NASKAH PUBLIKASI
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN PUTARAN HAMMER MILL DAN SCREW CONVEYOR FLASH DRYER TERHADAP HASIL PENGERINGAN
Disusun oleh:
ILHAM WAHYUDIN D 200 080 018
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
Ilham wahyudin
HALAMAN PENGESAHAN NASKAH PUBLIKASI Naskah berjudul “PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN PUTARAN HAMMER MILL DAN SCREW CONVEYOR FLASH DRYER TERHADAP HASIL PENGERINGAN”, Telah disetujui oleh Pembimbing dan dan Ketua Jurusan Teknik Mesin untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Dipersiapkan oleh : Nama NIM
: ILHAM WAHYUDIN : D 200 080 018
Disetujui pada : Hari
:
Tanggal
:
Ketua Jurusan Ir. Sartono Putro, MT.
Tri Widodo B. R., ST., Msc., Ph. D.
Pembimbing
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN PUTARAN HAMMER MILL DAN SCREW CONVEYOR FLASH DRYER TERHADAP HASIL PENGERINGAN Ilham Wahyudin, Sartono Putro Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email :
[email protected]
ABSTRAKSI Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh variasi perbandingan putaran hammer mill dan screw conveyor flash dryer terhadap hasil pengeringan dan mendapatkan perbandingan yang optimal. Proses pengujian ini menggunakan flash dryer dengan mengatur perbandingan putaran hammer mill dan screw conveyor dengan perbandingan 1:2, 1:2,67 dan 1:3,33. Dengan cara mengatur besarnya puli yang menghubungkan hammer mill dan screw conveyor. Hasil analisisa dari penelitian ini menunjukkan bahwa perbandingan putaran screw conveyor dan hammer mill berpengaruh terhadap perbandingan tepung masuk dan tepung keluar. Perbandingan paling optimal adalah 1:2,23 pada perbandingan putaran 1:3.33, dengan density paling rendah yaitu 368,42 kg/m3 . Kata kunci: Flash dryer, screw conveyor , Hammer mill.
i
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN PUTARAN HAMMER MILL DAN SCREW CONVEYOR FLASH DRYER TERHADAP HASIL PENGERINGAN Ilham Wahyudin, Sartono Putro Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email :
[email protected]
ABSTRAKSI The purpose of this research is to know the influence of variation of comparative round hammer mill and screw conveyor flash dryer drying results and get the optimal comparison. This testing process using flash dryer by setting the comparison rounds hammer mill and screw conveyor in comparison with the 1:2, 1:2.67 and 1:3.33. With how to set magnitude of puli linking hammer mill and screw conveyor. Analisisa Results of this research show that the comparison rounds of screw conveyor and a hammer mill to comparison of incoming and outgoing flour flour. A comparison of the most optimum is 1:2,23 on comparison of round 1:3.33, with the lowest density, namely 368.42 kg/m3 Kata kunci: Flash dryer, screw conveyor , Hammer mill.
ii
PENDAHULUAN
konvensional
pengovenan.
Namun, kedua metode ini memiliki
Latar Belakang
beberapa
Salah satu bentuk penanganan yang
atau
harus
ditempuh
adalah
dalam
kelemahan,
kendala
diantaranya
cuaca
yang
tidak
mendukung membutuhkan waktu yang
pembuatan tepung adalah pengeringan.
cukup
Pengeringan merupakan salah satu
memperpanjang
usaha untuk mengurangi
air
pengolahan secara keseluruhan, dan
bahan.
pengeringan yang tidak merata jika
yang
terkandung
Dengan
kadar
pada
dilakukannya
pengeringan
akan
aman
cukup
tinggi.
menekan
hingga
kadar
mengeringkan dalam waktu yang lebih singkat.
Flash
Hingga saat ini studi mengenai
sangat
bergantung
pada
bagaimana dan metode apa
yang
panas
untuk
dryer
merupakan
mesin
berkecepatan
tinggi
dalam
dikeringkan menggunakan flash dryer adalah bahan yang memiliki partikel kecil, seperti tepung-tepungan. Dengan
kadar air produk. Metode yang biasa
kecepatan udara yang cukup tinggi,
diterapkan untuk mengurangi kadar setelah dilakukan
alat
proses pengeringan. Bahan yang dapat
digunakan dalam usaha pengurangan
air
satu
pengering yang memanfaatkan udara
terus
dikembangkan. Efektivitas pembuatan tepung
Salah
mengeringkan adalah flash dryer.
dalam cukup lama.
masih
yang
suatu mesin pengering yang dapat
airnya
dan jamur, sehingga bisa disimpan
tepung
energi
proses pengeringan, maka dibutuhkan
menurun dan tahan terhadap mikroba
pembuatan
penggunaan
lebih besar dan mempersingkat waktu
Untuk
penanganan lebih lanjut perlu dilakukan pengeringan
proses
yang digunakan. Oleh sebab itu, untuk
Pada proses pembuatan tepung kadar masih
waktu
berbanding lurus dengan jumlah energi
untuk
disimpan maupun diolah lebih lanjut.
air
dapat
Waktu proses pengeringan juga
atau organisme atau jamur. Sehingga produk
sehingga
menggunakan oven bed.
dapat memperlambat laju kerusakan
suatu
lama
ditambah panas yang dihasilkan oleh
penepungan
heater,
adalah dengan metode pengeringan 1
maka
proses
pengeringan
dapat dilakukan dalam waktu yang lebih
perbandingan putaran 1 : 2, 1 :
singkat.
2,67,
Mesin
Muhammadiyah
penulis
ingin
5. Hasil
pengaruh
mengetahui
variasi
hasil pengeringan dan mendapatkan perbandingan yang optimal.
Batasan Masalah
TINJAUAN PUSTAKA rumusan
masalah
Ely herman (2011) semakin
yang ada agar pembahasan terfokus
lama waktu pengeringan maka
dan tidak melebar terlalu jauh maka
pengering
begitu
menggunakan
yang
digunakan
Laju
laju
pengeringan
dan sebanding dengan banyaknya air yang diuapkan.
tapioka merek rose brand sebayank
Martunis (2012) faktor suhu
dicampur dengan air
pengeringan
sebanyak 350 ml.
berpengaruh
sangat
nyata terhadap rendemen, kadar air,
3. Indikator penelitian adalah variasi
kadar
perbandingan putaran hammer mill conveyor
dengan
berbanding lurus dengan temperature
dibuat dengan mencampur tepung
screw
juga
pengeringannya.
pengering tipe flash dryer bahan
kadar
air yang teruapkan semakin tinggi,
yang menjadi prioritas utama adalah:
dan
variasi
screw conveyor flash dryer terhadap
hasil pengeringan?
500 gram
pengaruh
adalah
perbandingan putaran hammer mill dan
screw conveyor flash dryer terhadap
2. Tepung
diukur
Tujuan dari penelitian ini
perbandingan putaran hammer mill dan
1. Alat
pengeringan
Tujuan Penelitian
Rumusan Masalah
Berdasarkan
hasil
berdasarkan density
menganalisa
keoptimalan mesin tersebut.
Bagaimana
terhadap
dan 1200C
telah
direkayasa flash dryer. Pada penelitian ini
3,33
4. Udara pengering bersuhu 1000C
Universitas
Surakarta
:
pengeringan
Hasil penelitian civitas akademika Teknik
1
warna.
dengan
abu,
tingkat
Sedangkan
pengeringan 2
dan
kecerahan
faktor
berpengaruh
lama nyata
1. Spray dryer
terhadap kadar air dan berpengaruh sangat
nyata
terhadap
tingkat
Pengeringan
kecerahan warna
spray
pengaruh
yang
singkong parut, efisiensi pengeringan, efisiensi
selama
proses
sistem
Luas
permukaan,
kering.
dengan
cara
selama
pengeringan dengan
Rismayaningrum
padatan
mampu
cair
karena
yang
akan
dikeringkan tersedia, maka proses pengeringan akan tetap berjalan
(2015).
secara kontinyu dan produk berupa
tingkat
padatan kering akan terus terbentuk.
suhu,
Proses
bahan
berlangsung
berpengaruh
pada
proses pengeringan.
pengeringan dalam
semprot
waktu
yang
sangat singkat, hanya beberapa milidetik
DASAR TEORI
tepung
beberapa
jenis
detik
peralatan
dan
kondisi pengeringan.
merupakan proses yang sangat penting pembuatan
hingga
tergantung
Proses pengeringan tepung tapioka
dalam
Pengeringan
interupsi
bahan
kelembapan, dan juga kadar air pada pangan
untuk
ini
meminimalisir
pemanasan
menggunakan pneumatic (flash) dryer. Shaila
digunakan
dengan viskositas rendah menjadi
cukup
signifikan terhadap penurunan kadar air
dan
atau
mengubah pasta, bubur atau cairan
Joko Nugroho W.K (2012) suhu memberikan
drying
semprot
tapioka.
2. Fluidized Bed Dryer
Karena tepung tapioka berasal dari sari
Fluidized
bed
dryer
adalah
pati ketela pohon yang di parut dan
sistem
diambil sari patinya.
diperutukan bagi bahan berbobot
macam
dilakukan
dengan
cara
diantaranya
yang
relatif ringan, misalnya serbuk dan
Dalam proses pengeringan tepung dapat
pengeringan
ganular.
berbagai
akan
adalah
Prinsipnya
dikeringkan
bahan dialiri
yang
dengan
udara panas yang terkontrol dengan
dengan konvensional atau pengovenan
volume
dan dengan menggunakan mesin
dan
tekanan
tertentu,
selanjutnya bagi bahan yang telah Mesin pengering ada bermacam-
kering karena bobotnya sudah lebih
macam, diantaranya :
ringan 3
akan
keluar
dari
ruang
pengeringan menuju siklon untuk
sayap-sayap
ditangkap
udara
dan
dipisahkan
dari
tersebut
panas
yang
udara, namun bagi bahan/material
sementarasilinder
yang halus akan ditangkap oleh
berputar.
digunakan untuk serbuk, butiran,
Conduction
aglomerat, dan pelet dengan ukuran
mengeringkan
partikel rata-rata normal antara 50
pasta,
dan
mengandung
mikron.
kering pengering
5. Conduction Dryers
pulsejet bag filter. Metode ini cocok
5.000
dialirkan
Kelebihan
dryers
dapat
solutions,
bubur,
butiran
yang
dan
pigmen,
lempung,
metode ini ialah perpindahan panas
bahan kimia, batu bara halus, dan
dan
garam-garam,
kontrol
partikelnya
terhadap lebih
baik
ukuran serta
6. Flash Dryer
dryers
ialah
Flash
proses
dengan
hemat
energi.
Metode
ini
cocok
untuk
dengan
bentuk
serbuk
mengeringkanya
dan dengan
mengalirkan udara panas secara berkelanjutan. Proses pengeringan yang terjadi
mengeringkan bahan yang sensitif
di flash dryer berlangsung dengan
terhadap panas atau bersifat volatil
sangat cepat. Flash dryer cocok
karena waktu pengeringannya yang
digunakan
singkat.
untuk
mengeringkan
bahan yang sensitif terhadap panas.
4. Rotary Dryers Bagian
yang
mengeringkan
basah
kedalam
rendah
lebih
pengering
sebuah
mendisintregasikan adonan tersebut
efektif. Pengeringan dapat dicapai
sehingga
adalah
untuk
adonan
suatu metode pengeringan yang
yang lebih
alat
digunakan
penggunaan
panas maka vakum dapat menjadi
suhu
dryers
instalasi
menghilangkan air dari suatu bahan,
dalam
juga
relatif singkat.
3. Vacuum Dryers
bersama
dapat
digunakan untuk waktu retensi yang
pencampuran yang lebih efisien.
Vakum
serta
dalam
alat
Flash dryer tidak cocok digunakan
yang
untuk
berbentuk silindris ini, semacam sayap yang banyak. Melalui antara 4
material
yang
dapat
c. Screw Conveyor
menyebabkan korosi pada alat dan berminyak. Bagian-bagian utama dari flash dryer diantaranya a. Air Heater
Gambar 3. Screw Conveyor
Screw conveyor digunakan untuk
mengangkut
adonan
menuju hammer mill. d. Hammer mill
Gambar 1. Air Heater
Air heater digunakan untuk memanaskan
udara
yang Gambar 4. Hammer mill
digunakan untuk pengering
Hammer
b. Blower
mill
digunakan
untuk memecah adonan menjadi butiran kecil e. Cyclone
Gambar 2. Blower
Blower
digunakan
untuk
penyupali udara utama
Gambar 5. Cyclone
5
Cyclone
digunakan
memisahkan
udara
untuk
2. Blower, untuk penyuplai udara
dengan
3. Thermometer,
butiran tepung
untuk
mengukur
temperature udara yang masuk 4. Cyclone
METODOLOGI PENELITIAN
digunakan
untuk
memisahkan tepung dengan udara yang
Mulai
telah
digunakan
untuk
digunakan
untuk
pengeringan 5. Motor
Studi Literatur
listrik,
memutar hammer mill dan screw conveyor.
Persiapan Alat dan Bahan
6. Puli,
digunakan
untuk
sarana
penghubung motor listik dengan
Penujian Mesin Pengering Flash Dryer Dengan Variasi Perbandingan Putaran Hammer Mill dan Screw Conveyor
screw dan hammer mil sekaligus untuk
mengatur
perbandingan
putarannya. Perbandingan 1:2
Perbandingan 1 : 2,67
Perbandingan 1 : 3,33
7. Vanbelt,
digunakan
menghubungkan
untuk
motor
listrik
dengan hammer mill dan screw Pengambilan Data (waktu tepung masuk, waktu tepung keluar dan massa jenis)
conveyor 8. Gelas
ukur,
digunakan
untuk
mengukur air campuran tepung Analisis Data dan Pengambilan Kesimpulan
9. Timbangan,
digunakan
untuk
memgukur massa tepung Pembeuatan Laporan
10. Stopwatch, untuk menghitung waktu tepung masuk dan tepung keluar
Selesai
Bahan 1. Tepung tapioka.
Alat dan bahan pengujian
2. Air
Alat : 1. Kompor
untuk
memanaskan
air
heater 6
Tempat penelitian Tempet
3. Nyalakan kompor pemanas untuk
yang
digunakan
memanaskan air heater.
untuk
penelititan adalah laboratorium Vokasi
4. Menimbang bahan tepung tapioka
Universitas Muhammadiyah Surakarta
yang dibutuhkan yaitu sebanyak, 0,5 kg kemudian dicampur dengan air
PROSEDUR PENELITIAN
sebanyak 350 ml
Dalam penelitaian pengaruh variasi
5. Nyalakan blower sebagai penyuplai
perbandingan putaran hammer mill dan
udara utama pada mesin pengering
screw conveyor flash dryer terhadap penurunan
kadar
air
tepung
6. Jika
yang
sesuai
dihasilakan, maka untuk memperoleh hasil
penelitian
dilaksanakan
yang
baik
prosedur
harus
penelitian
yang
masukkan
tepung
dicampur
air
7. Nyalakan
1. Periksa semua perlengkapan dan yang
dibutuhkan
di
udara
sudah
inginkan
maka
yang
sudah
kedalam
screw
conveyor
sebagai berikut :
bahan
temperature
stopwatch
untuk
menghitung waktu tepung masuk
selama
dan keluar
pengujian, pastikan semua telah
8. Ulangi percobaan yang sama untuk
tersedia dan siap digunakan,
variasi putaran yang lain
2. Pemasang seluruh instalasi yang dibutuhkan
dan
pastikan
semua
terpasang dengan benar HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil percobaan yang dilakukan didapatkan data sebagai berikut: Table 1. Data hasil percobaan Perc
Perbandingan Puli
Tepung masuk
0
T( C)
3
Tepung keluar 3
m(kg)
ρ (kg/m )
V(air)
ρ (kg/m )
Waktu Tepung masuk Tepung keluar
1
1:2
100
0,5 kg
469,48
350 ml
421.05
45 detik
215 detik
2
1:2
120
0,5 kg
469,48
350 ml
412.63
48 detik
206 detik
3
1 : 2.67
100
0,5 kg
469,48
350 ml
412.63
106 detik
235 detik
4
1 : 2,67
120
0,5 kg
469,48
350 ml
401.05
85 detik
231 detik
5
1 : 3,33
100
0,5 kg
469,48
350 ml
401.05
109 detik
285 detik
6
1 : 3,33
120
0,5 kg
469,48
350 ml
368.42
120 detik
267 detik
7
ρ tepung masuk adalah density tepung
2. Perbandingan
sebelum dicampur air
putaran
terhadap
waktu masuk tepung 140 120
Density (kg/m3)
1. Density tepung waktu (s)
430 420 410 400 390 380 370 360 350 340
100 80 60
T=120 C
40 20
100 C
0 1:2
120 C
1 : 2,67
1 : 3,33
Perbandingan putaran
1:2
1 : 2,67
Grafik 4.2. Hubungan antara perbandingan putaran dan waktu masuk tepung
1 : 3,33
Perbandingan putaran
Grafik 4.1. Hubungan antara variasi perbandigan putaran dan density tepung
Dari data di atas menunjukkan lamanya tepung
Pada
grafik
di
atas
dihasilhan
perbandingan putaran hammer mill
temperatur
kg/m3
1200C,
dan
putaran
1:2
tepung
masuk
waktunya adalah 150 detik. Dengan
pada
demikian dapat dikatakan semakin tinggi putaran screw conveyor maka
density
semakin
tertinggi adalah 421,05 kg/m3 pada perbandingan
lama
perbandingan putaran 1 : 3,33 dimana
perbandingan putaran 1:3,33 saat temperature
conveyor
Waktu paling lama diperoleh dari
density atau masa jenis terendah 368,42
screw
putaran 1:2 dengan waktu 45 detik.
udara
pengering 1000C dan 1200C, didapat
adalah
masuknya
tercepat terdapat pada perbandingan
dan screw conveyor 1:2, 1:2,67 dan pada
kedalam
proses
dengan tiga perbandingan putaran
menunjukkan bahwa dengan variasi
1:3,33
waktu
cepat
tepung
masuk
conveyor. Dalam flash dyer ini lama
saat
waktu masuk tepung tidak hanya
temperature 1000C.
dipengaruhi oleh kecepatan putaran screw conveyor tapi juga dipengaruhi oleh tekstur bahan itu sendiri. Dalam 8
1200C
hal ini tekstur dari tepung tapioka
masuk
dimana
basah cenderung mudah mengendap
adalah 285 detik.
waktunya
dan mengeras di bawah sehingga menyulitkan
untuk
masuk
secara
Dari data di atas dapat dilihat
otomatis ke dalam screw. 3. Perbandingan
putaran
lama waktu proses masuk tepung dan keluar tepung tidak sama. Pada grafik
terhadap
di bawah ini menunjukkan pengaruh variasi perbandingan putaran hammer
300
mill dan screw conveyor terhadap
250
lama waktu tepung keluar.
200 T=100 C
150
T=120 C
100
300
50
250
0
200
1:2
waktu (s)
waktu (s)
waktu keluar tepung
1 : 2,67 1 : 3,33 Perbandingan putaran
Grafik 4.3. Hubungan antara perbandingan putaran dan waktu keluar tepung
variasi
hammer mill dan screw
conveyor
dihasilhan
keluar
tercepat
perbandingan temperatur
lama
terdapat
putaran udara
1:2
masuk
Grafik 4.2. Hubungan antara perbandingan putaran terhadap perbandingnan waktu masuk tepung dan keluar tepung.
tepung Dari grafik di atas dapat dilihat
pada
perbandingan
dan
diperoleh
dari
tepung
masuk
dan
tepung keluar tidak sama, hal tersebut
1000C
mengakibatkan terjadinya penumpukan
dengan waktu 260 detik. Waktu paling lama
masuk
100
1:2 1 : 2,67 1 : 3,33 Perbandingan putaran
perbandingan
putaran
keluar
1 : 2.72
0
lamanya waktu proses keluar tepung tiga
1 : 4.29
50
Dari data di atas menunjukkan
dengan
150
1 : 2.23
bahan pada ruang pengering dan jika di
perbandingan
masukkan bahan yang banyak akan
putaran 1:3,33 dan temperatur udara
menyumbat saluran keluar tepung dan tepung tidak dapat keluar. Dari grafik di 9
atas
dapat
dilihat
semakin
tinggi
makin rendah. Temperatur udara
perbandingan putaran screw conveyor
pemanas
dan
terhadap lama waktu tepung keluar
hammer
mill
mengakibatkan
juga
semakin rendah perbandingan lama
dan
waktu tepung masuk dan tepung keluar.
temperatur semakin cepat proses
Flash dryer bisa digunakan secara terus
tepung keluar dan density semakin
menerus (continue) bila perbandingan
rendah.
lama waktu tepung masuk dan lama
density.
berpengaruh
2. Dalam
Semakin
variasi
tinggi
perbandingan
waktu tepung keluar adalah 1 : 1 atau
putaran
lama
conveyor diperoleh perbandingan
waktu
tepung
masuk
sama
hammer mill dan screw
dengan lama waktu tepung keluar
yang
paling
optimal
sehingga tidak terjadi penumpukan di
perbandingan
ruang pengering.
temperature udara masuk 1200C
1:3,33
yaitu dengan
dikarenakan density lebih rendah Kesimpulan
dan perbandingan waktu masuk
Berdasarkan pembahasan dan analisis
data
maka
dapat
tepung
diambil
terhadap
waktu
keluar
tepung lebih rendah.
kesimpulan sebagai berikut : Saran 1. Variasi
perbandingan
putaran
hammer mill dan screw conveyor
Dalam penelitian ini mengukur
proses
menggukan density tidak bisa jadikan
tepung masuk, tepung keluar dan
tolak ukur karena pada volume yang
density.
tinggi
sama, besarnya butiran mempengaruhi
semakin
massa. Sehingga akan lebih baik jika
berpengaruh
perbandingan
terhadap
Semakin putaran
lama proses tepung masuk dan
mengukur kadar airnya.
keluar tepung, dan density tepung
10
DAFTAR PUSTAKA Nugroho, Joko. 2012. “Proses Pengeringan Singkong (Manihot Esculenta Crantz) Parut dengan Menggunakan Pneumatic Dryer”. Skripsi. Fakultas Teknik Pertanian, Universitasa Gajah Mada. Kusharjanto, Bambang. 2013. “Rancang Bangun Prototype Flash Dryer untuk Pengeringan Tepung Mocaf”. Skripsi. Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Sari, Sagita Savita, dkk. 2012. “Mengenal Metode Pengeringan dalam Bidang Farmasi”. Fakultas Ilmi Kesehatan Universitas Jenderal Soedirman. Herman, Ely. 2011. “Uji Kinerja Rotary Dryer Yang Dilengkapi Dcs Untuk Pengeringan Biji Kacang Hijau”. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Shaila
Rismayaningrum. 2015. (http://shailarisma.blog.upi.edu/2015/11/15/laporan-praktikum-dryingpengeringan/ diakses tanggal 23 Januari 2016).
(online).
Martunis. 2012. “Pengaruh Suhu Dan Lama Pengeringan Terhadap Kuantitas Dan Kualitas Pati Kentang Varietas Granola”. Fakultas Pertanian, Universitas Syiah Kuala, Darussalam, Banda
11
