TUGAS BESAR

SATUAN OPERASI DAN PROSES

Dosen Pengampu : Arie Febrianto Mulyadi STP, MP.

Disusun Oleh :

Desi Tristia Ningsih (125100301111038)

Bella Khanza Aditya (125100301111056)

Uthari Noormalasari (125100301111072)

Mochamad Radison Putra (125100302111003)

Agil Surya Putra (125100305111001)

Abinanto Dewabrata (125100307111074)

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2014

RESUME JURNAL MENGENAI PROSES

PENGECILAN UKURAN (SIZE REDUCTION)

KARAKTERISTIK FISIK BUBUK KOPI ARABIKA HASIL PENGGILINGAN

MEKANIS DENGAN PENAMBAHAN JAGUNG DAN BERAS KETAN

(Physical Characteristics Of Arabica Coffee Powder With Addition Of Corn And

Sticky Rice Milled Through Mechanical Process)

Oleh: Hendri Syah, Yusmanizar, dan Oki Maulana.

Kopi merupakan salah satu bahan penyegar yang disajikan dalam bentuk

minuman dan banyak digemari oleh masyarakat karena memiliki cita rasa yang

khas. Saat ini, kopi masih menjadi komoditi perkebunan yang potensial dan

andalan sebagai komoditi penambah devisa negara.Pada umumnya, kopi

dikonsumsi oleh masyarakat dalam bentuk bubuk yang diseduh menggunakan air

panas. Pembuatan kopi bubuk banyak dilakukan oleh masyarakat baik di industri

kecil maupun besar yang dilakukan secara manual maupun mekanis.

Ada salah satu proses yang banyak diaplikasi oleh masyarakat dalam

membuat kopi bubuk adalah pencampuran biji kopi dengan bahan tambahan

seperti beras ketan, pinang, dan jagung. Salah satu alasan yang digunakan adalah

untuk menambah bobot kopi bubuk yang dihasilkan.proses pencampuran kopi

dengan beras dan jagung sebesar 15-20%, campuran ini disangrai dan digiling

secara bersamaan. Proses pencampuran ini dilakukan untuk menambahkan cita

rasa dari bubuk kopi yang rasannya lebih enak dan nikmat.

Tahapan hilir pengolahan kopi bubuk adalah pengecilan ukuran, dimana

proses ini mengubah sifat fisik dari kopi karena mendapatkan gaya-gaya mekanis

seperti gaya tekan, gaya tumbuk, dan gaya geser, sehingga bentuk serta ukurannya

berubah. Pengecilan ukuran untuk skala industri biasanya menggunakan

penggiling mekanis dengan tujuan meningkatkan produktivitas dan efisiensi.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik fisik bubuk kopi

arabika dengan bahan tambahan jagung dan beras yang digiling secara mekanis.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin penggiling

tipe hammer mill, tipe disc mill, vibrator shaker (mesin pengayakan), ayakan

Tyler, timbangan digital, oven, termometer, gelas ukur, jangka sorong,

panci/cawan, corong, penyangga corong, sendok, dan peralatan pembantu lainnya.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji kopi arabika serta jagung,

dan beras ketan sebagai bahan tambahan.

Penelitian ini dimulai dari kegiatan penyangraian dilakukan, selanjutnya

kopi hasil sangrai ditimbang sebanyak 1200 gram sebagai berat awal kopi.

Kemudian kopi sangrai dicampur dengan jagung sangrai dan beras ketan yang

telah disanggrai secara terpisah masing-masing 120 gram. Kemudian campuran

kopi dengan masing-masing bahan tambahan digiling menggunakan penggiling

mekanis yaitu hammer mill dan disc mill.

Pada mesin penggiling hammer mill didapatkan rendemen % pada jagung

sebesar 96.51; pada beras ketan sebesar 98.33; sedangkan pada tanpa campuran

sebesar 96.66 dan diperoleh nilai rata-rata sebesar 97.17 %. Pada mesin

penggiling disc mill diperoleh rendemen % pada jagung sebesar 96.96; pada beras

ketan sebesar 98.66; sedangkan pada tanpa campuran sebesar 97.19 dan

didapatkan nilai rata-rata sebesar 97.60. Rendemen rata-rata penggilingan kopi

menggunakan mesin disc mill memiliki rendemen ratarata yang lebih tinggi

dibandingkan dengan mesin hammer mill. Berdasarkan bahan tambahannya,

kopi yang ditambah dengan beras ketan memiliki rendemen yang tertinggi dari

kopi yang ditambah dengan jagung maupun tanpa bahan tambahan baik yang

digiling dengan hammer mill maupun dengan disc mill. Berdasarkan bahan

tambahan yang digunakan pada penggilingan kopi, kopi yang digiling dengan

bahan tambahan beras ketan memiliki kadar air tertinggi dibandingkan dengan

menggunakan bahan tambahan jagung maupun tanpa bahan tambahan.

Selain rendemen diguanakan metode lain yaitu densitas curah. Densitas

curah adalah massa partikel yang menempati suatu unit volume tertentu

yang diukur dihitung dengan membagi berat bubuk dengan volume bubuk di

dalam wadah yang telah diketahui volumenya. Densitas curah rata-rata diambil

dari bubuk hasil penggilingan dengan ukuran partikel kasar dan sedang yaitu

26, 50, dan 60 Mesh, sedangkan ukuran yang halus tidak dapat diukur

karena persentasenya yang kecil. Padahasil percobaan menunjukkan bahwa hasil

penggilingan dengan menggunakan disc mill lebih tinggi nilai densitas

curahnya dibandingkan dengan hasil penggilingan hammer mill, hal ini

dikarenakan hasil penggilingan disc mill lebih halus, sehingga mampu

menempati volume wadah dengan kuantitas (jumlah) yang lebih besar

sehingga densitas curah rata-ratanya lebih tinggi.

Dalam perancangan hopper pada mesin pengolahan atau lubang

pengeluaran pada silo diperlukan suatu parameter yaitu angle of repose atau

sudut curah. Nilai ini mempengaruhi proses pengosongan bahan pada hopper

atau silo. Pada percobaan terlihat bahwa nilai angle of repose dari bubuk

kopi dengan bahan campuran dan bubuk kopi saja yang nilainya bervariasi.

Bubuk kopi dengan bahan campuran jagung dan beras ketan memiliki nilai 36.18°

- 38.64°.

Distribusi ukuran partikel bubuk kopi pada setiap percobaan memiliki

profil yang sama. Ukuran partikel yang paling dominan terdapat pada ayakan

26 Mesh. Persentase partikel yang tertahan pada ayakan 26 Mesh hasil

penggilingan menggunakan hammer mill lebih tinggi dibandingkan dengan

hammer mill. Distribusi ukuran partikel ini dapat bergeser ke ukuran yang lebih

besar apabila penggilingan dilakukan terus menerus, tetapi masalah yang akan

ditimbulkan adalah energi penggilingan yang dikeluarkan akan lebih banyak,

waktu yang lama, dan bubuk yang dihasilkan sangat halus dan bersifat lebih

higroskopis (mudah menyerap uap air di udara).

Pada penelitian ini juga menggunakan indeks keseragaman ,dimana Indeks

keseragaman dipakai untuk menentukan sebaran partikel berdasarkan kriteria

halus, sedang, dan kasar. Rasio bubuk kopi setelah penggilingan yaitu kasar:

sedang: halus, ditampilkan dalam bentuk kuantitatif. Persentase keseragaman

bubuk kopi serta derajat kehalusan dapat dilihat yaitu persentase kehalusan

rata-rata bubuk dengan fraksi kasar tertinggi diperoleh dari penggilingan

kopi yang dicampur dengan beras ketan yaitu sebesar 59.4% . Indeks

keseragaman yang memiliki nilai pada fraksi halusnya hanya terdapat pada bubuk

kopi tanpa bahan campuran yang digiling dengan disc mill adalah kasar : sedang :

halus (5 : 4 : 1). Sedangkan percobaan lain indeks keseragamannya tidak

memiliki fraksi halus hanya fraksi kasar dan sedang.

Derajat kehalusan tertinggi diperoleh dari bubuk kopi tanpa bahan

campuran yang digiling dengan menggunakan hammer mill sebesar 4.37

sedangkan yang paling rendah diperoleh dari bubuk kopi tanpa bahan

campuran yang digiling dengan menggunakan hammer mill yaitu sebesar 4.22

dan juga memiliki dimensi rata-rata partikelnya paling rendah sebesar 1.94

mm.

DAFTAR PUSTAKA

Syah, H. 2013. Karakteristik Fisik Bubuk Kopi Arabika Hasil Penggilingan

Mekanis Dengan Penambahan Jagung Dan Beras Ketan. Jurnal

Teknologi dan Industri Pertanian Indonesia. Vol. 5, No.1.

HASIL GAMBAR, KETERANGAN, DAN CARA

KERJA, SERTA CONTOH PABRIK PENGGUNA

MESIN PADA PROSES PENGECILAN UKURAN

(SIZE REDUCTION)

1. Hammer Mill

Hammer mill merupakan aplikasi dari gaya pukul (impact force). Prinsip

kerja hammer mill adalah rotor dengan kecepatan tinggi akan memutar palu-palu

pemukul di sepanjang lintasannya. Bahan masuk akan terpukul oleh palu yang

berputar dan bertumbukan dengan dinding, palu atau sesama bahan. Akibatnya

akan terjadi pemecahan bahan. Proses ini berlangsung terus hingga didapatkan

bahan yang dapat lolos dari saringan di bagian bawah alat. Jadi selain gaya pukul

dapat juga terjadi sedikit gaya sobek. Penggiling palu (Hammer Mill) merupakan

penggiling yang serbaguna, dapat digunakan untuk bahan kristal padat, bahan

berserat dan bahan yang agak lengket. Pada skala industri penggiling ini

digunakan untuk lada dan bumbu lain, susu kering, gula dan lain-lain

(Wiratakusumah, 1992).

Berikut adalah gambar dari mesin Hammer Mill beserta keterangannya:

Pada umumnya cara kerja mesin jenis ini adalah sama, bahan baku yang

masuk bukan digiling atau di gerus melainkan di pukul dengan kecepatan tinggi

didalam rumah hammer. Alatnya terdiri dari sejumlah pemukul yang terletak pada

poros dan plate pemecah. Jika feed (bahan) masuk melalui atas, maka material

tersebut akan di pecah oleh palu-palu yang berputar dengan kecepatan tinggi, dan

di tekan terhadap plate pemecah sehingga bahan tersebut hancur menjadi kecil-

kecil sedangkan bagian bawah sudah di sediakan ayakan untuk menyaring produk

yang sudah hancur. Pemukul palu merupakan penggiling yang serbaguna, dapat

digunakan untuk bahan kristal padat, bahan berserat dan bahan yang agak lengket.

Mesin ini mempunyai kapasitas sekitar 10 ton/jam (Edahwati, 2009).

Bagian utama dari hammer mill adalah corong pemasukan, pemukul,

corong pengeluaran, motor penggerak, alat transmisi daya, rangka penunjang dan

ayakan (Edahwati, 2009) :

Corong pemasukan

Corong pemasukan terbuat dari plat esher 1.5 mm, bagian atas

dari corong pemasukan berbentuk bujur sangkar dengan ukuran 350 mm x

350 mm dan bagian bawahnya menyempit sampai 90 mm x 50 mm dengan

kemiringan dinding corong 40o.

Pemukul

Pemukul terbuat dari stainless steel. Pada bagian ini terdapat lima

pasang pemukul yang juga terbuat dari bahan stainless steel. Ukuran

pemukul adalah antara 100 mm x 25 mm x 5 mm dan pada kedua sisi

pemukul dibuat tajam, hal ini bertujuan agar sisi pemukul yang satu dapat

menggantikan sisi pemukul yang sudah tumpul dengan cara membalik

posisi. Pemukul dipasang dengan posisi horizontal dengan jumlah lima

pasang yang disatukan oleh empat buah poros yang terbuat dari stainless

steel dengan berdiameter 10 mm dipasang vertikal.

Saringan/Ayakan/Screen

Saringan yang digunakan pada hammer mill terbuat dari plat baja.

Pada hammer mill saringan memegang peranan penting dalam menentukan

besar ukuran butir biji-bijian, saringan dapat diganti-ganti tergantung dari

besar ukuran butir hasil gilingan yang dikehendaki. Tujuan utama

screening adalah “scalping” yaitu untuk memindahkan oversize atau

undersize material dalam unit crusher, atau untuk mendapatkan ukuran

bahan sesuai kebutuhan. Pada Hammer Mill, screen biasa diganti karena

terdapat engsel sehingga mudah dicopot dan dikombinasikan. Selain untuk

mengganti screen, engsel juga dipergunakan untuk membuka bagian

dalam Hammer Mill sehingga memudahkan untuk dibersihkan.

Corong pengeluaran

Corong pengeluaran terbuat dari plat esher 1.5 mm yang

berbentuk kerucut terpancung pada posisi terbalik. Diameter corong adalah

550 mm dan diameter bawahnya adalah 120 mm.

Motor penggerak

Motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik dengan

daya dan kecepatan putaran berturut-turut 1 hp dan 148 rpm. Motor

tersebut dipasang pada dudukan yang terbuat dari baja plat 8 mm yang

berukuran 250 mm x 147 mm yang dipasang dengan sebuah engsel. Fungsi

engsel adalah jarak antara poros terhadap motor dengan poros utama dapat

diatur untuk memperoleh tegangan sabuk yang diinginkan.

Beberapa keuntungan dalam menggunakan alat penepung tipe palu antara

lain (Edahwati, 2009) :

1) Bentuk konstruksinya yang sederhana dan mudah dalam penggunaan,

2) Dapat digunakan untuk menghasilkan hasil giling dengan bermacam–

macam ukuran,

3) Tidak mudah rusak dengan adanya benda asing dalam ruang penepung,

4) biaya operasi dan pemeliharaan yang lebih murah bila dibandingkan

dengan penepung bergerigi.

Beberapa kerugian dalam menggunakan penggiling palu adalah (Edahwati,

2009) :

1) kurang mampu untuk menghasilkan ukuran yang seragam,

2) kebutuhan tenaga yang lebih tinggi, dan

3) biaya investasi awal yang lebih tinggi dibandingkan penggilingan

bergerigi.

Contoh pabrik pengguna mesin Hammer Mill:

1. PT. Japfa Comfeed Indonesia menggunakan proses grinding dimana alat yang

digunakan juga untuk pengecilan ukuran. Grinding sendiri yaitu Proses

Penghancuran atau penghalusan bahan baku hingga menjadi tepung. Grinding

juga merupakan tahapan dimana bahan akan digiling menggunakan alat yang

disebut hammer mill hingga menjadi halus, yang kemudian disimpan ditempat

bin bahan baku menggunakan bucket elevator.

2. CV. Lampineng Kopi Banda Aceh menggunakan mesin penggiling mekanis

yaitu hammer mill untuk penggilingan kopi sangrai yang ditambahkan dengan

beras ketan dan jagung. Penggilingan mekanis dengan menggunakan

penggiling disc mill menghasilkan bubuk kopi yang memiliki fraksi halus

yang lebih banyak jika dibandingkan dengan penggilingan menggunakan

hammer mill (Syah, 2013).

3. PT. JAPFA COMFEED INDONESIA Tbk. SIDOARJO merupakan

perusahaan yang bergerak dibidang makanan hasil olahan pertanian.

Perusahaan tersebut menggunakan mesin hammer mill untuk mereduksi biji

kedelai sebagai unit produksi pakan burung dan untuk mereduksi biji jagung

sebagai unit produksi pakan ternak.

4. PT. BOGASARI FLOUR MILLS JAKARTA merupakan perusahaan yang

bergerak dibidang penghasil tepung terigu. Perusahaan tersebut menggunakan

mesin hammer mill untuk menggiling pada saat proses penepungan.

5. PT. ALU AKSARA PRATAMA MOJOKERTO merupakan perusahaan yang

bergerak dibidang tepung beras dengan merk terkenal yakni Rose Brand.

Perusahaan tersebut menggunakan mesin hammer mill untuk penghancuran

pada proses penepungan.

2. Disk Mill

Disk mill merupakan jenis alat pengecil bahan yang dapat menghasilkan

produk dalam ukuran sedang maupun halus, seperti kedelai, jagung kentang dan

lainnya. Alat ini digunakan untuk mengupas kulit ari, pembelah dan penghancur

biji kedelai dalm keadaan kering maupun basah.

Disk mill merupakan alat yang memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang

sama seperti dengan stone mill. Keduanya sama-sama memiliki dua piringan yang

dipasangkan pada sebuah shaft. Terdapat dua macam disk mill yaitu (1) disk mill

yang bergerak pada satu roda dan roda lainnya stasioner dan (2) disk mill dimana

kedua rodanya bergerak. Pada keadaan pertama, satu piringan terpasang permanen

(stasioner) pada badan mesin. Sedangkan pada keadaan kedua, piringan berputar

bersamaan dalam arah putaran yang berlawanan satu dengan lainnya. Bahan yang

akan diproses dimasukkan melalui bagian atas alat (corong pemasukan) yang

mempunyai penampung bahan. Selama proses, bahan akan mengalami gesekan

diantara kedua piringan sehingga ukurannya menjadi lebih kecil dan halus (AEL,

1976).

Berikut adalah gambar dari mesin Disk Mill beserta keterangannya:

Bagian-bagian dari disc mill adalah sebagai berikut :

Corong pemasukan

Corong ini berfungsi untuk memasukkan biji yang akan dikupas kulit

arinya dan dihancurkan. Bagian ini dilengkapi dengan katup pemasukkan untuk

mengatur jumlah biji yang akan dikupas oleh cakram sehingga pengupasan akan

berjalan lancar.

Penyemprot air

Penyemprot air berfungsi untuk membantu kelancaran turun dan keluarnya biji ke

ruang pengupasan. Air akan mendorong biji agar jatuh ke ruang pengupasan. Pada

praktikum ini tidak dilakukan penyemprotan air.

Ruang pengupasan dan penghancuran

Ruang pengupasan berfungsi sebagai tempat mengupas dan

menghancurkan sekaligus sebagai rangka dudukan bagi landasan gesek. Ruangan

ini diberi penutup dan dibuat agak rapat agar kedelai tidak lolos keluar sebelum

mengalami pengupasan dan penghancuran.

Dinding penutup dan cakram

Dinding penutup dan cakram berfungsi sebagai pengupas dan penghancur biji

karena adanaya gerak putar dari cakram terhadap diniding penutup yang diam.

Biji yang terkupas dan hancur itu merupakan akibat dari efek atrisi dan kompresi

dari cakram.

Poros penggerak

Poros penggerak berfungsi untuk memutar silinder pengupas yang

digerakkan oleh motor listrik dengan menggunakan puli dan belt sebagai penyalur

daya. Pada poros penggerak terdapat pengunci untuk mengatur jarak antar

cakram. Semakin kecil jarak antar cakram maka ukuran hasil pengolahan akan

semakin halus.

Corong pengeluaran

Corong pengeluaran berfungsi untuk mengeluarkan biji yang telah dikupas

dan dihancurkan yang terletak di bagian bawah silinder pengupas. Biji yang akan

pecah dan keluar dari corong ini masih bercampur dengan kulit arinya.

Contoh pabrik pengguna mesin Disk Mill:

1.  PT SRIBIGA RATURAYA SEMARANG, merupakn salah satu perusahaan

yang dalam operasinya menggunakan mesin tersebut.

2. PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS JAKARTA. Pada salah satu proses

pengecilan ukurannya menggunakan mesin disk mill (Darussalam, 2008)

3. PT AGROFOOD MAKMUR MANDIRI MOJOKERTO, menggunakan mesin

dick mill untuk menghaluskan bahan baku dalam pembuatan tepung terigunya.

3. Rotorvane

Rotorvane berfungsi untuk menggulung dan memotong bubuk kasaran

yang berasal dari Rotary Roll Breaker II, III, dan IV menjadi bubuk yang lebih

halus. Cara kerja rotorvane yaitu, Rotorvane digerakkan oleh elektromotor dengan

transmisi sabuk vanbelt yang berfungsi sebagai pemutar as rotor speed reducer.

Pucuk yang dibawa oleh belt conveyor kemudian menuju ke corong pintu masuk

rotorvane, disini pucuk akan digiling menjadi kecil-kecil dan keluar melalui plat

ujung (Brennan dan Grandison, 2012).

Berikut adalah gambar dari mesin Rotorvane beserta keterangannya:

Contoh pabrik pengguna mesin Rotorvane:

1. Pabrik Teh Hitam PT. Perkebunan Nusantara XII Kertowono Lumajang, alat

pengecilan ukuran yang digunakan pada proses penggilingan pertama pucuk

daun teh adalah Rotorvane (RV) Φ 15”.

2. PT. Pagilaran Kabupaten Batang, Jawa Tengah menggunakan sistem orthodox

rotorvane, dimana hasil teh kering yang dihasilkan mempunyai partikel yang

kecil. Proses pengolahan teh di PT. Pagilaran meliputi penyediaan bahan baku,

pelayuan, penggilingan (sortasi basah), fermentasi (oksidasi enzimatis),

pengeringan, sortasi kering, dan pengemasan (Triono, 2011).

3. PT. Perkebunan Nusantara XI Lawang Malang, merupakan salah satu

perusahaan yang menggunak mesin jenis ini. Mesin ini di pakai untuk

pengolahan teh pada proses penggulungan dan pemotongan teh.

DAFTAR PUSTAKA

AEL. 1976. Schort-und Mischanlagen im Landwirtschaftlichen Betried.

Arbeitsgemeinschaft fur Electrizitatsanwendung in der Landwirtschaft

e. V., Heft 7.

Brennan, J dan Grandison, A. 2012. Food Processing Handbook. New Jersey:

John Wiley & Sons.

Darussalam, H. Sunyoto, M. 2008. Proses Pembuatan Tepung Terigu Di Pt. Ism

Bogasari Flour Mills. Penulisan Ilmiah, Fakultas Teknologi

Industri.Universitas Gunadarma.

Edahwati, L. 2009. Alat Industri Kimia Cetakan I. Surabaya: UPN Press.

http://www.agro-ptpn12.com/ diakses senin 23 juni 2014 pukul 12.29.

Syah, H. 2013. Karakteristik Fisik Bubuk Kopi Arabika Hasil Penggilingan

Mekanis Dengan Penambahan Jagung Dan Beras Ketan. Jurnal

Teknologi dan Industri Pertanian Indonesia. Vol. 5, No.1.

Triono, D. 2011. Laporan Magang Di Pt. Pagilaran Kabupaten Batang, Jawa

Tengah (Proses Pengolahan Teh Hitam). Semarang: Universitas

Diponegoro.

Wiratakusumah, Aman. 1992.  Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan.

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktur Jenderal Perguruan

Tinggi. Pusat Antar Universitas. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Alamat Blog Anggota Kelompok:

blog.ub.ac.id/desitriis/

blog.ub.ac.id/bellakhanzaa/

blog.ub.ac.id/utharinoormalasari88/

blog.ub.ac.id/radisonputra/

agilasyegaf.bloger.com

abinantodewabrata.blogspot.com