ACARA III

PENGENALAN DAN IDENTIFIKASI MESIN PEMISAH

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam proses pengolahan hasil pertanian, produk pertanian tersebut

seringkali harus dipisahkan untuk mendapatkan bagian yang diinginkan. Proses

pemisahan bahan mentah tersebut harus dilakukan dengan benar agar diperoleh

kandungan bahan yang sesuai dengan keinginan.

Pemisahan mekanis dikelompokkan menjadi 4 kelompok yaitu

penyaringan, pengendapan, klasifikasi dan pemisahan sentrifusi. Penyaringan

adalah pemisahan bahan padat dari bahan cair dicapai dengan mengalirkan

campuran penembus pori-pori yang cukup halus untuk menahan bahan padat,

akan tetapi cukup besar/kasar untuk bahan cair. Dalam sedimentasi, dua bahan

cair yang tidak dapat bercampur, atau bahan cair dan bahan padat, dipisahkan

dengan membiarkan bahan-bahan ini sampai pada keadaan-keadaan

keseimbangan di bawah pengaruh gaya gravitasi, bahan yang lebih berat jatuh

terlebih dahulu daripada bahan yang ringan. Proses ini merupakan proses yang

memakan waktu lama dan lambat dan selalu dipercepat dengan mempergunakan

gaya sentrifuse untuk meninggalkan kecepatan pengendapan, resultante proses

pemisahan ini disebut pemisahan sentrifusi. Sedangkan klasifikasi adalah

memisahkan partikel padat dengan melayangkannya di dalam suatu aliran bahan

cair dan mengenakan gaya tarik serta gaya gravitasi atau gaya sentrifusi yang

berbeda pada partikel-partikel yang berbeda pada partikel-partikel yang berbeda

ukuran untuk memisahkannya.

Pada praktikum kali ini diperkenalkan beberapa mesin yang digunakan

dalam pemisahan yaitu mesin pemisah berupa pengekstrak, penyaring sentrifugal

dan penyaring getar mekanis untuk mengetahui mekanisme kerja mesin tersebut

dan bagian-bagian utama mesin pemisah tersebut. Selain itu praktikan dapat

mengetahui fungsi dari bagian-bagian utama mesin.

B. Tujuan

Mahasiswa memahami prinsip kerja, rancangbangun, bagian, dan

penggunaan mesin pemisah.

C. Manfaat

Manfaat yang didapatkan dari praktikum kali ini adalah praktikan dapat

mengetahui mekanisme kerja dan bagian-bagian utama mesin pemisah. Praktikan

dapat mengetahui fungsi dari bagian-bagian utama mesin pemisah, serta dapat

mengetahui cara pengujian mesin pemisah. Selain itu, praktikan dapat

mengetahui aplikasi-aplikasinya pada industri pertanian.

D.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

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 (Earle, 1983).

Dalam pengecilan ukuran ada usaha penggunaan alat mekanis tanpa merubah

stuktur kimia dari bahan, dan keseragaman ukuran dan bentuk dari satuan bijian yang

diinginkan pada akhir proses, tetapi jarang tercapai (Henderson dan Perry, 1976).

Pemisahan partikel dan bahan cair secara mekanis biasanya menggunakan

tenaga yang dikenakan terhadap partikelnya. Tenaga tersebut dapat secara langsung

dikenakan pada partikelnya seperti pada pengayakan dan penyaringan, atau secara

tidak lengsung seperti pada pengendapan. Gaya atau tenaga ini dapat berasal dari

gaya gravitasi atau kerja sentrifugasi, yang dapat dikatakan sebagai kekuatan

penahanan negatif gerakan relatif partikel terhadap bahan cairnya. Dengan demikian

proses pemisahan tergantung pada karakter partikel yang sedang dipisahkan dan

tenaga yang bekerja pada partikel yang menyebabkan terjadinya pemisahan (Sutardi,

2001).

Kriteria pengecilan ukuran antara lain (Zhang, 1998) :

1. Memiliki kapasitas yang besar

2. Menggunakan tenaga input yang kecil per satuan produk

3. Tujuannya adalah mengecilkan ukuran suatu produk sesuai dengan yang

diinginkan.

Karakteristik partikel yang penting adalah: ukuran, bentuk, dan densitas.

Sedangkan karakter bahan cair yang penting adalah: viskositas dan densitas. Rekasi

komponen yang berbeda atau gaya yang diberikan akan menimbulkan gerakan relatif

bahan cair dan petikel yang berada di dalamnya, serta antara partikel-partikel yang

berbeda karakternya (Earle, 1983).

Separasi dalam suatu operasi filtrasi dilakukan dengan memberikan gaya pada

fluida untuk dapat melewati suatu membran berpori (Foust dkk, 1980).

Pemisahan padatan dari fluida menyebabkan pembentukan ampas yang

melapisi medium filter sehingga tahanan terhadap aliran fluida yang disaring makin

besar. Faktor tersebut menggambarkan kecepatan filtrasi. Selanjutnya dapat dikatakan

bahwa kecepatan filtrasi ini tergantung dari beberapa faktor, antara lain :

1. Tekanan yang diberikan diatas medium filter

2. Luas permukaan penyaringan

3. Viskositas dari cairan

4. Tahanan dari bahan ampas filter cake yang tersusun oleh padatan yang

dipisahkan dari cairannya

5. Tahanan dari medium.(Heldman dan Singh, 1981)

BAB III

METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. pengekstrak,

2. penyaring sentrifugal, dan

3. penyaring getar mekanis.

B. Cara kerja

1. dilakukan identifikasi terhadap mesin pemisah yang tersedia.

2. outline penjelasan asisten mengenai prinsip kerja, cara pengoperasian dan

salah satu penerapan tersebut dibuat dan dicatat.

3. bagian-bagian dari mesin pemisah diamati dan dipelajari.

4. cara pengujian dari mesin pemisah diamati dan dipelajari.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN ANALISA DATA

A. PENGEKSTRAK

1. Spesifikasi

Nama :Mesin Pengekstrak

Merek : -

Model : -

Tipe : Horizontal

No seri : -

Negara Pembuat : Indonesia

Tahun Pembuatan : 2006

Dimensi :

Panjang (mm) : 770

Lebar (mm) : 410

Tinggi (mm) : 1040

Berat (kg) : -

Kapasitas : -

RPM kerja : 600 rpm

Rotor :

Tipe pemasangan : Horizontal

Jarak antar pisau : 12 cm

Jumlah pisau : 6 buah

Penggerak :

Nama : Motor listrik

Merek : Wipro

Model : -

Tipe : YC 8024

Jenis motor : Single fase

No seri : 5197

Voltase : 220 V

Ampere : 3,61 A

Daya : 0,5 Hp

Frekuensi : 50 Hz

RPM : 1430

Negara pembuat : Cina

Tahun pembuatan : 2005

2. Bagian-bagian :

Keterangan :

1. Corong masukan bahan

2. Tabung pengekstrak

3. Tutup tabung pengekstrak

4. Rotor pengaduk

5. Kran pengeluaran

6. Kerangka alat

7. Motor listrik

8. Belt and Pulley

3. Pengoperasian

- Dipastikan semua alat telah terpasang dengan benar dan tutup tabung

pengekstrak telah terpasang dengan rapat

- Parutan kelapa dicampur dengan air terlebih dahulu kemudian dimasukkan ke

dalam corong pemasukan

- Motor listrik dihidupkan dan bahan diaduk

- Bahan yang telah diekstrak akan menjadi santan dan ampas

4. Cara pengujian

1) 10 butir kelapa dicampur dengan air dimasukkan ke corong diaduk beberapa

waktu. Misalnya 10 butir kelapa ditambah 10 liter air lama waktu

dibutuhkkan = jumlah energi. Untuk mengetahui pengekstrak harus dketahui

energi spesifik.

2) Menghitung efisiensi spesifik untuk mengekstrak santan

σ=m . s dengan m = massa dan s = jarak

Daya = RPM x Torsi (J/s)

Energi spesifik = daya x waktu kerja (Joule)

3) Pada pengujian dilakukan beberapa variasi, sehingga didapatkan waktu

optimum dengan kualitas standar yang diperbolehkan pada pemutaran berbeda

untuk tiap waktunya. Dari setiap waktu itu diuji kualitas santannya.

B. PENYARING SENTRIFUGAL

1. Spesifikasi

Nama : Mesin Penyaring Sentrifugal

Merek : -

Model : -

Tipe : Penyaring Sentrifugal

No seri : -

Negara Pembuat : Indonesia

Tahun Pembuatan : 2006

Dimensi :

Panjang (mm) : 830

Lebar (mm) : 650

Tinggi (mm) : 1100

Berat (kg) : -

Kapasitas : -

Penggerak :

Nama : Motor listrik

Merek : MODERN

Model : -

Tipe : JY 14 A

Jenis motor : Single fase

No seri : 1476

Voltase : 220 V

Ampere : 4,2 A

Daya : 0,5 Hp

Frekuensi : 50 Hz

RPM : 1420

Negara pembuat : Cina

Tahun pembuatan : -

3. Bagian-bagian :

Keterangan :

1. Corong masukan

2. Kerangka penyangga

3. Bak penampung

4. outlet (corong keluaran)

5. Motor listrik

6. Belt & Pulley

4. Pengoperasian

1. Pastikan terlebih dahulu Belt dan Pulley dipasang dengan benar sesuai

dengan ketentuannya.

2. Kain saringan dipasang dan ditutup rapat, kemudian bahan dimasukkan

3. Mesin dihidupkan

4. Bahan dimasukkan dalam corong pemasukan

5. Saat cake sudah penuh, motor dimatikan, cake diangkat

6. Daya sentrifugal diperoleh dari pemusingan yang dihasilkan oleh motor

listrik

5. Cara pengujian

Pengujian dilakukan dengan perlakuan variasi putaran Rpm. Jika kecepatan

putaran ditambah maka gaya sentrifugal bertambah. Secara teoritis filtrasi

bertambah, namun dalam kenyataannya tidak. Ini disebabkan banyak faktor

yang menghalangi, diantaranya konstruksi menjadi salah satu pertimbangan,

dan juga distribusi cake yang tidak merata menimbulkan kerusakan.misalnya

dikerjakan pada 3 variasi putaran. Filtrasi diukur 5 menit sekali

kapasitas=output ( liter )

waktu

laju filtrasi=gaya dorongantahanan

C. PENYARING GETAR MEKANIS

1. Spesifikasi

Nama : Mesin Penyaring bubur kedelai

Merek : -

Model : -

Tipe : Saringan datar mekanis

No seri : -

Negara Pembuat : Indonesia

Tahun Pembuatan : -

Dimensi :

Panjang (mm) : 1650

Lebar (mm) : 900

Tinggi (mm) : 1360

Berat (kg) : -

Kapasitas : -

Rpm kerja : -

Sistem penerusan daya : Roda gigi

Penggerak :

Nama : motor listrik

Merek : -

Model : -

Tipe : -

Jenis motor : single fase

No seri : 5197

Voltase : 220

Ampere : -

Daya : -

Frekuensi : 50 Hz

RPM : 1430

Negara pembuat : china

Tahun pembuatan : 2005

3. Bagian-bagian :

Keterangan :

1. Bak pengayak

2. Kerangka penyangga

3. Bak penampung

4. outlet (corong keluaran)

5. Screen penyaring

6. Batang penggerak

4. Pengoperasian

Motor listrik dinyalakan sehingga menghasilkan gerakan rotasi (putar) sehingga

menggerakkan penggetar. Prinsipnya sama seperti poros engkol. Putaran motor

disalurkan ke alat penggetar melalui gear dan mengubah gerak rotasi menjadi gerak

translasi lalu disalurkan ke bak penyaring melalui batang penggerak. Bubur kedelai

dimasukkan ke dalam bak penyaring. Sari pati tertampung dibawah, ampas tertinggal

di kain saring.

5. Cara pengujian

1. Hubungan antara kecepatan getar (rpm) dengan kecepatan penyaring

(kg/menit).

2. Hubungan antara panjang langkah penggetaran (cm) dengan kecepatan

penyaringan (kg/menit).

3. Masing-masing hubungan dibuat 3 variasi dan diambil datanya dengan 2 kali

ulangan.

4. Dilakukan data analisis statistika untuk mengetahui variasi tersebut

berpengaruh atau tidak.

BAB V

PEMBAHASAN

Pemisahan mekanis merupakan proses yang terutama tergantung pada gaya-

gaya fisik untuk mencapai suatu pemisahan komponen-komponennya. Pemisahan

mekanis dapat dibagi menjadi 4 kelompok, yaitu sedimentasi (pengendapan),

sentrifugasi (pemusingan), filtrasi (penyaringan) dan pengayakan.

Pada pemisahan dengan sedimentasi, dua cairan yang tidak saling larut atau

cairan dan bahan padat, dapat dipisahkan dengan cara membiarkan massa tersebut

mencapai keseimbangan berdasarkan atas gaya gravitasi, dimana bahan yang lebih

berat akan turun lebih cepat dibanding bahan yang lebih ringan.

Sedimentasi menggunakan gaya-gaya gravitasi atau gaya sentrifugal untuk

memisahkan partikel dari aliran bahan cair. Partikel biasanya bahan padat, akan tetapi

bahan ini dapat lebih kecil daripada butir bahan cair dan bahan cair tersebut dapat

berupa suatu cairan atau gas.

Proses filtrasi bertujuan memisahkan padatan dari campuran fasa cair dengan

driving force perbedaan tekanan sehingga mendorong fasa cair melewati lapisan

suport pada medium filter. Pada proses filtrasi, pemisahan padatan akan tertahan pada

medium penyaring. Sedangkan fasa cair yang melewati medium filter berupa limbah/

hasil sampingnya. Filtrasi adalah contoh khusus mengenai aliran melalui media

berpori, khususnya kasus di mana tahanan terhadap aliran konstan. Dalam filtrasi,

tahanan aliran meningkat sesuai dengan waktu, sesuai dengan pembentukan cake di

atas medium filter atau filter aid. Besaran-besaran utama yang penting adalah laju

aliran melalui filter dan penurunan tekanan melintasi unit tersebut. Dengan

berjalannya waktu selama filtrasi, laju aliran akan berkurang atau penurunan tekanan

akan meningkat. Pada proses filtrasi tekanan tetap, penurunan tekanan dibuat konstan

dan laju aliran dibiarkan menurun sesuai waktu.

Mesin pertama yang diamati adalah pengekstrak santan buatan Indonesia pada

tahun 2006. Pada praktikum ini, panjang, lebar dan tinggi dari pengekstrak secara

berturut-turut ialah 770 mm, 410 mm dan 1040 mm. Pengekstrak ini memiliki rotor

dengan tipe pemasangan horizontal dengan jumlah pisau enam buah dan jarak antar

pisaunya masing-masing 12 cm. Pengekstrak ini juga memiliki penggerak berupa

motor listrik bermerek WIPRO tipe YC 8024. Jenis motor buatan Cina pada tahun

2005 ini adalah single phase bernomor seri 5197 dengan voltase 220 V; 3,61 Ampere;

daya 0,5 Hp; frekuensi 50 Hz dan 1430 RPM.

Bagian-bagian yang ada pada mesin pengekstrak terdiri dari tabung

pengekstrak, corong, belt and pulley, motor penggerak, rotor pemutar yang

dilengkapi bilah-bilah pengaduk, kran dan selang outlet. Pengoperasian mesin ini

adalah dengan cara memasukkan bahan berupa parutan kelapa dicampur air ke dalam

corong, lalu diaduk. Setiap partikel dari santan akan diberi energi dan fluida memberi

tekanan pada sirip-sirip rotor. Sistem daya transmisi yang digunakan adalah dengan

motor listrik dan belt-pulley.

Tujuan utama dari pembuatan alat ini adalah agar santan yang diekstrak dapat

memenuhi standar kualitas mutu yang ditetapkan. Dalam rancang bangun mesin

pengekstrak yang harus diperhatikan adalah aspek bahan dan konstruksi alat,

misalnya santan memiliki bentuk cair sehingga dibuatlah mesin kedap air dan tahan

karat sehingga menggunakan stainless. Tipe perancangan harus bisa untuk

meminimalisir adanya kebocoran pada tabung ekstrak. Pada tipe horisontal tutup

harus benar-benar kedap air sehingga harus digunakan shell agar tidak bocor

sedangkan pada tipe vertical harus memperhatikan gaya vortex dengan

memperhitungkan tinnggi tabung agar tidak tumpah. Daya yang digunakan apakah

menimbulkan goncangan atau tidak dan kerangka alat harus didesain untuk tidak

menimbulkan goncangan. Dari segi ergonomis, harus diperhatikan juga mengenai

keamanan dari penggunaan alat dimana belt-pulley serta bagian yang bergerak harus

ditutup dan kenyamanan dengan memberi penutup pada corong agar saat proses

berlangsung bahan-bahan tidak terlempar keluar. Pengujian dari alat pengekstrak

dapat dilakukan denagn cara 10 butir kelapa dicampur dengan air dimasukkan ke

corong, diaduk beberapa saat. Misalnya 10 butir kelapa ditambah 10 liter air lama

waktu dibutuhkkan = jumlah energi. Energi spesifiknya harus diketahui. Untuk santan

kelapa terdapat standart mutu untuk kandungan air dan kandungan minyak. Dari

beberapa ulangan akan didapat waktu optimum dengan kualitas standart yang

diperbolehkan. Untuk energi yang dibutuhkan untuk mendapatkan santan kualitas

standart, energi merupakan perkalian daya dengan waktu. Untuk pengujian dilakukan

variasi untuk waktu yang diperlukan untuk pengekstrakan. Perbedaan waktu

pengekstrakan akan mempengaruhi kualitas dari santan yang didapatkan.

Mesin kedua yang diamati yaitu mesin penyaring sentrifugal buatan Indonesia

tahun 2006, dengan panjang 830 mm, lebar 650 mm dan tinggi 1100 mm. Mesin ini

menggunakan penggerak berupa motor listrik buatan Cina dengan tipe JY 14 A. Jenis

motornya ialah single fase di mana voltasenya ialah sebesar 220 V, dayanya 0,5 Hp;

4,2 Ampere, frekuensi 50 Hz dan 1420 RPM.

Bagian-bagian pada mesin ini meliputi drum penyaring, drum penampung,

kerangka, corong masukan, tutup penyaring, corong keluaran serta belt and pulley.

Drum penyaring berfungsi sebagai tempat bahan yang akan disaring melalui dinding

filternya. Drum penyaring terdiri dari filter dan drum berlubang. Filter berupa

selembar kain saring yang dipasang pada bagian dalam drum berlubang. Drum

penampung lebih besar dari drum penyaring karena letaknya di luar drum penyaring.

Pada bagian dasar drum ini, harus diberi lubang keluaran atau corong yang akan

mengalirkan filtrat dari drum penampung ke tempat penggumpalan. Kerangka

berfungsi untuk merangkaikan semua komponen dari mesin penyaring sehingga

komponennya dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Corong masukan

berperan sebagai jalan masuknya larutan kelapa yang hendak disaring pada drum

penyaring. Corong didesain tepat di tengah-tengah tutup mesin penyaring agar cairan

yang dimasukkan dapat tepat pada drum penyaring. Tutup penyaring digunakan untuk

menahan kemungkinan naiknya cairan larutan kelapa saat drum penyaring diputari.

Selain itu, tutup juga berfungsi untuk menjaga drum penyaring agar tetap

berputar dengan tenang pada sumbunya. Corong keluaran berfungsi untuk

mengalirkan filtrat dari drum penampung ke wadah tempat penggumpalan larutan.

Sedangkan transmisi pada mesin penyaring sentrifugal, dibedakan menjadi dua yaitu

transmisi dari motor penggerak ke poros dan transmisi dari poros ke drum penyaring.

Transmisi dari motor penggerak ke poros, dilakukan dengan sistem belt-pulley dan

transmisi dari poros ke drum penyaring, dengan dudukan penopang atas bawah.

Pengoperasian penyaring sentrifugal, Langkah awal yang dilakukan adalah

instalasi pemasangan dan pengaturan. Pengaturan tersebut meliputi pemasangan

saringan dan pemasukkan bahan. Pengaturan tersebut bertujuan agar alat tersebut siap

untuk digunakan. Motor penggerak kemudian dihubungkan dengan sumber listrik,

dengan catatan saklar pada mesin dalam keadaan mati. Kemudian bahan dimasukkan

kembali dengan menggunakan pengumpan (feeder). Hal-hal yang harus diperhatikan

ialah prinsip kerja alat, motor penggerak yang dihubungkan ke sumber listrik, saklar

harus mati/nol, penutup bahan ditutup (lalu bahan dimasukkan) dan setelah bahan

masuk, baru mesin dinyalakan. Pengujian mesin ini dapat dilakukan dengan cara

melakukan variasi putaran (rpm). Jika kecepatan putaran ditambah maka gaya

sentrifugal bertambah. Secara teoritis filtrasi bertambah, namun dalam kenyataannya

tidak. Ini disebabkan banyak faktor yang menghalangi. Menguji performance

kapasitas (perbandingan antara jumlah pengeluaran dengan waktu yang dibutuhkan)

dan laju filtrasi alat (perbandingan antara gaya dorongan dengan tahanan yang ada).

Sedangkan untuk penyaring tipe getar mekanis, panjang dari mesin ini adalah

165 cm, lebar 90 cm, tinggi 136 cm, dengan sistem penerusan daya adalah roda gigi,

sistem transmisi pulley and belt. Cara pengujian dari alat ini adalah Hubungan

kecepatan getar (RPM) dengan kecepatan penyaring (Kg/menit). Hubungan panjang

langkah penggetaran (cm) dengan kecepatan penyaringan (Kg/menit). Untuk masing-

masing hubungan tersebut dibuat 3 variasi dan 2 ulangan. Dilakukan data analisis

statistika untuk mengetahui variasi tersebut berpengaruh atau tidak.

Bagian-bagian dari penyaring getar mekanis ini meliputi; corong pemasukan

bahan (input) yang menampung bahan sebelum ke bak penampung; screen yang

berfungsi sebagai saringan bahan yang akan dimasukkan ke bak penampung; bak

penampung, tempat penampungan bahan; bak penyaring, tempat terjadinya proses

penyaringan bubur kedelai; kerangka alat yang berfungsi untuk meletakkan bagian-

bagian mesin; motor penggerak untuk menghasilkan listrik yang akan mengubah

energi listrik menjadi energi gerak; penggetar yang berfungsi untuk mengubah gerak

rotasi menjadi gerak translasi; corong pengeluaran (output) untuk keluarnya ampas

yang sudah tidak terpakai; selain itu, alat ini menggunakan system penerusan daya

gear to gear. Seharusnya, mesin ini menggunakan sistem motor listrik, akan tetapi

pada praktikum ini, motor listriknya sedang dalam keadaan tidak terpasang, sehingga

tidak dilakukan pengamatan dan spesifikasi.

Cara pengoperasian penyaring getar mekanis adalah motor listrik dinyalakan

sehingga menghasilkan gerakan rotasi (putar) sehingga menggerakkan penggetar.

Prinsipnya sama seperti poros engkol. Putaran motor disalurkan ke alat penggetar

melalui gear dan mengubah gerak rotasi menjadi gerak translasi lalu disalurkan ke

bak penyaring melalui batang penggerak. Bubur kedelai dimasukkan ke dalam bak

penyaring. Sari pati tertampung dibawah, ampas tertinggal di kain saring.

BAB VI

KESIMPULAN

A. Kesimpulan

1. Pemisahan mekanis dapat dibagi menjadi 4 kelompok, yaitu sedimentasi

(pengendapan), sentrifugasi (pemusingan), filtrasi (penyaringan), dan

pengayakan.

2. Pengekstrak merupakan alat pemisah santan kelapa yang sangat tergantung

pada waktu untuk mencari enegi spesifiknya.

3. Penyaring sentrifugal merupakan alat pemisak filtrat dan cake yang sangat

tergantung pada jari – jari, kecepatan putaran, dan massa partikel.

4. Penyaring getar mekanis adalah alat penyaring bubur kedelai dengan tipe

saringan datar mekanis.

5. Bagian-bagian :

a) Pengekstrak : tabung pengekstrak, corong, belt and pulley, motor

penggerak, rotor pemutar, kran dan selang outlet.

b) Penyaring Sentrifugal : drum penyaring, drum penampung, kerangka,

corong masukan, tutup penyaring, corong keluaran serta belt and

pulley.

c) Penyaring Getar Mekanis : screen penyaring, bak penyaring, bak

penampung, kerangka, batang penggerak, serta gear.

B. Saran

Pada praktikum ini hendaknya alat langsung diuji dengan menggunakan bahan

sehingga praktikan dapat melihat proses pemisahannya.

DAFTAR PUSTAKA

Earle, R.L. 1983. Unit Operations in Food Processing. Second Edition. Pergamon

Press. United Kingdom.

Foust, S. A,.dkk., 1980. Principles of Unit Operations. 2ed. John Wiley dan Sons. New York / Chischester / Brisbane / Toronto.

Heldman, R. D,. and Singh, P. R.,1981. Food Process Engineering. Second Edition.. The Avi Publishing Company, Inc. Westport. Connecticut.

Henderson, S.M. and R.L. Perry. 1976. Agricultural Process Engineering. 3rd

edition. The AVI Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut.

Sutardi, Ir. MA ppsc, Ph D. 2001. Satuan Operasi II. Jurusan Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian FTP UGM. Yogyakarta.

Zhang, Jie, Dr .1998, Study Notes for CPE 124 particle Technology. ( Online, diakses tanggal 27 Mei 2008 ) www.lorien.ncl.ac.uk

TUGAS KHUSUS

Soal:

Tulislah persamaan dari parameter-parameter yang merupakan dasar dari

perancangan mesin penyaring sentrifugal, terutama dalam menentukan nilai tekanan

(P) yang diperlukan agar diperoleh laju filtrasi tertentu (v/t) bila menggunakan filter

dengan bahan tertentu yang luasnya A!!!

Alat Penyaring Bubur Kedelai Tipe Sentrifugal

A. Perancangan Mesin

Analisa rancang bangun mesin penyaring pada dasarnya adalah menentukan

besarnya tekanan yang harus diberikan terhadap bahan yang akan disaring agar

diperoleh laju penyaringan tertentu. Besarnya tekanan yang diperlukan tersebut

tergantung oleh sifat fisik bahan yang disaring dan bahan filter.

Prinsip kerja alat ini adalah memanfaatkan gaya sentrifugal yang akan

mendorong cairan melewati filter yang dipasang pada dinding penyaring. Gaya

sentrifugal tersebut adalah :

Fc = m.r (

2 πN60 )2 = 0,011 x m.r.N2 (1)

Pada persamaan sebelumnya = gaya sentrifugal pada partikel yang dipaksa untuk

berputar mengikuti jalur melingkar dinyatakan dalam persamaan (Earle, 1983)

Fc = m.r.ϖ 2 dimana (2)

ϖ =

2 πN60 (karena kecepatan putaran biasanya dinyatakan dalam perputaran permenit

(rpm))

Fc = gaya sentrifugal yang bekerja pada partikel untuk mempertahankan gerakan

pada jalur (Newton)

m = massa partikel (kg)

r = jari-jari jalur dari poros (m)

ϖ = kecepatan sudut partikel (rad)

N = kecepatan perputaran permenit (rpm)

Jika hal ini dibandingkan dengan gaya gravitasi (Fg) pada partikel, dimana

Fg = m.g, maka dapat dilihat bahwa percepatan sentrifugasi setara dengan 0,011 rN2.

Sedangkan dari filtrasi terdapat persamaan laju filtrasi sbb. :

dvdt

= A . ΔP

μ . .r (W .V

A+L )

(3)

Dengan AΔ P adalah gaya yang dibutuhkan untuk penyaringan. Gaya ini akan

dipenuhi oleh gaya sentrifugal diatas sehingga persamaan yang berlaku adalah :

dvdt

= 0 , 011. m . r . N 2

μ . .r ( W . VA

+L ) (4)

Alat penyaring ini termasuk alat penyaring dengan tekanan tetap karena

putaran saringan akan dibuat konstant terhadap waktu sehingga gaya sentrifugal yang

dihasilkan/ dipasok untuk proses penyaringan adalah tetap. Pasokan gaya tetap ini

menyebabkan kecepatan filtrasi secara gradual berkurang dengan makin

bertambahnya jumlah ampas yang terakumulasi. Suatu saat kecepatan filtrasi menjadi

terlalu lambat dan ekonomis lagi. Sehingga proses ini harus dihentikan.

Terlihat bahwa dalam perancangan besarnyaa kecepatan putaran alat (N)

terdapat banyak parameter yang harus diketahui. Untuk mengetahui parameter yang

diperlukan serangkaian percobaan. Menurut Earle (1983) parameter tersebut dapat

ditentukan yaitu dengan membuat grafik yang mencerminkan hubungan antara

variabel-variabel tersebut. Bila persamaan laju filtarsi diintegralkan akan diperoleh :

∫¿ ¿

dvdt

=∫ A . ΔP

μ . .r (W .V

A+L )

∫ μ . r ( W . VA

+ L) .dv=∫ ¿ ¿AΔP . dt

μ . r . WA ∫V . dV +μ . r . . L∫ dV=A . ΔP∫ dT

μ . r . WA

x12

V 2+μ r L V=A ΔP t(5)

Dibagi dengan V ∆P maka akan menjadi persamaan berikut :

μ . r . WA

xVA

+ μ r LΔP

= 1

(VA )

(6)

Persamaan tersebut dapat untuk menentukan parameter sistem penyaringan r

dan L dengan melakukan beberapa percobaan penyaringan suatu bahan yang telah

dikethui kekentalannya (μ) dan kandungan bahana padatannya (W) dengan ∆P

konstan. Dengan memvariasi sampel yang disaring, waktu tertentu (t) volume bahan

(V), dapat diplotkan dengan grafik dengan absis (V

A )dan ordinat

( t

(VA ))

diperoleh

grafik (kurva) garis lurus slop/gradien tersebut besarnya sama dengan

μ r W2 ΔP titik

potong dengan ordinat

μ r LΔP sehingga besarnya r dan L dapat ditentukan.

Dengan persamaan (4) merupakan persamaan linier dengan 2 variabel dan 2

konstanta. Bila ke-2 variabel diganti dengan x dan y serta konstantanya a dan b maka

persamaan didapat : ax + b = y (7)

Dengan a =

μ r W2 ΔP , b =

μ r LΔP , x =

VA , y =

t

(VA )

Tahanan spesifik ampas tahu r dan tabel ekuivalen filter L merupakan parameter

dalam sistem penyaringan. Parameter tersebut merupakan dasar perancangan mesin

penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (∆P) agar

diperoleh laju filtrasi tertentu (V

t ) bila menggunakan filter dengan bahan tertentu

yang luasnya A. Dimana:

A = luas (m2)

T = waktu (sekon)

V = volume bahan fulida yang mengalir (lolos) melalui filter (m3)

P = tekanan

ϖ = kecepatan sudut partikel (rad)

TUGAS KHUSUS

Agastya Satyagasty

08345

Persamaan dari parameter-parameter yang merupakan dasar perancangan

mesin penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (P)

agar diperoleh laju filtrasi tertentu (V/θ) bila menggunakan filter dengan bahan

tertentu yang luasnya A, adalah :

dvvt

= A . ΔP

μr (WVA

)+L

Dengan A.Δ P adalah gaya yang dibutuhkan untuk penyaringan. Gaya ini akan

dipenuhi oleh gaya sentrifugal sehingga persamaan yang berlaku adalah :

dvvt

=0 ,011. m . r . N 2

μr ( WVA

)+ L

Bila persamaan laju filtrasi diintegralkan, akan diperoleh :

∫ dvdt

=∫ A . ΔP

μr (WVA

+L)

∫ μr ( WVA

+L)dv=∫ A . ΔP . dt

μ rWA ∫ v . dv+μrL∫ dv=A . ΔP∫ dt

μ rWA

12

v2+μ rLV =A . ΔP . t

dibagi dengan V. Δ P maka akan menjadi persamaan berikut :

μ rW2 ΔP

( VA

)+ μ rLΔP

= 1V / A

Persamaan tersebut dapat digunakan untuk menentukan parameter sistem

penyaringan r dan L dengan melakukan beberapa percobaan penyaringan suatu bahan

yang telah diketahui kekentalannya (μ) dan kandungan bahan padatannya (W) dengan

Δ P konstan.

Tahanan spesifik r dan tebal ekuivalen filter L merupakan parameter dalam

sistem penyaringan. Parameter tersebut merupakan dasar perancangan mesin

penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (Δ P) agar

diperoleh laju filtrasi (v/t) bila menggunakan filter dengan bahan yang luasnya A.

TUGAS KHUSUS

Dimas Aji Irianto

08682

Persamaan dari parameter-parameter yang merupakan dasar perancangan

mesin penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (P)

agar diperoleh laju filtrasi tertentu (V/θ) bila menggunakan filter dengan bahan

tertentu yang luasnya A, adalah :

dvvt

= A . ΔP

μr (WVA

)+L

Dengan A.Δ P adalah gaya yang dibutuhkan untuk penyaringan. Gaya ini akan

dipenuhi oleh gaya sentrifugal sehingga persamaan yang berlaku adalah :

dvvt

=0 ,011. m . r . N 2

μr ( WVA

)+ L

Bila persamaan laju filtrasi diintegralkan, akan diperoleh :

∫ dvdt

=∫ A . ΔP

μr (WVA

+L)

∫ μr ( WVA

+L)dv=∫ A . ΔP . dt

μ rWA ∫ v . dv+μrL∫ dv=A . ΔP∫ dt

μ rWA

12

v2+μ rLV =A . ΔP . t

dibagi dengan V. Δ P maka akan menjadi persamaan berikut :

μ rW2 ΔP

( VA

)+ μ rLΔP

= 1V / A

Persamaan tersebut dapat digunakan untuk menentukan parameter sistem

penyaringan r dan L dengan melakukan beberapa percobaan penyaringan suatu bahan

yang telah diketahui kekentalannya (μ) dan kandungan bahan padatannya (W) dengan

Δ P konstan.

Tahanan spesifik r dan tebal ekuivalen filter L merupakan parameter dalam

sistem penyaringan. Parameter tersebut merupakan dasar perancangan mesin

penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (Δ P) agar

diperoleh laju filtrasi (v/t) bila menggunakan filter dengan bahan yang luasnya A.