiri dari palu/pemukul yang berputar pada porosnya.
Bahan yang akan digiling akan masuk ruang pemukulan melalui corong pemasukan. Susunan palu yang terdapat pada porosnya akan bergerak bolak–balik memberikan pukulan bahan.
Pengurangan ukuran bahan dapat diakibatkan karena 1) pukulan/impak dari pemukul, 2) pemotongan oleh sisi pemukul, 3) keausan (attrition) atau aksi gosokan (rubbing action).
Penepung palu arat hammer mills digunakan untuk penepungan sedang dan halus. Mesin ini memiliki banyak macam aplikasi di banyak industri, termasuk:
- etanol tanaman (jagung)
- Sebuah mesin pertanian, yang pabrik gandum menjadi tepung kasar untuk diberi makan kepada ternak
- Fluff produksi bubur kertas - Jus buah produksi
- Grinding palet pengiriman digunakan untuk mulsa - Penggilingan gabah
- Penggergajian, ukuran pengurangan skrap trim dan serutan planet menjadi bahan bakar boiler atau mulsa
- Pencabikan kertas
Kecepatan putar penepung dan bentuk dari pemukul juga mempengaruhi tepung yang dihasilkan. Kecepatan putar dari pemukul penepung palu adalah antara 1500 sampai 4000 rpm. Secara umum dibutuhkan tenaga sebesar satu kilowatt (kW) untuk menggiling satu
kilogram bahan permenit pada penepungan sedang. Prinsip dasar hammer mills adalah mudah, hamermills berbahan dasar baja drum berisi poros berputar vertikal atau horizontal atau drum yang dipasang palu. Palu bebas ayunan di ujung salib, atau tetap untuk rotor tengah. Rotor diputar pada kecepatan tinggi di dalam drum sementara bahan dimasukkan ke dalam hopper feed. Materi yang dipengaruhi oleh palu bar dan dengan demikian diparut dan dikeluarkan melalui sreen dalam drum ukuran yang dipilih.
Hammer pabrik bekerja pada prinsip bahwa bahan yang paling akan menghancurkan, menghancurkan, atau menghancurleburkan atas pengaruh menggunakan operasi empat langkah sederhana:
1. Bahan dimasukkan ke dalam hammer mills dan turun ke ruang palu melalui gaya gravitasi akibat getaran rotor.
2. Palu yang umumnya potongan persegi panjang yang terbuat dari baja yang dikeraskan dan melekat pada suatu poros yang berputar dengan kecepatan tinggi di dalam ruangan akan menghancurkan material yang masuk melalui dilivery device dan terus berulang – ulang menumbuk material sampai halus.
3. Sreen logam berlubang, atau bar pengayak meliputi pembukaan debit mills mempertahankan kasar bahan untuk lebih memaksimalkan hasil yang keluar sementara memungkinkan bahan dengan ukuran besar untuk di tumbuk lagi sampai halus dan menghasilkan produk.
4. Material yang tidak bisa dihalusakan oleh palu seperti kaca, batu atau logam akan keluar dari mills melalui gravitasi. Pneumatik hisap yang kita gunakan untuk membantu dalam pembuangan material yang lebih ringan seperti kayu, kertas atau bahan yang belum halus dipisahkan dengan bahan yang telah halus.
2.2.2 Burr Mills
Bahan – bahan yang digunakan pada alat penggiling jagung ( burr mill ) sistem sentrifugal adalah plat lembaran, plat siku, besi as ø 4 inchi, besi as ø 2 inchi, mur, baut, motor, besi ø 6 inchi, bantalan. Mesin penggiling ini konstruksinya berukuran 70 x 58 x 40 (cm) dengan plat siku 4 x 4 x 0,3 (cm). Corong masuk ditempatkan pada berulir yang bersatu dengan pisau atas dan sekaligus poros tersebut berfungsi sebagai tempat saluran masuk jagung. Pada poros berulir terdapat alat pengatur jarak kerenggangan kedua
2.3 Resume Jurnal dan Aplikasi Alat dalam Agroindusti
DESIGN AND FABRICATION OF CASSAVA LUMP BREAKING AND SIEVING MACHINE
Kerusakan mekanis selama panen dan pascapanen penanganan memberikan jalan untuk infeksi mikroba umbi-umbian dan dengan demikian membuat tanaman tidak cocok untuk penyimpanan jangka panjang. Nigeria adalah produsen terbesar singkong di dunia.
Produksinya saat ini diperkirakan sekitar 49 juta ton per tahun. Pengolahan singkong menjadi garri, tepung dan fufu melibatkan mengupas dan mencuci - menumbuk - dewatering / fermentasi - dehidrasi - pengayak - menggoreng - pendinginan - pengayak akhir dan pengepakan. Kerusakan pada singkong terbentuk selama proses pemecahan menjadi partikel yang lebih kecil untuk meningkatkan efisisensi pengayakan.
Mesin terdiri dari komponen-komponen berikut : hopper, throat, sieving chamber, discharge outlet, standing frame, electric motor seat, scrubbing rotor, breaking rotor, fixed spikes, sieving net and pulleys. Deskripsi dari berbagai komponen adalah : Standing frame, adalah unit utama dari mesin di mana semua komponen lain dari mesin didukung. Mesin ini dibuat menggunakan bahan dengan kekuatan tinggi untuk menahan getaran. The breaking head, alat ini terdiri dari main hopper, throat dan sieving cover. Alat ini menggunakan bahan dari 2mm lembaran logam baja ringan, besi sudut 50x50mm dan bar datar 18mm. The breaking rotor , yang terdiri dari poros penggerak, spike dan spike holder.Alat ini memiliki poros dengan panjang 25mm, pipa berdiameter 30mm dan 12mm batang.
Desain pertimbangan Dalam mengembangkan mesin, sejumlah faktor yang dipertimbangkan. Ini termasuk : Kekuatan bahan untuk fabrikasi, moisture content, ukuran dan bentuk dari bahan yang akan diproses, kebutuhan energi, dan bahan dari stainless untuk mencegah korosi.
Analisis desain dilakukan untuk menentukan parameter yang diperlukan untuk pemilihan kelas yang tepat dan ukuran bahan untuk pembuatan berbagai komponen yang digunakan.Untuk sdsain Hopper, Volume hopper diperkirakan 0.000038 m3. Untuk desain Rotor ini, Volume rotor dihitung untuk tujuan desain ini, dengan panjang silinder 343 mm dan jari-jari adalah 15 mm. Dengan demikian, volume rotor dievaluasi untuk menjadi 0.242x10-3 m3. Sedangkan untuk desain alat breaking rotor, digunakan delapan sikat penggosok. Oleh karena itu massa total rotor = massa alat scrubbing + massa penggosok = Kepadatan baja ringan, kg/m3
Pada penentuan diameter batang, poros mengalami kelenturan stres dan torsi dikenal sebagai stres gabungan. Tujuan perancangan poros adalah untuk membreakdown mesin
selama operasi dan hasilnya adalah dapat menahan tekanan selama operasi berlangsung. Poros ini dirancang untuk menjadi poros padat dan bahan yang dipilih adalah baja ringan.
Sedangkan alat pulley merupakan elemen mesin dimana digunakan dalam transmisi dari mototr elektrik menuju poros sabuk. Untuk mesin ini, 3 pulley dengan ukuran berbeda dirancang menjadi 1 yang nantinya sangat dibutuhkan oleh motor elektrik, pemecah , dan unit pengayakan
Prisnsip kerja alat ini adalah, umbi singkong yang telah diparut dan ditekan dituangkan ke dalam hopper yang melewati bagian tengah alat sehingga melwati rotor, dan mendapatkan ukuran akhir. Pengumpulan bahan diayak kemudian dilakukan di outlet debit.
Pemecah gumpalan dan mesin ayak dirancang, sehigga pembuatan dan proses operasi dengan biaya relatif rendah. Bahan untuk fabrikasi mesin yang bersumber dari lokal yang membuat perawatan lebih mudah digunakan. Uji evaluasi kinerja dilakukan dengan menggunakan singkong parut setelah proses penekanan. Efisiensi mesin pemecah gumpalan dan mesin pengayakan menunjukkan bahwa efisiensi mesin meningkat dengan penurunan kecepatan untuk tingkat tiga pakan. Efisiensi tertinggi diperoleh pada pakan 2 kg/min tingkat dengan nilai 97% dan kecepatan optimum 265 rpm. Yang tertinggi sepanjang kapasitas yang diperoleh berada pada pakan 2 kg/min dengan nilai 1.91 kg/hr di 265 rpm
PENGUJIAN SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO PISAU HAMMER MILL PADA MESIN PENGGILING JAGUNG PT. CHAROEN POKPHAND INDONESIA
CABANG SEMARANG
Perusahaan pakan ternak merupakan salah satu industri yang paling startegis, karena industri tersebut yang akan menyuplai makanan yang dibutuhkan oleh hewan ternak. Industri tersebut memproduksi makanan ternak dari campuran berbagai jenis bahan baku. Mesin ini mempunyai suatu bagian yang berfungsi sebagai penghancur bahan baku, yaitu pisau hammer mill. Untuk proses penggilingan bahan baku pakan ternak tersebut digunakan alat yang disebut Hammer Mill. Mesin ini akan menghancurkan/menggiling bahan baku pakan ternak yang semula berbentuk butiran besar menjadi butiran kecil yang seragam. Alat ini bergesekan langsung dengan bahan baku sehingga akan mengalami keausan. Maka dibutuhkan pisau hammer mill yang mempunyai sifat mekanis yang sangat bagus. Untuk itu, diperlukan suatu penelitian tentang sifat-sifat dari pisau hammer mill.
Baja karbon tinggi mempunyai kandungan karbon 0,60 – 1,4%. Baja ini sangat keras, kuat, dan getas. Baja ini biasanya digunakan untuk pengerasan, penemperan, ketahanan keausan dan mata pahat yang tajam. Baja karbon tinggi setelah dibuat dalam bentuk barang
jadi, biasanya dilakukan perlakuan panas untuk menaikkan kekerasan, kekuatan dan ketahanan terhadap keausan.
Pada penelitian ini, dilakukan beberapa pengujian, yaitu: uji kekerasan, uji komposisi, dan uji mikrografi. Dari data di atas diperoleh nilai kekerasan terendah dari pisau hammer mill untuk arah membujur sebesar 57,5 HRC (605 HBN). Sedangkan nilai kekerasan terendah untuk arah melintang sebesar 58,5 HRC (624,5 BHN). Untuk minimal nilai kekerasan yang dibutuhkan pisau hammer mill adalah sebesar 55 - 60 HRC.
Dengan nilai kekerasan pisau hammer mill sebesar 57,5 – 63 HRC, maka nilainya melebihi nilai minimal kekerasan yang dibutuhkan pisau hammer mill. Nilai UTS dari pisau hammer mill lebih tinggi dari pada nilai UTS dari baja, dikarenakan pada pisau hammer mill mengandung unsur mangan (Mn) dan silikon (Si) yang cukup tinggi yang menambah kekuatan, sehingga menjadikan nilai UTS dari pisau hammer mill menjadi tinggi.
Berdasarkan hasil pengujian, komposisi pisau hammer mill mengandung karbon (C) sebesar 0,642%, maka pisau hammer mill termasuk dalam golongan baja karbon tinggi. Dan mengandung banyak campuran unsur lain dengan prosentase <2%, maka termasuk dalam golongan low allow steel.
Dari pengujian mikro, diperoleh bahwa struktur mikro dari pisau hammer mill adalah martensit. Nilai kekerasan dari pisau hammer mill didapat: 57,5 – 63 HRC. Dari konversi nilai kekerasan, didapat nilai UTS kira-kira mendekati 2283,9 MPa.
2.4 Pabrik Yang Menggunakan Alat Pengecilan Ukuran
Berikut ini adalah pabrik yang menggunakan mesin pengecilan ukuran :
PT. Haraka Kitri Endah Mojokerto. Pada pabrik ini menggunakan alat yang bernama Broen Paddle. Laporan Praktek Kerja Lapang ini berjudul Pengolahan Limbah Bubur Buah (Puree) Jambu Biji Merah. Laporan PKL ini disusun oleh Hoirun Nisak Mahasiswa Jurusan TIP universitas Brawijaya.
PG. Madukismo Yogyakarta. Pada pabrik ini merupakan pabrik yang memproduksi gula. Pabik ini menggunakan alat pengecil ukuran yang bernama Unigrator. Alat ini berfungsi sebagai pemukul, pemecah, dan penyayat tebu menjadi serpihan-serpihan kecil. Pabrik ini digunakan sebagai tempat untuk melakukan Praktek Kerja Lapang oleh Erina Yuniarti yang pada Laporan PKL nya berjudul Perencanaan Produksi Pada Proses Produksi Gula Di PG. Madukismo Yogyakarta.
Pabrik Gula Modjo Panggoon Tulungagung. Pada pabrik ini menggunakan alat pengecil ukuran yang yakni alat giling. Alat tersebut memiliki 4 unit gilingan, dimana pada setiap gilingan terdiri dari 3buah rol yaitu rol atas, rol depan dan rol belakang.
Alat ini berfungsi sebagai pemerah tebu untuk mendapatkan nira dari tebu. Pabrik ini digunakan sebagai tempat penelitian untuk menyusun skripsi oleh Mahasiswa TIP Universitas Brawijaya yang bernama Deta Meryani.
PT. Perkebunan Nusantara XII (Persero). PTPN XII ini terletak di Kebun Bantaran Blitar. Pabrik ini menggunakan alat pengecil ukuran yang bernama Rotervane. Alat ini berfungsi sebagai penghancur daun teh setelah proses pengayakan. PTPN XII ini merupan tempat untuk melakukan Praktek Kerja Lapang oleh mahasiswa TIP Universitas Brawijaya yang bernaa Fitria Ridiana.
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Size reduction adalah proses mengecilkan ukuran dari suatu komoditi pertanian untuk menghasilkan suatu produk dengan nilai mutu dan nilai tambah yang tinggi. Tujuannya yaitu untuk mempermudah dalam proses selanjutnya seperti untuk mempermudah dalam penyimpanan, mempermudah proses pengolahan maupun pengeringan, dan baik untuk pengekstrakan.
Penampilan kerja suatu mesin untuk mengecilkan ukuran suatu bahan ditentukan oleh kapasitas, tenaga yang diperlukan per satuan bahan, ukuran dan bentuk bahan sebelum dan sesudah pengecilan dan kisaran ukuran dan bentuk hasil akhir. Ukuran dan bentuk butir dalam massa bahan tergantung pada sifat fisik bahan, riwayat bahan dan metode pengecilan.
Dalam pengaplikasiannya dalam industri, Hammer Mill digunakan sebagai pengolah bahan-bahan yang akan dijadikan bumbu dan juga pelet ikan maupun dalam industri pembuatan tepung. Sedangkan Burr Mill digunakan untuk menggiling bahan-bahan atau mengecilkan ukuran bahan tersebut menjadi sesuatu yang dapat diolah kembali menjadi barang yang mempunyai nilai lebih, misalnya untuk menggiling singkong
3.2 Saran
Dalam penggunaan mesin-mesin pada proses dari hulu maupun hilir, hendaknya para pengguna harus memahami cara kerja maupun cara perawatan mesin-mesin tersebut agar tidak terjadi kesalahan pada proses kerja maupun produk hasil.
DAFTAR PUSTAKA
Adriansyah. 2010. Rekayasa Mesin Penggiling Jagung Jenis Burr Mill dengan Metode Dua Permukaan Plat Bergerigi. Jurnal Teknik Mesin. Vol. 7 No.2
Meryani, D. 2005. Analisis Pengendalian Kualitas Pada Penggilingan Tebu dengan Metode Peta Kendali di PG. Modjopangoong Tulungagung. Skripsi
Nisak, H. 2011. Pengolahan Limbah Bubur Buah (Puree) Jambu Biji Merah di PT.
Haraka Kitri Endah Mojokerto. Laporan Praktek Kerja Lapang
Ridiana, F. 2011. Sanitasi Fasilitas Produksi Teh Hitam di PT. Perkebunan Nusantara XII (Persero) Kebun Bantaran Blitar. Laporan Praktek Kerja Lapang
Subagio, D. 2011. Rancang Bangun Mesin Tepung Obat Tradisional dengan Penambahan Blower Penghisap Pada Ruang Giling. Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik. No. 25
Yuniarti, E. 2012. Perancangan Produksi Pada Proses Produksi Gula di PG. Madukismo Yogyakarta. Laporan Praktek Kerja Lapang
LAMPIRAN
