peralatan penegcil ukuran (Size Reduction Equipment)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
        Pengecilan ukuran merupakan salah satu proses dalam industri pengolahan bahan pertanian. Operasi ini merupakan salah satu proses dalam rndustri yang sangat penting. Operasi pengecilan ini bertujuan untuk mempermudah proses selanjutnya, sehingga akan lebih efektif dalam penanganan pasca panen komoditas pertanian.  Operasi ini merupakan pengembangan dari operasi empiris yang biasanya hanya dilakukan tanpa menggunakan mesin. Namun dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka operasi pengecilan ukuran pun dilakukan dengan bantuan mesin.
    Dalam dunia industri pengecilan dapat dibedakan menjadi pengecilan yang ekstrim dan pengecilan yang relatif masih berukuran besar misalnya hanya dengan pemotongan yang menghasilkan bentuk khusus. Pengecilan biasanya dilakukan dengan dua operasi yaitu operasi basah dsan operasi kering. Terdapat tiga gaya yang digunakan dalam operasi pengecilan yaitu dengan penekanan, pukulan, dan sobekan atau potongan. Ketiga cara tersebut dilakukan sesuai dengan karakteristik bahan yang akan direduksi.
    Penggunaan alat pengecil ukuran bertujuan untuk mendapatlkan efektifitas dalam operasi reduksi sehingga akan mendapatkan hasil yang maksimal. Permasalahn yang sering dihadapi dalam penggunaan mesin pengecil ukran ini adalah penentuan diameter bahan yang diinginkan, sehingga sering dilakukan k operasi pengecilan antara lain yaitu hummer mill, disk mill, multi mill, dan slicer. Mesin tersebut memiliki karakteristik, kelemahan, dan kelebihan tersendiri. Oleh karena diperlukan pengetahuan yang cukup mengenai mesin pengecil ukuran dan karakteristiknya
B. Tujuan
    Praktikum ini bertujuan ini mempelajari alat pengecil ukuran, karakteristik dan kegunannya dalam industri.

II. HASIL DAN PEMBAHASAN


A.    Hasil Pengamatan
B.    Pembahasan
    Pengecilan ukuran (sizereduction) artinya membagi bagi suatu bahan padat menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dengan menggunakan gaya mekanis atau menekan(Anonim,2011). Size reduction merupakan salah satu operasi dalam dunia industry dimana komoditi pertanian dikecilkan ukurannya untuk menghasilkan suatu produk yang memiliki nilai mutu dan nilai tambah yang tinggi. Operasi pengecilan ukuran terbagi menjadi dua kategori yaitu untuk bahan padatan dan untuk cairan (Smith, 1955).
    Secara umum tujuan dari size  reduction yaitu untuk menghasilkan padatan dengan ukuran maupun spesifik permukaan tertentu dan memecahkan bagian dari  mineral atau Kristal dari persenyawaan kimia yang terpaut pada padatan tertentu  (Indra, 2012). Selain itu menurut Brennan et.al. (1974), pengecilan ukuran bertujuan untuk membantu proses ekstraksi, memperkecil bahan sampai dengan ukuran tertentu dengan maksud tertentu, memperbesar luas permukaan bahan untuk proses lebihlanjut, danmembantu proses pencampuran.
    Dalam dunia industri, Menurut Henderson dan Perry (1982), dikenal dua macam pengecilan. Pengecilan ini pada prinsipnya yaitu diklasifikasikan berdasarkan pada produk akhir yang dihasilkan yang dibagi menjadi dua yaitu pengecilan ekstrim dan pengecilan yang relatif masih berukuran besar. Pengecilan ekstrim maksudnya yaitu pengecilan ini menghasilkan produk dengan ukuran yang jauh lebih kecil daripada sebelum dikecilkan. Sedangkan pengecilan yang kedua yaitu pengecilan dimana produk yang dihasilkan masih berdimensi besar atau nisbah produk akhir dengan awalnya tidak terlalu signifikan. Contoh pengecilan ektrim adalah pengecilan ukuran dengan mesin penggiling dimana hasil produk gilingan adalah bahan dengan ukuran yang relatif sangan kecil, misalnya tepung. Sedangkan contoh opererasi yang kedua yaitu pemotongan dimana operasi ini menghasilkan bahan dengan ukuran yang relatif masih besar.
    Tipe mesin Size reduction (pengecilan ukuran) terbagi menjadi empat tipe yaitu cutter (pemotongan), Crusher (penghancuran), grinder dan milling (penggilingan). Operasi pemotongan biasanya dilakukan pada buah dan sayur yaitu untuk canning, penghancuran yaitu diaplikasikan pada proses choping pada batang jagung untuk pakan ternak, grinding untuk batu kapur dan bebijian, dan milling untuk menghasilkan tepung (Raharjo, 1976).
    Tipe mesin size reduction yang pertama adalah Crusher. Crusher  merupakan Alat size reduction yang memecahkan bongkahan padatan yang besar menjadi bongkahan‐bongkahan yang lebih kecil, dimana ukurannya sampai batas beberapa inch.  Crusher terbagi menjadi dua yaitu Primary crusher dan Secondary crusher. Primary crusher Mampu beroperasi untuk segala ukuran feed. Produk yang dihasilkan mempunyai ukuran 6‐10 inch. Sedangkan secondary crusher Mampu beroperasi dengan ukuran feed, seperti di produk primary crusher dengan ukuran /4 inch. Tipe mesin size reduction yang kedua yaitu cutter (pemotong). Mesin tipe ini mempunyai cara kerja yang berbeda dengan size reduction sebelumnya. Pada cutter ini, cara kerjanya dengan memotong. Alat ini dipakai untuk produk ulet dan tidak bisa diperkecil dengan cara sebelumnya. Ukuran produk  yaitu 2‐10 mesh. Tipe mesin yang terakhir yaitu grinder dan miller. Mesin tipe ini  beroperasi untuk memecah bongkahan yang dihasilkan crusher, sehingga bongkahan ini menjadi bubuk. Untuk intermediate grinder, produk yang dihasilkan ± 40 mesh. Ultrafine grinder hanya dapat menerima ukuran feed lebih kecil /4 mesh.
  Gb. 1.1 crusher
  Gb. 1.2 Grinder
  Gb. 1.3 cutter
Sumber : https://www.google.co.id/search?hl=id&q=mesin+pengecil+ukuran
Pada intinya fungsi dari pengecilan ukuran adalah untuk mempermudah dalam proses penyimpanan, untuk mempermudah dalam proses pengolahan, untuk mempermudah dan mempercepat dalam proses pengeringan, dan untuk selanjutnya diekstrak.
    Terdapat 4 prinsip size reduction yaitu kompresi (tekanan), impact atau pukulan, atrisi, dan slice atau cutting. Kompresi adalah pengecilan ukuran dengan tekstur yang keras. Impact digunakan untuk bahan padatan dengan tekstur kasar .Atrisi atau gerus digunakan untuk menghasilkan produk dengan tekstur halus. Cutting atau slicing digunakan untuk menghasilkan produk dengan ukuran dan bentuk tertentu.
    Pada prakltikum ini dikenalkan beberapa macam alat pengecil ukran yang meliputi hummer mill, disk mill, multi mill, dan slicer. Alat yang pertama kali dikenalkan yaitu slicer. Slicer memiliki prisip yaitu memotong bahan. Penggunaan alat ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan yaitu dengan mengganti pisaunya. Terdapat tiga macam pisau pada slicer yaitu pisau dengan ketebalan 1 mm, 0,5 cm dan pisau dengan bentuk bundaran. Ketiga pisau tersebut memiliki fungsi yang berbeda. Misalnya pisau dengan ketebalan 1 mm untuk memotong soingkong, pisau bulat untuk memotong bahan dengan hasil memanjang misalnya cabe.
  Gb. 2 Slicer
Sumber : http://www.google.co.id/imgres?
    Alat yang kedua yang diperkenlakan dalam praktikum ini yaitu hummer mill. Hummer mill merupakan alat pengecil ukuran yang menggunakan aplikasi dari gaya pukul (impact force). Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan menggerakan palu-palu. Palu-palu tersebut digerakkan oleh motor listrik mupun motor diesel gerakan memutar. Rotor dengan kecepatan tinggi akan memutar palu-palu pemukul di sepanjang lintasannya sehingga bahan yang masuk akan terpukul oleh palu dan terjadi proses tumbukan, dimana bahan akan saling bertumbukan dengan dinding, sesama bahan maupun dengan palu pemukul tersebut. Proses tersebut akan berlangsung secara terus-menerus sampai didapatkan bahan yang lolos dari saringan. Dalam prosesnya, selain terjadi gaya pukul juga terjadi gaya sobek.
 Gb. 3 Hummer mill
Sumber : https://www.google.co.id/
    Menurut Wiratakusumah (1992), Penggiling palu merupakan penggiling yang serbaguna, dapat digunakan untuk bahan kristal padat, bahan berserat dan bahan yang agak lengket. Pada skala industri penggiling ini digunakan untuk lada dan bumbu lain, susu kering, gula dan lain-lain. Menurut Mc Colly (1955), penggunaan hammer mill mempunyai beberapa keuntungan antara lain adalah : konstruksinya sederhana, dapat digunakan untuk menghasilkan hasil gilingan yang bermacam-macam ukuran, tidak mudah rusak dengan adanya benda asing dalam bahan dan beroperasi tanpa bahan, serta biaya operasi dan pemeliharaan lebih murah dibandingkan dengan burr mill. Sedangkan beberapa kerugian menggunakan hammer mill antara lain adalah : biasanya tidak dapat menghasilkan gilingan yang seragam, biaya pemasangan mula-mula lebih tinggi dari pada menggunakan burr mill, dan untuk gilingan permulaan atau gilingan kasar dibutuhkan tenaga yang relatif besar sampai batas-batas tertentu.
Hummer mill memiliki bagian-bagian yaitu antara lain saringan yang terbuat dari plat baja, pemukul baja yang berputar pada porosnya, dan corong pemasukkan. Adapun susunan pemukul baja menurut Smith (1955), yaitu :



                                   


Gb.1 susunan pemukul baja pada hummer mill
Bagian utama dari hammer mill adalah corong pemasukan, pemukul, corong pengeluaran, motor penggerak, alat transmisi daya, rangka penunjang dan ayakan.  Corong pemasukan terbuat dari plat esher 1.5 mm, bagian atas dari corong pemasukan berbentuk bujur sangkar dengan ukuran 350 mm x 350 mm dan bagian bawahnya menyempit sampai 90 mm x 50 mm dengan kemiringan dinding corong 40o. Fungsi corong ini adalah sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dimilling yaitu untuk memeprmudah pemasukannya. Bagian yang kedua yaitu pemukul. Pemukul terbuat dari stainles steel. Ukuran pemukul 100 mm x 25 mm x 5 mm dan pada kedua sisi pemukul dibuat tajam, dengan tujuan agar sisi pemukul yang satu dapat menggantikan sisi pemukul yang sudah tumpul dengan cara membalik posisi. Pemukul dipasang dengan posisi horizontal dengan jumlah lima pasang yang disatukan oleh empat buah poros yang terbuat dari stainless steel dengan berdiameter 10 mm dipasang vertikal. Bagian selanjutnya yaitu saringan. Saringan merupakan bagian yang sangat vital pada hummer mill. Sebab saringan akan menentukan hasil yang diinginkan. Jika saringannya kecil maka akan didapatkan produk yang juga berdiamter kecil. Saringan bertanggung jawab akan ukuran hasil dari prose milling.  Selanjutnya yaitu corong pengeluaran. Corong pengeluaran terbuat dari plat esher 1.5 mm yang berbentuk kerucut terpancung pada posisi terbalik. Diameter corong adalah 550 mm dan diameter bawahnya adalah 120 mm. Bagian yang selanjutnya yaitu ayakan. Alat ini berukuran 600 mm x 600 mm yang mana konstruksinya terbuat dari kayu dengan bentuk seperti trapezium dan kostruksi penyangga terbuat dari plat siku 25 mm x 25 mm x 2.5 mm dengan ukurannya sama dengan ukuran ayakan. Posisi ayakan ini adalah miring dengan kemiringan 10oC, ini bertujuan untuk memudahkan gerak dari transmisi yang menggerakkan ayakan dan mempercepat proses pengayakan. Bagian yang lain yang paling adalah motor penggerak yang berfungsi untuk menggerakan pemukul baja. Motor penggerak pada praktikum ini yang diogunakan adalah motor diesel.
Mesin pengecil ukuran yang diperkenalkan dalam praktikum ini selanjutnya adalah disk mill. Disc mill merupakan mesin pengecil ukuran yang mempunyai kemampuan menghasilkan bahan yang halus. Prinsip kerja dari mesin ini adalah sama dengan stone mill. Keduanya sama-sama memiliki dua piringan yang dipasangkan pada sebuah shaft. Kedua piringan tersebut akan berputar secara bersamaan dengan arah berlawanan sehingga akan dapat menghancurkan bahan yang digiling. Pada bagian piringan ini terdapat tonjolan-tonjolan yang berfungsi untuk menjepit bahan. Mesin ini merupakan mesin yang memiliki tipe gaya dengan penekanan. Selama proses, bahan akan mengalami gesekan diantara kedua piringan sehingga ukurannya menjadi lebih kecil dan halus sampai dapat keluar melalui mesh (AEL, 1976).
 Gb. 4 disc mill
sumber : http://indonetwork.co.id/tradeoffers/giling-beras.html
Bagian-bagian dari disc mill yaitu corong pemasukkan, dinding penutup dan cakram, corong pengeluaran, ruang sirkulasi udara, dinding penutup dan cakram, serta poros penggerak. Corong pemasukan merupakan bagian yang berfungsi sebagai tempat masuknya bahan yang akan digiling. Pada bagian ini dilengkapi dengan katup pemasukkan untuk mengatur banyaknya bahan yang akan digiling, sehingga pergerakan cakram lancar dan proses penggilingan juga dapat berjalan lancar. Dinding penutup dan cakram berfungsi sebagai pengupas dan penghancur biji karena adanaya gerak putar dari cakram terhadap diniding penutup yang diam. Biji yang terkupas dan hancur itu merupakan akibat dari efek atrisi dan kompresi dari cakram. Selanjutnya yaitu corong pengeluaran. Corong ini berfungsi untuk mempermudah dalam mewadahi bahan keluaran. Hal ini dikarenakan bahan yang keluar merupakan bahan dengan ukuran yang kecil.  Pada disc mill juga dilengkapi juga dilengkapi dengan ruang sirkulasi udara yang berguna untuk mempermudah pemasukkan bahan dan pengeluran bahan dari cakaram penggiling. Poros penggerak dalam hal ini berfungsi untuk menggerakan atau memutar cakram pada disc mill.  Poros penggerak berfungsi untuk memutar silinder pengupas yang digerakkan oleh motor listrik dengan menggunakan puli dan belt sebagai penyalur daya. Pada poros penggerak terdapat pengunci untuk mengatur jarak antar cakram. Semakin kecil jarak antar cakram maka ukuran hasil pengolahan akan semakin halus (Smith, H.P. 1955).
Mesin pengecil yang selanjutnya yaitu multi mill. Mesin ini bekerja dengna menggunakan gaya impact atau pukulan dan potongan. Prinsip kerja dari mesin ini hampir sama dengan hummer mill, perbedaannya yaitu pada pemukul yamng digunakan. Pada multi mill pemukulnya memiliki dua sisi yang bebrbetuk tumpul dan salah satu sisinya lagi berbentuk runcing. Hal ini dikarenakan mesin ini menggunakan sistem pekul dan potong. Hasil gilingan yang dihasilkan oleh mesin ini tidak sehalus mesin disc mill. Pada mesin ini terdapat suatu rotor yang terdapat potongan besi yang memiliki dua ujung, lancip dan tumpul. Besi yang digunakan berbeda dengan hammer mill dimana hammer mill arah putaran vertikal sedangkan pada multi mill arah putaran horizontal sehingga bahan dihancurkan beberapa kali karena rotor sendiri terdiri dari beberapa lapis batangan besi. Berikutnya dengan gaya sentrifugal hasil putaran rotor maka bahan didorong menuju dinding yang telah dilengkapi saringan agar hasil yang keluar seragam. Industri yang sering menggunakan alat ini adalah industri farmasi, kimia, kosmetik, keramik, indsutri serta industri pangan. Multi mill juga ditemukan pada pembuatan pestisida, pupuk, detergen, insektisida, plastik, dan industri resin.
Dalam pengaplikasiannya dalam industri, hammer mill digunakan sebagai pengolah bahan-bahan yang akan dijadikan bumbu dan juga pelet ikan. Sedangkan untuk disk-mill biasa digunakan dalam industri kopi untuk mengubah biji kopi menjadi bubuk kopi maupun pada operasi penepungan lain seperti pembuatan tepung beras maupun tepung jagung. Slicer dalam industri biasanya digunakan pada industri keripik, misalnya keripik singkong, keriping pisang, dan lainnya.



















III. PENUTUP

A. Kesimpulan
Size reduction adalah proses mengecilkan ukuran dari suatu komoditi pertanian untuk menghasilkan suatu produk dengan nilai mutu dan nilai tambah yang tinggi. Tujuannya yaitu untuk mempermudah dalam proses selanjutnya seperti untuk mempermudah dalam penyimpanan, mempermudah proses pengolahan maupun pengeringan, dan baik untuk pengekstrakan.
    Tipe mesin Size reduction (pengecilan ukuran) terbagi menjadi empat tipe yaitu cutter (pemotongan), Crusher (penghancuran), grinder dan milling (penggilingan). Berdasarkan pada produk akhir yang dihasilkan pengecilan dibagi menjadi dua yaitu pengecilan ekstrim dan pengecilan yang relatif masih berukuran besar
    Terdapat empat prinsip dalam size reduction, yaitu kompresi, impact, atrisi, dan slice. Kompresi adalah pengecilan ukuran dengan tekstur yang keras. Impact digunakan untuk bahan padatan dengan tekstur  kasar. Atrisi atau gerus digunakan untuk menghasilkan produk dengan tekstur halus. Cutting atau slicing digunakan untuk menghasilkan produk dengan ukuran dan bentuk tertentu.
Dalam pengaplikasiannya dalam industri, hammer mill digunakan sebagai pengolah bahan-bahan yang akan dijadikan bumbu dan juga pelet ikan. Sedangkan untuk disk-mill biasa digunakan dalam industri kopi untuk mengubah biji kopi menjadi bubuk kopi.

A.    Saran
Dalam peralatan industri khususnya peralatan industri pertanian, peralatan perlu dilakukan pengecekan berkala untuk menghindari  terjadinya kerusakan. Kerusakan yang terjadi pada alat industri yang digunakan untuk praltikum dapat menghambat dalam penggunaan alat itu sendiri dan juga menghambat jalannya praktikum sehingga praktikan tidak dapat mengetahui cara kerja dari alat tersebut.


DAFTAR PUSTAKA

AEL. 1976. Schort-und Mischanlagen im Landwirtschaftlichen Betried. Arbeitsgemeinschaft fur Electrizitatsanwendung in der Landwirtschaft e. V., Heft 7
Anonim. 2010. Mesin Pengecil Ukuran [terhubung berkala]. https://www.google.co.id/search?hl=id&q=mesin+pengecil+ukuran
Anonim. 2011. Size Reduction. [terhubung berkala]. http://kimia-    industry.com/2011/03/size-reduction.html [5 Mei 2012].
Brennan, J.G., J.R. Butlers, N.D. Cowell, dan A.E.V. Lilly. 1974. Food Engineering     Operations. Essex : Applied Science Publisher.
Henderson, S.M. dan R.L. Perry. 1982. Agricultural Process Engineering. Inc. Westport : The     AVI Publishing Company.
Indra, Wibawa. 2012. Size Reduction. [terhubungberkala].     http://indrawibawads.com/2012/01/06/alat-pengecil-ukuran-size-    .reduction/[ 5 Mei 2012].
McCabe, W.L. dan J.C. Smith. 1976. Unit Operations of Chemical Engineering. Tokyo : McGraw Hill, Inc
Raharjo, M. 1976. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. Purwokerto : Universitas Jendral Soedirman.
Smith, H.P. 1955. Farm Machinery and EquipmentInc.     Fourth Edition, New York : . Mc Graw-Hill Book Co.,
Wiratakusumah, Aman. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktur Jenderal Perguruan Tinggi. Pusat Antar Universitas. Bogor : Institut Pertanian Bogor.