Pengecilan ukuran adalah suatu bentuk proses penghancuran dari pemotongan bentuk padatan

menjadi bentuk yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Terdapat empat cara yang diterapkan pada

mesin-mesin pengecilan ukuran, yaitu (1) kompresi, pengecilan ukuran dengan tekstur yang

keras; (2) impact atau pukulan, digunakan untuk bahan padatan dengan tekstur kasar; (3)

attrition, digunakan untuk menghasilkan produk dengan tekstur halus dan; (4) cutting, digunakan

untuk menghasilkan produk dengan ukuran dan bentuk tertentu (Mc. Cabe, et. al.,1976).

Menurut Brennan et. al. (1974), pengecilan ukuran bertujuan untuk:

1. Membantu proses ekstraksi

2. Memperkecil bahan sampai dengan ukuran tertentu untuk maksud tertentu

3. Memperbesar luas permukaan bahan untuk proses lebih lanjut

4. Membantu proses pencampuran

Menurut Henderson dan Perry (1982), pada prinsipnya pengecilan ukuran diklasifikasikan

menurut produk akhir yang dihasilkan. Yang pertama adalah pengecilan ukuran ekstrim yaitu

merubah dimensi ukuran bahan secara signifikan, misalnya penggilingan dan penggerusan.

Kedua adalah pengecilan bahan yang menghasilkan ukuran produk yang masih berdimensi besar

atau nisbah produk akhir dengan awalnya tidak terlalu signifikan, misalnya pada proses

pemotongan dan pengempaan.

Pada praktikum kali ini, peralatan pengecilan ukuran yang dibahas adalah hammer mill, disk

mill, dan multi mill Sedangkan pada praktikum peralatan yang digunakan hanya disk mill dan

multi mill. Untuk peralatan yang lainnya hanya dijelaskan bagian-bagiannya dan prinsip

kerjanya.

1. Hammer mill

Hammer mill merupakan aplikasi dari gaya pukul (impact force). Prinsip kerja hammer

mill adalah 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.

Penggiling palu merupakan penggiling yang serbaguna, dapat digunakan untuk bahan kristal

padat, bahan berserat dan bahan yang agak lengket. Pada skala industri penggiling ini digunakan

untuk lada dan bumbu lain, susu kering, gula dan lain-lain (Wiratakusumah, 1992).

Menurut Mc Colly (1955), penggunaan hammer mill mempunyai beberapa keuntungan antara

lain adalah :

1. konstruksinya sederhana

2. dapat digunakan untuk menghasilkan hasil gilingan yang bermacam-macam ukuran

3. tidak mudah rusak dengan adanya benda asing dalam bahan dan beroperasi tanpa bahan

4. biaya operasi dan pemeliharaan lebih murah dibandingkan dengan burr mill

Sedangkan beberapa kerugian menggunakan hammer mill antara lain adalah :

1. biasanya tidak dapat menghasilkan gilingan yang seragam

2. biaya pemasangan mula-mula lebih tinggi dari pada menggunakan burr mill

3. untuk gilingan permulaan atau gilingan kasar dibutuhkan tenaga yang relatif besar sampai

batas-batas tertentu.

Menurut Smith (1955), hammer mill terdiri dari atas martil/palu yang berputar pada porosnya

dan sebuah saringan yang terbuat dari plat baja. Hasil pertanian yang akan digiling dimasukkan

melalui sebuah corong pemasukan dan dipukul oleh suatu seri plat baja. Susunan martil/palu

pada hammer mill adalah sebagai berikut :

1 . . . 5 . . . 9 . . . . 14 . . . 18

. . 3 . . . 7 . . . . 12 . . . 16 . .

. 2 . . . 6 . . . 10 . . 13 . . . 17 .

. . . 4 . . . 8 . . 11 . . . 15 . . .

Bagian utama dari hammer mill adalah corong pemasukan, pemukul, corong pengeluaran, motor

penggerak, alat transmisi daya, rangka penunjang dan ayakan.

Corong pemasukan

Corong pemasukan terbuat dari plat esher 1.5 mm, bagian atas dari corong pemasukan berbentuk

bujur sangkar dengan ukuran 350 mm x 350 mm dan bagian bawahnya menyempit sampai 90

mm x 50 mm dengan kemiringan dinding corong 40o.

Pemukul

Pemukul terbuat dari stainless steel. Pada bagian ini terdapat lima pasang pemukul yang juga

terbuat dari bahan stainless steel. Ukuran pemukul adalah antara 100 mm x 25 mm x 5 mm dan

pada kedua sisi pemukul dibuat tajam, hal ini bertujuan agar sisi pemukul yang satu dapat

menggantikan sisi pemukul yang sudah tumpul dengan cara membalik posisi. Pemukul dipasang

dengan posisi horizontal dengan jumlah lima pasang yang disatukan oleh empat buah poros yang

terbuat dari stainless steel dengan berdiameter 10 mm dipasang vertikal. Gambar detail pemukul

adalah sebagai berikut :

Saringan

Saringan yang digunakan pada hammer mill terbuat dari plat baja. Pada hammer mill saringan

memegang peranan penting dalam menentukan besar ukuran butir biji-bijian, saringan dapat

diganti-ganti tergantung dati besar ukuran butir hasil gilingan yang dikehendaki.

Corong pengeluaran

Corong pengeluaran terbuat dari plat esher 1.5 mm yang berbentuk kerucut terpancung pada

posisi terbalik. Diameter corong adalah 550 mm dan diameter bawahnya adalah 120 mm.

Ayakan

Alat ini berukuran 600 mm x 600 mm yang mana konstruksinya terbuat dari kayu dengan bentuk

seperti trapezium dan kostruksi penyangga terbuat dari plat siku 25 mm x 25 mm x 2.5 mm

dengan ukurannya sama dengan ukuran ayakan. Posisi ayakan ini adalah miring dengan

kemiringan 10oC, ini bertujuan untuk memudahkan gerak dari transmisi yang menggerakkan

ayakan dan mempercepat proses pengayakan.

Motor penggerak

Motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik dengan daya dan kecepatan putaran

berturut-turut 1 hp dan 148 rpm. Motor tersebut dipasang pada dudukan yang terbuat dari baja

plat 8 mm yang berukuran 250 mm x 147 mm yang dipasang dengan sebuah engsel. Fungsi

engsel adalah jarak antara poros terhadap motor dengan poros utama dapat diatur untuk

memperoleh tegangan sabuk yang diinginkan.

Menurut Smith (1955), tipe hammer mill dibedakan berdasarkan sifat dari gigi penggiling yaitu

gigi penggiling dapat berayun bebas pada porosnya dan gigi penggiling tidak dapat berayun

bebas pada porosnya (statis). Kedua tipe hammer mill tersebut dalam operasinya tidak

mempunyai banyak perbedaan, yang penting diperhatikan adalah jumlah ketebalan dari gigi-gigi

penggiling.

Penentuan mutu hasil giling ditentukan oleh modulus kehalusan yang menyatakan rata-rata

ukuran partikel hasil gilingan dan indeks keseragaman yang menyatakan fraksi-fraksi kasar,

sedang dan halus dari partikel hasil gilingan (Smith, 1955).

Modulus kehalusan beberapa jenis biji-bijian

Jenis biji-bijian Hasil gilingan

Kasar Sedang Halus

Jagung

Kacang kedelai

Gandum

Jawawut / jelai

4.80

4.80

3.70

4.10

3.60

3.60

2.90

3.20

2.40

2.40

2.10

2.30

Angka modulus kehalusan merupakan angka hasil bagi garis tengah bahan pada keadaan mula-

mula dengan garis tengah bahan pada keadaan akhir, yang berkisar antara 1 sampai 16.

2. Disk mill

Disc mill merupakan jenis alat pengecil bahan yang dapat menghasilkan produk dalam ukuran

sedang maupun halus, seperti kedelai, jagung kentang dan lainnya. Alat ini digunakan untuk

mengupas kulit ari, pembelah dan penghancur biji kedelai dalm keadaan kering maupun basah.

Disk mill merupakan alat yang memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang sama seperti

dengan stone mill. Keduanya sama-sama memiliki dua piringan yang dipasangkan pada sebuah

shaft. Terdapat dua macam disk mill yaitu (1) disk millyang bergerak pada satu roda dan roda

lainnya stasioner dan (2) disk mill dimana kedua rodanya bergerak. Pada keadaan pertama, satu

piringan terpasang permanen (stasioner) pada badan mesin. Sedangkan pada keadaan kedua,

piringan berputar bersamaan dalam arah putaran yang berlawanan satu dengan lainnya. Bahan

yang akan diproses dimasukkan melalui bagian atas alat (corong pemasukan) yang mempunyai

penampung bahan. Selama proses, bahan akan mengalami gesekan diantara kedua piringan

sehingga ukurannya menjadi lebih kecil dan halus (AEL, 1976). Bagian-bagian dari disc

mill adalah sebagai berikut :

a. Corong pemasukan

Corong ini berfungsi untuk memasukkan biji yang akan dikupas kulit arinya dan dihancurkan.

Bagian ini dilengkapi dengan katup pemasukkan untuk mengatur jumlah biji yang akan dikupas

oleh cakram sehingga pengupasan akan berjalan lancar.

b. Penyemprot air

Penyemprot air berfungsi untuk membantu kelancaran turun dan keluarnya biji ke ruang

pengupasan. Air akan mendorong biji agar jatuh ke ruang pengupasan. Pada praktikum ini tidak

dilakukan penyemprotan air.

c. Ruang pengupasan dan penghancuran

Ruang pengupasan berfungsi sebagai tempat mengupas dan menghancurkan sekaligus sebagai

rangka dudukan bagi landasan gesek. Ruangan ini diberi penutup dan dibuat agak rapat agar

kedelai tidak lolos keluar sebelum mengalami pengupasan dan penghancuran.

d. Dinding penutup dan cakram

Dinding penutup dan cakram berfungsi sebagai pengupas dan penghancur biji karena adanaya

gerak putar dari cakram terhadap diniding penutup yang diam. Biji yang terkupas dan hancur itu

merupakan akibat dari efek atrisi dan kompresi dari cakram.

e. Poros penggerak

Poros penggerak berfungsi untuk memutar silinder pengupas yang digerakkan oleh motor listrik

dengan menggunakan puli dan belt sebagai penyalur daya. Pada poros penggerak terdapat

pengunci untuk mengatur jarak antar cakram. Semakin kecil jarak antar cakram maka ukuran

hasil pengolahan akan semakin halus.

f. Corong pengeluaran

Corong pengeluaran berfungsi untuk mengeluarkan biji yang telah dikupas dan dihancurkan

yang terletak di bagian bawah silinder pengupas. Biji yang akan pecah dan keluar dari corong ini

masih bercampur dengan kulit arinya.

Biji kacang hijau dimasukkan ke dalam disc mill dan mengalami proses pengecilan ukuran.

Pengecilan ukuran ini terjadi pada saat bahan masuk diantara dinding dan cakram yang jaraknya

diatur terlebih dahulu sesuai dengan ukuran yang diinginkan dan bahan juga mengalami

penggerusan pada dinding granding plate yang permukaanya kasar sehingga dihasilkan biji

kacang hijau yang halus. Setelah mengalami dua kali penggerusan maka dimensi dari biji kacang

hijau pun berubah menjadi lebih kecil dari dimensi awalnya.

Pada praktikum ini bahan berupa biji kacang hijau dimasukkan sebanyak 330 gram dihancurkan

dengan menggunakan Disc Mill sehingga diperoleh biji kacang hijauyang ukurannya lebih

kecil sebanyak 310 gram. Pada saat pengecilan ukuran dan penggerusan terjadi loss (kehilangan

bahan). pada praktikum ini rendemen yang diohasilkan adalah 90,61% dan loss kacang

hijau sebesar 20 gram (9,39%). Loss umumnya terjadi pada saat pengeluaran bahan, proses

pengayakan, dan adanya kacang hijau yang masih melekat pada alat penghancur. Adanya loss ini

menyebabkan berat akhir menjadi sedikit.

3. Multi mill

Multi mill bekerja dengan impact. Sama seperti hammer mill impactdilakukan cara menghantam

bahan dengan padatan, yang biasanya berupa besi, sehingga momentum yang terdapat pada

pergerakan besi tersebut dapat memecah ikatan antara padatan bahan. Perbedaan hammer

mill dengan multi mill terletak pada besi yang digunakan untuk menghantam bahan. Pada multi

mill besi yang digunakan mempunyai dua sisi, salah satu sisi berujung runcing dan satu sisi

berujung tumpul. Putaran alat pun dapat dirubah-rubah sesuai dengan ujung besi yang mana yang

akan digunakan. Dengan alat seperti ini maka dapat digunakan untuk berbagai jenis bahan

sehingga disebut multi mill.

Pada pengamatan didapatkan bahwa pada alat tersebut terdapat suatu rotor yang terdapat

potongan besi yang memiliki dua ujung, lancip dan tumpul. Besi yang digunakan berbeda

dengan hammer mill dimana hammer mill arah putaran vertikal sedangkan pada multi mill arah

putaran horizontal sehingga bahan dihancurkan beberapa kali karena rotor sendiri terdiri dari

beberapa lapis batangan besi. Berikutnya dengan gaya sentrifugal hasil putaran rotor maka bahan

didorong menuju dinding yang telah dilengkapi saringan agar hasil yang keluar seragam.

Multi mill dapat digunakan untuk berbagai macam bahan. Pada industrimulti mill ini digunakan

dalam aplikasi penepungan basah dan kering, serta pembubukan. Industri yang sering

menggunakan alat ini adalah industri farmasi, kimia, kosmetik, keramik, indsutri serta industri

pangan. Multi mill juga ditemukan pada pembuatan pestisida, pupuk, detergen, insektisida,

plastik, dan industri resin.

Spesifikasi alat yang didapat dari penyedia alat adalah sebagai berikut

Technical Specifications :

Output 50 - 200 kg / hr depending on product & reduction

Motor 3hp / tefc / 1440 rpm / 440v / 50 hz / 3 ph / AC

Perforated Screen Hole Dia 0.25 ,0.5,1,1.5,2,3,4,5,6,7,8,10,15,20,25 mm

Ukuran mesh 4,6,8,10,12,14,16,20,24,30,40,50,60,80,100 mm

Diameter rotor 250 mm

Kecepatan Putar 750 / 1500 /2000 / 3000 rpm

Pemukul 12 nos with knife, impact edges & 2 scrapper blades

Dimension saringan 260 mm dia x 135 height

tinggi Charging 1445 mm

Discharging Height 730 mm

Dimensi total 870 x 965 x 1630 ( h ) mm

Pada pengamatan saat praktikum multi mill dipraktikkan untuk menghancurkan kacang hijau

sebanyak 330 gram. Begitu dimasukkan multi millbersuara keras yang menunjukkan bahan

tersebut sedang diproses. Hampir seketika itu juga keluar bubuk kacang hijau dari multi mill.

Sebagian besar bubuk mampu tertampung di wadah, namun ada beberapa bubuk yang

bertebangan yang mengakibatkan loss pada hasil akhir.

Berat tepung yang dihasillkan adalah 315 gram, sehingga terdapat loss sebanyak 15 gram.

Rendemen yang dihasilkan adalah 95,45%, sedangkan lossnya sebesar 4,55%.