Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2015 Makassar,Sulawesi Selatan,5-7 Agustus 2015

Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2015 Makassar,Sulawesi Selatan,5-7 Agustus 2015

AMP-20 DISAIN TUNGKU BIOMASA UNTUK PENGOLAHAN BERAS PRATANAK TERINTEGRASI DENGAN PENGGILINGAN PADI KECIL Rokhani Hasbullah1, Deny Saputro1,Ryan Akbar Prayogi1, Deva Primadia Almada2, Sutrisno Koswara3 dan Memen Surahman4 1

Departemen Teknik Mesin dan Biosistem - Fakultas Teknologi Pertanian –Institut Pertanian Bogor Email: [email protected] 2 Pusat Inkubator Bisnis dan Pengembangan Kewirausahaan (Incubie)–Institut Pertanian Bogor 3 Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan - Fakultas Teknologi Pertanian –Institut Pertanian Bogor 4 Departemen Agonomi dan Hortikultura - Fakultas –Institut Pertanian Bogor ABSTRAK Pengukusan gabah merupakan tahapan penting dalam proses produksi beras pratanak sehingga perlu dirancang tungku biomasa untuk menghasilkan uap yang digunakan dalam proses pengolahan beras pratanak pada penggilingan padi kecil. Tujuan penelitian adalah (1) Merancang tungku biomasa berbahan bakar serbuk gergaji untuk pengukusan gabah, (2) Menguji kinerja mesin pengumpan bahan bakar biomasa, (3) Menguji kinerja tungku biomasa untuk memproduksi uap panas, dan (4) mengkaji pengaruh lama pengukusan terhadap mutu fisik beras pratanak. Rancangan tungku biomasa terdiri dari beberapa bagian, yaitu: pengumpan bahan bakar, tungku dan tangki air yang dilengkapi dengan pengukur suhu dan tekanan, katup pengaman (safety valve), inlet pemasukan air dan outlet pengeluaran uap panas. Bahan bakar yang digunakan adalah serbuk gergaji dan gabah varietas IR64. Berdasarkan hasil pengujian, konsumsi bahan bakar yang dihasilkan sebesar 71.3 kg/jam. Waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan 311.4 kg air mencapai suhu 100o C adalah 53.3 menit dengan nilai efisiensi tungku sebesar 23.8 % dan menghasilkan uap dengan laju 71.8 kg/jam. Tungku biomassa telah dapat digunakan untuk mengolah beras pratanak pada penggilingan padi kecil dengan kapasitas 200 kg selama 30 menit pengukusan. Sebaran suhu gabah rata-rata berkisar antara 95.3±0.2 oC sampai 96.5±0.2 oC. Pengukusan selama 30 menit mampu meningkatkan persentase beras utuh dari 42.2±0.8 % menjadi 92.8±0.6 %. Kata kunci: gabah, beras pratanak, tungku biomasa, pengukusan, penggilingan padi kecil.

PENDAHULUAN Beras (nasi) merupakan makanan pokok bagi hampir seluruh masyarakat Indonesia. Tingkat konsumsi beras perkapita cukup tinggi mencapai 151 kg/kepala/tahun pada tahun 1997-1999 (Childs 2004). Banyaknya nasi yang dikonsumsi setiap hari memiliki pengaruh yang kurang baik bagi kesehatan. Ratarata masyarakat Indonesia lebih menyukai beras yang tidak lembek atau beras dengan kandungan amilosa yang sangat rendah (20 %) namun memiliki indeks glikemik (IG) yang tinggi, yaitu 83 dan 93 (Yokohama 2004). Indeks glikemik adalah skala atau angka yang diberikan pada makanan tertentu berdasarkan seberapa cepat makanan tersebut meningkatkan kadar gula darahnya, skala yg digunakan adalah 0-100. Konsumsi pangan dengan IG tinggi berpotensi menyebabkan terjangkitnya penyakit diabetes. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu proses pascapanen yang dapat menurunkan nilai IG pada beras. Salah satu proses pascapanen tersebut adalah pengolahan beras pratanak (parboiled rice). Beras pratanak adalah beras yang dihasilkan dari gabah yang telah mengalami penanakan parsial (Widowati 2009), dan jika dilihat dari tahapan prosesnya beras pratanak adalah proses perendaman gabah dalam air dan 184 | P a g e


pengukusan dengan uap panas kemudian dikeringkan sebelum digiling (Grist 1975, Tjiptadi dan Nasution 1985, Haryadi 2006). Tujuan dari pengolahan beras pratanak adalah untuk menghindari kehilangan dan kerusakan beras, baik ditinjau dari nilai gizi maupun rendemen yang dihasilkan. Secara umum proses pengolahan beras pratanak terdiri dari tiga bagian, yaitu perendaman, pengukusan, dan pengeringan. Perendaman berfungsi untuk memasukkan air ke dalam ruang inter cellulardarisel-sel pati endosperm, dimana sebagian air tersebut nantinya akan diserap oleh sel-sel pati itu sendiri sampai pada tingkat tertentu dan cukup untuk proses gelatinisasi. Lama perendaman tergantung pada suhu air perendaman yang digunakan. Menurut Wimberly (1983), perendaman pada suhu lingkungan (20-30 oC) memerlukan waktu selama 36-48 jam, namun jika perendaman dilakukan pada suhu 60-65 oC hanya memerlukan waktu selama 2-4 jam. Proses pengukusan dengan uap panas bertujuan untuk melunakkan struktur sel pati endosperm sehingga tekstur granula pati dari endosperm menjadi seperti pasta akibat proses gelatinisasi. Gelatinisasi adalah proses peristiwa perkembangan granula pati sehingga granula pati tersebut tidak dapat kembali pada kondisi semula (Winarno 1992). Menurut Wimberly (1983), pemberian uap panas mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya panas yang tinggi menyebabkan penyebaran suhu relatif merata dan konstan, relatif mudah mengendalikan suhu gabah, waktu pengukusan relatif cepat dan mempunyai tingkat pindah panas yang tinggi. Umumnya uap jenuh yang digunakan untukpengukusan mempunyai tekanan antara 1-5 kg/cm2 pada suhu 100-150 oC selama 20-30 menit untuk tangki ukuran besar. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) Merancang tungku biomasa berbahan bakar serbuk gergaji untuk pengukusan gabah, (2) Menguji kinerja mesin pengumpan bahan bakar biomasa, (3) Menguji kinerja tungku biomasa untuk memproduksi uap panas, dan (4) mengkaji pengaruh lama pengukusan terhadap mutu fisik beras pratanak. BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah serbuk kayu sebagai bahan bakar biomasa dan gabah kering giling varietas IR 64 untuk uji coba pengolahan beras pratanak. Bahan-bahan lain yang digunakan adalah bahanbahan untuk pembuatan tungku yang meluputi batubata, plat esser, blower 1 hp, tangki, pipa galvanis dan air sebagai media pengujian. Alat yang digunakan meliputi komputer/laptop, stopwatch, termokopel, hybrid recorder, timbangan, alat tulis dan peralatan lainnya yang mendukung. Metode Pengujian Kinerja Pengumpan Biomassa Prosedur pengujian pengumpan bahan bakar biomasa dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: 1. Bahan bakar berupa limbah serbuk gergaji dikeringkan di bawah sinar matahari sampai kadar air ± 15%, kemudian diayak dengan ayakan berukuran 5 mm x 5 mm dan ditimbang sebelum dimasukkan ke dalam hopper.

185 | P a g e


2.

Pengumpan bahan bakar biomassa dengan motor bertenaga listrik dihidupkan, penutup hopper dibuka dan dilakukan pengamatan laju aliran masa dari biomasa dengan cara menimbang berat biomasa yang dihembuskan selama satu jam. 3. Pengujian dilakukan pada berbagai bukaan hopper (25 %, 50 % dan 75 %) masing-masing sebanyak 3 kali ulangan untuk mengetahui laju aliran bahan bakar 4. Bahan bakar kayu di dalam tungku dinyalakan sebagai api pemicu sebelum pengumpan bahan bakar dioperasikan. 5. Nyala api diamati pada setiap perlakuan untuk menentukan bukaan hopper yang menghasilkan nyala api yang kontinyu. Pengujian Kinerja Tungku Biomassa 1. Tangki pada tungku diisi air kemudian dicatat volume dan suhunya. 2. Api pemicu dinyalakan di dalam tungku dengan menggunakan bahan bakar kayu dan minyak tanah sebagai pemantik api untuk biomassa 3. Bahan bakar biomassa dialirkan menggunakan pengumpan bahan bakar dengan laju pengumpanan yang menghasilkan nyala api kontinyu dan dicatat laju aliran masa dari biomasa yang digunakan. 4. Keran uap dibuka setelah air mencapai suhu 100oC dan proses pembakaran dilanjutkan selama proses pengukusan berlangsung. 5. Beberapa parameter pengamatan meliputi suhu lingkungan, suhu dinding tungku, suhu air, suhu uap di dalam tangki, suhu pada cerobong asap, jumlah air yang digunakan (kg), konsumsi bahan bakar (kg), jumlah uap (kg), dan kecepatan angin (m/s). Pengolahan Beras Pratanak Pengujian pengolahan beras pratanak dilakukan dengan menggunakan gabah varietas IR64 dengan tahapan sebagai berikut: 1. Gabah kering giling (GKG) dibersihkan dari jerami, kotoran dan gabah hampa kemudian direndam dalam air panas pada suhu sekitar 60-65oC selama 4-6 jam.Kadar air gabah kering giling adalah 14±1.4 %. Kadar air yang didapat setelah proses perendaman adalah 30.1±0.1 %. 2. Gabah yang telah direndam kemudian dilakukan pengukusan selama 20 dan 30 menit serta kontrol (tanpa proses pratanak). Proses pengukusan dilakukan dengan mengalirkan uap panas dari tungku biomasa ke tangki pengukusan menggunakan pipa berukuran ½ inchi. Pipa aliran uap panas yang bersinggungan dengan gabah diberi lubang berdiameter 3 mm sebanyak 20 buah. Tangki pengukus memiliki ukuran diameter atas 40 cm dan tinggi tangki 120 cm. 3. Pengamatan suhu gabah dilakukan setiap 1 menit dengan menggunaan data recorder yang dilengkapi dengan sensor termokopel. 4. Setelah selesai pengukusan kemudian gabah dikeringkan dengan cara menjemur gabah hingga kadar air mencapai sekitar 14 %. 5. Gabah yang telah dikeringkan kemudian digiling dengan menggunakan menggunakan mesin pemecah kulit (husker) dan mesin penyosoh (polisher) untuk menghasilkan beras pratanak. 6. Pengamatan terhadap beras pratanak meliputi rendemen beras utuh, beras kepala, beras, beras patah, menir dan benda asing. 7.

186 | P a g e


Rancangan Fungsional dan Struktural Tungku Biomassa Tungku biomassa untuk pengolahan beras pratanak terdiri dari beberapa bagian dengan fungsi masing-masing bagian dapat dijelaskan sebagai berikut. 1. Pengumpan bahan bakar biomassa, berfungsi untuk memasukkan bahan bakar serbuk gergaji ke dalam tungku dengan laju aliran tertentu. 2. Ruang pembakaran, sebagai tempat pembakaran biomassa (serbuk gergaji atau sekam). 3. Bak perendaman, sebagai tempat perendaman gabah 4. Pressure gaugeuntuk mengukur tekanan uap di dalam tangki air 5. Safety valveuntuk mengendalikan tekanan uap di dalam tangki air 6. Kran inlet dan outlet air untuk memasukkan dan mengeluarkan air ke dan dari tangki air 7. Kran outlet uap untuk mengalirkan uap panas ke tangki pengukusan 8. Lubang pembakaran sebagai tempat untuk memasukkan bahan bakar biomassa 9. Lubang pembuangan sebagai tempat untuk mengeluarkan abu sisa pembakaran 10. Indikator ketinggian air (water level) untuk mengukur volume air di dalam tangki Sedangkan mesin pengumpan bahan bakar biomassa terdiri dari bagianbagian sebagai berikut. 1. Hopper sebagai tempat penampungan bahan bakar biomassa 2. Blower untuk menghembuskan udara yang akan mendorong bahan bakar biomassa. 3. Pengaduk (auger) berfungsi untuk mengaduk bahan bakar biomassa agar tidak terjadi penyumbatan 4. Corong berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar biomassa ke dalam tungku 5. Rangka untuk menopang mesin pengumpan biomassa. Desain unit pengolahan beras pratanak dapat dilihat pada Gambar 1

a = hopper b = katup rotari c = puli reduksi d = blower e = motor listrik f = rangka g = saluran bahan bakar

Gambar 1.Disain unit pengolahan beras pratanak Rancangan struktural dari tungku biomassa adalah sebagai berikut. 1. Tungku a. Dinding tungku, terbuat dari batu bata, semen dan pasir yang dimaksudkan untuk menahan panas yang ada di dalam ruang pembakaran tidak banyak keluar ke lingkungan.

187 | P a g e


b. Mulut tungku, memiliki tinggi 0.65 m dan lebar 0.3 m. Mulut tungku dibuat lebih luas supaya debit udara yang masuk ke dalam ruang pembakaran cukup untuk proses pembakaran dan mengurangi kelembaban dalam ruang pembakaran. c. Ruang pembakaran, memiliki dimensi panjang 1.6 m, lebar 0.6 m. Tinggi tungku dari dasar ruang pembakaran ke dasar tangki air yaitu 0.9 m. d. Pintu pembuangan untuk pengeluaran bahan bakar memiliki ketinggian 0.55 m dan lebar 0.3 m. Pintu pengeluaran ini dirancang untuk memudahkan pengeluaran abu hasil pembakaran dari ruang pembakaran. e. Cerobong asap, memiliki ketinggian 2.5 m dengan diameter lubang cerobong 0.2 m. 2. Pengumpan Bahan Bakar a. Rangka, terbuat dari besi siku 3 cm x 3 cm dengan ukuran panjang 80 cm dan lebar 30 cm. b. Saluran bahan bakar, memiliki panjang saluran 1 m dan ukuran mulut 0.03 m x 0.1 m. c. Blower, menggunakan tipe sentrifugal dengan daya 1 HP dan putaran 1430 rpm. Blower tersebut mampu mengalirkan udara dengan kecepatan 13.06 m/s melalui mulut pengumpan bahan bakar. d. Hopper terbuat dari plat esser dengan tebal plat 1 mm dilengkapi dengan pengaduk (auger) dengan volume total 0.041 m3. e. Bukaan bahan bakar, berukuran 0.1 m x 0.1 m yang berada tepat di bawah hopper dan memiliki mekanisme kerja dengan cara didorong atau ditarik. Bukaan hopper yang digunakan untuk pengujian pengumpan bahan bakar yaitu bukaan 25%, 50%, dan 75% dari bukaan total. f. Pengaduk (auger), memiliki diameter 0.13 m dan berada dibawah bukaan hopper. Pengaduk dirancang untuk mengatasi tersumbatnya aliran bahan bakar dari hopper. g. Reduksi, memiliki perbandingan sebesar 1:3 yang berfungsi untuk mengurangi besarnya putaran dari poros motor listrik sehingga pengaduk mampu mengatasi tersumbatnya aliran bahan bakar biomassa dari hopper. h. Mulut pengumpan bahan bakar, memiliki ukuran 30 mm x 100 mm. Mulut pengumpan bahan bakar tersebut sedikit lebih tinggi dari badan saluran bahan bakar supaya bahan bakar yang dialirkan menyebar diatas sebelum jatuh. Rancangan sistem pengumpanan bahan bakar dapat dilihat pada Gambar 2.

Keterangan: a = cerobong asap b= tangki air c = tungku pembakaran d= pipa aliran uap e = tangki pengukusan

Gambar 2. Desain pengumpan bahan bakar 188 | P a g e


Analisis Teknik Menurut Perry dan Chilton (1973), kebutuhan udara minimum untuk proses pembakaran dapat dihitung melalui persamaan berikut : Wmin = x ((1.96 x C) + (5.85 x H…………………………….(1) Keterangan: Wmin = Kebutuhan udara minimum (m3/kg bahan bakar) C = Kandungan karbon dalam bahan bakar (%) H = Kandungan hidrogen dalam bahan bakar (%) Besarnya panas yang dihasilkan dari bahan bakar biomasa dihitung berdasarkan persamaan Q = m x U x t ………………………………………………(2) Keterangan: ṁ= Laju aliran bahan bakar (kg/jam) U= Nilai kalor bahan bakar (kJ/kg) t = lama pemanasan (jam) Besarnya panas yang hilang dari dinding tungku dihitung berdasarkan persamaan (3). Qr1 = E x δ x Ad x (Td4 – T∞4) ……………………………(3) Keterangan: E = Emisifitas (asumsi batu bata = 0.9) δ = Konstanta (5.672 x 10 -8 watt/m2 K4) Ad = Luas dinding tungku (m2) Td = Suhu dinding tungku (oK) T∞ = Suhu udara di sekeliling dinding (oK) Besarnya panas yang hilang karena aliran udara dihitung berdasarkan persamaan (4). Qu = Wu x cp x (Tuo – Tui)…………………………………(4) Keterangan: Wu = Jumlah udara yang mengalir (kg/detik) cp = Koefisien panas jenis udara (0.24 kkal/kg oC) Tuo = Suhu udara yang keluar dari tungku (oC) Tui = Suhu udara yang masuk ke dalam tungku (oC) Besarnya panas yang hilang dari dinding tangki dihitung berdasarkan persamaan (5). Qr2 = E x δ x At x (Tt4 – T∞4)…………………………………(5) Keterangan: E = Emisifitas (asumsi untuk galvanis = 0.3) δ = Konstanta (5.672 x 10-8 watt/m2 K4) At = Luas dinding tangki diatas dapur (m2) Tt = Suhu dinding tangki (oK) T∞ = Suhu udara di sekeliling sistem (oK) Besarnya panas yang terpakai oleh air dihitung berdasarkan persamaan (6). Qin = {mc x cp x (Td – Ta)} + (mu x H)…………………………………(6) Keterangan: mc = Massa air (kg) mu = Massa uap (kg) H = Kalor uap air (kJ/kg) cp = Kalor jenis air (4.2 kJ/kg oC) 189 | P a g e


Td = Suhu didih air (oC) Ta = Suhu awal air (oC) Nilai efisiensi tungku dihitung berdasarkan persamaan (7). ηs = 100 % ………………………………………………(7)

Keterangan: Qo = Energi terpakai oleh air (output sistem) Qi = Nilai energi bahan bakar terpakai (input sistem) HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengumpan Bahan Bakar Mesin pengumpan bahan bakar berfungsi untuk menyemburkan bahan bakar biomasa (serbuk gergaji) kedalam ruang pembakaran pada tungku dan bahan bakar tersebut langsung terbakar sehingga panas yang dihasilkan lebih cepat diterima oleh tangki uap. Semakin besar laju aliran bahan bakar yang masuk ke dalam ruang pembakaran maka api yang dihasilkan akan semakin besar.Laju aliran bahan bakar pada hopper dikendalikan oleh katup rotari. Katup rotari memiliki kapasitas pengumpanan sebesar 0.2 kg/putaran pada bukaan hopper penuh. Aplikasi katup rotari pada pengumpan bahan bakar mampu mencegah penumpukan bahan bakar pada saluran bahan bakar. Hasil pengujian laju aliran bahan pada masing-masing bukaan hopper diperoleh perbedaan yang cukup besar. Laju aliran bahan bakar ke saluran bahan bakar dipengaruhi oleh kepadatan bahan bakar di dalam hopper dan keseragaman ukuran bahan bakar. Semakin besar bukaanhopper yang digunakan maka api yang dihasilkan juga semakin besar karena jumlah bahan bahan bakar dialirkan juga besar. Pengujian pengumpan bahan bakar disertai pembakaran menghasilkan api yang kontinyu untuk semua bukaan. Api yang kontinyu dalam pengujian ini adalah api yang terus menyala selama bahan bakar diumpankan. Bahan bakar yang diumpankan menggunakan bukaan hopper 75% banyak tercecer di mulut tungku karena jumlah bahan bakar yang dialirkan tidak sesuai dengan luas mulut pengumpan bahan bakar. Kondisi tersebut menyebabkan bahan bakar yang tercecer di mulut tungku tidak terbakar sehingga kurang efektifnya pembakaran pada bukaan hopper 75%. Semua bukaan hopper menghasilkan nyala api yang kontinyu saat pembakaran dan aliran bahan bakar yang kontinyu.Kondisi nyala api berdasarkan bukaan hopper dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Kondisi nyala api berdasarkan bukaan hopper Bukaanhopper (%) 25 50 75

Konsumsi bahan bakar (kg/jam) 71.3±5.5 140.0±17.3 177.3±3.1

Aliran bahan

Nyala api

Kontinyu Kontinyu Kontinyu, tercecer di mulut tungku

Kontinyu Kontinyu Kontinyu

Dari hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa bukaan hopper sebesar 25 % sudah cukup menghasilkan aliran bahan bakar dan nyala api yang kontinyu. KinerjaTungku Biomasa Berdasarkan pengujian sebelumnya maka digunakan bukaan hopper sebesar 25% untuk pengujian produksi uap pada tungku biomasa. Air di dalam tangki

190 | P a g e


sebanyak 320 kg digunakan untuk menguji kinerja tungku.Berdasarkan uji nilai kalor diperoleh nilai kalor bahan bakar serbuk kayu sebesar 4006 kkal/kg. Pembakaran yang terjadi pada tungku biomasa merupakan pembakaran yang kaya dengan udara yaitu dengan perbandingan. Suhu api yang dihasilkan saat proses pembakaran cenderung fluktuatif karena perbandingan jumlah bakar dan udara yang dialirkan oleh pengumpan bahan bakar tidak konstan selama proses pembakaran berlangsung. Kelancaran pembakaran dipengaruhi oleh kondisi api pemicu saat awal pembakaran. Suhu rata-rata api yang dihasilkan pada proses pembakaran sebesar 507.3°C. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan air mencapai suhu 100°C sebesar sebesar 53.3±2.9menit. Pindah panas pada tungku biomasa secara konduksi terjadi pada permukaan dinding dalam tungku ke permukaan dinding luar tungku dan permukaan luar dinding tangki dalam tungku ke permukaan dalam tangki. Pindah panas secara konveksi terjadi pada aliran udara pembakaran ke dinding dalam tungku, udara panas hasil pembakaran ke permukaan tangki dalam tungku dan air dalam tangki ke permukaan dalam tangki. Pindah panas secara radiasi terjadi pada permukaan dinding luar tungku ke lingkungan dan permukaan luar tangki di luar dapur pembakaran ke lingkungan. Perkembangan suhu air pada tungku biomasa diperlihatkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Grafik suhu air pada selama pemanasan hingga mencapai suhu air 100°C Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh jumlah kalor yang digunakan selama pemanasan sebesar 1.45 x 106 kJ. Panas efektif adalah panas yang diterima oleh air untuk penguapan. Panas efektif yang diperoleh dari hasil percobaan yaitu sebesar 1.725 x 105kJ. Panas yang hilang secara keseluruhan pada sistem tungku biomasa sebesar 7.25 x 105 kJ. Kehilangan panas pada cerobong asap sebesar 5.953 x 105 kJ yang disebabkan aliran udara. Efisiensi dari tungku biomasa dari hasil perhitungan adalah sebesar 23.8%. Kinerja tungku biomasa diuji untuk menentukan nilai efisiensi yang dihasilkan pada proses produksi uap. Hasil pengujian menujukkan bahwa suhu uap yang terbentuk yaitu 103°C.Suhu uap yang terukur pada pipa pengukusan tidak mengalami kenaikan suhu yang signifikan meskipun air terus mengalami pemanasan. Hal ini dikarenakan adanya panas yang terbuang selama uap melalui pipa aliran uap menuju pipa pengukusan. Suhu uap relatif stabil seperti ditunjukkan pada Gambar 5.

191 | P a g e


Gambar 5. Perkembangan suhu uap air selama proses pengukusan gabah Laju penguapan yang dihasilkan sebesar 71.8 kg/jam. Laju penguapan air selama pemanasan disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Laju produksi uap selama pemanasan Ulangan

Massa awal air (kg)

Massa akhir air (kg)

Jumlah uap (kg)

1 2 3 Rata-rata

338.4 318.6 277.2 311.4

307.8 282.6 236.1 275.5

30.6 36.0 41.1 35.9

Lama pemanasan (menit) 30 30 30 30

Produksi uap (kg/jam) 61.2 72.0 82.2 71.8

Pengolahan Beras Pratanak Data pengukuran sebaran suhu gabah diperlihatkan pada Gambar 6. 110 100 Suhu (oC)

90 80

Suhu gabah bagian atas

70 60 50 40 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Waktu (menit)

Gambar 6. Grafik sebaran suhu gabah selama 30 menit pada bagian atas dan bawah Suhu gabah pada awal pengkusan berkisar antara 40.8±0.7 oC sampai 40.8±0.9 o C dan terjadi peningkatan suhu selama proses pengukusan dan pada menit ke-30 pengukusan suhu gabah mencapai 100.9±0.1 oC hingga 100.2±0.2 oC. Rata-rata sebaran suhu gabah antara bagian dalam dan luar berturut-turut adalah sebesar 96.5±0.2 oC dan 95.3±0.2 oC. Suhu gabah bagian bawah lebih tinggi dibandingkan dengan bagian atas dimana pada menit ke 30 suhu gabah rata-rata di bagian bawah 96.4±0.2 oC sedangkan di bagian atas mencapai 95.3±0.2 oC. Perbedaan suhu tersebut terjadi akibat adanya pengaruh suhu luar terhadap dinding tangki 192 | P a g e


pengukus, namun sebaran suhu rata-rata tersebut telah melewati target suhu minimum sebesar 90 oC. Proses pratanak menyebabkan pengerasan lapisan aleuron yang mengurangi kadar sedikitnya bekatul dan nutrisi yang hilang, sehingga derajat sosohnya menurun. Gambar visual untuk beras dengan pengukusan selama 20 menit, 30 menit, dan kontrol dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Gambar Beras dengan 2 perlakuan waktu dan kontrol Proses pratanak secara nyata meningkatkan persentase beras kepala dan menurunkan persentase beras patah dan menir (Tabel 3). Tabel 3. Pengaruh lama pengukusan terhadap mutu fisik beras pratanak Lama pengukusan 20 menit 30 menit Kontrol

Mutu fisik beras pratanak Beras utuh (%)

Beras kepala (%)

Beras patah (%)

64.3±4.22 b 92.8±0.65 a 42.2±0.82 c

4.6±1.72 b 2.3±0.58 c 14.6±1.72 a

17.3±2.72 b 12.9±2.34 a 1.5±0.36 c 2.6±1.03b 25.1±0.09 a 12.5±0.73 a

Menir (%)

Benda asing (%) 1.0±0.27 a 0.7±0.27 a 0.1±0.01 b

Huruf yang sama menunjukkan bahwa perlakuan tidak berbeda nyata berdasarkan uji lanjut Duncan pada taraf 0.05. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Pengumpan bahan bakar mampu mengalirkan bahan bakar sebesar 71.3 kg/jam pada bukaan hopper 25%. 2. Proses pemanasan air oleh tungku biomasa membutuhkan waktu sebesar 53.3 menit air untuk memanaskan air sebanyak 311.4 kg sampai suhu 100°C. Laju penguapan air yang dihasilkan oleh tungku biomasa yaitu 71.8 kg/jam dengan suhu uap terbentuk 103°C. Keseluruhan dari sistem tungku biomasa memiliki efisiensi sebesar 23.8%. 3. Sebaran suhu gabah bagian atas tangki adalah 95.4±0.2 oC - 96.5±0.2 oC dan pada bagian bawah sebesar 96.4±0.2 oC - .

193 | P a g e


4. Pengukusan dengan waktu 30 menit menghasilkan beras utuh sebesar 92.8±0.65 % lebih tinggi dibandingkan pengukusan selama 20 menit yang menghasilkan beras utuh sebsar 64.3±4.22 %. Saran 1. Kehilangan tekanan (head loss) pada pipa dan kecepatan aliran uap panas di dalam pipa perlu diukur secara langsung untuk meningkatkan ketelitian dalam perhitungan analisis pindah panas. Untuk mencegah kehilangan panas perlu dilakukan isolasi pada tangki pengukus. 2. Perlu pengamatan lebih lanjut mengenai mutu kimia dan nilai indeks glikemik pada beras pratanak. UCAPAN TERIMA KASIH Makalah ini adalah bagian dari pelaksanaan Penelitian Unggulan sesuai Mandat Pusat (PUP) Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (LPPM), Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini didanai dari Program Hibah Penelitian BOPTN Tahun Anggaran 2015. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada Kementerian Ristek-Dikti dan LPPM IPB yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA Childs NW. 2004. Production and Utilization of Rice. Minnesota (US) : American Association of Cereal Chemists. Grist DH. 1975. Rice. 5th ed. London (GB) : Longmans. Haryadi. 2006. Teknologi Pengolahan Beras. Yogyakarta (ID) : Gadjah Mada University Press. Tjiptadi W dan Nasution MZ. 1985. Padi dan Pengolahannya. Bogor (ID) :Agro Industri Press Departemen Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB. Widowati S, Santosa BAS, Astawan MA. 2009. Penurunan indeks glikemik berbagai varietas beras melalui proses pratanak. J Pascapenen. 6(1) : 1-9. Wimberly JE. 1983. PaddyRice Postharvest Industry in Developing Countries. Manila (PH) : IRRI (International Rice Research Institute). Winarno FG. 1992. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta (ID) : PT Gramedia Pustaka Utama. Yokoyama W. 2004. Nutritional Properties of Rice and Rice Brand. Minnesota (US) : American Association of Cereal Chemists.

194 | P a g e

Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2015 Makassar,Sulawesi Selatan,5-7 Agustus 2015

Recommend Documents