PENERAPAN ADSORPSI DAN MODIFIKASI MIXER UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PRODUK INDUSTRI KECIL KECAP

PENERAPAN ADSORPSI DAN MODIFIKASI MIXER UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PRODUK INDUSTRI KECIL KECAP Sri Wahyuni1) dan Rusiyanto 1)

Prodi Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang, E-mail: [email protected]

ABSTRACT: UD Sri Muria Tama that produced sweet soy sauce have some problems that must be solved. Team want to help to give solutions. The aim of the activities is to: (1) Applying adsorption technology to raw materials molasses using natural zeolite and activated charcoal to improve the quality molasses and the quality of soy products, (2) Applying modifications mixer which uses electricity to replace the manual mixer so that the efficiency of cooking sauce better, (3) Improving condition of soy sauce cook stove by repair the design by adding air holes around the stove for better circulation. Based on the activities can be concluded that there are an increase in efficiency in the process of cooking sauce. Another outcome is the increasing quality and flavor of soy products especially soy sauce from molasses raw materials. The latter is an increase in the efficiency of the cooking process by using electric mixer. ABSTRAK: UD Sri Muria Tama yang memproduksi kecap memiliki beberapa permasalahan yang perlu diatasi. Tim bermaksud membantu memberikan solusinya. Kegiatan ini bertujuan untuk: (1) Menerapkan teknologi adsorpsi terhadap bahan baku tetes menggunakan zeolit alam dan arang aktif untuk memperbaiki kualitas tetes dan kualitas produk kecap, (2) Menerapkan modifikasi mixer yang menggunakan listrik untuk mengganti pengaduk manual, (3) Memperbaiki kondisi tungku pemasak kecap dengan jalan memperbaiki desainnya yaitu menambah lubang udara di sekeliling tungku agar sirkulasi udara lebih baik. Berdasarkan hasil kegiatan ini dapat disimpulkan bahwa terjadi peningkatan efisiensi pada proses pemasakan kecap di industri kecil mitra setelah tungku pemasak diperbaiki. Hasil lainnya adalah meningkatnya kualitas dan citarasa produk kecap terutama yang menggunakan bahan baku tetes setelah bahan baku tetes diberi perlakuan adsorpsi memakai zeolit alam dan arang aktif. Yang terakhir adalah adanya peningkatan efisiensi waktu pemasakan setelah pengaduk manual diganti dengan mixer listrik. Kata kunci: adsorpsi, zeolit alam, modifikasi mixer, kualitas produk

PENDAHULUAN UD Sri Muria Tama berdiri sejak tahun 1980 merupakan salah satu industri kecil skala rumah tangga binaan Dinas Perindustrian dan Perdagangan Kabupaten Jepara yang memproduksi kecap manis. Berdasarkan penjelasan dari pemilik, produk kecap manis yang dihasilkannya cukup laris di pasaran, hal ini terbukti selama kurun waktu 1980 sampai dengan saat ini belum pernah berhenti berproduksi dan produknya selalu diserap oleh konsumen di pasar ataupun tempat penjualan yang lain. Salah satu bentuk bahan tambahan makanan yang memiliki ciri khas dan bernuansa tradisional adalah produk kecap. Bahan baku yang digunakan oleh mitra meliputi: Pemanis sebagai bahan baku utama, menggunakan tiga macam pemanis untuk menghasilkan kecap dengan flavor yang berbeda.

Ketiga pemanis tersebut adalah Gula Kelapa, Gula Tumbu, dan Tetes tebu yang merupakan hasil samping produksi gula pasir. Kedua: bumbu-bumbu yaitu kedelai hitam, laos, bawang putih, MSG, jamur tempe, daun salam, sereh, daun jeruk, lengkuas, pokak, dan garam. Produksi yang sudah dijalankan oleh Mitra sudah memenuhi standard pembuatan yang cukup baik. Proses pembuatan kecap yaitu dengan cara fermentasi kedelai yang sudah dibersihkan dan dikupas kulitnya dan dilanjutkan dengan perebusan kedua. Kedelai kemudian dicampur dengan bumbu-bumbu dibiarkan pada suhu ruang selama beberapa hari sampai ditumbuhi kapang. Selama ini beberapa pengrajin sering tidak melakukan penambahan tepung tapioka dalam proses fermentasi. Kedelai yang sudah ditumbuhi kapang tersebut dikeringkan untuk diproses lebih lanjut. Untuk memproduksi sekitar 250 botol

kecap tiap satu kali masak dibutuhkan waktu sedikitnya 4 jam, tidak termasuk waktu untuk fermentasi kedelai dan bumbu bumbu yang dilakukan terpisah. Waktu 4 jam ini adalah untuk penyiapan bahan baku pemanis (gula kelapa/gula tumbu/gula tetes), pembersihan botol, pengolahan sampai dengan pengemasan. Dalam satu hari produksi, biaya yang dikeluarkan adalah, Rp 1.325.000,-. Harga jual kecap rata rata per botol Rp 3500, satu hari dapat menjual produk rata rata 480 botol, sehingga dalam satu hari memperoleh pemasukan sebesar Rp 1.680.000,-. Selisih antara pengeluaran dengan pendapatan sebesar Rp355.000,- (bruto) Kapasitas produksi ini masih bisa ditingkatkan tetapi juga perlu diperhitungkan daya serap pasar apalagi sampai saat ini ada beberapa industri kecil yang juga memproduksi kecap. Berdasarkan analisis situasi yang telah dilakukan, ada beberapa permasalahan yang teridentifikasi yaitu: pertama, proses pemasakan bahan gula pada produksi kecap masih kurang efisien karena membutuhkan waktu lama sekitar 4 jam. Kedua, pengaduk larutan gula yang digunakan masih harus digerakkan secara manual, yaitu tenaga pengaduk langsung menggerakkan tongkat dengan tangan dan berdiri di atas bagian pinggir dari tungku agar dapat menjangkau larutan secara merata, sehingga hal ini tidak praktis dan melelahkan. Ketiga, bahan baku gula tetes walaupun harganya relatif murah namun mengandung rasa pahit dan berbau alkohol, karena tetes merupakan hasil samping produk gula di pabrik gula tebu. Walaupun komposisi kimia dari tetes itu sendiri cukup baik yaitu sebagian besar komposisinya adalah gula sederhana, dan sedikit mineral. Dari permasalahan yang teridentifikasi, maka tujuan yang ingin dicapai dalam kegiatan ini adalah untuk: pertama, memperbaiki Tungku dengan memperbaiki desain dan menambahkan lubang udara, serta menerapkan mixer listrik untuk mengaduk larutan gula dalam dandang kepada mitra untuk meningkatkan efisiensi (mempercepat waktu produksi, menghemat tenaga dan bahan bakar); kedua, menerapkan suatu proses adsorpsi terhadap bahan baku gula tetes menggunakan adsorben zeolit-arang aktif untuk memperbaiki kualitas bahan baku tetes agar kecap yang dihasilkan tidak terdapat rasa pahit dan berbau alkohol. METODE Dalam kegiatan ini khalayak sasaran se-

cara umum adalah pengusaha industri kecil kecap di wilayah sekitar Welahan, Pecangaan, Jepara. Pada kegiatan ini tim telah menjalin kerjasama dengan salah satu pengusaha industri kecil kecap yaitu UD. Sri Muria Tama, di Pecangaan Jepara. Berdasarkan keadaan tersebut, maka industri kecil mitra perlu ditingkatkan efisiensi produksinya dan kualitas produknya. Tim akan mencoba mengatasi masalah tersebut berdasarkan pendapat Anshar (2004) yang menyatakan bahwa percepatan waktu pembakaran, penghematan penggunaan bahan bakar, peningkatan kualitas dan kapasitas produksi dapat dilakukan dengan jalan mengeliminasi energi yang terbuang dalam sistem yaitu dengan dengan cara isolasi sistem untuk memperbaiki efisiensi proses. Merujuk kepada pendapat tersebut, maka langkah-langkah yang dilakukan mula-mula adalah memperbaiki tungku. Perubahan dilakukan dengan menambahkan lubang udara pada sisi-sisi tungku dengan tujuan memperbaiki sirkulasi udara. Bahan untuk tungku tetap dari tanah liat karena pertimbangan tertentu yaitu, pemasakan kecap hanya memerlukan temperatur yang sedang-sedang karena larutan kecap yang manis sangat mudah membentuk buih apabila suhu terlalu panas dan akan cepat mengalami kegosongan sehingga rasa kecap menjadi tidak enak. Setelah memperbaiki tungku tindakan selanjutnya adalah memperbaiki alat pengaduk. Pengaduk kayu diganti dengan pengaduk bertenaga listrik (mixer). Mixer dirancang menggunakan bahan stainless steel (baja tahan karat) yang didesain berbentuk baling-baling dan dilengkapi dengan motor penggerak yang digerakkan dengan tenaga listrik. Tim bekerja sama dengan ahli perancangan alat di bengkel Teknik Mesin Fakultas Teknik UNNES. Motor penggerak dilengkapi dengan reduser karena mixer cukup digerakkan secara perlahan dengan putaran rendah supara pemanasan pada larutan kecap berlangsung merata dan pembentukan buih dapat dihindarkan. Langkah selanjutnya adalah menerapkan teknologi adsorpsi terhadap bahan baku gula tetes, yaitu mengolah gula tetes dengan zeolit yang dicampur carbon aktif untuk mereduksi bau tidak enak dari tetes dan mereduksi rasa pahit yang terdapat pada tetes. Zeolit dan arang aktif digerus sehingga diperoleh butiran yang cukup kecil kira-kira seukuran butiran pasir.

Gula tetes dicampur dengan zeolit dan arang aktif kemudian dipanaskan sambil diaduk selama kurang lebih 30 menit. Setelah itu campuran disaring dan gula tetes didinginkan terlebih dahulu agar sisa-sisa zeolit dan arang aktif yang belum terpisah dapat mengendap. Selanjutnya gula tetes siap untuk dimasak dengan bumbu kedelai sampai menjadi kecap. Berikut ini contoh zeolit alam dan arang aktif yang dipergunakan untuk proses adsorpsi gula tetes. Zeolit alam dan arang aktif harus digerus terlebih dahulu sampai halus sebelum dipakai untuk proses adsorpsi pada gula tetes.

ku yang telah diperbaiki tersebut untuk memasak kecap. Proses pemasakan dengan tungku yang sudah diperbaiki sekitar 2-2,5 jamJadi apabila dalam satu hari mitra melakukan 2 x proses memasak, maka waktu yang bisa dihemat adalah sekitar 3-4 jam.

Motor

Kabel penghubung arus listrik

penggerak

(mixer)

1 50 80

c Pengaduk m Spiral

c m

Diameter

60

cm

Lubang Udara 40

18 0

c c12 m m c Gambar 3.mDesain Tungku dan Mixer

Gambar. 1 Zeolit Gambar. 2 Arang aktif HASIL DAN PEMBAHASAN Pertama-tama tim melakukan kajian untuk memperbaiki desain tungku yang disesuaikan dengan kebutuhan mitra supaya hasilnya sesuai yang diharapkan. Proses perbaikan tungku langsung ditangani oleh pemilik industri kecil dan berkoordinasi dengan tim pengabdi sebagai fasilitatornya. Setelah melalui serangkaian perbaikan akhirnya diperoleh hasil berupa, yang pertama adalah, mitra memperoleh desain tungku yang lebih baik dari sebelumnya dan telah diujicoba dengan memakai langsung tung-

Hasil kegiatan yang kedua adalah mengganti proses pengadukan kecap yang semula dengan pengaduk manual yang digerakkan oleh tenaga manusia kemudian diganti dengan pengaduk listrik yaitu mixer hasil rancangan tim yang dibuat di bengkel Teknik Mesin UNNES. Produk ini telah diujicoba pada pertengahan agustus dan memberikan hasil yang sesuai dengan harapan. Dengan penggunaan produk ini mitra dapat menghemat pengeluaran untuk membayar tenaga manusia yang semula berkisar 300.000/bulan menjadi hanya sekitar 100.000/ bulan yaitu kisaran ongkos listrik yang harus dibayar. Dalam hal ini tenaga manusia dialihkan ke proses produksi yang lain yaitu misalnya pada proses pembersihan botol-botol kosong, proses pemberian label dan lainnya.

Gambar 4. Tungku Berikut ini gambar mixer yang diletakkan dalam dandang pemasak kecap:

tinggi dan adanya sedikit alkohol yang merupakan hasil fermentasi lanjut dari karbohidrat yang terdapat dalam tetes. Proses adsorpsi terhadap tetes menggunakan zeolit alam. Proses dilanjutkan dengan adsorpsi menggunakan arang aktif, hal ini merupakan teknologi yang diterapkan oleh tim untuk mereduksi kelebihan mineral dan zat organik yang menyebabkan bau alkohol dalam tetes. Dalam pelaksanaan di lapangan hal ini masih perlu dikembangkan dan dicari kondisi optimalnya untuk menyempurnakan hasilnya. Terbuka kesempatan untuk penelitian lebih lanjut agar diperoleh teknologi yang makin sempurna. Dengan penerapan teknologi ini pula penggunaan siklamat ke dalam produk kecapnya walaupun dalam batas ambang sekalipun. Motor yang dipergunakan untuk menggerakkan mixer dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 5. Mixer Hasil kegiatan ketiga adalah diperolehnya peningkatan kualitas dan rasa untuk produk kecap yang menggunakan bahan baku gula tetes. Produk kecap dengan bahan baku ini banyak dipergunakan oleh pengusaha makanan terutama warung makan yang menjual sate atau makanan lain yang dipanggang atau dibakar. Ciri utama kecap yang menggunakan bahan baku tetes adalah rasanya tidak terlalu manis atau rasa manisnya sedang. Kecap dengan karakteristik ini baik dipergunakan untuk memasak makanan yang dipanggang atau dibakar karena dengan kadar kemanisan yang sedang tersebut maka makanan yang dipanggang tidak cepat gosong. Dengan meningkatnya citarasa dan aroma kecap maka harapannya konsumen akan semakin menyukai produk ini. Jadi ada peluang untuk meningkatkan omzet penjualan. Proses adsorpsi terhadap bahan gula tetes ini bertujuan untuk mereduksi komponen komponen yang diduga menimbulkan rasa agak pahit dan bau alkohol dalam produk kecap. Komponen komponen tersebut kemungkinan besar adalah kandungan mineral yang terlalu

Gambar 6. Motor penggerak Putaran pada motor dihubungkan ke mixer dengan rantai seperti tampak pada gambar 7 .

Gambar 7. Rantai yang menghubungkan mixer dengan motor Proses pemasakan bahan baku gula dengan menggunakan dandang konvensional, yang pengadukannya dilakukan oleh tenaga manusia memerlukan waktu sekitar 4 jam dengan kapasitas dandang sekitar 150 liter. dengan bahan

bakar kayu seharga sekitar Rp 10.000,-. Jadi bila dalam sehari memproduksi sekitar 300 liter kecap maka waktu produksinya sekitar 8 jam, biaya untuk kayu yang dibutuhkan sekitar 20 ribu rupiah, untuk tenaga yang menunggui dandang dengan mengaduk, diperlukan upah sekitar Rp 10.000,- perhari (2x memasak). Bila menggunakan dandang yang telah dimodifikasi dengan pengaduk yang dijalankan tenaga listrik, serta tungku yang telah diperbaiki desainnya, maka untuk sehari (2x memasak) diperkirakan hanya memerlukan waktu sekitar 2,5 jam x 2 = 5 jam. Mixer listrik hasil modifikasi memerlukan daya listrik sekitar 200 kWh, dengan ongkos listrik 700 rupiah per kWh maka biaya pemakaian listrik yang harus dibayar sekitar 5xRp 700,- = Rp 3500,-. Jadi untuk satu bulan biaya yang listrik yang harus dibayar adalah: 30xRp 3500,- = Rp 105.000,-. Apabila menggunakan tenaga manusia harus memberikan upah dalam satu bulan sekitar 30x Rp10.000,- = Rp 300.000,-, jadi ada biaya yang dapat dihemat sebesar = Rp 300.000,- – Rp105.000,- = Rp 195.000,-. Adapun untuk kayu dapat dihemat kebutuhannya sebesar: 8 5 [ ] x 20000 = Rp 7500,- per hari, dalam 8 sebulan ongkos kayu yang dapat dihemat sekitar 30xRp 7500,- =Rp 225.000,-. Jadi biaya produksi yang bisa dihemat dalam sebulan adalah Rp 195.000,- + Rp 225.000,- = Rp420.000,-. Jadi selain menghemat waktu, penggunaan mixer listrik dalam dandang kecap telah dimodifikasi ini juga menghemat biaya produksi. Dengan demikian hal ini akan mendorong peningkatan kapasitas produksi dan akan menguntungkan produsen dari sisi ekonomi. Perlakuan adsorpsi terhadap gula tetes sebagai salah satu bahan baku untuk menghasilkan salah satu produk kecap yaitu yang diberi merk cap Raja Udang dapat meningkatkan rasa enak pada produk yang sebelumnya harus memakai siklamat untuk mengatasinya. Penggunaan zeolit alam dan carbon aktif sebagai adsorben di sini relatif murah karena merupakan bahan alami dan jumlah yang diperlukanpun relatif sedikit. Untuk sekitar 100 liter gula tetes hanya diperlukan zeolit sekitar 1 kg saja dengan harga Rp 5.000,- sedang carbon aktif hanya memerlukan sekitar 1 ons dengan harga sekitar Rp 2000,-. Dalam hal ini zeolit maupun carbon aktif dapat dipergunakan sampai beberapa kali (sekitar 3 x pemakaian), dan kemudian perlu diregenerasi untuk mengembalikan kapasitas

adsorpsinya. Keuntungan lain adalah mitra tidak perlu menambahkan pemanis buatan natrium siklamat untuk menyamarkan rasa pahit dari gula tetes, sehingga dari segi kesehatan dan keamanan pangan hal ini sangat dianjurkan. Dalam pengolahan pangan ada tahap tahap yang dianggap sangat penting yang menentukan keamanan produk pangan yang dihasilkan. Tahap-tahap ini dianggap sebagai tahap pengolahan kritis, karena jika tidak dilakukan dengan benar, produk pangan tidak dapat terjamin keamanannya. Salah satu tahap pengolahan yang termasuk tahap kritis adalah tahap penyiapan bahan baku sebelum diolah dalam proses produksi. Dalam proses ini bahan baku perlu dipersiapkan sedemikian terutama untuk bahan baku yang masih mengandung komponen komponen yang dapat memberikan dampak berupa penurunan kualitas rasa (flavor). Proses adsorpsi terhadap bahan gula tetes di sini penting karena dalam proses ini ditujukan untuk mereduksi komponen komponen yang diduga menimbulkan rasa pahit dan bau alkohol dalam produk kecap. Komponen komponen tersebut kemungkinan besar adalah kandungan mineral yang terlalu tinggi dan adanya sedikit alkohol yang merupakan hasil fermentasi lanjut dari karbohidrat yang terdapat dalam tetes. Proses adsorpsi terhadap tetes dengan menggunakan zeolit alam yang dicampur dengan arang aktif merupakan teknologi adsorpsi untuk mereduksi kelebihan mineral dan zat organik yang menyebabkan bau alkohol dalam tetes. Dengan penerapan teknologi ini pula diharapkan mitra tidak perlu lagi menambahkan siklamat ke dalam produk kecapnya walaupun dalam batas ambang sekalipun. Adapun tentang perbaikan tungku tim sudah mendiskusikan hasil pemikiran tersebut kepada mitra dan mitra dapat menerima saran dari tim. Mitra memutuskan untuk mengkoordinasi secara langsung perbaikan tungku supaya dapat dilakukan di lokasi mitra agar dapat disesuaikan dengan tataletak peralatan yang lain yang selama ini sudah berjalan di industri kecap tersebut. Desain alat mixer ini dikerjakan oleh tim di bengkel Teknik Mesin UNNES. Sebelum proses pekerjaan dimulai, tim telah melakukan beberapa proses pekerjaan yang perlu dilakukan, seperti misalnya melakukan pengukuran terhadap ukuran dandang untuk menentukan ukuran mixer, membuat sketsa tata letak dandang untuk menentukan dudukan motor pengaduk yang relatif cukup berat, sekitar 10 kg, dan untuk

mempersiapkan steker yang diperlukan untuk menghubungkan mixer dengan sumber listrik. Kegiatan terakhir adalah melakukan percobaan pendahuluan yaitu melakukan adsorpsi terhadap bahan baku tetes menggunakan adsorben zeolit yang dikombinasi dengan sedikit arang aktif. Fungsi zeolit dalam hal ini adalah menyerap zat-zat organik yang terkandung dalam tetes akibat proses fermentasi di pabrik gula. Zat-zat organik tersebut diantaranya adalah beberapa jenis alkohol dan asam karboksilat yang merupakan produk samping dari fermentasi. Zat-zat organik ini menimbulkan rasa pahit dan menyengat pada tetes sehingga perlu dikurangi keberadaannya dengan cara adsorpsi tadi. Adapun carbon aktif yang ditambahkan berfungsi untuk menyerap warna dan bau, dalam hal ini tujuan utama adalah menghilangkan bau menyengat akibat kandungan zatzat organik. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Dari serangkaian kegiatan yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa industri kecil mitra yang memproduksi kecap telah dapat mengatasi beberapa permasalahan yang me-

nyangkut keberlangsungan kegiatan industrinya. Beberapa hasil kegiatan yang telah terbukti memberikan perbaikan kondisi produksi mitra adalah: diperoleh tungku dengan desain yang lebih baik dari keadaan sebelumnya, kemudian juga dihasilkan pengaduk bertenaga listrik (mixer) yang meringankan pekerjaan pengadukan pada saat pemasakan kecap, hasil yang ketiga adalah peningkatan kualitas dan citarasa kecap “Raja Udang” yang merupakan kecap produk industri kecil mitra yang menggunakan bahan baku gula tetes. Saran Mitra mengharapkan kerjasama akan berlanjut untuk lebih meningkatkan lagi volume produksi kecap agar dapat menjangkau wilayah pemasaran yang lebih luas lagi. Mitra juga sangat mengharapkan adanya bantuan dari tim untuk mewujudkan proyeksi masa depan dari mitra yaitu dapat memproduksi kecap dalam berbagai kemasan dan berbagai ukuran volume. Saran dari tim adalah alangkah baiknya apabila tim dari LP2M Unnes dapat melanjutkan pembinaan ke tingkat yang lebih baik yaitu dapat memfasilitasi industri kecil tersebut untuk dapat memproduksi kecap dalam kemasan plastik yang variasinya lebih beragam.

DAFTAR PUSTAKA Angka. 1992. Evaluasi Mutu dan Pengendalian Mutu Makanan dan Hasil Pertanian. Semarang: Balai Penelitian dan Pengembangan industri.

Subroto, Bambang. 2002. Pengendalian Proses Pengolahan Pangan. Pemprop DI YogyaKarta. BPOM. http://pemdadiy.go.id/berita.

Anshar, M, Firman, Anzharih, Nabi. 2004. Rancang Bangun Tungku Hemat Energi untuk Meningkatkan Kualitas dan Produktivitas Industri Pemba-karan Batu..

Warintek. 1998. Arang Aktif Dari Tempurung Kelapa. Proyek Sistem Informasi Iptek Nasional Guna Menunjang Pembangunan. Jakarta: Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah LIPI.

Sentra Informasi IPTEK., Kecap Kedelai., Teknologi Tepat Guna, Menteri Nega-ra Riset dan Teknologi, TTG Peng-olahan Pangan. http://Simple.wikipedia.org/wiki/Soy_Sauce. diakses 11 Mei 2008.

Wikipedia., Kecap, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia. http://Simple.wikipedia.org/wiki/Soy_Sauce. diakses 11 Mei 2008, 11: 45:42 AM.

RH.Hall., Molasses Composition, http://www. rhhall.ie/bulletins/molasses,diakses 11 Mei 2008.

Wikipedia., Molasses., The Free Encyclopedia. http://www.google.com/wiki/Sugar Cane, diakses 11 Mei 2008.