Mesin Dan Alat1

7/17/2019 Mesin Dan Alat1

http://slidepdf.com/reader/full/mesin-dan-alat1 1/40

1



BAB I

PENDAHULUAN

Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa dapat menjelaskan arti dan

lingkup bahasan mesin dan peralatan,khususnya mesin dan peralatan

prosesing. ________________________________________________________________________

Usaha di bidang pengolahan hasil pertanian sangat berprospek. Karena Indonesia

merupakan negara agraris. Industrialisasi di bidang pertanian yang mana akhir-akhir ini

merupakan hal yang cukup signiican dalam memperkuat perekonomian di Indonesia. !alam

konteks wirausaha maka pengembangan teknologi itu termasuk didalamnya pula sebagai kegiatan

agroindustri" agrobisnis. #groindustri merupakan kegiatan yang dapat dipergunakan sebagai

sumber usaha untuk keperluan lokal, serbagai sumber pendapatan dan terserapnya tenaga kerja di

sektor pertanian serta peluang untuk pemasukan de$isa negara.

!alam usaha di bidang pertanian sering kali mendapat masalah-masalah sebagai berikut %

♦ &uplai dan kuantitas bahan baku yang tidak konsisten.

♦ 'angkanya inrastruktur modern dan peralatan untuk pengolahan.

♦ (erbatasnya kemampuan tenaga kerja dan kemampuan teknis.

♦ 'angkanya kemampuan manajemen.

♦ )erhatian yang kurang cukup didalam kualitas produk hasil pertanian.

♦ 'angkanya inormasi keperluan konsumen.

&ehingga untuk menghadapinya perlu kegiatan agroindustri"agrobisnis yang merupakan kegiatan

ekonomi secara luas yang mencakup %

♦ &emua aspek kegiatan produksi pertanian.

♦ &uplai input pertanian dan mesin-mesin industri.

♦ )engolahan hasil pertanian.

♦ )elayanan pendukung % perdagangan, transportasi, distribusi input di bidang pertanian serta

adanya bank.

#groindustri" agribisnis menawarkan kesempatan yang luas untuk menciptakan tenaga kerjadan memperbesar pendapatan petani. )etani mendapatkan kesempatan bekerja diluar lahan

pertanian *diluar garis produksi pertanian+, sehingga memungkinkan mendapatkan

peningkatan produktiitas dan pada akhirnya meningktnya pendapatan mereka.

!engan adanya agroindustri akan mengurangi susut pasca panen, peningkatan nilai

tambah produk hasil pertanian dan munculnya penggunaan administrasi dan akutansi untuk

mendukung sistem.

(ransormasi dari pertanian tradisional ke dalam agroindustri"agrobisnis digambarkan seperti

gambar 1.

enis dan macam peralatan yang dipakai didalam pertanian tradisional, siatnya masih

sederhana, yaitu terdiri dari alat pertanian bukan mesin, yang digerakkan oleh tenaga alami

seperti air dan angin, hewan atau manusia. #lat pertanian dapat diklasiikasikan dalam alatsederhana, yang merupakan suatu prototipe dari alat yang digerakkan oleh mesin, yang ternyata

dikemudian hari banyak dikembangkan.

Meskipun secara keseluruhan rancangan alat pertanian tradisional dan yang digerakkan

oleh mesin banyak mengalami perubahan, tetapi dalam garis besarnya urutannya tidak banyak

mengalami perombakan. &ebagai contoh dapat dikemukakan disini misalnya transmisi daya tetap

seperti prototipe lama yaitu menggunakan salah satu dari sistem rantai, gir dan sabuk. #dapun



yang mengalami perbaikan adalah bahan konstruksinya, misalnya yang semula terbuat dari kayu

atau kaleng sekarang terbuat dari besi tuang.

iri mesin dan peralatan yang digunakan dalam agroindustri adalah %

1. /nergi kimia dirubah menjadi energi mekanis, yaitu dengan adanya

pembakaran bahan bakar melalui suatu motor bakar yang diubahmenjadi tenaga mekanis.

. )enggunaan daya kuda mesin dan peralatan yang semakin besarsesuai dengan bidang kerja yang harus ditangani.

0. Kapasitas lapang alat semakin eekti dengan adanya kemampuan

kerja alat yang semakin besar.

. Macam dan jenis alat yang beraneka ragam tetapi yang dapat dipakai

untuk satu jenis mesin penggerak.

2. #danya bagian-bagian dari sesuatu mesin yang dapat ditukar-

tukarkan, sehingga akan sangat memudahkan pemeliharaan dan

perawatannya.

3. #danya penggunaan tenaga kerja orang yang lebih selekti dan

berdaya guna.

Penggunaan Mesin dan Peralatan dalam Pengolahan Hasil Pertanian

(ingkat proses transormasi akan berpengaruh pada tipe mesin dan peralatan yang

dipergunakan. enis mesin dan peralatan disini menunjukkan kita tingkat kompleksiitas dari

konstruksi mesin dan peralatan. &alokhe *1445+ membagi kategori penggunaan mesin dan peralatan khususnya pada pengolahan hasil pertanian tersebut menjadi empat tingkat. #dapun

tingkatan tersebut dapat dilihat pada (abel 1 &umber % &alokhe *1445+

6ambar 1.1 % (ransormasi )ertanian (radisional ke #gribisnis"agroindustri.

(abel 1.1 % Klasiikasi )roses 7erdasarkan (ingkat (ransormasi 8asil )ertanian" )angan.

I II III I9

)embersihan

6rading

)emintalan

)enggilingan)emotongan

)encampuran

)emasakan

)asteurisasi)engalengan

)engeringan

)endinginan"

)embekuan

)encucian

/kstraksi

)roses kimia

(eksturisasi

7uah-buahan segar

&ayur-sayuran segar

(elur

7iji-bijian hasil

pertanian

!aging

:empah-rempah

)akan ternak

;ute

Kapas

Kayu

karet

)roduk ternak

7uah dan sayur

!aging&aus"juice

(e<til

Minyak

)erabot rumah tangga

6ula

Minum-minuman

Makanan instant

(ektur

)roduk sayur-sayuran7an karet

0

Pertanian Tradisional)roses produksi

(anah-(enaga kerja-

'ingkungan.

Konsumsi

&uplai untuk input-

input pertanian

♦ )upuk

♦ 7ahan kimia

lain.

♦ Mesin dan

peralatan

)enelitian dan penyuluhan

♦ )ersemaian

♦ Keperluan agronomis

♦ 8ama dan penyakit

♦ Manajemen

♦ Mekanisasi

♦ )engolahan

♦ )enyuluhan

)roses produksi

♦ 'ahan

♦ (enaga kerja

♦ 'ingkungan

♦ Mesin dan )eralatan

♦ 7ahan kimia

♦ Irigasi" drainase

♦ manajemen

)emasaran

dandistribusi

♦ )enyimpanan

♦ )engolahan

♦ )engemasan

♦ (ransportasi

♦ )erdagangan

Agribisnis Agroindustri



!ari tabel 1.1 dapat dijelaskan bahwa ada *empat+ klasiikasi mesin dan peralatan berdasarkan

tingkat kerumitannya (complicated). !engan semakin kearah kanan

menunjukkan tingkat kerumitan yang semakin tinggi.

!asar membahas mesin dan peralatan adalah engineering . Untuk membahas mesin dan

peralatan pertanian perlu mengartikan dua ondamen kata )ertanian dan engineering.Ilmu )ertanian *agriculture+ dapat diartikan sebagai seni dan ilmu didalam memproduksi

tanaman atau ternak termasuk serat-seratan baik dari persiapan sampai dengan pemasaran demikesejahteraan manusia, atau diartikan juga sebagai suatu jenis produksi yang berlandaskan

pertumbuhan tanaman dan hewan.

Ilmu (eknik (Engineering + diartikan sebagai seni atau ilmu pendayagunaan bahan dan

tenaga alam untuk kesejahteraan manusia termasuk pengarahan serta pengaturan kegiatan

manusia didalam penggunaannya.

!alam buku modul ini akan diberikan dasar-dasar pengetahuan ilmu teknik yang

diterapkan dalam bidang pertanian khususnya untuk mengkaji mesin dan peralatan prosesing

hasil pertanian"pangan.

LATIHAN !"AL :

1. elaskan deinisi mesin dan jelaskan perbedaannya dengan peralatan.. Mengapa dalam berwirausaha untuk pengolahan hasil pertanian harus mengetahui konstruksi

dasar dan menguasai cara penggunaan serta pemeliharaan mesin dan peralatan ? *jelaskan

secara ringkas+.

0. !alam usaha di bidang pertanian sering kali mendapat masalah-masalah yang harus dihadapi.&ebutkan masalah-masalah tersebut dan jelaskan secara ringkas.

. (ingkat proses transormasi akan berpengaruh pada tipe mesin dan peralatan yang

dipergunakan. &ebutkan dan jelaskan tingkat kompleksitas untuk setiap klasiikasinya.

2. 7ahasan mesin dan peralatan memerlukan pengetahuan dasar tentang ilmu teknik dan

pertanian. #pa itu ilmu teknik dan ilmu pertanian.

3. Mengapa dasar-dasar pengetahuan mesin dan peralatan diperlukan untuk berwirausaha

pengolahan hasil pertanian. elaskan berdasarkan pendapat anda sendiri.

BAB II

ME#ANI#A PE$TANIAN

Tujuan Instruksional Umum : Memberi pengetahuan kepada

mahasiswa tentang mekanika di bidang

pertanian.

a% Umum

Usaha pada pertanian modern hampir selalu mempergunakan pendekatan ilmiah, dimana

matematika merupakan bagian yang penting. Usaha tani yang berhasil baik memerlukan praktek pengelolaan yang baik pula yang dapat dijalankan melalui perhitungan secara

kuantitati. )erhitungan ini diperlukan untuk keperluan teknik *misal dalam perancangan

mesin dan peralatan, e$aluasi teknik+, serta untuk keperluan sistem seperti dalam

perhitungan ekonomi teknik dsb.

b% Mekanika Dasar



!alam studi e$aluasi perormansi *unjuk kerja+ mesin dan peralatan serta rancang

bangunnya dari sisi mekanika mencakup pengetahuan yang membahas keadaan diam atau

bergerak suatu benda karena pengaruh gaya-gaya.

Mekanika dibagi menjadi dua aspek %

&% !tatis' benda dalam keadaan diam atau bergerak kecepatan seragam. Kebanyakan mekanika pertanian yang sederhana dinyatakan dalam istilah statis *misal studi tentang cangkul, alat

ungkit, hammer, sekop, tugal dsb+.

(% Dinamis' dipakai untuk benda yang memiliki percepatan.*pergerakan rol penggiling,

pergerakan perputaran pada puli transmisi, pergerakan air keatas reser$oir dsb+.

7esaran isika adalah ukuran yang digunakan untuk menyatakan ukuran suatu benda,

peristiwa atau gerak.

#da tiga besaran dasar %

a. Massa.

b. )anjang.

c. @aktu.

7esaran isika yang umum dipergunakan untuk analisis dibidang (eknik )ertanian adalah*&atuan Internasional dan &atuan 7ritish+.

- sudut - radian, putaran.

- jarak - m, t.

- luas - m, t

- isi - m0, t0

- kecepatan - m"det, km"jam, t"det, mil"jam.

- gaya - kg.m"det, >*>ewton+, k>, lb.t"det, poundal.

- torsi - >m, poundal.t

- kerja - >m, poundal.t

- daya - >m"det A @ *@att+, k@, 8).

- tekanan - >"m A )a *)ascal+, k)a, )si, )sig.

d% !istem Mekanika

#da dua sistem mekanika %

1. 'urus, benda bergerak pada lintasan lurus *misal pergerakan traktor berjalan, pergerakan

bahan baku hasil pertanian diatas ban berjalan pada sistem penanganan bahan hasil pertanian+.

. Menyudut, benda berputar disekeliling titik tetap *misal pergerakan puli transmisi daya

motor listrik, pergerakan lywheel pada motor bakar, pergerakan drum perontok threser dsb+.

• Kecepatan lurus

ontoh % &ebagai contoh mengukur kecepatan kerja traktor tangan dinyatakan dalam satuan

berupa arah tempuh untuk tiap satuan waktu, misal m"det, km"jam. )engukuran dapat dilakukan

dengan mempergunakan B&topwatchC untuk mengukur waktu perjalanan traktor dalam

menempuh suatu jarak tertentu.

• Kecepatan sudut

2

+1.-........*..........det".........

...m

t

s

tempuhwaktu

ditempuh yang lurus jarak v ==

+-.-.......*..........det"........

...rad

t putar waktu

putarandalammenyudut jarak θ ϖ ==



1 putaran A radian

n putaran"menit A .π.n radian"menit.

untuk sebuah titik dengan jari-jari r *m+.6aya dideinisikan sebagai besaran yang mengubah

keadaan diam atau bergerak suatu benda, dengan mempercepat atau memperlambat.

Menurut 8ookianlam *143D+ menyatakan bahwa dikenal D *tujuh+ bentuk gaya, yaitu %

a. 6aya tarik. b. 6aya tekan.

c. 6aya sorong.

d. 6aya tumbukan.

e. 6aya lenturan.

. 6aya puntir.

g. 6aya angguk.

Gaya = massa x percepatan

F = m x a .........................*.+

a untuk permukaan bumi nilainya 4.5ED m"det.

6aya graitasi pada 1 kg benda adalah 4.5ED >.

(orsi adalah perkalian besarnya gaya dengan jarak tegak lurus dari pusat putaran ke garis kerja

gaya.

T = F x r ....................*.2+

Kerja adalah gaya dikalikan jarak tempuh

&atuan kerja adalah >m atau joule merupakan kerja yang dilakukan apabila satu >ewton

menggerakkan titik kerjanya sejauh 1 meter atau dalam poundal.t merupakan kerja yangdilakukan apabila satu pound gaya menggerakkan titik kerjanya sejauh 1 t.

!aya adalah laju kerja yang dilakukan secara umum dan dinyatakan sebagai kecepatan suatu

kerja.dinyatakan >m atau oule dibagi waktu *oule"det A @att+.

(ekanan adalah intentitas gaya yang bekerja pada suatu luasan

dinyatakan dalam >"m A )a*)ascal+

LATIHAN !"AL :

1. #pa yang dimaksud dengan Mekanika.

. Mekanika dibagi menjadi dua aspek, jelaskan dan beri contoh pada bidang pertanian *alsin

budidaya atau prosesing+.

0. )ilih salah satu mesin " alat pertanian *alsin budidaya atau prosesing+. )erhatikan dan

kemudian tentukan gaya-gaya yang terjadi pada mesin" peralatan tersebut.

. #pa yang dimaksud dengan %

3

+0.-.*....................+........."*..- menit mr v π =

+3.-.....*............

..ker

diperlukan yang waktu

dilakukan yang ja aya =

+D.-........*..........luas

gayaTekanan =



a. 6aya terik.

b. 6aya tekan.

c. 6aya puntir.

d. 6aya tumbukan.

e. 6aya angguk.2. (ekanan !ree"e drying sebesar E,3 )a berarti nilai tersebut sama

dengan tekanan dalam )si.BAB III

DA)A DALAM BIDAN* PE$TANIAN

BAB I+

E+ALUA!I ME!IN DAN PE$ALATAN PE$TANIAN

Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa akan dapat menentukan cara

e$aluasi mesin dan peralatan.

________________________________________________________________________

a% Pendekatan , -endekatan .ang di-erlukan%

!alam e$aluasi mesin dan peralatan pertanian mencakup dua

Keilmuan yang diperlukan yakni ilmu teknik /engineering+ dan Pertanian *#griculture+. !alam

bahasan ini akan diberikan dasar-dasar teknik dan pertanian serta analisis pendekatannya dari

keduanya dalam menge$aluasi mesin dan peralatan pertanian.Untuk e$aluasi mesin dan peralatan perlu pula mengetahui prosedur dan aspek-aspek

yang dipertimbangkan dalam rancang bangun. #dapun pertimbangan-pertimbangan dalam

rancang bangun mesin dan peralatan dapat diklasiikasikan rancang bangun mesin dan peralatan

yang mendasarkan pertimbangan kekuatan bahan *mekanika+, luida, thermal, elektrik, proses

kimia, ergonomi, ekonomi bahan konstruksi serta mendasarkan siat teknik *engineering

properties+ bahan hasil pertanian"pangan *siat isik, mekanik, rheologi, thermal, riksi, aero dan

hidrodinamika+ dimana pendekatan yang dipilih tergantung dari jenis mesin dan peralatan

pertanian yang dirancang.&ebagai contoh dalam rancang bangun sistem pendinginan juice apel maka pertama kali

harus mengetahui siat teknik buah apel adapun siat teknik tersebut adalah siat isik meliputi

bentuk, ukuran, berat jenis dalam bentuk curah dimana data tersebut diperuntukkan perhitungan

pindah panas pada buah apel, serta untuk menentukan besarnya ruang pendingin sesuai

mendasarkan berat jenis buah apel. &iat mekanik dan luida diperlukan untuk mendesain sistem

perpipaan bahan masuk ke ruang pendingin, &iat rheologi untuk menentukan besarnya daya yangdiperlukan untuk sistem pemasukan juice apel kedalam ruang pendingin serta untuk mendesain

pergerakan rerigeran didalam sistem pendingin. #nalisis luida gas diperlukan untuk

mempelajari pergerakan udara dingin didalam ruang pendingin. )erhitungan matematis kekuatan

bahan konstruksi diperlukan untuk menentukan kemampuan tray untuk menahan beban juice apel pada ruang pendingin atau pemilihan tebal pipa pengalir rerigeran terhadap tekanan samping dari

rerigeran yang mengalir. &ecara skematis pertimbangan dan prosedur dalam rancang bangun mesin dan peralatan

di bidang pertanian *gambar .1+.

!ari gambar .1 terlihat bahwa dalam perancangan mesin dan peralatan perlu adanya

pengetahuan teknik tentang kekuatan bahan konstruksi dimana membicarakan perihal aplikasi

mekanika dan ilmu

6ambar .1 % :ancang 7angun Mesin dan )eralatan pada bidang

(eknik )ertanian *hristianson and :ohrbach dalam buku

!esign in #gricultural /ngineering, 1453. #&#/ te<tbook+.

D

Kekuatan bahan

konstruksi *Ilmumekanika, gaya, ilmu

bahan konstruksi

dsb+

Mesin dan )eralatan

menggunakan prinsip Fluida*pompa, kipas"an, sistem

perpipaan+.

Mesin dan )eralatan yangmenggunakan prinsip

thermal

*pemanas, pendingin,

e$aporasi, ketel uap, pengering+

Mesin dan peralatan yangmenggunakan prinsipmekanika *traktor, threser,

pembersih, pemisah,

sentriuse, grading,

kon$eyor, gudang penyimpanan+

Mesin dan peralatan yang

menggunakan prinsip kimia*oGonisasi, teksturisasi,

alterasi kimia dsb+.

Mesin dan peralatan yangmenggunakan prinsip

(hermodinamika dan

pindah panas*#plikasi hukum

thermodinamika

E,I,II,III serta pindah

panas konduksi,kon$eksi, radiasi baik

kondisi steady state,

unsteady state,

&iat (eknik 7ahan8asil )ertanian"

)angan % &iat isik,

mekanik, rheologi,

thermal, elektrik, riksi,

aero dan

Mekanika Fluida*statika dan dinamika+,

/nergi dan listrik ,

proses-proses kimia,

/rgonomi *ilmutentang ukuran alsin

denganmanusia"operator+,

Model

matematatik,

graphik, tabel

dll.

A M B

A $ T E # N I #

* A M

B A $ T E # N I #

# " N ! T $ U # ! I D I 0 " $ # ! H " P / B E N * # E L 1

# " N ! T $ U # ! I D I 0 " $ # ! H " P / B E N * # E L 1



bahan konstruksi dimana akan diperoleh ukuran mesin dan peralatan yang kuat, namun

ukurannya tidak terlalu besar *karena mempengaruhi harga konstruksi+, dan bila digunakan tidak

mengalami kolaps sebagai contoh misal dalam penentuan ukuran poros pada threser yang

digerakkan pedal untuk perontokan bulir dari malai dengan putaran drum berkisar 1EE :)M

maka dilakukan perhitungan mekanika secara mendetail maka diperlukan ukuran beton eser yangdibubut minimum mm *hasil penelitian di laboratorium+.

)erencanaan thermal sebagai contoh adalah untuk mendesain pengering surya thermaluntuk dodol nangka maka yang diperlukan adalah mengetahui jumlah panas yang diperlukan

untuk mengeringkan satu satuan berat dodol nangka *misal 1 kg+. 8al ini dapat diperoleh melalui

hasil-hasil penelitian yang ada atau melakukan penelitian tersendiri di laboratorium. )enelitian di

laboratorium dapat dilakukan dengan mempelajari karakteristik pengeringan dodol nangka.

Metode yang dipergunakan dapat menggunakan logaritmik dan pengembangan logaritmik

*(hompson, 1422+. !engan melalui perhitungan keseimbangan panas, besarnya energi masuk

pada ruang kolektor dimana diperoleh dari data intensitas matahari untuk setiap jamnya kemudian

dibuat model matematik sehingga akan diperoleh untuk pengeringan dodol nangka sebanyak E

kg, diperlukan ukuran pengering tenaga surya ruang pengering sebesar 1.2 m < 1.2 m *D tray+,

ukuran kolektor 1.2 m < .2 m, diameter cerobong E cm dan tinggi .0 m *hasil penelitian

rancang bangun pengering tenaga surya untuk dodol nangka+.

:ancang bangun juga mendasarkan ergonomi misal ketinggian tray tidak lebih dari 1.5meter *untuk mempermudah keluar masuknya bahan+.

b% Analisis Teknis

)ada e$aluasi mesin dan peralatan mencakup aspek konstruksi

*berhubungan dengan design, operasi+, aspek perormansi *mekanik, thermal, eisiensi+ dan aspek

produk *siat teknik, isik, kimia+.

As-ek #onstruksi

&alah satu dasar studi konstruksi peralatan pertanian adalah mekanika. !engan mekanika

dapat menjelaskan kenapa peralatan cangkul apabila kita pergunakan pada bagian yang terlalu pangkal *dekat dengan piringan cangkul+ terasa berat, dan terasa lebih ringan apabila kita

pergunakan menjauhi dari piringan cangkul. &ebaliknya terlalu jauhpun juga terasa berat. Ini

disebabkan karena hukum momen yakni dengan menjauhi titik tangkap keseimbangan *sebaiknya

berada disekitar pegangan tangan kiri kita+ . !engan gaya aksi tangan dengan kekuatan tertentu

*spesiik+ maka akan diperoleh letak gagang cangkul yang optimal. (itik seimbang titik diantara

pegangan tangan kanan dengan titik dimana terjadi kontak antara piringan cangkul dengan permukaan tanah+. 8ampir semua peralatan pertanian sederhana dapat dijelaskan dengan dasar

mekanika ini seperti % tuas pompa air, gebluk perontok, alat penampi dll.

Mesin dapat dideinisikan sebagai suatu alat yang digerakkan secara mekanis yang

disertai dengan adanya perubahan bentuk energi satu ke bentuk energi yang lainnya *Moedjiarto)ratomo, Kohar Irwanto dan &iswadi &oepardjo, 1450+. /lemen mesin menurut &ularso

mencakup poros, bantalan, pasak, gear, ulir, sistem kontrol *rem dsb+, sistem transmisi dll.)endekatan konstruksi yang penting dari aspek design dari setiap elemen mesin.

7ahasannya mencakup kekuatan bahan konstruksi, eek riksi, thermal, rheologi, aero dan

hidrodinamika. Untuk mesin dan peralatan yang memanaatkan suhu perlu dikuasainya ilmu

pindah panas dan massa.

#spek design dari kekuatan bahan adalah dilihat dari bahan konstruksi yang

dipergunakan. enis bahan mempunyai kekuatan *misalnya kekuatan tarik+ yang berbeda-beda.

7esi mempunyai kekuatan lebih besar dibanding dengan kayu, aluminium dan mempunyai

kekuatan yang lebih kecil dibanding dengan baja.

5



Kekuatan bahan dari konstruksi mesin dan peralatan dapat dilihat pada kemampuan tarik

dari bahan konstruksi yang bersangkutan. !ibawah diberikan gambar hubungan regangan *strain+

dan regangan *stress+ pada berbagai jenis bahan konstruksi.

6ambar . % 6raik hubungan regangan *H+ dan tegangan *kgmm+

yang dipergunakan sebagai dasar design mesin dan peralatan.

!alam e$aluasi mesin dan peralatan dapat dipertimbangkan secara keseluruhan

*complete+ atau sebagian *partial+ dimana hasilnya pasti *e<act+ atau mendekati *appro<imate+,

dengan pendekatan teoritis sulit *diicult+ atau mudah *easier+ aktor keamanannya rendah atau

tinggi.

&ebagai contoh adalah untuk mengetahui mesin dan peralatan untuk menduga keperluan

daya untuk mesin penggiling cabe kering. Maka pendekatan teoritisnya dapat dilakukan dengan

mudah dengan melihat mesin-mesin penggiling yang sudah ada sebagai contoh diperlukan motor

penggerak 2 8) untuk kapasitas 1E kg"jam. &ecara teoritis untuk mendapatkan hasil yang terbaik

putaran drum penggiling berkisar D2E :)M. !engan mengetahui perputaran motor penggerak

misal 15EE :)M EEE :)M kita dapat menentukan diameter puli drum penggiling dan

diameter puli motor penggerak *hal ini termasuk pendekatan teoritis mudah"easier+. >amun

pendekatan dapat dilakukan dengan membuat model matematik dari persamaan-persamaan darioperasi mesin dan peralatan keseluruhan dengan mengetahui keperluan daya penggilingan dari

cabe *dapat diperoleh dari eksperimen+ kemudian ditentukan design sistem transmisi dan motor

penggerak dengan eisiensi yang tinggi. #lur perhitungan untuk sistem transmisinya secara detail

dapat dilihat pada gambar lampiran 1.ontoh lainnya adalah untuk menentukan jenis pengering apa secara teknis yang cocok

untuk pengeringan dodol nangka. !ari pengalaman diperoleh bahwa untuk pengeringan dodol

nangka dengan melakukan penjemuran di para-para memerlukan waktu 2 D hari untuk kondisi

sinar matahari yang baik. !iketahui kadar air yang dikeringkan itu dari sekitar 3E H menjadi 15

H *basis kering+. !engan asumsi bahwa eekti penyinaran matahari selama 3 jam untuk setiap

hari dianggap sama *walaupun kenyataannya secara signiican berbeda+ maka dapat dengan

mudah kita memperhitungkan bahwa setiap hari terjadi penurunan kadar air sebesar H"03 jam

atau 1.1D H" jam.#pabila dodol nangka yang dikeringkan sebesar E kg *dengan kadar air awal 3E H basis

kering+ maka air yang terbuang sebesar 3.D2 kg. &enilai dengan 3.D2 kg < 1EEE kcal"kg < *E

D+ o A 5DD2E kcal. &ehingga apabila dicari sumber energi yang lain maka diperlukan kira-kira

0E kg sekam padi atau ranting kayu, 12 kg arang kayu. &ehingga memungkinkan untuk

memperbaiki sistem pengeringan dengan menggunakan energi lain.

#dapun pendekatan yang lebih detail yakni untuk mendapatkan eisiensi yang tinggidapat dilakukan dengan membuat analisis keseluruhan dari proses pengeringan dodol nangka

dengan mempelajari perpindahan panas dan massa pada proses pengeringan dodol nangka.

!engan mempelajari karakteristik pengeringan dodol nangka *dapat dilakukan dengan

eksperimen+, kemudian ditentukan ukuran mesin dan peralatan.!ari aspek diatas didapat bahwa produk nangka juga menjadi pertimbangan dalam proses

pengeringan. &iat teknik produk sangat diperlukan mencakup siat isik *bentuk, ukuran, berat jenis+, siat thermal *panas jenis, konduktiitas thermal+, siat rheologi *tekstur, deormasi+.

As-ek Per2ormansi mesin dan -eralatan

)erormansi *unjuk kerja, kinerja, penampilan, perormance+ menunjukkan tingkat

operasi" kerja dari suatu mesin dan peralatan.

&ebagai contoh mesin dan peralatan penggilingan perormansinya dapat dilihat dari eisiensi

mekaniknya dan ini dapat diukur dengan mengetahui daya yang diperlukan untuk menggiling

4

:egangan *H+

( e g a n g a n * k g

" m m +



hasil pertanian secara actual *Kwatt+ dibagi dengan daya yang dikeluarkan oleh motor penggerak

*Kwatt+.

ontoh lain yakni mesin dan peralatan pengeringan lainnya dapat dilihat dari

perormansinya dari eisiensi thermal dari pengering itu sendiri. !imana eisiensi pengering dapat

dijelaskan secara umum sebagai panas yang diperguanakan untuk menguapkan air dari produk dibagi dengan panas yang dimasukkan dari sumber energi *bisa berupa energi surya, motor bakar,

listrik ataupun uap+. #tau alat pemanen perormansinya dapat diukur dari waktu pemanenansecara actual dibagi dengan waktu pemanenan secara teoritis *diukur dari pemanenan secara

ideal+.

)erormansi dari mesin dan peralatan dapat diperoleh dari pengukuran secara

eksperimen. )erormansi untuk produk dari pabrik biasanya sudah secara lengkap diberikan.

Inormasi ini dapat dilihat pada spesiikasinya. &pesiikasi teknis biasanya berisi pula detail

ukuran alat dan kapasitasnya. &pesiikasi untuk pengguna dapat bermanaat untuk tujuan

pemeliharaan dan perbaikan pula pada kemudian hari.

As-ek Produk

7agaimanapun pula secara teknis perormansi mesin dan peralatan juga perlu diuji hasil

produknya setelah mesin peralatan dioperasikan. 8asil produk dapat diuji secara kuantitati yaknimenggunakan ukuran isik ataupun menggunakan instrumen untuk mengukurnya atau secara

kualitati yakni menggunakan uji inderawi yang dilakukan dengan menggunakan panelist. 8asil

produk dapat dinyatakan dengan kenampakan warna, tekstur, rasa dan aroma. Uji inderawi dapat

dipergunakan metode triangle *yakni dapat membedakan satu produk dengan produk lainnya+.8edonic scale *uji kesukaan+ dan Multiple comparison *membandingkan produk dengan satu

reerensi"standar+. )roduk dari penggunaan mesin dan peralatan diharapkan dapat sesuai dengan

yang diinginkan.

Interrelasi antara uji secara kuantitati dengan kualitati hasil produk dari penggunaan

mesin dan peralatan dapat die$aluasi. !ibawah diberikan contoh hasil interrelasi antara uji secara

kuantitati dan kualitati dari uji warna dan tekstur dari pengeringan dodol nangka menggunakan

pengeringan hybrid solar dryer *pengeringan dengan menggunakan kombinasi dari energi

matahari dengan energi listrik+.

3% Analisis Ekonomi

!alam penerapan mesin dan peralatan bagaimanapun pula perlu memperhitungkan aspek

ekonomi. @alaupun sebuah mesin dan peralatan secara teknis mempunyai eisiensi yang

tinggi namun secara ekonominya harus juga menguntungkan. &ebuah mesin dan peralatanmempunyai eisiensi yang tertinggi tetapi belum pasti memiliki nilai ekonomi tertinggi. Mesin

pengering hasil pertanian yang menghasilkan mutu yang lebih tinggi dengan tenaga kerja yang

lebih sedikit, belum memberi kepastian perolehan keuntungan lebih tinggi dari penjemuran

dengan sinar matahri. Untuk melakukan analisis yang lengkap harus dipelajari secaramendalam ilmu ekonomi khususnya tentang cara membandingkannya beberapa scenario

penggunaan mesin dan peralatan. #dapun teknisnya dilakukan dengan mengetahui Bcash !low#$ %&nternal 'ate o! 'eturn#$ %reaken Even point# dan %ay*+ack period# dan %,-

ratio#.

Bia.a' Nilai dan Harga

7iaya dari sebuah pengolahan hasil pertanian merupakan gabungan dari keseluruhan beaya yang

harus dibayarkan untuk bahan baku, tenaga kerja, mesin dan peralatan, transportasi, promosi

bahkan kompensasi apabila terjadi kerugian. !engan menggunakan analisis operasi bisnis secara

1E



teoritis *tidak selalu secara praktis+ mungkin diperoleh pengukuran yang akurat tentang biaya

produksi.

Menurut &ten$enson *144E+ aspek biaya akan berhubungan dengan design dan eisiensi

dari proses. >ilai ditentukan oleh pembeli *purchaser+ dan diatur oleh produsen dan penjual

*$endor+. Ketiga komponen tersebut adalah independen, mereka dapat dikatakan bahwa merekaterjadi transaksi pada kondisi eJuilibrium mengikuti hukum penawaran dan permintaan.

6ambar .0 % 8ukum )enawaran dan )ermintaan7iaya )engeluaran dibagi menjadi dua, yakni biaya tetap dan biaya operasi. 7iaya tetap

merupakan biaya yang umumnya tidak langsung berhubungan dengan jumlah *waktu pemakaian+.

7iaya tetap mencakup penyusutan, bunga modal, pajak dan asuransi. 7iaya operasi misalnya

penggunaan mesin penggiling mengeluarkan biaya bahan bakar, oli, operator dan pemeliharaan.

)enyusutan *depresiasi+ merupakan penurunan nilai *harga+ dari mesin dan peralatan

selama kurun waktu tertentu dianggap sebagai jumlah yang wajib disisihkan tiap tahunnya agar

menjadi mesin"alat yang setara pada awal perhitungan. #da beberapa cara penentuan penyusutan

yaitu penyusutan model garis lurus, )rosentase tetap dari harga yang sedang berlaku, penyusutan

model garis menurun.

7erbagai perkiraan usia teknis berbagai mesin dan peralatan pertanian dan sarana lain

(abel . % )erkiraan usia teknis mesin dan peralatan

Macam Mesin dan )eralatan Usia (eknis *dalam tahun+

6edung, garasi 2

7lower, an E

)ompa 1E

Mesin penggiling 12

Mesin pengering bahan bakar minyak 12

Mesin-mesin pengering surya thermal 1E

#lat perontok" pembersih tenaga pedal D

Mesin pendingin 12

Ketel uap 12

(raktor E

!ipergunakan secara normal dan menurut standar abrikasi.

d% 4aktor Human

11



!alam bidang teknik khususnya design diperlukan kesesuaian

antara mesin dan peralatan dan manusia. &ehingga diperlukan pengetahuan khusus tentang hal ini

yakni disebut dengan ergonomic *istilah yang dipergunakan literatur di #merika &erikat+ atau

#ntrhropometric *istilah yang dipergunakan literatur di Inggris+ yang lebih jauh memperhatikan

aspek physiologis dan psychologis dari manusia. 8ubungannya dengan design mesin dan peralatan mencakup ukuran mesin dan peralatan, eek mesin dan peralatan terhadap sekitarnya

misalnya hubungannya dengan polusi suara, polusi gas sisa, suhu yang optimal untuk ruang prosesing dsb.

Kalau kita perhatikan maka ukuran traktor tangan produksi epang tidak cocok untuk

operator-operator di Indonesia *mudah menimbulkan kelelahan+. &elain jenis tanah yang berbeda

mungkin alasan lainnya dapat diperoleh dari analisis ergonomic dimana ditentukan oleh ukuran

pengguna. Ukuran ketinggian dari hooper untuk pemasukkan bahan pada mesin prosesing dibuat

tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah *berkisar 1.1 meter sampai 1.0 meter+, ini bertujuan agar

operator dalam memasukkan bahan kedalam hopper tidak terasa cepat lelah * tidak con$inient+.

Kemudi dan tempat duduk pada traktor roda empat yang memenuhi ergonomic

berdasarkan eksperimen yang dilaksanakan pada tahun 1420 142 ukuran seseorang berumur

15-2 tahun dapat dilihat pada tabel dibawah %

(abel .0. % Kemudi dan (empat Kemudi pada (raktor :oda /mpat di #merika &erikat.

Ukuran

'aki-laki

*umur 15-2 th+

)erempuan

*umur 15-2 th+

(erendah tertinggi (erendah tertinggi

7erat badan D.5kg 53. kg 1.0 kg 30 kg

!ari kepala ke tempat duduk 523 mm 432 mm 352 mm 432 mm

!ari mata ke tempat duduk D3 mm 52E mm 302 mm 510 mm

arak jangkauan tangan D3 mm 554 mm 225 mm 505 mm

!ari siku tangan ke tempat duduk

1D5 mm D4 mm 1E1 mm 0E2 mm

arak kaki ke tempat duduk 44E mm 1134 mm 530 mm 1 mm

Kemampuan seseorang untuk melakukan tugas secara mekanis tergantung pada %

a. Kemampuan isik operator.

b. Kisaran pergerakan yang diperlukan.

c. Kecepatan pergerakan.

d. 'amanya melakukan aktiitas.

e. )osisi" letak operator.

. Kondisi lingkungan.

(ingkat kesesuaian kondisi lingkungan dipengaruhi oleh aktor suhu dan aktor kelembaban.

#dapun kondisi yang layak untuk seseorang dapat bekerja dengan sempurna dapat dilihat pada

graik gambar .

6ambar .. % (ingkat Kesesuaian Kondisi 'ingkungan.

'ingkungan atmoser yang diperlukan yang layak untuk kegiatanManusia dimana berinteraksi dengan operasi mesin dan peralatan adalah seperti berikut %

'ingkungan

Unit pengukuran 'ayak

Min. Ma<.

#mbang batas

Min. Ma<.

Kelembaban H relati 0E DE L1E 4E

&uhu o 2 0E L E 05

Kehilangan panas @att 43 5D4

1

SuhuoC

K e s a l a h a n R e l a t i f ( % )

K e l e m b a b a n R e

l a t i f

( %

)

La.ak 3EEE 0E

panas

kerindinin basah



istirahat akti

(ekanan atmoser K)a. 35.4 10D.5 22.1 ?

)ercepatan graitasi 6*4.5 m"det+ E E.1 E 1

Karbondioksida p.p.m. terhadap udara E 1DEE E EEEE

Karbon monoksida p.p.m. terhadap udara E 1EE E 0EEE

)erubahan gelombang K)a E 13 E 2E

9ibrasi mekanik

FreJuensi 8G E 1 E 1E

#mplitudo mm E E.1D E 1.D

Intensitas suara @"m E 1.2D<1E- E 1.2D<1E

!ibawah akan diberikan contoh perbandingan antara beberapa alternati penggunaan

mesin" alat pengeringan untuk proses dodol nangka.Faktor psychologis terhadap pengoperasian mesin dan peralatan dipengaruhi pula oleh

estetika. &ebagai contoh dalam pemilihan mesin dan peralatan unsur estetika dimasukkan

misalnya keserasian inishing pemberian warna pada mesin dan peralatan dsb.

BAB I+

PEN*ETAHUAN ELEMEN ME!IN

Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa dapat menklasiikasikan

kemungkinan penggunaan daya dalam

sistem-sistem mekanik, berbagai jenis

transmisi, sistem-sistem luida, sistem-

sistem listrik dan menerapkan untuk

manajemen mesin dan peralatan.

________________________________________________________________________

a% !istem Mekanik

Kegiatan pengolahan hasil pertanian banyak mempergunakan

7erbagai pergerakan, sistem transmisi dan gear serta kombinasi dari pergerakan tersebut dansistem kendali pengolahan.

)ada mesin-mesin pertanian terjadi kon$ersi energi dari bahan bakar menjadi energi

mekanik. /nergi dideinisikan sebagai kapasitas untuk melakukan kerja. /nergi tersebut bisa

berupa energi potensial maupun energi kinetik.

Energi -otensial merupakan energi yang tersimpan karena ketinggian tempat dari pusat

bumi. &ebagai contoh air dengan berat 20.3 kg pada ele$asi 0E.2 m mempunyai energi potensial

1022EE oule. /nergi potensial dapat dikon$ersikan menjadi energi listrik, energi kimia dan

energi cahaya.

/nergi kinetik merupakan hasil energi dari suatu kecepatan perputaran pada bodi yang berputar. &ebagai contoh roda gila merupakan gambaran akumulasi energi kinetik dari benda

berputar. /nergi kinetik dari suatu obyek bergerak dengan tegak lurus sebanding dengan suatu

rumus sebagai berikut %

!imana %

10

+1.2...*.....................-

-

g

wx. /E =



/E A /nergi kinetik *t.lb+

0 A Massa atau berat benda *lb+

A Kecepatan benda *t"det+

g A gaya graitasi *t"det+

Energi kinetik sebuah benda secara teknis banyak terjadi pada benda berputar. 7ilamana sebuah

titik berada pada suatu titik luar benda berputar, energi kinetik dapat dihitung. &ebagai contohsebuah benda mempunyai berat 1EEEE lb dan bergerak dengan kecepatan rata-rata pada jari-

jarinya 2E t"det maka energi kinetiknya adalah %

/nergi kinetik merupakan hal yang penting dalam pergerakan botol, kaleng, truk dan banyak lagi

pergerakan-pergerakan dalam industri hasil pertanian.

*a.a sentri2ugal merupakan gaya yang dapat membuat benda berputar dengan arah

yang tegak lurus pada jari-jari terhadap pusat benda.

Ini dapat dilihat pada mesin pemisah cream dan mesin penghisap debu atau pengumpultepung.

6aya sentriugal dari sebuah benda dipengaruhi oleh massa, jari-jari dan kuadrat

perputaran untuk setiap menitnya. 6aya sentriugal adalah %

F (l+) = 1.11123.0.'.4 5...........................*2.+

@ A 7erat dari benda berputar *lb+

: A ari-jari dari benda berputar *t+

> A )erputaran per menit *:)M+

Torsi merupakan hasil perkalian antara gaya yang terjadi pada jari-jari dikalikan dengan

jarak jari-jari tegak lurus terhadap pusat benda. ontoh adalah gaya putar yang dihasilkan oleh

motor listrik. (orsi motor listrik dapat diukur dengan sebuah ungkit yang menempel pada pulimotor dan diukur gayanya dengan menggunakan neraca *lihat gambar 2+.

ika neraca menunjukkan 0E lb dan jarak ungkit : adalah 1 t maka torsi adalah 0E < 1 A

0E lb"t. maka persamaannya adalah%

!imana %

( A torsi *lb.t+

) A daya yang dikeluarkan *8)+

> A perputaran *:)M+.

ontoh soal % hitung torsi *dalam lb.t+ yang beroperasi pada EEE :)M dan membawa E 8).

awab % ) A E 8)

> A EEE :)M

1

+0.2......*....................2-2-

4

x) T =

!t l+ x

Torsi .2-.2--EEE

-E2-2-==

( ) 6

x

x

xg

0x /E . 2-321-

0-3

2E1EEEE

-

--

===



!alam hal ini laju kecepatan merupakan hal yang sangat penting. Kecepatan merupakan jarak

dibagi dengan waktu *t"det, mil"jam, m"jam+.

)ercepatan merupakan kecepatan dibagi dengan kuadrat waktu *t"det+.!aya adalah laju waktu untuk melakukan kerja *t.lb"menit atau 8)+.

1 8orsepower sama dengan kerja sebesar 00EEE t.lb per menit

ontoh soal %

8itung horsepower teoritis yang diperlukan untuk mengangkat apel dalam keranjang 151 kg

*EEE lb+ setinggi .53 m *13 t+ dengan waktu menit. 7erapa ukuran motor yang diperlukan

jika sistem motor dan pergerakan sebesar E H.

ika ele$ator tersebut dihitung dengan kurun waktu 1 jam, maka usaha dalam horsepower jam

dapat dihitung %

7erapa kilowatt jam dipergunakan oleh ele$ator ?

1 8) jam A E.D3 K@8

1.31 8) jam A 1.31 < E.D3 A 1.E K@8.

1 8) sama dengan E.D3 K@

8orsepower jam umumnya dipergunakan untuk menyatakan besarnya kerja *usaha+. &enilai

dengan kerja yang dilakukan 1 8) selama 1 jam.

1 8) jam A 00EEE < 3E A 145EEEE t-lb kerja

1 8) jam A E.D3 K@8 A 22 7(U

Kilowatt jam dipergunakan untuk mengekspresikan kerja listrik 1EEE watt yang bekerja selama 1

jam.

1 K@8 A 32EE t.lb atau 01 7(U A 02443EE .

b% Transmisi Da.a

(ransmisi daya banyak digunakan dalam mesin-mesin pengolahan

hasil pertanian. Mesin-mesin pengolahan hasil pertanian ini harus eisien dan mudah dipelihara

serta aman dan terjamin sanitasinya. &istem transmisi sabuk rata *lat belt+ atau sabuk 9 *9-belt+umum dipergunakan namun sekarang banyak dipergunakan poros langsung sebagai transmisi

daya. >amun mesin dan peralatan pertanian dipertlukan $ariable kecepatan dalam operasinya

maka pengatur kecepatan motor atau sabuk yang menggunakan idler banyak dipergunakan.

Menggunakan sistem hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengatur kecepatan dengan kisaran

perlakuan kecepatan yang tidak terbatas.

12

00EEE

". menit l+ !t 7) =

/0att 7) x x

x x 7) -03.DD.41EE

E00EEE

+-*13EEE===

/0att 7)jam x -1E.131.13E

E.4D

3E

1E4D ===



8orsepower yang ditransmisikan pada sabuk rata diberikan dengan rumus %

!imana % A kecepatan *t"menit+

0 A lebar sabuk *inci+.&oal %

8itung horsepower yang dapat ditransmisikan oleh sabuk rata 3 inci dengan kecepatan 2EE

t"menit.

awab %

A 2EE

0 A 3

Kenyataannya sabuk rata jarang digunakan, yang lebih sering adalah mempergunakan sabuk-9.

&abuk-9 mempunyai kelebihan yaitu mudah dipelihara"diatur, lebih kompak, lebih dapatmenempel pada puli.

&abuk bergilir banyak dipergunakan untuk transmisi daya yang besar, karena akan lebih

eisien *kehilangan energi oleh gesekan akan berkurang+.

&abuk-9 dipergunakan untuk menggerakkan peralatan dengan beban yang berat.&abuk 9

juga banyak dipergunakan karena pertimbangan elastisitas karena dapat menyerap terjadinya

kejutan pada sistem mesin dan pergerakannya.Kemampuan sabuk-9 ditentukan dengan melalui eksperimen. &abuk untuk transmisi

biasanya spesiikasinya telah diberikan oleh pabrik pada sebuah tabel khusus dimana

mempertimbangkan ukuran belt, ukuran puli, kecepatan sabuk dan jenis sabuk.

)uli dengan kecepatan yang bisa diatur *$ariable speed dri$en+ dapat dipergunakan secara

sederhana dan bebas gangguan karena pergerakan itu sendiri.

)uli yang ukurannya bisa diatur *adjustable pulleys banyak digunakan pada sistem pengolahan hasil pertanian. !imana diameter puli dapat diubah. Kecepatan perputaran dapat

diubah sampai berkisar 2 H sampai dengan 2EH.

&udut kontak pada sistem puli tidak lebih dari 1E o diukur dari sudut yang dibuat sabuk

dengan garis datar antara dua puli transmisi.

:antai, 6ear dan poros. Untuk industri pengolahan pangan gear harus dipertahankan

bersih, bebas dari kotoran dan bagus sistem pelumasannya. Fakta menunjukkan bahwa dengan

sistem pelumasan yang baik akan memperpanjang umur rantai. Ketegangan rantai dipertahankan

agar didapat umur yang lebih panjang. 8orsepower yang ditransmisikan oleh rantai tergantung

pada kecepatan, ukuran dan komposisi rantai. &pesiikasi rantai dapat diperoleh dari perusahaan.

6ear secara luas dipergunakan untuk pengolahan hasil pertanian karena mempunyai

umur operasi yang panjang dan dapat dipergunakan dengan eisiensi transmisi yang tinggi.

8al yang sangat penting untuk menghitung kecepatan puli, poros dan gear dapat dihitungsecara sederhana dalam rumus dibawah. )uli disini terbagi menjadi puli penggerak dan puli yang

digerakkan.

Melalui rumus diatas perputaran :)M yang digerakkan langsung dapat dihitung.

13

+.2.*....................1EEE

.x0 7) =

.-0.-01EEE

0EEE

1EEE

32EE /0att 7)

x 7) ====

penggerak diameter penggerak rpm

kkan yangdigera pulirpm xkkan yangdigera puli iameter .

.

......=



!engan analogi yang sama roda gigi dan rantai dapat dihitung dengan cara sama diatas

untuk memperoleh kecepatan rantai kemudian yang dapat dinyatakan pada jumlah rantainya.

8al yang diperlukan untuk memanajemen sistem transmisi daya adalah memperhatikan

sistem pelumasan, menghindari beban berlebih, mempertahankan akan tidak terjadi tegangan

yang tidak bagus atau rantai yang tidak cukup tegang.

3% !istem Hidrolik dan 4luida

Industri pengolahan hasil pertanian hampir tidak dapat beroperasi

tanpa menggunakan peralatan pompa atau hidrolik. )erpindahan luida dan gas merupakan

operasi dasar pada industri pengolahan hasil pertanian. &istem pompa dan perpipaan biasanya

dipergunakan secara sangat eisien untuk memindahkan luida dari tempat satu ke tempat lain

*misalnya untuk memindahkan air+. &ebagai tambahan sistem hidrolis merupakan hal yang sangat

penting dalam industri pengolahan hasil pertanian khususnya mesin dan peralatan berat.

Fluida yang dipindahkan pada industri pengolahan hasil pertanian yang umum adalah air,

udara, rerigerant atau garam. >amun, untuk konstruksi mesin dan peralatan luida untuk industri

hasil pertanian harus saniter untuk menghinadari kerak, busa atau kontaminasi bahan asing.

&ebagai contoh pompa untuk homogeniGer perlu tekanan 1EEE s"d 0EEE psig. (ekanan pada

spraydryer 2EEE s"d 3EEE psig.&ecara umum ada dua jenis B positi! displacement C dan Bnon positi! displacement#.

ositi! displacement ,setiap perputaran pompa akan mengangkat dengan sejumlah air secra

konstan. 4on positi! displacement$ aliran terjadi apabila katub tertutup air akan terangkat keatas.

1. )ompa enis )iston

)ompa ini merupakan pompa positi! displacement. )iston yang digerakkan oleh engkol dan poros

engkol yang digerakkan oleh motor penggerak. )ompa jenis ini akan melawan tekanan tinggi,

tanpa mendapatkan kehilangan energi yang serius, tanpa slip atau drop yang drastis. (ak perlu

pancingan, kecepatan rendah dan sistem packing yang sederhana dan mudah dipindah-pindahkan.

Kelemahan jenis pompa ini adalah terjadinya pulsa tekanan yang periodik dan

mempunyai sistem katup yang memerlukan pemeliharaan secara periodik. !an ini tidak dapatdipergunakan untuk cairan keruh *suspended solid+.

. )ompa sentriugal

Merupakan peralatan yang sederhana, dilengkapi impeler yang berputar didalam suatu bodi *casing+. Ini sering kali digerakkan langsung dengan motor listrik *misal pompa &#>;=

yang ada di rumah-tangga+. )ompa ini tidak mempunyai katup dan memberikan tekanan yang

tidak bergelombang, dan bagus untuk kerja pengangkatan air yang tidak terlalu tinggi. (ekanan

pompa sentriugal jenis multistages mencapai 1EEE psig. !an single stage bekerja pada tekananE s"d 2E psig.

)ompa ini mempunyai kelemahan yaitu cenderung terjadinya penyumbatan luida. 8arusdipancing, eisiensi agak rendah, sering terjadi kemasukan udara sehingga aliran air akan

terganggu.

Industri pengolahan hasil pertanian banyak menggunakan pompa. !engan metode I)

*leaning in the )lace+ merupakan rancangan saniter dalam penerapan teknik pompa pada

industri pengolahan hasil pertanian. 7ahan pompa" perpipaannya saniter menggunakan bahan

stainless steel.

1D



Istilah-istilah dalam teknik pompa yang harus diketuhi adalah tinggi tekan * suction li!t)$

tinggi hisap statik (suction head) , tinggi tekan dinamik *dynamic head suction+, (inggi total

(head total), head kecepatan (velocity head +.

(inggi kecepatan (velocity head), untuk pompa kecil biasanya diabaikan, bagaimanapun

pompa besar hal ini menjadi sesuatu beban yang harus dipertimbangkan. 8ead kecepatan luidadalam sistem perpipaan dapat dihitung seperti berikut %

!imana %

% diamater pipa *inci+

% 8ead *t+

8orsepower air merupakan daya bersih aktual yang dipergunakan untuk mengangkat air

dan tidak termasuk kehilangan air sistem perpipaan, motor dan pompa.

!imana % @ A lb luida yang dipompakan.

7rake 8orse )ower merupakan daya aktual yang dikeluarkan, termasuk kehilangan

energi pada sistem perpipaan dan daya bersih aktual yang dipergunakan untuk mengangkat air.

8orse power Motor merupakan daya yang dikeluarkan dari motor dan merupakan energi

aktual yang harus disediakan.

!imana %

0 A lb cairan yang dipompakan per menit.

7 A 8ead total dinamik dalam t. Ini merupakan penjumlahanhead hisap, head tekan dan head kecepatan.

E m A /isiensi motor A 5EH

E p A /isiensi pompa A EH

)erhitungan sederhana, head total dinamik dapat dipergunakan sebagai reerensi pada ele$asi

hisap dan tekan dalam t. Friksi 8ead dalam sistem perpipaan dan sambungan-sambungan

dinyatakan dalam head eJui$alen.

Kapasitas untuk pompa piston positi .

!imana %

# A luas piston *inci+

' A panjang langkah *inci+.

> A kecepatan langkah piston *langkah"menit+

/ A /isiensi $olumetrik A E.42

1 gal A 01 inci0

15

xgpm.

-

E5.E=

00EEE

+*.

!t 0x7ead air 7) =

pompa E!isiensi

7)air (rake7)

.=

1EE-01 x

8x9x4xE gpm =



Kapasitas pompa sentriugal

Kecepatan aliran luida pada pompa 1E t"detik. &ehingga kapasitasnya dapat disederhanakan

menjadi %

gpm = :;.'5

dimana %

: A jari-jari pipa keluaran *inci+

ontoh pompa dengan diameter inci maka kapasitasnya %

6pm A 45. *1+ A 45 gpm.

Karaktristik pompa berdasarkan hukum dasar %

9 A .g.8

!imana % 9 % kecepatan *t"detik+ g % percepatan graitasi

8 % head *t+

)ersamaan diatas dapat dinyatakan dengan %)ada persamaan ini kecepatan 9 merupakan berbanding dengan diameter propeler *t+

dan kecepatan perputaran !imana diamater impeler *t+ dan kecepatan dalam :)M. ika dianggaptidak ada kehilangan energi kecepatan 9 baling-baling bagian luar dari impeler. Ini maka terdapat

hubungan sebagai berikut %

1. 8ead *t+ berbanding dengan kuadrat kecepatan.

. !ebit berbanding dengan kecepatan.

0. !aya yang diperlukan berbanding dengan kecepatan pangkat tiga.

#ktual perormansi dari pompa dapat diperoleh dari perusahaan

!engan melalui eksperimen yang presisi.

)emilihan pompa . )ermilihan pompa biasanya berdasarkan kemampuan tekan pompa, ketahanan

terhadap korosi, pengaruh la$or terhadap produk dan kemampuan penanganan produk pangan

khusus yang dipompakan.

)emeliharaan pompa. 7eberapa hal yang diperhatikan dalam pemeliharaan pompa adalah sebagai berikut %

1. Membersihkan" memelihara pack sekeliling poros"batang piston.. )elumasan pada bagian-bagian yang perputar.

d% !istem5!istem Listrik

14

xg

. 7

-

-

=



)ada pengolahan hasil pertanian dan industri banyak tergantung

pada sistem elektrik untuk kontrol dan untuk keperluan suplai cahaya, panas, energi dan

komunikasi.

Untuk seseorang yang bekerja dibidang pengolahan hasil pertanian" industri perlu

mendapatkan pengetahuan yang cukup tentang listrik dimana diperlukan dalam pengambilankeputusan dalam penggunaan, perormansi dan pemilihan peralatan yang dioperasikan dengan

menggunakan tenaga listrik pada industri agar beroperasi secara eisien.!aya adalah kerja persatuan waktu. &atuan daya listrik dinyatakan dalam @att sedangkan

satuan kerja atau energi listrik dinyatakan dalam @attjam, Kilowattjam *kilowatt hour A K@8+.

!aya listrik dalam @att ialah hasil perkalian atas tegangan listrik dalam $olt dengan kuat arus

listrik dalam ampere. &atuan daya ini sering juga disebut B9#C untuk menyatakan @att dan

BK9#C untuk Kwatt.. 9# singkatan 9oltampere, K9# singkatan dari Kilo-$olt-ampere.

&ekarang satuan daya dalam satuan internasional dinyatakan dalam @att, kilowatt

walaupun satuan tenaga kuda atau daya kuda *dk+ mupun Bhorse powerC *8)+ masih dipakai.

!aya sebesar 1 dk setara dengan D3 @att. &atu watt setara dengan E,EE10 dk.

Keuntungan dari energi listrik ialah pemakaiannya praktis, bersih, kompak, tidak bising

dsb. &edangkan kerugiannya dalam pemakaian energi listrik adalah biaya permulaan yang relati

tinggi, membutuhkan pengetahuan mengenai listrik dan kalau kurang hati-hati menanganinya

dapat menimbulkan bahaya.

9oltase pada pengolahan hasil pertanian dan industri pada saluran distribusi adalah 11E

$olt atau E $olt, meskipun beberapa mesin dan peralatan besar beroperasi E $olt bahkan

sampai EE $olt dengan penggunaan $olt yang tinggi agar diperoleh eisiensi tinggi. )erhatian

khusus pada mesin dan peralatan diatas E $olt karena tingkat keamanannya, karena itu perluadanya tenaga khusus yang terlatih untuk menanganinya.

&ecara matematik daya listrik dapat dinyatakan dengan rumus berikut %

= .&.-os Θ

!imana % ! % !aya listrik *@att+

9 % tegangan listrik *9olt+ I % kuat arus listrik *#mpere+

os Θ % aktor daya listrik, non dimensi nilainya berkisar E 1,

Faktor daya listrik ini merupakan eisiensi.

!iupayakan pada usaha pengolahan hasil pertanian akan menjadi lebih baik mempunyai

aktor daya listrik mendekati 1. &irkuit pemanas listrik atau hambatan pemanas listrik biasanya

mempunyai aktor daya listrik 1, namun adanya beban motor listrik mengakibatkan berkurangnya

aktor daya.

/nergi listrik dibayar berdasarkan besarnya Kilowatt-jam yang dipergunakan ditambah

aktor yang ditentukan ukuran dan keseragaman beban dan beberapa kasus tergantung pada

periode waktu hari energi listrik dipergunakan. 1 Kilowatt-jam energi listrik sama dengan 1EEE

@att listrik mengalir selama 1 jam atau 2EE @att selama jam.

7anyak usaha pengolahan hasil pertanian dan industri menggunakan energi listrik namun banyak pula yang menggantikannya dengan tenaga uap untuk tujuan penghematan biaya yang

dikeluarkan.

7anyak pula menggunakan generator listrik yang dipergunakan untuk setiap waktu

apabila input energi lainnya terganggu.

)enggunaan energi listrik terbanyak menggunakan listrik arus bolak-balik *#."

#lternating current+. #rus listrik bolak-balik biasanya pada rekuensi 3E 8G. @alaupun beberapa

mungkin menggunakan E atau 2E 8G. )ada berbagai kasus motor bergerak dengan berbagai

E



kecepatan, sebagai contoh motor listrik standar mempunyai perputaran 1EE :)M pada motor

# 3E 8G akan berputar dengan kecepatan 1EEE :)M pada rekuensi E atau 2E 8G. Keuntungan

BAB +

TE#NI# PEMANA!AN UNTU#

PEN*"LAHAN HA!IL PE$TANIAN

Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa dapat menjelaskan siste-

sistem pemanas dan ketel uap untuk

pengolahan hasil pertanian" pangan.

________________________________________________________________________

)ada pengolahan hasil pertanian banyak menggunakan perlakuan pemanasan. )emanasan

dipergunakan untuk tujuan pemasakan, sanitasi, sterilisasi, pengalengan, pasteurisasi,

pengeringan dan penyimpanan hasil-hasil pertanian" pangan.

)enggunaan panas untuk produk dan untuk bangunan prosesing membutuhkan analisis

dan perencanaan untuk mendapatkan eisiensi sistem dan hasil-hasil yang diinginkan.

a% Ua- !ebagai Agen Pemanas

Uap sebagai sebuah media pemanasan yang terbaik, sebab dapat membawa membawa

banyak panas persatuan berat. &ebagai contoh, pada tekanan 1 atmoser 1 lb uap akanmemberikan 4DE. 7(U untuk memcapai kondensasi dan pada suhu sesuai dengan standar tabel

uap. (abel 1, , 0 menjukkan kapasitas panas pada berbagai tekanan dan suhu.

Uap merupakan air yang ter$aporasi dan ini terjadi oleh karena adanya kondisi yang

memungkinkan perubahan keadaan dan energi. )anas yang ditambahkan mengakibatkan $aporasi

air dan memecah molekul dari permukaan cairan. 9aporasi terjadi disebabkan karena tekanan uap

cairan lebih tinggi dari tekanan atmosper.

Uap tidak mempunyai warna dan mungkin terjadi warna ketika berubah menjadi titik air.

Uap lebih berat daripada udara dan cenderung untuk naik keatas. )ada tekanan rendah akanterkondensasi pada bagian atas dari ruang penguapan sehingga kondisi disekitarnya ruang

prosesing. 1 pound air pada permukaan air laut akan berubah menjadi uap pada tekanan atmoser

dan E tekanan gauge akan mengisi pada 3.5 t0 dan pada 0,DEE )a akan mengisi 3.35 t0.

!iagram suhu panas untuk air *gambar 3.1+ merupakan peralatan dasar untuk

mempelajari uap.

1 pound air pada Eo *0 o F+ sewaktu dipanaskan sampai 1EEo *1 oF+ menyerap 15E7(U, atau sama dengan 1 7(U"lb air pada tekanan atmoser. 8al ini disebut dengan panas

sensibel karena hal ini mengakibatkan perubahan suhu.

7erat air sama ini, pada tekanan atmoser, akan bertahan pada 1EE o *1 oF+ atau tidak

ada perubahan suhu sampai sejumlah panas total 1E0D *4DE. 7(U+ ditambahkan. #ir inikemudian berubah keadaannya menjadi uap. 8al ini disebut dengan pnas laten penguapan. (otal

panas pada titik ini adalah 15E ditambah 4DE. atau 1103D *112E 7(U+. ika uap adalahdipanaskan dengan peningkatan 1oF dengan penambahan 42.52 *E.D 7(U+. Ini menjadi uap

lewat jenuh *tabel 3.0+.

(itik yang penting pada proses ini adalah bahwa 1 pound uap *jenuh+ dapat memberikan

energi sebesar 1E0DD atau 4DE. 7(U pada 1EE o *1 oF+ berkondensasi menjadi air. 8al

ini berarti uap berarti media pindah panas yang sangat eisien.

>ilai khusus pada panas dari cairan *panas jenis uap+ dan panas laten penguapan

semuanya ber$ariasi menurut suhu dan tekanan. !ata yang diperoleh dengan hati-hati telah

didapat oleh para ahli pada tiap-tiap suhu *dapat dilihat pada tabel 3.1+.

1



)erlu dicatat bahwa tabel uap biasanya berdasarkan panas nol E o * 0 oF+ dan

memberikan panas diatas titik tersebut. uga diberikan secara terpisah untuk uap lewat jenuh

*tabel 3.0+.

!isini terdapat tiga bentuk uap *1+. Uap jenuh kering *+ uap basah dan uap lewat basah.

&emua hal ini penting untuk industri pengolahan hasil pertanian" pangan.Uap kering jenuh merupakan kondisi dimana seluruh air teruapkan. ika hal ini

didinginkan , kandungan airnya akan terkondensasi. &ebagai tambahan untuik penambahan panasakan menjadi uap lewat panas. &ucara normal hal ini dipertimbangkan bahwa untuk setiap

tekanan berhubungan dengan suhu. &ehingga jika operator menginginkan suhu yang lebih tinggi

haruslah diperlakukan tekanan yang lebih tinggi.

Uap basah merupakan kondisi dimana terdapat beberapa air yang belum teruapkan dan

mengandung sedikit titik-titik air . Uap basah mengandung lebih sedikit panas panas per pound

air daripada uap kering dan mempunyai aktor kualitas. )ersentase air yang tidak teruapkan ,

dinyatakan dari 1EE disebut dengan kualitas. &ebagai contoh, jika 1 lb dari 42 H kualitas uap

yang dipergunakan pada tekanan gauge nol untuk pemanasan ini memberikan E.42 < 4DE. 7(U

atau 41.5 7(U per uap terkondensasi. (otal panas dari uap basah meruapakan panas laten

ditambah panas sensibel.

)anas uap mempunyai beberapa kerugian pada beberapa penggunaan tidak menimbulkan

kondensasi kembali. 8al ini mungkin akan menimbulkan abrasi pada pisau turbin pada turbinuap.

Uap lewat jenuh *tabel 3.0+ merupakan kondisi dimana uap mengandung panas yang

melebihi untuk membuat penguapan air keseluruhan. ika suhu ini lebih besar daripada uap jenuh

pada tekanan yang sama. 8al ini menghasilkan pemanasan yang berlanjut dari uap, diluar kontak dengan air. &ecara praktisnya biasanya terbentuk dari lewatnya uap jenuh kering melalui koil-koil

lewat panas dan lewat sistm uap. 8al ini kemudian dilokasasikan pada ujung atas pada ruang

pembakaran pada ketel uap.

!engan suhu lewat jenuh sebagai panas yang ditambahkan dan pada tekanan atmoser

42.52 *E.D 7(U+ yang diserab per pound uap per 1 derajat peningkatan suhu.

Uap lewat jenuh juga dihasilkan oleh proses yang melewati tekanan uap panas katub

pengurangan tekanan untuk membuat tekanan yang lebih rendah. 7eberapa uap lewat jenuh

sering kali disarankan untuk uap yang harus bergerak melalui pipa panjang untuk mencapai titik dimana dipergunakan. 8al ini akan mengurangi kondensasi air untuk dikembalikan ke ketel uap.

b% Perhitungan Energi untuk Pemanasan Air

/nergi yang diperlukan untuk pemanasan air diberikan persamaan seperti berikut %

7(U *diperlukan+ A 7rt air yang dipanaskan < *(1 ( + < pns jenis < e

!imana % (1 % &uhu akhir air

( % &uhu awal air / % /isiensi panas E.52 E.4

ontoh % 8itung berapa 7(U diperlukan untuk memanaskan EEE lb air

dari DE o s"d 130 o F.

awab %

c. Pembangkit Ua-

6 x x x

(T< 1D33EDEEE1EE

4EE.1+DE130*-EEE=

−=



)ada pengolahan hasil pertanian" pangan tidak hanya pada tahapan prosesing tetapi juga

pada operasi pengeringan, pemanasan dan penggunaan umum pada sanitasi.

Uap dapat dihasilkan oleh ketel uap atau pembangkit uap. 6ambar 1, dan 0

memperlihatkan contoh ketel uap dan bagian-bagiannya. Uap dimabila dari bagian atas krtel uap.

!ilengkapi dengan penggunaan control keamanan air, uap dan api pada ketel uap. 8al ini pentingagar tidak dioperasikan ketika pemanasan permukaan tidak dicapai oleh air. Konstruksi ketel

uap, instalasi dan operasi harus mendasarkan aturan-aturan teknik. &eperti berdasarkan standar I& *apanese International &tandard+, &II *&tandar Industri Indonesia+, #&M/ *#merican &ociety

o Mechanical /ngineers+, #&#/ *#merican &ociety o #gricultural /ngineers+.

&ebagai misal #&M/ untuk keamanan maka perlu standar ukuran design minimum untuk

ketel uap. 8al yang penting bahwa kemampuan tekanan pada dinding ketel uap sangat

dipengaruhi oleh diameternya. &ebagai contoh bahwa diameter maksimum pada ketel uap jenis

&cotch marine *salah satu contoh jenis ketel uap+ adalah 1 t. :umus untuk tegangan pada

dinding ketel uap diberikan %

!imana % & % (egangan tarik dari silinder logam *lb+

: % jari-jari tabung *inci+

) % (ekanan internal pada ruang ketel uap *psig+.

I % Ketebalan dinding ketel uap *inci+.

d% E2isiensi dan #e-erluan ua- untuk #etel Ua-

/isiensi ketel uap DE s"d 5EH untuk ketel uap ukuran kecil danmenengah namun diperhitungkan lebih besar untuk ketel uap yang lebih besar. )enggunaan

E.E20 kg *1"1E lb+ batubara yang dipergunakan pound uap pada 354EE )a *1EE psig+ banyak

dipergunakan untuk operasi yang baik.

/isiensi aktual meningkat jika air masukan dipanaskan dahulu dan jika beban seragam

pada ketel uap. /isiensi ketel uap dapat dihitung dengan persamaam seperti berikut %

!ata dari titik paling penting untuk mempertahankan eisiensi adalah dengan

pembersihan bagian permukaan pemanasan, seperti bagian air didalam ketel uap maupun udara

panas pada bagian luarnya.

Khusus untuk pengolahan hasil pertanian dimana perlu kontak dengan hasil pertanian"

pangan maka perlu bersih dan berisi bahan yang tidak terkontaminasi bahan beracun. =leh karena

itu bahan air untuk ketel uap harus melalui proses penjernihan terlebih dahulu.

#da 2 *lima+ tahap untuk menghitung keperluan uap %

1. Menentukan keperluan uap untuk setiap peralatan. ika diplotkan

)ada gambar graik akan terlihat keperluan uap untuk waktu dan jangka tertentu.. )eroleh besarnya uap yang diperlukan untuk memanaskan air- diikuti

dengan perkembangan selanjutnya.

0. (entukan uap yang diperlukan untuk pemanasan bangunan prosesing" peralatan dan tujuan

lainnya.. :ancangkan sebuah skema prosesing dan beban panasnya yang menunjukkan pula waktu dan

jangka keperluan uap.

2. 7uatlah penjumlahan keseluruhan keperluan total dengan periode 12 menit untuk setiap

harinya.

Ukuran aktual ketel uap ditentukan berdasarkan basis tertinggi untuk penggunaan setiap periode

12 menit per hari dan sebanding dengan 1 8) ketel uap A 02013E "jam *00D 7(U"jam+.

&ecara praktis untuk pemilihan ketel uap keperluannya sebesar EEH dari perhitungan keperluan

normal.

0

=

x) ule 4omor=ched

1EEE=



BAB +I

TE#NI# PENDIN*INAN DAN $E4$I6E$A!I

Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa dapat menjelaskan sistem- sistem pendingin dan rerijerasi.

________________________________________________________________________

)endinginan dan pembekuan merupakan suatu proses yang secara luas untuk pengolahan

hasil pertanian. !engan adanya teknik pendinginan bahan hasil pertanian"pangan ketika

berlimpah dapat disimpan sampai pada waktu jarang bahan hasil pertanian"pangan *bukan

musimnya+. &ehingga memungkinkan adanya produk sepanjang tahun.

#da dua teknik pendinmginan yakni pendinginan secara alami dan pendinginan secara

buatan. )endinginan alami yakni dengan memberikan es atau bercampur dengan garam

diletakkan pada bahan yang akan didinginkan. &edangkan pendinginan buatan" artiisial sering

disebut dengan rerigerator.

)ada pendinginan alami menggunakan es E.2 kg * 1 lb+ es mencair dengan menyerap

panas 1214E *1 7(U+. !an produk akhir lebih hangat dari Eo * 0oF + dan pengaruh

pendinginan tambahan dari es yang tercairkan diperoleh dari air dingin. 1 ton es menyerap EEE< 1 A 0E05EEEE *55EEE 7(U+. &ehingga istilah yang lebih luas lagi disebut dengan ton

rerigerasi meskipun secara praktis untuk menstandar kapasitas *7(U" jam atau per jam+.

!iagram suhu panas untuk air menunjukkan panas jenis es adalah E.2, berarti ini

memerlukan E.2 7(U untuk memanaskan 1 lb es 1 oF. Kalkulasi pendinginan apel diberikanseperti dibawah %

&oal % 8itung jumlah es yang diperlukan untuk mendinginkan apel pada EoF untuk

mendinginkan 2EEE lb apel dari 5EoF s"d EoF dengan suhu air es akhir 03oF.

awab %

7(U diambil dari buah apel A 2EEE<*3E-E+<E.40 A 45112EEE *40EEE7(U+

)anas laten es A A 1214E *1 7(U+

)anas sensibel *0-3+<E.2 A A 0132

*0 7(U+

)anas sensibel dari air apel *03-0+ < 1.E A A E

* 7(U+)anas total yang diserap per pound air es A 1240E2

*121 7(U+

a% Pendinginan oleh Es dan 7am-uran *aram

!engan penambahan garam pada es akan mengakibatkan

)enurunan suhu es cukup besar. (abel 1. menunjukkan suhu yang dicapai dengan berbagai

prosentase garam.

Metode yang lain dipergunakan dalam pendinginan adalah es kering Bdry iceC. 7ahan ini

biasanya produk samping dari sebuah industri primer. Ini dibuat oleh pengembangan cairan =

untuk membentuk salju kering dingin yang dikompresikan pada bahan sarang, biasanya .2 kg

*2E lb+ kubik.

l+312121

40EEE==



)ada bentuk gas = merupakan sublimat dan menyediakan metode pendinginan tanpa

ormasi air. Karena mempunyai suhu

D5.2 o memerlukan penanganan khusus dan bentuk container

untuk menekan kerusakan atau kerusakan proudk. 7iasanya produk tidak secara langsung kontak

dengan = dibalut dengan kardus *kertas karton+. 6ambar 5.1./s kering dapat dipergunakan untuk sumber suhu rendah pada truk untuk mendinginkan

hasil pertanian.

&pesiikasi

7erat jenis .4 kg *2E s"d 22 lb+ per 2. cm *1E cm+ kubik.

/ek rerigerasi pada joule *7(U"lb+-24.53 *3.0 7(U+ panas sublimasi dari padatan pada

D5.2 o atau 1E4.0 o dalambentuk gas

a% !istem $e2rigerasi

&istem rerigerasi pada masa kini mempergunakan cara kompresi dan absorpsi. !asar

kedua sistem ini adalah merupakan prinsip pendinginan oleh e$aporasi cairan yang sangat mudah

menguap. )rinsip ini dapat digambarkan secara sederhana dengan tangki cairan amonia yang

berisi penuh *bahan rerigerasi lain+ dihubungkan dengan pipa melalui pipa pengeluaran denganmekanisme katup. airan akan melalui pipa tersebut dari tangki cairan amonia dengan tekanan

yang tinggi dan karena pengurangan tekanan bahan pendingin akan mendidih dan berubah bentuk

dari cairan ke gas. Karena hal ini akan menyerap panas dan menjadi dingin. #gar hal ini dapat

terjadi cairan akan terjadi titik didih pada suhu yang diharapkan. 6ambar D merupakan sistemrerigerasi sederhana. &istem ini merupakan dasar rerigerasi mekanik *:erigerator+.

!asar sistem rerigerasi mekanik adalah terdiri dari sirkuit pipa tertutup yang

dihubungkan dengan *empat+ komponen yakni kompresor, kondensor, katup

pengatur ekspansi dan e$aporator. &kema bagian dari sistem rerigerasi mekanik

dapat dilihat pada 6ambar 5. Kompresor akan menaikkan tekanan uap rerigerant

dan mengalir ke kondenser. )ada kondenser ini uap dingin dikondensasikan

menjadi bentuk cairan. &elama perubahan bentuk dari gas ke bentuk cairan panas

akan dilepas. airan bahan beku ini kemudian dilewatkan melalui katup pengatur kedalam e$aporator yang mempunyai tekanan rendah. airan pembeku ini

kemudian menguap di ruang e$aporator yang mempunyai tekanan rendah. )anas

yang dikon$ersikan bahan rerigeran dari bentuk cair ke bentuk gas diserap

bahan produk pertanian pada ruang e$aporator. 6as"uap akan kembali dari

e$aporator ke kondesor dengan mempergunakan kompresor untuk dapat

dipergunakan kembali.

b% #om-onen !istem $e2rigerator.

Kompresor dan bagian kondensasi. Kompresor displasemen positi tingkat tunggal banyak

dipergunakan untuk pendinginan produk-produk hortikultura. Motor penggerak listrik umum dipergunakan dan mempergunakan sistem tansmisi dengan

menggunakan sabuk *belt+.Kompresor diletakkan pada sebuah kerangka yang dilengkapi pula tangki penerima

cairan bahan pembeku , ilter" pengering bahan pembeku, glas transparan dan koil kondensasi

dilengkapi dengan kipas *an+ atau sering disebut dengan satu set kondensasi. Kapasitas

pendinginan merupakan satu set kondensasi merupakan kondisi terkondensasi dan tere$aporasi

yang mana kapasitas diterapkan. Kemampuan pendinginan pada sebuah sistem kondensasi

tergantung pada suhu dan ukuran motor kompresor. &istem kondensasi akan berjalan eekti

apabila dalam kondisi bersih dan dingin sehingga perlu adanya pemeliharaan yang cukup banyak

untuk bagian ini.

2



Kondensor. 7eberapa peralatan diperlukan untuk mengatur pergerakan bahan rerigeran dari

kondensor ke kompresor. #da dua jenis kondensor yakni *1+ kondensor pendingin udara yang

terdiri dari tabung kisi-kisi *mirip dengan radiator+ dan kipas yang mengalirkan udara. #lat ini

sederhana dan harganya relati murah. *+ kondensor pendingin air yang relati lebih mahal biasanya dipergunakan untuk pendinginan dengan kapasitas besar namun mempunyai eisiensi

yang lebih tinggi. )enggunaan kondensor pendinginan lebih leksibel . Kondensor pendingin air akan ekonomis apabila dipergunakan pada daya diatas

2E Kwatt.

/$aporator. )enyimpanan produk hortikultura didinginkan dengan pendinginan ekspansi

langsung. &ebuah sistem e$aporator membentuk ungsi ganda yang sebagai e$aporator sendiri

dan ruang pendingin produk. )anas ditangkap diruang pendingin dan dipergunakan untuk

e$aporasi bahan rerigerasi.

Ukuran dan bentuk koil pendingin mempengaruhi kelembaban" relati$e humidity. )engalaman

menunjukkan bahwa jika kelembaban relati$e tinggi dipelihara ruang pendingin harus

mempunyai permukaan lebih besar dari 5 m"Kwatt.

BAB +II

TE#NI#5TE#NI# PEN*ENDALIAN P$"!E!

Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa dapat menyebutkan dan

menjelaskan berbagai jenis pengukuransuhu dan teknik-teknik pengendaliannya

pada pengolahan hasil pertanian"

pangan.

________________________________________________________________________

(eknik sistem dan pengendalian proses merupakan salah satu yang perlu dikuasai

khususnya dalam industri pertanian. Mempelajari sistem pengendalian tidak terlepas dari ilmu pengetahuan pendukung yang lain. !alam sistem kontrol salah satu komponen penting adalah

sensor. !ibawah diberikan contoh sensor yang banyak digunakan pada bidang industri pertanian.

a% Pengendalian !uhu

)ada pengolahan dan penyimpanan produk hasil pertanian"pangan secara meluas menggunakan perlakuan pemanasan dan pengendalian suhu.

7anyak hasil pertanian sangat sensiti$ terhadap suhu.

&uhu merupakan tingkat panas atau dingin dimana dapat ditentukan dengan perasaan

*cara kasar+ atau dengan e<act yakni dengan thermometer. #da *empat+ thermometer recordingyang umum dipakai yakni jenis% air raksa, alkohol, gas, tekanan uap serta elektrik.

(hermometer air raksa banyak digunakan serta cukup akurat untuk prosesing. !ibawahdiberikan jenis thermometer merkuri dan mekanisme recording.

b. Thermo control

)engendalian suhu secara akurat diperlukan untuk pengolahan

hasil pertanian"pangan. ontoh untuk pengendaian suhu pada o$en pengering, pasteurisasi

8(&(, pengendalian suhu pemanasan air. #lat ini disebut dengan (hermocontrol. &istem control

3



suhu mekanik diberikan pada gambar 2. !an sistem kontrol suhu elektrik diberikan pada gambar

3. (hermocontrol ini mendasarkan prinsip thermostat.

c. Humidity Control

7eberapa cara yang dipergunakan untuk mengukur kelembaban relati. 8umidity kontrol relati

harganya mahal sehingga jarang dipergunakan. 8anya dipergunakan untuk bahan-bahan yangmempunyai nilai ekonomi tinggi *misal produk tanaman obat-obatan dan beberapa produk buah-

buahan untuk ekspor +.

!ua jenis alat control yakni 1+ 7umidity control berdasarkan perubahan panjang dari material

higroskopik yang akan berubah apabila ada perubahan kelembaban. Kelemahan sistem ini adalah

bahwa pada pengukuran kelembaban yang tinggi pengukurannya semakin tidak akurat, hal ini

disebabkan karena siat material higroskopis mempunyai kecenderungan demikian. +. 7umidity

control adalah berdasarkan hambatan listrik atau pengukuran kapasitan dari bahan higroskopik.

&istem ini lebih eekti walaupun untuk kelembaban tinggi. !ibawah diberikan skema gambar

humidity control.

BAB +III

ME!IN DAN PE$ALATAN UNTU# PENAN*ANAN BAHANHA!IL PE$TANIAN

a% Man2aat Penanganan Bahan Hasil Pertanian

)engananan bahan hasil pertanian merupakan operasi yang banyak dilakukan pada

pengolahan hasil pertanian dan industri. !engan penanganan bahan yang tidak eisien akan

mempengaruhi biaya produksi dan akhirnya berpengaruh pada harga produk yang akan dijual.

!engan melakukan eisiensi pada penanganan bahan akan mengurangi biaya produksi sampai

2EH. Ineisiensi penanganan bahan menimbulkan biaya produksi yang mahal.

)enanganan bahan akan memperkecil loses pada jalur proses. )enanganan secara modern

diharapkan agar meminimumkan waktu, tenaga kerja, biaya, limbah dan meningkatkan keamanan

proses.)enanganan bahan menurut Farral *14D4+ adalah pengorganisasian pergerakan bahan dari

tempat satu ke tempat lain . !imana pergerakan tersebut bisa naik keatas, bergerak mendatar,

bergerak turun atau penyimpanan bahan hasil pertanian"pangan atau kombinasi dari pergerakan

diatas.

Faktor penting dalam penanganan bahan hasil pertanian adalah kehalusan operasi yang

mana hal ini akan mempengaruhi kualitas, biaya serta akhirnya keuntungan dari proses tersebut.)endekatan sistem merupakan aspek dasar untuk penanganan bahan hasil pertanian.

&istem merupakan sebuah kelompok dari organisasi atau secara indi$idu yang bekerja bersama-

sama untuk mencapai tujuan. &istem itu sendiri dibagiukan seluruh sistem bekerja pada ukuran

dan kapasitas yang sama pada seluruh bagian dari sistem.(ujuan dari penanganan bahan hasil pertanian" pangan adalah %

1. Menurunkan biaya operasi.. Mengurangi waktu produksi atau prosesing.

0. Memperkecil ruang penyimpanan.

. Memperkecil ruang operasi.

2. Mengurangi biaya operasi.

3. Menghindari kecelakaan.

D. Memperbaiki kondisi pekerjaan.

5. Memperbaiki keamanan.

4. Memperbaiki kualitas produk.

D



Metode-metode untuk meningkatkan eisiensi penanganan bahan hasil pertanian.

1. Meminimumkan pergerakan- menggunakan garis perpindahan

sependek-pendeknya dan tidak melakukan pergerakan yang tidak

diperlukan.. )enanganan produk secara curah atau secara unit.

0. 7erkonsentrasi produk sehingga disana paling kecil pergerakan yang mungkin dilakukan.. Membuat aliran kontinyu.

2. ika memungkinan melakukan operasi secara automasi.

#nalisis =perasi

7erikut pertanyaan-pertanyaan yang dapat diajukan pada setiap operasi penanganan bahan hasil

pertanian %

1. )erlukan operasi tersebut ?

. 7iayanya menguntungkankah ?

0. Ukuran unit-unit sudah sempurnakah ?

. Kualitas produk akhir okey ?2. Merupakan cara pekerjaan yang lebih baik ?

3. (idak perlukah penanganan seperti yang direncanakan ?.

D. &udah disarankan kah penanganan bahan tersebut ?

5. @aktu operasi apakah sudah memuaskan ?4. #pakah kerja mekanik dirasa lebih menguntungkan dibanding dengan kerja dengan tangan ?.

1E. !apatkan proses dilakukan dengan outomatis.

&ebagai dasar penanganan bahan hasil pertanian yang menggunakan penanganan bahan hasil

pertanian secara mekanik dibanding dengan tenaga manusia. &ebagai contoh, satu orang tenaga

kerja dapat menghasilkan E,1 8). #sumsi dengan membayar :p. 1.2EE" jam ini sama dengan 1

8) jam dengan biaya 1E < :p 1.2EE A :p. 12.EEE. ika dikerjakan dengan energi listrik biayanya

adalah :p. 1E.EEE. Maka akan dipergunakan tenaga manusia karena kerja otaknya dari pada kerjadengan ototnya yang diperlukan.

b% Peren3anaan !istem Penanganan Bahan

Keperluan analisis perlu membuat aliran didalam pabrik pengolahan. 8al ini akan

memperlihatkan pergerakan bahan baku, dan hasil akhir secara umum dan pergerakandetail"khusus untuk berbagai operasi prosesing, operasi penyimpanan dan seluruh pergerakan

keluar dari wilayah pengolahan. &ebagai contoh dapat dilihat pada gambar D.2. 8al yang perlu

diperhatikan area yang banyak dilalui pekerja *juga perlu diurutkan langkah pergerakannya.

8arus diyakini bahwa pengaturan sistem penanganan bahan hasil pertanian biasanyamempengaruhi kualitas produk. &ebagai contoh eek dari suhu yang sangat tinggi" rendah, $ibrasi

atau kontaminasi mikroba.)erancangan sistem penanganan bahan hasil harus memperhatikan adanya saling

ketergantungan sistem, diharapkan beaya rendah dan kemudahan"keenakan para pekerja dapat

melakukan aktiitasnya didalam pabrik.

)ertimbangan lain yang penting adalah kemudahan pelumasan, hambatan korosi dan

beaya pemeliharaan yang rendah. Unit pengolahan diusahakan mempunyai pengendali start,

switch, peralatan keamanan beban berlebih dan pengaturan kecepatan.

5



)ergerakan bahan hasil pertanian dibagi menjadi *empat+ bentuk pergerakan yaitu naik,

turun, datar arah kedepan dan datar arah balik. )ergerakan bahan sebenarnya merupakan

pemindahan suatu berat benda tertentu dengan jarak tertentu pula.

Kerja dalam bentuk energi kinetik *K e+ dan K e A N.M.9 dimanaM A massa A @"g.

@ dalam pund dan g A 0. t"det.

9 A kecepatan pergerakan dalam t"det.

!aya merupakan kecepatan kerja atau

!asar-dasar dalam eisiensi kerja dibagi menjadi *empat+ dasar penanganan bahan utuk

menekan kerja yang tidak diperlukan *mengurangi biaya tenaga kerja+ %

1. Menghindari pemindahan bahan * kalau ada dilakukan sekecil mungkin+.. )enanganan bahan yang jumlahnya besar *dihindari penanganan dalam julah kecil+.

0. Membuat aliran kontinyu.

. 'okalisasi bahan, kurangi penanganan dalam bentuk curah dan ubahlah bentuk bahan agar

mudah penganannya.

7agaimana dan dimana kita memulai, maka dapat dilakukan dengan langkah-langkah seperti

berikut %

1+. )elajari dan analisa situasi sekarang. 7uat sebuah studi waktu dan pergerakan dan analisis

tugas. ari tempat dan waktu dimana dapat pergerakannya dapat dipersingkat.

+. 7uat rencana perbaikan secara keseluruhan. #liran ini harus mempertimbangkan seluruh

aliran sehingga tidak terjadi kelebihan beban dalam pergerakannya.

0+. Implementasikan rencana tersebut.

7iaya. !engan perencanaan penanganan bahan yang baik akan dapat mengurangi biaya untuk

kegiatan stok, tenaga kerja maka dapat dilakukan dengan %

1+. )erbaiki sistem pemasukan bahan yang dipindahkan. 8indari

percabangan.

+. )emasukan bahan dibuat sedekat mungkin dengan lokasi penyimpanan.

0+. )erkecil mekanisme pembukaan dan penutupan pintu pemasukan

bahan.

+. Usahakan pemasukan secara outomatis dan aliran pemasukan

secara bebas.

)engambilan keputusan untuk sistem penanganan bahan %

&ebelum menyediakan mesin atau peralatan untuk penanganan bahan maka perlu

mempertimbangkan %

1. umlah bahan yang ditangani.

. Membandingkan dengan apabila menggunakan tenaga kerja manusia *perlu juga diperhatikan

aspek sosiologis disekitar kita+.

0. 7erapa kemampuan tenaga kerja yang dapat disediakan oleh kita.

4

Fx= 0 =

22E22E

-. x

g

0 atau

/e 7) =



. #pakah kita sanggup untuk membayar penyediaan mesin dan peralatan untuk penanganan

bahan hasil pertanian.

2. #pakah biaya akan menjadi lebih rendah ?. #pakah lebih ekonomis apabila mengin$estasikan

mesin dan peralatan penanganan bahan dibanding dengan tenaga kerja. !apatkah mesin dan

peralatan tersebut dipergunakan untuk tugas pemindahan bahan hasil pertanian dengan jenis,waktu dan tempat lainnya.

3% In2ormasi !i2at Teknik Bahan Hasil PertanianPangan .ang

-enting untuk Peren3anaan Mesin dan Peralatan Penanganan

Bahan Hasil Pertanian%

&tudi perencanaan mesin dan peralatan hasil pertanian"pangan perlu adanya pengetahuan

tentang siat teknik bahan hasil pertanian"pangan. #dapun siat teknik tersebut terdiri dari siat

isik, mekanik, thermal, rheologi, aero dan hidrodinamika, riksi dan elektrik. ;ang dominan

dalam penanganan bahan hasil pertanian adalah siat isik, rheologi, aero dan hidrodinamika serta

riksi. (abel dibawah diberikan contoh siat isik buah-buahan dan sayur-sayuran.

(abel 0 % Ukuran 7eberapa enis 7uah-buahan dan &ayur-&ayuran

Ukuran klas Kisaran 7erat *gr+ enis buah-buahan dan sayur-

sayuran

&angat ringan 2E cherry, jeruk :ingan 2E - 1EE ambu kluthuk, rambutan,

bawang putih"merah, tomat.

#gak ringan 1EE - 2E )isang, kentang, ketela

rambat, wortel.

Menengah 2E - 2EE Mangga, pisang raja,

mentimun.

#gak berat 2EE - 1EEE #lpukat, apel.

7erat 1EEE - 2EEE )epaya, nanas, durian,melon.

&angat berat 2EEE >angka, melon.

(abel % )ersentase porositas dan berat jenis buah-buahan

enis 7uah-buahan )orositas bagian yang dapat

dimakan *H+

7erat jenis

#lpukat 2. E.D24

)isang 12.D 1.E1

ambu kluthuk 1D.E 1.E21

Mangga 10. 1.E0

)epaya 1.E E.45D >anas 10.0 1.E1

)isang raja 12.4 1.E1

6enis56enis Mesin Peralatan Penanganan Hasil Pertanian%

Mesin dan peralatan penanganan bahan hasil pertanian" pangan dapat diklasiikasikan sebagai

berikut %

0E



1. Kon$eyor sabuk *belt con$eyor+.

. Kon$eyor rantai *chain kon$eyor+.

0. Kon$eyor ulir *screw con$eyor+.

. /le$ator bucket *bucket ele$ator+.

2. Kon$eyor pneumatik *pneumatic con$eyor+.3. Kon$eyor graitasi.

D. rane5. Forklit, truk.

rane, orklit dan truk dipertimbangkan untuk penanganan bahan secara terputus-putus.

!asar pemilihan mesin dan peralatan penanganan bahan berdasarkan jenis, kapasitas,

keperluan daya dan biaya dapat dilihat pada gambar dibawah %

(abel 1.1 Mesin dan )eralatan )emindahan 7ahan 8asil )ertanian

(ipe Kon$eyor enis 7ahan Kapasitas Keperluan

!aya

7iaya

Ulir *#uger+ remah, granul, bahanyang tercacah

menengah menengahsampai tinggi

menengah

:antai *light+ pakan ternak, biji-

bijian, daging, teh dsb

medium menengah rendah s"d

menengah

)iringan *bucket+ tanah, granul, bahan

kental

menengah

sampai tinggi

rendah menengah

sampai tinggi

)neumatik *blower+ biji-bijian, pakan

ternak, bahan tercacah

ber$ariaso tinggi rendah s"d

menengah

&abuk biji-bijian, bahan yangdikemas"pack.

tinggi rendah rendah s"dmedium

9ibrator biji-bijian, pakan ternak rendah rendah tinggi

=scilator biji-bijan, tepung kasar tinggi rendah menengah s"d

tinggi

&% #on8e.or !abuk

Kon$eyor sabuk biasanya mempergunakan sabuk diantara dua puli atau lebih. 7iasanya

puli yang berada pada akhir keluaran memperguanakan sumber daya mekanik untuk

menggerakkan sabuk *belt+.

Kon$eyor sabuk mempunyai eisiensi mekanik yang tinggi, seluruh bahan dapat

dipindahkan tanpa adanya riksi pada bantalannya. Kerusakan bahan relati kecil karena tidak ada

gerakan mekanik yang merusak bahan. Kontaminasi bahan dapat dihindari . Kapasitas angkut

tinggi karena kecepatan memungkinkan digerakkan dengan kecepatan tinggi. (ingkat kebisingan

relati rendah.

7eberapa kerugian penggunaan kon$eyor % &udut kemiringan kon$eyor terbatas, biayaawal yang cukup tinggi, merupakan sistem pemindahan bahan yang kurang portabel, sistem

keluaran yang kurang sederhana. Untuk mengkonstruksi perlu perhitungan-perhitungan yangcukup rumit.

Komponen kon$eyor sabuk.

01



!abuk , &abuk karet dibuat dari bahan kan$as atau karet. (egangan tarik pada sabuk dengan

lapisan karet besarnya 5EE sampai EEE lb per inci , dengan ketebalan 1"13 s"d N inci. 7esarnya

tegangan tarik ma<imum sabuk terbuat dari kain 52 s"d 12E lb per inci lebar sabuk dan 4EE s"d

0EEE lb per inci lebar sabuk tenunan kawat kabel.

Puli Idler )uli tunggal atau puli majemuk ditempatkan s"d 5 t mendekati puli sabuk penggerak. )uli idler berguna untuk pengaturan ketegangan sabuk atau pengatur kecepatan

pergerakan sabuk.Motor Penggerak - Kon$eyor sabuk akan digerakkan oleh motor penggerak dan ditempatkan

pada puli dekat keluaran bahan.

Mekanisme -engum-anan 5 &istem pengumpanannya dapat menggunakan tangan atau

pengumpanan mekanis secara kontinyu.

Mekanisme #eluaran - Metode yang paling sederhana adalah langsung melepas pada akhir

sabuk kon$eyor, atau menggunakan triper. mekanisme triper diberikan pada gambar 5.

#om-onen5kom-onen lain% )embersih sabuk diperlukan untuk bahan hasil pertanian yang

basah.

)erancangan . Untuk kon$eyor dengan kapasitas yang besar perlu adanya perancangan dan

pengintalasian dibawah super$isi dari orang yang terlatih.

'ebar sabuk, sudut kemiringan dan kecepatan sabuk menentukan kapasitas sabuk. 7eban pada berbagai luas penampang sabuk diberikan pada tabel 3 dan 5. 7anyak bahan mempunyai

sudut kemiringan bahan E o. 7esarnya gundukan terlihat pada garis lengkung yang digambarkan

seperti dibawah.

ontoh % Kon$eyor sabuk dengan sudut gundukan E derajat memindahkan 132E bushel tepungcabe per jam. 7erapa lebar sabuk diperlukan ?.

Kapasitas *7u"jam+ A luas penampang *t0 + < kecepatan *t"menit+ < 3E

1.2

Menggunakan persamaan tersebut diatas dengan asumsi perhitungan lebar sabuk telah memenuhi

keperluan. !engan menggunakan tabel 0.1 kita peroleh ukuran sabuk 1 inci dengan sudut

gundukan E derajat mempunyai luas penampang E.E43 t0 dan kecepatan maksimumnya adalahEE t"menit. #kan memberikan kapasitas %

8al ini memenuhi syarat karena mempunyai harga lebih besar sedikit dari 132E bu"jam. &ehingga

sabuk dengan lebar 1 inci dengan kemiringan gundukan EE t"menit dapat dipergunakan.

Metode lain untuk pemilihan ukuran sabuk untuk memperoleh luas penampang yangdiperlukan dengan persamaan berikut %

dimana % # A luas penampang melintang *t0+.

A kapasitas sabuk *ton"jam+.

9 A kecepatan sabuk *t"menit+.

@A berat bahan yang dipindahkan *lb"t+

7erdasarkan contoh, untuk menentukan luas penampang yang diperlukan untuk gandum dengan

berat 5 lbs"t0 dan kapasitas yang diharapkan dalam ton"jam. Untuk memperoleh *kapasitas

dalam ton"jam+, diambil 132E bu"jam dan diubah dalam benyuk ton"jam.

- = 3:.> ton,jam

0

jam+u x x

/apasitas "150E-2.1

3EEEE43.E==

3E

-EEE+"int..*

0

.x0x

-x !t ang mel penampang 9uas 8 =

tonl+

!t l+ x !t jamx+u jamton-

"-EEE

"5-2.1"132E+"*

00

=



@ A 5 lb"t0

berdasarkan tabel 0.1 kecepatan maksimum 9 A EE t"jam.

sehingga diperoleh %

7erdasarkan tabel 0.1, luas penampang sabuk dengan derajat gundukan E.E43. >ilai ini lebih

besar dari nilai yang diperlukan E.E53 sehingga sabuk ukuran 1 inci dengan gundukan E

derajat akan memenuhi secara teknis.

(abel 0.1 % 7eban sabuk, 'uas penampang melintang

'ebar arak

(ambahan atas

M

'uas )enampang Melintang (otal

*t0 +

Kecepatan

Maksimum

*pm+

*inci+ *inci+ 1E derajat E derajat 0E derajat 7ahanhalus

7iji- bijian

1 1.D E.ED E.E43 E.1DD 0EE EE

13 1.5 E.1E1 E.101 E.13 0EE 2E

15 1.4 E.10 E.1D0 E.1 EE 2E

E .E E.1DE E.E E.D EE 2EE

. E.2D E.00 E.1E 2EE 3EE

0E .2 E.1 E.2 E.334 22E DEE

03 .5 E.3 E.5E0 E.441 3EE 5EE

0.1 E.534 1.1 1.0D 3EE 5EE

5 0. 1.13 1.5 1.50 3EE 5EE

2 0.D 1.2 1.4E .00 3EE 5EE3E .E 1.50 .03 .41 3EE 5EE

Kapasitas akan berkurang dengan sudut kemiringan lebih besar dari yang

direkomendasikan. &udut kemiringan sabuk yang diukur dari arah horisontal adalah sebagai

berikut %

biji-bijian A 12 s"d 1D derajat .

kerikil A 15 s"d E derajat .

tanah dan kapur tohor A E s"d 0 derajat.

Kebutuhan !aya.Kebutuhan daya untuk kon$eyor dapat dibagi menjadi 0 *tiga+ bagian %

- !aya yang diperlukan untuk memindahkan bahan dalam kondisi kosong.- !aya yang diperlukan untuk mengangkat bahan secara $ertikal.

- !aya yang diperlukan untuk memindahkan bahan secara horisontal.

Konstanta dari rumus merupakan nilai empiris sebab cukup sulit untuk menentukan hambatan

riksi pada puli dan peralatan pengeluaran *tripping+ hal tersebut dilakukan untuk pendekatan

secara rasional.

00

E53.E1112EEE44EEE

3E5EE-EEE2.4+* 0

===

x x x !t 8



7esarnya daya dapat dihitung langsung dengan persamaan-persamaan , atau menggunakan tabel

berikut %

*1+ !aya yang diperlukan dalam kondisi koson

dimana % 8) A 7esarnya daya yang diperlukan dalam kondisi kosong $ A Kecepatan sabuk *pm+

# dan 7 A konstanta sabuk *tabel 0.21.+ ' A panjang kon$eyor *t+.

(abel 0.21. Faktor-aktor koeisien # dan 7

'ebar &abuk Kon$eyor *inci+ # 7

1 E.E E.EE1E

13 E.2 E.EE1E

15 E.0E E.EE13E E.0E E.EE15D

E.03 E.EE0E E.5 E.EE45

03 E.3 E.EE043

E.D E.EE25

5 E.55 E.EE205

2 1.EE E.EE3E

3E 1.E2 E.EED32

*+. !aya untuk Memindahkan kearah $ertikal.

!imana % 8) A daya untuk mengangkat kearah $ertikal.

@ A berat bahan *ton"jam+

8 A tinggi pengangkatan *t+

*0+. !aya untuk memindahkan bahan %

!imana % 8) A !aya untuk memindahkan bahan pada ketinggian yangsama.

@ A 7erat bahan *ton"jam+

' A panjang kon$eyor *t+.

!alam menentukan daya motor yang diperlukan untuk kon$eyor sabuk perlu ditambah dengan

untuk menanggulangi riksi pada roler, mekanisme pergerakan dan percepatan bahan pada

permukaan sabuk harus dimasukkan pada keperluan daya keseluruhan untuk kon$eyor sabuk

tersebut. Untuk itu perlu ditambahkan 0E H dalam penentuan keperluan motor penggerak.

0

1EEE

+E12.1.*0x7 7) =

1EE

EE0.E5.E* x90 7)

+=



ontoh %

!engan input data sama dengan contoh sebelumnya, hitung daya yang diperlukan untuk

memindahkan bahan sepanjang jarak horisontal EE t dengan sudut kemiringan 12o.

!ari persamaan 5.1 daya yang diperlukan untuk menggerakkan dalam kondisi kosong %

311(1.51?1.11@3x31),@11=2.13 7

!ari persamaan 5. daya yang diperlukan untuk memindahkan bahan adalah %

3>(1.3; ? 1.11215 x 311),@11 = 1.AB

(inggi kenaikan keatas adalah EE sin 12o A 1E t. !aya yang diperlukan untuk mengangkat

bahan ditentukan dengan persamaan 5.0 %

&ehingga, total daya yang diperlukan adalah %

2.3 ? 3.A> ? 1.AB = ;.>>

>ilai diatas tidak termasuk daya yang diperlukan untuk hambatan karena lubang keluaran

*trippers+ dan pelengkapan lainnya.

#pabila tripper ataupun rotari brusher dipergunakan untuk mengeluarkan bahan dari sabuk maka

diperlukan tambahan daya. Untuk pengeluaran berbentuk rotari memerlukan kira-kira 8) untuk

sabuk kecil sampai dengan 5 8) untuk sabuk 3E inci. !ibawah diberikan keperluan daya untuk

tripper dapat diperoleh dari tabel 0.2.

(abel 0.2 !aya yang diperlukan untuk tripper

'ebar &abuk *inci+ 8)

13 1.E

1.D2

0E .2

03 0.E .E

5 2.E

2 3.E

3E D.E

(% #on8e.or Ulir

Kon$eyor ulir *auger+ merupakan jenis kon$eyor yang dipergunakan pada industri

pertanian untuk penanganan bahan berbentuk curah seperti pakan ternak dan biji-bijian dsb.

Kon$eyor ulir terdiri dari bubungan panjang, dan baja berbentuk heliks yang digerakkan

oleh poros biasanya diberi bantalan pada kedua ujung. Ulir ini dapat diselubungi tabung baja

02

7) x x D2.1EEE

2E12.11E =



berbentuk ulir atau laluan berbentuk U. Ulir yang diselubungi tabung baja konsentris disebut

dengan kon$eyor ulir tertutup. ;ang lebih cocok di bidang pertanian adalah adalah auger

berbentuk U. Kon$eyor ulir berbentuk U biasanya dipergunakan siatnya untuk yang lebih

permanen dan kon$eyor ulir dapat dibuat sangat panjang. 7anyak dipergunakan perpindahan

horisontal atau pada sudut kemiringan yang sangat kecil.Kon$eyor ulir banyak dipergunakan karena sangat sederhana dan tidak begitu mahal.

Kon$eyor jenis ini sangat portabel, ringan dan pada kon$eyor tertutup dapat dipergunakan untuk memindahkan bahan dengan sudut dari Eo sampai dengan 4Eo. Konstruksi sirip pita khusus dapat

dipergunakan untuk penanganan bahan yang lengket. Kon$eyor jenis inipun dapat dilengkapi

dengan peralatan kontrol kecepatan pergerakan bahan dari wadah dalam bentuk curah. 7eberapa

kerugian dari kon$eyor ulir adalah bahwa mereka mempunyai keperluan daya yang tinggi dan

pergerakan bahan relati rendah. )anjang kon$eyor terbatas dan sistem pembersihannya agak

sulit.

Kon$eyor ulir dipergunakan secara terputus atau kontinyu, untuk pakan ternak diperlukan

kecepatan yang seragam, dan pemindahan dan pengangkatannya pada jarak dekat maupun

menengah. &ewaktu dipergunakan untuk pencampuran pedal-pedal khusus dapat dipergunakan

pada poros kon$eyor ulir. Kon$eyor ulir dengan konstruksi pita sirip banyak juga dipergunakan

untuk pencampuran bahan hasil pertanian" pakan ternak.

.. Kon$eyor Ulir (ertutup

!etail kon$eyor ulir standar diberikan pada gambar .1. Kon$eyor terdiri dari ulir berbentuk

heliks, tabung metal dengan beberapa bentuk keluaran pada akhir tabung, sebuah bantalan dan

sistem transmisi sabuk 9.

K=!/ 6#M7#: K/(/:#>6#>

# )itch ulir

7 !iameter tabung kon$eyor bagian dalam

! !iamater ulir bagian luar

d !iamater poros ulir bagian luar

/ )anjang bukaan untuk masukan bahanF )anjang bukaan untuk keluaran

' )anjang eekti pemindahan bahan

6ambar 2 % !etail Kon$eyor Ulir (ertutup(abel .1.

&)/&IFIK#&I K=>9/;=: U'I:

!imnesi *sesuai dengan gambar .1+

03

7

/

d



!iameter Ulir

>ominal # *inci+ 7*inci+ !*inci+ d *inci+ / *t+ F *t+ ' *t+

Kon$eyur Ulir

inci 0.0D2 .E 0.0D E.5 E.2 E.0D2 15.2

Kon$eyor Ulir

3 inci .5D2 2.5D2 2.12 1.E3 E.2 E.2 1.2

7entuk pengeluaran pada bagian ujung terdapat sebuah bantalan dan &abuk-9. Untuk kon$eyor

portabel pendek biasanya tidak mempergunakan bantalan pada lubang masukan ataupun lobang

keluaran. 7iasanya berbentuk ulir yang menjulur dan diberi plat logam *hopper+ untuk

mengarahkan bahan kedalam tabung ulir . )enjuluran ulir ini disebut exposed intake dan

diletakkan sebagai B/C pada gambar .1. )engaruh panjang terhadap kapasitas pemasukkan akan

didiskusikan kemudian. )itch ulir merupakan jarak horisontal dari suatu titik diatas sebuah

pengangkatan ke suatu titik yang sama pada pengangkatan sebelumnya. 8al ini jarak teoritisdimana bahan didalam ulir akan bergerak kedepan untuk satu putaran penuh auger. Ini dinyatakan

B#C dan B!C pada gambar .1.&etengah pitch ulir standar *dimana # sebesar setengah !+ dipergunakan sebagai alat

pengukur dibawah hopper masukan. 8al ini membatasi atau mengurangi besarnya pergerakanmasukan kedalam ulir auger standar untuk menghindari kelebihan beban atau penyumbatan.

&etengah ptirch ulir standar mungkin dipergunakan untuk sudut inclinasi lebih besar dari E

derajat. !ua kali atau tiga kali pengangkatan dapat memindahan bahan yang menyumbat dan

dapat pula mengontrol laju pemasukan. )emotong dan sirip dipergunakan untuk bahan basah

maupun lengket.

F#K(=:-F#K(=: ;#>6 M/M)/>6#:U8I K#)#&I(#&

#da beberapa aktor yang mempengaruhi kon$eyor ulir tertutup. 8al ini dapat diringkas

kedalam dua hal utama % kondisi design dan operasi. Faktor-aktor design seperti diameter auger,diamater poros, pitch auger, sela, panjang auger, bentuk dan ukuran masukan, pembukaan

masukan akan mempengaruhi kapasitas kerja auger ulir.

Kondisi operasi seperti sudut inklinasi, kecepatan auger, kadar air bahan dan karakteristik aliran bahan akan mempengaruhi kapasitas kon$eyor ulir.

Faktor ini, merupakan nilai signiikan mempengaruhi kapasitas yang dapat dikontrol oleh

design ataupun operasi. dan didiskusikan sebagai berikut %

1. !iameter ulir. ika aktor lain sama, semakin besar diameter semakin besar kapasitasnya.. &ela (clearance+. Kon$eyor ulir biji-bijian memerlukansela yang cukup antara !lighting dan

rumah ( housing ) untuk menghindari kerusakan biji-bijian. !iperlukan sela .2 kali dari

diameter biji-bijian yang dipindahkan. Kelebihan sela akan mengurangi kapasitasnya

sebanding pula peningkatan sudut kemiringan kon$eyor akan mengurangi kapasitas.

BAB +III

0D



ME!IN DAN PE$ALATAN PEN*"LAHAN HA!IL PE$TANIAN

Mesin dan peralatan pengolahan hasil pertanian"pangan merupakan mesin dan peralatan

untuk mengolah hasil pertanian atau pangan menjadi produk yang siap diolah atau produk yang

siap dikonsumsi.#dapun mesin" peralatan yang dipergunakan untuk mengolah hasil pertanian meliputi

mesin dan peralatan disini akan diberikan sebagian yakni mesin dan peralatan untuk %

1. )enggilingan *misal untuk penepungan cabe, merica, tanaman obat-obatan+.

. )embersihan, separasi dan sortasi *misal untuk membersihkan dan pemisahan buah-buahan+.

0. )engeringan *misal untuk pengeringan cabe, dodol nangka, tanaman obat-obatan+.

. )endinginan" pembekuan *misal untuk pendinginan buah-buahan dan sayur-sayuran+.

a% Mesin dan Peralatan Penggiling

(eori penggilingan dan eek rubber roll. (eori dasar ini diperlukan untuk dapat mendesain dan

studi mekanik sistem penggilingan bahan hasil pertanian. 7iji hasil pertanian *seperti biji-bijian

untuk obat-obatan, biji-bijian dari tanaman bunga untuk diambil minyaknya+ maka perlu

mempelajari mekanika dalam sistem penggilingan tersebut.

:ol dengan kecepatan rotasi yang tinggi yang ditempatkan pada bantalan akan bersinggungan dengan dudukan bantalan putar dapat digambarkan sepanjang garis M> dan

kemudian menekan rol lebih dekat ke rol lain.

7ahan hasil pertanian ditangkap dan digesek sepanjang garis M> tersebut dan kemudian

ditekan oleh dua permukaan rol karet tersebut. #da enomena yang dapat diambil dari proses penggilingan itu %

• &ela *clearance+ antara dua permukaan tersebut L rata-rata diameter bahan hasil pertanian.

• 7agian luar *kulit+ bahan hasil pertanian adalah yang pertama kali yang ditekan.

• 7agian luar *kulit+ yang mendapat gesekan dari rol yang mempunyai kecepatan keliling lebih

tinggi.

• bagian lain dari kulit terkompresi bahan hasil pertanian dan mempunyai kecepatan yang lebih

rendah dan ini yang menimbulkan gaya pemecah.

7ahan hasil pertanian dengan ketebalan *b+ *6ambar 1E+ terbawa masuk kedalam rol pada titik #

dan titik #1. 7ahan hasil pertanian"pangan kemudian terjadi aksi oleh rol sampai wilayah pinggir

kerja *working area+.

sehingga,

!imana %

r A jari-jari rol *mm,t+

d A diameter rol *mm,t+

c A &ela *clearance+ antara dua rol *mm+

b A Ukuran bahan hasil pertanian *mm+.

05

-

-cos 1 +r

cr

+

+

=α

+d cd arc

+

+= cos.1α



)erbedaan antara ketebalan bahan hasil pertanian yang masuk ke ruang penggiling dan

ruang untuk keluar dari penggiling merupakan dua kali kulit bahan hasil pertanian,dan tidak lebih

dari E.2 mm *ketebalan kulit bahan hasil pertanian misal antara E.12 s"d E. mm+.

)anjang keseluruhan Gone penggilingan dari titik bahan hasil pertanian yang ditangkap

oleh rol ke titik dimana bahan hasil pertanian tidak lebih besar dari kontak rol yang berhubungandengan panjang arc keliling.

!imana C l h A )anjang Gone penggilingan.

l h tergantung pada diameter rol d dan ketebalan b dari bahan hasil

pertanian yang diproses dan jarak linear antara pusat dan rol o1.

c A &ela diantara dua rol.

l h meningkat dengan pertambahan diameter rol.

ika mengasumsikan bahwa perpindahan bahan hasil pertanian melalui Gone penggilingan

l h dengan kecepatan rol lebih cepat sebanding dengan $ , periode pengolahan menjadi %

&elama periode yang sama rol yang lebih rendah dengan kecepatan keliling $ s yang

bergerk dengan lintasan a sebanding dengan

l h - l ad

dimana l ad A perbedaan antara lintasan percepatan rol dan perlambatan

rol.

persamaan 1 sama dengan persamaan maka

Untuk penggilingan biji-bijian hasil pertanian kecepatan keliling dari permukaan rol yang cepat

adalah %

v ! A 12 1D.2 m"det

v s A 1.2 12 m"det

!engan peningkatan kecepatan keliling akan meningkatkan keluaran penggilingan tetapiakan mendorong mempercepat permukaan karet pada rol atau akan mempengaruhi $ibrasi yang

pada akhirnya berpengaruh pada keakuratan jarak antara dua rol.

- $ $s A kurang dari .2 m"det, kalau tidak akan mengurangi eisiensi penggilingan.

- ika diameter dari rol yang cepat berkurang dibanding dengan rol yang lambat yang

disebabkan permukaan yang lebih tinggi, kecepatan keliling berkurang dan meningkatkan

kerusakan penggilingan.

04

+d

cd arc

d h

+

+Π= cos..

03E

..-

!

h

v

l t =

s

ad h

vt

−

=

s

ad h

!

h

vv

−=

! ad ! h sh vvv ... −=

s

s ! h

ad v

vv +* −

=



- )ermukaan karet dipertimbangkan dan dengan pengurangan diameter rol , kapasitas akan

menjadi turun. #lasan utama penurunan kapasitas adalah berkurangnya kecepatan relati

antara rol dan bahan hasil pertanian.

b% Mesin dan Peralatan Pembersih' !e-arasi dan *rading%

hung *1440+ mendeinisikan beberapa istilah yang berkaitan dengan proses pembersihandan sortasi hasil pertanian" pangan.

)embersihan dapat diartikan sebagai usaha pembuangan kotoran atau bahan asing dari produk

pertanian.

&eparasi % )emisahan antara dua atau lebih dari satu raksi hasil pertanian" pangan.

6rading % )emisahan produk berdasarkan klasiikasi standar mutu.

ampuran awal % #liran campuran bebas yang masuk ke separator yang

dibagi kedalam komponen-komponennya.

Fraksi % satu campuran yang diperoleh dari hasil proses pemisahan.

E

Documents

Mesin Dan Alat1