PEMBUATAN PROTOTIPE ALAT PEMBUAT SUSU KACANG KEDELAI KAPASITAS 1,5 LITER Iwan Rohman Setiawan, Moh. Imam Afandi, Meiyono Subagio Puslit KIM-LIPI, Kawasan Puspiptek Serpong, Tangerang 15314
INTISARI Dibuat suatu alat untuk membuat susu kacang kedelai (Soybean Milk Maker), alat tersebut dirancang untuk menghasilkan susu kedelai sebanyak 1,5 liter, yang menerapkan teknologi mikrokontroler pada alat tersebut, sehingga proses pembuatan susu menjadi praktis, mulai dari proses menggiling kedelai, memeras kedelai, sampai dengan memasak susu kedelai, diperlukan waktu sampai 15 ± 1 menit, hanya dengan menekan satu tombol. Kata Kunci: Prototip, Alat pembuat susu kedelai, kapasitas 1,5 liter, Praktis
ABSTRACT Soybean Milk Maker prototype has been done with capacity 1,5 liter soybean milk, the machine apply microcontroller technology, so that
making milk process be simple, soybean grinding process in the
beginning and cooking soybean milk in the end, take 15 ± 1 minute just push one button. Key Word: Protoipe, Soybean Milk maker, 1,5 liter Capacity, Practice
PENDAHULUAN Manfaat susu kedelai Komposisi susu kedelai hampir sama dengan susu sapi (lihat tabel), karena itu susu kedelai dapat digunakan sebagai pengganti susu sapi. Susu ini baik dikonsumsi oleh mereka yang alergi susu sapi, yaitu orang-orang yang tidak punya atau kurang enzim laktase dalam saluran pencernaannya, sehingga tidak mampu mencerna laktosa dalam susu sapi. Susu kedelai memiliki kadar protein dan komposisi asam amino yang hampir sama dengan susu. Keunggulan lain susu kedelai dibandingkan susu sapi adalah tidak mengandung kolesterol sama sekali.
1
Secara umum susu kedelai mengandung vitamin B1, B2 dan niasin dalam jumlah yang setara dengan susu sapi atau ASI, serta mengandung vitamin E dan K dalam jumlah yang cukup banyak. Hasil studi yang dilaporkan dalam Archives of Internal Medicine and the New England Journal of Medicine ditemukan bahwa protein kacang kedelai mengurangi konstentrasi kolesterol LDL dalam junlah yang signifikan. Hasil studi lain menyebutkan bahwa kedelai dapat mengurangi bahaya penyakit osteoporosis, breast prostate dan kanker usus. TABEL KOMPOSISI SUSU KEDELAI CAIR DAN SUSU SAPI TIAP 100 GRAM Kalori (Kkal) 41,00 61,00 Protein (gr) 3,50 3,20 Lemak (gr) 2,50 3,50 Karbohidrat (gr) 5,00 4,30 Kalsium (mg) 50,00 143,00 Fosfor (gr) 45,00 60,00 Besi (gr) 0,70 1,70 Vitamin A (SI) 200,00 130,00 Vitamin B1 (tiamin) (mg) 0,08 0,03 Vitamin C (mg) 2,00 1,00 Air (gr) 87,00 88,33 Sumber: Direktorat Gizi, Depkes RI Berbagai khasiat susu kedelai yang dapat dimanfaatkan adalah : Mengatasi Intoleransi Laktosa minuman untuk penderita autisme, minuman untuk vegetarian, mengurangi kadar kolesterol darah, mencegah Arteriosklerosis, hipertensi, penyakit jantung koroner, dan stroke, mencegah diabetes melitus, menghambat menopause, dan osteoporosis, mencegah migraine, mencegah kanker dan mencegah penuaan dini. Membuat susu kedelai Karena manfaat susu kedelai seperti yang telah disebutkan, maka perlu dibuat susu kacang kedelai, adapun cara pembuatannya dapat dilakukan dengan cara tradisional, kacang kedelai setelah direndam lalu ditumbuk dan diperas menggunakan kain, selanjutnya dimasak di atas kompor. Ada juga proses penggilingan kedelai dilakukan menggunakan blender, lalu diperas, selanjutnya dimasak di atas kompor.
2
Adapun proses pembuatan susu kacang kedelai yang akan disampaikan dalam tulisan ini, dilakukan dalam suatu mesin, d imana proses menggiling kedelai, memeras, lalu memasak, dilakukan dalam satu wadah, dengan menerapkan teknologi mikrokontroler, sehingga proses pembuatan susu kedelai menjadi praktis.
PROTOTIPE ALAT PEMBUAT SUSU KEDELAI 1. Konstruksi Alat Alat pembuat susu kedelai dibangun dari komponenen-komponen pokok seperti pada gambar 1 dan penjelasan fungsi-fungsinya sebagai berikut ini : Penutup Tombol Tekan
Soket Jala-jala listrik komponen elektronik
Elektroda pengaman terhadap Level High
Motor Elektroda pengaman terhadap Level Low
Saringan Bilah-bilah penggerus
Elemen Pemanas
Wadah untuk memasak
Gambar-1: Konstruksi Alat Pembuat Susu Kedelai
Penutup Fungsi utama untuk melndungi keseluruhan komponen dan menempatkan beberapa komponen, terbuat dari aluminium.
Indikator Indikator daya listrik adalah lampu indikator berfungsi untuk meindikasikan sistem pembuatan susu sudah atau belum selesai.
3
Tombol Tekan Tombol Tekan berfungsi sebagai sakelar pemilihan proses yang akan dilakukan, terdiri dari 3 buah Tombol Tekan.
Elektroda Pengaman Merupakan sensor yang terdiri dari dua buah elektroda untuk mencegah terjadinya susu kedelai meluap keluar wadah, ketika sedang dilakukan proses memasak susu kedelai dan untuk mendeteksi ada atau tidak nya air di dalam wadah.
Bilah-bilah Penggerus Bilah-bilah Penggerus berupa baling-baling tajam dibuat dari baja stainless, berfungsi untuk menggiling, mangaduk kacang kedelai.
Wadah untuk memasak Berujud kontainer untuk menampung susu kedelai, dari bahan plastik
Soket jala-jala listrik Untuk menghubungkan kabel sumber daya listrik 220 Volt dari mesin ke jala-jala listrik.
Elemen pemanas Elemen pemanas terbungkus tabung baja stainles, sebagian besar tercelup di dalam cairan sebagai pemanas (air atau susu kedelai).
Saringan Berfungsi untuk menampung biji kedele sekaligus sebagai saringan, dibuat dari bahan baja stainles.
Motor listrik AC berfungsi untuk memutarkan bilah-bilah penggerus.
2. Komponen Elektronik Alat ini dilengkapi dengan komponen-komponen elektronik yang dirangkai pada PCB berfungsi sebagai pengontrol proses. Rangkaian elektronik tersebut seperti diperllihatkan dalam Gambar 2:
4
Gambar-2: Komponen Elektronika dan PCB pada Mesin 3. Sistem Pengendalian Proses Pembuatan Susu Kedelai Menggunakan mikrokontrol berfungsi sebagai pengendali proses pembuatan susu kedelai, pengatur waktu penggerusan, pemanasan, dan pengadukan, seperti diperlihatkan pada blok diagram gambar 3. Tombool Tekan
DI
Elektroda pengaman terhadap Level Low dan High
DI
Mikro Kontroler
Pemanas
DO
Lampu & Horn
Keterangan: DI : Digital Input DO: Digital Output Bilah-bilah Penggerus
Gambar-3: Diagram blok Sistem Pengendali Proses Pembuatan Susu Kedelai
5
Tombol tekan meinformasikan pada kontroler mengenai pemilihan proses yang akan dilakukan, proses 1, 2 atau 3. Level Low meinformasikan pada kontroler mengenai kondisi air dalam kontainer dalam keadaan low. Level High meinformasikan pada kontroler mengenai kondisi air/susu dalam kontainer dalam keadaan high. Pemanas diperintahkan oleh kontroler untuk memanaskan air/susu kedelai. Bilah-bilah Penggerus diperintahkan oleh kontroler untuk menggerus kedelai. Lampu Indikator diperintahkan oleh kontroler untuk meindikasikan pemilihan proses yang sedang berlangsung. Horn diperintahkan oleh kontroler untuk meindikasikan berupa bunyi bahwa proses telah selesai atau tidak bisa dilaksanakan. Adapun aliran sistem pengendalian proses pembuatan susu kedelai, diperlihatkan pada gambar 4.
6
Gambar-4: Aliran Proses Pengendalian Pembuatan Susu Kedelai.
Start
- Push button 1, 2, 3 - Lampu Indikator 1, 2, 3 - Alarm/horn - Motor - Heater - Sensor Level High & Low
- Kedelai dalam wadah - Air dalam wadah
Y
N Level Air Low
- Alarm ON khas - Lampu Blinking
- Alarm ON - 3 Lampu Indikator Blinking
Push button-1 ditekan
Push Button ditekan
Y
N
D
Push button-2 ditekan
- lampu-1 ON - alarm OFF
- lampu-2 ON - alarm OFF
END
Motor ON
Motor ON
N
N
ON 3 detik
ON 15 detik
Y Motor OFF
Motor OFF
A
7
B
A
Motor OFF
Heater ON
N
Heater ON
Level High
N
Y Level High Heater OFF
Y Y C
Heater ON 12 kali Motor ON
N N
Heater OFF
On 10 detik
ON 7 kali
N
Y
Y
OFF 10 detik
Y
N
B
C
Motor OFF
Heater OFF
N OFF 5 detik
- Alarm ON - 3 lampu blinking
- Push button 1 or 2 ditekan
- Alarm OFF - 3 Lampu Blinking
END
8
D
Push button-3 ditekan
- lampu-3 ON - alarm OFF
Heater ON
N Level High
Y Heater OFF
- Alarm ON - 3 lampu blinking
- Push button 3 ditekan
- Alarm OFF - 3 Lampu Blinking
END
9
4. Proses Pembuatan Susu Kedelai Di bawah ini disampaikan mengenai cara pembuatan susu kedelai menggunakan prototipe alat pembuat susu kedelai, untuk lebih jelasnya perhatikan juga gambar 4. 1. Masukan air sebanyak 1,3 s.d. 1,5 liter ke dalam kontainer, dengan memperlihatkan batas ketinggian muka air (level) pada kontainer. 2. Masukan kedelai yang telah dicuci ke dalam saringan sebanyak 80 s.d. 100 gram. 3. Apabila kedelai yang akan dijadikan susu sudah direndam, maka tekan tombol START 1, sehingga proses pembuatan susu kedelai akan berlangsung dengan urutan sebagai berikut: 3. 1. Bilah-bilah penggerus berputar selama 3 detik 3. 2. Pemanas bekerja mendidihkan air, ketika ketinggian air naik mencapai elektroda level high, maka pemanas berhenti bekerja. 3. 3. Bilah-bilah penggerus berputar selama selama 10 detik, lalu berhenti berputar selama 5 detik. 3. 4. Proses 3. 3. dilakukan kembali sebanyak 7 kali. 3. 5. Pemanas bekerja, ketika ketinggian air susu mencapai elektroda level high, maka pemanas berhenti bekerja selama 10 detik. 3. 6. Proses 3. 5. dilakukan kembali sebanyak 12 kali. 3. 7. Proses pembuatan susu kedelai selesai; horn berbunyi, ketiga lampu menyala kedap-kedip, dengan menekan tombol 1 atau 2 maka horn berhenti berbunyi. 4. Apabila kedelai yang akan dijadikan susu belum direndam, maka tekan tombol START 2, sehingga proses pembuatan susu kedelai akan berlangsung dengan urutan sebagai berikut: 4. 1. Bilah-bilah penggerus berputar selama 15 detik. 4. 2. Selanjutnya urutan proses dilakukan seperti proses 3. 2. sampai 3. 7. 5. Untuk memanaskan susu kedelai yang sudah jadi, maka tekan tombol HEATING (3); sehingga proses pembuatan susu kedelai akan berlangsung dengan urutan sebagai berikut: 5. 1. Pemanas bekerja memanaskan susu kedelai.
10
5. 2. Ketika ketinggiannya mencapai elektroda Level High, maka heater berhenti memanaskan. 5. 3. Proses selesai, horn berbunyi, ketiga lampu menyala kedap-kedip, dengan menekan tombol 3 maka horn berhenti berbunyi. 5. Pengujian Pengujian dilakukan dengan meoprasikan alat tersebut untuk membuat susu kedelai, juga hasilnya disajikan kepada beberapa orang karyawan Puslit KIM-LIPI, gambar 5 memprlihatkan alat pembuat susu kedelai yang sedang diuji untuk membuat susu kedelai.
Gambar-5: Prototipe alat pembuat susu kedelai
11
6. Spesifikasi Mesin 1. Kapasitas
: 1, 3 – 1, 5 liter air, dengan 80 – 100 gr kacang kedelai.
2. Daya
: 600 watt
3. Tegangan
: 220 V
KESIMPULAN Telah berhasil dibuat dan diuji di Puslit KIM-LIPI, sebuah prototipe pembuat susu kedelai. Bahan-bahan baku yang dibuat menjadi komponen-komponen pembuat susu kedelai ini dapat diperoleh dengan mudah di pasar dalam negeri. SARAN Bagian penutup pembuat susu kedelai menjadi panas, karena konduksi susu kedelai selama proses memasak, sehingga sebaiknya penutup menggunakan bahan isolator. DAFTAR PUSTAKA 1. ebookpangan.com 2. www.soymilkmaker.com 4. summax BM-150, soybean maker 5. Liptak, Bela. G, Process Control, INSTRUMENT ENGINEERS HANDBOOK, BUTTERWORTH HEINEMANN, 1994 6. ...., 2008. Atmel AT89S2051 Datasheet Rev. E, Atmel Corporation. URL: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc3390.pdf
12
