DESAIN PROTOTIPE MESIN TIPE SILINDER BEROTASI UNTUK PRODUKSI MALTODEKSTRIN BERBAHAN BAKU TAPIOKA DENGAN METODE HIDROLISIS KERING
Oleh YUSUF ANDRIANA F34103022
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
YUSUF ANDRIANA. F34103022. Desain Prototipe Mesin Tipe Silinder Berotasi Untuk Produksi Maltodekstrin Berbahan Baku Tapioka dengan Metode Hidrolisis Kering. Di bawah bimbingan : Khaswar Syamsu dan Ade Iskandar. 2008 RINGKASAN Maltodekstrin merupakan salah satu jenis pati termodifikasi yang digunakan dalam berbagai industri di Indonesia. Penggunaan maltodekstrin didasarkan pada nilai dextrose equivalent (DE) produk tersebut. Maltodekstrin dengan nilai DE tertentu digunakan untuk kepentingan tertentu pula. Sampai saat ini kebutuhan maltodekstrin nasional sebagian besar masih dipenuhi dari impor. Di sisi lain produksi singkong nasional yang cukup tinggi, menjadikan sumber pati ini sangat potensial untuk dikembangkan menjadi maltodekstrin dalam skala besar. Untuk menuju arah itu, keberadaan mesin pengolah pati singkong (tapioka) menjadi maltodesktrin adalah sangat penting. Maltodekstrin dapat diproduksi dengan memodifikasi pati singkong. Terdapat berbagai cara untuk memodifikasi pati, namun yang sering dipakai adalah hidrolisis. Hidrolisis dengan enzim kurang cocok dikembangkan di Indonesia karena harga enzim yang mahal dan harus diimpor. Hidrolisis asam cara basah membutuhkan banyak air dalam produksinya sedangkan hidrolisis asam cara kering membutuhkan sedikit air. Dilihat dari banyaknya air yang digunakan, biaya produksi maltodekstrin dengan cara basah lebih tinggi jika dibandingkan dengan cara kering. Namun demikian, hidrolisis kering mempunyai kelemahan yaitu homogenitas pencampuran pati-HCl tidak sehomogen hidrolisis basah. Untuk mengatasi kelemahan tersebut mesin yang mampu mencampur pati-HCl dengan homogenitas yang lebih baik sangat diperlukan. Tujuan penelitian ini yaitu : (1). Merancang prototipe mesin untuk produksi maltodekstrin berbahan baku tapioka, (2). mengetahui kemampuan prototipe mesin yang dirancang dalam memproduksi maltodekstrin dengan melihat kisaran nilai dextrose equivalent (DE) produk yang dihasilkan, (3). membuat persamaan matematis sederhana untuk menghasilkan nilai DE tertentu pada maltodekstrin yang diproduksi, dan (4). mengetahui karakteristik mutu beberapa maltodekstrin yang diproduksi Penelitian dilakukan dalam tiga tahap, yaitu tahap pembuatan prototipe mesin, tahap pembuatan produk, dan tahap analisis produk. Tahap pembuatan prototipe mesin dilakukan dengan menyeleksi alternatif solusi desain yang diperoleh berdasarkan analisis komparatif. Kemudian satu solusi desain ini dikembangkan secara mendetail dan dilakukan analisis teknis untuk pembuatan prototipe mesin. Pembuatan dan analisis produk dilakukan dengan menentukan kondisi operasi prototipe mesin yang ditentukan melalui penelitian pendahuluan. Kemudian dilakukan uji coba produksi dengan menggunakan kondisi operasi yang telah ditetapkan menggunakan tiga faktor percobaan yaitu waktu hidrolisis (0,30,45,60,75,90,105,120 menit), konsentrasi HCl (0,0 N, 0,1 N, 0,2 N, 0,3 N, dan 0,4 N) dan volume HCl (1000 ml, 1500 ml, 2000 ml, 2500 ml) dengan dua kali ulangan.
Nilai DE dihitung untuk setiap sampel dan dibuat persamaan matematis dengan eliminasi bertahap pada taraf dari faktor percobaan tertentu. Taraf dari faktor percobaan terpilih diplotkan untuk mengetahui hubungannya dengan nilai DE produk yang dihasilkan sehingga didapatkan pesamaan matematis. Persamaan matematis ini digunakan untuk memproduksi maltodekstrrin dan dilihat penyimpangan nilai DE dari nilai DE yang diinginkan. Dilakukan analisis karakteristik mutu untuk mengetahui mutu maltodekstrin yang dihasilkan dan hasil analisis karakteristik mutu ini dibandingkan dengan mutu maltodekstrin pada standar nasional indonesia. Dari tahap pembuatan prototipe mesin, dipilih desain silinder berotasi yang dilengkapi dengan sirip pengaduk, pemanas dan penyemprot larutan HCl. Prototipe mesin ini kemudian dibuat berdasarkan perancangan secara mendetail menggunakan file Computer Aided Design (CAD). Setelah itu ditentukan kondisi operasi prototipe mesin. Dari penentuan kondisi operasi didapatkan kondisi operasi yaitu suhu 60 oC dan kecepatan putar bejana 50 rpm. Sudut semprot nosel yang digunakan adalah 10 o dengan penyemprotan dilakukan secara langsung. Setelah dilakukan uji coba produksi diperoleh rentang nilai DE yaitu pada nilai 1,27 % sampai 13,73 %. Dari eliminasi bertahap yang dilakukan untuk menentukan persamaan matematis, didapatkan persamaan matematis untuk mendapatkan nilai DE tertentu adalah : DE (%) = - 0,001496 (Waktu(menit))2 + 0,2795 (Waktu (menit)) + 0,082 Penyimpangan terhadap nilai DE maltodekstrin yang dihasilkan berdasarkan persamaan matematis tersebut adalah sebesar 0,636 sampai 1,088 untuk produksi maltodekstrin dengan perkiraan nilai 10 sampai 12. Berdasarkan analisis mutu beberapa sampel maltodekstrin, diketahui bahwa hampir semua sampel memenuhi Standar Nasional Indonesia (1992 dan 1989).
YUSUF ANDRIANA. F34103022. Machine Prototype Design of Rotated Cylinder Type for Tapioca Based Maltodextrin Production Using Dry Hydrolysis Method. Supervised by : Khaswar Syamsu and Ade Iskandar. 2008. SUMMARY Maltodextrin is one of modified starch which is used in many kind industry in Indonesia. The use of maltodextrin is based on dextrose equivalent (DE) of maltodextrin itself. Maltodextrin with specified DE value is used for specified purpose. To the present time, national need for maltodextrin is mostly fulfilled by import. On the other side national cassava production which is quite high, makes this starch source very potential to converted into maltodextrin in a big scale. To achieve it, the existence of maltodextrin producing machine is very important. Maltodextrin can be produced by modifying cassava starch. There are many ways to modify starch, but one that often used is hydrolysis. Hydrolysis by enzyme is not suited to develop in Indonesia because of the expensive enzyme price and it must be imported. Wet acid hydrolysis method requires lots of water while dry hydrolysis requires less water. Viewed from the use of water, the maltodextrin production cost of wet method is more expensive than dry method. However, dry hydrolysis method has a weakness that the mixing of starchHCl is not as homogeneous as wet hydrolysis. To reduce the weakness, a machine that can make starch-HCl mixture more homogeneous is needed. The objective of this research was: (1) To design a machine prototype to produce maltodextrin from tapioca, (2) to find out the designed machine prototype ability in producing maltodextrin by examining the product range value of dextrose equivalent (DE), (3) to formulate a simple mathematic formula to get specified DE value for produced maltodextrin, and (4) to identify the characteristics of quality for several produced maltodextrin. The research was done in three phases, that is machine prototype constructing phase, maltodextrin producing phase, and product analyzing phase. The machine prototype constructing phase was done by selecting design solution alternatives which obtained by comparative analysis. And then the chosen design solution was developed in detail and technical analysis to construct machine prototype was done. The producing and analyzing product was done by determining the operation condition of machine prototype which constructed in previous research with the operation condition estimation gained from literature. And then production trial were done by using decided operation condition with three experiment factors which were hydrolysis time (0,30,45,60,75,90,105,120,135,and 150 minutes), HCl concentration (0,0 N, 0,2 N, 0,3 N) and 0,4 N) and HCl volume (1000 ml, 1500 ml, 2000 ml, and 2500 ml) with twice repetition. DE value were calculated for every sample and formulated into mathematic formula using staged elimination on level from specified factor. Then the level from chosen factor was plotted to determine the correlation with DE so the mathematic formula could be obtained. The mathematic formula was used to produce
maltodextrin and examined the deviation from estimated DE value. After that quality characterization from several samples were done to find out the quality of produced maltodextrin and compared with maltodextrin quality in Standar Nasional Indonesia. From constructing machine prototype phase, design of rotated cylinder with stirring blade, heater and HCl liquid sprayer was chosen. This machine prototype was constructed based on detailed design using file Computer Aided Design (CAD). After that the operation condition of machine prototype was determined. From the determination of operation condition, it was obtained an optimum operation condition which were temperature of 60°C and cylinder rotation speed of 50 rpm. The angle of nozzle sprayer used was 10° with direct injection. After the production trial were done the range value of DE was obtained which was 1,27% to 13,37%. From staged elimination which was done to determine the mathematic formula, it was obtained a mathematic formula to get specified DE value as follows: DE (%) = - 0,001496 (Waktu(minute))2 + 0,2795 (Waktu (minute)) + 0,082 The deviation of produced maltodextrin DE value from the estimation by mathematic formula was 0,636 to 1,088 for maltodextrin production with DE value 10 to 12. Based on the quality analysis of several maltodextrin sample, it was found that almost every sample met Standar Nasional Indonesia (1992 and 1998).
DESAIN PROTOTIPE MESIN TIPE SILINDER BEROTASI UNTUK PRODUKSI MALTODEKSTRIN BERBAHAN BAKU TAPIOKA DENGAN METODE HIDROLISIS KERING
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh YUSUF ANDRIANA F34103022
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN DESAIN PROPTOTIPE MESIN TIPE SILINDER BEROTASI UNTUK PRODUKSI MALTODEKSTRIN BERBAHAN BAKU TAPIOKA DENGAN METODE HIDROLISIS KERING
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh YUSUF ANDRIANA F34103022 Dilahirkan pada tanggal 15 September 1984 Di Grobogan Tanggal Lulus : 30 Januari 2008 Menyetujui, Bogor, 30 Januari 2008
Dr. Ir. Khaswar Syamsu, M.Sc.St Dosen Pembibing I
Ir. Ade Iskandar, M.Si Dosen Pembibing II
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan senguh-sungguh (urusan) yang lain. Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap” (Q.S. 94 : 6-8)
Kupersembahkan karya kecil ini untuk Ibu, Ayah, Kakak-kakakku tercinta serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan moral dan material dengan tulus…..
PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “ Desain Prototipe Mesin Tipe Silinder Berotasi untuk Produksi Maltodekstrin Berbahan Baku Tapioka Dengan Metode Hidrolisi Kering ” ini adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, Januari 2008 Yang membuat pernyataan,
YUSUF ANDRIANA F34103022
RIWAYAT HIDUP YUSUF ANDRIANA dilahirkan pada tanggal 15 September 1984 di Purwodadi, Grobogan, Jawa Tengah. Penulis merupakan putra keempat dari empat bersaudara pasangan suami istri Hasan Adiyatna dan Sugiarti. Penulis menempuh pendidikan dasar dan menengah di TK YWKA (Yayasan Wanita Kereta Api) Purwodadi (19891991), SD N XIV Purwodadi (1991-1997), SLTP N I Purwodadi (1997-2000), dan SMU N I Purwodadi (2000-2003). Pada tahun 2003 penulis berkesempatan untuk mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima menjadi mahasiswa di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama masa perkuliahan penulis tercatat sebagai anggota dan pengurus berbagai organisasi antara lain HIMALOGIN (Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri), Koperasi Mahasiswa IPB, dan PERMADI (Perhimpunan Mahasiswa Purwodadi di Bogor). Penulis juga pernah tercatat sebagai asisten praktikum mata kuliah Kimia Dasar untuk mahasiswa TPB (Tingkat Persiapan Bersama) selama dua periode dan asisten praktikum mata kuliah Peralatan Industri Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penulis melaksanakan praktek lapang di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Unit Produksi gula PG. Tasikmadu Karanganyar Jawa Tengah dengan judul “Mempelajari Terknologi Proses Produksi Gula Kristal Putih di PG. Tasikmadu, Karanganyar, Jawa Tengah“. Pada akhir masa studinya penulis melakukan penelitian berjudul “ Desain Prototipe Mesin Tipe Silinder Berotasi Untuk Produksi Maltodekstrin Berbahan Baku Tapioka dengan Metode Hidrolisis Kering ” sebagai salah satu sarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan.
