PERANGANGAN DAN PENGUJIAN PERFORMANSI
PROTOTIPE ALAT PENGADUK DODOL.
Oleh
DJAROT HANDOKO
F
25.02141 9 9 2
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTlTUT PERTANIAN BOGOR
Djarot Handoko. F25.0214. Perancangan dan Pengujian Perfor-
m a n s i Prototipe AZat Pengaduk Dodol. Dibawah bimbingan Dr.Ir. Hadi X. Purwadaria.
..
Penqqunaan teknologi atau mekanisasi pada bidanq perta- nian, merupakan suatu cara untuk mencapai swasembada panqan pada tahap tingqal landas. Industri bahan panqan di Indone- sia dituntut untuk meningkatkan mutu dan efisiensi dalam peraqaman suatu produk pangan, khususnya produk pangan tradi- sional.
Prototipe dari aLat pengaduk dodol, adalah merupakan
suatu alternatif pemecahan terhadap pengembangan produk
panqan tradisional. Pada proses pembuatan dodol, pengadukan atau pencampuran merupakan masalah yanq utama, oleh karenanya prototipe alat ini dapat dimanfaatkan dan dikembangkan $ada pabrik dodol, yang umumnya terdapat di Garut, Jawa Barat.
Penelitian ini bertujuan untuk membuat prototipe alat pengaduk dodol, serta melakukan ujicoba terhadap alat terse-
but. Dan tindak lanjut dari prototipe ini dapat diqunakan
dan dikembanqkan pada industri panqan tradisional, dodol pada khususnya.
Menurut funqsinya alat penqaduk ini dibagi menjadi enam
bagian urrana, yaicu : (1) pemanas, sehaqai
dalam pemasakan bahan pangan yanq terdapa
I , , : :. .<
' 4 ', & " , r .:,,
;.
\ +A$(2) wadah atau wajan, sebagai penampung bahan pangan yang akan diaduk dengan memperhatikan mutu bahan tidak korosif,
dan mudah dibersihkan; (3)
.
pengaduk, untuk mengalirkan.
bahan pangan pada wadah; (4) kerangka, sebagai penopang
motor penggerak, wadah, dan sistem transmisi; (5) sumber
tenaqa dari motor penggerak, Honda C 7 0 dengan daya 1
-
1.5 HP;(6) sistem transmisi tenaga, untuk menyalurkan tenaga dari
mesin penggerak ke pengaduk.
Prototipe dari alat pengaduk dodo1 ini telah dirancang dan dibuat di Bengkel Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknolo- gi Pertanian, IPB. Pengujian terhadap alat pengaduk dilaku- kan di Pabrik Dodol Olympic, Garut, Jawa Barat.
Perlakuan yang diberikan saat pengujian performansi meliput tiga tingkat kecepatan ( 2 0 rpm, 3 0 rpm, dan 40 rpm)
dan tiga tingkat kapasitas bahan (2 kg, 3 kg, dan 4 kg)
sekali proses. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Ran-
cangan Acak Lengkap (RAL) dengan 'percbbaan f aktogial, yaitu
kombinasi perlakuan kecepatan dan kapasitas bahan dengan dua kali ulangan.
Uji organoleptik yang dilakukan terhadap hasil adalah uji kesukaan dengan skala hedonik terhadap rasa, warna, dan
kekenyalan yang dilakukan oleh 1 2 orang panelis yang terdiri
dari 5 orang karyawan Pabrik Dodol Olympic dan 7 orang maha-
siswa S-1. Hasil penilaian menunjukkan nilai yang bervariasi
dari sangac tiaak suka ninyga sanyat suka. Seianjutnya
dilakukan uji tekstur dengan penekanan oleh alat penetrometer merk Instron.
..
Prototipe alat pengaduk dodol menghasilkan mutu dodol yang baik, dengan nilai 12.26 dari hasil uji organoleptik, pada putaran pengadukan 20 rpm dan kapasitas 4 kg, serta nilai kekerasan 0.265 kg/mm/lO detik yang mendekati produk
industri dodol rumah tangga merk Olympic dengan nilai keke- rasan 0.317 kg/mm/lO detik.
Biaya pengadukan yang dibutuhkan alat pengaduk mekanis berkapasitas 4 kg, adalah Rp 579.91/kg dan untuk alat penga- duk tradisional berkapasitas 60 kg, adalah Rp 60.74/kg.
Industri dodol rumah tangga dapat menggunakan dan
mengembangkan lebih lanjut alat pengaduk mekanis yang menggu- nakan motor bensin ataupun listrik, sebagai usaha untuk menggantikan cara pengadukan tradisional. Penelitian lebih
,
lanjut untuk penyempurnaan alat ini perlu ditingkatkan, seperti dalam kapasitas wadah dan pengaduk yang lebih besar, yaitu 60 kg sekali proses, pengujian dengan menggunakan variasi kecepatan yang beragam, dan alternatif penggerak tenaga dengan menggunakan motor listrik.
PERANCANGAN DAN PENGUJIAN PERFORMANSI PROTOTIPE ALAT PENGADUK DODOL
DJAROT HANDOKO
F25.0211
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
pada Jurusan Mekanisasi Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1992
JURUSAN MEKANISASI PERTANIAN FAKULTAS TEIGUOLOGI PERTANIAN
ii\l;siiitii PERiAiUiAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PERANCANGAN DAN PENGUJIAN PERFORMANSI PROTOTIPE A L Y PENGADUK DODOL
SXRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjand Teknologi Pertanian
pada Jurusan Mekanisasi Pertanian
Oleh
DJAROT HANDOKO F25.0214
dilahirkan tanggal 25 Mei 1970 di Jakarta
Disetujui,
KATA PENGANTAR
Ucapan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha
..
Esa, karena berkat rahmat-Nya maka tugas akhir dan penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi ini disusun b,erdasarkan hasil penelitian selama empat bulan di Bengkel Mekanisasi Pertanian, Institut Perta- nian Bogor; Pabrik Dodol Olympic, Garut; dan laboratorium FTDC, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimaka-
sih yang tak terhingga kepada :
1. Dr. Ir. Hadi K. Purwadaria selaku dosen pembimbing
yang telah memberikan petunjuk serta bimbingan selama penelitian dan penyusunan skripsi ini.
2. Ir. Suroso dan Ir. Usman Ahmad selaku dosen peng-
uji I1 dan 111.
3. Staf dan karyawan Bengkel Mekanisasi ~ertanian, ke-
luarga Kang Yudi dan karyawan Pabrik Dodol Olym- pic, serta FTDC yang telah memberikan tempat dan fasilitas selama penelitian.
4. Bapak, Ibu, kakak, dan adik tercinta.
5. Kalis, Edwin, Sidik, Agus, Arya, Gunawan, Torang,
Nding, Hapsoro, Lulu, Bagar, Simo, dan rekan-rekan
di Gilang Kencana, serta warga Mbegedek di Soka S
yang telah membantu daiaz duk~.-i9&~.1 untuh penynsG- nan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan. Dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
-.
Bogor, September 1992
DAFTAR IS1 Halaman KATA PENGANTAR
...
. .
DAFTAR TABEL...
...
DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN...
t...
I.
PENDAHULUAN...
A.
LATAR BELAKANG...
B.
TUJUAN PENELITIAN...
I1.
TINJAUAN PUSTAKA...
A.
MEKANISME PENGADUKAN...
B
.
SIFAT FISIK DODOL...
C
.
PANGAN SEMI BASAH...
D
.
TIPE ALAT PENCAMPUR...
I11
.
PENDEKATAN DISAIN...
A
.
DISAIN FUNGSIONAL...
1.
Pemanas...
2.
Wadah...
3.
Pengaduk...
4.
Kerangka...
5.
Sumber Tenaga...
6.
Sistem Transmisi...
B.
DISAIN STRUKTURAL...
1
.
Konstruksi Kerangka Alat...
...
2.
Motor Penggerak 3.
Konstruksi Pemanas...
vii xii xiii4
.
Konstruksi Pengaduk...
5
.
Konstruksi Sistim Transmisi...
...
6.
Konstruksi Wada4IV
.
BAHAN DAN METODE PERCOBAAN...
...
.
A BAHAN DAN ALAT
B
.
ANALISIS TEKNIK KEBUTUHAN TENAGA...
1
.
Kebutuhan Tenaga Pengadukan...
2
.
Kehilangan Tenaga Pada Bearing...
3
.
Kehilangan Tenaga Pada Rantai...
C
.
ANALISIS BIAYA EKONOMI...
D
.
METODE PENGUJIAN...
...
.
1 Prosedur Pengujian...
.
2 Uji Organoleptik 3.
Uji Tekstur...
V
.
HASIL DAN PEMBAHASAN...
A
.
PEMBUATAN ALAT...
I
B
.
PENGUJIAN DAN PERFORMANSI ALAT...
...
C.
UJI ORGANOLEPTIK 1.
Rasa...
2.
Warna...
3.
Kekenyalan...
...
.
D UJI TEKSTUR E.
ANALISIS BIAYA...
.
...
1 Biaya Tetap Mekanis
3
.
Biaya Tetap TradisionaL...
554
.
Biaya Tidak Tetap Tradisional...
56VI
.
KESIMPULAN DAN SARAN...
58..
A.
KESIMPULAN...
58...
.
B SARAN 59 LAMPIRAN 1...
61...
LAMPIRAN 2 62...
LAMPIRAN 3 63 LAMPIRAN 4...
64...
LAMPIRAN 5 65...
LAMPIRAN 6 66...
LAMPIRAN 7 67 DAFTAR PUSTAKA...
73DAFTAR TABEL
..
.
Halaman Tabel 1. Hasil hubungan antara jumlah bahan,kecepatan, tenaga, waktu, dan kebutuhan bahan bakar dalam proses pemasakan dan
pengadukan
...
I . . . 3 6 Tabel 2. Jumlah hasil organoleptik dodo1...
47 Tabel 3. Nilai hasil olahan data organoleptik...
49 Tabel 4. Hasil nilai uji tekstur denganDAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1
.
Gambar 2.
Gambar 3.
Gambar 4.
Gambar 5.
Gambar 6.
Gambar 7.
Gambar 8.
Gambar 9.
Gambar 10.
Gambar 11.
Gambar 12.
Gambar 13.
Gambar 14.
Gambar 15.
Gambar 16Bagan kedudukan industri pangan dalam
industri kecil
...
2...
Skema pembuatan. dodo1 6
Alat pengaduk dodol tradisional. dengan tungku api yang telah menggunakan gas
elpiji
...
7Pencampur panci
...
10...
Pencampur dengan pisau-Z 11
...
Gambar perspektif alat pengaduk dodo1 12
...
Skema aliran bahan yang terjadi 14
...
Konstruksi pengaduk 20
Susunan rantai sproket dan gear kerucut
...
lurus yang dihubungkan dengan poros 21
Alat pengaduk dodol tampak depan dan
belakang
...
37...
Alat pengaduk dodo1 tampak samping 3 8
Pemasakan santan pada awal pembuatan
dodo1
...
40Terjadinya mata ula
...
40Pemberian gula putih. untuk menghasilkan
dodo1 warna putih
...
41Pemberian gula merah. untuk menghasilkan
dodo1 warna coklat
. . .
41 Pemberian lemak sapi dan vanili sebagaipengharum rasa
...
42Gambar 18. Penampakan dodol dengan jumlah bahan
2 kg dan variasi kecepatan
...
48 Gambar 19. Penampakan dodol dengan jumlah bahan...
3 kg dan variasi kecepatan 48 Gambar 20. Penampakan dodol dengan jumlah bahan
...
4 kg dan variasi kecepatan 4 9 Gambar 21. Penampakan dodo1 pada kecepatan 2 0 rpm
..
5 1Gambar 22. ~ r a f i k hubungan antara nilai uji penetrometer uji organoleptik, dan
...
DAFTAR LAILIPDIIAN
-.
.
HalamanLampiran 1. Gambar teknik alat pengaduk dodo1
...
6 1Lampiran 2. Bahan-bahan yang digunakan dalam
...
pembuatan alat' pengaduk dodo1 62
Lampiran 3. Contoh daftar nilai panelis terhadap
...
tes ~rganoleptik dodo1 6 3
Lampiran 4. Hasil olahan data tes orqanoleptik
berdasarkan hedonik untuk rasa
...
6 4Lampiran 5 . Hasil olahan data tes orqanoleptik
...
berdasarkan hedonik untuk warna 6 5
Lampiran 6 . Hasil olahan data tes orqanoleptik
berdasarkan hedonik untuk kekenyalan
. . .
66....
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
..
Usaha penqadaan pangan merupakan masalah utama pada banyak neqara di dunia, terutama di neqara berkembanq seperti Indonesia. Indonesia sebaqai neqara yanq sedanq membanqun untuk kesejahteraan masyarakatnya, saat ini telah menginjak pada PELITA V atau dikenal denqan tahap tingqal landas. Teknologi atau mekanisasi dalam pertani- an, adalah merupakan suatu cara yanq diqunakan untuk mencapai swasembada panqan pada tahap tinqqal landas.
Teknoloqi atau mekanisasi pada bidanq pertanian yang diterapkan di Indonesia perlu dipilih berdasarkan
kelayakannya, karenanya perlu bersifat (1) mempertahankan
dan memperluas lapangan kerja, (2) mengembanqkan praktek
yang meninqkatkan mutu produksi, (3) memperqunakan dan
I
merancanq alat produksi yanq bersifat padat karya, inves- tasi modal rendah, kuat dan mudah dalam perawatan dan perbaikan.
Industri bahan panqan berfunqsi untuk mempertahankan nilai .pakai, meninqkatkan nilai qizi, dan memudahkan penyebaran pangan. Dalam Repelita V ini, pengembangan industri panqan tetap diarahkan untuk mengatasi lapanqan kerja, penyediaan bahan panqan yanq bermutu tinqqi, dan untuk menunjang pemerataan pendapatan.
Winarno dkk (1980), menyebutkan bahwa industri pangan mencakup kegiatan produksi bahan mentah, kegiatan
pengolahan dan kegiatan distribusi. Kegiatan pengolahan
. .
merupakan' kegiatan inti dari kegiatan teknologi pangan
lainnya, karena kegiatan ini terdiri dari beberapa
proses, seperti pembersihan, pemilihan, penanganan,
penggilingan, pengeringan, pendinginan, pemanasan, pemi- sahan, dan pencampuran. Kegiatan ini dapat diterangkan
dalam Gambar 1.
Proses pengadukan merupakan salah satu unit proses
yang penting dalam pengolahan produk pangan. Proses
pengadukan ini banyak dilakukan antara lain dalam
pembuatan makanan tradisional; seperti dodol, wajit, sagon dan sebagainya, juga dalam pembuatan tepung makanan bayi, roti dan kue, dan sebagainya.
Industri kecil
.
I
Iproses
-
pembersihan-
penggilingan-
pemanasan-
pemilihan-
pengeringan-
pemisahan-
penangan-
pendinginan-
pencampuran1
r I I I
Industri Industri Industri Industri Industri
alat ru- tekstil pangan kerajinan alat per
Gambar 1. Bagan kedudukan industri pangan dalam industri
kecil
mah tangga tradisional tangan tanian
I I I
Kegiatan Kegiatan Kegiatan
produksi pengolahan distribusi
bahan mentah pangan
Masyarakat Indonesia mempunyai banyak jenis makanan tradisional yang dibuat dari bahan kering berbentuk tepung atau butiran, yang diberi bahan isian, seperti
.
.
sagon, dodol, wajik, krasikan, dan sebagainya. Dalam
meningkatkan mutu makanan tersebut yang termasuk dalam katagori bahan pangan semi basah perlu dikembangkan suatu prototipe alat pengaduk yang tetap mempunyai nilai kuali- tas dan ekonomis yang sama atau lebih baik dari nilai
tradisional yang sejauh ini banyak digunakan.
B. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat prototipe alat pengaduk dodol, serta melakukan ujicoba dari alat tersebut. Tindak lanjut dari prototipe ini diharapkan dapat digunakan dan dikembangkan oleh industri pa-ngan tradisional, khususnya dodol.
11. TINJAUAN PUSTAKA
A. MEKANISME PENGADUKAN
.
.
Mencampur adalah suatu operasi yang menggabungkan dua macam atau lebih komponen bahan yang berbeda hingga tercapai suatu keseragaman. Teori tentang pencampuran bahan yang sistematik dan kuantitatif masih sulit dan kompleks tetapi secara empiris telah berkembang dan
umumnya sederhana (Leniger, 1975).
Prinsip pencampuran bahan banyak diturunkan dari
prinsip mekanika fluida dan perpindahan bahan., karena
pencampuran bahan akan ada bila terjadi gerakan atau perpindahan bahan yang akan dicampur baik secara horison- tal ataupun vertikal (Raymond dan Donald, 1962). Ada dua
jenis pencampuran, yaitu (1) pencampuran sebagai proses
terminal sehingga hasilnya, merupakan,suatu bahan jadi
yang siap pakai, dan (2) pencampuran merupakan proses pelengkap atau proses yang mempercepat proses lainnya seperti pemanasan, pendinginan, atau reaksi kimia.
Pada proses pencampuran diharapkan tercapai suatu
derajat keseragaman tertentu. Derajat keseragaman ini
berbeda-beda tergantung pada tujuan pencampuran, yaitu keseragaman dalam konsentrasi satu macam bahan atau lebih, keseragaman suhu, atau keseragaman sifat fisik tepung ( k e t a n )
.
P e n c a m ~ u r a n ini dapat t e r j a d ia n t a r a bahan s o l i d - s o l i d , s o l i d - l i k u i d , s o l i d - g a s , l i k u - i d - l i k u i d , l i k u i d - g a s , d a n g a s - g a s . T i a p j e n i s bahan pencampur m e m i l i k i masalah yang b e r b e d a , d a n pada penga-
. .
dukan dodo1 i n i a d a l a h pencampuran a n t a r a bahan p a d a t dan c a i r yanq d i s e r t a i denqan p r o s e s pemanasan. Masalah yang a d a pada pencampuran j e n i s i n i d a p a t t e r j a d i penggumpalan k a r e n a t e g a n g a n permukaan yanq t i d a k sama, s e h i n g g a s o l i d t i d a k t e r c a m p u r merata dalam l i k u i d .
SIFAT FISIK DODOL
Dodol, a d a l a h produk makanan yang mempunyai n i l a i
a k t i v i t a s a i r (Aw) r e n d a h , b i a s a n y a t e r b u a t d a r i campuran t e p u n g , q u l a , dan bahan pembantu s e h i n g g a d i p e r o l e h produk yang p l a s t i s , p a d a t dan mempunyai d a y a t a h a n simpan yang r e l a t i f lama. Dodol t e r m a s u k j u g a j e n i s Pa- ngan Semi Basah (PSB).
Panqan semi basah mempunyai b e b e r a p a k e u h k a k t e r - s e n d i r i dalam h a 1 keawetannya. S i f a t produk i n i d a p a t
mengawetkan s e n d i r i dengan k o m p o s i s i kandunqannya.
Keawetan pangan semi b a s a h d i t e n t u k a n o l e h k a d a r a i r dan
Aw yang dikandunqnya. Menurut K a r e l (1976), k a d a r a i r
PSB a d a l a h 10-40 p e r s e n dan a k t i v i t a s a i r - n y a a n t a r a 0.60-0.90. Pada panqan semi b a s a h kedua h a 1 i n i mempu- n y a i penqaruh yang p e n t i n g .
Pacia s a a t i n i i n a u s t r i k e r a j i n a n a o d o i l e b i n banyaK b e r s i f a t i n d u s t r i rumah t a n q g a d a n hanya b e b e r a p a s a j a
yang telah berskala industri besar. Industri ini umumnya terdapat di pulau Jawa, terutama di Jawa Barat dengan
produksi rata-rata 224.75 tonltahun (BPS, 1987).
Dodo1 yang lebih dikenal, adalah dodol dengan ba- han baku tepung beras ketan, santan kelapa, dan gula. Sedangkan untuk dodol buah, menggunakan bahan isian utama buah dan gula. Untuk memperjelas proses pembuatan dapat
dilihat pada Gambar 2 berikut.
kelapa ketan
I
santan tepunq
I
I
dimasak sampai campur rata dengan
I
terbentuk mata ula santan encer
I
Ilanjutkan pengadukan dengan api sedang sampai gelatinisasi
pati
dapat ditambah bahan isian (halus)
penambahan gula dan
' garam I
dipanaskan dan diaduk hingga setengah matang
I
penambahan margarinpenambahan rasa (vanili) diaduk dan dimasak
sampai matang
I
lain dan didinginkan
(24 jam)
I
dicetak/dipotong I I pengemasankot. : W ~ k t 7 ~ pnzz"zsaz p r o s a s sz:az,a 2
-
3 )am.Sejauh
ini
industri pembuatan dodol ini belum banyak menggunakan tahapan mekanis, umumnya masih secara tradi- sional, yaitu dengan cara manual atau menggunakan tenaga.
.
manusia. Pengadukan adalah yang termasuk dalam kerja
secara manual, ha1 ini dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Alat pengaduk dodol tradisional, dengan tungku
api yang telah menggunakan gas elpiji.
PANGAN SEMI BASAH
Pangan semi basah bukanlah suatu barang baru,karena secara tradisional telah banyak dilakukan sejak dahulu. Prinsip pengolahan panyan seml basah adalah aengan menu- runkan aktivitas airnya sampai tingkat mikroba patogen
dan pembusuk tidak dapat tumbuh, tetapi kandungan airnya masih cukup sehingga bisa dimankan tanpa rehidrasi dan cukup kering sehingga stabil selama penyimpanan (Leistner
dan Rodel, 1976)
kadar air 10-40 persen tidak efektif untuk pertumbuhan
bakteri, karena bakteri dan khamir yang bersifat patogen
tumbuh pada Aw diatas 0.90. Hal ini merupakan keuntungan
dalam pengolahan panagn semi basah, kestabilannya terha- dap pertumbuhan mikroba menyebabkan produk ini tahan
disimpan tanpa mengalami proses pengawetan seperti pen-
dinginan, sterilisasi, dan pengeringan. Senyawa humektan yang ada pada pangan semi basah seperti garam, gula, dan
polihidrat, bersifat higroskopis dan mampu menurunkan Aw
bahan pangan (Labuza, 1971).
Menurut Soekarto (1979), pangan semi basah tradi-
sional dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu golongan makanan hasil fermentasi seperti tape, kecap, tauco, petis, dan pike1 sayuran termasuk dalam golongan
pertama. Hasil olahan dengan garam atau gula seperti
telur asin, ikan pindang, dan manisan buah termasuk dalam golongan kedua. Hasil olahan tepung seperti dodo1 garut, wingko babat, pia, krasikan, onde-onde termasuk dalam golongan ketiga.
C . TIPE ALAT PENCAMPUR
Menurut Clarke (1959), alat pencampur ada dua macam, yaitu (1) tipe alat penca3pur dengan pengaduknya bergerak dan wadah diam, dan (2) tipe alat pencampur dengan penga- duknya diam sedang wadahnya bergerak. Raymond dan Donald (1962) menambahkan bahwa ada satu tipe lagi, yaitu gabun- gan antara kedua macam cara tersebut.
Raymond dan Donald (1962) membedakan alat pencampur
berdasarkan jenis bahan yang akan dicampurkan, yaitu :
1 Pencampur kering
-
proses tunggal berputar, tipedrum.
2. Pencampur kering
-
pengaduk berputar, tipe drum.3. Pencampur sentrifugal
-
kontinyu.4. Pencampur horisontal
-
tipe pita, pisau spiral.5. Pencampur kerucut
-
tipe ganda.6. Pencampur veqtikal
-
tip? elevator.7. Pencampur vertikal
-
tipe elevator spiral.8. Pencampur vertikal
-
tipe sentrifugal.9. Pencampur panci
-
tipe roda.lo. Pencampur panci
-
tipe bajak.Satu prinsip penerapan untuk mencampur bahan dengan viskositas yang tinggi dan berbentuk pasta adalah kinerja yang tergantung pada kontak langsung antara material pencampur dengan bahan yang akan dicampur. Untuk bahan
dengan viskositas tinggi dan bentuk pasta ini, banyak
menggunakan model pencampur seperti :
1. Pencampur tipe panci
.
.
2. Pencampur dengan pisau berbentuk Z
Untuk jelasnya dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5 berikut.
'Id lszct~onl
(a) Pengaduk bergerak, (b) Pengaduk diam de
-
dengan wadah diam ngan wadah bergerak
A. DISAIN FUNGSIONAL
.
.
Menurut fungsinya alat pengaduk ini dibagi menjadi
enam bagian utama, yaitu ; (l).pemanas, (2) wadah,
(3) pengaduk, (4) kerangka, (5) sumber tenaga, dan
(6) sistem transmisi. Keseluruhan fungsi ini saling
terkait untuk mendapatkan hasil yang dikehendaki. Gambar
perpektif alat dapat dilihat dalam Gambar 6.
Keterangan : . 1. Tempat pemanas 2. Dudukan wadah 3. Tempat pengaduk
.,.
. .
.
4. Kerangka 5. Dudukan mesin 6. Sistem transmisi1. Pemanas
Pemanas yang digunakan sebagai sumber energi dalam pemasak, adalah.'kompor minyak tanah merek Mawar dengan sistem pompa, yang mampu memasak bahan seba-
nyak 4 kg, dengan lama pemasakan lebih kurang 3 jam.
Besarnya api pada saat pemasakan tergantung pada kondisi kematangan bahan yang dibutuhkan. Api besar dibutuhkan pada awal proses pemasakan, yaitu pada pemasakan santan hingga terjadi proses gelatinisasi pati. Dan api kecil hingga sedang pada proses selan- jutnya.
2. Wadah
Wadah atau wajan sebagai tempat terjadinya
proses pengadukan mempunyai kapasitas untuk menampung
bahan sebanyak 4 kg, dan diameter.58 cm. Disamping
volume yang mencukupi, wadah harus mampu mempertahan- kan mutu bahan yaitu, tidak korosif, mudah dibersih- kan dan dipindah tempatkan.
3. Pengaduk
Pengaduk ini berfungsi untuk mengalirkan bahan pada wadah sehingga tercapai keseragaman tertentu. Tipe alat ini termasuk dalam tipe alat pengaduk ber gerak dengan wadah berbentuk pan yang diam.
Dengan bentuk menyerupai bajak singkal maka aliran bahan yang terjadi, adalah berputar dan memba-
lik. Untuk jelasnya dapat dilihat pada Gambar 7.
. .
(a) tampak atas (b) tampak samping
Gambar 7. Skema aliran bahan yang terjadi
4. Kerangka
Kerangka ini berfungsi untuk menopang motor penggerak, pengaduk, dan wadah, serta harus mampu menahan qaya yang terjadi akibat transmisi tenaga dan beban berat. Kerangka ini didisain sedemikian rupa sehingga tetap statis, dan mudah disusun.
Gambar 11 dan 12 menunjukkan penampakan kon- struksi alat tampak depan, belakang dan samping.
5. Sumber Tenaga
Sumber tenaga berfungsi sebagai penggerak dalam proses pengadukan. Tenaga dari motor penggerak untuk pengaduk ditransmisikan secara langsung dengan meng- gunakan as besi. Tenaga penggerak yang digunakan,
adalah mesin motor Honda C70, tahun 1976. Dengan
kapasitas mesin 70 cc dan daya 1
-
1.5 HP, diharapkan mampu menahan viskositas dodo1 yang semakin lama akansemakin tinggi.
6. Sistem Transmisi
Pemindahan daya sistem transmisi untuk menghu- bungkan daya dari mesin penggerak ke pengaduk, dengan
' mel'alui mekanrsme tersendiri sesuai dengan momen
puntir yang diperlukan oleh mesin yang digerakkan. Sistem transmisi diharapkan dapat menyalurkan kebutu- han tenaga sebesar-besarnya dengan kehilangan seke- cil-kecilnya.
Alat-alat transmisi daya dapat berupa :
1. Pemindah daya dengan ban.
m
.
P;,.;iiiGaX S s y a S e n y h r i rocia rantai.4. Pemindah daya dengan roda gigi.
5. Pemindah daya dengan poros ulir.
Berdasarkan pada cara pemindahan geraknya, pe- .
.
mindahan daya dengan alat-alat transmisi dapat dibe-dakan seperti pengelompokan sebagai berikut :
1. Pemindahan daya dengan gesekan terjadi karena a-
danya gesekan antara permukaan yang bersinggungan
dari alat transmisi. Besar kecilnya gesekan
tergantung pada kualitas permukaan dan tekanan
dari permukaan yang bersinggungan. Karenanya
pada sistem ini dapat terjadi slip, dan efisiensi pemindahan daya akan berkurang. Tetapi ini dapat
membatasi muatan lebih pada poros, sehingga
kerusakan alat transmisi dapat dicegah.
2. Pemindahan dengan roda bergigi, umumnya tidak
terjadi slip sehingga efisiensi pemindahan daya
I
dapat dianggap konstan, tetapi tidak memberikan keamanan pada muatan lebih.
Sistem tranmisi yang digunakan pada alat pengaduk dodo1 ini dengan menggunakan mekanisme rantai dan roda gigi kerucut lurus, untuk mendapatkan tenaga yang semaksimal mungkin.
B. DISAIN STRUKTURAL
Gambar 10 dan 11 menunjukkan bagian alat pengaduk dodo1 dengan bagian-bagian (1) kerangka alat, (2) motor
penggerak (3) pemanas, (4) pengaduk, (5) sistem trans-
misi, dan (6) wadah.
1. Kostruksi Kerangka Alat
Kerangka dibuat dari besi siku 0.050 m
x
0.050 mx
0.004 m, dengan susunan seperti pada Gambar 11, 12dan Lampiran 1. Kerangka sistem transmisi tenaga dan kerangka wadah dibuat dalam satu kesatuan kerangka dengan mekanisme yang mudah dibongkar dan dipasang untuk mempermudah perawatan.
Mekanisme penyambungan antar besi yang membentuk siku menggunakan pengelasan dan mur-baut untuk yang searah atau pemasangan suatu komponen.
2. Motor Penggerak
Penggunaan mesin Honda C70, adalah merupakan suatu alternatif dari pengganti dinamo listrik dan merupakan mesin yang mudah didapat dipasaran dengan
kapasitas cc yang kecil. Tenaga sebesar 70 cc dan
daya berkisar antara 1 hingga 1.5 hp yang dihasilkan c l e h mesin Sonda C 7 C , Ziqaaakan sakaqai p a n y g e r a k
Putaran pengadukan yang diharapkan dengan meng-
gunakan mesin penqgerak tipe ini, adalah 20, 30, 40
rpm. Untuk mempertahankan prestasi mesin, maka
digunakan kipas angin sebagai pendingin. Kapasitas
mesin besar dibandingkan dengan putaran pengadukan yang dibutuhkan akan mempengaruhi biaya produksi.
Mesin penggerak diletakan pada bagian kanan alat
yang disatukan dengan mekanisme mur-baut. Antara
mesin dan pengaduk dihubungkan dengan sistem trans- misi.
3. Konstruksi Pemanas
Pemanas, adalah terdiri dari tabung minyak tanah berkapasitas dua liter, pipa tembaga, burner dan
pompa. Antara burner dengan tabung minyak tanah
dihubungkan dengan pipa tembaga yang berjarak lebih
kurang satu meter. Penyalaan api dapat ' dikoktrol
dengan memutar kran pengeluaran minyak. Dan pemom- paan tabung dilakukan, jika udara dalam tabung mulai kurang yang menyebabkan api menyala kecil dan tidak tetap.
Letak dari burner ini di bawah wadah atau wajan dan tabung berada disebelah alat yang dilindungi oleh pelat besi pada tiap sisi alac.
Frinsip pemanasan aisini, aaaian mampu memanas- kan bahan secara merata dengan jumlah api yang
tertentu. Api besar di awal, yaitu pada saat pemasa- kan santan hingga terjadi mata ula dan saat sebelum
terjadinya pengentalan atau gelatinisasi pati. Api
sedang hingga kecil digunakan pada saat terjadinya pengentalan hingga menjelang matang.
4. Konstruksi Pengaduk
Pengaduk terbuat dari pelat besi setebal 0 . 0 0 4 m yang dibentuk menyerupai bajak. Dengan fungsi utama mengaduk dan membalik bahan. Terletak diatas wajan dan disatukan dengan poros besi oleh mekanisme mur. Mekanisme ini dimaksudkan untuk memudahkan bongkar pasang.
Bagian dasar mempunyai dimensi 0 . 2 9 5 m dan bentuk yang semakin melengkung ke atas, dengan tinggi
0 . 1 2 0 m. Untuk jelasnya dapat dilihat pada Gambar 8
I
dan Lampiran 1.
5 . Konstruksi Sistem Transmisi
Untuk mendapatkan putaran yang dikehendaki
digunakan dua reduksi kecepatan putar, yaitu dua buah roda gigi yang dihubungkan dengan rantai sproket dan dua buah gear kerucut lurus.
Gambar 8. Konstruksi pengaduk
Jumlah gigi pertama dan kedua untuk rantai spro
kLt berturut-turut 14 dan 45 buah. Dengan jarak
kedua roda tersebut 0.380 m, dan pitch 0.013 m. Sedang jumlah gigi pertama dan kedua pada gear keru- cut lurus 10 dan 16 buah. Dengan membentuk sudut 90° antar gear sebagai penyalur tenaga vertikal ke hori- sontal, mempunyai diameter 0.044 m dan 0.070 m.
Gambar 9 menunjukkan susunan roda gigi dengan gear
Gambar 9. Susunan rantai sproket dan gear kerucut lurus yang dihubungkan dengan poros
Kebutuhan diameter roda gigi dihitung dengan persamaan Adan dan Black (1968).
D = p/[sin(180°/n)]
...(
1)dimana ;
p = pitch (m) n = jumlah gigi
D = diameter roda gigi yang dibutuhkan (m)
Dengan demikian pada rantai dengan jumlah qigi 14
dan 45 didapat nilai diameter ;
D14 = 0.058 m D45 = 0.186 m
Panjang rantai yang dibutuhkan untuk menghubung- kan roda gigi 14 dengan 45, dengan menggunakan persa- maan Spotts (1971).
X = ( M I
+
M 2 ) / 2+
(p* ( M I - M 2 ) 2 , / (39.5*C)...
+
( ~ * C ) / P ( 2 ) dimana ; M = jumlah g i g i pada r o d a g i g i C = j a r a k t i t i k p u s a t dua buah r o d a g i g i ( m ) p = p i t c h ( m ) X = p a n j a n g r a n t a i yang d i b u t u h k a n (mata r a n t a i )Dengan demikian jumlah mata r a n t a i yang d i b u t u h k a n u n t u k menyambungkan r o d a g i g i 1 4 dengan 45, a d a l a h ; X = 8 8 , 7 9
=
88 mata r a n t a i= 88
*
0.013 m = 1 . 1 4 4 mHubungan yang t e r j a d i u n t u k mekanisme r o d a g i g i k e r u c u t l u r u s , a d a l a h ;
...
i = n1/n2 = 2 2 / 2 1 = D 2 / D 1 ( 3 ) dimana ; n = jumlah p u t a r a n pada g i g i z = jumlah g i g i I D = d i a m e t e r r o d a g i g i Dengan demikian u n t u k r o d a g i g i t e r s e b u t , t e r j a d i persamaan ; i = n l / n 2 = 1 6 / 1 0 = 0.070 m / o . o 4 4 m = 1 . 6 s e h i n g g a untuk k e c e p a t a n n2 = 2 0 , 3 0 , dan 40 rpm d i b u t u h k a n k e c e p a t a n n l = 32, 4 8 , d a n 6 4 rpm. Setelah i z ~ ~ g e t a h u i rpz, 1-zzg t e r j z c ? i ~ s 2 a zezr k e r u c u t s a t u yang menyalurkan t e n a g a pada r o d a g i g irantai 2 yang berdiameter 0 . 1 8 6 m, maka jumlah rpm
yang disalurkan pada roda gigi rantai 1 yang
berdiameter 0 . 0 5 8 m, adalah ;
i = 0.186 m / 0 . 0 5 8 m = nl/n2
sehingga didapatkan hasil nl berturut-turut 1 0 2 . 6 ,
1 5 3 . 9 , dan 205.2 rpm. Nilai ini diasumsikan sebagai
putaran mesin penggerak.
6. Konstruksi Wadah
Wadah adalah berupa wajan penggorengan yang terbuat dari bahan besi tuang dengan diameter 0 . 5 2 5 m
dan tinggi 0.160 m. Volume total dari wadah tersebut
adalah 19 liter, dengan kapasitas maksimum untuk
bahan dodo1 4 kg.
Wadah ini diletakkan pada kerangka alat yang mempunyai dudukkan wadah pada rangka utama dan dudu-
kan wadah bagian bawah wadah. Mekanisme wadah yang '
diam pada saat proses pengadukan dengan dijepit oleh dua buah besi siku sehingga memudahkan untuk dilepas- kan saat membersihkan wadah.
IV. BAHAN DAN METODE PERCOBAAN
A. BAHAN DAN ALAT
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah gula, tepung ketan, tepung terigu, mentega, minyak sapi, vanila, dan coklat. Bahan baku dalam pembuatan dodol ini sesuai dengan takaran yang ada pada pembuatan dodol tradisional merek Olympic.
Peralatan yang digunakan adalah bearing, besi siku 0.050 m
x
0.050 m x 0.004 m, mesin motor Honda '270, pelatbesi 0.005
m,
0.004 m, dan 0.001 m poros besi silinder,dan wajan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
disain konstruksi dan Lampiran 2.
B. ANALISIS TEKNIK KEBUTUHAN TENAGA
1. Kebutuhan Tenaga Pengadukan
Tenaga yang diperlukan untuk pengadukan merupa- kan fungsi dari beberapa faktor yang berpengaruh terhadap gaya dan kecepatan translasi yang bekerja pada bidang pengaduk. Fungsi tersebut dapat ditulis-
kan sebagai berikut :
D = Fi (f, Pa, W, n, Ra)
Jika diasumsikan tidak terdapat friksi (f) yang be- kerja pada sistem tersebut, i u n y s i tersebut mrnjadi :
dimana ;
D = Tenaga, W (watt)
Pa = Beban (gaya) yang bekerja pada pengaduk (N)
W = Berat pengaduk dan bahan yang teraduk (kg)
n = Kecepatan putar pengaduk (rpm)
Ra = Jari-jari pengadukan (m)
Besarnya tenaga yang diperlukan dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan berikut :
D = F
*
V...
(4)F = Pa
...
( 5 ) Pa = (Wp+
Wb)*
g...
(6)v
= (2*
IT*
Ra*
n) / 60...
( 7 )dimana ;
F = Gaya yang bekerja pada saat pengadukan (N)
V = Kecepatan yang bekerja saat pengadukan (m/s)
Wp = Berat dari alat pengaduk (kg)
Wb = Berat bahan yang diaduk (kg)
g = Gaya gravitasi (9.8 m/s2)
n = 3.14
t = 60 detik
Berdasarkan persamaan diatas, kebutuhan tenaga
yang digunakan untuk mengaduk menjadi :
*
...
Diketahui nilai Wp = 1.82 kg
Wb = 2, 3, dan 4 kg Ra = 0.295 m
n = 20, 30, dan 40 rpm.
Sehingga akan didapat nilai-nilai daya ;
Wb2 dengan n20 = 23.130 watt = 0.031 HP Wb2 dengan n30 = 34.695 watt = 0.047 HP Wb2 dengan n40 = 46.259 watt = 0.062 HP Wb3 dengan n20 = 29.185 watt = 0.039 HP Wb3 dengan n30 = 43.777 watt = 0.059 HP Wb3 dengan n40 = 58.369 watt = 0.078 HP Wb4 dengan n20 = 35.239 watt = 0.047 HP Wb4 dengan n30 = 52.859 watt = 0.071 HP Wb4 dengan n40 = 70.479 watt = 0.094 HP
2. Kehilangan Tenaga Pada Bearing
Kehilangan tenaga yang terjadi dihitung dari persamaan Nash (1972).
Hp = (N
*
~)/63000...
(9) dimana ;N = Putaran sumbu (rpm) T = Torsi (ft-lb)
Dalam sistem satuan international persamaan 9
Hp = (N
*
r)/557.552...
(10)T = F
*
f*
(D/2)...(
11) dimana ;7 = Torsi (Nm)
F = Gaya (N)
=
Pa (N) pada persamaan 6.f = Koefisien gesek, untuk tipe roller bearing menurut Spotts (1971) besarnya 0.0018
D = Diameter roda gigi (m)
Diketahui bahwa nilai F
=
Pa berturut-turut, adalah 37.436 N, 47.236 N, 57.036 N. Sehingga nilai 7 berdasarkan persamaan diatas berturut-turut menjadi 72kgh = 0.0125 NmrZkgv =
0.0047 Nm 73kgh = 0.0158 Nm 73kgv = 0.0060 Nm 74kgh = 0.0191 Nm Irdkgv
= 0.0072 NmDan nilai Hp akan menjadi :
Hp2h = 0.00072 HP v = 0.00017 HP Hp3h = 0.00140 HP V = 0.00032 HP Hp4h = 0.00220 HP v = 0.00052 HP
3. Kehilangan Tenaga Pada Rantai
Kehilangan tenaga yang terjadi pada transmisi rantai sebesar 2%, berdasarkan jumlah bahan dan
kecepatan pengadukan, sebagai berikut :
Wb2 dengan n20 = 0.000669 HP Wb2 dengan n30 = 0.000996 HP Wb2 dengan n40 = 0.001302 HP Wb3 dengan n20 = 0.000866 HP Wb3 dengan n30 = 0.001274 HP Wb3 dengan n40 = 0.001662 HP Wb4 dengan n20 = 0.001070 HP Wb4 dengan n30 = 0.001560 HP Wb4 dengan n40 = 0.002029 HP
C . ANALISIS BIAYA EKONOMI
,
Analisis biaya ini digunakan untuk menentukan biayaproduksi dalam pemakaian alat pengaduk, dimana dikatakan
layak bila mendatangkan keuntungan. Nilai keuntungan
didapat setelah kita mengetahui harga dari penjualan produk
.
Biaya kerja alat pengaduk dihitung berdasarkan rumus berikut (Irwanto, 1984) :
dimana ;
BP = biaya pengadukan, Rp/kg
Bt = total biaya tetap, Rp/tahun
Jk = total jam kerja tiap tahun
Bv = total biaya tidak tetap, Rp/jam
C = kapasitas pengadukan, kgljam
Total biaya tetap (Bt) terdiri dari biaya penyusutan
(D), pajak (T)
,
serta asuransi dan bunga modal (I).Sedangkan total biaya tidak tetap (Bv) meliputi biaya perbaikan/perawatan, upah tenaga kerja dan pemakaian listrik/bahan bakar.
Biaya penyusutan dihitung berdasarkan metoda garis
lurus (De Garmo, 1979) :
D = (P
-
S)/N...
(13)dimana ;
. , I
D = biaya penyusutan
,
RpltahunP = biaya pembuatan alat, Rp
s
= nilai akhir alat, RpN = umur ekonomi alat, tahun
Sedangkan biaya asuransi dan bunga modal dihitung
dengan rumus berikut :
...
I = i
*
P*
(N+
1) / (2*
N) (14)dimana ;
i = tingkat bunga modal dan asuransi tiap tahun, %
P = biaya pembuatan alat, Rp
N = umur ekonomi alat, tahun
D. METODE PENGUJIAN
1. Prosedur Pengujian
Pengujian dilakukan dengan Rancanqan Acak Lenq-
kap (RAL) dengan percobaan f aktorial
.
Model yangdigunakan, adalah :
Yijk = p
+
Ti+
TVij+
Ek(ij) dimana ;p = nilai tengah umum
'ijk = variabel respon kerena pengaruh bersama taraf
ke i faktor T dan taraf ke j faktor V yang
terdapat pada pengamatan ke k ?
. Ti = efek sebenarnya pada taraf ke i faktor T
Vj = efek sebenarnya dari taraf ke j faktor V
TVij = efek sebenarnya dari interaksi antara taraf
ke i faktor T dengan taraf ke j faktor V
Ek(ij)= efek sebenarnya dari unit eksperimen ke k da- lam kombinasi perlakuan (ij)
i = 2 , 3 , 4 kg j = 2 0 , 3 0 , 4 0 rpm k = 1. 2
i, adalah merupakan jumlah bahan yang diberikan pada pengujian; j, adalah kecepatan putar proses pengadu- kan; dan k, adalah banyaknya ulangan yang dilakukan
pada pengujian. Kecepatan 20 rpm, dengan pertimbang-
an, kerja yang dilakukan oleh manusia dalam ha1 ini pekerja dalam mengaduk dodol dan kerja mesin minimum.
2. Uji Organoleptik
Pada uji organoleptik ini yang dilakukan, adalah
uji kesukaan berdasarkan Skala Hedonik, terhadap
rasa, warna, dan kekenyalan dodol. Peniiaian terha- dap rasa, warna, dan kekenyalan dilakukan pada produk jadi siap konsumsi.
Uji hedonik dilakukan dengan menggunakan 12
orang panelis yang terdiri dari 5 orang karyawan
Pabrik Dodo1 Olympic dan 7 orang mahasiswa S-1.
Skala yang digunakan dalam pengujiah dimulai 'dari sangat tidak suka sampai sangat suka, seperti beri- kut
1 : sangat tidak suka
2 : tidak suka
3 : biasa
4 : suka
5 : sangat suka
C ~ z k ~ h fornu:ir yzzs 2i>eri!;az pada pazelis dapat di-
3. Uji Tekstur
Sifat viskoelastik bagi bahan makanan berbentuk
padat berkaitan erat dengan tekstur produk. Parame-
ter tradisional yang dipakai untuk menjelaskan tek- stur sangat bersifat empiris dan memungkinkan adanya perbandingan contoh produk hanya bila seluruh aspek pengukuran identik. Dalam kebanyakan situasi, usaha pengukuran dengan alat ditujukan untuk mensimulasi respon yang terjadi dalam mulut selama mengunyah makanan.
Ada delapan karakteristik untuk menjelaskan
tekstur makanan (Szczesniak, 1963). Yaitu meliputi
parameter kekerasan, daya kohesif, daya adhesif, viskositas, elastisitas, kerapuhan, daya kunyah, dan gumminiess
,
Bahan pangan dan hasil pertanian umumnya mempu- nyai struktur dan tekstur yang komplek, yang terdiri dari campuran padatan dan cairan yang beraneka ragam
jenis dan jumlahnya. Uji terhadap tekstur dilaku-
kan dengan menggunakan alat Phenetrometer Instron. Sebelum dilakukan penekanan, bahan diletakkan tepat ditengah, dan nilai kekerasan dilihat pada hasil yang dinyatakan dalam satuan kg/mm/lO detik.
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PEMBUATAN ALAT
Pembuatan prototipe alat ini dilakukan dalam waktu
30 hari kerja, pada bulan Juni hingga Juli 1992 di Beng-
kel Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kebutuhan akan alat
dapat dilihat pada Lampiran 2. Gambar prototipe alat
pengaduk dirinci dalam Gambar 10 dan 11, serta Lampir-
an 1.
B. PENGUJIAN DAN PERFORMANSI ALAT
Jumlah bahan yang digunakan, adalah 2, 3 , dan 4 kg
dengan kecepatan 20, 3 0 , dan 4 0 rpm. Masing-masing
mengalami dua kali pengulangan. Jumlah kecepatan dimulai
dari 20 rpm, karena kecepatan pengadukan secara manual,
diperkirakan mendekati nilai tersebut. Pada saat penga-
dukan dodo1 dibutuhkan .tenaga yang kecil untuk viskositas
rendah, dan tenaga yang besar untuk viskositas tinggi. Untuk pendekatan estimasi yang semakin tinggi jika sema- kin lama pemasakan dan pengadukan maka diambil nilai vis-
kositas maksimum molasses sebesar 6.6 Ns/m2. Persamaan
Reynolds Number (NRe), adalah sebagai berikut :
dimana ;
D = diameter pengaduk (0.295 m)
N = kecepatan (0.33, 0.50, 0.67 rps)
f
= densitas bahan (1520 kg/m3)p = viskositas bahan (6.6 Nslrn2)
Untuk kecepatan 20, 30, dan 40 rpm, maka Reynolds
Number berturut-turut adalah 6.61, 10.02, 13.43.
Selanjutnya untuk mengetahui besarnya Power Number dan
nilai Power dengan menggunakan persamaan berikut :
Po = K
*
(Re) = P/ (g5*
N~*
f)
. .
. . . .
. . .
. .
.
.
. .
(16)dimana ;
Po = Power Number
P = Power
K,n = konstanta, yang dalam ha1 ini diaumsikan K = 41 dan
n = -1 (Rushton, 1950) I
Sehingga didapatkan perhitungan sebagai berikut :
PZO = 0.757 J/s = 0.00102 Hp P30 = 1.737 J/s = 0.00233 Hp P40 = 3.118 J/s = 0.00418 Hp
Kebutuhan tenaga 0.0012, 0.00233, dan 0.00418 Hp merupakan kebutuhan tenaga yang diperlukan untuk proses pengadukan molases, tergantung dari banyaknya bahan dan kecepatannya.
Untuk mengetahui kebutuhan tenaga pada seluruh
proses pengadukan merupakan penjumlahan dari kebutuhan tenaga pengadukan, kehilangan tenaga pada bearing dan
rantai spoket, yaitu :
P untuk Wb2 dengan n20 = 0.033449 Hp P untuk Wb2 dengan n30 = 0.049776 Hp P untuk Wb2 dengan n40 = 0.065082 Hp P untuk Wb3 dengan n20 = 0.043306 Hp P untuk Wb3 dengan n30 = 0.063714 Hp P untuk Wb3 dengan n40 = 0.083102 Hp P untuk Wb4 dengan n20 = 0.053510 Hp P untuk Wb4 dengan n30 = 0.078000 Hp P untuk Wb4 dengan n40 = 0.101469 Hp
Daya (P) total merupakan kebutuhan tenaga keseluruhan
proses pengadukan sebelum dikalikan dengan faktor kesela-
matan sebesar 10 %, sehingga didapat berturut-turut :
P total untuk Wb2 dengan n20 = 0.036794 Hp
P total untuk Wb2 dengan n30 = 0.054754 Hp
P total untuk Wb2 dengan n40 = 0.071590 Hp
P total untuk Wb3 dengan n20 = 0.047637 Hp
P total untuk Wb3 dengan n40 = 0.091412 Hp
P total untuk Wb4 dengan n20 = 0.058861 Hp
P total untuk Wb4 dengan n30 = 0.085800 Hp
P total untuk Wb4 dengan n40 = 0.111616 Hp
Waktu pemasakan dan besarnya api merupakan faktor
yang berpengaruh dalam menentukan mutu hasil produk
secara tidak langsung yaitu dalam warna, karena waktu pemasakan dipengaruhi oleh besarnya rpm pengadukan (20,
30, . dan 40 rpm) atau putaran mesin (102.6, 153.9, dan
205.2 rpm)
.
Hasil hubungan antara jumlah bahan, kecepatan pen- gadukan, tenaga pengadukan, waktu pemasakan, dan kebutu- han bahan bakar diuraikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Hasil hubungan antara jumlah bahan, kecepatan, tenaga, waktu, dan kebutuhan bahan bakar dalam proses pemasakan dan pengadukan.
ket. B = bensin M = minyak tanah C bahan (kg) 2 2 2 3 3 3 4 4 4 Kec. (rpm) 20 3 0 40 2 0 30 40 2 0 3 0 40 Kebutuhan tenaga (watt) 23.130 34.695 46.259 29.185 43.777 58.369 35.239 52.859 70.479 Waktu (menit) 108 110 90 135 125 120 170 160 160 Bahan bakar (ml) B 480 486 484 650 660 660 774 770 780 M 216 216 210 530 520 496 870 860 862 -
Tampak Depan
Tampak belakang
-...
....
.
-
Tampak samping kiri
- .
Tampak samping kanan
Alur proses pembuatan dodol yang terdapat pada
Gambar 2 merupakan urutan cara pembuatan bahan pangan
tradisional dodol pada Pabrik Dodo1 Olympic dan umumnya. Demikian juga pada saat pengujian performansi alat. Diawali dengan pemarutan santan lalu dimasak hingga penambahan rasa vanili dan minyak sapi pada saat matang
yang dilanjutkan dengan pencetakan dan pengemasan.
Gambar 12 sampai 17 merupakan proses pemasakan dodol.
Kelapa sebagai bahan baku utama dalam pembuatan dodol, diparut dan diambil santannya. Dari santan ini yang dibutuhkan adalah minyaknya, sehingga dilakukan pe- masakan santan sampai terjadi mata ula, yaitu sisa minyak yang tergumpal dari santan. Pada proses awal belum
dilakukan pengadukan seperti Gambar 12 dan 13 berikut.
Setelah terjadi mata ula ditambahkan tepung yang
dilanjutkan dengan proses pemasakan hingga terjadi
gelatinisasi pati. Pengadukan mulai dilakukan pada
proses ini. Terjadinya gelatinisasi pati merupakan tanda
kematangan proses ini. Kemudian pada adonan tersebut
ditambahkan gula pasir jika membuat dodol warna putih dan
gula merah jika membuat dodol warna coklat. Penambahan
gula putih dan gula merah dapat dilihat pada Gambar 14
dan 15. Lemak sapi, margarin, dan vanili merupakan bahan
Gambar 12. Pemasakan santan pada awal pembuatan dodo1
Gambar 14. Pemberian gula putih, untuk menghasilkan dodol warna putih
Gambar 15. Pemberian gula merah, untuk menghasilkan dodol warna merah
Penambahan lemak sapi, margarin, dan vanili adalah
untuk memeberikan rasa pada produk dodol (Gambar 16).
Pengadukan tetap dilakukan pada proses ini. Dan penam-
bahan bahan isian dilakukan pada saat dodol menjelang
matang. Kriteria kematangan adalah dari kekenyalan, yang dilakukan berdasarkan .kebiasaan sehari-hari, ha1 ini
dapat dilihat pada Gambar 17. Masalah yang ada pada
pengadukan adalah alat pengaduk yang terlalu panjang, sehingga terjadi pemusatan sebagian kecil bahan pada
daerah poros pengadukan. Hal ini di antisipasi dengan
pemotongan pengaduk sepanjang 5 cm dari dalam, sehingga
pemusatan tadi dapat dihindari.
Gambar 16. Pemberian lemak sapi dan vanili sebagai
Gambar 17. Uji kematangan dodol
C . U S 1 ORGANOLEPTIK
Uji prganoleptik yang dilakukan adalah uji kesukaan dengan skala hedonik. Uji ini dilakukan terhadap dodol hasil percobaan yang.terdiri dari perbedaan perlakuan terhadap jumlah bahan 2, 3, 4 kg dan kecepatan putar pengadukan 20, 30, 40 rpm. Penilaian dengan skala hedo- nik dilakukan terhadap rasa, warna, dan kekenyalan.
1. Rasa
Uji kesukaan dengan skala hedonik terhadap rasa dodol menghasilkan tingkat kesukaan dari 4.42 sampai
2.42. ~ i l a i 4.42 didapat pada dodol yang mendapatkan
perlakuan jumlah bahan 3 dan 4 kg dengan kecepatan 20
rpm. Sedangkan nilai 2.42 didapat pada dodol dengan
perlakuan jumlah bahan 2 kg dan kecepatan 4 0 rpm.
Berdasarkan analisis sidik ragam pada Lampiran
4, penilaian panelis terhadap rasa dodol dipengaruhi
oleh perlakuan kecepatan putar dan jumlah bahan, dengan menghasilkan beda sangat nyata, yaitu jika
nilai F lebih besar dari nilai FO.01 dan FO.05. Beda
sangat nyata hasil dari variasi perlakuan kecepatan
pengadukan dan jumlah bahan dilihat dari nilai F,
F0.05, dan FO.O1 berturut-turut 12.141, 2.02, dan
2.66. Nilai hasil yang menggunakan FO.O1 ditunjukkan
pada jumlah bahan 3 dan 4 kg, kecepatan pengadukan 20
rprn dengan produk yang mempunyai jumlah bahan 3 kg,
kecepatan pengadukan 4 0 rpm; dan jumlah bahan 3 kg,
kecepatan pengadukan 30 rprn dengan produk yang mem-
punyai jumlah bahan 2 kg, kecepatan 4 0 rpm.
Semakin tinggi kecepatan pengadukan, mutu dodol yang dihasilkan akan semakin turun. Nilai rasa akan
berubah dari 4.42 menjadi 2,42 apabila kecepatan
2. Warna
Uji kesukaan dengan menggunakan skala hedonik terhadap warna dodol menghasilkan tingkat kesukaan
panelis dengan kisaran dari 4.42 sampai 2. Nilai
4.12 didapat pada dodol yang mendapat perlakuan
jumlah bahan 4 kg, pada kecepatan putar 2 0 rpm.
Sedangkan nilai 2 diperoleh pada dodol dengan perla-
kuan jumlah bahan 4 kg, dan kecepatan putar 4 0 rpm.
Berdasarkan analisis sidik ragam (Lampiran 5),
penilaian panelis terhadap warna dodol dipengaruhi oleh perlakuan kecepatan putar dan jumlah bahan, dengan menghasilkan beda sangat nyata. Beda sangat
nyata ditunjukkan dengan nilai F, F0.05, dan FO.O1
berturut-turut sebesar 8.046, 2.02, dan 2.66.
Uji SNK dengan FO.O1 menunjukkan adanya perbe-
daan warna yang nyata antara perlakuan jumlah bahan 4
kg, kecepatan 20 rprn dengan produk yang mempunyai
jumlah bahan 3 kg, kecepatan 4 0 rpm; dan jumlah bahan
3 kg, kecepatan pengadukan 2 0 rprn dengan produk yang
memepnyai jumlah bahan 4 kg, kecepatan 4 0 rpm. Pada
Gambar 18, 19, 20 dan 2 1 terlihat, perbedaan perla- kuan berpengaruh terhadap perubahan warna yang terja-
di. Kecepatan 20 rprn memperlihatkan warna yang lebih
muda dan atau agak tua, dan pada kecepatan 4 0 rprn
Nilai warna berubah dari 4.17 menjadi 2 apabila
kecepatan pengadukan meningkat dari 20 rprn menjadi
40 rpm. Jika diperhatikan besarnya kecepatan
berpengaruh terhadap mutu hasil, demikian juga faktor pengapian.
3. Kekenyalan
Uji kesukaan dengan mengyunakan skala hedonik
terhadap kekenyalan dodol menghasilkan penilaian
dimulai dari 3.67 hingga 1.42. Dimana nilai 3.67
didapat pada dodol dengan perlakuan jumlah bahan 3
dan 4 kg, dan kecepatan putar 20 rpm. Nilai 1.42
didapat pada perlakuan jumlah bahan 2 kg, dan kecepa-
tan putar 40 rpm.
Berdasarkan analisis sidik ragam (Lampiran 6)
menunjukkan penilaian panelis yang mempunyai beda
I sangat nyata, dilihat dari nilai F, F0.05, dan FO.O1
berturut-turut sebesar 15.750, 2.02, dan 2.66.
Uji SNK dengan FO.O1 untuk kekenyalan dodol mulai terlihat adanya beda sangat nyata pada perla-
kuan jumlah bahan 3 dan 4 kg, kecepatan putar 20 rpm,
dengan jumlah bahan 4 kg, kecepatan putar 40 rpm. Pada Gambar 18 sampai 21 terlihat bentuk yang sedikit lembek untuk kecepatan pengadukan 40 rpm, hasil ini dapac diiinac paaa nasii uji tekstur (Tabel < j .
Nilai kekenyalan berubah dari 3.67 menjadi 1.42
apabila kecepatan pengadukan meningkat dari 20 menja
di 40 rpm. Faktor kecepatan berpengaruh terhadap
hasil, dilihat dari nilai kecepatan yang semakin tinggi memperlihatkan hasil kekenyalan yang sangat berbeda, dimana penampakannya menjadi kurang menarik.
Tabel 2 menyajikan jumlah hasil organoleptik yang dila-
kukan pada 12 orang panelis.
Tabel 2. Jumlah hasil organoleptik dodol.
Jumlah bahan 4 , kecepatan 40
Jumlah bahan 3, kecepatan 20
Jwnlah bahan 2, kecepatan 30
Junlah bahan 4 , kecepatan 20
Jumlah bahan 3, kecepatan 30
Jumlah bahan 2 , kecepatan 40
Jumlah bahan 4, kecepatan 30
Jumlah bahan 3 , kecepatan 40
Jumlah bahan 2, kecepatan 20
No.
Semakin tinggi kecepatan putar pengadukan mutu dodol
akan semakin menurun, baik dari segi rasa, warna, dan keke-
nyalan. Mutu tersebut dipengaruhi langsung oleh kecepatan
pengadukan, karena pencampuran yang tidak merata pada kecepa- tan pengadukan yang tinggi, dan pemasakan yang tidak sempur- na
.
Produk N i l a i 1 R W K 2 R W K 3 R U K 4 -R W K 5 R W KGambar 18. Penampakan dodol dengan jumlah bahan 2 kg
dan variasi kecepatan
Gambar 19. Penampakan dodol dengan jumlah bahan 3 kg dan variasi kecepatan
Gambar 2 0 . Penampakan d o d o l dengan jumlah b a h a n 4 kg dan v a r i a s i k e c e p a t a n
T o t a l n i l a i o r g a n o l e p t i k , u j i k e s u k a a n dengan s k a l a h e d o n i k rnemberikan n i l a i t e r b a i k i 2 . 2 6 u n t u k jumlah d o d o l 4
kg, dengan p e r l a k u a n k e c e p a t a n pengadukan 2 0 ' rpm,' d a n n i l a i ' r e n d a h 6 . 2 6 u n t u k jumlah d o d o l 2 k g , dengan k e c e p a t a n peng- adukan 4 0 rpm. T a b e l 3 m e m p e r l i h a t k a n n i l a i h a s i l o l a h a n T a b e l 3 . N i l a i h a s i l o l a h a n d a t a o r g a n o l e p t i k . No. 1 . 2. 3. 4. 5. 6 . 7 . f . Rasa 4.42 4.42 4.08 3.58 3.67 3.83 Nama Produk
Jumlah bahan 4 kg kecepatan 20
Jumlah bahan 3 kg kecepatan 20
Jumlah bahan 2 k g kecepatan 20
Jumlah bahan 4 kg kecepatan 30
Jumlah bahan 3 kg kecepatan 30
Jumlah bahan 2 kg kecepatan 30 Jwolah bahan 4 k g kecepatan 40
J m i a h bahan 3 kg kecepatail 40 I 9. Uarna 4.17 3.58 3.83 3.17 3.42 3.25
I Jmi*n banan i i s krcepatan 4C I 2 . 4 ~ I L.*L , 1 . i ~ I 6.20
2.75 2 1.58 2.8:
/
z.5:I
1.92 . , - . 6.33 7.33 Kekenyalan 3.67 3.67 3.58 2.75 3.08 3 T o t a l score 12.26 11.67 11.49 9.5 10.17 10.08D. UJI TEKSTUR
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi tekstur ini, antara lain adalah kecepatan pengadukan, jumlah bahan optimal, dan lamanya pemasakan yang dalam ha1 ini berhu- bungan dengan besarnya api. Besarnya api disini akan mempengaruhi proses gelatinisasi pati, sehingga produk dodol ini semakin lama akan semakin mengental atau dika- takan dengan viskositas yang tinggi. Produk yang diberi- kan pemanasan atau pemasakan berlebihan dapat terjadi karamelisasi, sehingga akan menjadi keras.
Produk yang diberi kecepatan pengadukan tinggi (40 rpm), akan memperlihatkan tekstur yang sedikit basah, sehingga nilai kekerasan akan rendah, disebabkan karena
kecepatan tinggi saat proses pengadukan berlangsung
diiringi dengan pengapian yang tidak seimbang, sehingga
mutu ,produk yang dihasilkan sedikit basah dan terdapat
rongga didalamnya. Ini ditunjukkan dengan nilai kekera- san dibawah 0.200 kgjmmll0 detik (Tabel 4).
Sedangkan untuk produk yang diberi perlakuan kecepa- tan rendah (20 rpm) memberikan hasil yang kurang baik untuk tekstur, karena masih berada dibawah nilai produk industri rumah tangga. Nilai kekerasan produk dodol
industri rumah tangga adalah 0.317 kg/mm/lO detik, dan
nilai kekerasan dari produk yang diuji dengan mengguna- kan kecepatan 20 rpm adalah 0.277 kg/mm/lO detik.
Tabel 4 . Hasil nilai uji tekstur dengan alat Penetrometer.
Gambar 2 1 memperlihatkan penampakan dodol pada
kecepatan 2 0 rpm dari perlakuan tiap-tiap jumlah bahan
dan penampakan dodol hasil industri rumah tangga. Produk
Sample Olympic
Jumlah bahan 3, kecepatan 2 0 Jumlah bahan 4, kecepatan 2 0 Jumlah bahan 2 , kecepatan 2 0 Jumlah bahan 3 , kecepatan 3 0 Jumlah bahan 2 , kecepatan 3 0 Jumlah bahan 4, kecepatan 3 0 Jumlah bahan 4, kecepatan 4 0 Jumlah bahan 3 , kecepatan 4 0 Jumlah bahan 2, kecepatan 4 0
Gambar 2 1 . Penampakan dodol pada kecepatan 2 0 rpm Hasil (kg/mm/lO detik) 0 . 3 1 7 0 . 2 7 7 0 . 2 6 5 0 . 2 0 7 0 . 2 0 6 0 . 2 0 7 0 . 1 9 7 0 . 1 9 8 0 . 1 0 3 0 . 1 4 8
Gambar 22. memperlihatkan grafik hubungan antara
nilai uji penetrometer, nilai total uji organoleptik, dan
perlakuan variasi kecepatan pengadukan. Ambang batas
kesukaan konsumen yang diwakili oleh para panelis berada
pada nilai lebih kecil dari 9.5 yang didapat dari uji
organoleptik dengan nilai sedang.
BATAS AMBANG PENERIMAAN KONSUMEN
I
Gambar 2 2
.
Hubungan antara nilai uji penetrometer,uji organoleptik, dan variasi kecepatan pengadukan
E. A N A L I S I S BIAYA
Untuk mengetahui kelayakan alat pengaduk dodo1 ini
dilakukan analisis ekonomi, yaitu dengan menghitung
jumlah biaya yang dikeluarkan untuk mencampur bahan per
satuan berat bahan.
Secara umum biaya ini dibagi dua bagian (1) biaya tetap (fixed cost) dan (2) biaya tidak tetap (variable
cost). Berdasarkan biaya tetap dan biaya tidak tetap,
jumlah jam kerja per tahun serta kapasitas kerja alat,
perumusan yang telah diketahui pada persamaan 12. Untuk
mengetahui biaya penyadukan, harus diketahui nilai biaya tetap dan biaya tidak tetap penggunaan alat mekanis dan
tradisional, sebagai berikut :
1. Biaya Tetap Mekanis
Biaya tetap terdiri dari penyusutan, asuransi, bunga modal, dan pajak. Berdasarkan nilai uang saat
ini ( bulan Juli 1992 ) nilai alat ini, adalah
Rp 400 000 dengan perkiraan umur alat 5 tahun,
kapasitas kerja 4 kg13 jam, dengan 8 jam kerja per
hari, 6 hari per minggu, waktu efektif kerja 6 jam
per hari dan nilai akhir alat 10% dari harga beli.
Penyusutan dihitung dengan persamaan 13, dengan meto-
D = {Rp 400 000
-
(10%*
Rp 400 000)}/5= Rp 72 000/tahun
Asuransi dan bunga modal diasumsikan 12% dengan menggunakan persamaan 14, menjadi
= {12%
*
Rp 400 000*
(5 f 1)}/(2*
5)= Rp 28 800ltahun
Pajak 2%
*
P/tahun, sehingga= 2%
*
Rp 400 000 = Rp 8 OOO/tahunTotal biaya tetap, adalah Rp 108 800/tahun
Jumlah jam kerja pertahun, adalah 2496 jam/tahun. Sehingga biaya tetap, adalah Rp 43.591jam
2. Biaya Tidak Tetap Mekanis
Diketahui biaya operator Rp 1 800/orang/hari,
dengan 1 orang adalah Rp 225/jam.
,
Biaya gemuk dan oli setiap bulan Rp 5 000,
sehingga
= Rp 5 000/bulan
=
Rp 26.041jam.Biaya kebutuhan bahan bakar diasumsikan sebagai penggerak motor bensin, berdasarkan kapasitas bahan 4 kg bahan dan rpm 20 dalam waktu 170 menit, adalah 780 ml bensin seharga Rp 430 dan kebutuhan minyak tanah 870 ml seharga Rp 265, sehingga
Biaya perbaikan untuk mesin pengolahan menurut
IRRI adalah 7%
*
P/tahun, sehingqa= 7%
*
Rp 400 000= Rp 28 000/tahun Rp 11.22/jam.
Total biaya tidak tetap, adalah Rp 504.62/jam
Dari hasil diatas, berdasarkan persamaan 1 2
diperoleh nilai biaya pengadukan mekanis, adalah ;
BP = (Rp 43.59/jam
+
Rp 504.62/jam)*
3 jam/4 kg= R p 411.16/kg
Nilai BP merupakan biaya produksi untuk proses
pengadukan pada kapasitas bahan 4 kg, sesuai besar
kapasitas wadah. Dengan demikian harga produksi ini adalah merupakan harga dari biaya produksi untuk penqujian performansi alat dengan kapasitas maksimum
4 kg. -
Jika ditelaah lebih lanjut nilai tersebut mung-
I
kin terlalu besar, dikarenakan tenaga mesin yang besar, dibandingkan jumlah kapasitas yang ada.
Nilai biaya tetap dan biaya tidak tetap dari pengqu-
naan alat aduk tradisional, adalah sebagai berikut :
1. Biaya Tetap Tradisional
Biaya tetap terdiri dari penyusutan, asuransi, bunga modal, dan pajak. Berdasarkan nilai uang saat
Rp 150 000 dengan perkiraan umur alat 10 tahun,
kapasitas kerja 60 kg/3 jam, dengan 8 jam kerja per
hari, 6 hari per minggu, waktu efektif kerja 6 jam per hari dan nilai akhir alat 10% dari harga beli.
Penyusutan dihitung dengan persamaan 1 3 , dengan meto-
da garis lurus, yaitu :
D = {Rp 150 000
-
(10%*
Rp 150 000))/10 = Rp 13 500/tahunAsuransi dan bunga modal diasumsikan 12% dengan menggunakan persamaan 14, menjadi
= (12%
*
Rp 150 000*
(10 + 1)}/(2*
10)= Rp 9 900/tahun
Pajak 2%
*
Pltahun, sehingga= 2%
*
Rp 150 000 = Rp 3 000/tahunTotal biaya tetap, adalah Rp 26 400/tahun
Jumlah jam kerja pertahun, adalah 2496 jamltahun. Sehingga biaya tetap, adalah Rp l O . 5 8 / j a r n
2. Biaya Tidak Tetap Tradisional
Diketahui biaya operator Rp 1 800/orang/hari,
dengan 2 orang adalah Rp 3 6001hari atau Rp 450ljam.
Kebutuhan kayu bakar untuk sekali pemasakan
dodol, adalah 0.5
m3,
dengan biaya per m3 Rp 4 500,sehingga dibutuhkan biaya sebesar Rp 2 250/pemasakan