I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam sebuah industri, mesin dan alat sangat diperlukan untuk kelancaran

proses produksi. Mesin dan alat industri sudah tidak dapat dipisahkan lagi dalam

sebuah industri terutama agroindustri. Untuk dapat mengolah mbahan – bahan

pertanian diperlukan alat dan mesin yang dapat merubah bahan – bahan pertanian

menjadi produk yang diinginkan. Salah satu mesin yang sangat berguna dalam

proses pengolahan bahan – bahan pertanian adalah mesin pencampur bahan

(mixing equipment ).

Proses pencampuran merupakan salah satu proses yang penting dan sering

dijumpai pada sebuah industri. Pada proses pencampuran ini sebagian besar

produk dihasilkan. Bahan baku dapat diolah dan dicampurkan dengan bahan –

bahan lainnya. Mesin yang biasa digunakan unuk proses pencampuran ini disebut

mixer. Bila dilihat dari segi fungsinya, mixer dapat digolongkan sebagai mesin

pengolah. Mesin pengolah merupakan mesin yang digunakan untuk

menyelenggarakan proses pengolahan.

Proses pencampuran dimaksudkan untuk membuat suatu bentuk uniform

dari beberapa konstituan baik liquid/ solid (pasta) atau solid/ solid dan kadang

liquid-gas. Berbagai proses pecampuran harus dilakukan dalm industri pangan

seperti pencampuran susu dengan coklat, tepung dengan gula atau CO2 dengan air.

Kegiatan ini melibatkan berbagai jenis alat pencampur.

Oleh karena itu, penting sekali mempelajari peralatan pencampur bahan

ini, sehingga kita akan mengetahui kegunaanya dan aplikasinya dalam sebuah

industry. Pada praktikum kali ini akan dipelajari beberapa jenis peralatan

pencampuran bahan.

B. Tujuan

Praktikum kali ini betujuan untuk mempelajari mesin pencampuran

bahan…. Jap, gw aga bw panduan praktikum tolong diliat tujuannya apa yg

dikeratas itu ya..

II. METODOLOGI

Jap metodologinya nyusul ya biar gw cek lagi di kertas panduan

praktikumnya.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Terlampir

B. Pembahasan

Proses pencampuran bahan merupakan sesuatu yang tidak asing lagi dalam

sebuah industri. Pencampuran 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). Tujuan operasi pencampuran adalah bergabungnya

bahan menjadi suatu campuran yang sedapat mungkin memiliki kesamaan

penyebaran yang sempurna.

Prinsip pencampuran bahan banyak diturunkan dari prinsip mekanika

fluida dan perpindahan bahan akan ada bila terjadi gerakan atau perpindahan

bahan yang akan dicampur baik secara horizontal ataupun vertikal (Leniger,1975).

Prinsip pencampuran juga didasarkan pada peningkatan pengacakan dan

distribusi dua atau lebih komponen yang memiliki sifat yang berbeda. Derajat

pencampuran dapat dikarakterisasikan dari waktu yang dibutuhkan, keadaan

produk atau bahkan jumlah tenaga yang digunakan untuk pencampuran (Handoko,

1992).

Ada dua macam alat pencampur, yaitu tipe alat pencampur dengan

pengaduknya bergerak dengan wadah diam dan pengaduk tetap (diam) sedang

wadahnya bergerak. Menurut Lehninger (1975) membedakan alat pencampur

berdasarkan jenis bahan yang akan dicampurkan, yaitu :

1. Pencampuran kering – proses tunggal berputar, tipe drum

2. Pencampuran kering – pengaduk berputar, tipe drum

3. Pencampur sentrifugal – kontinyu

4. Pencampur horizontal – tipe pita, pisau spiral

5. Pencampur kerucut – tipe ganda

6. Pencampur vertikal – tipe elevator

7. Pencampur vertikal – tipe elevator spiral

8. Pencampur vertikal – tipe sentrifugal

9. Pencampur panci – tipe roda

10. Pencampur panci – tipe gajah

Pada proses pencampuran adonan dengan pencampur adonan (mixer)

bertujuan untuk memperoleh adonan yang elastis dan menghasilkan

pengembangan gluten yang diinginkan. Alat pencampur ini terdiri dari tempat

untuk menampung bahan dan as stainless steel yang terdiri dari delapan buah

batang pengaduk. As stainless steel yang bercabang tegak lurus berfungsi untuk

mencampurkan bahan baku yang berputar akibat adanya puli penggerak. Batang-

batang pengaduk tersebut akan memecah dan mengaduk bahan dengan

meningkatkan pengacakan dan distribusi bahan, sehingga terjadi pencampuran.

Campuran tersebut akan membentuk adonan yang kompak dan seragam

(Lehninger, 1975).

Menurut Clarke (1955) dalam Handoko (1992), alat pencampur ada dua

macam yaitu (1) tipe alat pencampur dengan pengaduknya bergerak dan wadah

diam, sedangkan (2) tipe alat pencampur dengan pengaduknya diam dan

wadahnya bergerak. Raymond dan Donald (1962) dalam Handoko (1992)

menambahkan bahwa ada satu tipe lagi yaitu gabungan antara kedua macam cara

tersebut.

Menurut Syarif (1981) pengaduk berfungsi untuk mengalirkan bahan

dalam alat pengaduk bergerak dan wadah diam. Aliran yang terjadi di dalam

bahan diperkirakan berupa seperti pada gambar berikut sehingga pencampuran

akan terjadi dengan cepat dan teratur.

(a) pandangan depan

→ → → →

← ← ← ←

← ← ← ←

→ → → →

(b) pandangan lintang

Bahan cair diaduk untuk mencapai beberapa maksud, diantaranya (Mc

Cabe et al, 1985) :

a. Mensuspensikan patikel padatan

b. Menggabungkan bahan cair yang dapat saling bercampur

c. Mendispersikan gas dalam bentuk gelembung halus

d. Mendispersikan bahan cair lain yang tidak dapat bercampur

e. Meningkatkan pindah panas antara bahan cair dan sumber panas.

Mixer merupakan salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi sehingga

menghasilkan suatu dispersi yang seragam atau homogen. Terdapat dua jenis

mixer yang berdasarkan jumlah propeler-nya (turbin), yaitu mixer dengan satu

propeller dan mixer dengan dua propiller. Mixer dengan satu propeller adalah

mixer yang biasanya digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah. Sedangkan

mixer dengan dua propiller umumnya digunakan pada cairan dengan viskositas

tinggi. Hal ini karena satu propeller tidak mampu mensirkulasikan keseluruhan

massa dari bahan pencampur (emulsi), selain itu ketinggian emulsi bervariasi dari

waktu ke waktu (Suryani, dkk., 2002).

Menurut Kusdarini (1997), tujuan pencampuran dengan menggunakan alat

pencampur adonan (mixer) adalah untuk memperoleh adonan yang elastis dan

menghasilkan pengembangan gluten yang diinginkan. Alat pencampur ini terdiri

dari tempat untuk menampung bahan dan as stainless steel. As stainless steel yang

bercabang tegak lurus berfungsi untuk mencampurkan bahan baku yang berputar

akibat adanya puli penggerak. Batang-batang pengaduk tersebut akan memecah

dan mengaduk bahan dengan meningkatkan pengacakan dan distribusi bahan,

sehingga terjadi pencampuran. Campuran tersebut akan membentuk adonan yang

kompak dan uniform.

Prinsip pencampuran didasarkan pada peningkatan pengacakan dan

distribusi-distribusi atau lebih komponen-komponen yang mempunyai sifat yang

berbeda. Derajat pencampuran dapat dikarakteristik dari waktu yang dibutuhkan,

keadaan produk atau bahkan jumlah tenaga yang dibutuhkan untuk melakukan

pencampuran. Derajat keseragaman pencampuran, dapat diukur dari sampel yang

diambil selama pencampuran. Dalam hal ini jika komponen yang dicampur telah

terdistribusi melalui komponen lain secara random (acak), maka suatu prosedur

statistik untuk mengukur derajat pencampuran dapat dilihat sebagai berikut :

(Wiranatakusumah, 1992)

1. Campuran berbentuk pasta

Jika suatu campuran berbentuk pasta, misalkan tepung dan air

dicampurkan maka akan ada suatu nilai rata-rata air adonan pada setiap waktu

tertentu pencampuran yang disebut u. Jika selama pencampuran berlangsung

diambil sejumlah contoh dan dianalisa kadar airnya, maka kandungan air adonan

tersebut memberikan nilai Xi, misalkan jumlah spot sampel yang terambil adalah

N dan nilai X rata-rata yang terukur adalah x, maka jika N sangat besar, x akan

sama dengan u. Jika N kecil, x mungkin akan berbeda dengan u. Dengan kata lain

jika pencampuran berlangsung sangat sempurna (ideal) setiap nilai Xi yang

terukur haruslah sama dengan x dan jika pencampuran kurang sempurna akan

diperoleh Xi ≠ x.

2. Campuran berbentuk granula

Pendekatan yang dilakukan dalam hal ini sama dengan pendekatan pada

campuran berbentuk pasta. Sejumlah contoh diambil secara acak dari nilai rata-

rata hasil analisa. Perbedaannya adalah jika campuran berbentuk pasta indeks

pencampuran didasarkan pada kondisi sebelum pencampuran, maka disini

didasarkan pada kondisi setelah pencampuran tercampur sempurna. Jika tepung

susu dan gula dicampur dalam hal ini fraksi tepung susu disebut P dan fraksi gula

disebut Q, pada kondisi tercampur sempurna maka :

p + q = 1

3. Campuran liquid

Campuran jenis ini dapat dilakukan dan di analisa seperti halnya dengan

campuran-campuran sebelumnya, untuk liquid miscible yang dimaksud,

pencampuran akan sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat liquid itu sendiri, seperti

viskositas, densitas, jenis alat pencampuran (type mixer) dan tenaga yang

dibutuhkan untuk menggerakkan propeller atau blades. Salah satu persamaan

umum pencampuran liquid adalah sebagai berikut :

Po = k (Re)n (Fr)m

Po : Power number = P/D5 F3 ρ

Re : Reynold number = D2 Fρ/μ

Fr : Froude number = D F2/g

D : diameter propeller, m

F : frekuensi rotasi propeller/blades, rpm

ρ : densitas likuid, kg/m3

μ : viskositas fluid, Pa.s

P : tenaga yang dikonsumsi oleh propeller, J/dt

Peralatan pencampuran atau mixer dapat dibagi atau diklasifikasikan atas

beberapa kategori antara lain : (Wiranatakusumah, 1992)

a. Berdasarkan jenis bahan yang dicampur yaitu alat pencampur likuid

(liquid mixer), alat pencampur granula (powder and particies mixers) dan

alat pencampur pasta (dough and paste mixers).

b. Berdasarkan jenis agitator, double cone mixer, ribbon blender, planetary

mixers, propellermixers.

1. Alat pencampur likuid

Untuk pencampuran likuid, propeller mixer adalah jenis yang paling

umum dan paling memuaskan. Alat ini terdiri dari tangki silinder yang dilengkapi

dengan propeller/blades beserta motor pemutar. Bentuk propeller, impeler, blades

didesain sedemikian rupa untuk efektifitas pencampuran dan disesuaikan dengan

viskositas fluid. Pada jenis alat pencampur ini diusahakan untuk dihindari tipe

aliran yang monoton yang berputar melingkari dinding tangki yang sangat kecil

kontribusinya terhadap pengaruh pencampuran. Untuk itu kadang-kadang

propeller harus diputar sedikit hingga tidak persis simetri terhadap dinding tangki,

penambahan sekat-sekat (baffles) pada dinding tangki juga dapat menciptakan

pengaruh pengadukan, namun menimbulkan masalah karena sulit

membersihkannya (Wiranatakusumah, 1992).

2. Alat pencampur granula

Dalam hal ini digunakan ribbon blender dan double cone mixers. Ribbon

blender terdiri dari silinder horizontal yang di dalamnya dilengkapi dengan

”screw” berputar, bilamana screw, maka tepung akan tercampur dan bergerak

bolak-balik dari satu sisi ke sisi lainnya, dengan demikian partikel dan granula

akan tercampur selama pergerakan ”screw”.

Double cone blender adalah alat pencampur yang terdiri dari 2 kerucut

yang berputar pada porosnya, jika kerucut berputar maka tepung granula berada di

dalam granula yang berada di dalam volume kerucut akan teragitasi dan

tercampur. Pencampuran tipe ini memerlukan energi dan tenaga yang lebih besar.

Oleh karena itu diperhatikan jangna sampai energi yang dikonsumsi diubah

menjadi panas yang dapat menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dari

produk. Jenis alat pencampur adonan kadang-kadang harus dilengkapi dengan alat

pendingin.

Yang umum ditemui yaitu kneader yang berbentuk sigmoid yang berputar

didalam suatu ”can” atau ”vessel” dengan berbagai kecepatan. Prinsip dari alat ini

adalah disamping mencampur juga mengadon yaitu membagi, mematahkan dan

selalu membuat luas permukaan yang baru sesering mungkin terhadap adonan

(Wiranatakusumah, 1992).

Homogenisasi adalah operasi ganda penurunan ukuran droplet (ukuran

partikel) dari fase terdispersi dan sekaligus mendistribusikannya secara uniform

ke dalam fase kontinu (Wiranatakusumah, 1992).

Jika fase terdispersi ini adalah likuid maka yang diperoleh adalah emulsi

setelah homogenisasi, dan jika solid yang dihasilkan adalah suspensi. Untuk

menghomogenisasi suatu campuran, maka campuran tersebut haruslah

memepunyai konsistensi yang mudah untuk diperlakukan seperti pluida, karena

homogeniser umumnya dilengkapi dengan pompa (Wiranatakusumah, 1992).

Partikel atau droplet dapat diturunkan ukurannya dengan berbagai cara

metode antara lain : (Wiranatakusumah, 1992)

a. High pressure homogenizer, yaitu jika energi yang diperlukan untuk

memecah droplet diberikan kepada partikel langsung dari energi aliran

fluida itu sendiri. Dalam hal ini dibutuhkan tekanan tinggi. Penurunan

tekanan dilakukan dengan paksa, yaitu melakukan partikel pada orifice

atau celah sempit.

b. Rotor-stator homogenizer

Alat ini bekerja pada tekanan yang lebih rendah sehingga membutuhkan

energi yang lebih sedikit, tetapi bilamana partikel ingin dikecilkan

ukurannya, sejumlah energi tambahan tetap harus diberikan dari luar.

Energi yang dibutuhkan untuk memecah droplet atau partikel datang dari

rotor yang juga memutar alat pengaduk (disc).

c. Ultra sonic homogenizer

Alat ini terdiri dari suatu blade yang digerakkan oleh arus listrik. Aliran

fluida yang masuk harus melalui celah dimana blade tersebut bergetar

dengan demikian terjadi penurunan ukuran droplet setelah melewati celah

tersebut.

Menurut Mulyatno (2005), beberapa jenis impeller yang sering digunakan

untuk mengaduk antara lain: Propeller, turbine, paddle, anchor, helical ribbon,

dan helikal screw. Adapun aplikasi penggunaannya adalah sebagai berikut:

Tabel. Jenis-jenis impeller dan sifatnya

Jenis Viskositas Kecepatan

Propeller < 5 kg/ms

Viscosity naik Kecepatan naik

Turbine <50 kg/ms

Paddle <1000 kg/ms

Anchor

Helical ribbon

Helical screw

Propeller, turbine, dan paddle secara umum digunakan pada sistem yang

kekentalannya rendah dan beroperasi pada putaran dengan kecepatan tinggi.

Kecepatan dari tipe turbine berada pada ±3 m/s. Propeller memiliki kecepatan

lebih cepat dan paddle lebih rendah dari tipe turbine. Untuk kekentalannya yang

lebih tinggi, impeller tipe anchor dengan jarak dinding yang kecil sering

digunakan. Sirkulasi pada bagian bawah dari tipe anchor tidak terlalu kuat dan

kelemahan dari tipe anchor ini dapat ditutupi dengan menggunakan tipe helical

ribbon. Helical ribbon berputar dalam bak atau tabung terbuka dan partikel-

partikelnya dipindahkan oleh perputaran ribbon. Kecepatan putar helical ribbon

secara normal berada pada range antara 15 sampai 60 rpm. Mirip dengan helical

ribbon, helical screw yang mempunyai diameter lebih kecil dan biasanya berada

pada tabung, dapat digunakan untuk aliran yang berpola axial dengan material

yang kental. Secara umum dapat dikelompokkan bahwa propeller, turbine dan

paddle digunakan untuk mencampur dengan kekentalan rendah, campuran antara

cairan dengan cairan, membubarkan gas dalam cairan dengan kekentalan yang

rendah, menyingkirkan benda padat pada cairan dengan kekentalan yang rendah.

Untuk anchor, helical ribbon, dan helical screw digunakan untuk mencampur

dengan kekentalan tinggi.