UKURAN PARTIKEL DAN SIFAT FISIK HASIL GILINGAN PRODUK SAMPING AGROINDUSTRI
MEGAWATI
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Ukuran Partikel dan Sifat Fisik Hasil Gilingan Produk Samping Agroindustri adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Desember 2016 Megawati NIM D24100038
ABSTRAK MEGAWATI. Ukuran Partikel dan Sifat Fisik Hasil Gilingan Produk Samping Agroindustri. Dibimbing oleh HERI AHMAD SUKRIA dan ANURAGA JAYANEGARA. Data dan informasi ukuran partikel dan sifat fisik pakan merupakan faktor yang penting dalam industri pengolahan produk samping agroindustri. Tujuan penelitian ini untuk mengukur dan mengevaluasi ukuran partikel dan sifat fisik bahan baku pakan yang berasal dari produk samping agroindustri. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 3 perlakuan dan 4 ulangan untuk menentukan ukuran sampel pada analisis ukuran partikel. Rancangan acak lengkap pola faktorial (2 x 4) untuk mengevaluasi pengaruh ukuran saringan mesin giling dan jenis produk samping agroindustri terhadap ukuran partikel dan sifat fisik. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ukuran sampel berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap hasil analisis ukuran partikel produk samping agroindustri. Ukuran sampel yang disarankan untuk analisis ukuran partikel produk samping agroindustri pada penelitian ini adalah 100 g. Hasil penelitian evaluasi pengaruh ukuran saringan mesin giling dan jenis produk samping agroindustri menunjukkan bahwa terdapat interaksi antara ukuran saringan mesin giling dan jenis produk samping agroindustri terhadap ukuran partikel dan berat jenis bahan. Penelitian ini dapat disimpulkan bahwa jenis bahan yang berbeda yang digiling dengan ukuran saringan yang sama menghasilkan ukuran partikel dan berat jenis yang berbeda. Kata kunci: produk samping agroindustri, sifat fisik, ukuran partikel, ukuran saringan
ABSTRACT MEGAWATI. Particle Size and Physical Characteristics of Ground AgroIndustrial By-Product Based Feed. Supervised by HERI AHMAD SUKRIA and ANURAGA JAYANEGARA. Data and information of particle size and physical characteristics of feed are important factors in the agro-industrial processing industry. This study aimed to measure and evaluate the particle size and physical characteristics from ground agro-industrial by-product based feed. This study was conducted in a Completely Randomized Design (CDR) with 3 treatments and 4 replications to determine sample size in particle size analysis. Completely Randomized Factorial Design (2 × 4) for analizing effect of grinder screen size and type of ground agro-industrial by-product in the particle size and physical characteristics. The results of this study indicated that the sample size significantly affected (P <0.05) of agroindustrial by-product on the particle size. The sample size that recommended for the measurement of particle size from agro-industrial by-product in this study was 100 g. The results of evaluation the effect of grinder screen size and agroindustrial by-product indicated there was interaction between of grinder screen size and type of agro-industrial by-products to the particle size and the density. It
can be concluded that the different ingredients were ground with the same screen size resulted different particle size and density. Key words: agro-industrial by-product, particle size, physical characteristics, screen size
UKURAN PARTIKEL DAN SIFAT FISIK HASIL GILINGAN PRODUK SAMPING AGROINDUSTRI
MEGAWATI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
Judul Skripsi : Ukuran Partikel dan Sifat Fisik Hasil Gilingan Produk Samping Agroindustri Nama : Megawati NIM : D24100038
Disetujui oleh
Dr Ir Heri Ahmad Sukria, MscAgr Pembimbing I
Dr Anuraga Jayanegara, SPtMSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Panca Dewi MHKS, MSi Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Alloh SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Ukuran Partikel dan Sifat Fisik Hasil Gilingan Produk Samping Agroindustri” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur dan mengevaluasi ukuran partikel dan sifat fisik bahan baku pakan yang berasal dari produk samping agoindustri. Dalam industri pakan, kualitas bahan baku sangatlah penting untuk menghasilkan ransum yang baik, ukuran partikel dan sifat fisik merupakan uji kualitas bahan baku yang penting untuk diketahui selain uji secara biologis dan uji kualitas secara kimiawi. Mengetahui ukuran partikel dan sifat fisik pada setiap bahan baku pakan sangat berguna untuk merancang alat penanganan, penyimpanan dan proses teknologi produksi di industri pakan sehingga efisiensi biaya dan keuntungan dapat tercapai. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pembaca secara umumnya.
Bogor, Desember 2016 Megawati
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN METODE Bahan Alat Lokasi dan Waktu Penelitian Prosedur Percobaan 1 Persiapan Bahan Analisis Ukuran Partikel Percobaan 2 Persiapan Bahan Analisis Ukuran Partikel Pengukuran Sifat Fisik Bahan Rancangan Percobaan dan Analisis Data Peubah HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Jumlah Sampel untuk Pengukuran Ukuran Partikel Bahan Pakan Pengaruh Perbedaan Ukuran Screen dan Jenis Bahan terhadap Ukuran Partikel Pengaruh Perbedaan Screen dan Jenis Bahan terhadap Sifat Fisik Berat Jenis Kerapatan Tumpukan Kerapatan Pemadatan Tumpukan Sudut Tumpukan SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP UCAPAN TERIMAKASIH
vii vii vii 1 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 5 5 6 7 7 7 8 10 10 12 13 14 16 16 16 16 19 22 22
DAFTAR TABEL 1 Nilai ukuran partikel bahan pakan produk samping agroindustri dengan jumlah sampel yang berbeda 2 Nilai ukuran partikel produk samping agroindustri setelah digiling 3 Nilai berat jenis (kg m-3) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda 4 Nilai kerapatan tumpukan (kg m-3) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda 5 Nilai kerapatan pemadatan tumpukan (kg m-3) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda 6 Nilai sudut tumpukan (º) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda
7 8 10 13 14 15
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5
Penampakan fisik produk samping agroindustri sebelum digiling Mesin penggilingan (semi fixed hammer mill) Saringan penggilingan semi fixed hammer mill Ro-tap Sieve Shaker (vibrator ball mill) Sudut tumpukan bahan pakan
3 3 3 3 16
DAFTAR LAMPIRAN 1 Hasil analisis ragam ukuran partikel dengan ukuran sampel yang berbeda sebelum digiling 2 Hasil analisis ragam interaksi ukuran saringan penggilingan dengan jenis produk samping pertanian terhadap ukuran partikel 3 Perhitungan persentase interaksi ukuran saringan penggilingan dan jenis produk samping agroindustri terhadap ukuran partikel 4 Hasil analisis ragam berat jenis 5 Berat jenis (kg m-3) hasil samping pertanian yang digiling dengan saringan penggilingan berbeda 6 Hasil analisis ragam kerapatan tumpukan 7 Hasil analisis ragam kerapatan pemadatan tumpukan 8 Hasil analisis ragam sudut tumpukan
19 19 20 20 20 20 21 21
PENDAHULUAN Pemanfaatan produk samping agroindustri sebagai bahan pakan ternak merupakan suatu alternatif dalam upaya memenuhi kebutuhan nutrisi ternak, baik sebagai suplemen, komponen konsentrat atau pakan dasar. Beberapa produk samping agroindustri yang digunakan sebagai pakan ternak yaitu dedak padi, onggok, bungkil kelapa, limbah sawit, ampas tahu, pollard, ampas kecap, limbah kedelai, dan lainnya (Mathius dan Sinurat 2001). Produk samping agroindustri memiliki kualitas yang bervariasi baik fisik, maupun kimianya. Hal ini karena produk samping agroindustri berasal dari komoditi yang sudah mengalami berbagai macam proses pengolahan. Oleh karena itu untuk mengetahui kualitas bahan pakan diperlukan adanya pengujian. Pengujian ukuran partikel dan sifat fisik merupakan salah satu metode uji kualitas bahan baku secara fisik. Pengujian ukuran partikel menggunakan vibrator ball mill telah terstandarisasi untuk bahan pakan konvensional dengan minimal jumlah sampel 100 g dan menggunakan mesin getar untuk proses pengayakan (ASAE 2003). Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan vibrator ball mill tanpa mesin getar untuk produk samping agroindustri dengan jumlah sampel percobaan 50 g, 100 g, dan 150 g. Oleh karena itu penelitian ini diharapkan mampu menghasilkan jumlah sampel yang tepat untuk mendapatkan hasil ukuran partikel yang memenuhi standar dan sesuai dengan bahan pakan produk samping agroindustri ini. Manfaat ukuran partikel dapat diaplikasikan terhadap ternak dan juga teknologi proses produksi pakan. Agustina (2005) menyatakan bahwa ukuran partikel ransum yang dibutuhkan oleh ternak tergantung pada umur, jenis, dan ukuran tubuh ternak. Ternak muda dan kecil seperti ikan dan ayam membutuhkan ukuran partikel bahan yang halus agar mempermudah untuk mengkonsumsi dan meningkatkan kecernaan pakan. Ukuran partikel rata-rata atau Geometric Mean Diameter (GMD) yang sesuai untuk pakan ikan 500-1000 µm untuk ukuran mash dan 1500 µm untuk ukuran pellet (Cremer dan Jian 1999) sedangkan GMD unggas 600-900 µm (Addo et al. 2012). GMD yang sesuai dengan kondisi rumen sapi dan domba 200-1200 µm (Martz dan Belyea 1996) sedangkan untuk pakan babi 600-800 µm (MF 2051). Menurut Herrman (2000) ukuran partikel mempengaruhi peningkatan kecernaan dan efisiensi penggunaan pakan. Ukuran partikel juga mempengaruhi proses pencampuran dan kelancaran proses produksi pakan secara keseluruhan yang pada akhirnya akan mempengaruhi kualitas fisik ransum. Hal ini didukung oleh Gauthama (1998) yang menyatakan bahwa keberhasilan teknologi pakan, homogenitas pencampuran ransum, laju aliran pakan dalam organ pencernaan, proses absorbsi dan deteksi kadar nutrien semuanya terkait erat dengan ukuran partikel dan sifat fisik pakan. Sifat fisik pakan menentukan parameter yang penting untuk merancang alat proses pengolahan, memenuhi syarat pengemasan, serta kondisi penyimpanan. Menurut Gauthama (1998), sekurang-kurangnya ada 6 sifat fisik pakan yang penting, yaitu berat jenis, kerapatan tumpukan, kerapatan pemadatan tumpukan, sudut tumpukan, daya ambang, dan faktor higroskopis. Berat jenis memegang peranan penting dalam berbagai proses pengolahan, penanganan, dan penyimpanan. Pertama, berat jenis merupakan faktor penentu dari kerapatan
2 tumpukan. Kedua, berat jenis bersama dengan ukuran partikel bertanggung jawab terhadap homogenitas penyebaran partikel dan stabilitasnya dalam suatu campuran pakan. Ransum yang terdiri dari partikel yang perbedaan berat jenisnya cukup besar, maka campuran ini tidak stabil dan cenderung terpisah kembali. Ketiga, berat jenis sangat menentukan tingkat ketelitian dalam proses penakaran secara otomatis pada pabrik pakan, seperti dalam proses pengemasan dan pengeluaran bahan dari dalam silo untuk dicampur atau digiling. Bahan pakan dapat dibedakan berdasarkan berat jenisnya. Bahan pakan tersebut dibedakan ke dalam 3 kelompok, yaitu high density ingredient, intermediate density ingredient (Alfisyah 2014) dan fluffy and light density ingredient (Voluminous) (McCarty 2005). Bahan pakan yang termasuk ke dalam kelompok high density ingredient adalah bahan pakan yang mempunyai berat jenis tinggi (1600-2500 kg m-3) dan bervolume kecil (small volume) yaitu pakan sumber mineral misalnya kapur (Alfisyah 2014). Bahan pakan yang termasuk ke dalam kelompok intermediate density ingredient adalah bahan utama di dalam formulasi (konvensional), yaitu pakan sumber energi dan protein. Terutama dalam ransum unggas yang memiliki nilai berat jenis sedang atau cukup tinggi (10001500 kg m-3) misalnya, jagung (biji-bijian), dedak padi, bungkil kelapa, bungkil kedelai, dan sebagainya (Alfisyah 2014). Sedangkan bahan pakan yang termasuk ke dalam kelompok low density ingredients (fluffy and light) adalah bahan pakan yang memiliki nilai berat jenis yang rendah (<1000 kg m-3) dan bervolume besar (large volume) yaitu pakan hijauan misalnya, rumput lapang, daun singkong, daun lamtoro, dan sebagainya (McCarty 2005). Jenis dan berat jenis bahan baku dapat berpengaruh dalam urutan pemasukan bahan baku ke dalam mesin mixing. Menurut Suparjo (2010) urutan pemasukan bahan baku yang tepat dapat menyebabkan penyebaran bahan baku yang merata selama pencampuran. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur dan mengevaluasi ukuran partikel dan sifat fisik bahan baku pakan yang berasal dari produk samping agroindustri (Agro-Industrial By-Product).
METODE
Bahan Produk samping agroindustri yang digunakan pada penelitian ini adalah pollard, bungkil kelapa, dedak padi, dan onggok. Bahan diperoleh dari produsen pakan di daerah Bogor. Penampakan fisik keempat jenis produk samping agroindustri dapat dilihat pada Gambar 1.
Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas mesin semi fixed hammer mill (model FEC-37; 2175 rpm; 10 PH). Peralatan yang digunakan untuk uji fisik yaitu alat ukur sudut tumpukan berupa corong dengan diameter 5 cm dan alas berupa wadah berbentuk lingkaran terbuat dari alumunium untuk mengukur
4 Lokasi dan Waktu Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Industri Pakan, Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor, pada bulan Maret sampai dengan Mei 2014.
Prosedur Percobaan 1 Percobaan 1 menganalisis nilai ukuran partikel produk samping agroindustri menggunakan jumlah sampel 50 g, 100 g, dan 150 g. Percobaan ini bertujuan menentukan jumlah sampel yang sesuai untuk pengukuran ukuran partikel bahan tanpa penggilingan. Tahapan percobaan 1 di antaranya:
Persiapan Bahan. Semua bahan pakan produk samping agroindustri yang sudah disiapkan langsung dianalisis ukuran partikelnya (tanpa penggilingan).
Analisis Ukuran Partikel. Pengujian ukuran partikel dengan vibrator ball mill telah terstandarisasi untuk bahan pakan konvensional seperti bijian dengan minimal jumlah sampel 100 g dan menggunakan mesin getar untuk proses pengayakan (ASAE 2003). Penelitian ini menggunakan jumlah sampel 50 g, 100 g, dan 150 g untuk mengetahui jumlah sampel yang sesuai untuk pengukuran ukuran partikel produk samping agroindustri. Kemudian ukuran partikel bahan pakan diukur dengan menggunakan metode Ro-tap Sieve Shaker (ASAE 2003) menggunakan alat vibrator ball mill. Ukuran mesh yang digunakan adalah 4, 8, 16, 30, 50, dan 100. Masing-masing sampel dimasukkan ke sieve (saringan) yang paling atas, lalu alat digoyangkan secara beraturan untuk menyaring bahan di setiap sieve. Bahan yang tertinggal pada setiap sieve ditimbang.
Percobaan 2 Percobaan 2 menganalisis nilai ukuran partikel produk samping agroindustri yang digiling menggunakan ukuran screen 3 mm dan 5 mm dengan jumlah sampel 50 g, 100 g, dan 150 g. Percobaan ini bertujuan menentukan jumlah sampel yang sesuai untuk pengukuran ukuran partikel menggunakan Rotap Sieve Shaker khususnya untuk produk samping agroindustri yang digiling dengan ukuran screen 3 mm dan 5 mm, menganalisis interaksi ukuran screen mesin giling dan jenis produk samping agroindustri terhadap ukuran partikel. Tahapan percobaan 2 di antaranya:
Persiapan Bahan. Semua bahan pakan produk samping agroindustri digiling menggunakan mesin hammer mill dengan ukuran screen penggilingan yang berbeda, yaitu screen penggilingan 3 mm dan 5 mm.
5 Analisis Ukuran Partikel. Ukuran partikel bahan pakan diukur dengan menggunakan metode Ro-tap Sieve Shaker menggunakan alat vibrator ball mill. Ukuran mesh yang digunakan adalah 4, 8, 16, 30, 50, dan 100. Sampel yang digunakan sebanyak 50 g, 100 g, dan 150 g. Masing-masing sampel dimasukkan ke sieve yang paling atas, lalu alat digoyangkan secara beraturan untuk menyaring bahan di setiap sieve. Bahan yang tertinggal pada setiap sieve ditimbang. Ukuran partikel dihitung dengan menggunakan metode ASAE 2003, dengan rumus yang digunakan: ∑ Wi(log di) Dgw = log-1 [ ] ∑ Wi
Sgw=
log-1 [
∑Wi(logdi-log Dgw)2 ∑Wi
]0.5
Keterangan : Dgw = Geometric Mean Diameter (μm); Sgw = Geometric Standard Deviation (μm); Wi = mash yang tertinggal dari masing-masing sieve (g); dan di = diameter dari masing-masing sieve (μm).
Pengukuran Sifat Fisik Bahan Berat Jenis (kg m-3). Bahan dimasukkan ke dalam gelas ukur 500 mL melalui corong sampai volume 50 mL. Gelas ukur yang telah berisi sampel, dituangkan ke dalam wadah dan ditimbang untuk mengetahui beratnya. Setelah itu dimasukkan aquades sebanyak 50 mL dan dilakukan pengadukan menggunakan pengaduk kaca. Pembacaan volume akhir dilakukan setelah volume tidak berubah lagi. Perubahan volume aquades merupakan volume bahan yang sesungguhnya (Khalil 1999a). Berat jenis dihitung dengan cara membagi bobot pakan (g) dengan perubahan volume aquades (L) kemudian satuannya dikonversi menjadi kg m-3. Kerapatan Tumpukan (kg m-3). Bahan dicurahkan ke dalam gelas ukur 500 mL kemudian ditimbang untuk mengetahui beratnya. Pencurahan bahan dilakukan pada permukaan bidang yang rata. Bahan dicurahkan melalui corong dan menggunakan sendok pada posisi yang sama. Setiap pengamatan hindari terjadinya goncangan selama pengukuran (Khalil 1999a). Kerapatan Tumpukan dihitung dengan cara membagi bobot pakan (g) dengan volume curah pakan atau ruang yang ditempatinya (L) kemudian satuannya dikonversi menjadi kg m-3. Kerapatan Pemadatan Tumpukan (kg m-3). Besarnya kerapatan pemadatan tumpukan ditentukan dengan cara yang sama seperti penentuan kerapatan tumpukan tetapi volume dibaca setelah dilakukan pemadatan dengan cara menggoyang-goyangkan gelas ukur dengan tangan sampai volumenya tidak berubah (Khalil 1999a). Kerapatan pemadatan tumpukan dihitung dengan cara membagi bobot pakan (g) dengan volume ruang setelah pemadatan (L) kemudian satuanya dikonversi menjadi kg m-3.
6 Sudut Tumpukan (ο). Sudut tumpukan diukur dengan menjatuhkan bahan pada ketinggian 32.5 cm melalui corong pada bidang datar dengan menggunakan wadah berbentuk lingkaran berdiameter 25 cm untuk memudahkan pengukuran diameter. Sudut tumpukan bahan diukur dari diameter (d) dan tinggi (t) tumpukan bahan setelah jatuh. Sudut tumpukan dinyatakan dalam satuan derajat (º) (Khalil 1999b). Sudut pemadatan tumpukan dihitung dengan cara mencari Arctg sudut dari rasio tinggi (cm) dan ½ diameter (cm) tumpukan.
Rancangan Percobaan dan Analisis Data Penelitian ini menggunakan 2 rancangan percobaan. Rancangan pertama untuk mengetahui ukuran yang akan digunakan pada rancangan ke 2 yaitu jumlah sampel yang sesuai untuk pengukuran ukuran partikel produk samping agroindustri tanpa dan dengan penggilingan menggunakan metode Ro-tap Sieve Shaker menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 3 perlakuan dan 4 ulangan. Perlakuan terdiri dari jumlah sampel 50 g, 100 g, dan 150 g. Model matematik yang digunakan sebagai berikut: Yij = µ + Ai + єij Keterangan : Yij = pengamatan faktor utama taraf ke-i, ulangan ke-j dan faktor tambahan taraf ke-k; µ = rataan Umum; Ai = pengaruh utama pada taraf ke-i; dan Єij = pengaruh galat I pada Faktor utama ke-i dan ulangan ke-j.
Rancangan ke 2 yaitu untuk mengetahui pengaruh ukuran screen dan jenis bahan terhadap ukuran partikel dan sifat fisik menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) pola faktorial 2 x 4. Faktor A adalah ukuran screen penggilingan yang berbeda (screen penggilingan 3 mm dan 5 mm), faktor B adalah 4 jenis produk samping agroindustri (pollard, bungkil kelapa, dedak padi, dan onggok). Model matematik yang digunakan sebagai berikut: Yijk = µ + ái + ßj + áßij + åijk Keterangan : Yijk = pengamatan pada ulangan ke-k yang mendapat perlakuan faktor A taraf ke-i dan faktor B taraf ke-j; μ = nilai rata–rata umum; ái = efek faktor A ke-i; ßj = efek faktor B ke-j; áßij = efek interaksi faktor A ke-i faktor B ke-j; dan åijk = error faktor A ke-i faktor B ke-j ulangan ke-k.
Data dianalisis dengan menggunakan analisis ragam (ANOVA), menggunakan program SPSS 16.0, jika terdapat interaksi yang nyata akan dilanjutkan dengan Uji Duncan (Mattjik dan Sumertajaya 2002).
7 Peubah Peubah yang diamati dalam penelitian ini meliputi: pengukuran ukuran partikel; dan pengukuran sifat fisik di antaranya berat jenis (BJ), kerapatan tumpukan (KT), kerapatan pemadatan tumpukan (KPT), dan sudut tumpukan (ST).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Jumlah Sampel untuk Pengukuran Ukuran Partikel Bahan Pakan Analisis ini bertujuan menentukan jumlah sampel yang sesuai untuk pengukuran ukuran partikel bahan pakan. Bahan yang diteliti terdiri dari 4 jenis bahan sebagai contoh. Bahan ini merupakan bahan pakan yang cukup potensial baik dalam ketersediaan maupun nilai nutrisinya. Nilai ukuran partikel bahan pakan sebelum digiling dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Nilai ukuran partikel (µm) bahan pakan produk samping agroindustri dengan jumlah sampel yang berbeda Bahan*
Pollard Bungkil kelapa Dedak padi Onggok
Jumlah sampel 50 (g) 481.83 ± 1.59b 601.81 ± 1.74 507.71 ± 1.58b 4760 ± 1.00
100 (g) µm 450.15 ± 1.74a 597.11 ± 1.61 461.78 ± 1.64a 4760 ± 1.00
150 (g) 430.10 ± 1.67a 559.32 ± 1.78 442.01 ± 1.70a 4760 ± 1.00
Keterangan: Huruf yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0.05). * : Bahan sebelum digiling
Hasil uji sidik ragam menunjukkan bahwa pollard, dan dedak padi berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap nilai ukuran partikel. Artinya penggunaan jumlah sampel yang berbeda pada kedua bahan tersebut menghasilkan ukuran partikel yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa pollard, dan dedak padi memiliki nilai ukuran partikel yang beragam pada setiap jumlah sampel akan tetapi Tabel 1 menunjukkan bahwa pollard dan dedak padi pada jumlah sampel 100 g dan 150 g memiliki nilai ukuran partikel yang lebih seragam dibandingkan dengan jumlah sampel 50 g. Oleh karena itu untuk melakukan pengukuran ukuran partikel sebaiknya menggunakan jumlah sampel 100 dan 150 g. Berbeda dengan pollard dan dedak padi, untuk bungkil kelapa dan onggok tidak berpengaruh nyata (P>0.05) terhadap nilai ukuran partikel. Hal ini menunjukkan bahwa bungkil kelapa dan onggok memiliki ukuran partikel yang relatif seragam pada setiap jumlah sampel. Dengan kata lain, walaupun jumlah sampel yang digunakan berbeda pada bungkil kelapa dan onggok menghasilkan ukuran partikel yang seragam. Oleh karena itu bungkil kelapa dan onggok bisa menggunakan jumlah sampel 50 g, 100 g maupun 150 g untuk pengukuran ukuran partikel, hanya saja
8 untuk onggok sebaiknya digiling terlebih dahulu dengan ukuran screen lebih kecil dari 5 mm agar ukuran partikelnya lebih seragam dan homogen dengan ketiga bahan lainnya sehingga memudahkan proses pencampuran ransum (mixing) dan memenuhi kebutuhan ukuran partikel rata-rata ransum ternak (Proper Particle Size). Mixing adalah proses pencampuran bahan pakan sesuai dengan formulasi ransum yang akan dibuat. Hasil mixing haruslah homogen karena homogenitas ransum sangat berpengaruh terhadap terpenuhi atau tidaknya kebutuhan nutrisi masing-masing ternak. Hasil mixing dengan homogenitas yang tidak cukup tinggi akan berdampak pada produktivitas ternak. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses mixing ini di antaranya ukuran bahan, jenis bahan, densitas (kepadatan bahan), dan waktu pencampuran. Kebutuhan ukuran partikel rata-rata (Proper Particle Size) untuk setiap ternak berbeda-beda. Menurut Agustina (2005) ukuran partikel ransum yang dibutuhkan oleh ternak bergantung pada umur, jenis, dan ukuran tubuh ternak. Ukuran rata-rata partikel atau Geometric Mean Diameter (GMD) yang sesuai dengan kondisi rumen sapi dan domba berkisar 200-1200 µm (Martz dan Belyea 1996), pakan ikan 500-1000 µm untuk ukuran mash dan 1500 µm untuk ukuran pellet (Cremer et al. 1999). GMD unggas 600-900 µm (Nir et al. 1994 dalam Addo et al. 2012), sedangkan untuk pakan babi yaitu 600-800 µm (MF 2050 dalam MF 2051). Jika melihat kebutuhan ukuran partikel untuk ternak, maka Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai ukuran partikel pollard, bungkil kelapa, dedak padi tergolong ke dalam kategori tersebut, berbeda halnya dengan onggok. Kondisi awal onggok berbentuk bongkahan sehingga harus mengalami pengurangan ukuran partikel dengan penggilingan, khususnya menggunakan ukuran screen 3 mm. Pengaruh Perbedaan Ukuran Screen dan Jenis Bahan terhadap Ukuran Partikel Analisis ukuran partikel pada Tabel 2 menggunakan jumlah sampel 100 g. Hal ini dikarenakan jumlah sampel 100 g dianggap sesuai dengan produk samping agroindustri yang memiliki ukuran partikel (Particle Size), bentuk partikel (Particle Shape), dan densitas (Density) yang berbeda pada masing-masing bahan. Nilai ukuran partikel bahan pakan setelah digiling dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Nilai ukuran partikel (µm) produk samping agroindustri setelah digiling Bahan
Screen penggilingan (mm) 3
5 µm
Pollard Bungkil kelapa Dedak padi Onggok
417.26 ± 1.62ab 413.68 ± 1.56ab 446.79 ± 1.55b 425.69 ± 1.97ab
437.08 ± 1.6ab 447.25 ± 1.61b 405.68 ± 1.71a 1314.65 ± 2.94c
Huruf yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0.05)
9 Hasil sidik ragam menunjukkan adanya interaksi nyata (P<0.05) antara ukuran screen dan jenis bahan terhadap ukuran partikel. Persentase pengaruh dari masing-masing faktor yaitu ukuran screen 14.64%, jenis bahan 42.3% dan interaksi kedua faktor sebesar 42.57%. Hal ini dapat diartikan bahwa ukuran partikel yang dihasilkan tidak hanya dipengaruhi oleh satu faktor tetapi oleh kombinasi kedua faktor tersebut. Dengan kata lain ukuran screen yang sama pada jenis bahan yang berbeda menghasilkan ukuran partikel yang berbeda. Tabel 2 menunjukan bahwa ukuran partikel bahan pakan yang digiling dengan screen 3 mm dan 5 mm hampir sama dengan ukuran partikel bahan pakan sebelum digiling (Tabel 1). Oleh karena itu untuk pollard, bungkil kelapa, dan dedak padi sebenarnya tidak perlu digiling karena sudah berbentuk tepung. Hanya saja jika dalam suatu proses mengharuskan untuk digiling terlebih dahulu maka untuk pollard dan dedak padi cukup menggunakan screen 5 mm. Jika dilihat dari segi nilai ekonomisnya, semakin besar ukuran screen yang digunakan saat penggilingan maka semakin sedikit kebutuhan energi pada hammer mill. Hal ini dikarenakan penggilingan bahan menggunakan screen yang lebih besar akan memakan waktu lebih sedikit dibandingkan dengan menggunakan screen yang lebih kecil sehingga kebutuhan energi pada hammer mill semakin sedikit (Pfost 1976). Berbeda dengan pollard dan dedak padi, untuk membuat bungkil kelapa dan onggok lebih seragam dengan pollard dan dedak padi maka bungkil kelapa dan onggok sebaiknya digiling dengan screen 3 mm agar proses mixing lebih homogen. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses mixing ini di antaranya ukuran bahan, jenis bahan, densitas (kepadatan bahan), dan waktu pencampuran. Semakin halus ukuran partikel bahan maka semakin sedikit waktu mixing yang dibutuhkan, begitu pula sebaliknya semakin kasar ukuran partikel bahan maka semakin lama waktu mixing yang dibutuhkan. Diameter screen 3 mm pada kecepatan putaran tinggi cukup untuk menghasilkan partikel-partikel berdiameter <2 mm yang sudah cukup halus untuk menjaga kualitas pellet (Fairfield 1994). Ukuran partikel yang kecil memudahkan dalam pencampuran bahan ransum dan meningkatkan keseragaman ransum, sehingga mengurangi resiko pemisahan bahan saat pencampuran, dan meningkatkan efisiensi serta kualitas pellet (Behnke 2001). Pengecilan ukuran partikel (penggilingan) dalam industri pengolahan pakan dapat berguna untuk meningkatkan daya guna (mempermudah dalam penggunaan bahan), mempermudah dalam proses pencampuran bahan, dan mempermudah penyimpanan dan penanganan. Hal ini didukung oleh Herrman (2000) bahwa penggilingan bertujuan menyeragamkan bentuk dan ukuran partikel bahan baku, memudahkan proses pencampuran. Manfaat pengecilan ukuran partikel bagi ternak dapat meningkatkan kecernaan yang disebabkan oleh peningkatan luas permukaan untuk aktifitas enzimatik, serta meningkatkan efisiensi penggunaan pakan. Menurut Arora (1989), ukuran partikel pakan yang lebih kecil akan meningkatkan laju aliran cairan dan laju aliran digesta rumen, sehingga konsumsi pakan akan meningkat demikian juga pengosongan lambung lebih cepat. Weston (2002) menambahkan bahwa partikel yang lolos dari saringan 1200 μm memiliki laju pengosongan rumen dengan kecepatan yang berbanding terbalik dengan ukuran partikel, contohnya partikel yang lolos dari saringan 150
10 μm ternyata meninggalkan rumen sekitar 14 kali lebih cepat dibandingkan partikel yang tertahan pada saringan dengan ukuran 1200 μm - 600 μm. Pengaruh Perbedaan Screen dan Jenis Bahan terhadap Sifat Fisik Sifat fisik pakan dapat mencakup aspek yang sangat luas akan tetapi informasi literatur baik dari dalam maupun luar negeri tentang hasil penelitian mengenai sifat fisik pakan masih sangat terbatas. Menurut Gauthama (1998), sekurang kurangnya ada 6 sifat fisik pakan yang penting, yaitu berat jenis, kerapatan tumpukan, kerapatan pemadatan tumpukan, sudut tumpukan, daya ambang, dan faktor higroskopis. Penelitian ini hanya mengukur berat jenis (BJ), kerapatan tumpukan (KT), kerapatan pemadatan tumpukan (KPT), dan sudut tumpukan (ST). Berat Jenis (BJ) Bahan pakan dapat dibedakan berdasarkan berat jenisnya. Hal ini didukung pernyataan Khalil (1999b) bahwa berat jenis (BJ) akan berkaitan dengan ukuran partikel dan bertanggung jawab terhadap homogenitas penyebaran partikel dan stabilitasnya dalam suatu campuran pakan. Bahan pakan dibedakan ke dalam 3 kelompok, yaitu high density ingredient, intermediate density ingredient (Alfisyah 2014) dan low density ingredients (fluffy and light) (McCarty 2005). Bahan pakan yang termasuk ke dalam kelompok high density ingredient adalah bahan pakan yang mempunyai berat jenis tinggi (1600-2500 kg m-3) dan bervolume kecil (small volume) yaitu pakan sumber mineral misalnya kapur (Alfisyah 2014). Bahan pakan yang termasuk ke dalam kelompok intermediate density ingredient adalah bahan utama di dalam formulasi (konvensional), yaitu pakan sumber energi dan protein. Terutama dalam ransum unggas yang memiliki nilai berat jenis sedang (1000-1500 kg m-3) misalnya, jagung (biji-bijian), dedak padi, bungkil kelapa, bungkil kedelai, dan sebagainya (Alfisyah 2014). Bahan pakan yang termasuk ke dalam kelompok low density ingredients (fluffy and light) adalah bahan pakan yang memiliki nilai berat jenis yang rendah (<1000 kg m-3), kerapatan yang rendah (<500 kg m-3), sudut tumpukan yang tinggi (>55º) dan bervolume besar (large volume) yaitu pakan hijauan misalnya, rumput lapang, daun singkong, daun lamtoro, dan sebagainya (McCarty 2005). Adapun nilai berat jenis dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Nilai berat jenis (kg m-3) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda Bahan Pollard Bungkil kelapa Dedak padi Onggok
Screen penggilingan (mm) 3 1255 ± 170.1cd 1022 ± 118.8b 1004 ± 4.8b 810 ± 8.6a
5 1110.0 ± 184.8bc 1347.5 ± 6.5d 1152.5 ± 5bc 746.7 ± 123.2a
Huruf yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0.05)
11 Tabel 3 menunjukkan bahwa nilai berat jenis menunjukkan adanya interaksi nyata (P<0.05) antara ukuran screen penggilingan dengan jenis produk samping agroindustri. Artinya dengan menggunakan ukuran screen yang sama pada jenis bahan yang berbeda menghasilkan nilai berat jenis yang berbeda. Dengan kata lain jenis bahan yang digiling dengan screen 3 mm dan 5 mm memiliki nilai berat jenis yang berbeda. Hal ini sesuai dengan penelitian Alfisyah (2014) bahwa berat jenis menunjukkan adanya interaksi nyata (P<0.05) antara ukuran saringan penggilingan dengan jenis hasil samping pertanian (Lampiran 5). Akan tetapi berdasarkan penelitian Gauthama (1998) dan Khalil (1999a) bahwa berat jenis tidak berbeda nyata terhadap perbedaan ukuran partikel untuk semua jenis bahan karena ruang antar partikel bahan sudah terisi oleh aquades dalam pengukuran berat jenis. Perbedaan nilai berat jenis diduga dipengaruhi oleh perlakuan yang dilakukan saat penelitian. Gauthama (1998) memberikan perlakuan perbedaan kadar air pada bahan yang digunakan. Perbedaan nilai berat jenis dipengaruhi oleh karakteristik permukaan partikel, distribusi ukuran partikel dan kandungan nutrisi setiap bahan (Khalil 1999a). Oleh karena itu hasil analisis penelitian ini belum bisa dikonfirmasi kebenarannya disebabkan kurangnya data dan acuan yang bisa digunakan sebagai pembanding karena pengambilan data penelitian ini baru dilakukan satu kali. Tabel 3 menunjukkan bahwa bahan pakan yang memiliki nilai berat jenis tertinggi yaitu bungkil kelapa (1347.5 kg m-3) sedangkan berat jenis terendah yaitu onggok yang digiling dengan screen 5 mm (746.7 kg m-3). Nilai berat jenis ini menghasilkan klasifikasi bahan berdasarkan nilai berat jenisnya (Alfisyah 2014). Klasifikasi bahan berdasarkan hasil penelitian ini yaitu high density ingredients (1600-2500 kg m-3), intermediate density ingredients (600-1500 kg m3 ), dan low density ingredients (fluffy and light) (<600 kg m-3). Berat jenis pollard, bungkil kelapa, dedak padi, dan onggok berada pada kisaran 746.7-1347.5 kg m-3 yang termasuk dalam kelompok intermediate density ingredient (BJ: 600-1500 kg m-3). Klasifikasi ini berbeda dengan klasifikasi berdasarkan penelitian Alfisyah (2014). Hal ini dikarenakan perbedaan karakteristik bahan yang digunakan saat penelitian. Alfisyah (2014) menggunakan bahan limbah pertanian yaitu jerami padi, jerami jagung, kulit singkong, tongkol jagung, dan klobot jagung yang cenderung bersifat lebih bulky dibandingkan dengan limbah agroindustri. Oleh karena itu keduanya memiliki kisaran berat jenis yang berbeda. Akan tetapi jika diklasifikasikan berdasarkan Alfisyah (2014) maka onggok (746.7-810 kg m-3) termasuk dalam kelompok low density ingredient (<1000 kg m-3), sedangkan pollard, bungkil kelapa, dan dedak padi termasuk kelompok intermadiate density ingredients (1000-1500 kg m-3). Berat jenis bahan baku dapat berpengaruh dalam urutan pemasukan bahan baku ke dalam mixer (mesin pencampur). Menurut Pfost (1976), urutan pemasukan bahan dalam mixer adalah bahan baku makro, bahan baku mikro, dan liquid (cairan). Bahan baku makro yaitu bahan baku dengan berat jenis sedang dan ringan misalnya jagung, bungkil kedelai, bungkil kelapa, dedak padi, pollard, onggok, dan lainnya. Bahan baku mikro yaitu bahan baku yang memiliki berat jenis tinggi misalnya sumber vitamin, mineral, dan premix sedangkan liquid yaitu bahan yang berbentuk cairan misalnya molases, minyak kelapa, dan lainnya. Untuk bahan baku dengan jumlah sedikit (mikro), terlebih dahulu dilakukan premixing atau pencampuran awal. Jika menggunakan mixer horizontal lama waktu
12 pencampuran yaitu 1.5-5 menit. Bahan baku makro dimasukan pada 1.5 menit pertama kemudian pada menit ke 2 dimasukan bahan baku mikro sedikit demi sedikit hingga homogen, lalu menit selanjutnya dimasukan cairan dengan menggunakan sprayer atau penyemprot sambil terus dilakukan pengadukan hingga homogen. Jika menggunakan mixer vertikal lama waktu pencampuran yaitu 10-15 menit. Kualitas pencampuran dipantau oleh faktor coeficient of variation (CV). Persentase CV yang optimal adalah <10%. Apabila nilai CV berkisar 10%-15%, maka lama pencampuran diperpanjang 25%-30%. Pada hasil kisaran 15%-20%, waktu pencampuran diperpanjang 50%. Bahan pakan produk samping agroindustri yang berbeda memiliki kandungan nutrien yang berbeda sehingga menunjukkan sifat fisik yang berbeda pula. Berat jenis dapat menentukan sifat bulky (Khalil 1999a) dan homogenitas suatu campuran bahan (Simanjuntak 1999). Semakin rendah nilai berat jenisnya maka bahan tersebut memiliki sifat semakin bulky. Tabel 3 menunjukan bahwa nilai berat jenis pada pollard, bungkil kelapa, dan dedak padi memiliki nilai berat jenis yang beragam pada masing-masing ukuran screen, akan tetapi nilai berat jenis onggok memiliki nilai yang relatif seragam pada masing-masing ukuran screen (810 kg m-3 dan 746.7 kg m-3). Faktor yang diduga menjadi penyebab perbedaan nilai berat jenis dari keempat bahan tersebut yaitu sifat keambaan dan kadar serat kasar. Onggok bersifat bulky dan mempunyai kadar serat kasar yang tinggi sekitar 21.9% (Mathius dan Sinurat 2001). Komposisi kimia pakan turut mempengaruhi sifat fisiknya yang salah satunya yaitu berat jenis pakan (Gauthama 1998). Hal ini menyebabkan nilai berat jenis pada onggok lebih rendah dibandingkan dengan nilai berat jenis ketiga bahan yang lain. Aryono (2008) menambahkan bahwa bahan yang memiliki berat jenis seragam dapat menghasilkan campuran bahan dengan homogenitas tinggi, sedangkan bahan dengan berat jenis tinggi pada saat pencampuran akan cenderung terpisah kembali sehingga proses pencampuran bahan tidak homogen.
Kerapatan Tumpukan Interaksi antara ukuran screen penggilingan dengan jenis produk samping agroindustri menunjukkan pengaruh yang tidak nyata (P>0.05) terhadap kerapatan tumpukan. Artinya perbedaan screen pada jenis bahan yang berbeda tidak mempengaruhi kerapatan tumpukan bahan. Dengan kata lain bahan pakan yang digiling dengan screen 3 mm dan 5 mm memiliki ukuran partikel yang sama sehingga menghasilkan nilai kerapatan tumpukan yang sama. Adapun nilai rataan kerapatan tumpukan dapat dilihat pada Tabel 4. Rataan nilai kerapatan tumpukan pada keempat bahan pakan dengan ukuran screen 3 mm dan 5 mm berkisar 328.83 kg m-3 dan 320.41 kg m-3. Rataan nilai kerapatan tumpukan terendah pada onggok (222.64 kg m-3) dan rataan tertinggi pada bungkil kelapa (444.76 kg m-3). Bahan pakan dengan rataan kerapatan tumpukan kecil akan menempati ruang simpan besar karena kemampuan pemadatan bahan rendah sehingga bahan pakan dengan rataan kerapatan tumpukan kecil memerlukan ruang simpan baik karung, gudang maupun ruang saluran cerna yang besar pada berat yang sama.
13 Tabel 4 Nilai kerapatan tumpukan (kg m-3) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda Bahan Pollard Bungkil kelapa Dedak padi Onggok Rataan
Screen penggilingan (mm) 3
5
310.89 ± 0.44 447.51 ± 5.95 330.83 ± 3.19 226.09 ± 2.99 328.83 ± 3.14
294.64 ± 2.91 442.00 ± 3.53 325.83 ± 3.45 219.18 ± 2.66 320.41 ± 3.14
Rataan 302.76 ± 1.67 444.76 ± 4.74 328.33 ± 3.32 222.64 ± 2.83 324.62 ± 3.14
Kerapatan tumpukan akan semakin meningkat dengan semakin banyaknya jumlah partikel halus dalam ransum (Gauthama 1998). Selain itu, kerapatan tumpukan juga dipengaruhi oleh sifat keambaan (bulky) suatu bahan. Sifat keambaan (bulky) dapat menurunkan kerapatan tumpukan dan kerapatan pemadatan tumpukan suatu bahan, walaupun berat jenisnya tidak jauh berbeda (Gauthama 1998). Hal ini terlihat pada hasil kerapatan tumpukan onggok yang memiliki rataan nilai kerapatan tumpukan paling rendah menunjukkan bahwa bahan tersebut mempunyai sifat bulky yang lebih tinggi dibandingkan pollard, bungkil kelapa, dan dedak padi. Bahan dengan rataan kerapatan tumpukan rendah (<500 kg m-3) membutuhkan waktu jatuh atau waktu mengalir lebih lama dan dapat ditimbang lebih teliti dengan alat penakar otomatis baik volumetrik maupun grafimetris, sedangkan bahan dengan kerapatan tumpukan tinggi (>1000 kg m-3) tidak membutuhkan waktu jatuh atau waktu mengalir lebih lama. Jika dibandingkan dengan hasil penelitian yang pernah ada, yaitu kerapatan tumpukan pollard (293.75 kg m-3) (Irawan 2006), bungkil kelapa (476.7 kg m-3) (Khalil 1999b), dedak padi (316.25 kg m-3) (Irawan 2006) dan onggok (311.2 kg m-3) (Gauthama 1998) maka nilai kerapatan tumpukan sesuai dengan hasil pada Tabel 4 dengan rataan nilai sekitar 324.62 kg m-3 termasuk ke dalam golongan yang mempunyai kerapatan tumpukan rendah (<500 kg m-3), sehingga akan lebih teliti ketika ditimbang dengan alat penakar otomatis.
Kerapatan Pemadatan Tumpukan Interaksi antara ukuran screen penggilingan dengan jenis produk samping agroindustri tidak berbeda nyata (P>0.05) terhadap kerapatan pemadatan tumpukan. Artinya perbedaan screen pada jenis bahan yang berbeda tidak mempengaruhi kerapatan pemadatan tumpukan bahan. Dengan kata lain bahan pakan yang digiling dengan screen 3 mm dan 5 mm memiliki ukuran partikel yang sama sehingga menghasilkan nilai kerapatan pemadatan tumpukan yang sama. Nilai rataan kerapatan pemadatan tumpukan dapat dilihat pada Tabel 5.
14 Tabel 5 Nilai kerapatan pemadatan tumpukan (kg m-3) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda Bahan Pollard Bungkil kelapa Dedak padi Onggok Rataan
Screen penggilingan (mm) 3
5
420.03 ± 4.40 548.34 ± 6.80 482.68 ± 13.37 280.80 ± 4.30 432.96 ± 7.22
396.52 ± 9.65 557.89 ± 5.25 476.89 ± 17.46 270.31 ± 7.67 425.40 ± 10.01
Rataan 408.27 ± 7.03 553.12 ± 6.03 479.78 ± 15.42 275.56 ± 5.98 429.18 ± 8.61
Rataan nilai kerapatan pemadatan tumpukan pada keempat bahan pakan dengan ukuran screen 3 mm dan 5 mm berkisar pada 432.96 kg m-3 dan 425.40 kg m-3. Rataan nilai kerapatan pemadatan tumpukan terendah pada onggok (275.56 kg m-3) dan rataan tertinggi pada bungkil kelapa (553.12 kg m-3). Hal ini terjadi karena pemadatan tumpukan dipengaruhi oleh berat jenis, sehingga bungkil kelapa yang mempunyai berat jenis yang lebih tinggi (1347.5 kg m-3) dapat menghasilkan kerapatan pemadatan yang tinggi, berbeda dengan onggok yang memiliki berat jenis yang lebih rendah (746.7 kg m-3) sehingga menghasilkan rataan kerapatan pemadatan tumpukan yang rendah. Pemadatan pada bahan yang mempunyai berat jenis tinggi akan meningkatkan tingkat kepadatannya, sehingga berat bahan tiap satuan volume akan meningkat (Gauthama 1998). Ali (2006) menyatakan bahwa padatan tumpukan erat hubungannya dengan sifat kohesifitas bahan. Kehesifitas adalah rekatan antar sesama partikel. Apabila suatu bahan mempunyai sifat kohesifitas yang tinggi maka partikel bahan tersebut akan sulit mengisi celah kosong yang tersedia. Artinya bahan pakan yang memiliki rataan kerapatan pemadatan tumpukan yang rendah memiliki sifat kohesifitas yang tinggi, begitu pula sebaliknya. Rataan nilai kerapatan pemadatan tumpukan pada Tabel 5 dapat diartikan bahwa bahan pakan yang memiliki sifat kohesifitas tertinggi yaitu onggok (275.56 kg m-3) dan bahan pakan yang memiliki sifat kohesifitas terendah yaitu bungkil kelapa (553.12 kg m-3) jika dibandingkan dengan pollard dan dedak padi.
Sudut Tumpukan Nilai sudut tumpukan menunjukkan tidak adanya interaksi nyata (P>0.05) antara ukuran screen penggilingan dengan jenis produk samping agroindustri. Artinya perbedaan screen pada jenis bahan yang berbeda tidak mempengaruhi sudut tumpukan bahan. Dengan kata lain bahan pakan yang digiling dengan screen 3 mm dan 5 mm memiliki ukuran partikel yang sama sehingga menghasilkan nilai sudut tumpukan yang sama. Nilai rataan sudut tumpukan dapat dilihat pada Tabel 6.
15 Tabel 6 Nilai sudut tumpukan (º) produk samping agroindustri yang digiling dengan screen penggilingan berbeda Bahan Pollard Bungkil kelapa Dedak padi Onggok Rataan
Screen penggilingan (mm) 3
5
31.05 ± 1.95 24.04 ± 0.81 32.95 ± 1.20 34.97 ± 2.17 30.75 ± 1.53
30.15 ± 0.74 25.15 ± 1.29 30.74 ± 0.22 33.27 ± 1.44 29.83 ± 0.92
Rataan 30.60 ± 1.35 24.59 ± 1,05 31.85 ± 0.71 34.12 ± 1.81 30.29 ± 1.23
Nilai rataan sudut tumpukan dari keempat bahan pakan yang digiling dengan screen 3 mm dan 5 mm yaitu berkisar 30.75º dan 29.83º dengan rataan 30.29º. Bahan pakan yang memiliki rataan sudut tumpukan tertinggi yaitu onggok (34.12º) dan yang terendah yaitu bungkil kelapa (24.59º). Hal ini menunjukkan bahwa pollard, bungkil kelapa, dedak padi, dan onggok memiliki kebebasan bergerak yang baik seperti yang dikatakan oleh Prambudi (2001) bahwa sudut tumpukan kurang dari 35º memiliki kebebasan bergerak yang baik. Hasil tersebut sesuai dengan hasil penelitian Gauthama (1998) bahwa pengecilan ukuran partikel akan meningkatkan nilai sudut tumpukan pakan. Nilai sudut tumpukan onggok berdasarkan penelitian Gauthama (1998) yaitu 22-33º. Hal ini didukung dengan pernyataan Ali (2006) bahwa semakin bebas suatu partikel bergerak, maka sudut tumpukan yang terbentuk semakin kecil. Thomson (1984) menyatakan bahwa sudut tumpukan berperan dalam menentukan flowability (kemampuan mengalir suatu bahan), efisiensi pada pengangkutan atau pemindahan secara mekanik, ketepatan dalam penimbangan dan kerapatan kepadatan tumpukan. Sudarmadji (1997) menyatakan bahwa sudut tumpukan antara 30-39o termasuk ke dalam kelompok sedang, yaitu sifat kemudahan bahan pakan dalam penanganan atas dasar pengangkutan relatif sedang. Fasina dan Sokhansanj (1993) mengklasifikasikan laju alir bahan padat berdasarkan besarnya sudut tumpukan yaitu sudut tumpukan 25-30° sangat mudah mengalir, sudut 30-38° mudah mengalir, sudut 38-45° sedang, sudut 45-55° sulit mengalir, dan sudut >55° sangat sulit mengalir. Bungkil kelapa termasuk kategori bahan yang sangat mudah mengalir (25-30°) dengan rataan nilai sudut tumpukan 24.59°. Bahan pakan yang termasuk bahan yang mudah mengalir (30-38°) yaitu pollard (30.6°), dedak padi (31.85°), dan onggok (34.12°). Suatu komoditi dapat mengalir secara bebas atas dasar gravitasi, apabila besarnya sudut corong sama atau lebih kecil daripada sudut puncak tumpukan bahan. Kesalahan desain corong karena kurang pengetahuan tentang sudut tumpukan akan mengakibatkan kemacetan atau tersumbatnya aliran komoditi (Syarief et al. 1992). Selain itu, dari hasil penelitian diketahui bahwa berat jenis juga mempengaruhi sudut tumpukan. Onggok yang mempunyai berat jenis (746.7 kg m-3) lebih rendah dibandingkan dengan pollard, bungkil kelapa, dan dedak padi (1004-1345.7 kg m-3) mempunyai rataan nilai sudut tumpukan yang tinggi (34.12º). Hal ini dapat diartikan bahwa semakin rendah berat jenis maka nilai sudut tumpukan bahan semakin meningkat. Sudut tumpukan yang terbentuk pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 5.
17 Agustina Y. 2005. Kualitas fisik pellet ransum broiler mengandung bahan dengan ukuran partikel yang berbeda pada proses produksi berkesinambungan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Alfisyah SH. 2014. Ukuran partikel dan sifat fisik hasil gilingan produk samping pertanian [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Ali AJ. 2006. Karakteristik sifat fisik bungkil kedelai, bungkil kelapa dan bungkil sawit [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Arora SP. 1989. Pencernaan Mikroba pada Ruminansia. Terjemahan: Retno Muwarni. Yogyakarta (ID): Universitas Gadjah Mada Press. Aryono. 2008. Pengaruh perbedaan proses kerja huller terhadap sifat fisik dedak padi di Kecamatan Gebang, Kabupaten Cirebon [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [ASAE] American Society of Agricultural Engineers. 2003. Method of Determining and Expressing Fineness of Feed Materials by Sieving ANSI/ASAE S319; 2003 Feb 3; Michigan, Amerika Serikat. Michigan (US): American Society of Agricultural Engineers. Behnke KC. 2001. Factors influencing pellet quality. Feed Tech. 5: 19-22. Cremer MC, Jian Z. 1999. Feed Particle Size Requirements for Crucian Carp Fry. American Soybean Association Technical Bulletin. Fairfield D. 1994. Pelleting Cost Center. Di dalam: R.R. McElhiney (Editor). Feed Manufactuing Industry IV. American Feed Industry Association Inc, Arlington. Fasina OO, Sokhansanj. 1993. Effect of moisture content on bulk handling properties of alfafa pellets. J Can Agric Engin. 35 (4): 269-273. Gauthama P. 1998. Sifat fisik pakan lokal sumber energi, sumber mineral dan hijauan pada kadar air dan ukuran partikel yang berbeda [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Herrman TJ. 2000. Feed Quality Assurance. Singapore (SG): American Soybean Association. Irawan H. 2006. Karakteristik sifat fisik jagung, dedak padi dan pollard [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Khalil. 1999a. Pengaruh kandungan air dan ukuran partikel terhadap perubahan perilaku fisik bahan pakan lokal: kerapatan tumpukan, kerapatan pemadatan tumpukan, dan berat jenis. Med Pet. 22(1): 1-11. Khalil. 1999b. Pengaruh kandungan air dan ukuran partikel terhadap perubahan perilaku fisik bahan pakan lokal: sudut tumpukan, daya ambang dan faktor higroskopis. Med Pet. 22(1): 33-42. Martz FA, Belyea RL. 1986. Role of particle size and forage quality in digestion and passage by cattle and sheep. J Dairy Sci. 69: 1996-2008. Mathius IW, Sinurat AP. 2001. Pemanfaatan bahan pakan inkonvensional untuk ternak. Wartazoa. 11(2): 22-28. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Ed ke-1. Bogor (ID): IPB Press. McCarty RM. 2005. Receiving, E.K. Schofield, Ed., Feed Manufacturing Technology V, American Feed Industry Association, Arlington (US). p 91107 MF-2051. 2002. Evaluating Particle Size. Kansas State University Agricultural Experiment Station and Cooperative Extension Service. Manhattan, KS.
18 Pfost HB. 1976. Grinding and Rolling. Kansas State University. In Feed Manufacturing Technology. 1976. H.B. Pfost, Technical Editor and D. Pickering, Production Editor. Feed Production Council. American Feed Manufactures Ass. Inc. (US). Prambudi E. 2001. Sifat fisik dan kandungan protein tepung bahan pakan hasil pengolahan limbah cair industri tempe dengan penambahan berbagai sumber pati [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Simanjuntak D. 1999. Pengaruh jenis penggilingan padi terhadap sifat fisik dedak [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Sudarmadji S. 1997. Prosedur untuk Analisa Bahan Pakan dan Pertanian. Yogyakarta (ID): Liberty. Suparjo. 2010. Pengawasan Mutu pada Pabrik Pakan Ternak. Laboratorium Makanan Ternak. Fakultas Peternakan. Jambi (ID): Universitas Jambi. Syarief R, Simarmata JP, Riantini SA. 1992. Studi karakteristik dan pengolahan ubi jalar (Ipomea batatas) untuk pangan dan bahan baku industri: I. Bahan pangan sumber vitamin A. Pusat Pengembangan Teknologi Pangan-LP. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Thomson FM. 1984. Handbook of Powders Science and Technology. 391, 393, eds M.E. Fayed and L. Otten. New York (US). Weston RH. 2002. Constrain on feed intake by grazing sheep. In: Freer M, H. Dove J (eds) Sheep Nurition. Wallingford (US): Cabi Publishing. p 27-49.
19 Lampiran 1 Hasil analisis ragam ukuran partikel dengan ukuran sampel yang berbeda sebelum digiling SK
db
Pollard Galat Total
JK 2 9 11
KT
5442.385 2125.690 7568.076
2721.193 236.188
Fhit
Sig
11.521
.003
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
SK
db
Bungkil kelapa Galat Total
JK 2 9 11
KT
4339.547 14127.099 18466.646
2169.773 1569.678 2169.773
Fhit
Sig
1.382
.300
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
SK
db
Dedak padi Galat Total
JK 2 9 11
KT
9087.782 6610.303 15698.085
4543.891 734.478
Fhit
Sig
6.187
.020
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
SK Onggok Galat Total
db
JK 2 9 11
KT .000 .000 .000
Fhit
.000 .000
Sig .
.
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
Lampiran 2 Hasil analisis ragam interaksi ukuran saringan penggilingan dengan jenis produk samping agroidustri terhadap ukuran partikel SK Screen Bahan Screen * Bahan Galat Total Total Terkoreksi
db 1 3 3 24 32 31
JK
KT
406117.130 1173387.667 1180773.451 13541.069 1.205E7 2773819.318
406117.130 391129.222 393591.150 564.211
Fhit 719.796 693.232 697.595
Sig .000 .000 .000
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
20 Lampiran 3 Perhitungan persentase pengaruh ukuran screen dan jenis produk samping agroindustri terhadap ukuran partikel Screen
=
=
= 14.64 %
Bahan
=
=
= 42.3%
Interaksi Screen dan Bahan = =
= 42.57%
Lampiran 4 Hasil analisis ragam berat jenis SK Screen Bahan Screen * Bahan Galat Total
db 1 3 3 24 32
JK
KT
.035 .884 .273 .277 37.125
Fhit .035 .295 .091 .012
3.052 25.568 7.890
Sig .093 .000 .001
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
Lampiran 5 Berat jenis (kg L-1) hasil samping pertanian yang digiling dengan saringan penggilingan berbeda Screen penggilingan (mm)
Bahan
3 0.55 ± 0.03ef 0.67 ± 0.02c 0.55 ± 0.01ef 0.58 ± 0.02d
Jerami padi Jerami jagung Klobot jagung Tongkol jagung
5 0.56 ± 0.02def 0.57 ± 0.01de 0.54 ± 0.01f 0.57 ± 0.02de
Keterangan: Huruf yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0.05). Sumber : Alfisyah (2014)
Lampiran 6 Hasil analisis ragam kerapatan tumpukan SK Screen Bahan Screen * Bahan Galat Total
db 1 3 3 24 32
JK 310.746 222194.451 23535.811 118299.208 3377384.444
KT 310.746 74064.817 7845.270 4929.134
Fhit .063 15.026 1.592
Sig .804 .000 .217
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
21 Lampiran 7 Hasil analisis ragam kerapatan pemadatan tumpukan SK Screen Bahan Screen * Bahan Galat Total
db 1 3 3 24 32
JK
KT
23096.915 388578.645 98221.824 328328.875 5517708.597
23096.915 129526.215 32740.608 13680.370
Fhit 1.688 9.468 2.393
Sig .206 .000 .093
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi.
Lampiran 8 Hasil analisis ragam sudut tumpukan SK Screen Bahan Screen * Bahan Galat Total
db 1 3 3 24 32
JK 6.772 397.018 12.820 44.799 29821.757
KT 6.772 132.339 4.273 1.867
Fhit 3.628 70.898 2.289
Sig .069 .000 .104
SK: sumber keragaman, JK: jumlah kuadrat, db: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fhit: nilai F, Sig: signifikansi
