Nama:siti susanti

Nim:115101013111003

PENGECILAN UKURAN

Menurut Kamal (2005), pengecilan ukuran adalah operasi unit yang penting dimana ukuran partikel berkurang dan luas permukaan meningkat. Kadang kala bahan mentah memiliki volume terlalu besar unuk diolah sehingga perlu perlakuan khusus untuk lebih mudah diolah dan disini pentingnya pengecilan ukuran. Pengecilan juga dapat dikatakan salah satu dari satuan operasi dimana bahan hasil pertanian dikecilkan ukurannya dengan mengaplikasikan gaya tubuh, gaya gesek, dan gaya tekan atau dapat ditarik kesimpulan dengan energy yang dikeluarkan. Jadi enegi yang dimiliki alat pengecil ukuran merupakan factor penentu ukuran partikel yang dihasilkan. Besar energy yang digunakan tergantung besar volume bahan dan kekerasan bahan yang akan dikecilkan. Selain hal tersebut kita jugta perlu memperhatikan kadar air bahan yang juga menjadi factor penentu. Energi yang dibutuhkan saat pengecilan ukuran bisa dihitung dari salah satu persamaan yaitu hukum kick, hukum Rittinger, hokum Bond.

Pengecilan ukuran bahan memiliki tujuan yaitu, dapat memudahkan saat pengoperasian atau memudahkan operator, memudahkan mesin dalam mengolah bahan sehingga mesin bekerja sesuai kapasitas dan cenderung ringan untuk meminimalisir kerusakan dini pada mesin. Mudah dalam penyimpanan dan dapat menambah umur daya simpan tergantung bahan apa yang akan disimpan. Sehingga ketepatan dalam perencanan kerja dan pengoperasian alat pada tempatnya akan menambah produktifitas bagi perusahaan.

Metode yang digunakan dalam pengukuran dibagi kedalam dua jenis yaitu padatan dan cairan. Dalam pembagian tersebut terdapat beberapa cara diantaranya, pemotongan (cutting), penghancuran/penggilingan (crushing), dan pengikisian (grinding). Sedangkan pada bahan cair dengan emulsifikasi dan atomisasi. Perhitungan persamaan yang digunakan pada praktikum ini ialah hokum ritinger yang menyatakan, bahwa energy yang diperlukan untuk mengecilkan ukuran bahan tergantung pada perubahan luas permukaan bahan, dinyatakan dalam persamaan :

E = Kr (1/d2 – 1/d1)

Menurut Yulianto (2012), hokum ritinger digunkan untuk mengetahui besarnya energy yang dibutuhkan untuk mengecilkan ukuran bahan.dengan kata lain energy yang diperlukan untuk mengecilkan bahan tergantung pada perubahan luas permukaan bahan. Dapat disimpulkan ketika ukuran bahan besar energy yang dibutuhkan besar pula namun sebaliknya ketika ukuran bahan kecil energy yang dibutuhkan juga kecil. Pengecilan ukuran merupakan istilah yang umum yang di dalamnya meliputi pemotongan, pemecahan dan penggilingan. Pengecilan ukuran dilakukan secara mekanis tanpa terjadi perubahan sifat-sifat kimianya. Pemecahan bahan menjadi bagian-bagian kecil atau sebaliknya pembentukan satuan-satuan yang lebih besar dari bahan yang terpecah halus adalah operasi yang penting dalam industri pangan (Sosrodiharjo, 1987).Pengecilan ukuran dapat dibedakan menjadi pengecilan ukuran yang ekstrim atau penggilingan penecilan ukuran yang relatif masih berukuran lebih besar atau sering menjadi bentuk khusus atau pemotongan. Pengecilan ukuran merupakan usaha untuk mengurangi ukuran bahan dengan kerja mekanis, membaginya menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

Penggunaan proses penghancuran yang paling luas di bidang industri pangan adalah penggilingan butiran-butiran gandum menjadi tepung. Dalam proses pemecahan biasa mengaplikasikan berbagai macam gaya pemecahan diantaranya, gaya pukul, gaya sobek dan gaya tekan. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemecahan yaitu faktor dari bahan diantaranya varietas, kekerasan, struktur mekanis dan kadar air. Faktor dari alat pemecah yaitu kontruksi alat, operasi dan kinerja alat (Kartasapoetra, 1994).Penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bagian padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Penggunaan proses penghancuran yang paling luas dalam industri pangan adalah penggilingan butiran-butiran gandum menjadi tepung, akan tetapi penghancuran ini dipergunakan juga untuk berbagai tujuan, seperti penggilingan jagung untuk menghasilkan tepung jagung, penggilingan gula dan penggilingan bahan pangan kering seperti sayuran. Pemotongan digunakan untuk memecahkan potongan besar bahan pangan menjadi ptongan-potongan kecil yang sesuai untuk pengolahan lebih lanjut, seperti dalam penyiapan daging olahan (Earle,1982).

Tujuan Pengecilan Ukuran (Rifai, 2009):1.Mempermudah ekstraksi unsur tertentu dan struktur komposisi.2.Penyesuayan dengan kebutuhan spesifikasi produk ataumendapatkan bentuk tertentu.3.Untuk menambah luas permukaan padatan4.Mempermudah pencampuran bahan secara merataBeberapa Cara Pengecilan Ukuran1.Pemotongan/PerajanganMerupakan cara pengecilan ukuran dengan menghantamkan ujung suatu benda tajam pada bahan yang dipotong. Struktur permukaan yangterbentuk oleh proses pemotongan relatif halus, pemotongan lebih cocok dilakukan untuk sayuran dan bahan lain yang berseratPerajangan biasanya hanya dilakukan pada bahan yang ukurannya agak besar dan tidak lunak seperti akar, rimpang, batang, buah dan lain-lain.Ukuran perajangan tergantung dari bahan yang digunakan dan berpengaruh terhadap kualitas simplisia yang dihasilkan. Perajangan bahan dapat dilakukan secara manual dengan pisau yang tajam danterbuat dari stainlees ataupun dengan mesin pemotong/ perajang. Bentuk irisan split atau slice tergantung tujuan pemakaian. Untuk tujuanmendapatkan minyak atsiri yang tinggi, bentuk irisan sebaiknya adalahmembujur (split) dan jika ingin bahan lebih cepat kering bentuk irisansebaiknya melintang (slice). Perajangan terlalu tipis dapat mengurangizat aktif yang terkandung dalam bahan. Sedangkan jika terlalu tebal,maka pengurangan kadar air dalam bahan agak sulit dan memerlukanwaktu yang lama dalam penjemuran dan kemungkinan besar bahanmudah ditumbuhi oleh jamur (Sembiring, 2007).2.Kompresi/Pemukulan/Penggerusan/PenumbukanPrinsip kerja dari kompresi adalah dengan tekanan yang kuat terhadap buah, Biasannya, penghancuran ini untuk menghancurkan buah yangkeras. Alat dari kompresi ini dinamankan chrushing rolls. Proses inidilakukan dengan memberikan gaya tekan yang besar sambil dilakukan penggesekan pada suatu permukan padat, sehingga bahan terpecahdengan bentuk yang tidak tertentu. Umumnya, permukaan alat dibuatdengan kekerasan tertentu, sehingga dapat membentuk pencabikan bahan(Dewi, 2008). Pemukulan adalah operasi pengecilan ukuran denganmemanfaatkan gaya impact, yaitu pemberian gaya yang besar dalamwaktu yang singkat. Prinsip kerja dari impact adalah dengan memukul buah. Alat yang biasa digunakan yaitu hammer mill. Alat ini untuk menghasilkan bahan dengan ukuran kasar, sedang, dan halus (Dewi,2008). Bahan yang berserat atau kenyal tidak dapat dikecilkan ukurannyadengan cara pemukulan, karena gaya impact tidak dapat menyebabkan pecahnya bahan menjadi bagian yang lebih kecil. Demikian pula bahanyang besar, tidak dapat dikecilkan ukuranya dengan cara pemukulankarena akan merusak bentuk asal (Rifai, 2009).

Jika pemukulan dilakukan dengan penahan, maka dikatakan terjadi peristiwa atau proses penggerusan atau penumbukan. Sebaliknya, jikatanpa penahan dikatakan proses pemukulan saja. Pemukulan cocok dilakukan pada bahan yang keras tetapi rapuh dalam kondisi kering.Sedangkan untuk bahan yang rapuh dan sedikit berserat seperti biji-bijiandilakukan dengan cara penggerusan. Selain itu, penggerusan dapatdilakukan pada bahan kering ataupun basah. Umumnya, pada bahan yang basah dilakukan dengan penambahan air sebagai media pendingin alat penggerus (Rifai,2009).3.Menggiling/ShearingCara ini menggunakan prinsip impact, yaitu dengan mengikis buah ataumenggiling buah. Alat yang biasa digunakan dalam metode ini adalahDisc Atrition Mill. Alat ini untuk menghasilkan bahan dengan ukuranyang halus (Maharani, 2008).Operasi pengecilan ukuran dibagi menjadi 2 kategori, yaitu pengecilanukuran untuk bahan padat dan pengecilan ukuran untuk bahan cair. Pengecilanukuran untuk bahan padat dapat dilakukan dengan pemotongan (cutting),penghancuran/pengilasan (crushing ), pencacahan/pencincangan (chopping ), pengikisan/penyosohan ( grinding ), penggilingan (milling ), pengkubusan (dicing ), pengirisan ( slicing ). Sedangkan pada bahan cair dilakukan dengan aermulsifikasi (emulsification)dan atomosasi (atomizing ).Metoda-metoda pengecilan usuran berbeda-beda dikelompokan berdasarkan ukuran partikel yang dihasilkan, diantaranya :1.Penyincangan, pemotongan, pengirisan, dan pemotongan bentuk kubus.a.Besar ke sedang (potongan daging, irisan buah kalengan) b.Sedang ke kecil (irisan wortel, irisan bawang)c.Kecil ke bentuk butiran (daging giling kering, potongan sayur kering)2.Penepungan bertujuan untuk meningkatkan kehalusan, misal biji gandummenjadi tepung terigu.3.Emulsifikasi dan homogenisasi, contohnya mayonaise, susu, mentega, danmargarin.

Nama:siti susanti

Nim:115101013111003

NERACA MASSA

Neraca massa atau panas suatu sistem proses dalam industri merupakan perhitungan kuantitatif dari semua bahan-bahan yang masuk, yang keluar, yang terakumulasi (tersimpan) dan yang terbuang dalam sistem itu. Perhitungan neraca digunakan untuk mencari variable proses yang belum diketahui, berdasarkan data variable proses yang telah ditentukan/diketahui. Oleh karena itu, perlu disusun persaman yang menghubungkan data variable proses yang telah diketahui dengan varaiabel proses yang ingin dicari.Neraca massa merupakan perhitungan semua bahan yang ada dalam proses. Adakalanya bahan yang dikenakan proses berubah bentuk menjadi senyawa lain ataumenjadi konsumsi dalam sistem itu, tetapi jumlah massanya tidak berubah. Massayang tumbuh dan massa yang terambil diartikan bila terjadi reaksi kimia, makabahan yang satu bisa terambil dan membentuk senyawa lain.Sebelum masuk pada neraca massa, diperlukan pengertian-pengertian tentangsistem, proses, dan aliran. Perhitungan neraca massa meliputi neraca massa tanpadan dengan reaksi kimia. Pada bab ini dibahas neraca massa tanpa reaksi kimia.Pada contoh-contoh perhitungaan neraca massa tanpa reaksi kimia diberikankepadaa proses-proses pemisahan secara fisis seperti, pencampuran, pengeringan,kristalisasi, keseimbangan fase, distilasi, dan evaporasi. Alat-alat ini akandipelajari lebih lanjut pada mata kuliah berikutnya dan dalam perencanaan alat.Pengertiaan-pengertian1. SistemSering kali mendengar kata “sistem”, tapi apa maknanya?. Sistem dapat diartikansebagai suatu kesatuan yang kompak dari satu atau beberapa sub sistem.Misalnya, komputer merupakan satu sistem yang terdiri atas keyboard, CPU, danmanitor, tetapi CPU juga merupakan sistem yang di dalamnya terdapatkomponen-komponen pembentuk sistem (CPU) itu.Di dalam proses terdapat pengertian sistem tertutup dan sistem terbuka. Sistemtertutup dapat dikatakan sebagai sistem atau proses “batch” yang dijelaskan padabagian tentang proses. Dalam sistem tertutup tidak ada bahan yang masuk ataukeluar, massa dalam sistem tertutup harus tetap. Sistem terbuka adalah sistemyang mengalir atau kontinu. Sistem dikelilingi oleh pembatas atau “boundary”, diluar itu disebut “sekeliling”.

2. ProsesSebelum masuk pada perhitungan neraca massa dan energi, terlebih dahuludiperkenalkan tentang proses dan macamnya. Proses merupakan suatu kondisiatau keadaan yang mengalami pengolahan untuk menghasilkan produk tertentu.Dalam industri, proses merupakan pengolahan bahan baku menjadi produk.Neraca massa “steady” dan “unsteady”

Suatu gambaran proses kontinu adalah pengisian sebuah tempat dengan air yangdialirkan melalui pengaturan katub/kran. Dibayangkan, mula-mula tempat ituyang bisa berupa sebauh ember atau tangki penampung yang kosong dan padanyaterdapat lubang kecil/bocor. Kemudian air dikeluarkan dengan membuka katub.Dengan demikian, ember itu akan terisi air secara terus menerus dan keluar akibatkebocoran juga secara terus menerus. Kalau kebocoran (yang keluar) itu lebihkecil daripada pemasukannya, maka lama kelamaan air dalam ember semakinbanyak. Hal itu menunjukkan adanya akumulasi air dalam ember. Neracamassanya diambil dari persamaan (IV-1), dan tidak terjadi reaksi kimia, makatidak ada pembentukan

dan pengambilan massa, sehingga:Akumulasi = Massa masuk -Massa keluar ………………………(IV-2).Setelah beberapa lama kemudian, air dalam ember penuh dan meluap keluar.Dalam hal ini, yang keluar dari ember itu adalah karena kebocoran dan luapan.Neraca massanya menjadi:Bahan masuk = bahan keluar ……………………………………….(IV-3).Neraca massa pada persamaan (IV-2) disebutdengan keadaan “unsteady”, artinyasuatu keadaan yang tergantung pada waktu. Dengan bertambahnya waktuakumulasi makin banyak atau keadaan selalu berubah dengan waktu. Dalam halperistiwa di atas, dengan bertambahnya waktu, volum air dalam ember bertambah.Pada suatu saat tertentu, keadaan itu selalu tetap atau air yang ada dalam embertidak berubah volumnya. Kondisi semacam ini disebut keadaan “steady” atau“ajeg” atau “tunak” dan persamaan neraca massanya ditunjukkan sepertipersamaan (IV-3).

Neraca massa tanpa reaksi kimia

Pembahasan neraca masa berikut ini ditandaskan dalam keadaan ajeg. Neracamassa dihitung untuk semua bahan yang ada dalam proses. Perhitungan akanmenjadi kompleks kalau prosesnya rumit dan dalam unit yang besar. Beberapa halperlu diperhatikan dalam melakukan perhitungan neraca massa secara mudah,mengacu pada hal yang telah disebut di bagian depan tentang langkah-langkahlogis penyelesaian masalah.1. Visualisasi: gambar diagram alir proses secara sederhana yang dapatmenunjukkan perubahan–perubahan fisis yang terjadi.2. Objektif: data yang relevan cantumkan pada diagram, misal kecepatan alirbahan, komposisi, suhu, tekanan, dan data fisik lainnya.3. Rencana: pelajari data proses dan kembangkan hubungan kuantitas yangdiketahui dan yang tidak diketahui dalam neraca massa. Hubungan ini biasanyadalam bentuk persamaan matematik. Pastikan jumlah bilangan yang tidak

diketahui dengan jumlah persamaan yang ada. Samakan satuan antar kuantitasyang satu dengan lainnya. Pada neraca massa dalam sistem: disetiap titik yangmengalami perubahan pasti ada persamaan yang menyertainya!!!4. Menghitung: Pilih basis yang sesuai bila diperlukan. Selesaikan hubungan-hubungan persamaan di atas. Neraca massa berdasarkan pada hukum kekekalanmassa dan energi: bahwa massa tidak dapat diciptakan dan tidak ada kehilanganmassa kecuali menjadi energi (menurut Einstein).Persamaan neraca massa dalam keadaan ajeg tertulis seperti persamaan (IV-3).Neraca massa tanpa reaksi kimia dijumpai pada banyak peristiwa operasi teknik kimia. Neraca massa ini menjadi titik tolak perhitungan yang lainnya sampai padaperencanaan alat proses. Oleh karena itu, dalam perhitungan awal ini tidak bolehsalah. Umumnya, operasi teknik kimia merupakan proses pemisahan bahan untuk dimurnikan. Proses-proses yang akan dipelajari untuk perhitungan neracamassanya yang dituangkan dalam contoh-contoh soal, diantaranya:1. Pencampuran2. Pengeringan3. Kristalisasi4. Keseimbangan fase5. Distilasi6. Evaporasi

Secara garis besar, neraca massa dalam sebuah sistem adalah seperti berikut ini.Bila persamaan (IV-2) dikenakan pada proses yang tertera dalam gambar IV-4,maka:MA = M1 + M2 + M3 – M4 -M5 …………………..(IV-4).Dengan, M = massa atau aliran massa dengan satuan massa atau massa/waktu.Pada keadaan ajeg, maka akumulasi, MA = 0, sehingga neraca massanya:M1 + M2 + M3 = M4 + M5 ………………………….(IV-5).

Neraca massa merupakan perincian banyaknya bahan-bahan yang masuk, keluar dan menumpuk dalam suatu alat pemroses. Perhitungan dan perincian banyaknya bahan-bahan ini diperlukan untuk pembuatan neraca energi, perhitungan rancangan dan evaluasi kinerja suatu alat atau satuan pemroses. Untuk rancangan misalnya, diperlukan perhitungan jumlah hasil yang akan diperoleh atau sebaliknya bahan baku dan bahan pembantu yang diperlukan untuk mendapatkan hasil dalam jumlah tertentu. Jumlah energi atau panas yang diperlukan bergantung pada jumlah bahan yang diproses. Demikian juga ukuran peralatan, ditentukan jumlah bahan yang harus ditangani.

Neraca massa merupakan penerapan hukum kekekalan massa terhadap suatu proses. Massa jumlahnya tetap, tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Prinsip ini tidak berlaku bagi proses yang menyangkut reaksi-reaksi inti(nuklir). Pada reaksi ini terjadi pemusnahan massa dan berubah menjadi energi. Hubungan antara jumlah massa yang musnah dan energi yang timbul diberikan dalam rumusan Einstein yang terkenal yaitu :

E = m . c2E = Jumlah energi yang timbul, ergm= jumlah massa yang musnah, gramc = kecepatan cahaya = 3 x 1010 cm/detik

Neraca massa dibuat untuk suatu alat atau unit dengan batasan tertentu. Bahan- bahan yang perlu diperinci banyaknya adalah bahan-bahan yang masuk dan keluar batasan yang ditetapkan.Berdasarkan hukum kekekalan massa, banyaknya bahan yang masuk, keluar dan menumpuk dalam sistem yang batasnya telah kita tetapkan, berlaku hubungan berikut :

Jumlah massa masuk – jumlah massa keluar = Jumlah massa yang menumpuk di dalam batas sistemRi – Ro = A

Persamaan ini dapat ditetapkan pada proses berkesinambungan dengan mendasarkan perhitungan pada suatu jangka waktu tertentu yang kita pilih(misalnya : 1 jam, 1 hari, 1 menit).Dalam hal masukan atau keluaran berupa campuran berkomponen banyak, neraca massa dibuat untuk massa keseluruhan dan untuk masing-masing komponen.