Laporan Separasi [PDF]

Citation preview

Laporan Praktikum



Hari/ tanggal : Jumat / 22 Mei 2010



Peralatan Industri Pertanian



Dosen



: Ir. Ade Iskandar M. Si



Asisten



:



1. Indah Nurlita



(F34061632)



2. Adrian D. P. T



(F34060036)



SEPARATOR MACHINE Oleh: Aris Fredy



F34080043



Yuni Astuti



F34080089



2010 DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR I.



PENDAHULUAN



A. Latar belakang Seiring berkembangnya zaman, kebutuhan manusia semakin meningkat khususnya kebutuhan pangan. Dalam Industri pengolahan komoditi pertanian menjadi produk jadi khususnya industri pangan, begitu banyak peralatan, mesinmesin, dan alat penunjang produksi yang digunakan untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Hal ini dilakukan dengan maksud agar bahan pangan juga mempunyai nilai tambah. Dari banyak peralatan tesebut, salah satu peralatan yang memiliki peran terpenting adalah peralatan pemisah atau separator machine. Pemisahan merupakan salah satu cara untuk mendapatkan komponen yang diinginkan dalam suatu bahan atau produk. Komponen-komponen ini akan terbagi menjadi fraksi-fraksi yang lebih kecil lagi yang bisa dalam bentuk ukuran partikel, fasa atau komposisi kimia. Teknik untuk pemisahan komponen-komponen suatu campuran dapat dibagi menjadi metode pemisahan mekanis dan operasi-operasi difusinal. Metode pemisahan mekanis biasa digunakan untuk pemisahan partikel padat atau bahan cair tetes. Sedangkan operasi difusinal melibatkan perubahan fasa atau pemindahan bahan dari suatu fasa ke bentuk fasa lainnya. Pemisahan komponen makanan sangat penting adanya untuk diketahui prinsipprinsipnya, karena komponen yang telah terpisah fraksi-fraksinya, bisa dimanfaatkan lebih lanjut menjadi produk baru yang mempunyai nilai tambah yang lebih dan harga yang tinggi. B. Tujuan Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui mekanisme kerja proses pemisahan pada pembuatan pati dari alat pemisah (vibrating screener) dan mengetahui perbandingan hasil pengambilan sampel saat pengendapan pada setiap selang waktu tertentu. I.



METODOLOGI



A. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah ember, pisau, mesin pengupas, mesin pemarut(rasper), vibrating screen, gelas mineral, neraca timbangan, settling tank, gelas ukur. sedangkan bahan-bahan yang digunakan adalah singkong, pati singkong, tepung tapioca, dan air. B. Langkah kerja I. Pembuatan pati singkong Pertama-tama singkong ditimbang beratnya, lalu dikupas kulitnya, dan ditimbang ulang. Singkong dimasukkan ke dalam mesin pemarut, lalu diambil patinya dengan penambahan air melalui alat vibrating screen. Setelah itu, ambil sampel yang diperoleh ke dalam gelas mineral pada menit ke 20 dan menit ke 40. Diamkan sampel sampai mengendap, keringkan, lalu timbang hasil sisa akhirnya. II. Pengendapan larutan pati Ekstrak pati yang diperoleh dilarutkan dengan air, untuk kemudian diendapkan. Ambil sampel bagian atas, tengah, dan bawah pada menit ke 20 dan 40. Keringkan di bawah terik matahari, lalu timbang sisa hasil akhir. Dan setelah praktikum usai, bersihkan kembali dan rapihkan alat-alat yang telah digunakan



I. A. Hasil percobaan



HASIL DAN PEMBAHASAN



A. Percobaan 1 Bobot Awal (g)



Bobot Pati (g)



Rendemen (%)



Efisiensi (%)



2000.0



487.4



24.3



19.4



Pengujian Bobot Pati (gram) Rata-rata



0 3.527 3.057 3.292



2 2.570 2.700 2.635



Menit ke4 6 3.552 3.654 3.075 3.626 3.313 3.640



8 4.300 4.500 4.400



10 3.876 3.696 3.388



B. Percobaan 2 Pengujian Bobot Pati



ke-0 0.446



(g) Bobot pati



6



Singkong(g



-



Atas Menit ke-20



ke-40



ke-0



0.1444



0.0397



0.4758



0.4466



0.1340



0.5804



) 0.223 Rata-rata



3



0.0868 0.2955



5



0.5339



Tengah Menit ke-20 0.705



ke-40 1.057



5



4



0.294



0.107



3



7



0.499



0.582



9



6



ke-0 0.3079



0.3669



Bawah Menit ke-20 0.829 1 0.166 4



ke-40 0.5772



0.3712



0.497 0.3374



8



0.4742



C. Kecepatan Linier Partikel Pati Bahan Pati Tapioka



Ketinggian Area



Waktu Pemisahan



Kecepatan Linier



Bening (cm) 3.5



(menit) 80



Partikel Pati (cm/menit) 0.04375



Pati Singkong



2



80



0.02500



B. Pembahasan Proses pemisahan atau separasi merupakan salah satu proses pengolahan bahan yang dilakukan di dalam industri. Proses pemisahan merupakan salah satu cara untuk mendapatkan suatu bahan tertentu dari suatu campuran. Pelaksanaan pemisahan dilakukan dengan gaya fisik yang bekerja pada partikel atau bahan cair, gaya ini termasuk gaya gravitasi, gaya sentrifugasi dan gaya kinetik yang timbul dari aliran (Idrial, 1987). Wiraatmadja (1981) menyatakan bahwa teknik untuk pemisahan komponenkomponen suatu campuran dapat dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama meliputi metode-metode operasi difusional yang melibatkan perubahan fasa atau pemindahan bahan dari suatu fasa ke fasa lainnya. Kelompok kedua meliputi metodemetode yang disebut pemisahan mekanis yang biasanya berguna untuk pemisahan partikel padat atau bahan cair tetes. Pemisahan mekanis digunakan pada campuran yang heterogen, dan larutan yang tidak homogen, terutama pada partikel yang berukuran lebih besar dari 0.1 m Pemisahan dengan gaya mekanis ini dapat dilakukan antara lain dengan pengayakan, penyaringan, pengendapan dan sentrifusi. Pemisahan dengan gaya mekanis ini dapat digunakan untuk memisahkan bahan padat atau cair (Idrial, 1987). Metode pemisahan mekanis dibagi menjadi : 1. Pemisahan campuran padatan Pemisahan campuran partikel padatan menurut ukuran dapat dilakukan pada suatu rangkaian penyaring yang memiliki lubang-lubang berukuran standar. Pada hampir semua penyaring partikel jatuh melalui lubang pembukaan oleh gaya gravitasi. Dalam sebagian kecil rancangan partikel-partikel ditekan melalui lubang pembukaan oleh sebuah sikat atau oleh gaya sentrifugal. Partikel-partikel kasar jatuh dengan mudah melalui lubang pembukaan yang besar pada permukaan stasioner, akan tetapi untuk partikel-partikel halus, permukaan penyaring harus digerakkan dengan berbagai jalan seperti goyang dan getar secara mekanik atau elektris.



2. Pemisahan sistem padatan-cairan Menurut Walas (1988) didalam Wiraatmadja (1981) terdapat beberapa proses mekanis utama untuk pemisahan sistem padatan-cairan adalah sebagai berikut : a. Pengendapan • Pengendapan dengan gravitasi (pada pengental dan penjernih), padatan mengendap di bawah, cairan di atas • Pengendapan dengan gaya sentrifugal, padatan terlempar, cairan tetap dalam tabung • Pengendapan dengan flotasi udara, padatan digumpalkan dengan flokulan • Pengendapan dengan flotasi media kental, menggumpalkan padatan sehingga terpisah dari cairan • Pengendapan dengan sifat magnetik, untuk bahan-bahan yang mempunyai sifat magnetik a. Penyaringan (Filtrasi) • Pada saringan, dengan gravitasi • Pada filter (dengan vakum, tekanan atau sentrifugasi) a. Pengempaan (Expressi) • Pengempaan tekanan batch • Pengempaan tekanan kontinyu (screw, roll atau discs) Pemisahan campuran partikel padatan menurut ukuran dapat dilakukan pada suatu rangkaian penyaring yang memiliki lubang-lubang berukuran standar. Pemisahan sistem padatan-cairan mempunyai bidang aplikasi yang sangat luas dalam agroindustri. Banyak alat pemisahan bahan cair dan padatan yang terbagi sangat halus ditemukan secara independen dalam sejumlah industri sehingga mempunyai karakter yang berbeda. Sampai saat ini seleksi peralatan untuk aplikasi pemisahan padatancairan spesifik lebih merupakan proses scale-up yang didasarkan langsung pada pengalaman dengan bahan proses (Sosrosoedirdjo, 1982). Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan pemisahan berbahan pati singkong atau yang biasa disebut dengan tapioka. Tapioka merupakan granular dari



karbohidrat, bewarna putih, tidak mempunyai rasa manis dan tidak berbau. Bentuk granular adalah bulat dengan permukaan datar, ukurannya bervariasi dari 5-35 μm. Secara garis besar pembuatan tepung tapioka terbagi atas beberapa tahap yaitu (a) penghancuran sel-sel dan pemisahan butir-butir pati dari benda-benda lain yang tidak larut, yang meliputi perlakuan pengupasan, pencucian, dan pemarutan umbi, (b) pemerasan dan penyaringan dengan menggunakan kain saring atau kawat kasa halus, kemudian mengendapkan pati dalam bak pengendapan, (c) mengurangi air yang terkandung dalam tapioka basah dengan cara menebarkan tapioka tersebut di atas tampah atau nyiru bambu dan kemudian menjemurnya di bawah sinar matahari atau dikeringkan dengan alat pengering dan (d) menghaluskan tapioka kasar dengan penggilingan dan dilakukan pengayakan (Holleman dan Aten, 1956 di dalam S. Joni Munarso). Pada praktikum kali ini, mulanya singkong dihancurkan secara mekanis atau diparut terlebih dahulu untuk mengecilkan ukuran. Singkong diparut dengan menggunakan alat alat pemarut atau rasper. Rasper berfungsi sebagai mesin parut dengan lubang-lubang tajam yang berputar pada permukaannya, sehingga lubanglubang tersebut akan memarut sample yang dimasukkan. Waktu yang diperlukan untuk proses pemarutan ini relatif singkat. Rasper bekerja dengan prinsip yang hampir sama dengan alat pemarut pada umumnya. Rasper memiliki piringan yang permukaannya seperti parutan untuk menggores singkong yang masuk. Proses ini memerlukan bantuan air yang akan memperbesar fraksi pati yang terekstrak selain itu agar bahan singkong hasil parutan tidak tertinggal di dalam rasper.



Gambar. Rasper Hasil dari pemarutan singkong adalah berupa bubur singkong tetapi lebih encer, karena dalam pemarutan diberikan air untuk mempermudah proses pemarutan. Setelah itu, Hasil parutan singkong dari rasper dimasukan ke dalam alat separasi



yaitu vibrating screener. Vibrating screener merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan padatan dengan cairan dengan menggunakan peralatan penyaringan berlapis serta adanya nilai mess saringan yang berbeda-beda. Peralatan ini memanfaatkan getaran dan tambahan air yang memudahkan bahan yang hendak dipisahkan bisa lewat saringan. Getaran yang dihasilkan, selain untuk meratakan permukaan bahan yang akan disaring juga berfungsi untuk mengarahkan bahan yang tidak tersaring, dalam hal ini ampas, untuk masuk ke saluran keluar, sedangkan untuk larutan yang telah terpisahkan akan keluar melalui saluran yang berada di bawah saringan/filter (Swinkels, 1985). Ciri-ciri dari vibrating screen diantaranya, yaitu :  Memiliki kapasitas penyaringan yang tinggi  Mudah dalam pemeliharaan dan desain yang tersusun rapi dan rapat  Luas daerah getaran (fibrasi) dapat mudah berubah dari keseimbangan berat  Tahan lama  Dapat digunakan dalam ukuran dan kapasitas yang berbeda-beda Filter/saringan Saluran Vibrating Saluran keluar untuk memasukkan ampas cairan chamber (bahanbahan berukuran lebih besar) kecil)



Gambar Vibrating Screener



Gambar. Vibrating screener yang ada di laboratorium Vibrating Screen adalah alat pemisahan mekanis dengan pola pengayakan dan penyaringan yang ukuran bahan disesuaikan dengan kain (screen) yang digunakan. Kain (screen) berlaku sebagai saringan, saringan yang digunakan pada alat ini dapat dibuat tersusun bertingkat atau hanya terdiri atas satu saringan. Mesin dengan satu saringan akan menghasilkan satu jenis ukuran produk dan sisanya menjadi limbah, sedangkan pada mesin dengan saringan bertingkat dapat menghasilkan produk lebih dari satu ukuran. Saringan yang digunakan memiliki nilai mess yang menyatakan jumlah lubang per 1 mm2. Saringan yang digunakan pada alat vibrating screen umumnya memiliki nilai mess 100 sampai 200. Saringan bertingkat dengan nilai mess sama akan memperbaiki kualitas dan keseragaman hasil, sedangkan saringan bertingkat dengan nilai mess berbeda akan menghasilkan beberapa produk dengan keseragaman berbeda. Pada bentuk yang lain, digunakan kain (screen) yang memanjang dan kain dapat diganti sesuai dengan karakteristik produk yang diinginkan. Desain sederhana dan efisien diharapkan dapat mengurangi tenga yang digunakan. Namun, pada saat praktikum berlangsung alat Vibrating Screen tidak dapat digunakan secara langsung karena listrik yang menjadi sumber energi utamanya tidak menyala, sehingga alat ini dikerjakan secara manual. Hal ini mengakibatkan hasil separasi tidak maksimal dan terjadi loss atau banyak yang terbuang. Hasil dari separasi ini menghasilkan rendemen sebesar 24,3% dari bobot awal singkong sebesar 2 kg dan diperoleh pati sebanyak 487,4 gram. Efisiensi yang tercapai sebesar 19,4%. Hal ini menunjukan bahwa proses separasi kurang efektif atau masih banyak yang loss. Hal ini terlihat dari pati yang diperoleh hanya 487,4 gram dar bahan baku singkong seberat 2 kg. Namun, loss bisa juga terjadi dari awal proses pemarutan. Proses berikutnya, pati akan dipisahkan komponen padatnya dari komponen cairnya. Maka terlebih dahulu campuran tersebut diendapkan. Menurut S. Joni Munarso, pengendapan bertujuan untuk memisahkan tapioka murni dari benda-benda bukan tapioka seperti protein dan lain-lain. Sedangkan tujuan pengeringan adalah



mengurangi kadar air sampai batas di mana perkembangan mikroorganisme pembusuk terhambat atau terhenti, dan mencegah perubahan-perubahan yang diakibatkan oleh kegiatan enzim. Sampel pati diambil setiap 2 menit sekali sampai 10 menit langsung sebanyak dua kali untuk kemudian diendapkan. Pengendapan dilakukan dengan cara sampel didiamkan lalu air yang telah terpisah dibuang. Maka diperoleh hasil bobot pati ratarata pada menit ke 0 seberat 3.292 gram, lalu pada menit ke 2 diperoleh bobot pati rata-rata seberat 2.635 gram, pada menit ke 4 seberat 3.313 gram, pada menit ke 6 seberat 3.640 gram, pada menit ke 8 seberat 4.400 gram, dan pada menit ke 10 seberat 3.388 gram. Dari data tersebut terlihat bahwa setiap sampel yang diambil jumlah padatan pati tidak selalu sama atau kandungan air pada saat pengambilan sampel jumlahnya berbeda-beda untuk tiap sampel. Sehingga kurva yang tergambar fluktuatif atau tidak konstan. Selanjutnya adalah percobaan pengendapan menggunakan bahan baku tepung tapioka yang dilarukkan dengan air dan juga pati singkong yang tadi dibuat. Kemudian dilakukan pengambilan sampel bagian atas, tengah, dan bawah pada menit ke-0, ke-20, dan ke-40 dengan dua kali pengambilan sampel (duplo).



Pada



pengambilan sampel menit ke-0, sampel diambil langsung setelah bahan dicampur dengan air. Sedangkan pada pengambilan sampel menit ke-20 dan 40, sampel didiamkan dahulu selama waktu tersebut sebelum diambil. Setelah didapatkan sampel, kemudian sampel-sampel tersebut diendapkan dengan cara didiamkan untuk didapatkan endapan pati. Setelah padatan pati terpisah dari bagian cairnya, kemudian cairan yang terdapat di atasnya dibuang, kemudian endapan pati dikeringkan selama tiga hari. Setelah kering kemudian pati ditimbang, dan diperoleh hasil bobot rata-rata pati. Pada bagian atas di menit ke-0, ke-20, dan ke-40 bobot rata-rata pati masingmasing sebesar 0,4466 gram, 0,1444 gram, dan 0,0397gram. Pada bagian tengah, diperoleh bobot rata-rata pati pada menit ke-0, ke-20, dan ke-40 masing-masing sebesar 0,4758 gram, 0,7055 gram, dan 1,0574 gram. Sedangkan, bobot rata-rata pati pada bagian bawah yaitu pada menit ke-0, ke-20, dan ke-40 masing-masing sebesar 0,3079 gram, 0,8291 gram, dan 0,5772 gram.



Sedangkan pada pati singkong yang dibuat, pada bagian atas di menit ke-0, ke20, dan ke-40 bobot rata-rata pati masing-masing sebesar - gram, 0,4466 gram, dan 0,1340 gram. Pada bagian tengah, diperoleh bobot rata-rata pati pada menit ke-0, ke20, dan ke-40 masing-masing sebesar 0,5804 gram, 0,2943 gram, dan 0,1077 gram. Sedangkan, bobot rata-rata pati pada bagian bawah yaitu pada menit ke-0, ke-20, dan ke-40 masing-masing sebesar 0,3669 gram, 0,1664 gram, dan 0,3712 gram. Pada hasil percobaan terlihat pada bagian atas larutan saat menit ke-0 pada tepung tapioka endapannya paling banyak. Hal ini terjadi karena pada saat baru dicampur, partikel padatnya belum mengendap dan masih mengambang di atas larutan. Pada tepung tapioka, di menit ke-20 endapan paling banyak terdapat di bagian bawah, hal ini terjadi karena tepung telah mengendap. Sedangkan pada menit ke-40, endapan terbanyak terdapat di bagian tengah, hal ini terjadi karena pada saat pengambilan sampel menit ke-20 larutan mengalami pencampuran lagi akibat gerakan saat pengambilan sampelnya sehingga partikel padatnya belum banyak mengendap dibagian bawah saat pengambilan menit ke-40. Secara keseluruhan berat endapan pada tepung tapioka lebih banyak daripada pati singkong yang praktikan buat, hal ini karena pati singkong yang praktikan buat telah terlebh dahulu mengalami pemisahan dengan vibrating screen sehingga endapannya tinggal sedikit.



I.



PENUTUP



A. Kesimpulan Pemisahan merupakan salah satu cara untuk mendapatkan komponen yang diinginkan dalam suatu bahan atau produk. Komponen-komponen ini akan terbagi menjadi fraksi-fraksi yang lebih kecil lagi yang bisa dalam bentuk ukuran partikel, fasa atau komposisi kimia. Teknik untuk pemisahan komponen-komponen suatu campuran dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu metode-metode operasi difusional yang melibatkan perubahan fasa atau pemindahan bahan dari suatu fasa ke fasa lainnya dan metode-



metode yang disebut pemisahan mekanis yang biasanya berguna untuk pemisahan partikel padat atau bahan cair tetes. Metode pemisahan mekanis dibagi menjadi pemisahan campuran padatan dan pemisahan padat-cair. Pemisahan dengan gaya mekanis ini dapat dilakukan antara lain dengan pengayakan, penyaringan, pengendapan dan sentrifusi. Salah satu alat untuk melakukan pemisahan adalah vibrating screener. Vibrating screener merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan padatan dengan cairan dengan menggunakan peralatan penyaringan berlapis serta adanya nilai mess saringan yang berbeda-beda. Peralatan ini memanfaatkan getaran dan tambahan air yang memudahkan bahan yang hendak dipisahkan bisa lewat saringan. B. Saran Agar praktikum berjalan lancar sebaiknya dilakukan secara terencana, dengan demikian semua praktikan dapat melakukan percobaan dan tidak ada yang menganggur.



I.



DAFTAR PUSTAKA



Idrial. 1987. Peralatan Pengolahan Hasil Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. Departemen Teknologi Industri Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Munarso, S. Joni. Gaplek Press Sumbu Teknik Pengamanan Pati Singkong. Sosrosoedirdjo, R.S. 1982. Bercocok Tanam Ketela Pohon. CV. Yasaguna, Jakarta. Swinkels. 1985. Sources of Starch, its Chemistry & Physics di dalam G.M.A, Van Begnum and J. A , Roels, 1985. Starch Convention Tech. Marcell Dekker, Inc. New York.



Wiraatmadja, Sutedja. 1981. Peralatan Industri. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.