BAB II LANDASAN TEORI
Pelet Ikan
2.1.
Pelet ikan merupakan pakan ikan yang dicetak dalam bentuk butiran
sebesar pil. Pelet ikan ini terdiri dari suatu material campuran yang terdiri dari berbagai bahan campuran hewani dan nabati yang berfungsi sebagai energi bagi
ikan untuk menjalankan aktivitas hidupnya dan yang terpenting sebagai suplemen
dalam proses pertumbuhannya menjadi besar. Pemberian pelet ikan mempunyai tujuan selain proses pertumbuhan juga sebagai asupan gizi bagi ikan yang akan
menghasilkan panen yang produktif bagi petani. (D4 Akuakultur Akultur Jaringan
: ITB).
Gambar 2.1 Pelet
Ada pun kebutuhan pelet ikan terbagi dua : Tabel 2.1 Kebutuhan nutrisi ikan Kebutuhan protein (%) Benih Ikan 50 Pembesaran ikan 7
Kebutuhan Lemak (%) 8 25 - 30
2.1.1. Kandungan Gizi Pelet a.
Sumber Protein Protein adalah senyawa organik kompleks dengan berat molekul tinggi,
protein merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Protein mengandung molekul karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein sendiri dipengaruhi oleh zat-zat yang terkandung di dalam susunan amino yang ada. (heri, Juli 2008). Protein yang dicerna ikan merupakan zat pengganti jaringan tubuhnya serta merupakan energi yang
II-1
II-2
akan digunakan dalam kehidupannya. Beberapa sumber protein yang
digunakan dalam pembuatan pakan ikan:
1. Tepung darah
2. Tepung kopra
3. Tepung ikan 4. Tepung kepala udang
5. Tepung udang
6. Tepung cumi-cumi
7. Ragi
b.
Sumber Lemak Lemak merupakan senyawa organik yang penting untuk penyusunan
membrane sel pada tanaman, hewan dan mikroba. Lemak merupakan senyawa tidak larut air tetapi dapat larut pada pelarut non polar (bukan air), seperti eter dan alkohol. Fungsi lemak secara umum adalah : 1. Sumber energi metabolisme, adenosine triphosphate (ATP). Lemak memiliki energi kira-kira dua kali lebih tinggi dari energi protein dan karbohidrat. 2. Sumber asam lemak esensial (EFA) yang berperan penting untuk pertumbuhan dan pertahanan. 3. Komponen penting pada membrane sel dan subsel. 4. Sumber steroids yang berperan penting terhadap fungsi biologi seperti pemeliharaan sistem membrane, transport lipid, dan precursor hormon steroids. (heri, Juli 2008) c.
Sumber Karbohidrat Karbohidrat merupakan zat terpenting yang menghasilkan energi untuk
mempertahankan hidup, dengan kandungan energi termurah. Penggunaan karbohidrat untuk menggantikan protein dan lemak sebagai sumber energi, pembakar lemak dan penambah cita rasa. Beberapa bahan baku yang dapat digunakan sebagai sumber karbohidrat yaitu; tepung terigu, tepung tapioka, tepung jagung, tepung beras, sagu, agar-agar. (Sunarno dan Christiyanto manajemen pakan).
II-3
d.
Mikronutrien Mikronutrien merupakan zat gizi yang diperlukan oleh tubuh ikan
dalam jumlah kecil untuk metabolisme, mikronutrien terdiri dari vitamin dan mineral yang tidak dapat dibuat oleh tubuh ikan tetapi dapat diperoleh dari pakan. Perekat sintetik, anti oksida, inhibitor jamur, figmen dan atraktan
merupakan zat lain yang perlu ditambahkan ke dalam formulasi pakan. Penambahan zat tersebut bertujuan untuk menjaga mutu pakan dari kerusakan oleh jamur selama penyimpanan, menjaga stabilitas air pada pakan dan juga membuat ikan lebih atraktif. 2.1.2. Bahan Campuran Pelet
Bahan baku pelet ikan berasal dari hasil pertanian, perikanan, atau yang
lain, baik yang masih terpakai atau sudah berupa limbah. Bahan campuran pelet ikan pada prinsipnya adalah segala sesuatu yang dapat dimakan oleh ikan untuk proses pertumbuhannya. Bahan baku pelet ini perlu dilakukan proses lanjutan untuk meningkatkan kualitas pelet sehingga diperlukan bahan baku yang bermutu dan pengolahan yang baik. a.
Tepung Ikan Tepung ikan adalah ikan atau bagian-bagian ikan yang minyaknya
diambil atau tidak, dikeringkan kemudian digiling. Tepung ikan sebagai bahan baku pelet ikan mempunyai kualitas beragam, tergantung dari jenis ikan yang diolahnya, menurut SNI (1996). Tepung ikan secara umum memiliki kandungan protein 50 – 60% dan kaya akan asam amino esensial terutama lisin dan metionin yang selalu kurang dalam bahan makanan ternak asal nabati. (NRC, 1994 dalam Yuli Retnani 2011). Tabel 2.2 Komposisi nutrisi tepung ikan Komposisi Bahan kering Protein kasar Lemak Serat kasar Ca P Airginin
Jumlah (%) 92 61 10 0,5 1,23 1,63 3,68
II-4
Gylsin Serin
Histidin Isoleusin Leusin Lysin Methinionin Cystin Phenyalalanin Tyrosin Threonin Tryptophan Valin Sumber : NRC (1994)
4,46 2,37 1,42 2,28 4,16 4,51 1,63 0,57 2,21 1,80 2,46 0,49 2,77
Ada pun cara membuat tepung ikan yaitu :
1. Ikan direbus sampai masak, diwadahi karung, lalu diperas. 2. Air perasan ditampung untuk dibuat petis/diambil minyaknya. 3. Ampasnya dikeringkan dan digiling menjadi tepung. b.
Tepung Udang Tepung udang berasal dari udang yang biasanya dari kepala udang sisa
pembersihan udang yang akan di eksport. Pembuatan tepung udang yaitu dengan cara merebus udang kemudian dikeringkan setelah kering dilakukan penggilingan, dari proses penggilingan ini akan dihasilkan tepung yang dapat digunakan dalam proses pencampuran pembuatan pelet ikan. Kandungan nutrisi tepung udang ditampilkan pada tabel 2.3. Tabel 2.3 Kandungan nutrisi tepung udang Kandungan Nutrisi Jumlah (%) Protein 53,74 Lemak 6,65 Karbohidrat 0 Abu 7,72 Serat kasar 14,61 Air 17,28 Sumber : TTG Budidaya Perikanan c.
Limbah ikan Limbah ikan merupakan bahan baku pakan hewani, bahan baku ini
lebih dikenal dipasaran berupa bahan olahan yaitu tepung ikan, namun untuk menekan biaya produksi pembuatan pelet maka digunakan limbah ikan yang
II-5
lebih ekonomis. Limbah ikan dapat diperoleh di tempat pelelangan ikan
maupun di daerah danau. Tabel 2.4 Kandungan nutrisi limbah ikan
Kandungan Nutrisi Jumlah (%) Protein 15 – 24 Lemak 22 Karbohidrat 3 Air 66 – 80 Zat organik lainnya 0.8 – 2 Sumber : kalkulasi protein ikan oleh anne ahira
d.
Dedak Dedak merupakan hasil samping dari pemisahan beras dengan sekam
(kulit gabah) pada gabah yang telah dikeringkan melalui proses pemisahan dengan digiling atau ditumbuk yang dapat digunakan sebagai pakan ternak. Proses pemisahan menjadi dedak ini akan mendapatkan 10 % dedak padi, 50% beras, dan sisanya hasil ikutan, seperti pecahan butiran beras, sekam dan sebagainya, tetapi presentasi ini tergantung dari umur padi yang ditanam. (Yuli Retnani: 2011). Standar nasional Indonesia 1996 mengklasifikasikan mutu dedak padi dalam tiga tingkat mutu yang berdasarkan pada persyaratan mutu standar dedak padi. Tabel 2.5 Spesifikasi mutu dedak padi Komposisi Mutu I Mutu II Air (%) maksimum 12 12 Protein kasar (%) minimum 12 10 Serat kasar (%) maksimum 11 14 Abu (%) maksimum 11 13 Lemak (%) maksimum 15 20 Asam lemak bebas (%) 5 8 terhadap lemak maksimum Ca (%) 0,04 – 0,3 0,04 – 0,3 P (%) 0,16 – 1,6 0,6 – 1,6 Aflatoxin (ppb) maksimum 50 50 Silica (%) maksimum 2 3 Sumber : Standar Nasional Indonesia (1996)
Mutu III 12 8 16 15 20 8 0,04 – 0,3 0,6 – 1,6 50 4
II-6
Tabel 2.6 Kandungan nutrisi dedak padi
Kandungan Nutrisi Jumlah (%) Protein 11,35 Lemak 12,15 Karbohidrat 28,62 Abu 10,50 Serat kasar 24,46 Air 10,15 Sumber : TTG Budidaya Perikanan 2.1.3. Pembuatan Pelet Ikan
Pembuatan pelet ikan terdiri proses penepungan, pencampuran (mixing),
pengaliran uap (conditioning) pencetakan (extruding), dan Pendinginan (cooling).
(Pfost : 1964). Proses penepungan dilakukan dengan cara menggiling bahan baku pakan yang berkuran besar menjadi kecil atau halus, ini dilakukan agar nutrisi pakan per satuan berat dapat terhitung disamping untuk mempermudah proses pencampuran (mixing) bahan baku menjadi sebuah adonan. Proses pencampuran tersebut dilakukan dengan menimbang komposisi bahan baku pakan, sehingga zat yang terkandung di dalam pakan akan sesuai dengan formulasi (merata). Pencampuran dilakukan secara bertahap dari bahan baku pakan yang mempunyai volume terbesar hingga yang terkecil. Pencampuran tesebut biasanya dilakukan secara manual, namun bila bahan baku yang dicampurkan banyak sebaiknya menggunakan mixer, setelah bahan baku tercampur akan dilakukan pencetakan. Pencetakan tersebut dilakukan pada suhu 70 – 80 °C sehingga pakan akan terekat, seteril, mudah dicerna dan memiliki aroma yang tepat untuk ikan. Kelemahan sistem tersebut adalah diperlukannya tambahan air sebanyak 10 –20% ke dalam campuran pakan, sehingga diperlukan pengeringan setelah proses pencetakan tersebut. (Pujaningsih, 2006). 2.1.4. Pengujian Pelet ikan Pengujian pelet ikan dilakukan untuk mengetahui kualitas pelet ikan. Kualitas pelet ikan tergantung pada kandungan gizi, ketahanan bahan baku serta zat pendukung lainnya. Pengujian pelet ikan meliputi pengujian fisik, pengujian kimiawi dan pengujian biologis.
II-7
a.
Pengujian Fisik Pengujian fisik pelet meliputi uji kekerasan, durability dan ketahanan
terhadap benturan. Uji ketahanan benturan pelet (balogopalan, 1988) diukur dengan cara pelet dijatuhkan dari ketinggian 1 meter pada lempengan besi dengan tebal dua mm, sedangkan menurut Thomas dan Van Der Poel (1996),
pengujian kualitas fisik pelet meliputi kekerasan dan durability pelet, sebagai
akibat guncangan yang dialami pelet selama transportasi. Kedua parameter
tersebut dapat dipergunakan untuk mengevaluasi pengaruh formulasi bahan campuran pelet.
1.
Pengujian Kekerasan Pelet Pengujian tingkat kepadatan (kekerasan) dapat dilakukan dengan
memberi beban pada sampel pelet yang akan diuji. Pemberian beban tersebut dapat dilakukan dengan pemberat yang bobotnya berbeda-beda. Pelet yang diuji ditindih dengan beban pemberat paling ringan, jika sampel tidak pecah, maka perlu diulang lagi dengan pemberat yang bobotnya lebih besar. Pengujian kekerasan pelet dilakukan berulangulang sampai pelet pecah saat ditindih dengan pemberat yang memiliki bobot tertentu. Pelet yang baik umumnya memiliki tingkat kekerasan cukup tinggi. Kekerasan biasanya berhubungan dengan tingkat kehalusan bahan penyusunnya, semakin halus bahan penyusun pelet, maka semakin tinggi tingkat kekerasannya. 2.
Pengujian Durabilitas Pelet Pengujian durabillitas pelet dilakukan untuk memperhitungkan
jumlah bagian partikel halus yang terbentuk saat pembuatan pelet dan akan digunakan sebagai
ukuran efisiensi siklus produksi pelet (
Thomas dan Van Der Poel, 1996). Robohom dan Apelt (1986) (dalam Thomas dan Van Der Poel, 1996) (dalam Yuli Retnani, 2011) menemukan kenyataan pada penelitian mereka bahwa kecepatan udara dan diameter pelet mempengaruhi pembentukan partikel halus. Kenaikan kecepatan udara dari 10 – 30 m/detik, akan meningkatkan pembentukan partikel halus sebesar 3,5% pada pneumatic transport pada pelet, dan pelet dengan
II-8
diameter 3 mm lebih tahan terhadap breaking dibandingkan dengan
diameter 6 mm.
Cara pengujian :
1. Sampel pelet sebanyak 500 gram dimasukan ke dalam sebuah
kotak yang dilengkapi alat pemutar, kemudian diputar sepuluh menit dengan kecepatan 50 Rpm.
2. Setelah mendapatkan perlakukan putar kemudian dilakukan
penyaringan. Pelet yang tertinggal disaringan ditimbang dan
dibandingkan dengan berat pelet sebelumnya (pelet awal
sebelum diputar).
3.
Ketahanan Benturan Pelet Ketahanan benturan pelet diukur dengan cara pelet dijatuhkan dari
ketinggian 1 meter pada lempengan besi tebal 2 mm. Pelet dijatuhkan secara bersamaan dengan berat 500 gram, kemudian dilakukan penyaringan dengan menggunakan vibrator ball mill dan dilakukan penimbangan.
b.
Pengujian Kimiawi Pengujian kimiawi dimaksudkan untuk mengetahui kandungan nutrisi
pakan ikan. Kandungan nutrisi pakan ikan diantaranya protein, lemak, karbohidrat, abu, serat kasar, dan kadar air. Pelet yang baik memiliki kadar air maksimal 14%, kandungan abu dan serat kasar maksimal 5%. Sedangkan kandungan protein, lemak, dan karbohidrat tergantung kepada kebutuhan nutrisi ikan/udang yang akan diberi pakan. Pelet ikan sebaiknya mengandung protein lebih dari 25%, lemak 5 – 7% dan karbohidrat antara 18 - 40%. c.
Pengujian Biologis Pengujian biologis dapat dilakukan sesuai dengan tahapan kegiatan
budidaya, yakni :
II-9
1) Pemeliharaan induk, pada fase tersebut ikan diberi pakan yang disebut
2) Pemeliharaan larva, pada fase tersebut ikan diberi pakan yang disebut
pakan larva/benih. 3) Pemeliharaan pembesaran, pada fase tersebut ikan diberi pakan yang disebut pakan pembesaran (pakan ikan).
pakan induk.
2.2.
Motor listrik Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang
mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan rotor. Stator merupakan komponen listrik statis
dan rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Pemilihan motor perlu diperhatikan untuk menghasilkan daya putar yang sesuai dengan daya yang dibutuhkan. Motor listrik yang sering digunakan ada dua macam diantaranya : 1. Motor Altering Current (AC) a. Synchronous b. Induction : Single-Phase, Three-Phase. 2. Motor Direct Current (DC) a. Separately Excited b. Self Excited : Series, Compound, Shunt. 2.2.1. Motor AC Motor AC merupakan motor arus bolak-balik yang dapat membalikan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu dengan mengguakan arus listrik untuk membalikannya. Kelemahan motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekuensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).
II-10
Gambar 2.2 Motor AC
2.2.2. Motor DC
Motor DC merupakan motor arus searah dengan menggunakan arus
langsung yang tidak langsung (direct-unidirectional). Motor DC digunakan pada
penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Gambar 2.3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama. 1. Kutub medan Kutub medan Secara sederhana digambarkan sebagai interaksi dua kutub magnet yang menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan. 2. Dinamo Dinamo berfungsi untuk menggerakkan beban. Dinamo pada motor DC yang kecil berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutubkutub, kutub utara dan selatan. 3. Komutator
Komutator berfungsi untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo dan membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
II-11
Gambar 2.3 Motor DC
Motor DC mempunyai kelebihan berupa pengendali kecepatan, yang tidak
mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan
mengatur:
1. Tegangan
dinamo
meningkatkan
tegangan
dinamo
akan
meningkatkan kecepatan. 2. Arus medan menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun pada umumnya penggunaan dibatasi untuk yang berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Motor DC dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut: Gaya elektromagnetik
: E = KΦN
Torque
: T = KΦIa
Dimana:
E
= Gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt).
Φ
= Fluks medan yang berbanding lurus dengan arus medan.
N
= Kecepatan dalam rpm (putaran per menit).
T
= Torque electromagnetik.
Ia
= Arus dinamo.
K
= Konstanta persamaan.
II-12
Transmisi
2.3.
Transmisi merupakan bagian yang berfungsi untuk merubah kecepatan
putaran dan meneruskan daya motor. Transmisi yang biasa digunakan antara lain; sabuk, rantai, dan roda gigi. Pemilihan transmisi dilakukan berdasarkan jarak, dan ketepatan putaran.
2.3.1. Sabuk Sabuk merupakan transmisi yang sering digunakan apabila jarak yang
dihubungkan relatif jauh. Sabuk yang dapat digunakan diantaranya:
1. Sabuk datar (Flat belt)
Flat belt dapat digunakan pada jarak antar poros yang ralatif jauh (10 m).
2. Sabuk-V (V-belt) V-Belt hanya dapat digunkan pada jarak maksimum 5 m dengan perbandingan putaran maksimum 1 :7. 3. Sabuk bergigi (Toothed belt) Toothed belt digunakan untuk mendapatkan putaran relatif tetap. Tabel 2.7 Keuntugan dan kekurangan V – Belt Keuntungan V-Belt
Kekurangan V-Belt
1. V-belt lebih kompak.
1. Tidak dapat digunakan untuk jarak
2. Slip kecil dibanding flat belt.
poros yang panjang.
3. Operasi lebih tenang.
2. Umur lebih pendek.
4. Mampu meredam kejutan saat start
3. Konstruksi pulley lebih kompleks
5. Putaran poros dapat dalam dua arah
dibanding pulley untuk flat belt.
&
posisi
kedua
poros
dapat
sembarang. Berikut merupakan contoh aplikasi penggunaan V – belt : 1. Penerus daya pada mesin-mesin kecepatan tinggi, seperti kompresor. 2. Kipas radiator mobil. 3. Mesin-mesin pertanian. 4. Mesin-mesin industri. 5. Mesin perkakas. 6. Mesin kertas, mesin tekstil.
II-13
2.3.2. Chain (Rantai)
Rantai merupakan transmisi yang dapat digunakan untuk mentransmisikan
daya dan putaran pada poros dengan jarak antara poros lebih besar dari roda gigi dan lebih pendek dari pada transmisi sabuk. Rantai mengait pada gigi sprocket sehingga menjamin perbandingan putaran yang tetap seperti ditujukan pada
gambar 2.4.
Gambar 2.4 Rantai Rol
Tabel 2.8 Keuntungan dan kelemahan rantai Keuntungan pemakaian rantai
Kelemahan pemakaian rantai
1. Dapat meneruskan daya yang besar 1. Variasi kecepatan 2. Pemasangan mudah
2. Noise & getaran 3. Elongation
2.3.3. Gear box Gear box merupakan komponen mekanika yang mentransmisikan daya dan gerakan diantara sumbunya. Gear box juga dapat mengubah arah putaran dan mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan linier. Fungsi gear box untuk mereduksi kecepatan putaran dari motor pada extruder sehingga putarannya stabil dan tidak terlalu cepat.
Gambar 2.5 Gear box
II-14
2.4.
Kopling Kopling merupakan bagian mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran
dan daya dari poros penggerak (poros input) ke poros yang digerakan (poros output). Kopling dibagi menjadi dua bagian : 1. Kopling Tetap.
Kopling tetap merupakan suatu elemen mesin yang berfungsi
sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak, ke poros yang
digerakkan secara tepat (tanpa slip) dan ke-2 poros ini selalu dalam
keadaan terhubung. Sumbu ke-2 poros tersebut terletak pada satu garis
lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya, berikut ini merupakan macammacam kopling tetap :
a.
Kopling Kaku
b.
Kopling bus
c.
Kopling flens kaku
d.
Kopling flens tempa
e.
Kopling luwes atau fleksibel
f.
Kopling flens luwes
g.
Kopling karet
h.
Kopling gigi
i.
Kopling rantai
2. Kopling Universal Kopling universal digunakan apabila ke-2 buah poros akan membentuk sudut yang cukup besar, contoh : kopling universal hook. 2.5.
Extruder Extruder yaitu suatu alat yang digunakan untuk menekan limbah ikan dan
dedak bergerak menuju piringan penumbuk agar lebih padat ketika di dalam proses penggilingan menjadi pelet ikan. Gaya sentrifugal yang terjadi pada extruder menyebabkan berpindahnya bahan baku pelet ikan karena adanya putaran dari screw press secara rotasi pada barell.
II-15
Gambar 2.6 Screw press
2.6.
Poros Poros merupakan salah satu elemen mesin yang fungsinya untuk
menumpu, meneruskan putaran dan daya.
Macam-macam poros :
1. Spindel. Poros transmisi yang relatif pendek, dimana beban utamanya adalah beban puntir. Contoh : Poros mesin bor. 2. Gandar. Poros (berputar atau tidak berputar) untuk menumpu bagian mesin dan hanya mendapat beban lentur. Contoh : Poros pada kereta gandeng. 3. Poros. Poros transmisi yang menerima beban kombinasi, beban puntir dan lentur secara bersamaan. 2.7.
Perpindahan Kalor
2.7.1. Konduksi Konduksi adalah perpindahan panas yang dihasilkan dari kontak langsung antara permukaan-pemukaan benda. Konduksi terjadi hanya dengan menyentuh atau dengan menghubungkan permukaan-permukaan yang mengandung panas. atom dan elektron dari logam bergetar pada posisi setimbang sebelum permukaan dipanaskan. Atom dan elektron bergetar dengan amplitudo yang makin membesar ketika permukaan dipanaskan.
II-16
Gambar 2.7 Perpindahan panas
Perpindahan panas secara konduksi pada gambar 2.7, bila T1 dan T2 dipertahankan terus besarnya, maka kesetimbangan termal tidak akan tercapai, dan dalam keadaan tunak (steady state), kalor yang mengalir persatuan waktu sebanding dengan luas penampang A, sebanding dengan perbedaan temperatur ΔT dan berbanding terbalik dengan lebar bidang Δx.
Untuk penampang berupa bidang datar :
K adalah konduktivitas termal. Untuk susunan beberapa bahan dengan ketebalan konduktivitas masing-masing
, dan
adalah:
2.7.2. Konveksi Konveksi yaitu perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan partikel. Perpindahannya yang dikarenakan perbedaan kerapatan disebut konveksi alami (natural convection) dan bila didorong, misal dengan fan atau pompa disebut konveksi paksa (forced convection). Besarnya konveksi tergantung pada: 1. Luas permuakaan benda yang bersinggungan dengan fluida (A).
II-17
2. Perbedaan suhu antara permukaan benda dengan fluida (ΔT).
3. Koefisien konveksi (h), yang tergantung pada :
a. Visikositas fluida.
b. Kecepatan fluida.
c. Perbedaan temperatur antara permukaan dan fluida. d. Kapasitas panas fluida.
e. Rapat massa fluida.
f. Bentuk permukaan kontak.
Rumusan konveksi :
2.7.3. Radiasi Radiasi adalah perpindahan panas atas dasar gelombang-gelombang elektromagnetik, khususnya daerah inframerah (700 μm – 100 μm). Gelombang elektromagnetik tersebut berinteraksi dengan materi energi berubah menjadi energi termal. Radiasi termal untuk benda hitam dipancarkan per satuan waktu per satuan luas temperatur T kelvin adalah :
Dimana :
σ : Konstanta Boltzman e : emitansi (0 ≤ e ≤ 1)
2.8.
Pengelasan Pengelasan adalah suatu proses penyambungan plat atau logam menjadi satu
akibat panas dengan atau tanpa tekanan. Pengelasan dilakukan dengan cara logam yang akan disambung dipanaskan terlebih dahulu hinga meleleh, kemudian baru disambung dengan bantuan perekat ( filler ) atau menggunakan elektroda las. Sambungan kuat dan rapat, apabila pengelasan dilakukan pada logam seperti baja, besi tuang, tembaga, alumunium. Sambungan rekat dan solder, kekuatan las sangat tergantung pada pengerjaan, bahan elektroda las dan bentuk sambungan las yang dikerjakan. Kekuatan las tiap elektroda berbeda dengan elektroda lainnya, namun sifat minimumnya dapat dijadikan acuan perhitungan kekuatan las.
II-18
Tegangan geser yang terjadi pada pengelasan :
F
: Beban
A
: Luas Pengelasan
Tegangan geser yang diijinkan :
: yield strength
: safety factor
2.8.1. Las Oxy - Acetyline Las oxy – acetyline merupakan proses pengelasan secara manual, dimana permukaan yang akan disambungkan megalami pemanasan sampai cair oleh nyala gas acetyline, dengan atau tanpa logam pengisi dan tanpa penekanan. 2.8.2. Las Listrik (SMAW) SMAW (Shielded Metal Arc Welding) merupakan suatu proses penyambungan dua keping logam atau lebih, dilakukan pada logam yang sama atau berbeda menjadi suatu sambungan yang tetap (permanen), dengan menggunakan sumber panas listrik dan bahan tambah berupa elektroda terbungkus. Kode elektroda :
E
XXX A
E
: Elektroda las
B
XXX : Kekuatan tarik A
: Posisi pengelasan
B
: Sumber arus, tipe selaput dan daya penembusan
2.8.3. Las GMAW GMAW (Gas Metal Arc Welding) merupakan proses penyambungan dua material logam atau lebih menjadi satu melalui proses pencairan setempat, dengan
II-19
menggunakan elektroda (wire rodfiller metal) yang sama dengan logam dasarnya
(base metal) dan menggunakan gas pelindung (inert gas).
2.8.4. Las GTAW
GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) atau pengelasan busur Wolfram
pelindung gas, yaitu proses pengelasan busur listrik elektroda tidak terumpan,
dengan menggunakan gas mulia sebagai pelindung terhadap udara luar terhadap proses pengelasan. 2.9.
Pengeringan Pengeringan adalah suatu peristiwa perpindahan massa dan energi yang
dalam pemisahan cairan atau kelembaban dari suatu bahan sampai batas terjadi
kandungan air yang ditentukan dengan menggunakan gas sebagai fluida sumber panas dan penerima uap cairan (Sumber: Treybal, 1980). Pengeringan ini memiliki tujuan sebagai sarana pengawetan pakan dan untuk meminimalkan biaya distribusi pakan, karena pakan yang telah dikeringkan akan memiliki berat yang lebih rendah dan ukuran yang lebih kecil. 2.9.1. Macam-Macam Sistem Pengering a. Menggunakan Matahari Proses pengeringan menggunakan matahari ada dua macam yaitu secara langsung dan secara radiasi, namun keduanya sangat tergantung pada cuaca. Pengeringan menggunakan matahari sangat mudah digunakan yaitu dengan cara menjemur secara langsung atau menggunakan reflektor sebagai alat bantu radiasi. Sistem ini biasa digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian seperti buah anggur, kurma dan lain-lain.
Tabel 2.9 Kelebihan dan kekurangan sistem pengering matahari Kelebihan
Kekurangan
Realisasi murah
Terpaku cuaca
Tidak perlu pembelajaran khusus
Pengeringan lambat Terkontaminasi debu
II-20
b. Menggunakan Sistem Vakum
Sistem pengering vakum yaitu dengan cara memvakumkan suatu ruangan
sehingga tidak ada udara yang masuk. Sistem ini tidak akan terjadi kontaminasi udara luar sehingga produk yang dikeringkan relatif bagus, namun pada sistem ini sering terjadi terjadi udara jenuh sehingga produk lama kering atau bahkan
tidak akan pernah kering. Sistem vakum biasanya digunakan untuk mengeringkan cairan, pasta, tepung dan produk dalam bentuk irisan. Tabel 2.10 Kelebihan dan kekurangan sistem vakum
Kelebihan
Kekurangan
Tidak terpaku cuaca
Mahal
Temparatur mudah dikontrol
Sering terjadi udara jenuh
Relatif lebih cepat Tidak terjadi oksidasi selama pengeringan
c.
Menggunakan Sistem Pendingin Prinsip kerja sistem pengeringan dengan pendingin yaitu dengan proses
sublim sehingga air dapat dihilangkan dan kekeringan dapat tercapai. Suhu yang rendah dan pengeringan cepat menyebabkan kerusakan karena pengeringan seperti pencoklatan non enzimatis dapat dihindari. Tabel 2.11 Kelebihan dan kekurangan sistem pendingin Kelebihan
Kekurangan
Tidak terjadi pengerutan produk
Alat mahal
Pengeringan dari beku sampai kadar air > 2%
Cocok untuk produk mahal Perlu pengemasan
d. Menggunakan Sistem Pemanas Pemanasan yang dilakukan pada proses ini dilakukan agar terjadi penguapan pada produk yang dikeringkan. “Temperatur yang digunakan sekitar 80 – 90 °C, pemilihan temperatur itu dimaksudkan agar produk yang dikeringkan merekat serta matang, dan apabila temperatur kurang dari 80 °C maka pelet akan rapuh dan apabila lebih dari 90 °C akan berakibat pecahnya protein dan mudah hancur” (Yuli Retnani : 2011).
II-21
2.9.2. Macam-Macam Alat Pengering a. Tray Dryer Tray dryer atau alat pengering rak yaitu alat pengering yang mempunyai
susunan rak tempat meletakan wadah bahan yang akan dikeringkan. Wadah bahan tersebut dapat terbuat dari anyaman kawat atau bambu (tahan karat). Susunan rak
ini terletak dalam satu kotak, lemari atau pada kamar yang mempunyai pintu dan
pada kamar yang besar dilengkapi dengan jendela-jendela untuk mengatur suhu
serta angin. Lemari atau kamar ini dapat terbuat dari besi, seng, kayu atau pun bambu.
Pemanas Tray dryer menggunakan macam-macam sumber pemanas
seperti listrik, lampu, uap panas, kompor minyak atau gas. Ruangan pengering
Tray dryer sering dilengkapi dengan kipas angin, ini dilakukan untuk mempercepat penguapan dan mencegah terjadinya pengembunan. b.
Tunnel Dryer Tunnel dryer adalah tray dryer yang memanjang berupa terowongan dan
aliran udara panas diatur searah dengan kipas angin. Arah udara panas digantiganti dalam waktu tertentu untuk meratakan pengeringan. Alat ini dapat dirubah menjadi alat yang kontinyu atau semi kontinyu dengan cara menggerakan rak-rak ke suatu arah atau pun menyusun rak-rak pendek beroda. Alat ini banyak dipergunakan untuk pengeringan bahan padat yang mempunyai ukuran seragam, misalanya pada pengeringan karet. c.
Screen Conveyer Dryer Screen conveyer dryer adalah alat pengering yang terbentuk saringan
bersambung seperti rantai sepeda yang berjalan di atas dua pasang roda gigi. Bahan yang akan dikeringkan dimasukan dalam saringan berjalan tersebut dan alat pemanas yang terletak di bagian tengah dari susunan rantai akan mengeringkan produk tersebut. Alat pemanas biasanya merupakan pipa-pipa besi yang dipanaskan dengan uap air atau udara panas dan memiliki panjang 70 – 90 % dari panjang rantai saringan yang berisi produk atau bahan. Bahan yang telah kering akan jatuh pada ujung lainnya dan ditampung dalam suatu wadah. Alat ini biasa digunakan di pabrik teh hitam sebagai alat pengeringnya.
II-22
Rotary Dryer
d.
Rotary dryer adalah alat pengering berbentuk silinder yang bergerak pada
porosnya. Bahan yang akan dikeringkan dimasukan ke dalam silinder tersebut melalui lubang yang terdapat pada salah satu ujungnya dan lubang lainnya untuk proses pengeluaran produk yang sudah kering. Letak poros dari ujung silinder
yang mempunyai lubang masuk bahan lebih tinggi sedikit dari ujung lainnya ini bertujuan untuk memudahkan proses berputar Rotary dryer.
Pemanasan udara dalam silinder dapat dilakukan dengan dua macam cara, dengan memanaskan bagian permukaan luar silinder atau dengan yaitu
mengalirkan uap udara panas melalui pipa besar yang berfungsi sebagai poros.
2.10.
Analisa Ekonomi
2.10.1. Break Event Point (BEP) Break Event Point adalah suatu keadaan dimana dalam operasi perusahaan tidak mendapatkan keuntungan atau kerugian (penghasilan = total biaya). Break Event Point sangat penting untuk melakukan usaha agar tidak mengalami kerugian, ada pun manfaat break event point adalah : 1. Alat perencanaan untuk menghasilkan laba. 2. Memberikan informasi mengenai berbagai tingkat volume penjualan, serta hubungannya dengan kemungkinan memperoleh laba menurut tingkat penjualan yang bersangkutan. 3. Mengevaluasi laba dari perusahaan secara keseluruhan. 4. Menggati sistem laporan yang tebal dengan grafik yang mudah dibaca dan dimengerti. 2.10.2. Net Present Value (NPV) Net Present Value adalah akumulasi nilai sekarang kas masuk dan kas keluar yang dihasilkan oleh investasi. Net Present Value bermanfaat untuk menentukan apakah investasi yang diambil mampu memberikan aliran kas masuk bersih pada investor. Nilai NPV positif mengindikasikan adanya aliran kas masuk bersih (investasi sebaiknya dilakukan), dan nilai NPV negatif mengindikasikan adanya aliran kas keluar bersih (investasi sebaiknya tidak dilakukan).
