3 II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Botani Kacang Tanah
1. Kandungan Biji Kacang Tanah
Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) merupakan tanaman polong-polongan atau legum kedua terpenting setelah kedelai di Indonesia. Kacang tanah merupakan tanaman pangan berupa semak yang berasal dari Amerika Selatan, tepatnya dari Brazilia (Danarti dan Sri Najiyati, 1998).
Gambar 1. Biji Kacang Tanah Berpolong
Sebagai tanaman budidaya, kacang tanah terutama dipanen bijinya yang kaya protein dan lemak. Biji kacang tanah mengandung kadar lemak dan protein tinggi. Kandungan proteinnya sekitar 25-34%, terdiri dari asam-asam amino esensial seperti arginin, fenilalanin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, triptofan, dan valin. Kacang tanah mengandung anti oksidan, yaitu senyawa tokoferol, selain itu mengandung arakhidonat, dan mineral (Kalsium, Magnesium, Phosphor, dan Sulfur), serta vitamin (riboflavin, thianin, asam nikotinik, vitamin E, dan vitamin A). Kandungan lemaknya sekitar 16-50%, 76-86% di antaranya adalah asam lemak tidak jenuh seperti asam oleat dan linoleat (K Mutia, 2008).
Biji kacang tanah ini dapat dimakan mentah, direbus (di dalam polongnya), digoreng, atau disangrai. Di Amerika Serikat, biji kacang tanah diproses menjadi semacam selai dan merupakan industri pangan yang menguntungkan. Produksi minyak kacang tanah mencapai sekitar 10% pasaran minyak masak dunia pada tahun 2003 menurut FAO. Selain dipanen biji atau polongnya, kacang tanah juga dipanen hijauannya (daun dan batang) untuk makanan ternak atau dijadikan pupuk hijau.
4 2. Jenis dan Varietas Kacang Tanah
Dalam dunia tumbuh-tumbuhan, kacang tanah diklasifikasikan menjadi (Suprapto, 1993):
Kingdom : Plantae atau tumbuh-tumbuhan Divisi : Spermatophyta atau tumbuhan berbiji Sub Divisi : Angiospermae atau berbiji tertutup Kelas : Dicotyledoneae atau biji berkeping dua Ordo : Leguminales
Famili : Papilionaceae Genus : Arachis
Spesies : Arachis hypogeae L.; Arachis tuberosa Benth.; Arachis guaramitica.; Chod & Hassl.; Arachis idiagoi Hochne.; Arachis angustifolia (Chod &Hassl) Killip.; Arachis villosa Benth.; Arachis prostrata Benth.; Arachis helodes Mart.; Arachis marganata Garden.; Arachis namby quarae Hochne.; Arachis villoticarpa Hochne.; Arachis glabrata Benth.
Di Indonesia menurut hasil penelitian dikenal empat macam varietas unggul yaitu, varietas gajah, banteng, macan, dan kijang. Varietas kijang mempunyai kandungan minyak terbesar yaitu 49,9% dari berat daging. Di beberapa daerah, nama lain dari kacang tanah adalah kacang una, suuk, kacang jebrol, kacang bandung, kacang tuban, kacang kole, kacang banggala sedangkan dalam bahasa Inggris kacang tanah dikenal dengan nama “peanut” atau “groundnut” (Danarti dan Sri Najiyati, 1998).
5 Tabel 1. Deskripsi Varietas Unggul Kacang Tanah
Gajah Macan Banteng Kijang
Umur matang (hari) 100 100 100 100
Berat 100 biji (gram) 53 47 48 49
Warna biji Merah muda Merah muda Merah muda Merah muda
Kadar lemak (%) 48 47 48 49
Kadar protein (%) 29 30 28 29
Hasil (ton/ha) (%) 29 30 28 29
Randemen biji dari polong 1.6-1.8 1.5-1.8 1.5-1.8 1.2-1.8 Sumber: Anonim, 1997
Kacang tanah budidaya dibagi menjadi dua tipe: tipe tegak dan tipe menjalar. Tanaman ini adalah satu di antara dua jenis tanaman budidaya (yang lainnya adalah "kacang bogor", Voandziea subterranea) yang buahnya mengalami pemasakan di bawah permukaan tanah. Jika buah yang masih muda terkena cahaya, proses pemasakan biji terganggu.
Varietas-varietas kacang tanah unggul yang dibudidayakan para petani biasanya bertipe tegak dan berumur pendek (genjah). Varietas unggul kacang tanah ditandai dengan beberapa karakteristik , diantaranya daya hasil tinggi, umur pendek (genjah) antara 85-90 hari, produkivitas hasilnya stabil, tahan terhadap penyakit utama (karat dan bercak daun), toleran terhadap kekeringan atau tanah becek. Selain empat varietas kacang tanah di atas, ada beberapa varietas kacang tanah lain di Indonesia yang terkenal, yaitu:
a) Kacang Brul, berumur pendek (3-4 bulan). b) Kacang Cina, berumur panjang (6-8 bulan).
c) Kacang Holle, merupakan tipe campuran hasil persilangan antara varietas varietas yang ada. Kacang Holle tidak bisa disamakan dengan kacang “Waspada” karena memang berbeda varietas.
Kesesuaian lingkungan usaha tani kacang tanah antara 1-500 m dpl. Kacang tanah berguna untuk membantu menyuburkan tanah, karena pada akarnya terdapat bakteri rhizobium yang dapat memperkaya kandungan nitrogen tanah.
6 3. Pemanenan
Panen merupakan salah satu tahapan yang sangat penting karena berpengaruh terhadap kualitas produk. Penentuan waktu panen kacang tanah sangat kritis karena berkaitan langsung dengan tingkat kualitas dan kuantitas yang dihasilkan. Pada tanah yang berstruktur berat pemanenan yang dilakukan akan lebih sulit. Disamping itu, biji yang dihasilkan kecil-kecil dan banyak bercampur tanah (Suprapto, 1993).
Kacang tanah dapat dipanen apabila sebagian besar daun pada pertanaman mulai mengering dan luruh. Penentuan waktu panen dapat juga berdasarkan pada umur varietas yang ditanam. Selain itu, dapat dilakukan dengan cara mencabut sedikitnya sepuluh tanaman (tiap hektar) untuk dilihat ketuaannya. Polong yang telah tua ditandai dengan kulitnya yang keras, bijinya mengisi penuh dan kulit bijinya tipis.
Pemanenan yang dilakukan terlalu awal akan menghasilkan kacang tanah berkualitas rendah. Banyak polong yang belum masak dan biji yang kisut. Sebaliknya, pemanenan yang dilakukan terlambat maka akan menyebabkan biji busuk dan meninggalkan sisa-sisa polong di dalam tanah. Apalagi jika pemanenan dilakukan pada musim hujan semakin meningkatkan peluang terjadinya pembusukan sehingga dapat menurunkan kualitas dan kuantitas produksi. Lamanya waktu kacang tanah dapat dipanen berbeda-beda sesuai dengan jenisnya. Namun pada umunya kacang tanah dapat dipanen setelah berumur 100-120 hari.
Pada saat dipanen, kadar air biji kacang tanah antara 35%-50% basis basah dan dikeringkan dengan pengering buatan hingga mencapai kadar air sekitar 10%. Namun untuk penyimpanan diperlukan biji kacang tanah dengan kadar air antara 7%-8% (Woodroof, 1983). Hal ini dilakukan untuk menghindari tumbuhnya jamur yang dpat menghasilkan racun. Jamur ini akan tumbuh baik pada kondisi kladar air 12%-35% dan suhu 27o-38oC.
4. Pengolahan Pasca Panen
Pengolahan dan penanganan kacang tanah mentah menjadi kacang goreng mengalami berbagai proses sebagai berikut; kacang yang telah dipanen dirontokkan dan dibersihkan. Kemudian dikeringkan sampai kadar airnya 7-8
7 persen basis basah. Kacang tanah yang masih berpolong tersebut lalu disortasi sebelum dikupas kulit luarnya. Setelah kulit luarnya terkupas lalu disangrai terlebih dahulu dengan dengan panas dan waktu yang telah ditentukan. Kacang tanah kemudian dibersihkan dari kulit ari yang masih melekat melalui alat pengupas kulit ari kacang tanah yang akan dibuat. Kacang tanah yang telah bersih dari kulit arinya dapat dilakukan penanganan yang lebih lanjut seperti penggorengan ataupun pencampuran dengan bumbu dan bahan-bahan lain. Terakhir dilakukan proses pengemasan agar lebih awet dan tahan lama disimpan dan siap untuk dipasarkan. Urutan proses penanganan kacang tanah pasca panen dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 2. Bagan Proses Pengolahan Kacang Tanah (Woodroof, 1983)
5. Manfaat dan Kegunaan Kacang Tanah
Kacang tanah dapat dikonsumsi dalam berbagai bentuk, antara lain sebagai bahan sayur, saus, digoreng ataupun direbus. Sebagai bahan industri dapat dibuat
Panen Pemipilan Pengeringan Sortasi Kacang Tanah Gelondongan
Pengupasan Kulit Luar
Penyangraian
Pengupasan Kulit Ari
Penggorengan n
8 keju, mentega, sabun, permen, selai dan minyak. Daun kacang tanah dapat digunakan untuk pakan ternak dan pupuk. Hasil sampingan dari pembuatan minyak berupa bungkil dapat dijadikan oncom dengan bantuan fermentasi jamur (Suprapto, 1993)
Tabel 2. Nilai Gizi Kacang Tanah untuk Setiap 100 Gram Bahan
Kandungan Kacang Goreng Mentega Kacang Mentah
Kalori (kal) 585 589 687 Protein (g) 26 25.2 9.2 Lemak (g) 49.8 50.6 71.2 Karbohidrat (g) 18.8 18.8 14.6 Serat (g) 2.4 1.8 2.3 Abu (g) 3.8 3.7 1.6 Kalsium (g) 74 59 73 Vitamin A (SI) - - 130 Besi (mg) 2.1 1.9 2.4 Fosfor (mg) 401 380 289 Tiamin (mg) 0.32 0.12 0.86 Riboflavin (mg) 0.32 0.12 0.13 Niasin (mg) 17.2 14.7 9 Sumber: Anonim, 1973
B. Alat Penggiling Biji-Bijian
Cara untuk memecahkan bahan sangat tergantung dari sifat fisik bahan tersebut. Jika kandungan air atau minyak sedikit, maka bahan akan mempunyai sifat relatif keras dan rapuh. Untuk memecahkan bahan yang demikian dapat dengan memberikan gaya tekan atau gesekan pada bahan tersebut (Laniger dan Baverloo, 1975). Alat pengupas kacang tanah bervariasi dari penggunaan pengupas berbahan kayu sampai dengan mesin pengupas yang dilengkapi dengan alat pemisah kulit dan pengayak (Woodroof, 1983).
9 Ada beberapa tipe pemecah bahan (pengupasan) yang sering digunakan dalam industri pangan yaitu tipe roll, tipe gilingan palu, tipe piringan, tipe belt dan tipe bantingan ( Potter, J. R. , 1971).
1. Tipe Roll
Alat penggiling jenis ini menggunakan prinsip beban tekan. Roll yang digunakan dapat berjumlah satu atau dua buah. Prinsip kerjanya adalah gesekan antara dua bidang yakni bahan yang akan digiling dengan roll pengupas. Bahan yang akan digiling diletakkan diantara roll tersebut.
Contoh penggunaan tipe adalah pada penggiling gabah tipe rubber roll dan tipe engelberg. Tipe rubber roll menggunakan roll ganda sedangkan tipe engelberg menggunakan roll tunggal. Gambar alat tersebut dapat dilihat pada gambar berikut.
Roll tunggal Roll ganda
Gambar 3. Alat Pemecah Tipe Roll (Potter, J. R. , 1971) 2. Tipe Gilingan Palu
Prinsip kerja tipe ini adalah berdasarkan beban tumbukan (Potter, J. R. , 1971). Pecahnya bahan akibat tumbukan antara bahan dengan palu yang terbuat dari karet, kayu, besi, dua bilah batang pemukul yang dipasang tegak lurus atau pisau pencacah. Gambar tipe gilingan palu dapat dilihat pada gambar 4.
10 3. Tipe Piringan
Alat ini bekerja berdasarkan gesekan dua buah piringan (Potter, J. R. , 1971). Jenis pembebanannya adalah beban tekan. Jika hanya satu permukaan saja yang bergerak dalam arah yang gerak maka disebut tipe piringan tunggal, sedangkan jika kedua permukaanya bergerak dalam arah yang berlawanan disebut tipe piringan ganda.
Contoh penggunaan tipe ini adalah pada alat pengupas sekam tipe piringan (disk husker). Gambar alat tersebut dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Alat Pemecah Tipe Piringan (Potter, J. R. , 1971) 4. Tipe Banting
Pada alat penggiling tipe ini, penggilingan bahan dilakukan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan dari putaran rpm yang tinggi. Putaran piring yang tinggi menyebabkan bahan terpelanting dan menumbuk landasan banting. Gambar tipe banting dapat dilihat pada gambar 6.
11 C. Mekanisme Pengupasan Kulit Ari Kacang Tanah
Pada dasaranya, proses pengupasan kulit ari kacang tanah dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan kacang tanah yang bersih dan terpisah dari kulitnya sehingga bisa langsung digunakan untuk proses produksi. Pengupasan umumya dilakukan untuk kebutuhan bahan pangan.
Pengupasan kulit ari kacang tanah secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua metode yaitu dengan menggunakan tangan (manual) dan alat pengupas mekanik. Metode tradisional dengan menggunakan tangan masih banyak dilakukan oleh para petani. Metode ini dapat menghasilkan biji terkupas dengan persentase kerusakan yang kecil. Tetapi jika dilihat dari segi waktu dan tenaga tidaklah efisien yakni 4.2 kg/jam/orang, sehingga hanya digunakan pada industri rumah tangga (Hidayat dkk, 2002).
Namun jika menggunakan alat pengupas maka akan meningkatkan produktivitas menjadi lebih besar yakni sekitar 30 kg/jam.
1. Pemilihan Mekanisme Pengupas
Alat pengupas kacang tanah bervariasi mulai dari bahan kayu sampai dengan mesin pengupas dengan tenaga motor yang dilengkapi dengan pemisahan kulitnya. Adapun dalam proses pengecilan bahan yang mencakup pengupasan, peralatan yang digunakan tergantung dari tujuan pengecilan bahan dan sifat-sifat bahan yang akan diolah (Woodroof, 1983).
Proses pengupasan kulit ari kacang tanah dapat digunakan dengan alat pemecah tipe roll . Dilihat dari segi fisiknya, kacang tanah memiliki kandungan air atau minyak sedikit, maka bahan pangan tersebut akan mempunyai sifat relatif keras dan rapuh. Selain itu kulit ari kacang tanah bertekstur lembut dan tipis serta mudah mengelupas jika telah dilakukan penyangraian terlebih dahulu.
Sehingga untuk memecahkan bahan yang demikian dapat dengan memberikan gaya tekan atau gesekan pada bahan tersebut (Laniger dan Baverloo, 1975). Oleh karena itu maka dipilihlah alat pengupas tipe roll dengan menggunakan roll ganda.
Mekanisme pengupasan kulit ari dilakukan melalui proses penyangraian terlebih dahulu. Hal ini dilakukan untuk mengeringkan kulit ari sehingga mudah dikupas. Kulit ari kacang tanah termasuk ke dalam lapisan kulit lunak. Oleh
12 karena itu untuk biji yang berkulit lunak dapat dikupas dengan cara melakukan gesekan antara pengupas dengan biji kacang tanah tersebut.
Gambar 7. Sketsa Mekanisme Alat Pengupas
Gambar di atas menunjukkan mekanisme pengupasan kulit ari kacang tanah. Kacang tanah yang telah disangrai kemudian dikupas menggunakan dua buah roll yang bergerak berlawanan dengan kecepatan yang berbeda (1). Lalu kacang tanah yang telah selesai dikupas jatuh diantara roll sehingga terbebas dari kulitnya (2). Kulit ari kacang tanah dihembuskan dengan kipas/blower (4) sehingga yang didapat kacang tanah yang telah terpisah dengan kulitnya (3). 2. Prinsip Dasar Pengupasan
Di dalam menentukan mekanisme pengupasan kulit ari kacang tanah digunakan roll pengupas yang terhubung oleh poros. Roll ini berguna untuk melakukan gesekan langsung dengan kulit kacang tanah. Untuk mendapatkan hasil kupasan yang maksimal maka harus dipilih jenis dan bentuk dari permukaan roll yang digunakan.
Poros Bantalan
Roll pengupas
13 Selain itu perlu diperhatikan pula diameter roll yang digunakan untuk mengupas. Dirancang ukuran diameter dalam dan luar yang sesuai agar diperoleh hasil pengupasan yang efektif.
d1
d2 Gambar 9. Silinder Pengupas
Alat penggiling tipe roll ini menggunakan prinsip beban tekan atau gesekan. Roll yang digunakan dapat berjumlah satu atau dua buah. Prinsip dasar tipe ini adalah gesekan antara dua bidang dimana bahan yang akan digiling berada ditengah-tengahnya. Bidang gesek tersebut dapat berupa dua buah roll (ganda) yang berputar berlawanan arah atau satu buah roll (tunggal) dan satu bidang lengkung dimana dalam hal ini yang bergerak hanya roll saja.
Untuk menggerakkan roll pengupas digunakan poros yang dihubungkan ke engkol. As atau poros adalah pusat atau sumbu dari suatu lingkaran atau roda kendaraan bermotor ataupun tidak bermotor. Pada roll pengupas, as dilengkapi dengan bantalan agar putarannya menjadi licin. Pada alat ini, as mempunyai fungsi yaitu untuk memutar roller, dimana as roda dihubungkan dengan roll pengupas. Sedangkan bantalan berfungsi untuk tempat berputarnya poros sehingga tidak bergerak-gerak.
D. Gaya
Gaya dapat didefinisikan sebagai aksi sebuah banda terhadap benda yang lainnya. Gaya adalah besaran vektor, karena efek yang ditimbulkannya bergantung pada besar dan arah (Suastawa, dkk, 2004). Sebuah benda dalam keadaan diam atau bergerak pada kecepatan tetap berarti resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol (Hukum Newton I). Dengan demikian
14 dapat diartikan pula bahwa sebuah benda yang mengalami percepatan (kecepatan tidak konstan) maka resultan gaya yang bekerja tidak sama dengan nol. Percepatan benda tersebut berbanding lurus dengan gayanya sedangkan massa bendanya berbanding terbalik dengan percepatan yang dialaminya (Hukum Newton II). Hal tersebut dapat dituliskan pada persamaan:
F = m.a ………. (1) Dimana: F = gaya (N)
m = massa benda (kg) a = percepatan (m/s2)
E. Gesekan
Gesekan terjadi jika dua buah permukaan suatu benda saling bersentuhan. Terdapat dua jenis permukaan kontak antara benda tersebut, yaitu permukaan licin dan kasar. Pada saat gaya bekerja pada suatu objek menyebabkan benda tersebut meluncur di atas permukaan objek. Tahanan atau hambatan ini disebut dengan gaya gesek.
Jenis gesekan yang paling umum yaitu gesekan kering, yang terjadi ketika permukaan dua benda padat yang tidak terlumasi saling kontak dan ada dalam kondisi saling bergeser atau memiliki kecenderungan untuk bergeser satu dengan lainnya. Sebuah gaya gesek yang berimpit dengan permukaan kontak akan terjadi baik pada interval waktu akan mulai bergeser maupun pada waktu sedang bergeser. Arah gaya gesek ini selalu berlawanan denga gerakan atau gerakan yang akan terjadi (Suastawa, dkk, 2004).
Suatu balok (gambar 10) dengan massa m diletakkan di atas permukaan datar dan diasumsikan permukaannya kasar. Diberikan gaya horisontal F yang terus meningkat untuk menggerakkan balok dengan kecepatan tertentu. Gaya gesek yang diterima oleh bidang datar dari balok dinamakan . Gaya gesek yang terjadi selalu berlawanan dengan arah gerakan benda. Ada juga gaya normal (N) dan gaya total R yang diterima permukaan balok, yang merupakan resultan dari N dan . Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
15 mg
F F
N R
Gambar 10. Diagram Benda yang Mengalami Gaya Gesek (Suastawa, dkk, 2004)
F. Koefisien Gaya Gesek
Koefisien gesek statis didapat dari perbandingan antara gaya meluncur dan gaya normal (N) pada saat gesekan baru akan terjadi. Percobaan sederhana dapat dilihat pada penggunaan sebuah balok di atas bidang miring dengan sudut kemiringan tertentu (θ) yang dinaikkan secara perlahan-lahan sampai balok tersebut bergerak meluncur.
Gambar 11. Sketsa Balok pada Bidang Miring (Suastawa, dkk, 2004) Mengacu pada bagan diagram bebas di atas maka dapat diketahui bahwa:
= µ N = µ (w sin θ) ……….. (2) N = w sin θ ……….…... (3) Dimana : = gaya gesek (N) µ = koefisien gesek w = berat benda (N) N = gaya normal (N) θ = kemiringan sudut (o ) m
16 G. Efektivitas Pengupasan
Nilai efektivitas pengupasan tertinggi akan didapat berdasarkan kadar air yang optimum. Efektivitas alat dapat dihitung dengan persamaan berikut (Siti Muslihah, 1998). % 100 x Bt Btp Bt ……… (4) Keterangan : = efektifitas penguypasan (%)
Bt = berat kacang tanah yang akan dikupas (gram) Btp = berat kacang tanah yang tidak terkupas (gram) H. Efisiensi Pengupasan (Presentase Pecah dan Utuh)
Efisiensi pengupasan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut (Siti Muslihah, 1998) : % 100 x Btk Bpc Pc ……….. (5)
Keterangan : Pc = presentase kacang tanah pecah (%) Bpc = berat kacang tanah terkupas pecah (gram)
Btk = berta total kacang tanah terkupas (gram) I. Kapasitas Pengupasan
Kapasitas pengupasan dapt dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini (Siti Muslihah, 1998) :
tp Bt
K ……….. (6)
Keterangan : K = kapasitas pengupasan (kg/jam)
Bt = berat kacang tanah yang akan dikupas (gram) tp = waktu total proses pengupasan 9menit)
