SATUAN OPERASI DAN PROSES PENGECILAN UKURANtenaga/energi yang dibutuhkan tiap unit bahan, ukuran dan...
Transcript of SATUAN OPERASI DAN PROSES PENGECILAN UKURANtenaga/energi yang dibutuhkan tiap unit bahan, ukuran dan...
SATUAN OPERASI DAN PROSES
“PENGECILAN UKURAN”
DOSEN PENGAMPU:
Ari Febrianto Mulyadi, STP, MP
Oleh :
Kelas L
BAIQ AMARWATI TARTILLAH 115101001111003
BON JOVI SONNY FAUZI 115101000111009
MUSTIKA E. HERMAYANTI 115101001111013
TOMY PRAYUDA 115101000111001
WIDYA RAHMAWATY SAMAN 115101001111001
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengecilan ukuran adalah proses penghancuran atau pemotongan suatu bentuk padatan
menjadi bagian-bagian yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Bahan padat (solid) bisa
dihancurkan dengan delapan atau sembilan cara, tetapi hanya empat cara yang umum
diterapkan pada mesin-mesin pengecilan ukuran. Keempat cara itu adalah kompresi, pukulan,
atrisi (attrition), dan pemotongan (cutting). Pada umumnya, kompresi digunakan pada
pengecilan ukuran padatan yang keras, pukulan digunakan untuk bahan padatan yang kasar,
setengah kasar, dan halus. Atrisi digunakan untuk memperoleh produk-produk yang sangat
halus, sedangkan pemotongan untuk menghasilkan produk dengan bentuk dan ukuran
tertentu, halus atau kasar.
Tujuan pengecilan ukuran adalah mengupayakan suatu bahan memenuhi spesifikasi
tertentu, agar sesuai dengan bentuk. Untuk memenuhi spesifikasi tersebut, ukuran partikel
bahan harus dikontrol. Pertama dengan memilih macam mesin yang akan digunakan dan
kedua memilih cara operasinya. Untuk memperoleh hasil yang sama pada peralatan ukuran
sering dipasang saringan. Pengecilan ukuran bisa merupakan operasi utama pada pengolahan
pangan atau operasi tambahan. Pada pengecilan ukuran, bisa dibedakan antara pengecilan
ukuran yang “ekstrim” (penggilingan) dengan pengecilan ukuran yang produknya relatif
berdimensi besar (pemotongan).
Teradapat beberapa alasan dilakukannya pengecilan ukuran, yaitu : Membantu proses
ekstraksi, misalnya cairan gula dari tebu, dan sebagainya. Mengecilkan bahan sampai ukuran
tertentu untuk maksud tertentu. Memperluas permukaan bahan, untuk membantu proses
pengeringan, proses ekstraksi, proses “bleaching”, dan sebagainya. Membantu proses
pencampuran (mixing atau blending).
Kemampuan mesin atau peralatan pengecilan ukuran ditentukan oleh kapasitas mesin,
tenaga/energi yang dibutuhkan tiap unit bahan, ukuran dan bentuk bahan sebelum dan sesudah
pengecilan ukuran.
Tujuan ekonomis dari proses pengecilan ukuran adalah untuk mencapai hasil yang
diinginkan dengan biaya yang minimum. Modal, biaya operasi, dan biaya perawatan
memegang peranan penting dalam proses pengolahan. Ketiga hal di atas harus diperhitungkan
sebelum memilih macam mesin pengecil ukuran. Pada umumnya pengetahuan tentang
karakteristik bahan yang akan diolah, serta mesin yang akan digunakan, perlu diketahui.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah tentang pengecilan ukuran ini adalah untuk
mengetahui gambar mesin serta deskripsinya, cara kerja dari mesin-mesih pengecilan ukuran,
contoh mesin-mesin dari proses pengecilan ukuran. Serta mengetahui beberapa contoh
perusahaan yang menggunakan proses pengecilan ukuran, dan beberapa penelitian yang
mengangkat tema pengecilan ukuran.
Gambar 3. Pisau Penggiling
2.2 Cara Kerja Mesin
2.2. 1 Hammer Mills
Hammer mill adalah mesin yang bertujuan untuk menghancurkan bahan material besar
menjadi potongan kecil. Hammer mill terdiri dari palu/pemukul yang berputar pada porosnya.
Bahan yang akan digiling akan masuk ruang pemukulan melalui corong pemasukan. Susunan
palu yang terdapat pada porosnya akan bergerak bolak–balik memberikan pukulan bahan.
Pengurangan ukuran bahan dapat diakibatkan karena 1) pukulan/impak dari pemukul, 2)
pemotongan oleh sisi pemukul, 3) keausan (attrition) atau aksi gosokan (rubbing action).
Penepung palu arat hammer mills digunakan untuk penepungan sedang dan halus. Mesin ini
memiliki banyak macam aplikasi di banyak industri, termasuk:
- etanol tanaman (jagung)
- Sebuah mesin pertanian, yang pabrik gandum menjadi tepung kasar untuk diberi
makan kepada ternak
- Fluff produksi bubur kertas
- Jus buah produksi
- Grinding palet pengiriman digunakan untuk mulsa
- Penggilingan gabah
- Penggergajian, ukuran pengurangan skrap trim dan serutan planet menjadi bahan
bakar boiler atau mulsa
- Pencabikan kertas
Kecepatan putar penepung dan bentuk dari pemukul juga mempengaruhi tepung yang
dihasilkan. Kecepatan putar dari pemukul penepung palu adalah antara 1500 sampai 4000
rpm. Secara umum dibutuhkan tenaga sebesar satu kilowatt (kW) untuk menggiling satu
kilogram bahan permenit pada penepungan sedang. Prinsip dasar hammer mills adalah
mudah, hamermills berbahan dasar baja drum berisi poros berputar vertikal atau horizontal
atau drum yang dipasang palu. Palu bebas ayunan di ujung salib, atau tetap untuk rotor
tengah. Rotor diputar pada kecepatan tinggi di dalam drum sementara bahan dimasukkan ke
dalam hopper feed. Materi yang dipengaruhi oleh palu bar dan dengan demikian diparut dan
dikeluarkan melalui sreen dalam drum ukuran yang dipilih.
Hammer pabrik bekerja pada prinsip bahwa bahan yang paling akan menghancurkan,
menghancurkan, atau menghancurleburkan atas pengaruh menggunakan operasi empat
langkah sederhana:
1. Bahan dimasukkan ke dalam hammer mills dan turun ke ruang palu melalui gaya
gravitasi akibat getaran rotor.
2. Palu yang umumnya potongan persegi panjang yang terbuat dari baja yang dikeraskan
dan melekat pada suatu poros yang berputar dengan kecepatan tinggi di dalam ruangan
akan menghancurkan material yang masuk melalui dilivery device dan terus berulang
– ulang menumbuk material sampai halus.
3. Sreen logam berlubang, atau bar pengayak meliputi pembukaan debit mills
mempertahankan kasar bahan untuk lebih memaksimalkan hasil yang keluar
sementara memungkinkan bahan dengan ukuran besar untuk di tumbuk lagi sampai
halus dan menghasilkan produk.
4. Material yang tidak bisa dihalusakan oleh palu seperti kaca, batu atau logam akan
keluar dari mills melalui gravitasi. Pneumatik hisap yang kita gunakan untuk
membantu dalam pembuangan material yang lebih ringan seperti kayu, kertas atau
bahan yang belum halus dipisahkan dengan bahan yang telah halus.
2.2.2 Burr Mills
Bahan – bahan yang digunakan pada alat penggiling jagung ( burr mill ) sistem
sentrifugal adalah plat lembaran, plat siku, besi as ø 4 inchi, besi as ø 2 inchi, mur, baut,
motor, besi ø 6 inchi, bantalan. Mesin penggiling ini konstruksinya berukuran 70 x 58 x 40
(cm) dengan plat siku 4 x 4 x 0,3 (cm). Corong masuk ditempatkan pada berulir yang bersatu
dengan pisau atas dan sekaligus poros tersebut berfungsi sebagai tempat saluran masuk
jagung. Pada poros berulir terdapat alat pengatur jarak kerenggangan kedua
2.3 Resume Jurnal dan Aplikasi Alat dalam Agroindusti
DESIGN AND FABRICATION OF CASSAVA LUMP BREAKING AND SIEVING
MACHINE
Kerusakan mekanis selama panen dan pascapanen penanganan memberikan jalan
untuk infeksi mikroba umbi-umbian dan dengan demikian membuat tanaman tidak cocok
untuk penyimpanan jangka panjang. Nigeria adalah produsen terbesar singkong di dunia.
Produksinya saat ini diperkirakan sekitar 49 juta ton per tahun. Pengolahan singkong menjadi
garri, tepung dan fufu melibatkan mengupas dan mencuci - menumbuk - dewatering /
fermentasi - dehidrasi - pengayak - menggoreng - pendinginan - pengayak akhir dan
pengepakan. Kerusakan pada singkong terbentuk selama proses pemecahan menjadi partikel
yang lebih kecil untuk meningkatkan efisisensi pengayakan.
Mesin terdiri dari komponen-komponen berikut : hopper, throat, sieving chamber,
discharge outlet, standing frame, electric motor seat, scrubbing rotor, breaking rotor, fixed
spikes, sieving net and pulleys. Deskripsi dari berbagai komponen adalah : Standing frame,
adalah unit utama dari mesin di mana semua komponen lain dari mesin didukung. Mesin ini
dibuat menggunakan bahan dengan kekuatan tinggi untuk menahan getaran. The breaking
head, alat ini terdiri dari main hopper, throat dan sieving cover. Alat ini menggunakan bahan
dari 2mm lembaran logam baja ringan, besi sudut 50x50mm dan bar datar 18mm. The
breaking rotor , yang terdiri dari poros penggerak, spike dan spike holder.Alat ini memiliki
poros dengan panjang 25mm, pipa berdiameter 30mm dan 12mm batang.
Desain pertimbangan Dalam mengembangkan mesin, sejumlah faktor yang
dipertimbangkan. Ini termasuk : Kekuatan bahan untuk fabrikasi, moisture content, ukuran
dan bentuk dari bahan yang akan diproses, kebutuhan energi, dan bahan dari stainless untuk
mencegah korosi.
Analisis desain dilakukan untuk menentukan parameter yang diperlukan untuk
pemilihan kelas yang tepat dan ukuran bahan untuk pembuatan berbagai komponen yang
digunakan.Untuk sdsain Hopper, Volume hopper diperkirakan 0.000038 m3. Untuk desain
Rotor ini, Volume rotor dihitung untuk tujuan desain ini, dengan panjang silinder 343 mm
dan jari-jari adalah 15 mm. Dengan demikian, volume rotor dievaluasi untuk menjadi
0.242x10-3
m3. Sedangkan untuk desain alat breaking rotor, digunakan delapan sikat
penggosok. Oleh karena itu massa total rotor = massa alat scrubbing + massa penggosok =
Kepadatan baja ringan, kg/m3
Pada penentuan diameter batang, poros mengalami kelenturan stres dan torsi dikenal
sebagai stres gabungan. Tujuan perancangan poros adalah untuk membreakdown mesin
selama operasi dan hasilnya adalah dapat menahan tekanan selama operasi berlangsung. Poros
ini dirancang untuk menjadi poros padat dan bahan yang dipilih adalah baja ringan.
Sedangkan alat pulley merupakan elemen mesin dimana digunakan dalam transmisi dari
mototr elektrik menuju poros sabuk. Untuk mesin ini, 3 pulley dengan ukuran berbeda
dirancang menjadi 1 yang nantinya sangat dibutuhkan oleh motor elektrik, pemecah , dan unit
pengayakan
Prisnsip kerja alat ini adalah, umbi singkong yang telah diparut dan ditekan
dituangkan ke dalam hopper yang melewati bagian tengah alat sehingga melwati rotor, dan
mendapatkan ukuran akhir. Pengumpulan bahan diayak kemudian dilakukan di outlet debit.
Pemecah gumpalan dan mesin ayak dirancang, sehigga pembuatan dan proses operasi
dengan biaya relatif rendah. Bahan untuk fabrikasi mesin yang bersumber dari lokal yang
membuat perawatan lebih mudah digunakan. Uji evaluasi kinerja dilakukan dengan
menggunakan singkong parut setelah proses penekanan. Efisiensi mesin pemecah gumpalan
dan mesin pengayakan menunjukkan bahwa efisiensi mesin meningkat dengan penurunan
kecepatan untuk tingkat tiga pakan. Efisiensi tertinggi diperoleh pada pakan 2 kg/min tingkat
dengan nilai 97% dan kecepatan optimum 265 rpm. Yang tertinggi sepanjang kapasitas yang
diperoleh berada pada pakan 2 kg/min dengan nilai 1.91 kg/hr di 265 rpm
PENGUJIAN SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO PISAU HAMMER MILL
PADA MESIN PENGGILING JAGUNG PT. CHAROEN POKPHAND INDONESIA
CABANG SEMARANG
Perusahaan pakan ternak merupakan salah satu industri yang paling startegis, karena
industri tersebut yang akan menyuplai makanan yang dibutuhkan oleh hewan ternak. Industri
tersebut memproduksi makanan ternak dari campuran berbagai jenis bahan baku. Mesin ini
mempunyai suatu bagian yang berfungsi sebagai penghancur bahan baku, yaitu pisau
hammer mill. Untuk proses penggilingan bahan baku pakan ternak tersebut digunakan alat
yang disebut Hammer Mill. Mesin ini akan menghancurkan/menggiling bahan baku pakan
ternak yang semula berbentuk butiran besar menjadi butiran kecil yang seragam. Alat ini
bergesekan langsung dengan bahan baku sehingga akan mengalami keausan. Maka
dibutuhkan pisau hammer mill yang mempunyai sifat mekanis yang sangat bagus. Untuk itu,
diperlukan suatu penelitian tentang sifat-sifat dari pisau hammer mill.
Baja karbon tinggi mempunyai kandungan karbon 0,60 – 1,4%. Baja ini sangat keras,
kuat, dan getas. Baja ini biasanya digunakan untuk pengerasan, penemperan, ketahanan
keausan dan mata pahat yang tajam. Baja karbon tinggi setelah dibuat dalam bentuk barang
jadi, biasanya dilakukan perlakuan panas untuk menaikkan kekerasan, kekuatan dan
ketahanan terhadap keausan.
Pada penelitian ini, dilakukan beberapa pengujian, yaitu: uji kekerasan, uji komposisi,
dan uji mikrografi. Dari data di atas diperoleh nilai kekerasan terendah dari pisau hammer
mill untuk arah membujur sebesar 57,5 HRC (605 HBN). Sedangkan nilai kekerasan terendah
untuk arah melintang sebesar 58,5 HRC (624,5 BHN). Untuk minimal nilai kekerasan yang
dibutuhkan pisau hammer mill adalah sebesar 55 - 60 HRC.
Dengan nilai kekerasan pisau hammer mill sebesar 57,5 – 63 HRC, maka nilainya
melebihi nilai minimal kekerasan yang dibutuhkan pisau hammer mill. Nilai UTS dari pisau
hammer mill lebih tinggi dari pada nilai UTS dari baja, dikarenakan pada pisau hammer mill
mengandung unsur mangan (Mn) dan silikon (Si) yang cukup tinggi yang menambah
kekuatan, sehingga menjadikan nilai UTS dari pisau hammer mill menjadi tinggi.
Berdasarkan hasil pengujian, komposisi pisau hammer mill mengandung karbon (C)
sebesar 0,642%, maka pisau hammer mill termasuk dalam golongan baja karbon tinggi. Dan
mengandung banyak campuran unsur lain dengan prosentase <2%, maka termasuk dalam
golongan low allow steel.
Dari pengujian mikro, diperoleh bahwa struktur mikro dari pisau hammer mill adalah
martensit. Nilai kekerasan dari pisau hammer mill didapat: 57,5 – 63 HRC. Dari konversi
nilai kekerasan, didapat nilai UTS kira-kira mendekati 2283,9 MPa.
2.4 Pabrik Yang Menggunakan Alat Pengecilan Ukuran
Berikut ini adalah pabrik yang menggunakan mesin pengecilan ukuran :
PT. Haraka Kitri Endah Mojokerto. Pada pabrik ini menggunakan alat yang bernama
Broen Paddle. Laporan Praktek Kerja Lapang ini berjudul Pengolahan Limbah Bubur
Buah (Puree) Jambu Biji Merah. Laporan PKL ini disusun oleh Hoirun Nisak
Mahasiswa Jurusan TIP universitas Brawijaya.
PG. Madukismo Yogyakarta. Pada pabrik ini merupakan pabrik yang memproduksi
gula. Pabik ini menggunakan alat pengecil ukuran yang bernama Unigrator. Alat ini
berfungsi sebagai pemukul, pemecah, dan penyayat tebu menjadi serpihan-serpihan
kecil. Pabrik ini digunakan sebagai tempat untuk melakukan Praktek Kerja Lapang
oleh Erina Yuniarti yang pada Laporan PKL nya berjudul Perencanaan Produksi Pada
Proses Produksi Gula Di PG. Madukismo Yogyakarta.
Pabrik Gula Modjo Panggoon Tulungagung. Pada pabrik ini menggunakan alat
pengecil ukuran yang yakni alat giling. Alat tersebut memiliki 4 unit gilingan, dimana
pada setiap gilingan terdiri dari 3buah rol yaitu rol atas, rol depan dan rol belakang.
Alat ini berfungsi sebagai pemerah tebu untuk mendapatkan nira dari tebu. Pabrik ini
digunakan sebagai tempat penelitian untuk menyusun skripsi oleh Mahasiswa TIP
Universitas Brawijaya yang bernama Deta Meryani.
PT. Perkebunan Nusantara XII (Persero). PTPN XII ini terletak di Kebun Bantaran
Blitar. Pabrik ini menggunakan alat pengecil ukuran yang bernama Rotervane. Alat ini
berfungsi sebagai penghancur daun teh setelah proses pengayakan. PTPN XII ini
merupan tempat untuk melakukan Praktek Kerja Lapang oleh mahasiswa TIP
Universitas Brawijaya yang bernaa Fitria Ridiana.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Size reduction adalah proses mengecilkan ukuran dari suatu komoditi pertanian untuk
menghasilkan suatu produk dengan nilai mutu dan nilai tambah yang tinggi. Tujuannya yaitu
untuk mempermudah dalam proses selanjutnya seperti untuk mempermudah dalam
penyimpanan, mempermudah proses pengolahan maupun pengeringan, dan baik untuk
pengekstrakan.
Penampilan kerja suatu mesin untuk mengecilkan ukuran suatu bahan ditentukan oleh
kapasitas, tenaga yang diperlukan per satuan bahan, ukuran dan bentuk bahan sebelum dan
sesudah pengecilan dan kisaran ukuran dan bentuk hasil akhir. Ukuran dan bentuk butir dalam
massa bahan tergantung pada sifat fisik bahan, riwayat bahan dan metode pengecilan.
Dalam pengaplikasiannya dalam industri, Hammer Mill digunakan sebagai pengolah
bahan-bahan yang akan dijadikan bumbu dan juga pelet ikan maupun dalam industri
pembuatan tepung. Sedangkan Burr Mill digunakan untuk menggiling bahan-bahan atau
mengecilkan ukuran bahan tersebut menjadi sesuatu yang dapat diolah kembali menjadi
barang yang mempunyai nilai lebih, misalnya untuk menggiling singkong
3.2 Saran
Dalam penggunaan mesin-mesin pada proses dari hulu maupun hilir, hendaknya para
pengguna harus memahami cara kerja maupun cara perawatan mesin-mesin tersebut agar
tidak terjadi kesalahan pada proses kerja maupun produk hasil.
DAFTAR PUSTAKA
Adriansyah. 2010. Rekayasa Mesin Penggiling Jagung Jenis Burr Mill dengan Metode
Dua Permukaan Plat Bergerigi. Jurnal Teknik Mesin. Vol. 7 No.2
Meryani, D. 2005. Analisis Pengendalian Kualitas Pada Penggilingan Tebu dengan
Metode Peta Kendali di PG. Modjopangoong Tulungagung. Skripsi
Nisak, H. 2011. Pengolahan Limbah Bubur Buah (Puree) Jambu Biji Merah di PT.
Haraka Kitri Endah Mojokerto. Laporan Praktek Kerja Lapang
Ridiana, F. 2011. Sanitasi Fasilitas Produksi Teh Hitam di PT. Perkebunan Nusantara
XII (Persero) Kebun Bantaran Blitar. Laporan Praktek Kerja Lapang
Subagio, D. 2011. Rancang Bangun Mesin Tepung Obat Tradisional dengan
Penambahan Blower Penghisap Pada Ruang Giling. Jurnal Teknologi
Bahan dan Barang Teknik. No. 25
Yuniarti, E. 2012. Perancangan Produksi Pada Proses Produksi Gula di PG. Madukismo
Yogyakarta. Laporan Praktek Kerja Lapang