praktikum teknik pertanian
TRANSCRIPT
ACARA III
PENGENALAN DAN IDENTIFIKASI MESIN PEMISAH
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam proses pengolahan hasil pertanian, produk pertanian tersebut
seringkali harus dipisahkan untuk mendapatkan bagian yang diinginkan. Proses
pemisahan bahan mentah tersebut harus dilakukan dengan benar agar diperoleh
kandungan bahan yang sesuai dengan keinginan.
Pemisahan mekanis dikelompokkan menjadi 4 kelompok yaitu
penyaringan, pengendapan, klasifikasi dan pemisahan sentrifusi. Penyaringan
adalah pemisahan bahan padat dari bahan cair dicapai dengan mengalirkan
campuran penembus pori-pori yang cukup halus untuk menahan bahan padat,
akan tetapi cukup besar/kasar untuk bahan cair. Dalam sedimentasi, dua bahan
cair yang tidak dapat bercampur, atau bahan cair dan bahan padat, dipisahkan
dengan membiarkan bahan-bahan ini sampai pada keadaan-keadaan
keseimbangan di bawah pengaruh gaya gravitasi, bahan yang lebih berat jatuh
terlebih dahulu daripada bahan yang ringan. Proses ini merupakan proses yang
memakan waktu lama dan lambat dan selalu dipercepat dengan mempergunakan
gaya sentrifuse untuk meninggalkan kecepatan pengendapan, resultante proses
pemisahan ini disebut pemisahan sentrifusi. Sedangkan klasifikasi adalah
memisahkan partikel padat dengan melayangkannya di dalam suatu aliran bahan
cair dan mengenakan gaya tarik serta gaya gravitasi atau gaya sentrifusi yang
berbeda pada partikel-partikel yang berbeda pada partikel-partikel yang berbeda
ukuran untuk memisahkannya.
Pada praktikum kali ini diperkenalkan beberapa mesin yang digunakan
dalam pemisahan yaitu mesin pemisah berupa pengekstrak, penyaring sentrifugal
dan penyaring getar mekanis untuk mengetahui mekanisme kerja mesin tersebut
dan bagian-bagian utama mesin pemisah tersebut. Selain itu praktikan dapat
mengetahui fungsi dari bagian-bagian utama mesin.
B. Tujuan
Mahasiswa memahami prinsip kerja, rancangbangun, bagian, dan
penggunaan mesin pemisah.
C. Manfaat
Manfaat yang didapatkan dari praktikum kali ini adalah praktikan dapat
mengetahui mekanisme kerja dan bagian-bagian utama mesin pemisah. Praktikan
dapat mengetahui fungsi dari bagian-bagian utama mesin pemisah, serta dapat
mengetahui cara pengujian mesin pemisah. Selain itu, praktikan dapat
mengetahui aplikasi-aplikasinya pada industri pertanian.
D.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pengecilan ukuran dapat didefinisikan sebagai penghancuran dan pemotongan
mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi
partikel-partikel yang lebih kecil. Penggunaan proses penghancuran yang paling luas
di dalam industri pangan barangkali adalah dalam penggilingan butir-butir gandum
menjadi tepung, akan tetapi penghancuran ini dipergunakan juga untuk beberapa
tujuan, seperti penggilingan jagung menghasilkan tepung jagung, penggilingan gula,
penggilingan bahan pangan kering seperti sayuran (Earle, 1983).
Dalam pengecilan ukuran ada usaha penggunaan alat mekanis tanpa merubah
stuktur kimia dari bahan, dan keseragaman ukuran dan bentuk dari satuan bijian yang
diinginkan pada akhir proses, tetapi jarang tercapai (Henderson dan Perry, 1976).
Pemisahan partikel dan bahan cair secara mekanis biasanya menggunakan
tenaga yang dikenakan terhadap partikelnya. Tenaga tersebut dapat secara langsung
dikenakan pada partikelnya seperti pada pengayakan dan penyaringan, atau secara
tidak lengsung seperti pada pengendapan. Gaya atau tenaga ini dapat berasal dari
gaya gravitasi atau kerja sentrifugasi, yang dapat dikatakan sebagai kekuatan
penahanan negatif gerakan relatif partikel terhadap bahan cairnya. Dengan demikian
proses pemisahan tergantung pada karakter partikel yang sedang dipisahkan dan
tenaga yang bekerja pada partikel yang menyebabkan terjadinya pemisahan (Sutardi,
2001).
Kriteria pengecilan ukuran antara lain (Zhang, 1998) :
1. Memiliki kapasitas yang besar
2. Menggunakan tenaga input yang kecil per satuan produk
3. Tujuannya adalah mengecilkan ukuran suatu produk sesuai dengan yang
diinginkan.
Karakteristik partikel yang penting adalah: ukuran, bentuk, dan densitas.
Sedangkan karakter bahan cair yang penting adalah: viskositas dan densitas. Rekasi
komponen yang berbeda atau gaya yang diberikan akan menimbulkan gerakan relatif
bahan cair dan petikel yang berada di dalamnya, serta antara partikel-partikel yang
berbeda karakternya (Earle, 1983).
Separasi dalam suatu operasi filtrasi dilakukan dengan memberikan gaya pada
fluida untuk dapat melewati suatu membran berpori (Foust dkk, 1980).
Pemisahan padatan dari fluida menyebabkan pembentukan ampas yang
melapisi medium filter sehingga tahanan terhadap aliran fluida yang disaring makin
besar. Faktor tersebut menggambarkan kecepatan filtrasi. Selanjutnya dapat dikatakan
bahwa kecepatan filtrasi ini tergantung dari beberapa faktor, antara lain :
1. Tekanan yang diberikan diatas medium filter
2. Luas permukaan penyaringan
3. Viskositas dari cairan
4. Tahanan dari bahan ampas filter cake yang tersusun oleh padatan yang
dipisahkan dari cairannya
5. Tahanan dari medium.(Heldman dan Singh, 1981)
BAB III
METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
1. pengekstrak,
2. penyaring sentrifugal, dan
3. penyaring getar mekanis.
B. Cara kerja
1. dilakukan identifikasi terhadap mesin pemisah yang tersedia.
2. outline penjelasan asisten mengenai prinsip kerja, cara pengoperasian dan
salah satu penerapan tersebut dibuat dan dicatat.
3. bagian-bagian dari mesin pemisah diamati dan dipelajari.
4. cara pengujian dari mesin pemisah diamati dan dipelajari.
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN ANALISA DATA
A. PENGEKSTRAK
1. Spesifikasi
Nama :Mesin Pengekstrak
Merek : -
Model : -
Tipe : Horizontal
No seri : -
Negara Pembuat : Indonesia
Tahun Pembuatan : 2006
Dimensi :
Panjang (mm) : 770
Lebar (mm) : 410
Tinggi (mm) : 1040
Berat (kg) : -
Kapasitas : -
RPM kerja : 600 rpm
Rotor :
Tipe pemasangan : Horizontal
Jarak antar pisau : 12 cm
Jumlah pisau : 6 buah
Penggerak :
Nama : Motor listrik
Merek : Wipro
Model : -
Tipe : YC 8024
Jenis motor : Single fase
No seri : 5197
Voltase : 220 V
Ampere : 3,61 A
Daya : 0,5 Hp
Frekuensi : 50 Hz
RPM : 1430
Negara pembuat : Cina
Tahun pembuatan : 2005
2. Bagian-bagian :
Keterangan :
1. Corong masukan bahan
2. Tabung pengekstrak
3. Tutup tabung pengekstrak
4. Rotor pengaduk
5. Kran pengeluaran
6. Kerangka alat
7. Motor listrik
8. Belt and Pulley
3. Pengoperasian
- Dipastikan semua alat telah terpasang dengan benar dan tutup tabung
pengekstrak telah terpasang dengan rapat
- Parutan kelapa dicampur dengan air terlebih dahulu kemudian dimasukkan ke
dalam corong pemasukan
- Motor listrik dihidupkan dan bahan diaduk
- Bahan yang telah diekstrak akan menjadi santan dan ampas
4. Cara pengujian
1) 10 butir kelapa dicampur dengan air dimasukkan ke corong diaduk beberapa
waktu. Misalnya 10 butir kelapa ditambah 10 liter air lama waktu
dibutuhkkan = jumlah energi. Untuk mengetahui pengekstrak harus dketahui
energi spesifik.
2) Menghitung efisiensi spesifik untuk mengekstrak santan
σ=m . s dengan m = massa dan s = jarak
Daya = RPM x Torsi (J/s)
Energi spesifik = daya x waktu kerja (Joule)
3) Pada pengujian dilakukan beberapa variasi, sehingga didapatkan waktu
optimum dengan kualitas standar yang diperbolehkan pada pemutaran berbeda
untuk tiap waktunya. Dari setiap waktu itu diuji kualitas santannya.
B. PENYARING SENTRIFUGAL
1. Spesifikasi
Nama : Mesin Penyaring Sentrifugal
Merek : -
Model : -
Tipe : Penyaring Sentrifugal
No seri : -
Negara Pembuat : Indonesia
Tahun Pembuatan : 2006
Dimensi :
Panjang (mm) : 830
Lebar (mm) : 650
Tinggi (mm) : 1100
Berat (kg) : -
Kapasitas : -
Penggerak :
Nama : Motor listrik
Merek : MODERN
Model : -
Tipe : JY 14 A
Jenis motor : Single fase
No seri : 1476
Voltase : 220 V
Ampere : 4,2 A
Daya : 0,5 Hp
Frekuensi : 50 Hz
RPM : 1420
Negara pembuat : Cina
Tahun pembuatan : -
3. Bagian-bagian :
Keterangan :
1. Corong masukan
2. Kerangka penyangga
3. Bak penampung
4. outlet (corong keluaran)
5. Motor listrik
6. Belt & Pulley
4. Pengoperasian
1. Pastikan terlebih dahulu Belt dan Pulley dipasang dengan benar sesuai
dengan ketentuannya.
2. Kain saringan dipasang dan ditutup rapat, kemudian bahan dimasukkan
3. Mesin dihidupkan
4. Bahan dimasukkan dalam corong pemasukan
5. Saat cake sudah penuh, motor dimatikan, cake diangkat
6. Daya sentrifugal diperoleh dari pemusingan yang dihasilkan oleh motor
listrik
5. Cara pengujian
Pengujian dilakukan dengan perlakuan variasi putaran Rpm. Jika kecepatan
putaran ditambah maka gaya sentrifugal bertambah. Secara teoritis filtrasi
bertambah, namun dalam kenyataannya tidak. Ini disebabkan banyak faktor
yang menghalangi, diantaranya konstruksi menjadi salah satu pertimbangan,
dan juga distribusi cake yang tidak merata menimbulkan kerusakan.misalnya
dikerjakan pada 3 variasi putaran. Filtrasi diukur 5 menit sekali
kapasitas=output ( liter )
waktu
laju filtrasi=gaya dorongantahanan
C. PENYARING GETAR MEKANIS
1. Spesifikasi
Nama : Mesin Penyaring bubur kedelai
Merek : -
Model : -
Tipe : Saringan datar mekanis
No seri : -
Negara Pembuat : Indonesia
Tahun Pembuatan : -
Dimensi :
Panjang (mm) : 1650
Lebar (mm) : 900
Tinggi (mm) : 1360
Berat (kg) : -
Kapasitas : -
Rpm kerja : -
Sistem penerusan daya : Roda gigi
Penggerak :
Nama : motor listrik
Merek : -
Model : -
Tipe : -
Jenis motor : single fase
No seri : 5197
Voltase : 220
Ampere : -
Daya : -
Frekuensi : 50 Hz
RPM : 1430
Negara pembuat : china
Tahun pembuatan : 2005
3. Bagian-bagian :
Keterangan :
1. Bak pengayak
2. Kerangka penyangga
3. Bak penampung
4. outlet (corong keluaran)
5. Screen penyaring
6. Batang penggerak
4. Pengoperasian
Motor listrik dinyalakan sehingga menghasilkan gerakan rotasi (putar) sehingga
menggerakkan penggetar. Prinsipnya sama seperti poros engkol. Putaran motor
disalurkan ke alat penggetar melalui gear dan mengubah gerak rotasi menjadi gerak
translasi lalu disalurkan ke bak penyaring melalui batang penggerak. Bubur kedelai
dimasukkan ke dalam bak penyaring. Sari pati tertampung dibawah, ampas tertinggal
di kain saring.
5. Cara pengujian
1. Hubungan antara kecepatan getar (rpm) dengan kecepatan penyaring
(kg/menit).
2. Hubungan antara panjang langkah penggetaran (cm) dengan kecepatan
penyaringan (kg/menit).
3. Masing-masing hubungan dibuat 3 variasi dan diambil datanya dengan 2 kali
ulangan.
4. Dilakukan data analisis statistika untuk mengetahui variasi tersebut
berpengaruh atau tidak.
BAB V
PEMBAHASAN
Pemisahan mekanis merupakan proses yang terutama tergantung pada gaya-
gaya fisik untuk mencapai suatu pemisahan komponen-komponennya. Pemisahan
mekanis dapat dibagi menjadi 4 kelompok, yaitu sedimentasi (pengendapan),
sentrifugasi (pemusingan), filtrasi (penyaringan) dan pengayakan.
Pada pemisahan dengan sedimentasi, dua cairan yang tidak saling larut atau
cairan dan bahan padat, dapat dipisahkan dengan cara membiarkan massa tersebut
mencapai keseimbangan berdasarkan atas gaya gravitasi, dimana bahan yang lebih
berat akan turun lebih cepat dibanding bahan yang lebih ringan.
Sedimentasi menggunakan gaya-gaya gravitasi atau gaya sentrifugal untuk
memisahkan partikel dari aliran bahan cair. Partikel biasanya bahan padat, akan tetapi
bahan ini dapat lebih kecil daripada butir bahan cair dan bahan cair tersebut dapat
berupa suatu cairan atau gas.
Proses filtrasi bertujuan memisahkan padatan dari campuran fasa cair dengan
driving force perbedaan tekanan sehingga mendorong fasa cair melewati lapisan
suport pada medium filter. Pada proses filtrasi, pemisahan padatan akan tertahan pada
medium penyaring. Sedangkan fasa cair yang melewati medium filter berupa limbah/
hasil sampingnya. Filtrasi adalah contoh khusus mengenai aliran melalui media
berpori, khususnya kasus di mana tahanan terhadap aliran konstan. Dalam filtrasi,
tahanan aliran meningkat sesuai dengan waktu, sesuai dengan pembentukan cake di
atas medium filter atau filter aid. Besaran-besaran utama yang penting adalah laju
aliran melalui filter dan penurunan tekanan melintasi unit tersebut. Dengan
berjalannya waktu selama filtrasi, laju aliran akan berkurang atau penurunan tekanan
akan meningkat. Pada proses filtrasi tekanan tetap, penurunan tekanan dibuat konstan
dan laju aliran dibiarkan menurun sesuai waktu.
Mesin pertama yang diamati adalah pengekstrak santan buatan Indonesia pada
tahun 2006. Pada praktikum ini, panjang, lebar dan tinggi dari pengekstrak secara
berturut-turut ialah 770 mm, 410 mm dan 1040 mm. Pengekstrak ini memiliki rotor
dengan tipe pemasangan horizontal dengan jumlah pisau enam buah dan jarak antar
pisaunya masing-masing 12 cm. Pengekstrak ini juga memiliki penggerak berupa
motor listrik bermerek WIPRO tipe YC 8024. Jenis motor buatan Cina pada tahun
2005 ini adalah single phase bernomor seri 5197 dengan voltase 220 V; 3,61 Ampere;
daya 0,5 Hp; frekuensi 50 Hz dan 1430 RPM.
Bagian-bagian yang ada pada mesin pengekstrak terdiri dari tabung
pengekstrak, corong, belt and pulley, motor penggerak, rotor pemutar yang
dilengkapi bilah-bilah pengaduk, kran dan selang outlet. Pengoperasian mesin ini
adalah dengan cara memasukkan bahan berupa parutan kelapa dicampur air ke dalam
corong, lalu diaduk. Setiap partikel dari santan akan diberi energi dan fluida memberi
tekanan pada sirip-sirip rotor. Sistem daya transmisi yang digunakan adalah dengan
motor listrik dan belt-pulley.
Tujuan utama dari pembuatan alat ini adalah agar santan yang diekstrak dapat
memenuhi standar kualitas mutu yang ditetapkan. Dalam rancang bangun mesin
pengekstrak yang harus diperhatikan adalah aspek bahan dan konstruksi alat,
misalnya santan memiliki bentuk cair sehingga dibuatlah mesin kedap air dan tahan
karat sehingga menggunakan stainless. Tipe perancangan harus bisa untuk
meminimalisir adanya kebocoran pada tabung ekstrak. Pada tipe horisontal tutup
harus benar-benar kedap air sehingga harus digunakan shell agar tidak bocor
sedangkan pada tipe vertical harus memperhatikan gaya vortex dengan
memperhitungkan tinnggi tabung agar tidak tumpah. Daya yang digunakan apakah
menimbulkan goncangan atau tidak dan kerangka alat harus didesain untuk tidak
menimbulkan goncangan. Dari segi ergonomis, harus diperhatikan juga mengenai
keamanan dari penggunaan alat dimana belt-pulley serta bagian yang bergerak harus
ditutup dan kenyamanan dengan memberi penutup pada corong agar saat proses
berlangsung bahan-bahan tidak terlempar keluar. Pengujian dari alat pengekstrak
dapat dilakukan denagn cara 10 butir kelapa dicampur dengan air dimasukkan ke
corong, diaduk beberapa saat. Misalnya 10 butir kelapa ditambah 10 liter air lama
waktu dibutuhkkan = jumlah energi. Energi spesifiknya harus diketahui. Untuk santan
kelapa terdapat standart mutu untuk kandungan air dan kandungan minyak. Dari
beberapa ulangan akan didapat waktu optimum dengan kualitas standart yang
diperbolehkan. Untuk energi yang dibutuhkan untuk mendapatkan santan kualitas
standart, energi merupakan perkalian daya dengan waktu. Untuk pengujian dilakukan
variasi untuk waktu yang diperlukan untuk pengekstrakan. Perbedaan waktu
pengekstrakan akan mempengaruhi kualitas dari santan yang didapatkan.
Mesin kedua yang diamati yaitu mesin penyaring sentrifugal buatan Indonesia
tahun 2006, dengan panjang 830 mm, lebar 650 mm dan tinggi 1100 mm. Mesin ini
menggunakan penggerak berupa motor listrik buatan Cina dengan tipe JY 14 A. Jenis
motornya ialah single fase di mana voltasenya ialah sebesar 220 V, dayanya 0,5 Hp;
4,2 Ampere, frekuensi 50 Hz dan 1420 RPM.
Bagian-bagian pada mesin ini meliputi drum penyaring, drum penampung,
kerangka, corong masukan, tutup penyaring, corong keluaran serta belt and pulley.
Drum penyaring berfungsi sebagai tempat bahan yang akan disaring melalui dinding
filternya. Drum penyaring terdiri dari filter dan drum berlubang. Filter berupa
selembar kain saring yang dipasang pada bagian dalam drum berlubang. Drum
penampung lebih besar dari drum penyaring karena letaknya di luar drum penyaring.
Pada bagian dasar drum ini, harus diberi lubang keluaran atau corong yang akan
mengalirkan filtrat dari drum penampung ke tempat penggumpalan. Kerangka
berfungsi untuk merangkaikan semua komponen dari mesin penyaring sehingga
komponennya dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Corong masukan
berperan sebagai jalan masuknya larutan kelapa yang hendak disaring pada drum
penyaring. Corong didesain tepat di tengah-tengah tutup mesin penyaring agar cairan
yang dimasukkan dapat tepat pada drum penyaring. Tutup penyaring digunakan untuk
menahan kemungkinan naiknya cairan larutan kelapa saat drum penyaring diputari.
Selain itu, tutup juga berfungsi untuk menjaga drum penyaring agar tetap
berputar dengan tenang pada sumbunya. Corong keluaran berfungsi untuk
mengalirkan filtrat dari drum penampung ke wadah tempat penggumpalan larutan.
Sedangkan transmisi pada mesin penyaring sentrifugal, dibedakan menjadi dua yaitu
transmisi dari motor penggerak ke poros dan transmisi dari poros ke drum penyaring.
Transmisi dari motor penggerak ke poros, dilakukan dengan sistem belt-pulley dan
transmisi dari poros ke drum penyaring, dengan dudukan penopang atas bawah.
Pengoperasian penyaring sentrifugal, Langkah awal yang dilakukan adalah
instalasi pemasangan dan pengaturan. Pengaturan tersebut meliputi pemasangan
saringan dan pemasukkan bahan. Pengaturan tersebut bertujuan agar alat tersebut siap
untuk digunakan. Motor penggerak kemudian dihubungkan dengan sumber listrik,
dengan catatan saklar pada mesin dalam keadaan mati. Kemudian bahan dimasukkan
kembali dengan menggunakan pengumpan (feeder). Hal-hal yang harus diperhatikan
ialah prinsip kerja alat, motor penggerak yang dihubungkan ke sumber listrik, saklar
harus mati/nol, penutup bahan ditutup (lalu bahan dimasukkan) dan setelah bahan
masuk, baru mesin dinyalakan. Pengujian mesin ini dapat dilakukan dengan cara
melakukan variasi putaran (rpm). Jika kecepatan putaran ditambah maka gaya
sentrifugal bertambah. Secara teoritis filtrasi bertambah, namun dalam kenyataannya
tidak. Ini disebabkan banyak faktor yang menghalangi. Menguji performance
kapasitas (perbandingan antara jumlah pengeluaran dengan waktu yang dibutuhkan)
dan laju filtrasi alat (perbandingan antara gaya dorongan dengan tahanan yang ada).
Sedangkan untuk penyaring tipe getar mekanis, panjang dari mesin ini adalah
165 cm, lebar 90 cm, tinggi 136 cm, dengan sistem penerusan daya adalah roda gigi,
sistem transmisi pulley and belt. Cara pengujian dari alat ini adalah Hubungan
kecepatan getar (RPM) dengan kecepatan penyaring (Kg/menit). Hubungan panjang
langkah penggetaran (cm) dengan kecepatan penyaringan (Kg/menit). Untuk masing-
masing hubungan tersebut dibuat 3 variasi dan 2 ulangan. Dilakukan data analisis
statistika untuk mengetahui variasi tersebut berpengaruh atau tidak.
Bagian-bagian dari penyaring getar mekanis ini meliputi; corong pemasukan
bahan (input) yang menampung bahan sebelum ke bak penampung; screen yang
berfungsi sebagai saringan bahan yang akan dimasukkan ke bak penampung; bak
penampung, tempat penampungan bahan; bak penyaring, tempat terjadinya proses
penyaringan bubur kedelai; kerangka alat yang berfungsi untuk meletakkan bagian-
bagian mesin; motor penggerak untuk menghasilkan listrik yang akan mengubah
energi listrik menjadi energi gerak; penggetar yang berfungsi untuk mengubah gerak
rotasi menjadi gerak translasi; corong pengeluaran (output) untuk keluarnya ampas
yang sudah tidak terpakai; selain itu, alat ini menggunakan system penerusan daya
gear to gear. Seharusnya, mesin ini menggunakan sistem motor listrik, akan tetapi
pada praktikum ini, motor listriknya sedang dalam keadaan tidak terpasang, sehingga
tidak dilakukan pengamatan dan spesifikasi.
Cara pengoperasian penyaring getar mekanis adalah motor listrik dinyalakan
sehingga menghasilkan gerakan rotasi (putar) sehingga menggerakkan penggetar.
Prinsipnya sama seperti poros engkol. Putaran motor disalurkan ke alat penggetar
melalui gear dan mengubah gerak rotasi menjadi gerak translasi lalu disalurkan ke
bak penyaring melalui batang penggerak. Bubur kedelai dimasukkan ke dalam bak
penyaring. Sari pati tertampung dibawah, ampas tertinggal di kain saring.
BAB VI
KESIMPULAN
A. Kesimpulan
1. Pemisahan mekanis dapat dibagi menjadi 4 kelompok, yaitu sedimentasi
(pengendapan), sentrifugasi (pemusingan), filtrasi (penyaringan), dan
pengayakan.
2. Pengekstrak merupakan alat pemisah santan kelapa yang sangat tergantung
pada waktu untuk mencari enegi spesifiknya.
3. Penyaring sentrifugal merupakan alat pemisak filtrat dan cake yang sangat
tergantung pada jari – jari, kecepatan putaran, dan massa partikel.
4. Penyaring getar mekanis adalah alat penyaring bubur kedelai dengan tipe
saringan datar mekanis.
5. Bagian-bagian :
a) Pengekstrak : tabung pengekstrak, corong, belt and pulley, motor
penggerak, rotor pemutar, kran dan selang outlet.
b) Penyaring Sentrifugal : drum penyaring, drum penampung, kerangka,
corong masukan, tutup penyaring, corong keluaran serta belt and
pulley.
c) Penyaring Getar Mekanis : screen penyaring, bak penyaring, bak
penampung, kerangka, batang penggerak, serta gear.
B. Saran
Pada praktikum ini hendaknya alat langsung diuji dengan menggunakan bahan
sehingga praktikan dapat melihat proses pemisahannya.
DAFTAR PUSTAKA
Earle, R.L. 1983. Unit Operations in Food Processing. Second Edition. Pergamon
Press. United Kingdom.
Foust, S. A,.dkk., 1980. Principles of Unit Operations. 2ed. John Wiley dan Sons. New York / Chischester / Brisbane / Toronto.
Heldman, R. D,. and Singh, P. R.,1981. Food Process Engineering. Second Edition.. The Avi Publishing Company, Inc. Westport. Connecticut.
Henderson, S.M. and R.L. Perry. 1976. Agricultural Process Engineering. 3rd
edition. The AVI Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut.
Sutardi, Ir. MA ppsc, Ph D. 2001. Satuan Operasi II. Jurusan Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian FTP UGM. Yogyakarta.
Zhang, Jie, Dr .1998, Study Notes for CPE 124 particle Technology. ( Online, diakses tanggal 27 Mei 2008 ) www.lorien.ncl.ac.uk
TUGAS KHUSUS
Soal:
Tulislah persamaan dari parameter-parameter yang merupakan dasar dari
perancangan mesin penyaring sentrifugal, terutama dalam menentukan nilai tekanan
(P) yang diperlukan agar diperoleh laju filtrasi tertentu (v/t) bila menggunakan filter
dengan bahan tertentu yang luasnya A!!!
Alat Penyaring Bubur Kedelai Tipe Sentrifugal
A. Perancangan Mesin
Analisa rancang bangun mesin penyaring pada dasarnya adalah menentukan
besarnya tekanan yang harus diberikan terhadap bahan yang akan disaring agar
diperoleh laju penyaringan tertentu. Besarnya tekanan yang diperlukan tersebut
tergantung oleh sifat fisik bahan yang disaring dan bahan filter.
Prinsip kerja alat ini adalah memanfaatkan gaya sentrifugal yang akan
mendorong cairan melewati filter yang dipasang pada dinding penyaring. Gaya
sentrifugal tersebut adalah :
Fc = m.r (
2 πN60 )2 = 0,011 x m.r.N2 (1)
Pada persamaan sebelumnya = gaya sentrifugal pada partikel yang dipaksa untuk
berputar mengikuti jalur melingkar dinyatakan dalam persamaan (Earle, 1983)
Fc = m.r.ϖ 2 dimana (2)
ϖ =
2 πN60 (karena kecepatan putaran biasanya dinyatakan dalam perputaran permenit
(rpm))
Fc = gaya sentrifugal yang bekerja pada partikel untuk mempertahankan gerakan
pada jalur (Newton)
m = massa partikel (kg)
r = jari-jari jalur dari poros (m)
ϖ = kecepatan sudut partikel (rad)
N = kecepatan perputaran permenit (rpm)
Jika hal ini dibandingkan dengan gaya gravitasi (Fg) pada partikel, dimana
Fg = m.g, maka dapat dilihat bahwa percepatan sentrifugasi setara dengan 0,011 rN2.
Sedangkan dari filtrasi terdapat persamaan laju filtrasi sbb. :
dvdt
= A . ΔP
μ . .r (W .V
A+L )
(3)
Dengan AΔ P adalah gaya yang dibutuhkan untuk penyaringan. Gaya ini akan
dipenuhi oleh gaya sentrifugal diatas sehingga persamaan yang berlaku adalah :
dvdt
= 0 , 011. m . r . N 2
μ . .r ( W . VA
+L ) (4)
Alat penyaring ini termasuk alat penyaring dengan tekanan tetap karena
putaran saringan akan dibuat konstant terhadap waktu sehingga gaya sentrifugal yang
dihasilkan/ dipasok untuk proses penyaringan adalah tetap. Pasokan gaya tetap ini
menyebabkan kecepatan filtrasi secara gradual berkurang dengan makin
bertambahnya jumlah ampas yang terakumulasi. Suatu saat kecepatan filtrasi menjadi
terlalu lambat dan ekonomis lagi. Sehingga proses ini harus dihentikan.
Terlihat bahwa dalam perancangan besarnyaa kecepatan putaran alat (N)
terdapat banyak parameter yang harus diketahui. Untuk mengetahui parameter yang
diperlukan serangkaian percobaan. Menurut Earle (1983) parameter tersebut dapat
ditentukan yaitu dengan membuat grafik yang mencerminkan hubungan antara
variabel-variabel tersebut. Bila persamaan laju filtarsi diintegralkan akan diperoleh :
∫¿ ¿
dvdt
=∫ A . ΔP
μ . .r (W .V
A+L )
∫ μ . r ( W . VA
+ L) .dv=∫ ¿ ¿AΔP . dt
μ . r . WA ∫V . dV +μ . r . . L∫ dV=A . ΔP∫ dT
μ . r . WA
x12
V 2+μ r L V=A ΔP t(5)
Dibagi dengan V ∆P maka akan menjadi persamaan berikut :
μ . r . WA
xVA
+ μ r LΔP
= 1
(VA )
(6)
Persamaan tersebut dapat untuk menentukan parameter sistem penyaringan r
dan L dengan melakukan beberapa percobaan penyaringan suatu bahan yang telah
dikethui kekentalannya (μ) dan kandungan bahana padatannya (W) dengan ∆P
konstan. Dengan memvariasi sampel yang disaring, waktu tertentu (t) volume bahan
(V), dapat diplotkan dengan grafik dengan absis (V
A )dan ordinat
( t
(VA ))
diperoleh
grafik (kurva) garis lurus slop/gradien tersebut besarnya sama dengan
μ r W2 ΔP titik
potong dengan ordinat
μ r LΔP sehingga besarnya r dan L dapat ditentukan.
Dengan persamaan (4) merupakan persamaan linier dengan 2 variabel dan 2
konstanta. Bila ke-2 variabel diganti dengan x dan y serta konstantanya a dan b maka
persamaan didapat : ax + b = y (7)
Dengan a =
μ r W2 ΔP , b =
μ r LΔP , x =
VA , y =
t
(VA )
Tahanan spesifik ampas tahu r dan tabel ekuivalen filter L merupakan parameter
dalam sistem penyaringan. Parameter tersebut merupakan dasar perancangan mesin
penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (∆P) agar
diperoleh laju filtrasi tertentu (V
t ) bila menggunakan filter dengan bahan tertentu
yang luasnya A. Dimana:
A = luas (m2)
T = waktu (sekon)
V = volume bahan fulida yang mengalir (lolos) melalui filter (m3)
P = tekanan
ϖ = kecepatan sudut partikel (rad)
TUGAS KHUSUS
Agastya Satyagasty
08345
Persamaan dari parameter-parameter yang merupakan dasar perancangan
mesin penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (P)
agar diperoleh laju filtrasi tertentu (V/θ) bila menggunakan filter dengan bahan
tertentu yang luasnya A, adalah :
dvvt
= A . ΔP
μr (WVA
)+L
Dengan A.Δ P adalah gaya yang dibutuhkan untuk penyaringan. Gaya ini akan
dipenuhi oleh gaya sentrifugal sehingga persamaan yang berlaku adalah :
dvvt
=0 ,011. m . r . N 2
μr ( WVA
)+ L
Bila persamaan laju filtrasi diintegralkan, akan diperoleh :
∫ dvdt
=∫ A . ΔP
μr (WVA
+L)
∫ μr ( WVA
+L)dv=∫ A . ΔP . dt
μ rWA ∫ v . dv+μrL∫ dv=A . ΔP∫ dt
μ rWA
12
v2+μ rLV =A . ΔP . t
dibagi dengan V. Δ P maka akan menjadi persamaan berikut :
μ rW2 ΔP
( VA
)+ μ rLΔP
= 1V / A
Persamaan tersebut dapat digunakan untuk menentukan parameter sistem
penyaringan r dan L dengan melakukan beberapa percobaan penyaringan suatu bahan
yang telah diketahui kekentalannya (μ) dan kandungan bahan padatannya (W) dengan
Δ P konstan.
Tahanan spesifik r dan tebal ekuivalen filter L merupakan parameter dalam
sistem penyaringan. Parameter tersebut merupakan dasar perancangan mesin
penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (Δ P) agar
diperoleh laju filtrasi (v/t) bila menggunakan filter dengan bahan yang luasnya A.
TUGAS KHUSUS
Dimas Aji Irianto
08682
Persamaan dari parameter-parameter yang merupakan dasar perancangan
mesin penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (P)
agar diperoleh laju filtrasi tertentu (V/θ) bila menggunakan filter dengan bahan
tertentu yang luasnya A, adalah :
dvvt
= A . ΔP
μr (WVA
)+L
Dengan A.Δ P adalah gaya yang dibutuhkan untuk penyaringan. Gaya ini akan
dipenuhi oleh gaya sentrifugal sehingga persamaan yang berlaku adalah :
dvvt
=0 ,011. m . r . N 2
μr ( WVA
)+ L
Bila persamaan laju filtrasi diintegralkan, akan diperoleh :
∫ dvdt
=∫ A . ΔP
μr (WVA
+L)
∫ μr ( WVA
+L)dv=∫ A . ΔP . dt
μ rWA ∫ v . dv+μrL∫ dv=A . ΔP∫ dt
μ rWA
12
v2+μ rLV =A . ΔP . t
dibagi dengan V. Δ P maka akan menjadi persamaan berikut :
μ rW2 ΔP
( VA
)+ μ rLΔP
= 1V / A
Persamaan tersebut dapat digunakan untuk menentukan parameter sistem
penyaringan r dan L dengan melakukan beberapa percobaan penyaringan suatu bahan
yang telah diketahui kekentalannya (μ) dan kandungan bahan padatannya (W) dengan
Δ P konstan.
Tahanan spesifik r dan tebal ekuivalen filter L merupakan parameter dalam
sistem penyaringan. Parameter tersebut merupakan dasar perancangan mesin
penyaring, terutama dalam menentukan besarnya tekanan yang diperlukan (Δ P) agar
diperoleh laju filtrasi (v/t) bila menggunakan filter dengan bahan yang luasnya A.