DESAIN MESIN M TIP PE VERTIC CAL SCREW W MIXER UNTU UK PRODU UKSI MALTODEKST TRIN DAR RI TAPIOK KA DENGAN N METODE E HIDROL LISIS KERIING ME ENGGUNA AKAN ASAM M KLORID DA
Oleh: DUD DI SUBEKT TI F 34103015
2008 DE EPARTEME EN TEKNO OLOGI IND DUSTRI PE ERTANIAN N FAKU ULTAS TEK KNOLOGI PERTANIA AN IN NSTITUT P PERTANIAN N BOGOR BOGOR
i
DESAIN MESIN TIPE VERTICAL SCREW MIXER UNTUK PRODUKSI MALTODEKSTRIN DARI TAPIOKA DENGAN METODE HIDROLISIS KERING MENGGUNAKAN ASAM KLORIDA
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: DUDI SUBEKTI F 34103015
2008 DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR i ii
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR DESAIN MESIN TIPE VERTICAL SCREW MIXER UNTUK PRODUKSI MALTODEKSTRIN DARI TAPIOKA DENGAN METODE HIDROLISIS KERING MENGGUNAKAN ASAM KLORIDA
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: DUDI SUBEKTI F 34103015
Dilahirkan pada tanggal 6 Februari 1985 Di Sumedang, Jawa Barat
Tanggal lulus : 28 Januari 2008
Disetujui, Bogor, 30 Januari 2008
Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc.St
Ir. Ade Iskandar, Msi.
Dosen Pembimbing II
Dosen Pembimbing I iii ii
Dudi Subekti. F34103015. Desain Mesin Tipe Vertical Screw Mixer Untuk Produksi Maltodekstrin dari Tapioka dengan Metode Hidrolisis Kering Menggunakan Asam Klorida. Di bawah bimbingan Ade Iskandar dan Khaswar Syamsu. 2008. RINGKASAN Produksi singkong di Indonesia mengalami peningkatan setiap tahunnya, tetapi kebutuhan akan pati termodifikasi di Indonesia sebagian besar dipenuhi dari impor. Menurut Tjahyono (2004), impor pati termodifikasi di Indonesia mencapai US$ 150 juta tiap tahunnya. Modifikasi pati bertujuan untuk memperoleh produk pati dengan karakteristik yang diinginkan. Maltodekstrin merupakan salah satu produk modifikasi pati secara kimia hasil dari hidrolisis pati baik menggunakan asam maupun enzim. Maltodekstrin memiliki DE maksimum 20. Proses pembuatan maltodekstrin yang umum digunakan ada dua macam yaitu cara basah dan cara kering. Cara basah meliputi penggunaan enzim (enzimatis) dan asam (kimiawi), sedangkan cara kering hanya menggunakan asam. Kelemahan dari cara basah yaitu tingginya penggunaan sumberdaya air dan energi. Cara kering merupakan alternatif yang memungkinkan digunakan untuk mengatasi permasalahan yang terdapat pada cara basah, karena pada cara kering penggunaan sumberdaya air lebih sedikit, sehingga energi yang digunakan untuk pengeringan lebih rendah. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat mesin untuk memproduksi maltodekstrin dari pati singkong (Manihhot utilissima) dengan metode hidrolisis kering menggunakan HCL. Dengan direncanakan dan dibuatnya mesin ini, maka diharapkan akan membantu penurunan impor terhadap pati termodifikasi. Penelitian yang dilakukan dibagi menjadi 3 tahapan yaitu pembuatan mesin, pembuatan produk pati termodifikasi dan pengujian produk. Langkah pembuatan mesin yaitu: (1) identifikasi masalah, (2) ide-ide persiapan (pengidean), (3) perbaikan, (4) analisis, (5) keputusan, (6) penerapan. Proses modifikasi pati dilakukan menggunakan 5 kg tapioka pada suhu 70oC dan rentang 5 konsentrasi HCl yang berbeda ( 0 N, 0.1 N, 0.2 N, 0.3 N, 0.4 N). Volume HCl yang digunakan 1000 ml, 1500 ml, 2000 ml, 2500 ml. Faktor yang sangat penting keberadaannya pada mesin yang akan dibuat yaitu (1). Mixing. Mesin yang dibuat harus bisa digunakan untuk mencampurkan benda padat berbentuk granular seperti tepung tapioka. (2).Sprayer,. Untuk keperluan penyebaran asam pada tapioka diperlukan sebuah alat penyemprot sehingga proses penyebarannya terjamin dan tidak menggumpal. (3). Heater. Untuk keperluan proses hidrolisis dan pengeringan diperlukan suatu alat yang berfungsi sebagai pemanas. Efisiensi energi mesin tipe vertical screw mixer ialah 88%. Daya real yang digunakan oleh mesin ini sebesar 0.421 kW atau 0.564 Hp. Kebutuhan kalor total yaitu 1.154 kJ, sehingga waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 75oC ialah 38 menit. Waktu menyala heater selama proses pembuatan pati termodifikasi yaitu 50 menit. Ketinggian pipa dari tabung ke nozzle untuk mengahasilkan debit 500 ml/menit dengan tekanan pada tabung 72325.922 kg/m2 yaitu 58 cm.
iviii
Proses pembuatan pati termodifikasi dilakukan selama 150 menit dimana 60 menit pertama dilakukan penyemprotan HCl setiap 20 menit selama 1 menit. Pengambilan sampel dilakukan setiap 10 menit selama 90 menit, kemudian dihitung nilai Dextrose Equivalent (DE) setiap sampel yang diambil. Berdasarkan analisis regresi polynomial dapat diketahui persamaan nilai Dextrose Equivalent yaitu DE = 1.353 + 0.6230waktu − 0.003734waktu 2 . Pengujian parameter mutu produk yang dihasilkan menunjukan bahwa kualitas produk yang dihasilkan memenuhi standar mutu pati termodifikasi yang ditetapkan oleh DSN 1992 dan 1989.
viv
Dudi Subekti. F34103015. Design of Vertical Screw Mixer Type Machine for Maltodextrin Production by Dry Hyidrolysis Method Using Clorida Acid. Supervised by Ade Iskandar and Khaswar Syamsu. 2008. SUMMARY Cassava production in Indonesia increases every year, but the requirement of modified starch is mostly fulfilled from import. According to Tjahyono (2004), modified starch import in indonesia is up to US$ 150 million every year. Starch modification aimed to have starch product with wanted characteristic. Maltodexrin is one of chemically modified starch product using acid or enzyme. Maltodextrin has maximum DE value of 20. Maltodextrin production process commonly used are wet method and dry method. Wet method includes the using of enzyme (enzymatic) and acid (chemical), while dry method just using acid. The weakness of wet method is high use of water and energy. Dry method is a possible alternative to solve the problem in wet method, because in dry method the water using is less than wet method, so the energy using for drying process is fewer. This research is aimed to design and construct a machine for producing maltodextrin from cassava starch (Manihhot utilissima) by dry method using HCl. By the designing and constructing of this machine hopefully can help decreasing the amount of modified starch import. The research was divided into three steps that were machine construction, modified starch production and poduct test. The steps of machine production were (1) problem identification, (2) idea preparation (3) correction (4) analysis (5) decision (6) application. The starch modification process was done by using 5 kgs tapioca in temperature 70°C with range of five different concentrations of HCl (0 N, 0.1 N, 0.2 N, 0.3 N, 0.4 N) The volume of HCl used were 1000 ml, 1500 ml, 2000 ml, 2500 ml. The important factors for constructed machine were (1) mixing. The constructed machine should be able to mix solid granular shaped like tapioca powder. (2) sprayer. For the necessity of acid spreading on tapioca sprayer was required so the spreading process were evenly and not coagulating. (3) heater. For the necessity of hydrolysis and drying process it is required tool that functions as heater. The energy efficiency of vertical screw mixer type machine was 88 %. Real power used for this machine was 0.421 kW or 0.564 HP. The total calor needed was 1.154 kJ, so the required time to reach the temperature of 75°C was 38 minutes. The heater run time during modified starch production process was 50 minutes. The pipe height from HCl container to nozzle to create 500 ml/minutes rate of flow with preasure in container of 72325.922 kgs/m2 was 58 cm. The production process for modified starch was done for 150 minutes where the first 60 minutes was used to spray HCl every 20 minutes for 1 minute. Sampling was done every 10 minutes for 90 minutes, and then the Equivalent (DE) value of every sampel were calculated. Based on polynomial regression analysis the Dextrose Equivalent value were able to calculated, which was DE = 1.353 + 0.6230waktu − 0.003734waktu 2 .The analysis of product quality parameter showed that the quality of the product met the starchb quality standard defined by DSN 1992 and 1989. vvi
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Dudi Subekti
NIM
: F 34103015
Menyatakan bahwa skripsi dengan tjudul “Desain Mesin Tipe Vertical Screw Mixer Untuk Produksi Maltodekstrin dari Tapioka dengan Metode Hidrolisis Kering Menggunakan Asam Klorida” merupakan hasil karya sendiri dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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.
Bogor, Januari 2008
Dudi Subekti F34103015
vii vi
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Sumedang, Jawa Barat, Pa-
da tanggal 6 Februari 1985. Penulis merupakan anak ke tiga dariempat bersaudara yang lahir dari pasangan Bapak Dodo Rido dan Dedeh Kurniasih. Penulis meyelesaikan pendidikan formal Sekolah Dasar di SD Negeri Cisalak 1 Cimalaka Sumedang pada tahun 1997, Sekolah Menengah Pertama di SLTP Negeri 8 Sumedang pada tahun 2000 dan Sekolah Menengah Atas di SMU Negeri 1 Sumedang pada tahun 2003. Penulis aktiv di beberapa ektrakulikuler sekolah dan pernah menjabat sebagai Pratama Pramuka 1998-1999, Ketua Wide Game VIII Se-Jawa Barat pada tahun 1998, Ketua Koperasi Siswa periode 2002/2003 SMU Negeri 1 Sumedang. Pada tahun 2003, penulis meneruskan sekolah ke Institut Pertanian Bogor pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selain Kuliah Penulis juga aktiv di Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri Pertanian pada Departemen Kewirausahaan periode 2004/2005 dan penulis merupakan Ketua OMDA Sumedang periode 2004/2006. Penulis pernah menjadi asisten Gambar Teknik, Penerapan Komputer, Teknologi Emulsi dan Peralatan Industri di Fakultas Teknologi Pertanian. Kegitan
Ilmiah yang pernah di ikuti ialah Science For
Indonesia Environment, L-RAMP Indonesia, Penulis pernah mengikuti program yang diselenggarakan CIFOR
yang bekerjasama dengan FEM IPB
Penerapan Teknologi Sederhana di Pedesaan (Februari-Juni 2007),
yaitu menjadi
penyuluh pada acara “Implementasi Teknologi Tepat Guna di Daerah Miskin” yang diselenggarakan oleh DKP pada bulan Agustus 2007 di Fax Fax Papua Barat. Sebagai bentuk kepedulian terhadap dunia pendidikan , pada tahun 2006, penulis melakukan Praktek Lapang yang berjudul “Mempelajari Efesiensi Proses Produksi Dari Segi Tata Letak Dan Penanganan Bahan Di PT. Agar Sehat Makmur Lestari Pasuruan”, pada tahun 2007, penulis melakukan penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul”. Desain Mesin
Tipe Vertical Screw
Mixer Untuk Produksi
Maltodekstrin dari Tapioka dengan Metode Hidrolisis Kering menggunakan Asam Klorida”. viii vii
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr.Wb. Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Penulis sadar bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak, kegiatan penelitian dan penulisan skripsi ini tidak akan terlaksana dengan baik. Oleh karena itu, penulis mengcapkan terima kasih kepada : 1. Ir. Ade Iskandar, MSi. Dan Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc.St sebagai dosen pembimbing, atas segala saran dan bimbingannya. 2. Ir. Faqih Udin, MSc. sebagai dosen penguji atas segala saran dan masukan yang diberikan. 3. Kantor Menristek Indonesia yang telah menyediakan dana penelitian melalui riset intensif untuk penelitian terapan. Penulis sadar bahwa penulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai saran dan kritik yang membangun diterima dengan senang hati. Semoga laporan ini dapat berguna untuk berbagai pihak. Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Bogor, Januari 2008 Penulis
ix vii
UCAPAN TERIMA KASIH 1. Nenek Wangsih (almh), Kakek Warta (almh) atas kasih sayang dan pengorbanan yang tak pernah dapat terbalas oleh apapun. 2. Ayah, Ibu, Kakak, Adik dan keluarga atas doa, kasih sayang dan dorongannya untuk belajar lebih baik. 3. Neng Risma Pitriawati dan keluarga atas doa, kasih sayang dan pengertian selama ini. 4. Agus, Annisa dan Rende yang selalu membuat tersenyum atas kehadiran kalian. 5. Sahabat seperjuangan Yusuf Andriana, terima kasih atas saran, bantuan dan kerjasamanya selama ini. 6. Mr. Harry.S.W.,S.Si. terima kasih atas saran dan bantuan selama ini 7. Laboran Lab. Teknologi Industri Pertanian. Pa Edi, Bu Ega, Bu Rini, Bu Sri. dan Pa Wagimin. 8. Laboran Lab. Genetika PAU IPB. Pak Mulya, Mba Pepi, Ibu Emi dan Mba Endang atas bantuannya. 9. Pihak Yayasan Kesejahteraan Pegawai Pertamina, mba Pur, Pak Komar terima kasih atas beasiswa yang diberikan. 10. Sahabat F4 ( Tank, Seft and Rifs) ,Hendrawan, Serly, Ira, Diansastro, Mpus, Tika, Iis Deni dan Neng Ika Nursilawati. 11. Indro, Ijey, Khay, Bhek, Bayu, Wangsit, Ley, Umam, Omad, Mila, Ides, Umi, Mayang, Endah, Mamin, Ratih, Dewi dan semua TIN 40’ 12. Teman-teman TIN 41, Fina, Nda, Denur, Bengbeng, Hernawan, Wiwiw, Ardi, rinaldi, bobi, Fandi, Lala, Ivon, Edi. 13. Barudak WAPEMALA Sumedang, kang Yudi, Lili, kang Aam, Egi, Iyung, Sopi, Edi, Riva, Dzikri dan semuanya dari angkatan 44. 14. Buat Ibu Kost Jamparing, Teh Umi, A Syarief, Pa Hasan dan pa Haji Uung.
x ix
