54 Tabel 21. Data pengukuran RPM mesin pemasta halus pada proses pemastaan
halus 3
Waktu menit
RPM Silinder 1
RPM Silinder 2
RPM Silinder 3
RPM Silinder 4
RPM Silinder 5
0 19.86 20.76 22.74 27.06 27.84 1 20.04 22.62 22.50 25.26 24.00
3 20.60 21.18 22.26 24.06 25.56 6 20.58 21.06 22.80 24.16 25.98
9 20.16 21.00 22.50 25.38 25.62 12 18.30 21.42 22.80 24.42 27.18
15 20.22 21.18 22.68 24.42 26.52 18 20.26 21.42 22.92 24.78 26.04
21 20.34 23.10 22.40 24.42 25.86 24 20.10 21.72 23.14 24.48 25.02
27 20.82 21.54 22.62 23.28 25.74 30 20.04 21.30 22.74 24.60 25.98
33 24.36 22.80 23.28 27.30 26.52
B. PENGARUH TINGKAT KEKASARAN BAHAN UMPAN TERHADAP KINERJA PENGEMPAAN MEKANIK
Proses Pengempaan nib:
Proses pengempaan nib sebagai salah satu dari variasi jenis input dilakukan pada suhu lingkungan atau ruangan 27.0 ºC serta suhu mesin pengempa 30.8ºC.
1. Persentase berat
a. Berat masukan pada proses pengempaan nib = 500 g b.
Berat lemak yang dihasilkanpersentasenya = 82.25 g 16.45 c.
Berat bungkil yang dihasilkanpersentasenya = 416.75 g 83.35
2. Waktu yang dibutuhkan
Waktu yang dibutuhkan dalam pengempaan nib ini adalah 31 menit.
55 3.
Kapasitas Pengempaan Kapasitas pengempaan dari pengempaan nib ini adalah 500 g 31 menit
atau 16.13 g menit. 4. Kebutuhan Energi motor tiga fase
a. V tegangan mesin pengempa = 380 volt
b. I arus rata-rata = 4.65 ampere
c. Waktu pengempaan yang dibutuhkan = 31 menit
d. Kebutuhan energi =
√3 380 v x 4.65 A x 31 menit 60 menit = 1.7321 x 0.913 kWh = 1.581 kWh
Proses Pengempaan Pasta Kasar :
Proses pengempaan pasta kasar sebagai salah satu dari variasi jenis input dilakukan pada suhu lingkungan atau ruangan 27.5 ºC serta suhu mesin
pengempa 30.5 ºC.
1. Persentase berat
a. Berat masukan pada proses pengempaan = 500 g
b. Berat lemak yang dihasilkanpersentasenya = 166.1 g 33.22
c. Berat bungkil yang dihasilkan persentasenya
= 330.9 g 66.18 2.
Waktu yang dibutuhkan Waktu yang dibutuhkan dalam pengempaan pasta kasar ini adalah 13
menit. Pengempaan lebih cepat dilakukan dikarenakan pasta kasar lebih mudah dikempa dibandingkan dengan nib, hal ini disebabkan lemak yang
sudah keluar terlebih dahulu sebelum dikempa sehingga hanya tinggal dilakukan pemisahan antara padatan yaitu bungkil kakao dengan cairan
dalam hal ini lemak. 3.
Kapasitas Pengempaan Kapasitas pengempaan dari pengempaan pasta kasar ini adalah 500 g
13 menit atau 38.46 g menit. Jauh lebih besar dibandingkan dengan pengempaan dengan bahan masukan nib.
4. Kebutuhan Energi motor tiga fase a.
V tegangan mesin pengempa = 380 volt b.
I arus rata-rata = 4.375 ampere
56 c.
Waktu pengempaan yang dibutuhkan = 13 menit d.
Kebutuhan energi yang digunakan = 380 v x 4.375 A x 13 menit 60 menit
= 1.7321 x 0.360 KWh + KE Pemastaan Kasar = 0.624 kWh + 0.414 kWh
= 1. 038 kWh
Proses Pengempaan Pasta Halus:
Proses pengempaan pasta halus sebagai salah satu dari variasi jenis input dilakukan pada suhu lingkungan atau ruangan 28.6 ºC serta suhu mesin
pengempa 32.7 ºC.
1. Persentase berat
a. Berat masukan pada proses pengempaan pasta kasar = 500 g
b. Berat lemak yang dihasilkanpersentasenya = 186.25 g37.25
c. Berat bungkil yang dihasilkan persentasenya
= 303.75 g 60.75 2.
Waktu yang dibutuhkan Waktu yang dibutuhkan dalam pengempaan pasta halus ini adalah 25
menit. Waktu yang dibutuhkan lebih lama dibandingkan dengan pengempaan pasta kasar dikarenakan bentuk pasta menjadi lebih padat
dibandingkan dengan pasta kasar. Hal itu menyebabkan pengempaan untuk mengeluarkan lemak secara maksimal lebih lama dilakukan, namun
lemak kakao yang didapat lebih banyak dibandingkan dengan lemak yang didapat pada pengempaan pasta kasar.
3. Kapasitas Pengempaan
Kapasitas pengempaan dari pengempaan pasta halus ini adalah 500 g 25 menit atau 20 g menit.
4. Kebutuhan Energi motor tiga fase a.
V tegangan mesin pengempa = 380 volt b.
I arus rata-rata = 4.250 ampere c.
Waktu pengempaan yang dibutuhkan = 25 menit
57 d.
Kebutuhan energi yang dibutuhkan =
√3 380 v x 4.250 A x 25 menit 60 menit = 1.7321 x 0.673 kWh + KE Pemastaan Kasar + KE Pemastaan
Halus = 1.166 kWh + 0.414 kWh + 0.647 kWh
= 2.227 kWh
Data ArusTekanan Pada Proses Pengempaan Proses Pengempaan nib:
Pengukuran arus ini dilakukan untuk mengetahui perubahan arus yang terjadi setiap adanya perubahan tekanan yang dilakukan. Tekanan dalam satuan
KPa dan perubahan arus dilihat setiap perubahan atau kenaikan tekanan sebesar 1 723.7 KPa sampai tekanan maksimal yang bisa dilakukan oleh mesin pengempa
yang sedang beroperasi. Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa besarnya arus tanpa beban
atau tekanan 0 KPa sebesar 2.6 A, sedangkan pada tekanan yang maksimal pada pengempaan ini yaitu sebesar 16 892.2 KPa arus yang dibutuhkan adalah sebesar
6.0 A. Untuk nilai perbedaan selisih kebutuhan arus setiap tekanan terdapat beberapa selisih kebutuhan arus yang memiliki nilai paling besar yaitu antara
tekanan 10 342.1 sampai dengan 15 513.2 KPa yang memiliki nilai kenaikan arus sebesar 0.5 A per kenaikan 1 723.7 Kpa
Proses Pengempaan Pasta Kasar :
Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa besarnya arus tanpa beban atau tekanan 0 KPa sebesar 2.7 A, sedangkan pada tekanan yang maksimal pada
pengempaan ini yaitu sebesar 16 892.2 KPa arus yang dibutuhkan adalah sebesar 6.4 A. Untuk nilai perbedaan selisih kebutuhan arus setiap tekanan terdapat
beberapa selisih kebutuhan arus yang memiliki nilai paling besar yaitu antara tekanan 12 065.8 dengan 13 789.5 KPa yang memiliki nilai kenaikan arus sebesar
0.8 A per kenaikan 1 723.7 Kpa
58
Proses Pengempaan Pasta Halus:
Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa besarnya arus tanpa beban atau tekanan 0 KPa sebesar 2.6 A, sedangkan pada tekanan yang maksimal pada
pengempaan ini yaitu sebesar 16 892.2 KPa arus yang dibutuhkan adalah sebesar 6.2 A. Untuk nilai perbedaan selisih kebutuhan arus setiap tekanan terdapat
beberapa selisih kebutuhan arus yang memiliki nilai paling besar yaitu antara tekanan 1750 dengan 13 789.5 KPa yang memiliki nilai kenaikan arus sebesar 0.6
A per kenaikan 1 723.7 KPa. Gambar 11 sebagai gambaran grafis dari perubahan arus mesin pengempa pada berbagai tekanan pada proses pengempaan variasi
bahan umpan.
2 3
4 5
6 7
2000 4000
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa Ar
u s
Am p
e re
NIB Pasta Kasar
Pasta Halus
Gambar 11. Perubahan arus mesin pengempa pada berbagai tekanan hidrolik dan jenis bahan umpan.
Data Ketebalan Bungkil KakaoTekanan Pada Proses Pengempaan Proses Pengempaan nib:
Pengukuran ini melihat perubahan ketebalan kantung masukan yang sedang dilakukan pengempaan. Pengukuran perubahan ketebalan kantung dilihat setiap
kenaikan tekanan sebesar 1 723.7 KPa hingga mencapai tekanan maksimal mesin yaitu sebesar 16 892.2 KPa. Dapat dilihat ketebalan kantung yang berisi nib
sebanyak 500 g memiliki ketebalan awal 4.6 cm dan ketebalan akhir 2.1 cm. Perubahan ketebalan terjadi paling besar pada proses penekanan awal yaitu terjadi
59 perubahan ketebalan kantung masukan sebesar 0.5 cm, sedangkan proses akhir
pengempaan hanya mengalami perubahan ketebalan sebesar 0.2 cm.
Proses Pengempaan Pasta Kasar :
Pengukuran ini melihat perubahan ketebalan kantung masukan yang sedang dilakukan pengempaan. Pengukuran perubahan ketebalan kantung dilihat
setiap kenaikan tekanan sebesar 1 723.7 KPa hingga mencapai tekanan maksimal mesin yaitu sebesar 16 892.2 KPa. Dapat dilihat ketebalan kantung yang berisi
pasta kasar sebanyak 500 g memiliki ketebalan awal 2.6 cm dan ketebalan akhir 1.4 cm. Perubahan ketebalan terjadi paling besar pada proses penekanan awal
yaitu terjadi perubahan ketebalan kantung masukan sebesar 0.3 cm, sedangkan proses akhir pengempaan hanya mengalami perubahan ketebalan sebesar 0.2 cm.
Proses Pengempaan Pasta Halus :
Pengukuran ini melihat perubahan ketebalan kantung masukan yang sedang dilakukan pengempaan. Pengukuran perubahan ketebalan kantung dilihat setiap
kenaikan tekanan sebesar 1 723.7 KPa hingga mencapai tekanan maksimal mesin yaitu sebesar 16 892.2 KPa. Dapat dilihat ketebalan kantung yang berisi pasta
halus sebanyak 500 g memiliki ketebalan awal 2.7 cm dan ketebalan akhir 1.5 cm. Perubahan ketebalan terjadi paling besar pada proses penekanan awal yaitu terjadi
perubahan ketebalan kantung masukan sebesar 0.4 cm, sedangkan proses akhir pengempaan hanya mengalami perubahan ketebalan sebesar 0.2 cm. Untuk
melihat grafik perubahan ketebalan bungkil pada berbagai tekanan dalam proses pengempaan dengan variasi bahan umpan dapat dilihat pada Gambar 12.
60
1 2
3 4
5
2000 4000
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa K
e te
ba la
n c
m
NIB Pasta Kasar
Pasta Halus
Gambar 12. Perubahan ketebalan bungkil pada berbagai tekanan hidrolik dan jenis bahan umpan.
Data RPM Motor Mesin PengempaTekanan Pada Proses Pengempaan Proses Pengempaan nib:
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui perubahan kinerja motor pada mesin pengempa diliihat dari ukuran rotasi motor per menit RPM terhadap
penimgkatan tekanan mesin dalam proses pengempaan. Rotasi motor pada mesin pengempa akan cenderung mengalami penurunan RPM jika harus menekan
dengan tekanan yang lebih besar. Hal ini dapat dilihat pada tekanan 0 KPa motor dapat berputar 1497.0 RPM, sedangkan pada tekanan puncak sebesar 16 892.2
KPa motor hanya berputar 1397.6 RPM. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya beban kerja dari motor sejalan dengan meningkatnya tekanan yang dilakukan oleh
mesin pengempa.
Proses Pengempaan Pasta Kasar :
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui perubahan kinerja motor pada mesin pengempa diliihat dari ukuran rotasi motor per menit RPM terhadap
penimgkatan tekanan mesin dalam proses pengempaan. Rotasi motor pada mesin pengempa akan cenderung mengalami penurunan RPM jika harus menekan
dengan tekanan yang lebih besar. Hal ini dapat dilihat pada tekanan 0 KPa motor dapat berputar 1502.0 RPM, sedangkan pada tekanan puncak sebesar 16 892.2
61 KPa motor hanya berputar 1411.3 RPM. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya
beban kerja dari motor sejalan dengan meningkatnya tekanan yang dilakukan oleh mesin pengempa.
Proses Pengempaan Pasta Halus :
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui perubahan kinerja motor pada mesin pengempa diliihat dari ukuran rotasi motor per menit RPM terhadap
penimgkatan tekanan mesin dalam proses pengempaan. Rotasi motor pada mesin pengempa akan cenderung mengalami penurunan RPM jika harus menekan
dengan tekanan yang lebih besar. Hal ini dapat dilihat pada tekanan 0 KPa motor dapat berputar 1487.1 RPM, sedangkan pada tekanan puncak sebesar 16 892.2
KPa motor hanya berputar 1404.8 RPM. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya beban kerja dari motor sejalan dengan meningkatnya tekanan yang dilakukan oleh
mesin pengempa. Untuk melihat grafik perbandingan data RPM motor mesin pengempa terhadap perubahan tekanan dalam proses pengempaan dengan variasi
bahan masukan dapat dilihat pada Gambar 13.
1380 1400
1420 1440
1460 1480
1500 1520
2000 4000
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa RP
M M
o to
r
NIB Pasta Kasar
Pasta Halus
Gambar 13. Perubahan RPM motor pada berbagai tekanan hidrolik dan jenis bahan umpan.
62
Kandungan Lemak Yang Dihasilkan dan Kinerja Pengempaan Pada Keragaman Jenis Bahan Umpan
Dari ketiga pengempaan dengan jenis input yang berbeda, yaitu pengempaan dengan jenis input nib, pasta kasar, dan pasta halus maka didapat
perolehan lemak terbanyak didapat oleh pengempaan dengan jenis input pasta halus yaitu sebesar 37.25 dari berat masukan. Namun energi yang dibutuhkan
untuk melakukan pengempaan dengan bahan masukan pasta halus sangat besar yaitu sebesar 2.227 kWh untuk sekali pengempaan Tabel 22. Gambaran berupa
diag batang mengenai data perbandingan ketiga jenis pengempaan ini dapat dilihat pada Gambar 14.
Dengan demikian dipilih pengempaan dengan bahan masukan berupa pasta kasar sebagai pilihan terbaik untuk dilanjutkan ke tahap penelitian
selanjutnya. Hal ini dilihat dari persentase lemak yang dihasilkan memiliki nilai terbaik kedua setelah pengempaan dengan bahan pasta halus yaitu sebesar 33.22
, memiliki nilai kapasitas pengempaan terbaik yaitu 38.46 gmenit, namun pengempaan pasta kasar memiliki kebutuhan energi yang terkecil nilainya yaitu
hanya dibutuhkan 1. 038 kWh untuk sekali pengempaan. Dengan demikian pengempaan dengan bahan baku pasta kasar memiliki nilai ekonomis yang
menguntungkan dan juga memiliki performa pengempaan yang baik pula. Tabel 22. Data perbandingan lemak kakao dan kinerja pengempaan dari ketiga
jenis bahan umpan.
Jenis Pengempaan
Persentase Lemak
Kapasitas Pengempaan
gmenit Konsumsi Energi
kWh
Pengempaan nib
16.45 16.13 1.581 Pengempaan
Pasta Kasar 33.22 38.46 1.
038 Pengempaan
Pasta Halus 37.25 20.00 2.227
63
Lemak Yang Dihasilkan
Kapasitas Pengempaan
gmenit Konsumsi
Energi KWh nib
Pasta Kasar Pasta Halus
Gambar 14. Diagram batang perbandingan lemak kakao dan kinerja pengempaan dari ketiga jenis bahan umpan.
C. PENGARUH KERAGAMAN BERAT BAHAN UMPAN TERHADAP KINERJA PENGEMPAAN MEKANIK