Just another WordPress.com site

PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Alat dan mesin dalam industri merupakan faktor fisik yang mendukung peningkatan produktivitas kerja dalam industri. Bahan baku mentah yang akan diproses secara industri tentunya perlu melalui beberapa tahapan untuk memenuhi standar ukuran alat atau mesin produksi. Beberapa teknik dan metode dapat dilakukan untuk melakukan perubahan bentuk pada bahan baku. Alat-alat pengecil ukuran ini biasanya dikenal dengan “Size Reduction”. Alat pengecil ukuran ini merupakan unit mesin yang digunakan untuk mengubah ukuran suatu bahan baku supaya lebih mudah dilakukan proses produksi.
Karakteristik suatu bahan baku merupakan substansi utama yang secara garis besar perlu dipertimbangkan dalam menentukan mesin pengecil ukuran yang tepat. Kadar air suatu bahan baku serta kandungan penyusun suatu bahan baku tertentu akan berbeda-beda setiap komoditinya. Sehingga mesin tertentu yang tepat perlu diperhatikan kecocokannya dengan karakter bahan baku yang akan dikecilkan ukurannya. Selain itu aspek penting yang perlu diperhatikan adalah kapasitas mesin dalam mengasilkan rendeman karena hal tersebut menyangkut efektif atau tidaknya mesin pengecilan ukuran bekerja.
Bahan baku dalam proses pengecilan ukuran pada dasarnya dapat dilakukan dengan empat prinsip. Yakni prinsip kompresi, tumbukan, atrisi, serta pemotongan. Keempat prinsip diatas memiliki fungsi dan kegunaan untuk menghasilkan ukuran bahan yang lebih kecil dari ukuran awalnya sehingga proses lanjutan yang lebih kompleks dapat dilakukan. Pada industri pengecilan ukuran akan selalu ditemukan dalam produksi katagori apapun. Karena ukuran awal bahan baku umumnya lebih besar daripada ukuran produknya. Oleh sebab itu alat pengecil ukuran sangat dibutuhkan dalam suatu industri khususnya industri yang berbasis pertanian.

B. Tujuan
Praktikum mesin pengecil ukuran ini bertujuan untuk mahasiswa memahami prinsip pengecilan ukuran pada suatu bahan baku produk. Kemudian mahasiswa dapat memahami kegunaan mesin pengecil ukuran serta dapat menyebutkan contoh aplikasi yang sering ditemukan dalam industri khususnya industri pertanian.

METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
Pada praktikum peralatan industri yang bertajuk size reduction ini memiliki beberapa perbedaan dalam metode pembahasan selama praktikum. Bila dalam praktikum-praktikum sebelumnya praktikan hanya melihat dan mengamati mesin-mesin industri kali ini praktikan melakukan percobaan terhadap fungsi dan kegunaan mesin yang sedang dipelajari. Adapun mesin yang digunakan adalah Neraca massa, Disk Mills, Multi Mills, Hammer Mills, serta Alexanderwerk.
Sedangkan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah singkong (Manihot utilissima) dan kacang dadap. Kedua bahan ini merupakan bahan yang digunakan untuk mesimulasi kerja peralatan industri yang berguna untuk memperkecil ukuran.

HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
(Terlampir)

B. Pembahasan
Size reduction merupakan operasi suatu mesin yang memiliki utilitas untuk memperkecil ukuran. Prinsip operasi ini utamanya sering ditemukan dalam industri-industri khususnya yang membutuhkan ukuran partikel kecil pada produknya. Mesin pengecil ukuran biasanya digunakan untuk bahan-bahan yang berada pada fasa padat. Bahan baku supaya mudah dilakukan pengolahan proses perlu diperkecil ukurannya. Pengecil ukuran menurut Earle (1983) merupakan mesin yang dapat memotong menghancurkan atau mengecilkan ukuran dengan prinsip mekanis.
Pada prinsipnya mesin pengecil ukuran memiliki empat cara kerja yaitu kompresi, tumbukan, gesekan, dan pemotongan. Mesin pengecil ukuran dengan prinsip kompresi memiliki konsep untuk mengecilkan ukuran dimana agregat benda tidak mampu menahan tekanan dari bidang penekan. Sehingga bahan yang dikecilkan ukurannya dengan prinsip ini akan pecah misalnya pada kedondong. Pengecilan ukuran buah kedondong secara konvensional ini menggunakan prinsip kompresi. Bahan yang dikecilkan ukuran dengan prinsip ini biasanya bahan yang memiliki kekerasan tingkat tinggi.
Prinsip selanjutanya adalah tumbukan yang mana dalam prinsip ini pada bahan yang akan dikecilkan ukurannya memperoleh tekanan yang tidak sama antara bidang yang tertumbuk dengan bidang yang tidak tertumbuk. Pada bidang bahan yang terkena tumbukan akan memperoleh tekanan yang besar pada agregatnya sehingga bahan akan hancur pada bagian yang tertumbuk. Sebagai contoh aplikasinya adalah ketika kita menjatuhkan buah apel ke dasar lantai dengan gaya yang besar, maka bagian yang pecah lebih adalah bagian bawah yang bersingungan dengan bidang tumbuk. Alat ini disarankan digunakan untuk bahan yang kasar.
Prinsip ketiga yang sering digunakan untuk membuat pengecil ukuran adalah atrisi atau gesekan. Gaya yang diberikan secara berlawanan terhadap dua bidang bahan akan menyebabkan bahan tergerus dan menjadi bentuk yang lain. Bahan yang dapat dikecilkan ukurannya dengan prinsip ini cuikup beragam karena biasanya mesin dengan prinsip ini dirancang dengan mata paku pada bagian penggeseknya. Sehingga bahan akan tergerus menjadi suatu partikel baru dari bahan yang ukurannya lebih besar sebelumnya atau lebih sederhananya menghasilkan produk dengan ukuran halus.
Prinsip terakhir pada mesin pengecil ukuran yang umum digunakan adalah slicer atau pemotong. Pada prinsip pemotongan ini merupakan prinsip yang paling sering ditemukan dalam industri khususnya industri pengolahan pangan. Mesin dengan prinsip pemotongan ini menggunakan mata pisau yang tajam yang berfungsi memotong ukuran bahan baku sesuai ukuran yang telah di rencanakan.
Pengecilan ukuran pada bahan dalam suatu industri ditujukan untuk beberapa tujuan. Beberapa tujuan tersebut diantaranya untuk mempermudah pencampuran dengan bahan lain, untuk membantu proses ekstraksi, untuk memperluas luas permukaan, dan secara spesifik membuat bahan menjadi ukuran yang diinginkan dalam suatu produksi (Brennan et al, 1974).
Menurut Mc Cabe et al (1985) mesin pengecil ukuran dklasifikasikan menjadi beberapa kelompok. Ada yang terkelompok dalam crussher, grinder, ultrafine grinder, serta cutting machines. Mesin yang dikelompokkan dalam crushers adalah jaw crussher, gyratory crushers,dan crushing rolls.Sedangkan mesin yang dikelomppokan dalam grinder diantaranya hammer mills, rolling-compression mills, atrition mills, dan tumbling mills.
Aplikasi mesin yang paling sering ditemukan dalam banyak industri adalah jaw crusher, mesin ini biasanya digunakan untuk industri tambang, gula tebu, tandan sawit, serta dalam industri konstruksi. Mesin jaw crusher ini merupakan mesin yang mengaplikasikan prinsip kompresi dimana alat ini bisa digunakan untuk memperkecil ukuran bahan yang memiliki karakteristik keras sekalipun bebatuan sedimen. Operasi mesin ini bisa digunakan untuk umpan bahan dengan ukuran pada kisaran 100-1000 mm dan menghasilkan produk dengan ukuran 25-100 mm. Rasio pengecilan yang dapat dilakukan alat ini hanya berada pada level 8 kali.

Gambar 1. Jaw crusher

Peralatan industri lainnya yang sering digunakan untuk mengecilkan ukuran pada bahan adalah crushing rolls. Peralatan ini biasanya digunakan untuk mengecilkan ukuran pada bahan-bahan yang memiliki karakteristik sangat keras seperti bebatuan. Denngan menggunakan peralatan ini desain ukuran bahan dapat ditentukan ukurannya. Peralatan ini sudah sering digunakan sejak dahulu dengan cara yang tradisional. Perawatan untuk mesin ini tergolong sangat mudah dibandingkan mesin pengecil ukuran yang lainnya.

Gambar 2. Crushing rolls

Pada praktikum kali ini dilihat dan diamati beberapa contoh dari peralatan size reduction yaitu multi mill, disk mill, hammer mil dan Alexanderwerk. Keempat peralatan tersebut sudah banyak digunakan dalam beberapa industri khususnya industri pertanian dalam prosesnya mengecilkan ukuran bahan. Peralatan tersebut memiliki perbedaan pada prinsip kerjanya, jenis bahan yang dikecilkan, keperluan energi dan kapasitas dari mesin tersebut.
Multi mill adalah mesin yang banyak digunakan untuk granulasi basah dan kering yang pada dasarnya bahan yang ingin dikecilkan memiliki serat, alat ini banyak digunakan pada industri farmasi, kosmetik, keramik, produk pangan, pertanian, plastik, dan resin industri (Anonim, 2005). Alat ini bekerja dengan motor listrik yang dihubungkan dengan gear dan dapat bekerja dengan bolak-balik, bolak-balik di sini adalah keuntungan tersendiri dari multi mill yang dibuat memiliki dua sisi mill yang berbeda. Satu sisi untuk proses impact dan sisi lain untuk proses cutting.
Pengaturan perputaran pada multi mill ini menggunakan cam starter yang berfungsi membolak-balik arah tegangan yang diberikan untuk mesin tersebut. Menurut Anonim (2005), mesin ini memiliki putaran rotor sekitar 750-3000 rpm, dengan tegangan untuk motor listrik 440v dan kapasitas 50-200 kg/jam. Alat ini bekerja menghancurkan bahan yang dimasukkan dari atas ke dalam tabung yang dipasangi mill untuk size reduction dan bahan yang sudah dihancurkan melewati lapisan (screen) yang pada praktikum kali ini berukuran sekitar 30 mesh.
Peralatan lainnya yang diamati adalah disk mill, mesin ini digunakan dalam pembuatan tepung dari bahan-bahan pertanian seperti beras, kedelai, cabe kering, kopi, jagung dan juga bahan-bahan herbal untuk pengobatan. Alat ini bekerja menggunakan dua mill yang mempunyai prinsip crushing yang dilakukan oleh mill tersebut dengan satunya berputar dan mill satuya statis. Mill yang berbentuk disk di dalam tabung ini memilki tonjolan yang berfungsi sebagai crusher bahan-bahan yang ingin dikecilkan, dan bahan tersebut akan melewati screen yang diberikan mengelilingi tabung tersebut.
Mesin ini menggunakan tenaga dari motor listrik yang dihubungkan dengan as roda dan gear langsung pada mill yang bergerak. Screen pada mesin ini memiliki mesh yang berukuran sekitar 60-100 mesh, yang artinya mesin ini memiliki hasil yang berukuran lebih kecil daripada multi mill, meskipun kalau dilihat langsung pada multi mill mesh yang diberikan dapat diganti sesuai keinginan. Perbedaan yang terlihat jelas pada disk mill adalah mesin ini menghancurkan bahan-bahan yang biasanya bersifat kering serta hanya dapat melakukan crushing.
Hammer mill yang pada penggunaannya lebih kearah penghancuran bahan agregat menjadi bahan yang lebih kecil, mesin ini seperti di atas banyak digunakan pada industri-industri pertanian pembuatan pulp, kertas, hingga penghancuran batu. Alat ini bekerja menggunakan tenaga dari motor bakar yang dihubungkan dengan rotor berkecepatan tinggi yang memutar palu-palu di sepanjang lintasannya. Bahan yang masuk akan terpukul oleh palu-palu yang berputar serta bertumbukan dengan dinding hammer mill.
Mill yang digunakan pada mesin ini berprinsip sebagai impact sehingga bentuknya tidak tipis, serta mill yang dipasang lebih longgar atau tidak statis karena terkadang bahan yang ingin dikecilkan ukurannya tidak mudah dihancurkan. Bahan yang sudah melewati tabung yang berisi mill yang berputar juga disaring melewati screen yang pada mesin ini kira-kira 20-30 mesh dan artinya hasil yang didapat dari mesin ini lebih kasar daripada kedua mesin yang sudah dibahas sebelumnya. Ada alasan tersendiri juga mengapa pada hammer mill menggunakan motor bakar, karena mesin ini dikhususkan untuk bahan-bahan yang padat, bahan berserat, bahan yang agak lengket, serta digunakan untk industri bessar yang mana membutuhkan pemakaian energi lebih besar daripada kedua mesin mill lainnya.
Peralatan lain untuk pengecilan ukuran dapat juga ditemukan yang menggunakan prinsip cutting, pada praktikum kali ini diamati alat Alexanderwerk. Mesin ini menggunakan motor listrik yang berkekuatan 1 hp, dan dihubungkan dengan as yang memutar silinder yang dipasangi blade (pisau). Blade yang dipasangi dapat diatur untuk ketebalan hasil yang diinginkan pada Alexanderwerk ketebalan yang didapat dari 0,5-5 mm. Semakin cepat perputaran silinder yang dihasilkan maka semakin cepat dan banyak bahan yang didapat untuk hasilnya. Untuk kelebihan lainnya yang didapat dari alat jenis ini adalah pisau ini dapat diganti untuk keperluan lain seperti potongan yang berbentuk(bulat, bergerigi, gelombang dan lain-lain), serta untuk parutan, juga pencampuran bahan.
Kelebihan alat ini juga pada penggunaan energi yang fleksibel, yaitu rotor untuk tabung pemotong dapat dilepas dan jika harus bisa dipasangkan pada motor bakar. Alat ini dapat digunakan juga sebagai penggiling dan pengiris hal tersebut dimungkinkan sesuai silinder yang kita gunakan. Tetapi alat ini memiliki kekurangan pada proses yang dilakukan relatif lebih lama karena bahan yang dikecilkan ukurannya harus dimasukkan satu persatu, serta kecepatan hasil yang didapat tergantung dari kecepatan rotornya serta bahan yang dapat dikecilkan menggunakan alat ini hanya terbatas pada bahan yang tidak memiliki lignoselulosa. Pada alat yang diamati diketahui bahwa alat tersebut masih menggunakan tenaga manual untuk dapat beroperasi, yaitu pemasukan bahannya menggunakan tenaga manusia tidak seperti mesin lain yang sudah menggunakan auto.
Setiap peralatan di atas memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, pada multi mill keuntungan yang bisa didapat adalah karena bahan yang bisa dikecilkan ukuran menggunakan alat ini lebih fleksibel dan banyak, karena dapat di atur untuk bahan yang sangat padat ataupun bahan yang hanya ingin dipotong-potong saja, dari segi bahan alat ini dapat langsung digunakan untuk bahan-bahan yang masih basah. Tetapi alat ini memiliki keterbatasan pada kapasitasnya, serta jika dibandingkan ukuran dan kapasitas mesin pemakaian energi untuk multi mill terlalu besar yaitu hingga 3 hp.
Untuk disk mill kelebihan yang dapat dilihat adalah ukuran pengecilannya paling kecil diantara ketiga mesin tersebut, yaitu hingga 100 mesh, serta konsumsi energinya lebih sedikit. Juga bahan yang dihancurkan langsung dapat diambil artinya prosesnya lebih cepat dan jika bahan yang masih berukuran besar kembali lagi pada putaran mill hingga menjadi kecil. Sedangkan kekurangannya adalah untuk mesin yang berkapasitas kecil ini harganya dipasaran tergolong lebih mahal, serta adanya resiko kerusakan, yaitu jika pada as rotor terdapat selisih pergerakan akan terjadi tubrukan antara rotor mill dan statornya.
Pada hammer mill kelebihan mesin ini dapat digunakan untuk bahan yang sangat padat bahkan batu, serta rasio pengecilan yang dihasilkan dari mesin ini hingga 400 kali dari bahan asalnya. Proses operasi mesin tersebut berlangsung cepat dan hasil yang didapat sangat halus serta dapat melangsungkan proses yang continue. Alat ini memiliki kontruksi yang sederhana, serta tidak mudah rusak walaupun ada benda asing di dalam bahan yang dikecilkan juga pemeliharaanya lebih murah(Wiratakusumah,1992).
Kekurangan dari mesin ini adalah ketika mesin beroperasi sangat bising dan karena menggunakan motor bakar menghasilkan residu, serta biaya pemasangan awalnya relatif lebih besar. Alat ini juga tergolong mahal dan pada awal pengoperasian dibutuhkan tenaga awal yang besar. Walaupun dapat menghasilkan hasil yang kecil tetapi hasil yang didapat biasanya tidak beragam.
Pada praktikum diujicobakan peralatan size reduction multi mill dan Alexanderwerk, bahan untuk multi mill adalah kacang dadap dan Alexanderwerk menggunakan singkong. Dari data yang didapat diperoleh rendemen yang lebih tinggi pada alat Alexanderwerk dibandingkan rendemen pada multi mill. Rendemen singkong didapat 93,1% rendemen yang artinya efektivitas Alexanderwerk lebih tinggi dari multi mill yang hanya menghasilkan 78% rendemen.
Tidak dihasilkannya 100% rendemen pada kedua alat dapat terjadi karena pada prosesnya untuk Alexanderwerk bahan yang dicutting melekat pada sisi pisau dan tabung rotornya. Untuk multi mill bahan yang telah dihaluskan menempel pada tabung meskipun bahan yang digunakan adalah bahan kering, hal ini dapat terjadi karena bahan telah menjadi partikel yang sangat kecil dan paparan debu sehingga dengan mudah melekat pada sisi tabung.

PENUTUP
A. Kesimpulan
Size reduction merupakan suatu operasi yang dilakukan dalam industri pertanian untuk mempermudah proses pengolahan suatu produk. Prinsip mesin pengecil ukuran umumnya hanya ada empat yakni kompresi, atrisi, tumbukan, dan pemotongan. Pada aplikasi pembuatan mesin pengecil ukuran biasanya mengkombinasikan diantara ke-empat prinsip pengecilan ukuran dan hampir tidak ada yang mengkombinasikan empat prinsip tersebut. Mesin yang umum digunakan dalam industri pertanian ungtuk mengecilkan ukuran contohnya jaw crusher pada industri pembuatan gula tebu, tandan sawit, serta konstruksi. Contoh mesin lainnya yang umum digunakan adalah crushing rolls yang biasanya diaplikasikan untuk memperkecil ukuran pada bahan yang memiliki tingkat kekerasan tinggi seperti batu. Oleh karena itu untuk aplikasi mesin ini akan sering ditemukan pada industri konstruksi dan tambang. Mesin yang diamati dalam praktikum ada empat jenis yakni hammer mills, disk mills, multi mills, dan Alexanderwerk. Sedangakan yang digunakan untuk keperluan praktikum hanya dua macam yakni multi mills dan Alexanderwerk. Bahan yang diujikan untuk mengetahui cara kerja mesin adalah kacang dadap pada multi mills, dan singkong pada Alexanderwerk. Diantara kedua percobaan yang dilakukan, rendemen terbesar diperoleh dengan menggunakan Alexanderwerk. Hal ini disebabkan ukuran partikel yang dihasilkan menggunakan multi mills yang cenderung lebih kecil dibandingkan dengan Alexanderwerk. Faktor gravitasi mempengaruhi paparan yang menempel pada mesin. Pada kacang dadap hasilnya cenderung kecil dan bobot partikelnya jelas lebih rendah dibandingkan singkong, sehingga hasilnya mudah terpapar kesamping permukaan penampang mesin dan menyebabkan rendemennya lebih rendah dibandingkan singkong dengan mesin Alexanderwerk.

B. Saran
Supaya memperoleh penjelasan yang lebih pada mesin pengecil ukuran yang sering digunakan dalam industri pertanian sebaiknya percobaan dilakukan untuk semua jenis mesin. Hal ini akan memberikan rangsangan positif terhadap pemahaman mahasiswa akan cara kerja dan prinsip kerja alat pengecil ukuran secara keseluruhan.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Awan Tag

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: