laporan praktikum satuan operasi "teknologi industri pertanian universitas jember" : PENGAYAKAN

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Bahan hasil pertanian memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda-beda. Terkadang bahan hasil pertanian memiliki bentuk dan ukuran yang lebih besar dari pada kebutuhan sehingga ukuran bahan tersebut harus diperkecil sesuai dengan yang dibutuhkan. Kegiatan atau cara yang dilakukan dalam melakukan pengecilan bahan tersebut merupakan teknik pengecilan ukuran bahan hasil pertanian. Proses pengecilan ukuran salah satunya dengan cara ditumbuk atau dihancurkan dan selanjutnya untuk memperoleh partikel atau butiran dengan kriteria tertentu dapat kita lakukan dengan pengayakan. Pengayakan umumnya dilakukan pada bahan yang kering atau memiliki kadar air sedikit. Hal ini biasanya terjadi pada bahan hasil pertanian berupa biji-bijian.

Pengayakan merupakan suatu teknik pemisahan bahan padat berdasarkan pada ukuran partikelnya. Pada proses pengayakan zat padat itu dijatuhkan atau dilemparkan ke permukaan pengayak. Dengan pengayakan ini, akan didapatkan campuran butiran yang mempunyai ukuran tertentu yang sangat berguna dalam membantu proses pengolahan berikutnya atau supaya diperoleh suatu bentuk komersial yang diinginkan. Pada proses pengayakan, bahan dibagi menjadi bahan kasar yang tertinggal di bagian atas, dan bahan yang lebih halus yang lolos melalui ayakan (aliran bawah). Bahan yang tertinggal hanyalah partikel yang lebih besar daripada lubang ayakan. Sedangkan bahan yang lolos, berukuran lebih kecil dari lubang ayakan tersebut.

Proses pengayakan menggunakan alat yang biasa disebut ayakan yang umumnya memiliki ukuran tertentu untuk menghasilkan bubuk partikel dengan ukuran tertentu pula yang biasa disebut mesh.

Pada praktikum kali ini digunakan ayakan Tyler dengan berbagai ukuran. Diharapkan praktikan dapat memahami proses pengayakan menggunakan ayakan Tyler, dapat menghitung nilai FM (Fineless Modulus), diameter rata-rata partikel, yang dihasilkan serta dapat menerapkannya dalam bidang teknologi industri pertanian.

1.2  Tujuan

Tujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah:

1.      Untuk mengetahui Fineless Modulus

2.      Untuk mengetahui rata-rata diameter

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Pengayakan

Menurut (Fellows, 1990) pengayakan adalah suatu unit operasi dimana suatu campuran dari berbagai jenis ukuran partikel padat dipisahkan kedalam dua atau lebih bagian-bagian kecil dengan cara melewatkannya di atas screen (ayakan). Atau dengan kata lain pengayakan adalah suatu proses pemisahan bahan berdasarkan ukuran lubang kawat yang terdapat pada ayakan, bahan yang lebih kecil dari ukuran mesh/lubang akan masuk, sedangkan yang berukuran besar akan tertahan pada permukaan kawat ayakan. Setiap fraksi tersebut menjadi lebih seragam dalam ukurannya dibandingkan campuran aslinya. Screen adalah suatu permukaan yang terdiri dari sejumlah lubang-lubang yang berukuran sama. Permukaan tersebuat dapat berbentuk bidang datar (horizontal atau miring), atau dapat juga berbentuk silinder. Screen yang berbentuk datar yang mempunyai kapasitas kecil disebut juga ayakan/pengayak (sieve).

Ayakan berfungsi untuk menyaring bahan dari hasil penggilingan. Standar mutu lolos ayakan adalah 1000 mesh. Mesh adalah jumlah lubang dalam 1 inchi linear. Standar kehalusan tepung adalah 0,09 mm dengan bahan yang digunakan pada ayakan adalah stainless stell. Hasil penggilingan diayak untuk mendapatkan berbagai tingkat kehalusan, yaitu butir halus (>10 mesh), tepung kasar atau bubuk (< 40 mesh), tepung agak halus (65-80 mesh), dan tepung halus (>100 mesh)(Fellows,1990).

Mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam satu inci persegi (square inch), sementara jika dinyatakan dalam mm maka angka yang ditunjukkan merupakan besar material yang diayak. Proses pengayakan pada pembuatan tepung sangat penting, karena menentukan ukuran partikel tepung yang dihasilkan. Pengayakan merupakan suatu metode pemisahan berbagai campuran partikel padat sehingga didapat ukuran partikel yang seragam serta terbebas dari kontaminan yang memiliki ukuran yang berbeda dengan menggunakan alat pengayakan (Ailani, 2014).

Tujuan dari proses pengayakan adalah: (1) mempersiapkan produk umpan (feed) yang ukurannya sesuai untuk beberapa proses berikutnya. (2) mencegah masuknya mineral yang tidak sempurna dalam permukaan (primary crushing) atau oversize ke dalam proses pengolahan berikutnya sehingga dapat dilakukan kembali proses permukaan tahap berikutnya. (3) untuk meningkatkan spesifikasi suatu material sebagai produk akhir. (4) mencegah masuknya undersize ke permukaan. Pengayakan biasaya dilakukan dalam keadaan kering untuk material kasar dapat optimal sampai dengan ukuran 10 inchi/ 10 mesh. Sedangkan pengayakan dalam keadaan basah biasanya untuk material yang halus mulai dari ukuran 20 in sampai dengan ukuran 35 inchi (Brown,1950).

2.2 Faktor Yang Mempengaruhi Pengayakan

Menurut Bidangan (2014)  faktor- faktor  yang  mempengaruhi  kecepatan material untuk menerobos ukuran ayakan adalah:

1.  Ukuran bahan ayakan : Semakin  besar  diameter  lubang  bukaan  akan semakin banyak material yang lolos.

2.  Ukuran relatif : partikel material yang mempunyai diameter yang sama dengan  panjangnya  akan  memiliki  kecepatan dan  kesempatan  masuk  yang  berbeda  bila posisinya berbeda,  yaitu  yang satu  melintang dan lainnya membujur.

3.  Pantulan dari material pada  waktu  material  jatuh  ke  ayakan  maka material  akan  membentur  kisi-kisi  screen sehingga akan terpental ke atas dan jatuh pada posisi yang tidak teratur.

4.  Kandungan  air  yang  banyak  akan  sangat membantu  tapi  bila  hanya  sedikit  akan menyumbat ayakan

5. Waktu atau lama pengayakan.Biasanya pengayakan dilakukan selama 5 menit. Pengayakan yang terlalu lama dapat membuat sampel jadi pecah karena saling bertumbukan satu dengan yang lain, sehingga bisa lolos melalui mesh selanjutnya. Jika kurang dari lima menit, biasanya proses pengayakan akan kurang sempurna.

6. Massa sampel. Jika sampel terlalu banyak maka sampel sulit terayak. Jika sampel sedikit maka akan lebih mudah untuk turun dan terayak.

7. Intensitas getaran. Semakin tinggi intensitas getaran maka akan semakin banyak terjadi tumbukan antar partikel yang menyebabkan terkikisnya partikel. Dengan demikian partikel tidak terayak dengan ukuran tertentu.

2.3 Bahan yang Digunakan

2.3.1 Jagung

Biji jagung merupakan jenis serealia dengan ukuran biji terbesar dengan berat rata-rata 250-300 mg. biji jagung memiliki bentuk tipis dan bulat melebar yang merupakan hasil pembentukan dari pertumbuhan biji jagung. Biji jagung diklasifikasikan sebagai kariopsis. Hal ini disebabkan biji jagung memiliki struktur embrio yang sempurna. Serta nutrisi yang dibutuhkan oleh calon individu baru untuk pertumbuhan dan perkembangan menjadi tanaman jagung (Johnson, 1991).

Biji jagung kaya akan karbohidrat. Sebagian besar berada pada endospermium. Karbohidrat dalam bentuk pati umumnya berupa campuran amilosa dan amilopektin. Pada jagung ketan, sebagian besar atau seluruh patinya merupakan amilopektin. Perbedaan ini tidak banyak berpengaruh pada kandungan gizi, tetapi lebih berarti dalam pengolahan sebagai bahan pangan. Jagung manis diketahui mengandung amilopektin lebih rendah tetapi mengalami peningkatan fitoglikogen dan sukrosa. Untuk ukuran yang sama, meski jagung mempunyai kandungan karbohidrat yang lebih rendah, namum mempunyai kandungan protein yang lebih banyak (Tjitrosoepomo, 1991).

Untuk mengetahui komposisi kimia pada bagian biji jagung dapat dilihat pada tabel 1(Inglett, 1987)

Tabel 1. Komposisi Kimia Pada Bagian Biji Jagung Berdasarkan Bobot Kering.

Komponen	Biji Utuh	Endosperma	Lembaga	Kulit Ari	Tip Cap
Protein (%)	3,7	8,0	18,4	3,7	9,1
Lemak (%)	1,0	0,8	33,2	1,0	3,8
Serat kasar (%)	86,7	2,7	8,8	86,7	-
Abu (%)	0,8	0,3	10,15	0,8	1,6
Pati (%)	71,3	87,6	8,3	7,3	5,3
Gula (%)	0,34	0,62	10,8	0,34	1,6

(Inglett, 1987)

BAB 3 METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

1. Mesin Pengayak ( 60 dan 70 mesh)

2. Penggaris

3. Jangka Sorong

4. Neraca digital

5. Baskom

3.1.2 Bahan

1. Serbuk Jagung

3.2 Skema Kerja dan Fungsi Perlakuan

3.2.1 Skema Kerja

3.2.2 Fungsi Perlakuan

Pada praktikum pengayakan, digunakan 2 macam pengayak yang memiliki ukuran 60 mesh dan 70 mesh. Bahan yang digunakan adalah serbuk jagung. Perlakuan yang pertama kali dilakukan adalah menimbang serbuk jagung menggunakan neraca digital sebanyak 2000 gram, berat ini digunakan sebagai berat awal atau berat sampel total. Kemudian serbuk jagung dimasukkan ke dalam mesin pengayak yang memiliki ukuran 60 mesh dan 70 mesh. Setelah semua serbuk jagung terayak, masing-masing sampel yang tertahan di pengayak 60 mesh dan 70 mesh di timbang menggunakan neraca digital. Berat yang didapatkan digunakan sebagai berat bahan yang tertahan.  Perlakuan yang terakhir adalah perhitungan FM (Fineless Modulus), diameter rata-rata partikel dan luas permukaan partikel

BAB 4 HASIL PENGAMATAN DAN HASIL PERHITUNGAN

Tabel 1. Hasil Pengamatan

Ukuran Ayakan	Masa sampel total (g)	Massa bahan yang tertahan (g)
60 mesh	2000	942
70 mesh		988
80 mesh		-

Tabel 2. Hasil Perhitungan

Ukuran Ayakan	% Komulatif tertahan	Fineless modulus	Diameter rata-rata partikel
60 mesh	47,1 %	0,965	8 x 10-3
70 mesh	49,4 %
80 mesh	-

BAB 5 PEMBAHASAN

Dari praktikum pengayakan, praktikan diminta untuk menghitung nilai FM (Fineless Modulus), diameter rata-rata partikel, dan luas permukaan partikel. Pengayakan yang digunakan pada praktikum ini memiliki ukuran 60 mesh dan 70 mesh. Serbuk jagung dipilih sebagai bahan dalam proses pengayakan. Untuk menghitung Fineless Modulus,  menggunakan rumus:

Persen kumulatif tertahan = Massa kumulatif tertahan  x 100

                                                Massa sampel total

FM                      = ∑ persen kumulatif tertahan

                                                100

Untuk menghitung diameter rata-rata partikel, menggunakan rumus:

            D = 0,0041 (2)^FM

            Bahan yang digunakan atau serbuk jagung ditimbang terlebih dahulu untuk mendapatkan berat awal, dan didapatkan hasil sebesar 2000 gr. Setelah pengayakan dilakukan, massa bahan yang tertahan (oversize) pada ayakan berukuran 60 mesh sebesar 942 gram. Sedangkan massa bahan yang tertahan (oversize) pada ayakan berukuran 70 mesh sebesar 988 gram dan proses pengayakan dihentikan. Dari data tersebut dapat digunakan untuk menghitung Fineless Modulus (FM) dari bahan, dan didapatkan hasil sebesar 0,965. Dengan menggunakan hasil perhitungan dari Fineless Modulus (FM) dari bahan, dapat digunakan untuk menghitung diameter rata-rata partikel dan didapatkan hasil sebesar 8 x 10^-3.

Menurut Mc Cabe, W. L. (1990) bahwa dalam melakukan analisis, seperangkat ayakan standart disusun secara berderet dalam suatu tumpukan, dimana ayakan dengan anyaman paling rapat ditempatkan paling bawah dan anyaman paling besar ditempatkan paling atas. Sampel yang dianalisis dimasukkan ke dalam ayakan paling atas dan pengayak diguncang secara mekanis selama beberapa waktu tertentu. Partikel yang tertahan pada setiap ayakan dikumpulkan dan ditimbang. Massa pada setiap totokan itu dikonversikan menjadi fraksi massa atau persen massa  dari contoh keseluruhan.

Dan dari data yang diperoleh menunjukkan bahwa berat bahan setelah proses pengayakan dengan berat bahan sebelum diayak atau berat bahan awal tidak sama. Hal ini diduga disebabkan oleh ayakan tidak berfungsi dengan semestinya, sehingga harus dibantu dengan menggunakan tangan sehingga ada bahan yang terjatuh tanpa sepengatuhan praktikan, menempel pada tangan praktikan serta tertinggal dalam ayakan. Urutan ukuran ayakan yang digunakan memiliki kesamaan dengan literatur yaitu ayakan dengan anyaman paling rapat ditempatkan paling bawah dan anyaman paling besar ditempatkan paling atas. Hasil dari proses pengayakan dapat diukur  derajat kehalusannya  (Fineless Modulus) yang menunjukkan keseragaman hasil giling atau penyebaran fraksi halus dan kasar dalam hasil giling. Derajat kehalusan adalah jumlah berat fraksi yang tertahan pada setiap saringan dibagi 100. FM (Fineless Modulus) juga dapat digunakan untuk menghitung diameter rata-rata partikel. Diameter rata-rata partikel adalah  perkalian antara 2 pangkat fineless modulus dengan 0,0041.

BAB 6 PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan dari praktikum yang kami lakukan didapatkan kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengayakan merupakan suatu proses pemisahan bahan berdasarkan ukuran lubang kawat yang terdapat pada ayakan, bahan yang lebih kecil dari ukuran mesh/lubang akan masuk, sedangkan yang berukuran besar akan tertahan pada permukaan kawat ayakan. Tujuan pengayakan adalah menseragamkan ukuran suatu campuran.

2. Hasil dari proses pengayakan dapat diukur  derajat kehalusannya  (Fineless Modulus) yang menunjukkan keseragaman hasil giling atau penyebaran fraksi halus dan kasar dalam hasil giling.

Rumus derajat kehalusan  (Fineless Modulus) yaitu :

FM                      = ∑ persen kumulatif tertahan

                                                100

FM (Fineless Modulus) juga dapat digunakan untuk menghitung diameter rata-rata partikel hasil pengayakan. Untuk menghitung diameter rata-rata partikel, menggunakan rumus:

            D = 0,0041 (2)^FM

6.2 Saran

Sebaiknya sebelum dilakukan praktikum, asisten laboraturium mencoba terlebih dahulu mesin ayakan yang akan digunakan agar mengurangi resiko kegagalan praktikum.