PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN KAPASITAS 0.5 LITER/JAM
TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra Surabaya
Oleh: MARIANA WINDARI NPM: 13321012
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2014
HALAMAN PERSETUJUAN
NAMA
:
MARIANA WINDARI
NPM
:
13321012
FAKULTAS
:
TEKNIK
PROGRAM STUDI
:
TEKNIK MESIN
JUDUL
:
PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP
CAIR
UNTUK
PENGAWET
KAPASITAS 0.5 LITER/JAM
DISETUJUI DAN DITERIMA OLEH: DOSEN PEMBIMBING
( SLAMET RIYADI. ST, MT ) NIDN : 071911710
ii
MAKANAN
LEMBAR PENGESAHAN Telah diterima dan disetujui oleh tim Penguji Tugas Akhir serta dinyatakan LULUS. Dengan demikian sah untuk melengkapi syarat – syarat mencapai Gelar Sarjana (S-1) TEKNIK pada FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA Tim Penguji Tugas Akhir : Ketua : Slamet Riyadi., ST., MT.
(
)
(
)
(
)
Dekan Fakultas Teknik
Anggota :
1. Siswadi., ST., M.Si Dosen Penguji I
2. Muharam., ST., MT Dosen Penguji II
iii
ABSTRAK
Segala apa yang ada di bumi ini disediakan oleh Tuhan dengan tujuan dimanfaatkan oleh manusia demi kelangsungan kehidupan yang ada dimuka bumi, dari konsep ini coba kami aplikasikan sebagai contoh kecil mencoba memanfaatkan bahan – bahan yang alami dari alam contohnya tempurung kelapa yang dijadikan asap cair sebagai pengawet makanan dan minuman sebagai pengganti bahan pengawet yang dibuat dari bahanbahan kimia yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Misalnya, Pemakaian formalin dalam pengawet makan yang dapat menyebabkan kanker dan kematian bagi para konsumen. Prinsip pembuatan asap cair merupakan hasil pembakaran yang tidak sempurna yang melibatkan reaksi dekomposisi karena pengaruh panas, polimerisasi, dan kondensasi. Adapun tahap-tahap pembuatannya meliputi proses pirolisis, evaporasi, kondensasi, destilasi, dan adsorbsi dan dalam waktu ± 3 - 6 jam dengan bahan baku tempurung kelapa ± 30 Kg maka akan menghasilkan asap cair grade 3 (tiga) yang berwarna coklat pekat ± 3 Liter asap cair . Asap cair memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat, dan karbonil. Selain lebih aman, penggunaan tempurung kelapa juga dapat manambah pendapatan para petani Indonesia yang merupakan negara agraris yang terdiri dari banyak tanaman pertanian salah satunya kelapa. Kata Kunci: mesin portable pembuat asap cair, tempurung kelapa
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini untuk aku persembahkan: ALLAH SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang. Atas rahmat dan karuniamu penulis mampu berkarya untuk menghasilkan sesuatu yang berguna bagi penulis, Keluarga dan orang–orang kami Cintai dan Sayangi. Ibu Agustina………………………! Tanpa dirimu aku bukan apa-apa, tangan lembutmu telah memberikan kasih sayang padaku, nasehatmu, kritikkanmu yang pedas tiada tara serta linangan air matamu telah membawaku ke tempatku sekarang ini, air matamu mengingatkan kami akan kebesaranNYA. Mama, kamu segalanya bagiku. Bapak Salman………………………! Kekuatan, keuletan dan kesabaran serta kewibawaan bapak dalam mendidik dan membesarkan kami anak–anakmu membuat suatu kebanggaan bagiku dan segala kritik dan nasehatmu adalah cambuk penyemangat hidupku agar aku lebih berusaha lebih keras dalam menyongsong masa depanku yang lebih baik. Dari itulah kami sangat menghormatimu…..terima kasih papah, kamu telah melakukan segalanya buat kebahagiaan dan kebaikan anak–anakmu. Adik – adikku…………………………! Pengertian dan harapan kalian (Mulyadi, Aji, Adis dan Mega) adalah dorongan yang memicu semangatku untuk terus maju kedepan menyongsong masa depan agar lebih baik. Ibu Hj. Djurmiah………………….! Nasehat, kritik, dan kesabaran Mu…………Nenekku, adalah pemicu semangatku dalam menjalani garis kehidupanku di masa sekarang dan dan menuju masa depanku. Suamiku Hengki Irawan dan Putraku Tirta Panji Kusuma Irawan………………………..! Terima kasih banget kalian sudah mengertiin aku yang “nggondokan” alias “perajuan”………” You are my sun”. Kata-kata pedasmu, kata–kata lembutmu adalah support tiada henti untukku………suamiku. Senyum manismu, tawa candamu, kenakalanmu semakin membulatkan tekadku untuk menjalani sagalanya………..anakku. Kalian adalah “Anugerah Terindah” yang diberikan oleh Allah SWT kepadaku. v
Seluruh Keluarga Besarku................! Untuk seluruh keluarga besarku, Doa dan Harapanmu adalah semangatku.....! Teman – temanku....... Teman – teman fakultas teknik angkatan tahun 2010 Universitas Wijaya Putra Surabaya, tanpa kalian penulis tidak akan mampu menciptakan karya ini. Kuharapkan kekompakan dan solidaritas kita tetap terjaga sampai selama – lamanya
vi
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahhirobbil alamin, puji syukur selalu Saya panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik Tugas akhir ini disusun adalah untuk memenuhi persyaratan akademik guna menyelesaikan jenjang Strata Satu (S1) pada Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya. Adapun permasalahan yang diangkat dalam tugas akhir ini dengan judul: "PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN KAPASITAS 0.5 LITER/JAM " Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat: 1. Bapak H. Budi Endarto. SH, M Hum, selaku rektor Universitas Wijaya Putra Surabaya. 2. Bapak Slamet Riyadi., ST., MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Mesin, Universitas Wijaya Putra Surabaya serta dosen pembimbing yang dengan sabar telah memberikan pengerahan dan bimbingan kepada penulis, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. 3. Bapak Siswadi., ST., Msi, Selaku ketua Program Studi Teknik Mesin. 4. Kepada kedua Orang Tuaku tercinta serta adik – adikku yang telah ikhlas memberikan dukungan dan membantu baik material maupun spiritual selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Kepada Suami dan Malaikat kecilku (anakku) yang selalu memompa semangat dan keinginanku untuk terus berusaha dalam mencapai apa yang menjadi komitmenku. 6. Teman-temanku serta semua pihak yang telah membantu kepada penulis, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
vii
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan yang dimiliki penulis, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca dan semua pihak yang berkepentingan. Atas perhatiannya penulis mengucapkan banyak terima kasih.
Surabaya, Februari 2014 Penulis
(Mariana Windari)
viii
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul ....................................................................................................
i
Halaman Persetujuan .........................................................................................
ii
Lembar Pengesahan ...........................................................................................
iii
Abstraks ..............................................................................................................
iv
Halaman Persembahan ......................................................................................
v
Kata Pengantar ...................................................................................................
vii
Daftar Isi .............................................................................................................
ix
Motto ..................................................................................................................
xi
Daftar Gambar....................................................................................................
xii
Daftar Tabel ........................................................................................................
xiv
BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................................
3
1.3 Batasan Masalah............................................................................
4
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................
4
1.5 Kegunaan .......................................................................................
4
1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................
5
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Pengawetan .........................................................................
6
2.2 Konsep Dasar .................................................................................
8
ix
2.3 Fokus Penelitian.............................................................................
9
BAB III : METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Kerangka Konseptual Penelitian....................................................
13
3.2 Bentuk Penelitian...........................................................................
15
3.3 Tahapan Penelitian .......................................................................
15
3.4 Waktu Penelitian ..........................................................................
16
3.5 Diagram Alur Perancangan Zeid ....................................................
18
3.6 Tempat Penelitian .......................................................................
19
3.7 Jadwal Penelitian ........................................................................
19
3.7 Proses Produksi ...........................................................................
20
BAB IV : ANALISA DATA 4.1 Uji Kinerja Alat .............................................................................
22
4.2 Perangkaian Alat .........................................................................
23
4.3 Analisis Kerja Alat ........................................................................
29
BAB V : KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan...................................................................................
34
5.2 Saran ...........................................................................................
34
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
MOTTO 1) Kegagalan adalah langkah awal menuju keberhasilan. 2) Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Sesungguhnya Allah SWT beserta orang-orang yang sabar (Al Baqoroh: 153). 3) “Barang siapa yang datang dengan membawa kebaikan, maka baginya pahala yang lebih dari kebaikannya itu” (Al Baqoroh: 84). 4) Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan/ Waa Jadda man Jadda (Al Insyirah: 6) Allah SWT atas rahmat dan petunjuk-Nya. 5) Bersyukurlah dan jangan pernah menyerah dalam menjalani kehidupan. 6) Keluarga adalah anugerah terindah yang kita miliki. 7) Jadikan Waktu sebagai patner hidupmu, maka jangan jadikan waktu sebagai musuh yang selalu menghantuimu, oleh karena itu manfaatkanlah waktumu sebelum hilang kesempatanmu. 8) Kegagalan adalah hal yang sangat membantu untuk tumbuh kembangnya kemampuan daya kreatifitas dan insting kita untuk mampu mengatasi setiap hambatan yang ada. 9) Berusahalah kamu dengan sekeras - kerasnya seolah – olah kamu akan hidup seratus Tahun lagi, dan berdoalah kamu dengan sekhusyuk – khusyuknya seolah kamu akan mati Besok. 10) Lebih baik terlamba dari pada tidak melakukan sama sekali
xi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar.1. Zat Aditif Pada Makanan...................................................................
3
Gambar.2. Zat Aditif Pada Minuman ..................................................................
3
Gambar.3. Komponen Buah Kelapa....................................................................
9
Gambar.4. Tempurung Kelapa ............................................................................
10
Gambar.5. Flow Chart Penelitian ........................................................................
13
Gambar.6. Diagram Alur Perancangan Zeid........................................................
18
Gambar.7. Desain Produk ...................................................................................
24
Gambar.8. Desain Produk Pirolisis Batok Kelapa ................................................
24
Gambar.9. Tabung Gas LPG................................................................................
25
Gambar.10. Tungku Pembakaran/Kompor Gas ..................................................
25
Gambar.11. Pirolisator ........................................................................................
26
Gambar.12. Klem Pengunci Pirolisator ...............................................................
26
Gambar.13. Termometer ....................................................................................
26
Gambar.14. Pipa pengeluaran asap ....................................................................
26
Gambar.15. Tabung penampung tar/kondensator.............................................
27
Gambar.16. Tabung Penampung Asap................................................................
27
Gambar.17. Pipa Pengeluaran Asap Cair ............................................................
27
Gambar.18. Wadah Penampung Asap Cair.........................................................
27
Gambar.19. Pipa PVC ..........................................................................................
28
xii
Gambar.20. Mesin Pompa Air.............................................................................
28
Gambar.21. Water tank/tangki air......................................................................
28
Gambar. 22. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Atas)
Gambar. 23. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Samping)
Gambar. 24. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Atas)
Gambar. 25. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Atas)
xiii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel.1. Jadwal Penelitian...................................................................................
19
Tabel.2. Berat Asap Cair yang Dihasilkan............................................................
23
Tabel.3. Spesifikasi Alat Penghasil Asap Cair ......................................................
29
Tabel.4. Rendemen dan Kapasitas Alat...............................................................
30
Tabel.6. Analisa Ekonomi Alat Penghasil Asap Cair ............................................
34
xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Pada umumnya bahan Makanan dan minuman yang kita konsumsi sehari-hari mudah rusak karena adanya aktivitas mikroorganisme dan reaksi oksidasi, karena itu diperlukan langkah pengawetan. Namun pada masa sekarang proses pengawetan makanan atau minuman yang dilakukan tidak menggunakan bahan pengawet yang alami. Saat ini yang lebih meresahkan masyarakat adalah penggunaan bahan pengawet makanan dan minuman tersebut yang terbuat
dari zat-zat aditif. Zat-zat aditif adalah
bahan- bahan kimia yang ditambahkan ke dalam makanan dan minuman, misalnya: zat pengawet (natrium benzoat), pewarna (benzil violet), penyedap (MSG/ Monosodium Glutamat, vetsin), pemanis (sakarin), pengharum (amil asetat). Pada dasarnya, zat-zat aditif diperoleh dari pengekstrakan tumbuh-tumbuhan dan hewan dengan ditambahkan bahan-bahan kimia lainnya. Penggunaan zat-zat aditif antara lain bertujuan untuk mempertinggi selera makan,
praktis, dan lebih ekonomis. Dewasa ini, teknik pengawet makanan telah
berkembang pesat mulai dari pengasapan, pengasinan, pemanisan, teknik pasteurisasi, dan sampai menggunakan teknologi canggih dengan pembakaran pada suhu tinggi. Akan tetapi banyak produsen dan penjual makanan dan minuman nakal yang menggunakan bahan kimia sebagai bahan pengawet, contoh formali (sebagai pegawet mayat), boraks, dan sebagainya untuk tujuan mencari keuntungan, karena praktis, dan mudah didapat. Beberapa penelitian para ahli membuktikan bahwa zat aditif yang dikonsumsi manusia dalam jumlah banyak/kadar tinggi yang terakumulasi dalam tubuh sangat berbahaya bagi
kesehatan. Dalam waktu singkat, jika terlalu banyak mengkonsumsi zat
aditif dapat menyebabkan sakit kepala, sesak nafas, muntah-muntah, dan mudah letih.
1
Sedangkan dalam jangka waktu yang lama dapat merusak organ tubuh (ginjal dan hati), menyebabkan tumor, kanker, kerusakan saraf bahkan kematian. Sebelum ada penemuan tentang bahaya zat aditif, nitrat sering digunakan dalam pengawetan daging dan ikan. Nitrat efektif untuk memperlambat pertumbuhan spora bakteri penghasil racun botulinum yang biasa terdapat dalam bahan pangan, sehingga racun botulinum dapat ditekan. Kemudian ditemukan bahwa nitrat yang masuk bersama makanan, di saluran pencernaan akan bergabung dengan asam amino membentuk Nitrosamin. Nitrosamin terbukti menyebabkan kanker pada tikus. Sebenarnya, zat pengharum, pewarna, pemanis, penyedap, dan pengawet alami sudah
tersedia
di alam. Bahan alami dapat kita peroleh dengan mudah, murah, dan
tentunya tidak berisiko. Sebagai contoh, tempurung kelapa yang dapat dijadikan asap cair sebagai pengawet makanan alami terutama pada ikan yang pembuatannya cukup murah dan tentunya kita peroleh dari alam di sekiar kita yang jumlahnya sangat banyak, serta kita dapat meminimalisir penggunan zat-zat aditif yang berdampak negatif bagi tubuh manusia jika dikonsumsi. Apa lagi bahan-bahan kimia yang disalahgunakan oleh oknum-oknum tertentu untuk mendapatkan keuntungan yang lebih besar. Zat-zat aditif tersebut mengandung bahan kimia yang berbahaya bagi tubuh jika dikonsumsi dalam jumlah yang banyak dan terakumulasi dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama. Misalnya, Pemakaian formalin dalam pengawet makan yang dapat menyebabkan kanker dan kematian bagi para konsumen. Alasan para pedagang dan produsen menambahkan zat-zat aditif tersebut karena lebih ekonomis, praktis dan mudah diperoleh. Padahal, bahan-bahan alami untuk makanan dan minuman penggunaannya lebih terjamin dan tentunya
lebih aman bagi
2
tubuh. Oleh karena itu penulis ingin memanfaatkan
bahan-bahan
alami dari alam
untuk meminimalisir penyalahgunaan zat-zat aditif tersebut.
Gambar.1. Zat Aditif Pada Makanan (Sumber: Pengawetan Makanan Alami dan Sintetis. 2009. Alfabeta Bandung)
Gambar.2. Zat Aditif Pada Minuman (Sumber: Pengawetan Makanan Alami dan Sintetis. 2009. Alfabeta Bandung)
Dalam hal ini saya mencoba menambahkan sedikit inovasi pada alat penghasil asap cair tempurung kelapa yang sudah ada dengan menambahkan pengatur waktu (timer analog) agar saat melakukan proses pembakaran awal pada tempurung kelapa dapat menghemat/mengefisiensi bahan gas digunakan dalam proses pengerjaannya serta untuk menambah kesan praktis dan modern pada alat penghasil asap cair dari tempurung kelapa ini. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan permasalahan yang dihadapi, yaitu:
3
1. “Bagaimana merancang dan menghitung kontruksi alat penghasil asap cair fortebel?”. 2. "Bagaimana cara menghasilkan grade asap cair yang lebih baik?".
1.3
BATASAN MASALAH
Batasan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah: "PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN KAPASITAS 0.5 LITER/JAM " 1.4
TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian dengan alat penghasil asap cair dari tempurung kelapa
fortebel ini adalah proses dan usaha yang dapat kita lakukan untuk mengganti penggunaan pengawet makanan dan minuman yang berbahan dasar zat–zat aditif yang berbahaya bagi kesehatan manusia. 1.5
KEGUNAAN
Manfaat yang didapat setelah penelitian yang dilakukan : Bagi peneliti Sebagai latihan untuk menerapkan teori yang diberikan dibangku kuliah dalam permasalahan nyata. Bagi pengguna tinggi Sebagai tambahan wawasan dan pengetahuan perpustakaan dan bahan studi banding bagi yang berminat dengan masalah ini. Bagi pembaca Memberikan informasi kepada semua orang agar lebih berhati-hati terhadap sesuatu yang kelihatannya nyaman. Terciptanya produk yang efisien, ekonomis, dan sederhana.
4
Mampu meminimalisir biaya pengadaan alat yang dikeluarkan agar terjangkau untuk industri perusahaan maupun home industri. 1.6
SISTEMATIKA PENULISAN Pada dasarnya sistematika penyusunan adalah suatu hal yang sangat diperlukan
dalam pembuatan karya tulis karena sistematika penyusunan memuat seluruh isi karya tulis berurutan sehingga dapat terlihat dengan jelas mengenai masalah-masalah yang dibahas. Dalam hal ini makalah Tugas Akhir yang dibuat oleh penyusun adalah membahas mengenai hal-hal sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini diberi penjelasan mengenai latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan tugas akhir BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini berisikan mengenai Teori pengawetan, konsep dasar, fokus penelitian yang terdiri dari penelitian dan pengembangan serta komponen-komponen penyusun asap cair BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini berisikan mengenai flow chart, Kerangka Konseptual Penelitian, bentuk penelitian, tahapan penelitian, waktu penelitian, Diagram Alur Perancangan Zeid, proses produksi yang terdiri dari bahan dan alat yang digunakan meliputi tahapan persiapan dan perangkaian alat, tahapan persiapan bahan baku, lalu perangkaian alat serta cara kerja dari alat ini. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
TEORI PENGAWETAN Makanan dan minuman adalah faktor yang sangat dominan dan penting dalam
kehidupan manusia. Makanan dan minuman yang kita peroleh dan kita awetkan dengan cara yang sederhana dan tradisional sudah dianggap sangat ketinggalan zaman dan tidak modern. Makanan penting untuk pertumbuhan karena makanan merupakan sumber energi untuk membangun jaringan tubuh yang rusak serta memelihara pertahanan tubuh dari penyakit. Pangan secara umum bersifat mudah rusak (perishable), karena kadar air yang tekadar air pangan melalui berbagai cara antara lain pengeringan, pemberian bahan/senyawa yang dapat mengikat air bebas atau membunuh mikroba perusak. Permasalahan atau petanyaan yang timbul kemudian adalah apakah proses pengawetan, bahan pengawet yang ditambahkan atau produk pangan yang dihasilkan aman dikonsumsi manusia. Dewasa ini pertumbuhan tingkat konsumsi terhadap makanan dan minuman siap saji/makanan instant semakin meningkat. Kenyataan ini berdampak pada peningkatan konsumsi bahan tambahan makanan, termauk didalamnya bahan pengawet. Menurut Ketua PATPI (Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan Indonesia) Cabang DKI Jaya DR Ir RD Esti Widjajanti bahwa pada produksi pangan olahan untuk tujuan komersial penggunaan bahan tambahan sebagai bahan pengawet tidak mungkin dihindari. Pada umumnya tujuan pemakaian bahan pengawet adalah untuk menghambat atau menghentikan aktivitas mikroba (bakteri, kapang, khamir).
6
Pengawetan pangan selain bermakna
penyimpanan
maksud yaitu: menghambat pembusukan dan menjamin tetap
terjaga
selama
mutu
juga memiliki 2 (dua) awal
pangan
agar
mungkin.
Jadi, selain tujuan di atas, juga untuk memelihara kesegaran dan mencegah kerusakan makanan atau bahan makanan menjadi tengik yang disebabkan oleh perubahan menyatu dengan oksigen, adanya sinar, panas, dan beberapa logam. Namun ada saja oknum–oknum tertentu dan sebagian masyarakat yang memanfaatkan bahan pengawet non makanan digunakan sebagai pengawet makanan dan minuman untuk mendapatkan keuntungan yang lebih besar. Laporan Badan POM menunjukkan bahwa dari 29 sampel mie basah yang dijual di pasar dan supermarket Jawa Barat, ditemukan 2 sampel (6,9%) mengandung boraks,1 sampel (3,45%) mengandung formalin, sedangkan
22
sampel
(75,8%)
mengandung formaldehida dan boraks.
Hanya empat sample yang dinyatakan aman dari formaldehida dan borak. Isu penggunaan formaldehida tentu saja sangat meresahkan masyarakat. Dimana bahan tersebut
jelas-jelas
bukan
termasuk
kategori bahan tambahan pangan (food
additives), sehingga sangat dilarang penggunaannya pada pangan apapun. Kedua bahan tersebut dilarang penggunaannya karena bersifat racun terhadap konsumennya. Menurut Afrianti dan Desrosier (2009), pemakaian formaldehida pada makanan dapat menyebabkan keracunan pada tubuh manusia. Gejala yang biasa timbul antara lain sukar menelan, sakit perut akut disertai muntah- muntah, mencret berdarah, timbulnya depresi susunan saraf, atau gangguan peredaran darah. Konsumsi formaldehida pada dosis sangat tinggi dapat mengakibatkan konvulsi (kejang-kejang), haematuri (kencing darah), dan haimatomesis (muntah darah) yang berakhir dengan kematian Injeksi formaldehida dengan dosis 100 gram dapat mengakibatkan kematian dalam waktu 3 jam. Mengingat
7
sifatnya yang berbahaya, maka perlu dicari bahan pengganti yang alami dan aman bagi manusia. Salah satu bahan pengwet alam yang bisa dimanfaatkan adalah asap cair. Asap cair adalah bahan yang merupakan merupakan hasil kondensasi dari pirolisis kayu yang mengandung sejumlah besar senyawa yang terbentuk oleh proses pirolisis konstituen kayu seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin dengan menggunakan suhu tinggi dengan proses pembakaran dalam ruangan tertutup atau hampa udara dengan menggunakan alat penghasil asap cair. 2.2
KONSEP DASAR Industri asap cair telah berkembang pesat mengikuti kemajuan zaman. Karena
memiliki komponen senyawa fenol yang berperan sebagai zat antioksidan, asap cair dijadikan alternatif untuk menggantikan fungsi formalin sebagai pengawet bahan pangan yang berbahaya bagi kesehatan (Desrosier, 2009). Asap cair juga dapat diaplikasikan untuk proses pengasapan sehingga pencemaran lingkungan dan kualitas bahan pangan yang tidak konsisten akibat pengasapan tradisional dapat dihindari (Desrosier, 2009). Penggunaan asap cair tidak hanya di bidang industi makanan, namun juga di bidang industri perkebunan dan industri kayu. Pada industri perkebunan, asap cair berfungsi sebagai pembeku dan pengawet dalam pengolahan RSS (ribbed smoked sheet). Sedangkan pada industri kayu, kayu yang diolesi dengan asap cair mempunyai ketahanan terhadap serangan rayap daripada kayu yang tanpa diolesi asap cair (Desrosier, 2009). Setiap industri selalu menghasilkan limbah baik yang berbahaya maupun yang tidak berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup. Industri asap cair adalah industri yang hampir tidak menghasilkan limbah. Pada proses pirolisis asap cair dihasilkan tiga macam penggolongan produk, yaitu gas-gas yang dikeluarkan pada proses karbonisasi (CO2, CO, CH4, H2, C2H6 dan hidrokarbon tak, sedangkan tar dan arang tidak dapat dikatakan limbah, karena tar dapat digunakan sebagai bahan pengawet, insektisida dan obat sedangkan arang
8
dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar dan jenuh), destilat (asap cair dan tar), dan residu berupa arang. Dari produk pirolisis tersebut yang merupakan limbah hanya gas-gas yang tidak terkondensasi bila diolah lebih lanjut dapat menjadi produk briket arang dan arang aktif. Pembuatan asap cair menghasilkan arang pada proses pirolisis. Berdasarkan penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Andriyasih (2008), pembuatan asap cair pada kondisi operasi optimum asap cair (3500C dengan waktu pirolisis 90 menit) akan menghasilkan arang sebesar 51,56%. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa proses pembuatan asap cair akan menghasilkan arang setengah dari massa bahan baku, dimana pada pembuatan asap cair skala industri, ketersediaan arang akan sangat melimpah mengingat perkembangan asap cair kian pesat di bidang industri. Dari uraian diatas, salah satu cara untuk memanfaatkan arang sisa pembuatan asap cair adalah dengan memprosesnya menjadi arang aktif. 2.3
PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN Buah kelapa terdiri dari beberapa komponen yaitu kulit luar (epicarp), sabut
(mesocarp), tempurung kelapa (endocarp), daging buah (endosperm), dan air kelapa. Komponen-komponen penyusun buah kelapa disajikan pada gambar berikut ini :
Gambar.3. Komponen Buah Kelapa (Sumber: IPB Kaji Asap Cair Tempurung Kelapa sebagai Disinfektan dan Pengganti Formalin). Keterangan Gambar: 1. Kulit luar (epicarp) 2. Sabut (mesocarp)
9
3. Tempurung (endocarp) 4. Daging buah (endosperm) 5. Air Kelapa Tempurung kelapa merupakan bagian buah kelapa yang fungsinya secara biologis adalah pelindung inti buah dan terletak di bagian sebelah dalam
sabut
dengan
ketebalan berkisar antara 3–6 mm. Tempurung kelapa dikategorikan sebagai kayu keras tetapi mempunyai kadar lignin yang lebih tinggi dan kadar selulosa lebih rendah dengan kadar air sekitar enam sampai sembilan persen (dihitung berdasarkan berat kering) dan terutama tersusun dari lignin, selulosa dan hemiselulosa.
Gambar.4. Tempurung Kelapa (Sumber: IPB Kaji Asap Cair Tempurung Kelapa sebagai Disinfektan dan Pengganti Formalin). Asap cair atau liquid smoke yang lebig dikenal sebagai asap cair merupakan suatu hasil pengembunan dari uap hasil pembakaran tidak langsung dari bahan yang banyak mengandung karbon serta senyawa – senyawa lain. Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena Distilat asap atau asap cair tempurung mengandung lebih dari 400 komponen dan memiliki fungsi sebagai penghambat perkembangan bakteri dan cukup aman sebagai
10
pengawet alami antara lain asam, fenolat, dan karbonil. Seperti yang dilaporkan Darmadji dkk (1996) yang menyatakan bahwa
pirolisis tempurung kelapa dengan
kandungan menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol sebesar 4,13%, karbonil 11,3% , dan asam 10,2%. Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya pirolisis tiga komponen kayu yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi. Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam
jumlah yang bervariasi
tergantung jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbuhan kayu seperti iklim dan tanah. Komponen- komponen mempengaruhi
tersebut meliputi asam yang dapat
citarasa, pH dan umur simpan produk asapan; karbonil yang bereaksi
dengan protein dan
membentuk
pewarnaan
coklat dan fenol yang merupakan
pembentuk utama aroma dan menunjukkan aktivitas antioksidan. Selain itu Fatimah (1998) menyatakan golongan- golongan senyawa penyusun asap cair adalah air (11-92 %), fenol (0,2-2,9 %), asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,6-4,0 %), dan tar (1-7 %). Komponen-komponen penyusun asap cair meliputi : 1. Senyawa-senyawa fenol. Senyawa fenol diduga berperan sebagai antioksidan sehingga dapat memperpanjang masa simpan produk asapan. Kandungan senyawa fenol dalam asap sangat tergantung pada temperatur pirolisis kayu. Menurut Desrosier, 2009, kuantitas fenol pada kayu sangat bervariasi yaitu antara 10 200 mg/kg Beberapa jenis fenol yang biasanya terdapat dalam produk asapan adalah guaiakol dan siringol.Senyawa-senyawa fenol yang terdapat dalam asap kayu umumnya hidrokarbon aromatik yang tersusun dari cincin benzena dengan sejumlah gugus hidroksil
11
yang terikat. Senyawa-senyawa fenol ini juga dapat mengikat gugus-gugus lain seperti aldehid, keton, asam, dan ester. 2.
Senyawa-senyawa Karbonil. Senyawa-senyawa karbonil dalam asap memiliki peranan pada pewarnaan dan citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai aroma seperti aroma karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang terdapat dalam asap cair antara lain adalah vanilin dan siringaldehida.
3. Senyawa-senyawa asam. Senyawa- senyawa asam mempunyai peranan sebagai antibakteri dan membentuk citarasa
produk asapan.
Senyawa asam
ini
antara lain adalah asam asetat,
propionat, butirat, dan valerat. 4. Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis. Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis (HPA) dapat terbentuk pada proses pirolisis kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti benzo(a)pirena merupakan
senyawa
yang memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogen (Solichin, 2008). (Solichin, 2008) menyatakan bahwa pembentukan berbagai senyawa HPA selama pembuatan asap tergantung dari beberapa hal, seperti temperatur pirolisis, waktu dan kelembaban udara pada proses pembuatan asap serta kandungan udara dalam kayu. Dikatakan juga bahwa semua proses yang menyebabkan terpisahnya partikel- partikel besar dari asap akan menurunkan kadar benzo(a)pirena. Proses tersebut antara lain adalah pengendapan dan penyaringan. 5. Senyawa benzo(a)pirena. Benzo(a)pirena mempunyai titik didih 310°C dan dapat menyebabkan kanker kulit jika dioleskan langsung pada permukaan kulit, akan tetapi proses yang terjadi memerlukan waktu yang lama.
12
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1
KERANGKA KONSEPTUAL PENELITIAN Mulai
Persiapan Alat dan Bahan Pengukuran Bahan Pemotongan Bahan
Tidak
Pemeriksaan ukuran
Ya Perakitan
Penyempurnaan permukaan
Tidak
Besi
Ya YA / TIDAK
Las penuh
Uji kesesuaian
Penyempurnaan permukaan
Pengecatan
Selesai
Gambar.5. Flow Chart Penelitian
13
Keterangan Flow Chart Penelitian:
Mulai Saat akan memulai suatu pekerjaan maka harus dipikirkan dan dirancang alat apa yang akan dibuat.
Persiapan Alat dan Bahan Mempersiapkan alat dan bahan terlebih dahulu sebelum pembuatan alat
Pengukuran Setelah alat dan bahan tersedia maka kita dapat melakukan pengukuran pada bahan yang akan kita gunakan nanti
Pemotongan Bahan Setelah melakukan pengukuran yang sesuai dengan apa yang kita inginkan, kita dapat melakukan pemotongan sesuai dengan kuran yang telah kita tentukan
Pemeriksaan Ukuran Setelah melakukan pemotongan, lakukan lagi pemeriksaan kembali terhadap bahan erja sebelum melangkah keproses selanjutnya
Perakitan Setelah pemeriksaan ukuran selesai maka proses selanjutnya perakitan bahan kerja dengan cara dilas dan sebagainya
Penyempurnaan Setelah alat dilas dan sudah jadi, maka alat yang sudah jadi itu masuk dalam proses penyempurnaan
Uji Selanjutnya alat yang sudah jadi itu dilakukan pengujian untuk menentukan laik atau tidaknya alat tersebut
Pengecatan
14
Alat tersebut sudah diuji dan proses ini adalah proses yang berikutnya yaitu pengecatan terhadap alat tersebut agar alat yang dibuat terlihat lebih baik
Selesai Alat sudah melewati proses yang ditentukan dan siap untuk dipergunakan
3.2
BENTUK PENELITIAN Penelitian ini berguna sebagai modal awal kita untuk lebih memperhatikan dan
mempertimbangkan akan jaminan kesehatan kandungan makanan dan minuman yang kita konsumsi sehari – hari karena tidak bisa kita pungkiri bahwa saat ini proses pengawetan yang dilakukan adalah proses pengawetan yang menggunakan bahan pengawet yang tidak alami dalam hal ini banyakya penggunaan zat – zat aditif dari bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan manusia. 3.3 TAHAPAN PENELITIAN Penelitian ini dilakukan dalam 6 langkah pokok sampai dengan tahap penyusunan laporan. Untuk pertanggung jawaban penelitian akan dijabarkan dalam 3 tahapan selanjutnya, adapun detailnya adalah sbb: Pemilihan obyek, topik dan fokus penelitian. Pada tahap ini merupakan langkah pengamatan dan observasi di masyarakat untuk menentukan tema, topik dan fokus. Kegiatan ini dilakukan dilakukan selama semester 7 (tujuh) dan menjelang semester 8 (delapan). Dalam tahap ini menghasilkan sebuah proposal yang akan diajukan sebagai langkah awal untuk penelitian. Observasi dan studi literatur. Observasi dilakukan terhadap obyek yang terkait untuk mengenal dan memahami obyek, dan
15
diikuti dengan studi literatur untuk menyiapkan teori pendukung dan rumus-rumus yang relevan yang akan dibutuhkan tahapan ini menghasilkan sebuah proposal sketsa tema, topik dan fokus yang lengkap. Perumusan masalah Tahap ini digunakan untuk mendapatkan suatu ide/gagasan yang akan di diskusikan Pendataan Pendataan digunakan untuk mendapatkan sebuah kinerja dari alat penghasil asap cair tempurung kelapa yang sudah ada. Data yang diperoleh digunakan untuk mendapatkan pemecahan masalah. Analisa Analis digunakan untuk mendiskusikan sebuah permasalahan yang akan diangkat dengan didukung konsep teori, data operasi, dan data kompilasi. Pelaporan Pelaporan ini menghasilkan proyek penelitian sebagai pertanggung jawaban secara tertulis tentang hasil penelitian. Sidang Sidang merupakan tahap pertanggung jawaban secara lisan mencakup pelaksanaan dan laporan. 3.4 WAKTU PENELITIAN Penelitian dilaksanakan pada waktu
mulai semester 7 (tujuh) dan menjelang
semester 8 (delapan) yaitu sekitar bulan Februari - awal Mei 2012. Pelaksanaan penelitian ini yang pararel secara teknis di mulai pada minggu 1 – 6 untuk pemilihan obyek, fokus dan tema. Selanjutnya kemudian pada minggu 7 (tujuh) untuk obsevasi dan studi literatur,
16
berakhir pada minggu ke 10 (sepuluh), secara bersamaan di minggu ke 10 (sepuluh) perumusan masalah sudah mulai dilakukan, dan berakhir diminggu 11 (sebelas). Di minggu ke 11 (sebelas) juga merupakan kegiatan penelitian yang masuk ke pendataan
dan berakhir pada minggu ke 17 (tujuh belas). Bersamaan dengan tahap
pendataan, minggu ke 12 – 16 (dua belas-enam belas) memasuki kegiatan analisa untuk menyimpulkan hasil penelitian dan berakhir di minggu ke 17 (tujuh belas). Minggu ke 17 - 22 (tujuh belas-dua puluh dua) di gunakan untuk penyusunan laporan sebagai pertanggung jawaban secara tertulis. Minggu terakhir ke 23 (dua puluh tiga) digunakan untuk mengikuti sidang, sedang minggu 24 - 25 (dua puluh empat-dua puluh lima) digunakan untuk revisi dan terakhir di minggu ke 26 (dua puluh enam) adalah penyerahan laporan dan mendapatkan kelulusan sebagai Sarjana Teknik. 3.5 DIAGRAM ALUR PERANCANGAN ZEID Diagram alur proses perancangan dan pembuatan produk yang dicantumkan dibawah ini dikutip dari buku karangan Ibrahim Zeid. Proses perancangan pembuatan produk sebagaimana digambarkan dalam diagram alur dibawah ini:
17
Analisa Kebutuhan
Spesifikasi Perancangan
Studi Kelayakan
Perancangan Konsep
Model Analisa
Perancangan Alat
Analisa Perancangan Optimalisasi
Evaluasi
Dokumentasi
Gambar .6. Diagram Alur Zeid Fase – fase pada proses perancangan dapat dikelompokkan ke dalam satu proses yang disebut fase Sintetis, yang mana terperinci dari :
Identifikasi kebutuhan.
Formulasi persyaratan perancangan.
Studi kelayakan dengan mengumpulkan informasi-informasi perancangan yang relevan.
18
3.6 TEMPAT PENELITIAN Tempat penelitian dilakukan dibengkel Pak Pono didaerah Pakis/jl.Pakis Tirtosari – Sawahan - Surabaya 3.6 JADWAL PENELITIAN Tabel.1. Jadwal penelitian
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Kegiatan
Minggu Ke 1
2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
18
19
20
21 22 23 24
25
Pemilihan tema, topik dan fokus Observasi dan studi literatur Perumusan Masalah Pendataan Analisa Pelaporan Sidang Revisi Penyerahan laporan
Keterangan : Bulan Februari – Agustus 2014
Tabel.1. Memperlihatkan jadwal kegiatan penelitian yang di mulai dari bulan Februari sampai dengan Agustus 2014.Nomor 3 (tiga) menjelaskan waktu dalam melakukan observasi dan studi literatur selama 6 (enam) minggu di mulai dari minggu ke 4 (empat) minggu- ke 9 (sembilan). Jangka waktu tersebut terpaut 2 (dua) minggu dari rencana semula karena ada beberapa kendala pada saat proses berlangsung. Diantaranya adalah : 1. Adanya perubahan dalam penentuan topik dan tema penelitian
sehingga
penulis harus menata ulang schedule yang sudah di buat. 2. Terbatasnya waktu yang digunakan penulis karena terbentur dengan pekerjaan, sehingga mengalokasikan waktu pada hari – hari tertentu di luar jam kerja.
19
26
3.8 PROSES PRODUKSI 3.7.1 Bahan dan Alat Yang Digunakan Bahan Baku Yang Digunakan Cara pengerjaan tahap ini adalah sebagai berikut (1) Persiapan bahan baku untuk pembuatan asap cair siapkan sebanyak 20 kg tempurung kelapa yang telah dijemur sampai mencapai kadar air 8 %. (2) Setelah dikeringkan, sampel yang berukuran besar dipotong kecil-kecil dengan ukuran 3 cm x 3 cm yang dapat mempermudahkan proses pembakaran (3)
Sampel kering dan bersih yang telah diperkecil tersebut dimasukkan ke dalam tabung pirolisis.
PERANGKAIAN ALAT Alat penghasil (pirolisator) asap cair mempunyai komponen atau bagian yang terpisah sehingga untuk dapat digunakan maka bagian-bagian tersebut harus dirangkai secara tepat. Komponen-komponen asap cair diantaranya adalah tabung pirolisis, pipa penyalur
asap,
penangkap
tar, kondensator,
pipa coil,
pipa
pengeluaran, penampungan asap cair, drum penyalur air, termometer dan tungku pembakaran.Komponen alat tersebut harus terangkai secara tepat agar tidak terjadinya kebocoran pada saat pembakaran dan pelaksaaan kegiatan dapat berjalan dengan baik.
20
CARA KERJA ALAT Bahan baku yang berupa tempurung kelapa dimasukkan kedalam tabung pembakaran atau pirolisator sebanyak ± 20-30 kg, setelah itu kompor gas yang terletak dibawah tabung pembakaran (pirolisator) dinyalakan dan diatur waktunya selama ± 1 jam maka kompor akan mati dengan sendirinya karena sudah diatur dengan menggunakan timer analog. Bahan baku yang ada didalam tabung pembakaran akan terbakar dan mencapai suhu 125-150˚c, setelah 15 -21 menit proses pembakaran berlangsung, asap akan mengalir melalui pipa penyalur asap, bagian dari asap yang yang mengandung tar akan ditampung alat penampung tar yang kemudian asapnya akan mengalir kedalam kondensator itu lalu asap yang ringan akan mengalir menuju pipa yang ada didalam tabung penampung/kondensator asap dimana pipa yang ada didalam tabung tersebut dibuat melingkar yang kemudian didinginkan oleh air didalam tabung penampung/kondensator asap dengan air yang mengalir pada tabung penampung asap yang dimana airnya dialirkan oleh pompa air dari tangki air. Pada awalnya memang asap yang keluar, namun setelah 5-10 menit kemudian akan keluar hasil berupa asap cair yang bisa kita tampung dalam wadah penampung asap cair.
21
BAB IV ANALISA DATA 4.1
UJI KINERJA ALAT Uji kinerja alat dapat dilaksanakan jika alat telah siap untuk digunakan dengan
pemasangan komponen alat secara tepat, agar kualitas dan kuantitas asap cair yang dihasilkan bagus. Pengujian kinerja yang baik dapat dilihat dari rendemen dan kapasitas alat yang cukup tinggi. Pirolisis
merupakan
proses
dekomposisi
atau
pemecahan
bahan baku
penghasil asap cair yaitu tempurung kelapa dengan adanya panas pembakaran. Pada pembakaran bahan baku di dalam pirolisis diperoleh suhu rata-rata sekitar 125 – 130°C. Tumpukan
bahan baku di dalam pirolisis hanya dapat mengisi setengah bagian tabung.
Hal ini dilakukan agar semua bahan baku dalam tabung pirolisis dapat terbakar dengan baik, karena proses pembakaran bahan baku terjadi secara tidak langsung. Setelah 10-15 menit proses pembakaran berlangsung, asap akan mengalir melalui pipa penyalur asap, bagian asap fraksi berat akan ditangkap oleh penangkap tar dan fraksi ringan akan mengalir menuju pipa kondensor yang terdiri dari dua belas lilitan yang didinginkan oleh air dalam tabung kondensor dengan air mengalir pada tabung kondensor sehingga akan dihasilkan asap yang berupa cairan. Pada awalnya memang asap yang keluar, tetapi kemudian 5-10 menit kemudian akan keluar hasil yang berupa asap cair. Proses ini akan berakhir bila alat tidak mengeluarkan asap cair lagi yang membutuhkan waktu rata-rata 3 - 6 jam tergantung pada bahan yang dibakar.
22
Jumlah asap cair yang dihasilkan, berat tar dan berat asap cair setelah dipisahkan dengan tar dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel.2. Berat Asap Cair yang Dihasilkan Bahan Baku
Berat Bahan
Berat Arang
Berat Asap
(kg)
(kg)
Cair Awal (Lt)
(2)
(3)
30
13.53
(1)
Tempurung
(4) 3.000
Berat Tar (kg) (5) 0.097
Berat Asap Cair dikurangi Tar(kg) 2.903 (6)
Kelapa Dari Tabel.2. diketahui berat asap cair yang telah terpisah dari tar, tempurung kelapa beratnya adalah 2.903 kg Asap cair yang dihasilkan masih berupa cairan yang berbau asap yang menyengat. Dari proses ini diperoleh tiga fraksi: fraksi padat berupa arang dengan kualitas tinggi, fraksi berat berupa tar, fraksi ringan berupa asap dan gas methane. Asap cair yang diperoleh merupakan grade tiga belum bisa digunakan untuk pengawet makanan karena masih mengandung bahan berbahaya yang bersifat karsinogenik.
Bahan tersebut harus
diendapkan selama satu minggu agar tar yang tersisa dapat terpisah dari asap cair, setelah itu dimurnikan melalui proses destilasi dan filtrasi dengan zeolit dan arang aktif agar didapatkan asap cair grade 2 yang dapat digunakan sebagai pengawet makanan. 4.2 PERANGKAIAN ALAT Alat penghasil (pirolisator) asap cair mempunyai komponen atau bagian yang terpisah sehingga untuk dapat digunakan maka bagian-bagian tersebut harus dirangkai secara tepat. Komponen-komponen asap cair diantaranya adalah tabung pirolisis, pipa penyalur asap, penangkap tar, kondensator, pipa coil, pipa pengeluaran, penampungan asap cair, drum penyalur air, termometer dan tungku pembakaran. Komponen alat tersebut harus terangkai secara tepat agar tidak terjadinya kebocoran pada saat pembakaran dan pelaksaaan kegiatan dapat berjalan dengan baik.
23
DESAIN PRODUK
Gambar.7. Desain Produk
Gambar.8. Desain Produk Pirolisator Batok Kelapa
24
Keterangan Gambar : 1.
Tabung Gas
2.
Tungku Pembakaran (Kompor Gas)
3.
Pirolisator
4.
Termometer
5.
Baut pengunci tutup pirolisator
6.
Pipa pengeluaran asap
7.
Penangkap tar
8.
Kondensator
9.
Katup pengeluaran asap cair
10. Tabung penampung asap cair 11. Pipa PVC 12. Pompa 13. Water tank Tahap Persiapan dan Perangkaian Alat Komponen-komponen alat penghasil asap cair adalah sebagai berikut: 1) Tabung Gas LPG dan Regulator Analog Timer sebagai bahan bakar untuk menghasilkan temperatur pirolisis sekitar 120 0C - 250 0 C.
Gambar.9. Tabung Gas LPG 3 Kg 2) Tungku pembakaran/kompor berfungsi sebagai tempat pembakaran
Gambar.10. Tungku Pembakaran/Kompor
25
3)
Pirolisator adalah alat yang berfungsi untuk menghasilkan asap melalui pembakaran bahan secara tak langsung.
Gambar.11. Piroliator 4)
Klem Pengunci Tutup Pirolisator berfungsi untuk menyatukan antara tutup dan tabung pirolisator. Tutup ini dibuat bisa dibuka/dipasang yang bertujuan untuk memudahkan memasukan dan mengeluarkan bahan yang akan dipirolisis.
Gambar.12. Klem pengunci Tutup Pirolisator 5) Termometer (termokopel) untuk mengukur suhu di ruang pirolisis.
Gambar.13. Termometer 6) Pipa pengeluaran asap berfungsi untuk menyalurkan asap dari ruang pirolisis ke ruang kondensator.
26
Gambar.14. Pipa Pengeluaran Asap 7) Tabung penampung tar sebagai tempat penampungan sementara tar hasil pirolisis pada pipa pengeluaran asap.
Gambar.15. Tabung penampung tar 8) Tabung Penampung Asap/kondensator adalah ruang pendingin untuk merubah asap yang berfasa uap jenuh menjadi berfasa cair.
Gambar.16. Tabung Penampung Asap 9) Pipa Pengeluaran Asap Cair berfungsi untuk tempat mengeluarkan asap cair dari hasil kondensasi pada tabung kondensator.
Gambar.17. Pipa Pengeluaran Asap Cair 10)
Wadah Penampung Asap Cair berfungsi sebagai wadah penampung asap cair.
Gambar.18. Wadah Penampung Asap Cair
27
11) Pipa PVC sebagai saluran air pendingin yang diambil dari bak penampung air.
Gambar.19. Pipa PVC
12) Mesin Pompa Air berfungsi untuk mensirkulasikan air dari bak penampung air pendingin ke ruang kondensator.
Gambar.20. Mesin Pompa Air 13) Water tank/tangki air
sebagai wadah penampung air yang akan dipompakan ke
kondensator.
Gambar.21. Water Tank/Tangki Air
Spesifikasi alat penghasil asap cair yang menunjukkan dimensi atau ukuran yang lebih jelas dari alat, dapat dilihat pada tabel berikut:
28
Tabel.3. Spesifikasi Alat Penghasil Asap Cair No
Komponen Alat Penghasil Asap Cair
Dimensi/Keterangan
1.
Tabung Gas
3 kg
2.
Kompor Gas Besar
24 sumbu
3.
Tabung Pirolisis
t = 80 cm, Ø = 50 cm
4.
Pipa penyalur asap
p = 175 cm, Ø = 5/8 inc
5.
Penangkap Tar
p = 7 cm, Ø = 5 cm
6.
Drum kondensator
T=30 cm, Ø = cm15
7. 8.
Pipa Coil kondensator Pipa pengeluaran asap cair
Lilitan = 10, Ø pipa = ¾ inc, Ø lilitan = 80 cm p = 5 cm, Ø = ¾ inc
9.
Thermometer suhu tinggi
300 0 C
Dari Tabel .3. Diketahui Sfpesifikasi Alat Penghasil Asap Cair 4.3
ANALISIS KERJA ALAT Dalam menentukan kinerja alat maka harus menghitung kapasitas kerja alat
dan rendemen yang dihasilkan. Kapasitas
kerja
alat
pirolisis ditentukan
oleh
banyaknya bahan baku yang dibakar dalam pirolisis per satuan waktu. Sedangkan rendemen yang dihasilkan dinyatakan dalam persen, yang merupakan pembagian antara jumlah asap cair yang dihasilkan dengan jumlah bahan yang dibakar dalam tabung pirolisis (rendemen merupakan perbandingan antara berat hasil dibagi dengan berat awal dikalikan dengan 100 %). Data yang digunakan merupakan nilai rata-rata dari hasil yang diperoleh, dengan tiga kali ulangan, data ini dapat dilihat pada dilihat pada tabel berikut: Bahan Baku (1)
Tabel.4. Rendemen dan Kapasitas Alat Berat Bahan Waktu Berat Bahan Rendemen Awal (kg)
(jam)
(2)
(3)
Dikurangi Tar (kg)
(%) (5)
Kapasitas Alat (kg/jam) (6)
(4) Tempurung
30
5.96
6.37
31.85
1.0838
Kelapa
Berdasarkan Tabel.4. diketahui bahwa kapasitas alat dengan bahan baku dari tempurung kelapa yaitu 1.0838 kg/jam. (4)
29
Kinerja alat pembuat asap cair dapat diukur dengan menggunakan rumus berikut : =Asap Cair yan Dihasilkan.(kg)….…(1)
KapasitasKerja Alat (kg/jam)
Waktu Pirolis (Jam) Rendemen(%)
=JmlAsapCairyangdihasilkan(kg)x100%........(2) JmlTotalBahanPirolisis(kg )
Dalam pengoperasian alat pembuat asap cair ini, dilakukan perhitungan biaya pokok pengoperasian alat dengan memperhitungan
biaya tetap dan biaya tidak tetap
pengoperasian alat. Adapun biaya tetap dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
BT = D + I
...........................(3)
D
= (P – S) / N
...........................(4)
I
= r(P - S)
...........................(5)
2 dengan : BT
= Biaya tetap (Rp/tahun)
D
= Biaya penyusutan alat (Rp/tahun)
I
= Tingkat pengembalian bunga modal (Rp/tahun)
P
= Harga alat
S
= Harga akhir alat, 10 % P (Rp)
r
= Suku bunga modal di bank ( misalkan r =6,5%/tahun )
N
= umur ekonomis alat (th)
30
Sedangkan biaya tidak tetap dari pengoperasian alat dapatdihitung dengan persamaan berikut: BTT = PP + Bo
............................ (6)
dengan : BTT
= Biaya tidak tetap (Rp/jam)
PP
= Biaya perbaikan dan pemeliharaan alat (Rp/jam)
Bo
= Upah operator tiap jam (Rp/jam)
PP
= 2 % ( P – S ) / 100 jam
Bo
= Wop / Wt
.............................. (7) .............................. (8)
dengan : Wop
= Upah tenaga kerja tiap hari (Rp/hari)
Wt
= Jam kerja tiap hari (jam/hari)
Dengan demikian biaya pokok pengoperasian alat penghasil asap cair (Rp/kg) dapat dihitung dengan persamaan berikut : BP = { (BT/n) + BTT } / Kp
.............................. (9)
dengan : BP
= Biaya pokok produksi asap cair (Rp/kg)
BT
= Biaya tetap (Rp/tahun)
BTT
= Biaya tidak tetap (Rp/jam)
n
= Jam kerja dalam satu tahun (jam/tahun)
Kp
= Kapasitas kerja alat penghasil asap cair (kg/jam)
31
TITIK IMPAS (BREAK EVENT POINT/BEP) Titik Impas(Break Even Point) merupakan
titik terjadinya keseimbangan,
yaitu keseimbangan antara keuntungan kotor dan biaya produksi, yang berarti pada titik tersebut tidak terjadi kerugian dan keuntungan. Titik impas (BEP) dapat dihitung dengan rumus berikut : BEP = BT / { HJ – ( HB / ή ) - (BTT / KP) } ………………….(10) dengan : BEP
= Titik impas (kg/tahun)
BT
= Biaya tetap (Rp/tahun)
BTT
= Biaya tidak tetap (Rp/jam)
HJ
= Harga jual tiap kg asap cair (Rp/kg)
HB
= Harga bahan baku (Rp/kg)
ή
= Rendemen proses produksi
KP
= Kapasitas kerja alat / mesin (kg/jam)
32
Analisis Ekonomi Alat
Analisa ekonomi alat penghasil asap cair berupa perhitungan biaya pokok pengoperasian alat dihitung dengan menggunakan persamaan (3) – (9), sehingga diperoleh hasil seperti yang dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel.5. Analisis Ekonomi Alat Penghasil Asap Cair Parameter
Nilai
Asumsi - Harga Alat (P), Rp/unit
5000000
- Harga Akhir alat (S), Rp/unit
500000
- Harga bahan bakar (gas), Rp/kg - Umur ekonomis (N), tahun - Tingkat bunga modal (i), decimal - Jumlah jam kerja, jam/hari - Jumlah jam kerja (X), jam/tahun
18000 5 0,12 8 2016
-Rendemen (%) Tempurung
31.85
-Harga Jual Asap Cair (Rp/kg) Tempurung
23000
-Harga beli bahan (Rp/kg) Tempurung
200
-Harga beli bahan (Rp/kg) Tempurung
200
Biaya Tidak Tetap dg bhn baku Tempurung kelapa - Biaya bahan bakar , Rp/jam - Biaya Operator (2 orang), Rp/jam - Biaya perbaikan dan pemeliharaan, Rp/jam Total biaya tidak tetap dg bhn baku
3718.16 5000 450 27368.16
Tempurung, Rp/jam Dari Tabel.5. dapat dikatakan bahwa biaya pokok untuk memproduksi asap cair tempurung kelapa yaitu Rp 27368.16/kg.
33
BAB V PENUTUP 5.1
KESIMPULAN Berdasarkanpembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Dari proses pembuatan alat portable tersebut yang sederhana serta proses pembuatan asap cair yang lumayan lama ± 3 - 6
jam dengan bahan baku
tempurung kelapa ± 30 Kg maka akan menghasilkan asap cair grade 3 (tiga) yang berwarna coklat pekat ± 3 Liter asap cair, kita bisa melihat kalau alat ini menghasilkan asap cair yang merupakan suatu solusi yang baik sebagai pengganti pengawet makanan dan minuman sintetik yang berbahaya bagi kesehatan manusia. 2. Dengan perhitungan dan minimalisnya alat ini maka hasilnya memang tidak seperti alat-alat pada perusahaan penghasil asap cair yang sudah ada namun alat ini sebagai permulaan bagi kita untuk berani menciptakan suatu terobosan yang lain dan berguna bagi masyarakat umum. 5.2
SARAN Sebagaimana mestinya alat ini atau sesempurnanya alat ini pasti ada kekurangannya. Dengan alat penghasil asap cair ini diharapkan diaplikasikan sebagai suatu solusi yang aman dan untuk meminimalisir penggunaan zat aditif yang berbahaya bagi kesehatan tubuh manusia, contohnya formalin. Dan dengan alat ini yang berbahan baku limbah perkebunan kelapa
diharapkan menjadi sumber
penghasilan bagi petani dan instansi yang terkait.
34
DAFTAR PUSTAKA
Afrianti, Leni H,. 2009, Pengawetan Makanan Alami dan Sintetis, Alfabeta Bandung Badan Penelitian dan Pengembangan Industri., 1983, Prototype Alat Pembuatan Arang Aktif dan Asap Cair Tempurung, Departemen Perindustrian, Jakarta Buletin CP., 2006, Formalin Bukan Formalitas, Buletin CP.hlm 1-3. Dayat., 2006, Kerjasama Dekopin dengan Pusat Pengolahan Kelapa Terpadu dalam Rangka Produksi Pengganti Pengawet Makanan. (On-line). http://www. hmikomtpub.or.id. Desrosier, Norman W,.
[28 Maret 2008]. 2009, Teknologi Pengawetan Pangan/UIP. UI Press,
Universitas Indonesia IPB Kaji Asap Cair Tempurung Kelapa sebagai Disinfektan dan Pengganti Formalin., (On-line). http://www.ipb.ac.id. [21 Maret 2008]. Setiawan, I., 2008, Kontrol PID Untuk Proses Industri, PT Elex Media Komputindo. Jakarta Utomo, B.S.B., dkk., 2013, Asap Cair, Penebar Swadaya Widodo, B., 2008, Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR ATmega16, Media Komputindo, Jakarta
PT
Elex
LAMPIRAN I Bahan Yang Di Butuhkan Untuk Membuat Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel, yaitu: Tabung 1 (Pirolisator)
: 1 buah
Tabung 2 (Kondensator)
: 1 buah
Drum Plastik 30 Liter
: 1 buah
̊̊ Thermometer 300̊̊̊ C
: 1 buah
Pompa Air
: 1 buah
Kompor Gas
: 1 buah
Regulator/Analog Sistem
: 1 buah
Elpiji 3 kg
: 1 buah
Plat
: 1 Lonjor
Pipa 4/4"
: 2 Lonjor
Besi siku 5/5"
: 2 Lonjor
pipa PVC θ 0.5
: 0.5 meter
Batu Gerinda Potong
: 3 Buah
Las Listrik
: 1Buah
Elektroda 2.0"
: 1 Kg
Gergaji Besi
: 1 buah
Bahan yang di gunakan untuk menghasilkan asap cair, yaitu: Tempurung Kelapa
: 30 Kg
Bahan Finishing , yaitu : Cat
: 0.5 Kg
Thiner Dasar
: 0.5 Liter
LAMPIRAN II
Gambar.22. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Atas)
Gambar.23. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Samping)
LAMPIRAN III
Gambar.24. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Atas)
Gambar.25. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel (Dari Atas)
UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA FAKULTAS TEKNIK LEMBAR KONSULTASI TUGAS AKHIR TAHUN AKADEMIK 2013/2014
Nama Program Studi NPM Alamat Telp Judul Tugas Akhir Pertemuan Ke
: : : : : :
MARIANA WINDARI TEKNIK MESIN 13321012 JL. PAKIS GUNUNG GANG 2 RT.6 RW.4 NO.2 PAKIS-SAWAHAN-SBY 081335108931 PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN KAPASITAS 0.5 LITER/JAM URAIAN / MATERI BIMBINGAN
1
Menentukan Subjek Masalah dan Judul
2 3 4 5 6
Halaman Persetujuan Lembar Pengesahan Abstrak Kata pengantar Pendahuluan/Latar Belakang Perumusan Masalah, batasan Masalah, sistematika penulisan Tinjauan Pustaka/Teori Pengawetan Nama Narasumber Tata letak gambar, penomoran, dan sumber gambar Metodologi penelitian/Flow Chart Penelitian Diagram Alur Perencanaan Zeid Analisa Data/Uji Kinerja Alat Daftar Pustaka Revisi akhir
7 8 9 10 11 12 13 14 15
Mengetahui Ketua Program Studi
siswadi. ST., MSi
Bab/Halaman
Hari/ Tanggal
Cover Awal
Senin/30-12-2013
ii iii iv vi I/1
Kamis/02-01-2014
I/3 dan 4
Rabu/08-01-2014
II/6 II/7 II/10 III/14 III/17 IV/22 -
Senin/13-01-2014
Tanda Tangan Dosen Pembimbing
Kamis/02-01-2014 Senin/06-01-2014 Senin/06-01-2014 Rabu/08-01-2014
Senin/13-01-2014 Kamis/16-01-2014 Kamis/16-01-2014 Kamis/16-01-2014 Senin/20-01-2014 Senin/27-01-2014 Senin/27-01-2014
Surabaya, Februari 2014 Dosen Pembimbing
Slamet Riyadi. ST., MT
Keterangan: Setiap konsultasi kartu ini harap dibawa dan di tanda tangani oleh dosen pembimbing.
Kampus I : Jalan Raya Benowo 1-3, Surabaya 60197, Telp. 031 7413061, 7404404, Faks. 031 7404405 Kampus II : Jl. Raya Menganti Kramat 133, Wiyung, Surabaya, Telp./Faks. 031 7671122/ 031 7673322 Kampus III : Jl. Barsari No.24, Gambiran, Prigen, Pasuruan, Telp : 0343 631848 website : http://www.uwp.ac.id., email:
[email protected]
