LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES FERMENTASI PEMBUATAN YOGHURT

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES FERMENTASI PEMBUATAN YOGHURT

Disusun Oleh: ARIS MARWOTO-I.8309004 DANANG WIDIYANTO N. – I. 8309011

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013

commit to user


digilib.uns.ac.id

BE ASMARE L T UN IVE RS ITASS E URUS AN FAK UL TASTE IK NJ RO P GRAM S TUDIDIITE IK N IMIA K

commit to user ii

TE IK N K IMIA


digilib.uns.ac.id

UNIVERSITAS SEBELAS MARET FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama / NIM

: Aris Marwoto

/I8309004

: Danang Widiyanto N

/I8309011

Judul Tugas Akhir

: Pembuatan Inkubator Untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt

Tanggal Ujian Tugas Akhir

: 18 Januari 2013

Dosen Pembimbing

: Dr. Margono, S.T., M.T.

Surakarta,

Januari 2013

Mengetahui Ketua Program Studi DIII Teknik Kimia

Dosen Pembimbing

Bregas S. T. Sembodo, S.T., M. T. NIP 197112061999031002

Dr. Margono, S.T., M.T. NIP 196811071997021001

Dosen Penguji I

Ir. Arif Jumari, M.Sc. NIP 196503151997021001

Dosen Penguji II

Ir. Rusdiansjah, M. Si. NIP 194804201986011001

commit to user ii


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT ynag telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA) ini dengan baik. Laporan ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Progam Diploma III Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dengan selesainya Tugas Akhir ini dan tersusunnya laporan Tugas Akhir ini, maka kami menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Sunu H Pranolo, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Bapak Bregas STS, S.T., M.T., selaku Ketua Progam Studi Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 3. Bapak Dr. Margono, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir Progam Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 4. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu terselesainya Tugas Akhir ini. Untuk pengembangan laporan kearah lebih baik, kritik dan saran atas laporan Tugas Akhir ini sangat kami harapkan. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penyusun maupun pembaca yang memerlukannya.

Surakarta, Januari 2013

Penyusun

commit to user v


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul................................................................................................

i

Halaman Pengesahan .....................................................................................

ii

Lembar Konsultasi .........................................................................................

iii

Kata Pengantar ...............................................................................................

v

Daftar Isi ........................................................................................................

vi

Daftar Tabel ...................................................................................................

viii

Daftar Gambar ................................................................................................

ix

Intisari ............................................................................................................

x

Abstract ..........................................................................................................

xi

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................

1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................

2

1.2 Perumusan Masalah ...........................................................................

2

1.3 Tujuan Tugas Akhir ...........................................................................

2

1.4 Manfaat Tugas Akhir .........................................................................

2

BAB II LANDASAN TEORI ......................................................................

3

2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................................

3

2.2 Kerangka Pemikiran...........................................................................

5

BAB III METODOLOGI ............................................................................

6

3.1 Spesifikasi ..........................................................................................

6

3.2 Lokasi .................................................................................................

12

3.3 Cara Kerja ..........................................................................................

12

3.4 Jadwal Pelaksanaan ............................................................................

14

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................

15

4.1 Hasil ...................................................................................................

15

4.2 Pembahasan ........................................................................................

19

commit to user vi


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP ........................................................................................

20

5.1 Kesimpulan ........................................................................................

20

5.2 Saran...................................................................................................

20

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user vii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel III.1 Data Suhu Inkubator ..................................................................

12

Tabel IV.1 Data Pengujian Inkubator ..........................................................

17

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar III.1 Termometer ............................................................................

8

Gambar III.2 Heater Regulator ...................................................................

9

Gambar III.3 Blower ...................................................................................

10

Gambar III.4 ElemenPemanas ....................................................................

11

Gambar III.5 Adaptor..................................................................................

11

Gambar IV.1 InkubatorAlmari .....................................................................

15

Gambar IV.2 Grafik Hubunganantara Waktu (menit) dengan Suhu (oC) Ruang Inkubator pada Skala Tertentu ..................................

16

Gambar IV.3 Yoghurt Hasil Fermentasi Selama 24 Jam (37°C) .................

18

commit to user ix


digilib.uns.ac.id

INTISARI

ARIS MARWOTO, DANANG WIDIYANTO NUGROHO, 2013, “PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES FERMENTASI PEMBUATAN YOGHURT”, PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SEBELAS MARET, SURAKARTA. Inkubator merupakan perkakas yang terkontrol suhunya. Untuk bisa mengatur suhu ruang di dalam inkubator dibutuhkan alat kontrol seperti heater, blower dan regulator. Inkubator berbentuk almari dibuat dari kayu dengan dua rak yang berlubang agar udara panas dapat naik ke ruang rak atas. Tujuan membuat inkubator untuk mempercepat proses fermentasi pembuatan yoghurt. Proses fermentasi dengan kondisi operasi suhu 37ºC dan 45ºC. Proses pembuatan inkubator pada tugas akhir ini dilakukan dengan cara menentukan kapasitas dan dimensi inkubator yang dapat memuat 4 toples, dengan desain inkubator 2 rak, yang masing- masing rak dapat memuat 2 toples. Untuk dimensi inkubator, berdasarkan dimensi toples tersebut yang berjumlah 4. Dimensi toples sendiri berukuran diameter alas 23 cm dan tinggi 27 cm. Inkubator ini berbentuk almari yang terbuat dari kayu dengan tebal 1,5 cm, panjang 64 cm, lebar 30 cm, dan tinggi 60 cm. Menentukan panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari suhu lingkungan (30ºC) menjadi suhu kerja maksimum inkubator (60ºC) didapat 1,158 Watt.hours. Penentuan daya pemanas yang mencukupi untuk kebutuhan panas dengan menggunakan heater daya 300 watt. Inkubator ini di lengkapi juga dengan blower, regulator dan termometer. Heater sebagai elemen pemanas. Untuk start up diawali dengan menghidupkan blower dan heater regulator. Menentukan suhu yang diinginkan dan tunggu hingga suhu yang diinginkan tercapai. Untuk shut down, cukup dengan mematikan heater regulator dan blower. Dari hasil uji didapatkan bahwa inkubator dapat bekerja dengan baik. Suhu ruang dalam inkubator dapat terkontrol. Inkubator berhasil untuk proses fermentasi pembuatan yoghurt, baik pada suhu 37ºC dan 45ºC.

commitx to user


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT

ARIS MARWOTO, DANANG WIDIYANTO NUGROHO, 2013, “FABRICATION OF INCUBATOR USED FOR YOUGHURT FERMENTATION”, CHEMICAL ENGINEERING DIPLOMA III PROGRAM, ENGINEERNG FACULTY, SEBELAS MARET UNIVERSITY SURAKARTA

Incubator is a temperature controlled tooling. To be able to set at room temperature in an incubator takes control device such as a heater, blower and regulator. Incubators made of wood shaped cupboard with two shelves are perforated so that hot air can rise to the top shelf. Purpose of making an incubator to accelerate the manufacture of yoghurt fermentation process. The fermentation process operating conditions at 37 º C and 45 º C. The process of creating an incubator at the end of the task is done by determining the capacity and dimensions of an incubator that can load 4 jars, with a design incubator 2 racks, each rack can accommodate two jars. For the dimensions of the incubator, based on the dimensions of the jar are numbered 4. Dimensions of the jar itself diameter base 23 cm and height 27 cm. Incubator is shaped cupboard made of wood with a thickness of 1.5 cm, length 64 cm, width 30 cm, height 60 cm. Determine the heat required to raise the temperature from ambient temperature (30 º C) to a maximum working temperature of the incubator (60 º C) obtained 1.158 Watt.hours. Determination sufficient heating power to heat by using a heater needs 300 watts of power. This incubator is also equipped with a blower, regulators and thermometers. Heater as heating element. To start up and begin to turn the heater blower regulator. Determine the desired temperature and wait until the desired temperature is reached. To shut down, simply by turning off the heater and blower regulator. From the test results it was found that incubators can work well. Room temperature in the incubator can be controlled. Incubator successfully for the manufacture of yoghurt fermentation process, both at 37 º C and 45 º C.

commitxito user


digilib.uns.ac.id

Laporan Tugas Akhir

1

Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul di sekitarnya serta meringankan pekerjaan yang ada. Banyak sekali manfaat dan kemudahan yang telah dihasilkan dengan adanya perkembangan teknologi, khususnya dalam bidang teknik kimia. Kebutuhan akan operasi fermentasi dengan kondisi suhu yang terkontrol memerlukan alat khusus yang mampu memenuhi kondisi yang diinginkan. Alat tersebut biasa dikenal dengan inkubator. Inkubator merupakan perkakas yang terkontrol suhunya. Untuk bisa mengatur suhu ruang di dalam incubator dibutuhkan alat control seperti heater, blower dan regulatornya. Yoghurt merupakan salah satu minuman kesehatan yang rasanya asam segar dan disukai banyak orang, dewasa maupun anak-anak. Sedemikian tinggi popularitasnya, sampai produk fermentasi susu bersifat semi-padat ini dikenal di berbagai belahan dunia, termasuk Indonesia. Selain cita rasanya yang nikmat, sebenarnya yoghurt memiliki manfaat yang sangat baik bagi kesehatan tubuh. Manfaat ini pertama kali diperkenalkan oleh Elie Metchnikoff, ilmuwan Rusia penerima Nobel biologi/fisiologi kedokteran tahun 1908, yang mengungkapkan bahwa yoghurt dapat memperpanjang usia. Menurut Metchnikoff, tingginya usia hidup rata-rata warga suku-suku pegunungan di Bulgaria, yakni 87 tahun, berkaitan dengan kebiasaan mereka mengkonsumsi yoghurt. Bakteri akan masuk dan tinggal di usus, lalu memberi pengaruh positif terhadap keseimbangan mikroflora usus. Mekanismenya dengan cara menurunkan efek racun dari bakteri yang merugikan di usus (Dewi Rusmiati dkk, 2008). Kondisi operasi pembuatan starter yoghurt pada suhu 37º C selama 24 jam dan untuk produksi pada suhu 45º C selama 4-6 jam. Laboratorium Proses Teknik Kimia belum memiliki inkubator sehingga belum bisa melakukan proses fermentasi pada suhu 37º C dan 45º C. Oleh karena itu untuk memenuhi

commit to user D iploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

1


digilib.uns.ac.id 2

Laporan Tugas Akhir Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt

kebutuhan tersebut maka penulis membuat incubator dalam rangka mengerjakan Tugas Akhir di fakultas teknik program studi diploma III teknik kimia.

1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang muncul adalah bagaimana pembuatan inkubator untuk proses fermentasi pembuatan yoghurt dengan peralatan yang murah dan sederhana (teknologi tepat guna).

1.3 Tujuan Tugas Akhir Tujuan yang ingin dicapai dari tugas akhir ini yaitu : 1. Membuat inkubator untuk proses fermentasi pembuatan yoghurt. 2. Menguji inkubator tersebut dengan memanfaatkannya untuk membuat yoghurt.

1.4 Manfaat Tugas Akhir Manfaat yang diharapkan dari pembuatan inkubator untuk proses fermentasi pembuatan yoghurt, antara lain : a. Keberhasilan pembuatan inkubator yang murah dan sederhana ini dapat diterapkan untuk kalangan industri kecil, sehingga dapat memberikan solusi bagi masyarakat yang ingin berwirausaha dalam bidang pembuatan yoghurt. b. Untuk Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Mengetahui

kualifikasi inkubator

dan kondisi proses

fermentasi

pembuatan yoghurt. c. Peningkatan Pengetahuan dan Ketrampilan Peneliti Peneliti dapat memperoleh ketrampilan dalam memanfaatkan incubator untuk pembuatan yoghurt.

D iploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

commit to user


digilib.uns.ac.id 3


BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka 2.1.1. Yoghurt Yoghurt adalah suatu produk fermentasi yang diperoleh dari susu segar dengan

biakan

campuran

Lactobacillus

bulgaricus

dan

Streptococcus

thermophilus (Nelson dan Trout, 1964). Di Indonesia produk yoghurt ini semakin dikenal dan diminati masyarakat. Produk ini dapat dikonsumsi oleh penderita laktose intolerance, yaitu gejala tidak tahan terhadap gula susu (laktosa). Dengan proses pengolahan susu menjadi yoghurt dapat menurunkan sekitar 25 persen kadar laktosa yang ada, sehingga jika dikonsumsi oleh penderita tersebut, tidak menyebabkan terjadinya gejala-gejala yang merugikan (Winamo, 1980). Oleh sebab itu pengolahan susu segar menjadi produk yoghurt sangat potensial untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan protein hewani maupun menunjang kesehatan . Robinson dan Tamime (1989) mengatakan bahwa yoghurt komersial dibagi menjadi 3 kategori utama, yaitu plain/natural yoghurt (yoghurt tanpa penambahan bahan lain, selain susu dan kultur), fruit yoghurt (yoghurt yang ditambah buah) dan flavoured yoghurt (yoghurt yang berflavor). Produk yoghurt juga mudah cepat rusak sama seperti produk hasil peternakan lainnya, karena yoghurt ini kaya akan

gizi

yang

dimanfaatkan

mikroba

dalam

pertumbuhannya.

Untuk

mempertahankan mutu yoghurt tersebut dibutuhkan penyimpanan yoghurt yang baik, yaitu pada suhu 5ºC - 10ºC. Streptococcus thermophilus dibedakan dari genus streptococcus lainnya berdasarkan pertumbuhannya pada suhu 45°C dan tidak tumbuh pada suhu 10°C (Tamime dan Deeth, 1980). Bakteri ini menyukai suasana pH mendekati netral dan pH optimal untuk pertumbuhannya adalah 6,5 (Helferich dan Wethoff, 1980). Menurut Davis (1975), umumnya bakteri Streptococcus adalah penghasil asam


commit to user 3


digilib.uns.ac.id 4


laktat, tumbuh sangat baik pada pH 6,5 dan pertumbuhannya terhenti pada keasaman pH 4,2 - 4,4. Bakteri

Laktobacilus

tumbuh

sangat

baik

pada

pH

5,5

dan

pertumbuhannya terhenti pada keasaman pH 3,8 - 3,8. Helferich dan Westhoff (1980) menyatakan bahwa bakteri ini mempunyai suhu optimum untuk pertumbuhannya dan menyukai suasana agak asam (pH 5,5). Suhu optimum bagi pertumbuahan S. thermophilus adalah 37°C dan L. bulgaricus 45°C. Jika kedua bakteri itu diinokulasi pada suhu 45°C (pH 6,6 -6,8), S. thermophilus mula-mula tumbuh Iebih baik dan setelah pH menurun karena dihasilkan asam laktat, maka L. bulgaricus akan tumbuh lebih baik (Pederson, 1977). Menurut Moon dan Reinbold (1975), kultur campuran S. thermophilus dan L. bulgaricus menghasilkan lebih banyak asam daripada bila hanya digunakan satu jenis kultur. Karena itu perbandingan kedua bakteri ini harus dipertahankan 1:1 agar asam yang diproduksi terbentuk dengan cepat (Anonymous, 1979). Laktosa dalam susu digunakan sumber energi dan sumber karbon selama pertumbuhan biakan yoghurt. Menurut Helferich dan Westhoff (1980) sebanyak 0,5 persen dari 5 persen laktosa yang ada dalam susu, digunakan oleh kultur untuk pertumbuhannya dan sisanya diubah menjadi asal laktat. Akumulasi asam laktat menyebabkan penurunan pH atau menaikkan keasaman susu.

2.1.2. Inkubator Desain inkubator tidak hanya terpaku pada fungsi saja tapi juga dari segi estetika tanpa melupakan fungsi utamanya. Fitur utama dari sebuah inkubator adalah suhu. Proses fermentasi memerlukan kondisi suhu yang terkendali biasanya antara 30ºC, 37ºC atau 45ºC. Kondisi suhu yang terkendali tersebut dicapai dengan alat yang disebut inkubator. Panas yang diperlukan oleh udara dalam ruang inkubator dapat ditentukan dengan rumus:


commit to user


digilib.uns.ac.id 5


Q = m . Cp . Dimana: Q

= jumlah kalor (kJ)

m

= massa udara dalam ruang inkubator (kg)

Cp

= kapasitas panas udara (kJ/kg.K) = perbedaan suhu (K) (Kern, D. Q. 1983)

2.2. Kerangka Pemikiran Inkubator ini berbentuk almari yang terbuat dari kayu. Pemilihan kayu sebagai bahan utama dikarenaka kayu merupakan isolator yang baik dan ekonomis. Inkubator ini digunakan untuk fermentasi yoghurt. Alat ini dilengkapi pemanas dan pengontrol suhu. Inkubator perlu panas yang terkontrol

Panas berasal dari energy listrik dan dilengkapi regulator

Ditentukan suhu yang diperlukan untuk fermentasi

Ditentukan kapasitas (volume) inkubator

Ditentukan daya pemanas listrik

Uji penggunaan inkubator

Penyusunan laporan D iploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

commit to user


digilib.uns.ac.id 6


BAB III METODOLOGI . 3.1. Spesifikasi 1. Menentukan kapasitas dan dimensi inkubator.

Penulis menentukan kapasitas inkubator muat dengan 4 toples, dengan desain incubator 2 rak. Dimana rak 1 dapat diisi 2 toples dan rak 2 juga dapat diisi 2 toples. Untuk dimensi inkubator, berdasarkan dimensi toples tersebut yang berjumlah 4. Dimensi toples dengan ukuran diameter alas 23 cm dan tinggi 27 cm. Pertimbangan memilih dimensi ini karena ukuran ini cukup besar dan dapat masuk ke dalam autoklaf untuk disterilisasi. Dari dimensi toples tersebut, penulis dapat menetukan dimensi inkubator.

Dimensi inkubator Panjang

= 64 cm

= 0,64 m

Lebar

= 30 cm

= 0,30 m

Tinggi

= 60 cm

= 0,60 m

Volume = p . l . t = ( 0,64 x 0,3 x 0,6 ) m3 = 0,1152 m 3

2. Menentukan panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari suhu lingkungan (30ºC) menjadi suhu kerja inkubator (60º). Dengan rumus :


commit to user 6


digilib.uns.ac.id 7


Dimana: Q

= jumlah kalor (kJ)

m

= massa udara dalam ruang inkubator (kg) = berat jenis udara pada 1 atm (1,2 kg/m3)

v

= volume ruang inkubator (m 3)

Cp

= kapasitas panas udara (1,005 kJ/kg.K) = perbedaan suhu (K) ·

Menghitung massa udara dalam ruang inkubator : m = 1,2 kg/m3 . 0,1152 m 3 = 0,1382 kg

·

Menghitung perbedaan suhu T1 = suhu lingkungan (30ºC= 303 K) T2 = suhu yang dikehendaki (60ºC = 333 K) = T2 - T1 = (333 - 303) K = 30 K

= 0,1382 kg x 1,005 kJ/kg.K x 30 K = 4,1680 kJ = 4168 Watt.s = 1.158 Watt.hours

3. Menentukan daya pemanas Pemilihan daya pemanas yang mencukupi untuk kebutuhan panas di atas yaitu dengan menggunakan heater dengan daya 300 Watt. Untuk mengubah energi listrik menjadi energi panas, penulis menggunakan


commit to user


digilib.uns.ac.id 8


heater regulator dengan daya 500 Watt, karena dipasaran hanya ada daya 500 Watt dan 1000 Watt

4. Komponen dan alat instrumentasi dalam inkubator a. Termometer Termometer merupakan alat ukur suhu atau temperatur. Termometer yang digunakan pada alat ini adalah termometer ruang dengan merk GEA dan mempunyai kemampuan mengukur suhu dari -30 ºC sampai 50ºC. Gambar termometer disajikan pada gambar III.1

Gambar III.1 Termometer


commit to user


digilib.uns.ac.id 9


b. Heater regulator Heater regulator merupakan alat untuk mengkonversi energi listrik menjadi kalor atau panas. Heater regulator ini juga dapat mengatur besar kecilnya kalor atau panas yang penulis butuhkan. Heater ini mempunyai daya sebesar 500 Watt dan mampu menaikan suhu hingga 60ºC. Gambar Heater regulator disajikan pada gambar III.2

Gambar III.2 Heater regulator

c. Blower Blower disini berfungsi menghembuskan udara ke elemen panas agar panas di dalam ruang inkubator merata. Blower ini


commit to user


digilib.uns.ac.id 10


mempunyai tegangan sebesar 12 Volt. Kecepatan udara yang dihembuskan

blower

dapat

dikendalikan

dengan

regulator.

Gambar blower disajikan pada gambar III.3

Gambar III.3 Blower

d. Elemen pemanas (bersirip) Elemen pemanas ini berfungsi menghantarkan energi panas atau kalor. Elemen pemanas ini berbentuk U dengan penembahan sirip-sirip di tengahnya agar luas kontak perpindahan panas semakin besar. Elemen pemanas ini terbuat dari alumunium, pemilihan bahan ini dikarenakan alumunium tidak korosif atau tidak mudah berkarat. Gambar elemen pemanas disajikan pada gambar III.4


commit to user




Gambar III.4 Elemen Pemanas

e. Adaptor Adaptor ini berfungsi mengubah arus AC menjadi arus DC pada blower. Adaptor yang digunakan adalah adaptor universal dengan 220 volt dan 18 Watt. Gambar adaptor disajikan pada gambar III.5

Gambar III.5 Adaptor D iploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

commit to user




3.2. Lokasi Tugas akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Proses Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.3. Cara Kerja 3.3.1. Cara Pengoperasian Inkubator Inkubator ini bekerja dengan prinsip meratakan udara panas yang dihembuskan oleh blower ke dalam ruangan inkubator. Panas ini berasal dari energi listrik yang dikonversi oleh heater regulator. Panas yang dihasilkan oleh heater regulator kemudian dikonduksikan ke elemen pemanas, lalu dikonveksikan oleh udara dari blower sehingga tercipta udara panas dengan panas yang terkontrol. Berikut merupakan start up dan shut down alat ini. Start up: a) Nyalakan blower dengan cara menggeser polaritas pada adaptor dengan posisi polaritas negatif (-), atur kecepatan putarnya dengan menggeser voltase adaptor. Semakin tinggi voltase (max 12 volt), semakin

cepat

kecepatan

putarnya.

Blower

berfungsi

untuk

mensirkulasikan panas agar merata di dalam inkubator. b) Nyalakan heater dengan cara memutar regulator, atur skala regulator untuk panas yang diinginkan :

Tabel III.1 Data Suhu Inkubator Skala

Suhu

1

30

2

31

3

33

4

35

5

37


commit to user




6

39

7

42

8

45

9

48

10

51

11

55

12

58

13

60

c) Tunggu panas naik dari suhu ruangan ke suhu yang diinginkan. d) Amati suhu dalam inkubator pada termometer. e) Setelah mencapai suhu yang dikehendaki (konstan), inkubator dapat digunakan untuk inkubasi.

Shut down : a) Turunkan level regulator heater ke level 1. b) Matikan regulator heater. c) Matikan blower dengan menggeser polaritas ke positif (+). d) Keluarkan bahan yang sudah diinkubasi. 3.3.2. Cara Kerja Pembuatan Yoghurt a. Membuat Starter 1. Membuat susu skim dengan takaran 8 gr dalam 100 ml 2. Dimasukan ke dalam kuvet 5 ml sebanyak 20 buah 3. Disterilisasi pada tekanan 10 psi selama 15 menit 4. Didinginkan pada suhu kamar 5. Memasukan bakteri Lactobacillus bulgaricus pada 10 kuvet dan 10 kuvet lagi untuk Streptococcus thermophilus 6. Diinkubasi pada suhu 37o C selama 12 jam D iploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

commit to user




b. Membuat Media 1. Merendam kedelai selama 4-6 jam sebanyak 500 gr 2. Mencuci kedelai 3. Merebus kedelai sampai mendidih 4. Mencuci kedelai lagi 5. Memblender kedelai dengan menambahkan aquadest sebanyak 2L 6. Disaring diambil filtratnya yang berupa susu kedelai 7. Susu kedelai lalu dididihkan dan ditambahkan gula pasir, gelatin (nutri jell) dan skim diaduk agar homogeny 8. Didinginkan hingga suhu kamar (30oC) 9. Memasukan starter 10 ml Lactobacillus bulgaricus dan 10 ml Streptococcus thermophilus 10. Dihomogenkan lalu diinkubasi pada suhu 37 oC selama 24 jam atau 45 oC selama 4-6 jam

3.4. Jadwal Pelaksanaan Pengujian alat inkubator ini dilakuakan pada tanggal 11 November 2012 – 25 Desember 2012


commit to user




BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil 4.1.1. Alat Inkubator

Gambar IV.1 Inkubator Almari

Inkubator ini berbentuk almari dibuat dari kayu dengan tebal 1,5 cm dengan dua rak/lantai yang berlubang agar udara panas dapat naik ke ruang rak/lantai dua. Terdapat heater sebagai elemen pemanas dan blower untuk meratakan panasnya yang di letakkan di rak/lantai bawah. Inkubator ini dilengkapi dengan termometer, untuk dapat mengamati suhu ruang inkubator melalui kaca di bagian depan.


commit to user 15




Besar kecilnya panas dapat diatur melalui regulator. Panas yang dihasilkan akan diratakan dengan kipas yang di letakkan di belakang heater. Panas keluar melalui lubang-lubang kecil pada box heater. Selama proses dilakukan pemantauan suhu pada termometer yang ada. Pengoperasian inkubator ini pertama menyalakan blower dengan cara menggeser polaritas pada adaptor pada posisi polaritas negatif (-). Kemudian menyalakan heater dengan cara menyalakan regulator heater, mengatur level regulator untuk panas yang diinginkan. Menunggu panas naik dari suhu ruangan ke suhu yang diinginkan. Amati suhu dalam inkubator pada termometer. Setelah mencapai suhu yang dikehendaki (konstan), inkubator dapat digunakan untuk inkubasi. 4.1.2 Pengujian 4.1.2.1 Pengujian Pemanasan 64

Skala 1

Suhu (ºC)

60

Skala 2

56

Skala 3

52

Skala 4 Skala 5

48

Skala 6

44

Skala 7

40

Skala 8

36

Skala 9 Skala 10

32

Skala 11

28 0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

Skala 12 Skala 13

Waktu (menit) Gambar IV.2 Grafik Hubungan antara waktu (menit) dengan suhu (ºC) ruang inkubator pada skala tertentu D iploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

commit to user




Pengujian inkubator ini dilakukan dengan mengambil data suhu setiap interval waktu 10 menit sampai konstan. Dari suhu awal 30ºC menjadi suhu yang dikehendaki. Kenaikan suhu ini karena adanya panas dari heater. Pemanas yang digunakan adalah heater karena lebih praktis, dibandingkan dengan pemanas lain misalnya lampu bohlam yang dapat memakan tempat yang banyak. Hasil uji kinerja inkubator disajikan dalam bentuk grafik. Grafik ini disajikan pada Gambar IV.2. Dari grafik IV.2 membuktikan bahwa semakin lama waktu maka suhu juga akan semakin naik dan konstan pada suhu tertentu. Semakin tinggi skala maka suhu juga akan semakin tinggi/naik. Semakin tinggi skala maka waktu yang diperlukan untuk mencapai konstan semakin lama. Untuk memudahkan membaca data dalam grafik, maka data ditabelkan pada tabel IV.1. Dari tabel IV.1 dapat diketahui bahwa untuk memperoleh suhu ruang inkubator 37oC, maka digunakan skala 5 dan waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 37oC adalah 90 menit. Untuk memperoleh suhu ruang inkubator 45oC, maka digunakan skala 8 dan waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 45oC adalah 120 menit. Tabel IV.1 Data Pengujian Inkubator Skala 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Suhu (oC) 30 31 33 35 37 39 42 45 48 51 55 58 60


Waktu yang diperlukan untuk konstan 0 menit 30 menit 50 menit 70 menit 90 menit 100 menit 110 menit 120 menit 140 menit 160 menit 170 menit 180 menit 190 menit

commit to user




4.1.2.2 Pengujian Alat untuk Pembuatan Yoghurt

Dari pengujian yang telah dilakukan, inkubator ini dapat digunakan untuk fermentasi yoghurt pada suhu 37oC maupun 45oC. Uji alat inkubator untuk pembuatan youghurt dilakukan dengan prosedur : a. Menyiapkan inkubator b. Memanaskan inkubator pada suhu yang dinginkan c. Membuat media dan starter yoghurt d. Memasukan media yang telah ditambahkan starter ke dalam inkubator. e. Melakukan fermentasi selama 24 jam pada suhu 37oC atau selama 6 jam pada suhu 45 oC f. Mengeluarkan yoghurt hasil fermentasi g. Mematikan inkubator

Dari yoghurt yang dihasilkan, diperoleh rasa asam dengan pH 4, bertekstur lembut, cair semi padat. Hasil pembuatan yoghurt disajikan pada gambar IV.3.

Gambar IV.3 Yoghurt Hasil Fermentasi selama 24 jam (37 oC)


commit to user




4.2 Pembahasan Inkubator dalam pengujiannya dapat mengahasilkan suhu yang terkontrol, akan tetapi untuk mendapatkan suhu yang diinginkan memerlukan waktu yang cukup lama. Dalam prakteknya untuk menaikan suhu awal 30oC menjadi 60oC dalam ruang inkubator dengan volume 0,1152 m 3 dan daya pemanas 300 Watt membutuhkan waktu 190 menit. Hasil ini sangat jauh berbeda dari perhitungan secara teoritis yaitu hanya memerlukan 14 sekon. Faktor yang menyebabkan waktu yang yang dibutuhkan untuk mencapai suhu yang diinginkan sangat lama antara lain perpindahan panas dari sumber panas ke udara yang kurang sempurna dan kecilnya luas kontak permukaan sumber panas dengan udara. Selain itu faktor di atas, efisiensi alat juga mempengaruhi. Alat pemanas inkubator ini hanya menghasilkan efisiensi sebesar 75%. Perhitungan efisiensi ini dapat dilihat pada lampiran hal L.3. Uraian di atas menjelaskan bahwa inkubator ini mempunyai kekurangan dalam hal kecepatan dalam memanaskan suhu ruang di dalam inkubator. Dari pengujian pembuatan yoghurt, inkubator ini dapat melakukan fermentasi pada suhu 37oC selama 24 jam, waktu yang diperlukan incubator untuk mencapai suhu ini adalah 90. Dan inkubator ini juga dapat melakukan fermentasi pada suhu 45oC selama 6 jam, waktu yang diperlukan inkubator untuk mencapai suhu ini adalah 120. Dari kedua percobaan di atas yoghurt yang dihasilkan bertekstur lembut, cair semi padat, mempunyai pH 4 dan mempunyai rasa asam.


commit to user




BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Inkubator berhasil dibuat untuk proses fermentasi yoghurt. 2. Suhu ruang inkubator dapat terkontrol. 3. Untuk mencapai suhu yang diinginkan membutuhkan waktu yang cukup lama.

5.2 Saran 1. Perlu adanya alat pengukur suhu yang lebih akurat dan mudah diamati. 2. Perlu adanya tempat khusus untuk penempatan box heater. 3. Menambah luas permukaan kontak antara sumber panas dengan udara


commit to user 20

LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES FERMENTASI PEMBUATAN YOGHURT

Recommend Documents