PENGECILAN UKURAN

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

            Pengecilan ukuran merupakan suatu unit yang meliputi semua cara yang digunakan dimana partikel zat padat dipotong dan dipecahkan menjadi kepingan-kepingan yang lebih kecil. Pengecilan ukuran dilatarbelakangi untuk menghemat teanaga dan energi yang dibutuhkan oleh manusia dalm mengerjakan suatu pekerjaan. Pengecilan ukuran didasarkan atas pemecahan kasar dan pengecilan ukuran (menggiling).

            Bahan mentah sering berukuran lebih besar daripada kebutuhan, sehingga ukuran bahan ini harus diperkecil. Operasi pengecilan ukran ini dapat dibagi dua kategori utama, tergantung apakah bahan tersebut bahan cair atau bahan padat. Apabila bahan padat, operasi pengecilan disebut pengahancuran dan pemotongan, dan apabila bahan cair disebut emulsifikasi atau atomisasi.

            Penghancuran dilakukan dengan penerapan gaya tekanan dan gaya pengguntingan yang akhirnya menyebabkan bahan pecah, melepaskan sebagian besar energi yang dipergunakan sebagai panas. Mesin untuk penghancuran beroperasi, pada umumnya baik secara tekanan penggilingan ataupun pengasahan ataupun juga dengan penggilingan dengan menggabungkan gaya pukulan dan gaya gunting.

            Di dalam proses penggilingan, ukuran bahan yang besar diperkecil dengan mengoyakkannya. Mekanisme pengoyakan ini adalah melakukan penekanan terhadap bahan oleh gaya mekanis dari mesin penggiling, penekanan awal masuk ke tengah bahan sebagai energi desakan.

            Pengayakan merupakan suatu unit operasi dimana campuran suatu padatan yang mempunyai ukuran yang bervariasi dipisahkan menjadi dua fraksi atau lebih dengan melewati permukaan ayakan. Pengayakan digunakan untuk memisahkan campuran yang berbentuk butiran atau  bubuk dalam satu interval ukuran tertentu. Selain itu ayakan sering juga digunakan dalam analisis ukuran partikel untuk menentukan ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel tersebut.

B.  Tujuan Percobaan

            Adapaun tujuan dilakukan praktikum pengecilan ukuran ini adalah untuk memahami prinsip-prinsip pengecilan ukuran dan pengayakan serta untuk mengamati pengaruh kecepatan putaran alat pengecil ukuran terhadap ukuran-ukuran luas permukaan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

            Penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu dengan membaginya menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Penggunaan proses penghancuran yaitu penggilingan butir-butir gandum menjadi tepung, akan tetapi penghancuran ini dipergunakan untuk berbagai tujuan, seperti penggilingan jagung untuk menghasilkan tepung jagung, penggilingan gula dan penggilingan bahan pangan kering seperti sayuran. Pemotongan dipergunakan untuk memecahkan potongan besar bahan pangan menjadi potongan-potongan kecil yang sesuai untuk pegolahan lebih lanjut, seperti pengolahan daging olahan. Komunisi merupakan istilah umum yang digunakan untuk operasi penghancuran. Contoh alat komunisi yaitu mesin pemecah (crusher) dan mesin penggiling (grinder). Pemecah/penggiling ideal harus : (1). Mempunyai kapasitas besar, (2). Memerlukan masukan daya partikel/pengecil ukuran/satuan hasil, dan (3). Mengahsilkan hasil dengan satu ukuran tertentu (Earle, 1969).

            Pemecahan bahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil merupakan satu operasi penting dalam industri pangan. Pengecilan ukuran kebanyakan didasarkan pada pengalaman empiris dan sering menyangkut mekanisme operasi yang mula-mula dilakukan dengan tangan. Pengecilan ukuran dapat dibedakan menjadi pengecilan ukuran yang ekstrim (penggilingan) dan pengecilan ukuran yang relative masih berukuran besar, misalnya pemotongan menjadi bentuk-bentuk yang khusus (Harris, 1990).

            Dalam proses penggilingan, ukuran bahan diperkeil dengan mengayaknya. Penghancuran dilakukan dengan penerapan gaya tekan dan gaya pengguntingan yang akhirnya menyebabkan bahan pecah, melepaskan sebagian besar energi yang digunakan sebagai panas. Mesin untuk penghancuran beroperasi pada umunya baik secara tekanan penggilingan ataupun pengasatan atau juga dengan penggilingan dengan menggabungkan gaya pukulan dab gaya gunting (Nasution, 1969).

            Peralatan penghancur zat padat dibagi atas mesin pemecah, mesin penggiling, mesin ultra halus, dan mesin pemotong. Mesin pemecah bertugas melakukan kerja berat memecah bongkah-bongkah besar menjadi kepingan-kepingan kecil. Mesin penggiling memperkecil lagi umpan hasil pecahan menjadi serbuk. Mesin pemotong menghasilkan partikel yang ukuran dan bentuknya tertentu. Tujuan dari pemecahan dan penggilingan yaitu untuk menghasilkan partikel-partikel kecil dari yang lebih besar. Salah satu efisiensi operasi adalah yang didasarkan atas energi yang diperlukan untuk membuat permukaan tambahan. Luas permukaan satu satuan massa partikel sangat besar dengan diperkecilnya ukuran partikel (McCabe, 1993).

            Istilah penggiling atau mesin giling duberikan berbagai jenis mesin pemecah, pemangkas dan dengan tugas menengah, hasil mesin pemecah biasanya dilakukan ke dalam mesin giling, dimana umpan yang digiling sampai menjadi serbuk atau tepung (Harriot, 1990).

            Mesin-mesin pemecah, penggiling, dan pemotong tidak dapat diharapkan akan beroperasi dengan baik kecuali kalau ukuran umpan cocok dan umpan itu masuk dengan laju yang seragam. Dalam beberapa masalah pengecilan, bahan umpan itu terlalau sulit pecah dengan kompresi, impact dan atrisi. Dalam hal ini, umpan harus dipotong menjadi partikel-partikel dengan dimensi tertentu. Persyaratan ini bisa dipengaruhi oleh piranti yang memotong, merajang, atau merobek umpan itu menjadi produk dengan karakteristik yang dikehendaki (Nasution, 1993).

            Pengecilan ukuran dilakukan dalam beberapa tahap dengan menggunakan sebuah penghancur yang menggunakan penjepit. Ada tiga cara yang sering digunakan dalam mesin pemecah-penghalus, yaitu : tekanan yang digunakan untuk pemecahan kasar dengan menghasilkan relative sedikit halusan, pukulan yang digunakan untuk produk yang berukuran besar, kasar, sedang, dan halus. Sering digunakan untuk bahan berserat, dan gesekan untuk menghasilkan produk yang sangat halus dari bahan yang lunak dan tidak abrasive (Cook, 1986).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

A.  Bahan dan Alat

            Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah : alat pengecil ukuran (grinder), timbangan analitik, ayakan dan picnometer.

            Sedangkan bahan yang digunakan adalah jagung kering.

B.  Cara Kerja

1.      Disiapkan sampel dengan massa yang telah ditentukan.

2.      Dihitung diameter dan densitas sampel tersebut.

3.      Dimasukkan sampel ke dalam alat penggiling.

4.      Dioperasikan alat tersebut dengan kecepatan dan waktu yang telah ditentukan.

5.      Dianalisa hasil gilingan yang diperoleh dengan menggunakan ayakan Tyler. Diletakkan hasil gilingan pada ayakan teratas dari rangkaian ayak tersebut, digetarkan ayak selama 10 menit dan dihitung massa yang tertahan pada setiap ayakan.

6.      Dihitung diameter rata-rata dari partikel hasil gilingan, luas permukaan yang terbentuk, grafik hubungan antara kecepatan putaran terhadap diameter rata-rata partikel setelah penggilingan, serta jumlah energi yang diperlukan untuk menghaluskan bahan.

7.      Dibahas data yang telah diperoleh.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A.  Hasil Pengamatan

            Bahan                          : Jagung Kering

            Berat awal bahan        : 856,29 gram

            Berat Kasar                 : 834,77 gram

            Berat Halus                 : 97,49 gram

           

           

           

B.  Pembahasan

            Dari percobaan yang telah dilakukan terhadap Jagung kering dengan berat awal bahan sebesar 856,29 gram diperoleh berat Jagung halus sebesar 97, 49 gram dan berat kasar sisa dari penggilingan sebesar 834,77 gram.

      Sedangkan hasil yang diperoleh dari pengecilan ukuran yang terdapat pada lampiran terjadi salah penulisan data. Di lampiran dapat kita lihat bahwa berat awal Jagung sebesar 834,77 gram, berat kasar Jagung sisa penggilingan sebesar 856,29 gram serta berat halus Jagung hasil penggilingan sebesar 97,49 gram. Dari data yang di lampiran tidak mungkin bahwa berat keseluruhan Jagung lebih kecil daripada berat kasar Jagung, dan berat kasar tersebut belum ditambahkan dengan berat halus hasil penggilingan. Sehingga pada pembahasan yang akan digunakan berupa hasil pengamatan yang terdapat pada sub-bab hasil pengamatan.

            Dari data hasil pengamatan telah didapatkan bahwa %efisiensi grinder sebagai alat penggiling yang digunakan sebesar 86,10%. . Persentase tersebut menunjukkan grinder bekerja hampir sempurna untuk menggiling biji Jagung menjadi tepung Jagung. Untuk menghaluskan bahan diperlukan energi yang diambil dari pembentukan permukaan baru, akan tetapi sebagian besar dari energi ini hilang sebagai panas, dan energi yang dibutuhkan tergantung pada jenis dan kekerasan bahan dan juga kecenderungan bahan untuk patah (sobek atau terpotong).

            Apabila suatu bahan yang memiliki ukuran yang seragam dihancurkan, setelah penghancuran pertama, ukuran bahan yang dihasilkan akan sangat bervariasi dari yang relative kasar sampai yang paling halus bahkan sampai menjadi abu. Ketika penghancuran bahan dilanjutkan, bahan yang besar akan dihancurkan lebih lanjut akan tetapi bahan yang kecil mengalami perubahan relative sedikit. Ini dapat dilihat pada saat pertama sekali Jagung dimasukkan ke dalam grinder, hasil tepung Jagung yang didapatkan tidak seperti yang diinginkan, namun pada saat kedua hasil tepung Jagung lebih halus begitu juga pada yang ketiga, hasil yang didapatkan lebih halus. Setelah proses penggilingan (penghancuran) dilakukan maka didapatkan ukuran partikel yang sangat bervariasi, mulai dari yang kasar, sedang dan halus bahkan seperti tepung Jagung.

            Ini menunjukkan bahwa semakin sering atau banyak pengulangan bahan dimasukkan ke dalam grinder maka akan semakin halus bahan yang digiling dan akan semakin meningkatkan nilai presentase berat halus dari bahan tersebut. Dan menyebabkan nilai presentase dari berat kasar semakin rendah sehingga ukuran permukaan bahan yang telah digiling dapat tercapai. Akibat lainnya dapat meningkatkan nilai presentase efisiensi dari grinder.

            Dengan dilakukan pengecilan ukuran terhadap suatu bahan dapat memberikan beberapa keuntungan, yaitu dapat memperluas bidang kontak bahan atau memperbesar luas permukaan bahan, memudahkan proses atau dapat meningkatkan efisiensi dari proses pengadukan, memenuhi standar ukuran produk tertentu dan mempersingkat waktu.

            Sedangkan kerugian dari dilakukan pengecilan ukuran belum diketahui terlalu detail. Kerugian yang dapat dengan mudah kita analisis adalah bila bahan yang akan dikecilkan ukurannya merupakan bahan makanan yang memiliki nilai gizi yang mudah rusak apabila diberi gaya yang ada pada mesin penggiling (grinder). Misal kandungan protein yang terdapat pada suatu bahan yang berbentuk serabut ataupun globular dapat rusak karena gaya potong ataupun gaya sobek yang terdapat pada grinder memotong serabut-serabut dari protein.

BAB V

KESIMPULAN

            Dari data hasil pengamatan, pembahasan, dan percobaan yang telah dilakukan maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu sebagai berikut :

¨      Factor penting yang perlu diperhatikan dalam pengecilan ukuran adalah jumlah energi yang diperlukan atau yang digunakan serta luas permukaan yang terbentuk sebagai hasil dari pengecilan ukuran.

¨      Pengecilan ukuran memiliki beberapa tujuan, antara lain dapat memperbesar luas permukaan dari bahan, dapat meningkatkan efisiensi proses pengadukan serta memenuhi standar ukuran produk tertentu. Selain itu pengecilan ukuran bertujuan untuk mempermudah proses pengangkutan bahan dengan ukuran yang telah diperkecil.

¨      Mesin penggiling atau grinder yang digunakan dilengkapi roda silinder dan dengan menggunakan gaya tekan, gaya sobek, serta gaya pukul. Penggilingan biji Jagung dengan menggunakan grinder merupakan suatu contoh pengecilan ukuran ekstrim.

¨      Semakin lama suatu bahan ditempatkan di dalam grinder maka sisa hasil penggilingan yang kasar akan menjadi lebih sedikit dan akan mendapatkan hasil penggilingan yang halus lebih banyak serta nilai persentase dari grinder semakin tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Cook, T.M., Cullen, D.J. 1986. INDUSTRI KIMIA OPERASI. PT.Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Earle, R.L. 1969. SATUAN OPERASI DALAM PENGOLAHAN PANGAN. PT. Sastra Hudaya, Bogor.

Harris, P.S. 1990. MESIN PERALATAN USAHA TANI. Universitas Gadjah Mada Press, Yogyakarta.

Harriot, Peter. 1990.OPERASI TEKNIK KIMIA. Erlangga, Jakarta.

McCabe, W.L. 1993. OPERASI TEKNIK KIMIA. Erlangga, Jakarta.

Nasution, Jem. 1993. OPERASI TEKNIK PENGOLAHAN PANGAN. PT. Sastra Hudaya, Bogor.

Nasution, Zein. 1969. SATUAN OPERASI DALAM PENGOLAHAN PANGAN. Pradya Pramita, Jakarta.