TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Kelapa
Ada 3 teori menyatakan tentang daerah asal tanaman kelapa. Teori pertama memperkirakan bahwa kelapa adalah salah satu anggota genus Cocos seperti yang tumbuh di Amerika, dan daerah asalnya adalah lembah-lembah Andes di Columbia, Amerika Serikat. Dari sinilah pada zaman prasejarah kelapa menyebar dibawa oleh penjelajah-penjelajah di kawasan Pasifik. Teori kedua beranggapan bahwa kelapa berasal dari daerah pantai kawasan Amerika Tengah, dimana dengan perantaraan arus lautan terbawa dan menyebar ke pulau-pulau Samudera Pasifik. Teori ketiga menyatakan bahwa daerah asal kelapa adalah suatu kawasan di Asia Selatan atau Malaysia atau mungkin Pasifik Barat. Berlawanan dengan teori kedua, menurut teori ketiga ini dari kawasan terakhir itulah kelapa menyebar ke pantai-pantai barat benua Amerika, terutama pada daerah tropis (Warisno, 1998).
Botani Tanaman Kelapa
Dalam dunia tumbuh-tumbuhan, maka kelapa bisa digolongkan sebagai: Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Kelas : Monocotyledoneae Ordo : Palmales Famili : Palmae Genus : Cocos
Penggolongan varietas kelapa umumnya berdasarkan perbedaan-perbedaan umur pohon mulai berbuah, bentuk dan ukuran buah, warna buah serta sifat-sifat khusus yang lain (Suhardiman, 1999).
Kondisi Perkelapaan di Indonesia
Tanaman kelapa merupakan tanaman asli daerah tropis dan dapat ditemukan di seluruh wilayah Indonesia mulai daerah pesisir pantai hingga daerah pegunungan yang agak tinggi. Bagi rakyat Indonesia kelapa merupakan salah satu komoditas terpenting dan merupakan sumber pendapatan yang dapat diandalkan dari pemanfaatan tanah pekarangan. Tanaman kelapa diperkirakan berasal dari Amerika Selatan. Tanaman kelapa telah dibudidayakan di sekitar Lembah Andes
di Kolombia, Amerika Selatan sejak ribuan tahun sebelum masehi (Warisno, 1998).
Santan
Santan adalah cairan yang diperoleh dengan melakukan pemerasan terhadap daging buah kelapa parut. Cara manual pemerasan santan yaitu dengan menggunakan tenaga manusia untuk memeras kain pembungkus yang berisi parutan kelapa. Dengan cara ini diperoleh santan perasan pertama sedikit lebih daripada 50% berat daging buah kelapa parutan mula-mula. Ampas yang dihasilkan masih dapat memberikan sejumlah santan lagi, dengan cara menumbuk ampas tersebut dengan mortar kayu, memeras hasil tumbukan setelah menambah air sesuai dengan proporsi yang dikehendaki (misalnya 2 bagian ampas : 1 bagian air) selanjutnya diperas ulang kemudian hasil yang diperoleh dapat dicampur dengan perasan pertama (Suhardiyono, 1987).
Menurut Dachlan (1984) untuk memperoleh santan dapat dilakukan dengan berbagai metode. Setiap metode menghasilkan kadar santan yang berbeda‒beda. Hasil ekstraksi santan dipengaruhi oleh cara pemerasannya. Pemerasan dengan tangan dapat diekstrak santan sebanyak 52,9 %, dengan waring blender sebanyak 61 %, dengan kempa hidrolik sebanyak 70,3 % serta kombinasi ketiganya dapat diperoleh ekstrak santan sebanyak 72,5 %. Komposisi santan berbeda tergantung dari komposisi daging buah kelapa yang digunakan dan jumlah air yang ditambahkan.
Dengan memperbesar tekanan, dapat menaikkan jumlah santan yang diperoleh, walaupun dalam jumlah terbatas. Dibawah ini menunjukkan pengaruh tekanan terhadap santan yang diperoleh seperti yang diyatakan dalam tabel berikut Tabel 1. Pengaruh tekanan terhadap santan yang diperoleh
Tekanan Santan yang diperoleh
Kg/cm Press tangan 2 Psi Press tangan ml/100 gr
daging buah Range
140 2.000 63,7 62,5 – 67,5
350 5.000 73,1 70,0 – 77,5
700 10.000 77,1 75,0 – 82,5
910 13.000 79,0 77,5 - 83,5
Untuk memperoleh santan yang lebih banyak, dilakukan dengan penambahan air. Walaupun dengan adanya penambahan air atau tidak, jumlah minyak di dalam santan kira-kira sama. Santan yang diperoleh dari proses higienis dapat disimpan dalam keadaan tetap segar dan baik selama 3-4 hari jika ditempatkan ke dalam lemari pendingin segera setelah diekstraksi (Suhardiyono, 1987).
Santan murni secara alami mengandung sekitar 54% air, 35% lemak dan 11% padatan tanpa lemak (karbohidrat ± 6%, protein ± 4% dan padatan lain) yang dikategorikan sebagai emulsi minyak dalam air. Santan kelapa memiliki kadar air, protein dan lemak yang cukup tinggi sehingga santan mudah mengalami
kerusakan fisik. Hal tersebut dikarenakan pemisahan emulsi menjadi dua fase, yaitu fase kaya minyak (krim) dan kaya air (skim). Pemisahan emulsi tersebut umumnya terjadi dalam waktu 5-10 jam sejak pembuatan santan Hal ini disebabkan oleh kandungan air dan lemak yang tinggi pada santan sehingga emulsi menjadi tidak stabil. Sifat ini merupakan masalah utama pada industri pengolahan santan yang menyebabkan penilaian konsumen terhadap produk menjadi rendah (Tangsuphoom dan Coupland, 2005).
Santan mengandung air, protein serta lemak yang cukup tinggi. Hal ini mengakibatkan santan mudah mengalami kerusakan. Hal ini sesuai pernyataan Ketaren (1986) yang menyatakan bahwa apabila proses pemerasan kelapa parut menjadi santan tidak higienis maka akan terdapat beberapa bentuk kerusakan yang akan terjadi pada santan yaitu terjadi perubahan aroma dan menguningnya santan. Kerusakan yang terjadi pada santan dapat berupa pemisahan fase, koagulasi lemak, off flavor maupun oksidasi lemak. Bentuk kerusakan, terutama ketengikan yang paling penting adalah disebabkan oleh oksigen udara terhadap lemak. Secara fisik santan kelapa tidak stabil dan cenderung terpisah menjadi dua fase. Santan kelapa akan terpisah ke dalam fase kaya minyak (krim) dan fase kaya air (skim) dalam waktu 5-10 jam (Jirapeangtong et al., 2008).
Manfaat Santan
Santan adalah cairan putih kental yang dihasilkan dari kelapa yang diparut dan kemudian diperas bersama air. Santan mengandung lemak dan digunakan sebagai perasa yang menyedapkan makanan. Santan penting bagi metabolisme tubuh karena mengandung vitamin-vitamin yang larut dalam lemak, yaitu vitamin A, D, E, dan K serta provitamin A (karoten). Di samping itu, santan mengandung
sejumlah asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Manfaat kesehatan dari santan dikaitkan dengan kandungan asam laurat yang diduga bersifat antibakteri, antifungi, dan antivirus, disamping berkhasiat mengendalikan kolesterol jahat dan bermanfaat bagi kesehatan jantung (Sinaga, 2011).
Beberapa hasil penelitian juga mengungkapkan bahwa konsumsi lemak kelapa dalam diet dapat menormalisasi lemak tubuh, melindungi terhadap kerusakan hati karena alkohol serta memperbaiki sistem kekebalan tubuh. Hal ini tentu saja akan membuat posisi lemak kelapa (termasuk santan) menjadi lebih kompetitif untuk digunakan kembali dalam industri pangan, seperti industri
bakery maupun snack food. Bentuk produk olahan/awetan santan seperti tepung
santan, krim santan atau santan kemasan telah cukup populer di masyarakat (Chiewchan, et.all., 2006).
Komponen Mesin Pemeras Santan Kelapa Sistem Screw Press Saluran pemasukan bahan
Saluran pemasukan bahan merupakan lubang tempat untuk memasukkan kelapa parut yang akan diambil santan nya dengan sistem screw press.
Motor listrik
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor litrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan separti mesin untuk menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi untuk pertanian, untuk kipas angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996)
Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektromagnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama akan tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Selain itu motor listrik mempunyai keuntungan sebagai berikut:
1. Dapat dihidupkan hanya dengan memutar saklar. 2. Suara dan getaran tidak menjadi gangguan.
3. Udara tidak ada yang dihisap, juga tidak ada gas buang, karena itu tidak perlu mengukur polusi lingkungannya dan membuat ventilasi. Tetapi di ruang yang berbahaya terhadap percikan api, perlu digunakan motor listrik agar tidak terjadi kebakaran (Soenarta dan Furuhama, 2002).
Untuk mendapatkan torsi motor, digunanakan persamaan dibawah ini: T = 𝟗𝟗,𝟓𝟓𝟓𝟓 × 𝐏𝐏
𝐧𝐧 ………(1)
dimana:
P = Daya motor (watt) T = Torsi (Nm )
n = Running speed (rpm)
9,55 = Konstanta
Konstanta untuk konversi horsepower menjadi foot pounds per menit dan kerja per putaran (work per revolution) menjadi torsi. Angka di atas didapatkan dari percobaan yang dilakukan James Watt untuk mengukur kekuatan kuda dan
menstandarisasikannya sebagai horsepower. Dalam Satuan Internasional, dinyatakan bahwa 1 HP = 745,7 Watt (Nm/s) (Oberg, et.all., 2004).
Pulley
Pulley sabuk dibuat dari besi-cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak
lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan aluminium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (di atas 35 m/det). Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya (Stolk dan Kros, 1981).
Menurut Daryanto (1994), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan untuk sabuk penggerak yaitu:
1. Pulley datar, pulley ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari baja
dengan bentuk yang bervariasi.
2. Pulley mahkota, pulley ini lebih efektif dari pulley datar karena sabuknya
sedikit menyudut sehingga untuk slip relatif sukar, dan derajat ketirusannya bermacam-macam menurut kegunaannya.
3. Tipe lain, pulley ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar urat pada sabuk penggeraknya.
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara:
1. Horizontal, pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara mendatar dimana pasangan pulley terletak pada sumbu mendatar.
2. Vertikal, pemasangan pulley dilakukan tegak dimana letak pasangan pulley adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk (Mabie and Overirick, 1967).
Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk V dibelitkan di sekitar alur puli yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan puli sehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1994).
Susunan khas sabuk V terdiri atas :
- Bagian elastic yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi.
- Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya
rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut (Smith dan Wilkes, 1990).
Ulir penggerak
Ulir penggerak digunakan untuk meneruskan gerakan secara halus dan merata serta untuk menghasilkan gerakan linear dari gerakan berputar. Kinematika dari gerakan ulir penggerak sama dengan gerakan kinematika dari baut dan mur, hanya terdapat perbedaan dari geometri dari ulirnya. Sehingga ulir penggerak memberikan aplikasi gerakan, sedang ulir baut dan mur memberikan aplikasi sebagai pengikat. Macam-macam aplikasi dari ulir penggerak :
1. Dongkrak mobil
2. Ulir penggerak pada mesin bubut 3. Ulir penggerak pada mesin pres 4. Tempat tidur rumah sakit
5. Kontrol reaktor nuklir
6. C klem dan lain sebagainya. (Achmad, 2006).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Hal- hal yang perlu diperhatikan di dalam merencanakan sebuah poros adalah:
1. Kekuatan poros
Suatu poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya.
2. Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.
3. Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini
dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagianbagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya. 4. Korosi
Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin yang berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan fluida yang korosif sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.
5. Bahan poros
Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin (Sularso dan Suga, 2004).
Bantalan
Menurut Sularso dan Suga (2004), bantalan adalah elemen mesin yang mampu menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan tahan lama. Bantalan harus cukup kokoh untuk menghubungkan poros serta elemen mesin lainnya agar bekerja dengan baik. Bantalan dapat diklasifikasikan berdasarkan pada:
1. Gerakan bantalan terhadap poros Bantalan luncur dan bantalan gelinding 2. Beban terhadap poros
Bantalan radial, bantalan aksial, dan bantalan gelinding khusus.
Speed reducer
Speed reducer (gearbox) adalah jenis motor yang mempunyai sistem
reduksi yang besar. Gearbox bersinggungan langsung ke dalam motor, dan secara bersamaan rangkaian ini mengurangi kecepatan keluaran (output speed). Speed
reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini untuk mengetahui nilai output putaran dengan menggunakan speed reducer digunakan persamaan: I = N1
N2 ...(2) dimana:
i = Perbandingan reduksi N1 = Input putaran (rpm)
N2 = Output putaran (rpm)(Nieman, 1982).
Saluran Pengeluaran
Saluran pengeluaran merupakan lubang pengeluaran (output) dari proses pemerasan santan kelapa. Terdapat 2 saluran pengeluaran dari mesin ini yaitu pengeluaran ampas kelapa yang telah diperas serta pengeluaran santan kelapa.
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., (2008), kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh : ha. Kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut.
𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐴𝐴𝐴𝐴𝐾𝐾𝐾𝐾=𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑊𝑊𝐾𝐾𝑃𝑃𝐾𝐾𝑃𝑃𝑦𝑦𝐾𝐾𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑃𝑃𝐾𝐾𝑃𝑃𝐴𝐴𝐾𝐾 ℎ………(3)
Menurut Wiraatmadja (1995), adapun cara untuk memperbesar atau memperkecil kapasitas pengirisan yaitu dengan mengubah julmlah mata pisau, rpm alat pengiris atau mengubah tebal irisannya. Perubahan paling mudah
dilakukan dengan memperbesar atau memperkecil tanpa merubah tebal irisannya adalah dengan merubah rpm yakni dengan menambahkan transmisi, baik dengan
pulley atau sprocket dan rantai. Menurut Muinah (2011), analisis korelasi adalah
metode statistika yang digunakan untuk menentukan kuatnya atau derajat hubungan linier antara dua variabel atau lebih. Semakin nyata hubungan linier (garis lurus), maka semakin kuat atau tinggi derajat hubungan garis lurus antara kedua variabel atau lebih. Ukuran untuk derajat hubungan garis lurus ini dinamakan koefisien korelasi. Korelasi dilambangkan dengan r dengan ketentuan nilai r tidak lebih dari harga (-1≤ r ≤ 1 ). Ap ab ila n ilai r = -1 artinya korelasi negatif sempurna; r = 0 artinya tidak ada korelasi; dan r = 1 artinya korelasinya sangat kuat.
Table 2. Interpretasi koefisien korelasi nilai r
Interval Koefisien Tingkat Hubungan
0,800 – 1,000 Sangat Kuat 0,600 – 0,799 Kuat 0,400 – 0,599 Cukup Kuat 0,200 – 0,399 Lemah 0,000 – 0,199 Sangat Lemah Rendemen Alat
Rendemen menyatakan persentase bahan hasil olahan terhadap bahan mentah atau bahan baku yang diolah per satuan berat bahan. Perhitungan rendemen diperlukan untuk mengetahui banyaknya jumlah kebutuhan bahan baku dalam suatu proses industri yang menggunakan alat atau mesin untuk menghasilkan jumlah produk yang diinginkan. Rendemen dapat dihitung dengan membandingkan berat hasil olahan dengan berat bahan baku sebelum dilakuka n pengolahan (Lubis, 2008).
Persentase Bahan Tertinggal
Persentase bahan yang tertinggal di alat adalah banyaknya bahan yang tidak dapat keluar dari alat secara otomatis setelah saluran pengeluaran bahan dibuka atau proses pengolahan selesai dilakukan. Bahan yang tidak dapat keluar dari mesin pengolahan membutuhkan tenaga operator untuk mengeluarkannya secara manual. Hal ini menyebabkan efisiensi pengolahan dan biaya produksi meningkat untuk upah operator (Nugraha, dkk., 2012).
