DESAIN KONTROL PENGEMBANG ADONAN ROTI MENGGUNAKAN PEMANAS GAS ELPIJI
Muslimin1
1Jurusan Otomasi Sistem Permesinan, Politeknik ATI Makassar Jl. Sunu No. 220, Makassar 60236
Email: stmuslimin@ymail.com ABSTRAK
Roti merupakan produk makanan yang biasa dikonsumsi oleh orang sebagai pengganti nasi atau makanan lain. Kelezatan roti yang disajikan sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain bahan adonan, proses fermentasi adonan serta proses pembakaran roti. Salah satu proses yang mempengaruhi kualitas produksi roti adalah proses fermentasi adonan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat rancang bangun alat proofing serta mengontrol temperatur dan kelembabannya. Penelitian ini adalah merupakan penelitian eksperimental untuk mendesain sebuah alat. Data yang dihasilkan dari pengukuran berupa data kuantitatif.
Dari hasil penelitian ini diperoleh alat kontrol pengembang adonan roti yang dapat berfungsi baik dengan persentase rata – rata penyimpangan hasil pengukuran suhu sebesar
% 88 ,
0
T , persentase rata – rata penyimpangan hasil pengukuran kelembaban sebesar
% 45 ,
0
RH . Set point suhu yang ditetapkan untuk buzzer berbunyi yaitu 38 OC dan kelembaban 85%. Proofer dapat mempetahankan suhu dan kelembaban dengan nilai yang tetap selama 30 menit. Pada menit ke-55, diameter adonan lebih cepat mengembang 21,95%
dengan menggunakan proofer dibandingkan dengan metode klasik, sedangkan tinggi adonan lebih cepat mengembang 20% dengan menggunakan proofer dibandingkan dengan proofing dengan metode klasik.
Kata kunci: kontrol, temperatur, kelembaban adonan, proofer ABSTRACT
Bread is a food product that is usually consumed by people instead of rice or other foods.
The delicacy of the bread served is greatly influenced by several factors including the ingredients of the dough, the process of fermenting the dough and the process of baking bread. One process that affects the quality of bread production is the fermentation process of the dough. The purpose of this research is to make the design of proofing equipment and control the temperature and humidity. This research is an experimental research for designing a device. Data generated from measurements are quantitative data. The result of this study is a bread dough developer control tool that can function well with a percentage of the average deviation of the temperature measurement T 0,88%, and the percentage of the average deviation of the humidity measurements RH 0,45%. The set points of temperature and humidity for the buzzer are 38 oC and 85% respectively. The proofer can maintain temperature and humidity at a fixed value for 30 minutes. In the 55th minute, the diameter of the dough expands 21.95% faster by using proofers than the classical method, while the height of the dough expands 20% faster by using proofers than proofing with the classical method.
Keywords: control, temperature, moisture dough, proofer
PENDAHULUAN
Roti atau bread adalah produk makanan yang terbuat dari tepung terigu melaui proses fermentasi dengan menggunakan ragi kemudian dipanggang (Mudjajanto, 2004). Roti adalah makanan yang terbuat dari bahan utama tepung terigu, yeast, garam dan air serta bahan tambahan lain seperti gula, margarin, telur, susu dan lainnya (Romiyatun, 2015). Pada proses pembuatan roti manis melalui beberapa tahapan yaitu di mulai dari pemilihan bahan baku, penimbangan bahan, pangadukan, istirahat sementara, pemotongan/pembagian dan penimbangan, pembulatan, istirahat sementara setelah dibulatkan, pembentukan, pencetakan adonan dalam loyang, fermentasi akhir, pengovenan, pengeluaran dari loyang, proses pendinginan, pengemasan (Romiyatun, 2015).
Salah satu proses yang mempengaruhi kualitas produksi roti adalah proses fermentasi adonan. Adonan yang telah dibuat harus difermentasi agar mengembang dengan sempurna pada temperatur dan kelembaban tertentu. Dalam proses fermentasi, bakteri dari ragi akan menghasilkan gas-gas sehingga adonan mengembang. Proses pengembangan adonan merupakan suatu proses yang terjadi secara sinkron antara peningkatan volume sebagai akibat bertambahnya gas- gas yang terbentuk sebagai hasil fermentasi dan protein larut, lemak dan karbohidrat yang juga mengembang dan membentuk film tipis (Eflita Yohana, 2009). Fermentasi adonan dilakukan pada ruang khusus dengan temperatur dan kelembaban tertentu. Proofing merupakan proses pengistirahatan adonan agar mengembang maksimal sebelum dimasukan ke dalam oven (Novianti, 2015). Proses profing adalah proses fermentasi akhir seteleh adonan dibentuk (yang terjadi dalam ruang steamer) ditimbang dan dimasukkan ke dalam loyang, sebelum akhirnya adonan dipanggang dalam oven. Pada tahap ini gluten menjadi halus dan meluas serta penampakan proffing volume adoanan menjadi dua kali lipat. Suhu proffing yang
baik adalah antara 32-38 0C dengan kelembaban relatif (RH) 80-85 % selama 1 - 1,5 jam (Eflita Yohana, 2009). Hasil fermentasi adonan yang baik dihasilkan dari alat yang dapat dikontrol suhu dan kelembaban ruang tempat adonan. Alat pengembang adonan ini disebut dengan proofer. Proofer adalah alat atau mesin yang digunakan untuk mengembangkan adonan beragi saat proses fermentasi akhir atau final fermentation melalui proses kontrol udara dan kelembaban udara (relative humidity) (Hendra Paputungan, 2015).
Pada penelitian ini dibuat sebuah alat proofing dengan menggunakan gas elpiji sebagai sumber panas untuk menaikan temperatur dan kelembaban sesuai dengan nilai yang ditentukan. Temperatur dan kelembaban tersebut dikontrol oleh rangkaian kontrol yang berbasis mikrokontroler arduino. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mencari jawaban atau solusi dari permasalahan yaitu untuk membuat rancang bangun alat proofing yang ekonomis serta mengontrol temperatur dan kelembabannya.
Temperatur dan Kelembaban
Temperatur atau suhu merupakan derajat panas atau dingin yang terdapat pada sebuah benda, jadi temperatur udara merupakan derajat panas atau dingin yang ada pada udara tersebut. Kelembaban adalah merupakan banyaknya kandungan uap air pada udara. Secara umum kelembaban adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan jumlah uap air yang ada di udara dan dinyatakan dalam persen dari jumlah uap air maksimum dalam kondisi jenuh (Agusto, 2016).
Adonan
Bahan baku roti terdiri dari beberapa bahan yang dicampur menjadi adonan. Adonan tersebut kemudian di mixing menjadi satu sebelum dimasukkan ke dalam proofer.
Proofer
Proofer merupakan ruang untuk melakukan pengembangan adonan sebelum dilakukan proses pemanggangan. Menurut Hendra Paputungan (2015) proofer terdiri dari beberapa jenis yaitu:
Proofer box atau Cabinet proofer
Proofer box atau cabinet proofer jenis ini dilengkapi dengan 1 atau 2 pintu untuk masuknya adonan dengan jumlah kapasitas loyang antara 18 hingga 36 loyang. Besar kecilnya kapasitas proofer box tergantung dari produsen yang memproduksi.
Modular Proofer
Modular Proofer adalah proofer yang di buat secara menetap atau statis dengan ukuran yang di sesuaikan dengan kebutuhan ruang proofer yang akan digunakan.
Retarder proofer
Retarder proofer adalah mesin yang di gunakan untuk menyimpan adonan lebih dari 24 jam atau lebih dengan cara mendinginkan adonan sehingga proses fermentasi dapat dihambat sesuai dengan waktu yang diinginkan dan dipindahkan secara otomatis menuju proses proofing.
Perangkat Kontroler
Perangkat utama kontroler dalam penelitian ini yaitu terdiri dari arduino, sensor suhu dan sensor kelembaban dan buzzer.
Arduino uno adalah sebuah rangkaian yang dikembangkan dari mikrokontroller berbasis ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 kaki digital input / output, dimana 6 kaki digital diantaranya dapat digunakan sebagai sinyal PWM (Ai Fs, 2014). Arduino merupakan modul yang dapat mengendalikan obyek yang dikontrol berdasarkan masukan dari sensor suhu dan sensor kelembaban. Sensor suhu dan kelembaban yang digunakan yaitu jenis SHT11. Sensor SHT11 merupakan sensor pasif sehingga perlu diberikan tegangan yang keluar dari catudaya yaitu 4,94 V, tegangan yang diberikan ini sudah berada dalam rentang yang diperlukan modul sensor yaitu antara (2,4-5,5) V. Buzzer
digunakan sebagai penanda bahwa suhu dan kelembaban sudah mencapai nilai maksimal. Buzzer listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara (Ajar R, 2018).
METODOLOGI
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kontrol yang bertempat di Politeknik ATI Makassar pada bulan April s/d Juli 2018.
Alat dan bahan penelitian yang digunakan dalam penelitian terdiri dari dua bagian yaitu bagian fisik proofer dan kontrollernya. Untuk bagian fisik proofer terdiri atas batang segi empat aluminium, lembaran plat stainless steel, tabung gas elpiji, kompor gas dan penampung air stainless steel. Alat dan bahan pada bagian kontrollernya yaitu kit arduino, LCD display, sensor suhu dan sensor kelembaban.
Jenis penelitian ini yaitu merupakan jenis eksperimental melakukan rancang bangun alat proofing adonan serta mengontrol suhu dan kelembabannya untuk dihasilkan fermentasi adonan dengan kualitas baik.
Data penelitian dari hasil penelitian ini yaitu pengukuran nilai temperatur, kelembaban, durasi waktu proofing yang sesuai untuk proofing adonan yang baik.
Selain data tersebut, dilakukan pula pengukuran untuk membandingkan kecepatan mengembang adonan antara yang menggunakan proofing dengan tidak yang menggunakan proofing. Pelaksanaan penelitian ini terdiri dari beberapa tahap yaitu:
1. Perancangan dan pembuatan fisik alat proofer
Perancangan desain bentuk proofer digambar dengan menggunakan autodesk inventor. Pada bagian ini ditentukan ukurannya kemudian di implementasikan kedalam gambar dua dimensi dan tiga dimensi. Setelah perancangan diatas kertas selesai maka dibuat proofer riilnya yang terbuat dari bahan aluminium dan tahan karat.
2. Perancangan dan pembuatan rangkaian kontroller.
Pada tahap selanjutnya adalah melakukan desain rangkaian kontrol.
Desain sketsa rangkaian kontrol menggunakan altium designer. Setelah gambar rangkaian selesai maka dibuat rangkain kontrolernya diatas papan PCB (print circuit board).
Jenis data yang dihasilkan dari pengukuran adalah data kuantitatif. Data tersebut digunakan untuk melakukan pengaturan optimasi fungsi kerja hasil desain alat.
Maka karena itu metode analisis datanya adalah hanya menggunakan analisis kuantitatif secara matematik.
HASIL DAN PEMBAHASAN Model Proofer
Alat pengembang atau proofer yang dihasilkan dalam penelitian memiliki dimensi tinggi 124 cm, lebar 50 cm dan panjang ke belakang 50 cm. Mesin proofer ini dibuat dengan dinding terdiri dari dua lapisan. Dinding terbuat dari bahan plat aluminium dengan ketebalan 0,5 mm.
Sebuah alat pengembang roti harus mampu mempertahankan suhu dan kelembaban yang konstan dalam waktu yang cukup lama. Oleh karena itu diantara dua lapisan dinding antara dinding luar dan dinding dalam diisi dengan lembaran gabus/sterofoam dengan ketebalan 2,5 cm.
Banyak rak dalam proofer yang telah dibuat sebanyak enam rak bersusun dengan jarak antara rak yaitu 12 cm. Pada setiap rak hanya dapat menampung satu loyang atau wadah roti dengan ukuran lebar 30 cm, panjang 30 cm dan tinggi 5 cm. Jarak atau ruang kosong antara ke empat sisi loyang/wadah dan dinding bagian dalam yaitu 7 cm. Ruang kosong tersebut yang akan dilewati oleh panas dan uap air agar sampai pada setiap tingkatan rak hingga paling atas. Dengan adanya jarak antara dinding dan sisi loyang sehingga uap dan panas dalam ruang proofer tersebar merata.
Alat proofer yang telah dibuat dalam
penelitian ini dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 1. Proofer roti
Untuk menghasilkan panas dan uap air, pada bagian bawah proofer dibuat lubang yang diameternya sama dengan diameter wadah penampung air. Wadah penampung air akan di tempatkan pada lubang yang telah disediakan, yang selanjutnya akan dipanaskan dengan kompor gas pada bagian bawah wadah penampung air yang terletak diluar proofer.
Kontroler Suhu dan Kelembaban
Salah satu bahan adonan roti adalah ragi.
Ragi merupakan bahan mikroorganisme yang dapat membuat adonan roti menjadi mengembang karena mikroorganisme dalam ragi yang tercampur dengan bahan lain akan menghasilkan gas pada temperatur dan kelembaban tertentu. Untuk mempercepat proses pengembangan maka diseting suhu dan kelembaban pada nilai tertentu serta mempertahankan nilai tersebut pada kondisi yang konstan. Untuk mengontrol temperatur dan kelembaban yang konstan dalam penelitian ini di buat rangkaian kontrol suhu dan kelembaban untuk alat proofer. Blok diagram kontroler dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2. Blok diagram kontroler
Pada rangkaian kontroler terdiri dari sensor SHT11, mikrokontroler arduino, buzzer dan LCD display. SHT11 berfungsi untuk memberikan sinyal input berdasarkan nilai suhu dan kelembaban yang dideteksi.
Masukan dari sensor tersebut akan diproses oleh mikrokontroler yang selanjutnya digunakan untuk mengendalikan buzzer serta menampilkan informasi pada LCD display. Saat dilakukan uji pengukuran suhu dan kelembaban pada proofer, sensor suhu SHT11 dan HTC-1 merupakan perangkat thermohygrometer yang ditempatkan di dalam proofer.
Thermohygrometer yaitu perangkat yang dapat melakukan pengukuran suhu dan kelembaban secara simultan (Arief HS., 2015).
Tabel 1. Hasil Pengukuran Suhu dan Kelembaban
Hasil pengukuran suhu dan kelembaban dengan menggunakan sensor SHT11 pada rangkaian kontroler dan dibandingkan atau divalidasi dengan hasil pengukuran dengan menggunakan alat lain (HTC-1) yaitu dapat dilihat pada tabel 1.
Dari hasil pengukuran diatas, persentase rata – rata penyimpangan hasil pengukuran suhu yaitu:
% 88 , 0
% 6 100 1 41
1 35
1
T x x
Persentase rata – rata penyimpangan hasil pengukuran kelembaban dalam yaitu:
% 45 , 0
% 6 100 1 79
1 71
1
RH x x
Pada uji buzzer, pada kontroler diberikan perlakuan dengan melakukan perubahan set poin suhu dan kelembaban yang akan dideteksi oleh sensor yang mengakibatkan buzzer berbunyi. Pada penelitian ini set point suhu yang ditetapkan yaitu 38 OC dan kelembaban 85%. Bila besar set point telah tercapai maka indikator buzzer akan berbunyi. Saat buzzer berbunyi maka operator mematikan kompor gas yang memanaskan air. Pada penelitian ini proofer dapat mempetahankan suhu dan kelembaban dengan nilai yang tetap selama 30 menit. Nilai suhu dan kelembaban tersebut dapat dipertahankan lebih lama karena adanya lapisan kedap antara dua dinding proofer yaitu lapisan sterofoam.
Pengembangan Adonan Roti
Banyak waktu yang dibutuhkan untuk pengembangan adonan roti untuk menjadi lebih besar sesuai keinginan sangat ditentukan oleh mikroorganisme dalam ragi adonan dalam menghasilkan gas.
Mikroorganisme tersebut menghasilkan gas yang optimal bila berada pada kondisi suhu dan temperatur udara sekelilingnya yang sesuai. Pada penelitian ini ditetapkan suhu 38 OC dan kelembaban 85 % untuk melakukan proofing adonan. Dari hasil pengukuran dengan membandingkan kecepatan pengembangan adonan dengan menggunakan proofer dan pengembangan model klasik yaitu adonan hanya ditempatkan pada wadah biasa dan ditutup dengan kain.
Gambar 3. Roti yang di proofing Indikator kecepatan pengembangan adonan roti dalam penelitian ini yaitu diameter bundaran roti dan tinggi roti. Hasil pengukuran perbandingan pengembangan
roti dengan menggunakan proofer dan metode klasik dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Pengembangan Adonan roti
No.
Waktu (Menit)
Diameter (cm) Tinggi (cm) Proofer Klasik Proofer Klasik
1. 0 7,5 7,5 1,0 1,0
2. 15 8,2 7,8 1,8 1,2 3. 25 8,8 7,9 2,1 1,6
4. 35 9,2 8 2,5 1,9
5. 45 9,6 8 2,8 2,2
6. 55 10 8,2 3 2,5
Pada menit ke-55, diameter adonan lebih cepat mengembang 21,95% dengan menggunakan proofer dibandingkan dengan metode klasik, sedangkan tinggi adonan lebih cepat mengembang 20% dengan menggunakan proofer dibandingkan dengan menggunakan proofing dengan metode klasik.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini diperoleh alat kontrol pengembang adonan roti yang dapat bekerja berfungsi baik dengan persentase rata–rata penyimpangan hasil pengukuran suhu sebesar T 0,88%, persentase rata–
rata penyimpangan hasil pengukuran kelembaban sebesar RH 0,45%. Set point suhu yang ditetapkan untuk buzzer berbunyi yaitu 38OC dan kelembaban 85%.
Proofer dapat mempetahankan suhu dan kelembaban dengan nilai yang tetap selama 30 menit. Pada menit ke-55, diameter adonan lebih cepat mengembang 21,95%
dengan menggunakan proofer dibandingkan dengan metode klasik, sedangkan tinggi adonan lebih cepat mengembang 20%
dengan menggunakan proofer dibandingkan dengan menggunakan proofing dengan metode klasik.
DAFTAR PUSTAKA
Agusto PP., Kanton LT. 2016. Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu, Kelembaban Dan Tekanan Udara Portable Berbasis Mikrokontroler ATMega16. Jurnal Meteorologi Klimatologi Dan Geofisika Vol. 3 No.2, Juli 2016.
Ai Fs, Erik H, Yuda M. 2014. Rancang Bangun Akses Kontrol Pintu Gerbang Berbasis Arduino Dan Android. Electrans, Vol.13, No.1, Maret 2014, 1-10
Ajar R., David W. 2018. Sistem Sensor Jarak Aman Pada Mobil Berbasis Mikrokontroller Arduino ATMega328. Jurnal Informatika Simantik Vol. 3 No. 1 Maret 2018 ISSN: 2541-3244.
Arief HS., Danny K., Suyani. 2015.
Rancang Bangun Thermohygrometer Digital Menggunakan Sistem Mikro Pengendali Arduino Dan Sensor DHT22. Prosiding SNST Fakultas Teknik E14.
Eflita Y, Muchammad, Rey A, Susetio P.
2009. Analisa Dan Simulasi Distribusi Temperatur Dan Kelembaban Dalam Ruang Steamer Dengan Menggunakan Program Numerik. Rotasi Volume 11 Nomor 2 April 2009.
Hendra P. 2015. Pembuatan Proofer Untuk Pengembang Roti. Skripsi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Manado.
Herlina N, Meqorry Y. 2013. Rancang Bangun Sistem Kendali Temperatur Dan Kelembaban Relatif Pada Ruangan Dengan Menggunakan Motor Dc Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535. Jurnal Fisika Unand Vol. 2, No. 3, Juli 2013
Novianti Y, Siti A, Handri T. 2015.
Implementasi Kontrol PID pada
Mesin Pengembang Roti. Jurnal Rekayasa Elektrika Vol. 11, No. 3, April 2015, hal. 109-113.
Mudjajanto ES, Yulianti LN. 2004.
Membuat Aneka Roti. Penebar Swadaya, Jakarta.
Romiyatun MA. 2015. Pengaruh Penggunaan Suhu Pengovenan Terhadap Kualitas Roti Manis Dilihat Dari Aspek Warna Kulit, Rasa, Aroma Dan Tekstur. Teknobuga Volume 2 No.2 November 2015.
