LAPORAN PRAKTIKUMTEKNIK PENGAWETAN DAN PENGOLAHAN HASILPERTANIANSIZE REDUCTION

Oleh:Yarsitri NIM A1H012066

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGIUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2015I. PENDAHULUANA. Latar BelakangMunculnya pengecilan atau pemecahan bahan makanan merupakan kecendurngan sifat manusia yang menginginkan segala hal yang praktis dan mudah diperlakukan. Hal tersebut dapat dibenarkan karena pada masa sekarang salah satu tujuan pemecehan bahan makanan adalah untuk mempermudah bahan makanan tersebut diolah dan memiliki dimensi yang mudah didistribusikan. Namun seiring perkembangan teknologi dan daya saing antar produsen bahan pangan membuat proses pemecahan makanan menjadi kajian yang lebih serius dan memperhitungkan segala faktor proses tersebut. Sepertihalnya seberapa lembut tepung yang dihasilkan setelah melalui proses penggilingan dan bagaimana tekstur lain yang dihasilkan.Pemecahan bahan-bahan makanan menjadi bagian yang lebih kecil merupakan suatu operasi yang penting didalam industri pangan. Dasar-dasar teori ini masih belum banyak dikembangkan. Kebanyakan operasi didasarkan pada pengalaman data empiris dan sangat sering menyangkut mekanisasi operasi yang mula-mula dilakukan dengan tangan.Maka dari itu dengan adanya praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat memperdalam kajian tentang proses pemecahan bahan pangan dan dapat diaplikasikan dalam kehidupan bermasyarakat.

B. Tujuan

1. Menentukan Finenees modulus (FM) dan fraksi ukuran butiran.2. Menentukan klasifikasi dimensi ukuran butiran.

II. TINJAUAN PUSTAKAPemecahan atau pengecilan dapat dibedakan menjadi pengecilan yang ekstrim (penggilingan) dan pengecilan ukuran yang relativ masih berukuran besar, misalnya pemotongan menjadi bagian-bagian yang khusus. Pengecilan dapat dilakukan dengan cara yang basah dan kering. Keuntungan-keuntungan yang dapat diperoleh dengan peenggilingan basah antara lain mudah memperoleh bahan dengan lembut, berlangsung dengan suhu yang tidak cukup tinggi dan sedikit kemungkinan terjadi oksidasi/ledakan. Oleh karena itu sering kali ditambahkan air untuk bahan yang sedikit mengandung air.Ada tiga macam gaya yang digunakan dalam untuk mendapatkan efek pengecilan ukuran. Ketiga mcam gaya tersebut adalah penekanan, pukulan dan gaya sobek. Jenis gaya yang digunakan akan menentukan tipe atau rancangan peralatan yang tepat. Performansi mesin untuk size reduction ditentukan oleh, kapasitas, daya yang digunakan per unit bahan, ukuran dan bentuk produk. Selama pengecilan ukuran bentuk produk mengalami perubahan dan desakan. Makin lama desakan makin besar hingga mematahkan gaya kohesi dan membentuk suatu retakan yang mekin meluas. Suatu energi harus dibersihkan untuk merubah bentuk dan mencegah bahan. Energi makin besar untuk kekuatan pemecahan yang lebih besar bila bahan lebih keras.Setiap alat penggiling menghasilkan partikel-partikel dengan ukuran dan bentuk yang berbeda-beda. Salah satu masalah yang cukup mendasar adalah bagaimana menentukan diameter masing-masing partikel sehingga diameter rata-ratada akhir dapat diketahui. Cara yang sering digunakan adalah dengan analisis ayakan. Pengecilan ukuran meliputi pemotongan buah dan sayur untuk canning, penghancuran chopping batang jagung untuk pakan ternak, penggilingan batu kapur untuk pupuk dan bijian untuk pakan ternak, dan penggilingan tepung dari bijian. Pengecilan ukuran dengan cara mekanik tanpa merubah sifat kimia bahan. Salah satu metode dalam mengunakan analisis ayakan ini adalah penggunaan ayakan tyler. Alat ini digunakan utuk mengukur kelembutan bahan dengan rentangan 0,125 0,0029 in. Ayakan tyler terdiri dari sejumlah saringan atau ayakan. Ukuran lubang terhalus adalah 200 mesh. Adapun cara kerja dari ayakan tyler ini pertama bahan dimasukan diatas rangkaian ayakan kemudian digoyang dengan gerakan yang teratur dan waktu operasi yang teratur pula. Setelah operasi dirasa cukup maka jumlah bahan yang tertahan diatas setiap ayakan dikumpulkan dan ditetapkan sebagai prosentase terhadap berat awal. Kelembutan bahan dinyatakan dengan finaness modulus (FM) yang diberi batasan sebagai porsentase bahan yang tertahan pada masing-masing saringan dibagi sratus. Rata-rata ukuran butiran (D) dapat dihitung dengan rumus D = 0,0041 (2)FM.Menurut Susanto (1994), Size reduction atau pengurangan ukuran mempunyai manfaat dalam pengolahan makanan, antara lain:1. Meningkatkan area permukaan dari perbandingan volume dari makanan yang meningkatkan tingkat yang pengeringan, pemanasan, atau pendinginan dan meningkatkan efisiensi dalam tingkat pengambilan atau penyaringan dari komponen yang dapat larut. 2. Material atau bahan yang kecil yang dikombinasikan dengan penyaringan atau pengayakan, sebelum ditentukan tentang ukuran partikel unsur atau butir diproduksi yang mana penting untuk mengoreksi fungsional atau memproses kekayaan dari beberapa produk.3. Suatu cakupan yang serupa tetntang ukuran partikel unsur/butir menjadikan pencampuran yang lebih lengkap tentang ramuan/adonan.

III. METODOLOGIA. Alat dan Bahan1. Neraca digital2. Ayakan (mesh)3. Tepung tapioka4. Tepung maizena5. Tepung kentang6. Tepung beras7. Tepung ketan putih8. Tepung jagung

B. Prosedur Kerja1. Menyiapkan peralatan yang akan digunakan untuk praktikum.2. Memilih tepung yang digunakan untuk praktikum3. Menimbang tepung sebanyak 200 gram4. Menyusun saringan dari yang paling bawah pan, ayakan dengan mesh 200, 100, 80 dan yang palinga atas dengan ukuran mesh 75. Meletakkan tepung pada mesh yang paling atas kemudian menutupnya6. Memutar ayakan dengan konstan selama 10 menit7. Membuka ayakan dan menimbang tepung pada setiap mesh8. Mencatat data yang diperoleh dan melakukan perhitungan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilTabel 1. Hasil Praktikum kelompok 1MeshBerat yang tertahan (gr)Persen berat yang tertahan (%)Angka pengaliHasil

784,9442,474169,88

80112,5356,273168,81

1001,10,5521,1

2000,030,0110,01

Pan1,40,700

Jumlah100339,80

Tabel 2. Hasil Praktikum kelompok 2MeshBerat yang tertahan (gr)Persen berat yang tertahan (%)Angka pengaliHasil

7124,1862,094248,36

8075,6037,83113,4

1000,090,04520,09

2000,070,03510,035

Pan0,060,0300

Jumlah100361,885

Tabel 3. Hasil Praktikum kelompok 3MeshBerat yang tertahan (gr)Persen berat yang tertahan (%)Angka pengaliHasil

7108,9754,4854217,94

8082,4841,2353123,705

1000,560,2820,56

2000,040,0210,02

Pan7,963,9800

Jumlah100342,225

Tabel 4. Hasil Praktikum kelompok 4MeshBerat yang tertahan (gr)Persen berat yang tertahan (%)Angka pengaliHasil

70,020,0140,04

80198,0199,0053 297,015

1001,540,7721,54

2000,020,0110,01

Pan0,410,20500

Jumlah100298,605

Tabel 5. Hasil Praktikum kelompok 5.MeshBerat yang tertahan (gr)Persen berat yang tertahan (%)Angka pengaliHasil

736,6318,315473,26

80152,6576,3253 228,975

1008,464,2328,46

2000,030,01510,015

Pan2,231,11500

Jumlah100310,71

Tabel 6. Hasil Praktikum kelompok 6.MeshBerat yang tertahan (gr)Persen berat yang tertahan (%)Angka pengaliHasil

7105,1152,5554210,22

8091,8345,9153 137,74

1000,860,4320,86

2000,020,0110,01

Pan2,181,0900

Jumlah100348,84

Perhitungan

Indeks keseragaman

Kelompok 1

Kelompok 2

Kelompok 3

Kelompok 4

Kelompok 5

Kelompok 6

B. Pembahasan

Pengecilan ukuran (size reduction) artinya membagi bagi suatu bahan padat menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dengan menggunakan gaya mekanis atau menekan. Size reduction merupakan salah satu operasi dalam dunia industri dimana komoditi pertanian dikecilkan ukurannya untuk menghasilkan suatu produk yang memiliki nilai mutu dan nilai tambah yang tinggi. Operasi pengecilan ukuran terbagi menjadi dua kategori yaitu untuk bahan padatan dan untuk cairan (Smith, 1955).Menurut Earle (1983), pengecilan ukuran dapat didefinisikan sebagai penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Penggunaan proses penghancuran yang paling luas di dalam industri pangan barangkali adalah dalam penggilingan butir-butir gandum menjadi tepung, akan tetapi penghancuran ini dipergunakan juga untuk beberapa tujuan, seperti penggilingan jagung menghasilkan tepung jagung, penggilingan gula, penggilingan bahan pangan kering seperti sayuran.Modulus kehalusan butir (fineness modulus) adalah suatu indeks yang dipakai untuk ukuran kehalusan atau kekasaran butir-butir agregat. Modulus kehalusan butir (FM) didefinisikan sebagai jumlah persen komulatif sisa saringan diatas ayakan No. 100 (150 m) dibagi seratus. Makin besar nilai modulus halusmenunjukkan bahwa makin besar butirbutir agregatnya. Modulus halus butir agregat halus berkisar antara 1,5 3,8.Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi Finnes Modulus yaitu: ukuran ayakan, massa dari bahan yang digunakan, jumlah bahan yang tertinggal/tertahan pada ayakan, lamanya waktu pengecilan ukuran (penggilingan/penggerusan) bahan, kecepatan pengayakan, dan waktu pengayakan.Indeks Keanekaragaman jenis menurut Shanon Whiener dalam Ludwig dan Reynolds (1988) yang dikutip Dianarto (2000) bahwa Indeks keanekaragaman Shanon Whiener digunakan luas dalam ekologi komunitas, karakteristiknya adalah apabila H = 0 maka hanya terdapat satu jenis yang hidup dalam satu komunitas. H maksimum jika kelimpahan jenis-jenis penyusun terdistribusi secara sempurna tingkat diversitas berbanding lurus dengan kemantapan suatu komunitas. Semakin tinggi tingkat diversitas jenis maka semakin mantap komunitas tersebut.Pengecilan memiliki beberapa manfaat dan tujuan dalam pengolahan pangan, diantaranya yaitu terjadinya peningkatan luas permukaan bahan terhadap rasio voilume, sehingga dapat menikkan kapasitas laju pengeringan, pemanasan, dan pendinginan, serta meningkatkan efisiensi dan laju ekstrkasi komponen yang dapat larut. Selain itu apabila pengecilan ukuran dikombinasikan dengan pengayakan, maka pengecilan ukuran dapat menentukan ukuran bahan partikel yang dihasilkan sehingga memudahkan dalam pengklasifikasian ukuran.Tujuan proses pengecilan ukuran antara lain:1. Memperbesar luas permukaan bahan. Luas permukaan yang lebih besar dapat membantu kelancaran beberapa proses seperti: Membantu ekstraksi suatu senyawa dengan menigkatkan luas kontak bahan dengan pelarut, mempercepat waktu pengeringan bahan, dan mempercepat proses pemasakan, blansir dan lain-lain.2. Meningkatkan efisiensi proses pengadukan.3. Pengecilan ukuran yang dilakukan juga untuk memenuhi standar ukuran produk tertentu, misalnya untuk gula licing (licing sugar) atau proses refining pada pengolahan coklat.4. Memperbesar luas permukaan bahan. Luas permukaan yang lebih besar dapat membantu kelancaran beberapa proses seperti: Membantu ekstraksi suatu senyawa dengan menigkatkan luas kontak bahan dengan pelarut, Mempercepat waktu pengeringan bahan, dan Mempercepat proses pemasakan, blansir dan lain-lain.5. Meningkatkan efisiensi proses pengadukan.6. Pengecilan ukuran yang dilakukan juga untuk memenuhi standar ukuran produk tertentu, misalnya untuk gula licing (licing sugar) atau proses refining pada pengolahan coklat.Saringan yang digunakan dalam menentukan kelembutan biasanya disebut dengan mesh. Mesh adalah sebuah ukuran saringan banyaknya lubang per satu inchi kuadrat. Sehingga semakin besar ukuran mesh maka semakin lembut bahan yang dihasilkan. Dalam praktikum ini ayakan yang digunakan untuk menentukan kelembutan sebuah bahan adalah ayakan tyler, yaitu ayakan yang terdiri dari beberapa saringan yang disusun secara bertingkat dengan ukuran mesh semakin bawah bagian saringan maka ukuran mesh semakin besar, dan bagian bawah adalah sebuah pan.Adapun ukuran mesh pada saringan ayakan tyler adalah 7, 80, 100, dan 200. Hal ini berarti untuk ukuran mesh 7 adalah lubang yang terdapat pada setiap satu inchi kuadrat sebanyak tujuh buah. Ini berlaku untuk ukuran yang lainnya. Dapat disimpulkan bahwa ukuran 200 berada pada saringan bagian bawah karena memiliki tingkat kelembutan yang tinggi.Pada intinya fungsi dari pengecilan ukuran adalah untuk mempermudah dalam proses penyimpanan, untuk mempermudah dalam proses pengolahan, untuk mempermudah dan mempercepat dalam proses pengeringan, dan untuk selanjutnya diekstrak.Hingga saat ini dikenal tiga macam gaya yang digunakan untuk mendapatkan efek pengecilan ukuran. Ketiga macam gaya tersebut adalah penekanan (compressive), pukulan (impact) dan gaya sobek (shear; attrition). Jenis gaya yang digunakan akan menentukan tipe/ rancangan peralatan yang tepat.1. Crushing rollsAlat ini terdiri dari dua buah atau lebih silinder logam yang berhadapan satu sama lain. Bahan masuk akan terjepit dan tertekan diantara silinder hingga menimbulkan gaya tekan dan terjadi pemecahan bahan. Pada mesin yang terdiri dari beberapa silinder ( contoh refiner coklat), kecepatan antar silinder diatur sedemikian rupa hingga didapatkan gaya tekan yang semakin meningkat.2. Penggiling palu (hammer mill)Penggiling ini merupakan aplikasi dari gaya pukul (impact force). Rotor dengan kecepatan tinggi akan memutar palu-palu pemukul di sepanjang lintasannya. Bahan masuk akan terpukul oleh palu yang berputar dan bertumbukan dengan dinding, palu atau sesama bahan. Akibatnya akan terjadi pemecahan bahan. Proses ini berlangsung terus hingga didapatkan bahan yang dapat lolos dari saringan di bagian bawah alat. Jadi selain gaya pukul dapat juga terjadi sedikit gaya sobek.

3. Penggiling cakramPenggiling cakram yang memanfaatkan gaya sobek (shear force) banyak dipakai untuk menghasilkan penggiling halus. Tipe-tipe yang sering dipakai meliputi penggiling cakram tunggal (single disc mill), penggiling cakram ganda (double disc mill) dan buhr mill.a. Penggiling cakram tunggalPada penggiling ini, bahan yang akan dihancurkan lewat diantara dua cakram. Cakram yang pertama berputar dan yang lain tetap ditempatnya. Efek penyobekan didapatkan karena adanya pergerakan salah satu cakram. Jarak antara cakram dapat diatur, disesuaikan dengan ukuran bahan dan produk yang diinginkan.b. Penggiling cakram gandaSesuai dengan namanya, pada penggiling ini kedua cakram berputar berlawanan arah. Akibat perputaran kedua cakram akan didapatkan efek penyobekan terhadap bahan yang jauh lebih besar dibandingkan dengan cakram tunggal.c. Buhr millPenggiling ini merupakan tipe lama dari penggiling cakram. Penggiling ini terdiri dari dua buah batu berbentuk lingkaran yang disusun bertumpuk. Silinder batu bagian bawah akan berputar dan menyobek bahan yang masuk dari atas.

4. Penggiling gulingan (tumbling mills)Penggilingan jenis ini banyak yang digunakan, jika diinginkan hasil gilingan yang halus. Tipe yang paling dikenal dari jenis in iadalah penggiling bola (ball mills). Perputaran silinder horisontal akan menaik turunkan atau menggulirkan bola-bola logam sehingga terjadi gaya sobek dan pukul terhadap bahan, yang dapat memecahkan bahan. Ukuran bola-bola logam bervariasi antara 1-6 in.5. PemotongBeragam jenis pemotong tersedia untuk bahan-bahan berserat. Berdasarkan jenis potongannya bisa didapatkan bentuk slince, dicec dan bentuk-bentuk lainnya. Pada umumnya pemotong terdiri dari pisau yang berputar dengan cepat. Operasi pemotongan dengan pisau tajam menghasilkan deformasi dan kerusakan produk yang kecil.Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah macam-macam tepung, yaitu tepung maizene, tepung beras, tepung kentang, tepung ketan dan tepung tapioka. Bahan yang digunakan masing-masing sebesar 200 gram. Bahan tersebut kemudian dilakukan pengelompokan ukuran dengan sieving (pengayakan). Salah satu metode dalam analisis ayakan ini yakni dengan menggunakan ayakan tyler. Tyler digunakan untuk mengukur kelembutan bahan dengan rentangan 0.125-0.0029 in. Ayakan Tyler terdiri dari sejumlah saringan atau ayakan. Ukuran lubang terhalus adalah 200 mesh. Adapun cara kerja dari ayakan tyler ini pertama bahan dimasukkan di atas rangkaian ayakan kemudian digoyang dengan gerakan yang teratur dan waktu operasi yang teratur pula. Setelah waktu operasi dianggap cukup, jumlah bahan yang tertahan di atas setiap ayakan dikumpulkan dan dinyatakan sebagai presentase terhadap berat asal. Kelembutan butiran dinyatakan dengan Fineness Modulus (FM) yang diberi batasan sebagai presentase bahan yang tertahan pada tiap-tiap saringan dibagi seratus. Rata-rata ukuran butiran (D) dapat dihitung dengan rumus D = 0.0041 (2)FM.Bahan yang digunakan oleh kelompok kami adalah tepung maizena. Dari hasil pengamatan didapatkan hasil berat tertahan yang paling banyak adalah pada ukuran mesh 8 dan diikuti pada ukuran mesh 7. Nilai Fineness Modulus (FM) dari tepung maizena ini yaitu sebesar 3,39 dan didapatkan nilai D sebesar 0,043. Indeks keseragaman yang didapatkan dari pengayakan tepung maizena yaitu tepung dengn tekstur kasar sebanyak 4,25 %, tekstur sedang 5,68 % sedangkan yang bertekstur halus sebanyak 0,0015%. Hal tersebut menunjukkan bahwa kelembutan yang dihasilkan tidak merata. Kelembutan bahan dipengaruhi dengan proses pengayakan bahan pada saat bahan dimasukan pada ayakan tyler. Menurut ketentuan, untuk menghasilkan bahan yang lembut dan merata maka pada saat melakuakn pengayakan harus dilakukan secara merata dan konstan. Sedangkan pada saat praktikum, praktikan melakukan pengayakan dengan tidak stabil dalam proses pengayakan. Fineness Modulus (FM) untuk yepung yang diuji oleh kelompok lain didapatkan hasil yaitu Fineness Modulus (FM) tepung kentang sebesar 3,618885, tepung beras , tepung ketan 2,896, tepung tapioka dan untuk tepung yang duji oleh kelompok 6 memiliki nilai FM sebesar . Hal ini menunjukkan bahwa dari beberapa tepung yang digunakan untuk praktikum, tepung ketan merupakan tepung yang mempunyai kelembutan butiran yang lebih rendah dibandingkan dengan yang lain.Kendala pada jalannya praktikum acara ini adalah kurangnya peralatan yang digunakan dimana hanya digunakan satu ayakan Tyler sehingga praktikan harus bergantian untuk melaksanakan praktikum. Kondisi yang seperti itu mengakibatkan jalannya praktikum menjadi kurang efektif dan efisien karena banyaknya waktu yang kurang dimanfaatkan serta jalannya praktikum menjadi lama.

V. KESIMPULAN DAN SARANA. Kesimpulan1. Besarnya Finenes Modulus (FM) tepung maizena yang dihasilkan adalah 3.39. Tepung yang memiliki Finenes Modulus (FM) paling kecil adalah tepung ketan yaitu sebesar 2,986.2. Indeks keseragaman tepung maizena yaitu tekstur kasar sebanyak 4,25 %, tekstur sedang 5,68 % sedangkan yang bertekstur halus sebanyak 0,0015%.

B. SaranPada praktikum acara size reduction seharusnya alat diperbanyak lagi supaya ptaktikum dapat berjalan dengan lancar, efektif dan efisien.

DAFTAR PUSTAKAEarle, R.L. 1983. Unit Operations in Food Processing. Second Edition. Pergamon Press. United Kingdom.

Haryadi. 2006. Teknologi Pengolahan Beras. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.Makfoeld, D. 1982. Deskripsi Pengolahan Hasil Pertanian. Agritech. Yogyakarta.Mugi Rahardjo, Julia. 1976. Tehnologi Hasil Pertanian. Unsoed : Purwokerto.Pantastico. ER. B. 1989. Fisiologi Pasca Panen. UGM Press; Yogyakarta.Smith, H.P. 1955. Farm Machinery and Equipment. Mc Graw-Hill Book Co., Inc. Fourth Edition, New YorkSusanto, T dan B. Saneto. 1994. Tekonolgi Pengolahan Hasil Pertanian. Bina Ilmu; Surabaya.