78
1000 750
500 400
300 200
100 gram Lemak Yang Dihasilkan
Kapasitas Pegempaan gmenit Konsumsi Energi KWh
Gambar 18. Diagram batang perbandingan lemak kakao dan kinerja pengempaan dengan variasi berat umpan.
D. PENGARUH SUHU PENYIMPANAN BAHAN UMPAN TERHADAP KINERJA PENGEMPAAN MAKANIK
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 45ºC:
Proses pengempaan pasta kasar dengan bobot 200 g yang disimpan pada suhu 45ºC sebagai salah satu dari variasi suhu penyimpanan bahan masukan.
Pengempaan tersebut dilakukan pada suhu lingkungan atau ruangan 26.4 ºC serta
suhu mesin pengempa 29.8 ºC.
1. Persentase berat
a. Berat masukan pada proses pengempaan = 200 g
b. Berat lemak yang dihasilkanpersentasenya = 64.1 g 32.05
c. Berat bungkil yang dihasilkan persentasenya
= 134.3 g 67.15 2.
Waktu yang dibutuhkan Waktu yang dibutuhkan dalam pengempaan yang bahan masukannya
disimpan pada suhu 45ºC adalah selama 7 menit.
79 3.
Kapasitas Pengempaan Dari waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali pengempaan maka
kapasitas dari proses pengempaan dengsn suhu penyimpanan 45ºC adalah 200 g 7 menit atau 28.57 g menit.
4. Kebutuhan Energi motor tiga fase a.
V tegangan mesin pengempa = 380 volt b.
I arus rata-rata = 4.008 ampere c.
Waktu pengempaan yang dibutuhkan = 7 menit d.
Kebutuhan energi yang digunakan =
√3 380 v x 4.008 A x 7 menit 60 menit = 1.7321 x 0.178 kWh = 0.308 kWh
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 40ºC :
Proses pengempaan pasta kasar dengan bobot 200 g yang disimpan pada suhu 40ºC sebagai salah satu dari variasi suhu penyimpanan bahan masukan.
Pengempaan tersebut dilakukan pada suhu lingkungan atau ruangan 27.2 ºC serta
suhu mesin pengempa 31.6 ºC.
1. Persentase berat a.
Berat masukan pada proses pengempaan = 200 g b.
Berat lemak yang dihasilkanpersentasenya = 58.9 g 29.45 c.
Berat bungkil yang dihasilkan persentasenya = 140.1 g 70.05
2. Waktu yang dibutuhkan Waktu yang dibutuhkan dalam pengempaan yang bahan masukannya
disimpan pada suhu 40ºC adalah selama 8 menit. Waktu yang dibutuhkan lebih lama dibandingkan dengan proses pengempaan suhu penyimpanan 45ºC,
hal itu disebabkan pada suhu 40ºC lemak kakao belum seluruhnya terpisah atau mengendap dari padatan pasta kakao. Pada suhu 40ºC lemak kakao masih
sulit atau membutuhkan waktu yang lebih lama untuk seluruhnya mencair. 3. Kapasitas Pengempaan
Kapasitas pengempaan dari pengempaan variasi suhu penyimpanan kali ini adalah 200 g 8 menit atau 25 g menit.
80 4. Kebutuhan Energi motor tiga fase
a. V tegangan mesin pengempa = 380 volt
b. I arus rata-rata = 4.008 ampere
c. Waktu pengempaan yang dibutuhkan = 8 menit
d. Kebutuhan energi yang digunakan
= √3 380 v x 4.008 A x 8 menit 60 menit
= 1.7321 x 0.203 kWh = 0.352 kWh
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan Suhu Lingkungan:
Proses pengempaan pasta kasar dengan bobot 200 g yang disimpan pada suhu lingkungan sebagai salah satu dari variasi suhu penyimpanan bahan masukan.
Pengempaan tersebut dilakukan pada suhu lingkungan atau ruangan 27.4 ºC serta
suhu mesin pengempa 32.1 ºC.
1. Persentase berat
a. Berat masukan pada proses pengempaan = 200 g
b. Berat lemak yang dihasilkanpersentasenya = 53.30 g 26.65
c. Berat bungkil yang dihasilkan persentasenya
= 146.2 g 73.1 2.
Waktu yang dibutuhkan Waktu yang dibutuhkan dalam pengempaan yang bahan masukannya
disimpan pada suhu lingkungan adalah selama 12 menit. Waktu pengempaan paling lama dikarenakan kondisi pasta kakao yang membeku, pasta berubah
menjadi padatan sehingga sukar untuk dikempa. 3.
Kapasitas Pengempaan Kapasitas pengempaan dari proses pengempaan variasi suhu penyimpanan
dengan menggunakan suhu lingkungan ini adalah 200 g 12 menit atau 16.67 g menit.
4. Kebutuhan Energi motor tiga fase a.
V tegangan mesin pengempa = 380 volt b.
I arus rata-rata = 4.025 ampere c.
Waktu pengempaan yang dibutuhkan = 12 menit
81 d.
Kebutuhan energi yang digunakan =
√3 380 v x 4.025 A x 12 menit 60 menit = 1.7321 x 0.306 kWh = 0.530 kWh
Data ArusTekanan Pada Proses Pengempaan Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 45ºC:
Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa besarnya arus tanpa beban atau tekanan 0 KPa sebesar 2.5 A, sedangkan pada tekanan yang maksimal pada
pengempaan ini yaitu sebesar 2450 KPa arus yang dibutuhkan adalah sebesar 5.8 A. Untuk nilai perbedaan selisih kebutuhan arus setiap tekanan terdapat beberapa
selisih kebutuhan arus yang memiliki nilai paling besar yaitu antara tekanan 8 618.5 dengan 10 342.1 dan antara tekanan 15 513.2 dengan 16 892.2 yang
memiliki nilai kenaikan arus sebesar 0.6 A.
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 40ºC:
Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa besarnya arus tanpa beban atau tekanan 0 KPa sebesar 2.5 A, sedangkan pada tekanan yang maksimal pada
pengempaan ini yaitu sebesar 16 892.2 KPa arus yang dibutuhkan adalah sebesar 5.9 A. Untuk nilai perbedaan selisih kebutuhan arus setiap tekanan terdapat
beberapa selisih kebutuhan arus yang memiliki nilai paling besar yaitu antara tekanan 13 789.5 dengan 15 513.2 yang memiliki nilai kenaikan arus sebesar 0.5
A.
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan Suhu Lingkungan:
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 5.6 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 dengan 12 342.1 yang memiliki nilai kenaikan arus sebesar 0.5
A. Untuk melihat grafik perbandingan data arus mesin pengempa terhadap berbagai tekanan pada pengempaan variasi suhu penyimpanan bahan umpan
terdapat pada Gambar 20.
82
2 3
4 5
6
2000 4000
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa A
ru s
a m
p er
e
Suhu 45 derajat Suhu 40 derajat
Suhu Lingkungan
Gambar 19. Perubahan arus mesin pengempa pada berbagai tekanan hidrolik dan suhu penyimpanan bahan umpan.
Data Ketebalan Bungkil KakaoTekanan Pada Proses Pengempaan Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 45ºC:
Pengukuran ini melihat perubahan ketebalan kantung masukan yang sedang dilakukan pengempaan. Pengukuran perubahan ketebalan kantung dilihat
setiap kenaikan tekanan sebesar 723.7 KPa hingga mencapai tekanan maksimal mesin yaitu sebesar 16 892.2 KPa. Dapat dilihat ketebalan kantung yang berisi
pasta kasar seberat 200 g memiliki ketebalan awal 1.1 cm dan ketebalan akhir 0.5 cm. Perubahan ketebalan terjadi paling besar pada proses penekanan awal yaitu
terjadi perubahan ketebalan kantung masukan sebesar 0.2 cm, sedangkan proses akhir pengempaan mengalami perubahan ketebalan sebesar 0.1 cm.
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 40ºC:
Pengukuran ini melihat perubahan ketebalan kantung masukan yang sedang dilakukan pengempaan. Pengukuran perubahan ketebalan kantung dilihat
setiap kenaikan tekanan sebesar 723.7 KPa hingga mencapai tekanan maksimal mesin yaitu sebesar 16 892.2 KPa. Dapat dilihat ketebalan kantung yang berisi
pasta kasar seberat 200 g memiliki ketebalan awal 1.0 cm dan ketebalan akhir 0.5 cm. Perubahan ketebalan terjadi pada proses penekanan awal yaitu sebesar 0.1
cm, sedangkan proses akhir pengempaan tidak mengalami perubahan ketebalan dari tingkatan tekanan sebelummya 15 513.2 KPa.
83
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan Suhu Lingkungan:
Pengukuran ini melihat perubahan ketebalan kantung masukan yang sedang dilakukan pengempaan. Pengukuran perubahan ketebalan kantung dilihat setiap
kenaikan tekanan sebesar 723.7 KPa hingga mencapai tekanan maksimal mesin yaitu sebesar 16 892.2 KPa. Dapat dilihat ketebalan kantung yang berisi pasta
kasar seberat 200 g memiliki ketebalan awal 1.3 cm dan ketebalan akhir 0.7 cm. Perubahan ketebalan terjadi pada proses penekanan awal yaitu sebesar 0.2 cm,
sedangkan proses akhir pengempaan tidak mengalami perubahan ketebalan dari tingkatan tekanan sebelummya 15 513.2 KPa. Untuk melihat grafik perubahan
ketebalan bungkil terhadap berbagai tekanan pada pengempaan variasi suhu penyimpanan bahan umpan terdapat pada Gambar 20.
0.4 0.5
0.6 0.7
0.8 0.9
1 1.1
1.2 1.3
1.4
2000 4000
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa K
e te
ba la
n c
m
Suhu 45 derajat Suhu 40 derajat
Suhu Lingkungan
Gambar 20. Perubahan ketebalan bungkil pada berbagai tekanan hidrolik dan suhu penyimpanan bahan umpan.
Data RPM Motor Mesin PengempaTekanan Pada Proses Pengempaan Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 45ºC:
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
84 dapat berputar 1496.1 RPM, sedangkan pada tekanan puncak sebesar 16 892.2
KPa motor hanya berputar 1396.6 RPM. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya beban kerja dari motor sejalan dengan meningkatnya tekanan yang dilakukan oleh
mesin pengempa.
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan 40ºC:
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 1489.2 RPM, sedangkan pada tekanan puncak sebesar 16 892.2
KPa motor hanya berputar 1390.0 RPM. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya beban kerja dari motor sejalan dengan meningkatnya tekanan yang dilakukan oleh
mesin pengempa.
Proses Pengempaan Pasta Kasar 200 g Suhu Penyimpanan Suhu Lingkungan:
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 1493.7 RPM, sedangkan pada tekanan puncak sebesar 16 892.2
KPa motor hanya berputar 1400.0 RPM. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya beban kerja dari motor sejalan dengan meningkatnya tekanan yang dilakukan oleh
mesin pengempa. Untuk melihat grafik perubahan kecepatan motor mesin pengempa terhadap berbagai tekanan pada pengempaan variasi suhu penyimpanan
bahan umpan terdapat pada Gambar 21.
85
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
Suhu 45 derajat Suhu 40 derajat
Suhu Lingkungan
Gambar 21. Perubahan RPM motor pada berbagai tekanan hidrolik dan suhu penyimpanan bahan umpan.
Kandungan Lemak Yang Dihasilkan dan Kinerja Pengempaan Pada Keragaman Suhu Penyimpanan Bahan Umpan
Terlihat jelas dari data pembanding hasil pengempaan variasi suhu penyimpanan bahwa jenis pengempaan dengan suhu penyimpanan 45ºC
memperoleh hasil yang terbaik. Untuk nilai persentase lemak yang dihasilkan, pengempaan pada suhu penyimpanan 45ºC memiliki nilai yang terbaik yaitu
32.05, demikian pula dengan nilai kapasitas pengempaannya memiliki nilai terbaik yaitu sebesar 28.57 g per menit. Dilihat dari konsumsi energinya memiliki
konsumsi energi terkecil, sehingga dapat disimpulkan pengempaan suhu penyimpanan 45ºC merupakan proses pengempaan yang terbaik, baik di segi
performa pengempaan maupun dari sisi nilai ekonomisnya. Data selengkapnya mengenai perbandingan mengenai hasil pengempaan variasi suhu penyimpanan
dapat dilihat pada Tabel 24 dan Gambar 22.
86 Tabel 24. Data perbandingan hasil lemak kakao dan kinerja pengempaan dari
berbagai variasi suhu penyimpanan bahan umpan.
Lemak Yang Dihasilkan
Kapasitas Pegempaan
gmenit Konsumsi Energi
KWh
Suhu 45ºC Suhu 40ºC
Suhu Lingkungan ±28.5
Gambar 22. Diagram batang perbandingan lemak kakao dan kinerja pengempaan dengan variasi suhu penyimpanan bahan umpan.
Jenis Pengempaan
Persentase Lemak
Kapasitas Pengempaan
gmenit Konsumsi Energi
kWh
Pengempaan Suhu 45ºC
32.05 28.57 0.308 Pengempaan
Suhu 40ºC 29.45 25.00 0.352
Pengempaan Suhu
Lingkungan ±28.5
28.35 16.67 0.530
87
E. PROSES PENGEMPAAN KAKAO NON FERMENTASI Proses Pengempaan Pasta Kasar Biji Kakao Non Fermentasi Bobot 200 g
Dengan Suhu Penyimpanan 45ºC:
Proses pengempaan ini sebagai pemabanding terhadap hasil pengempaan biji kakao yang difermentasi. Pengempaan ini dilakukan pada kondisi terbaik yang
dicapai pada proses pengempaan biji fermentasi, yaitu dengan masukan berupa pasta kasar seberat 200 g dengan disimpan pada suhu 45 ºC selama ± 24 jam.
Pengempaan ini dilakukan pada suhu lingkungan 27.3 ºC serta suhu mesin pengempa 33.5 ºC.
1. Persentase berat
a. Berat masukan pada proses pengempaan = 200 g
b. Berat lemak yang dihasilkanpersentasenya = 72.6 g 36.30
c. Berat bungkil yang dihasilkan persentasenya
= 127.2 g 63.60 2.
Waktu yang dibutuhkan Waktu yang dibutuhkan dalam proses pengempaan biji kakao non
fermentasi ini adalah selama 9 menit. 3.
Kapasitas Pengempaan Dari waktu yang dibutuhksn untuk mengempa maka dapat diketahui
kapasitas pengempaan biji kakao non fermentasi yaitu 200 g 9 menit atau 22.22 g menit.
4. Kebutuhan Energi motor tiga fase a.
V tegangan mesin pengempa = 380 volt b.
I arus rata-rata = 4.001 ampere c.
Waktu pengempaan yang dibutuhkan = 9 menit d.
Kebutuhan energi yang digunakan =
√3 380 v x 4.001 A x 9 menit 60 menit = 1.7321 x 0.228 kWh = 0.395 kWh
88 5. Arus Ampere Tekanan KPa
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 5.8 A. Untuk nilai perbedaan selisih kebutuhan
arus setiap tekanan terdapat beberapa selisih kebutuhan arus yang memiliki nilai paling besar yaitu antara tekanan 8 618.5 dengan 10 342.1
dan antara tekanan 13 789.5 dengan 15 513.2 yang memiliki nilai kenaikan arus sebesar 0.5 A. Gambar 23 sebagai gambaran grafis dari
perbandingan perubahan arus terhadap berbagai tekanan pada proses pengempaan biji kakao non fermentasi dan biji kakao fermentasi.
2 3
4 5
6
2000 4000
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa A
ru s
A m
p er
e
Biji Non Fermentasi Biji Fermentasi
Gambar 23. Perubahan arus terhadap berbagai tekanan pada proses pengempaan kakao non fermentasi dan fermentasi.
6. Ketebalan Bungkil cm Tekanan KPa Pengukuran ini melihat perubahan ketebalan kantung masukan yang
sedang dilakukan pengempaan. Pengukuran perubahan ketebalan kantung dilihat setiap kenaikan tekanan sebesar 723.7 KPa hingga mencapai tekanan
maksimal mesin yaitu sebesar 16 892.2 KPa. Dapat dilihat ketebalan kantung yang berisi pasta kasar seberat 200 g memiliki ketebalan awal 1.1 cm dan
ketebalan akhir 0.6 cm. Perubahan ketebalan terjadi paling besar pada proses
89 penekanan awal yaitu terjadi perubahan ketebalan kantung masukan sebesar
0.1 cm, sedangkan proses akhir pengempaan yaitu pada tekanan 16 892.2 KPa tidak mengalami perubahan ketebalan dari tingkatan tekanan sebelumnya
Gambar 24.
0.4 0.5
0.6 0.7
0.8 0.9
1 1.1
1.2
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa K
e te
ba la
n c
m
Biji Non Fermentasi Biji Fermentasi
Gambar 24. Perubahan ketebalan bungkil terhadap berbagai tekanan pada proses pengempaan kakao non fermentasi dan fermentasi.
7. RPM motor mesin pengempa Tekanan KPa 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 Gambar 25. Hal ini
dapat dilihat pada tekanan 0 KPa motor dapat berputar 1496.1 RPM, sedangkan pada tekanan puncak sebesar 16 892.2 KPa motor hanya berputar
1396.6 RPM. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya beban kerja dari motor sejalan dengan meningkatnya tekanan yang dilakukan oleh mesin
pengempa.
90
1380 1400
1420 1440
1460 1480
1500 1520
2000 4000
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Te kanan kPa R
P M Mo
to r
Biji Non Fermentasi Biji Fermentasi
Gambar 25. Perubahan RPM motor terhadap berbagai tekanan pada proses pengempaan kakao non fermentasi dan i kakao fermentasi.
Analisis Perbandingan Lemak dan Kinerja Pengempaan Biji Kakao Fermentasi serta Non Fermentasi
Data perbandingan Tabel 25 memperlihatkan pada pengempaan biji kakao non fermentasi memiliki keunggulan pada persentase lemak kakao
Gambar 27 yang didapat yaitu sebesar 36.30 berbeda selisih sekitar 4.25 dari pengempaan biji kakao fermentasi. Tetapi apabila melihat dari kapasitas
pengempaan maka pengempaan biji kakao fermentasi lebih baik yaitu dengan nilai kapasitas pengempaan 28.57 g per menit memiliki selisih sebesar 6.35 g per
menit dengan pengempaan biji kakao non fermentasi. Selain itu konsumsi energi yang digunakan pada pengempaan biji kakao fermentasi lebih rendah sekitar
0.087 kWh untuk sekali pengempaan dibandingkan pengempaan biji kakao non fermentasi. Dari pertimbangan tersebut maka dapat disimpulkan bahwa
pengempaan dengan biji kakao fermentasi lebih baik sekaligus lebih menguntungkan dibandingkan dengan pengempaan dengan menggunakan biji non
fermentasi. Perbandingan hasil pengempaan dapat dilihat lebih jelas lagi pada Gambar 26.
91 Tabel 25. Data perbandingan hasil lemak kakao dan kinerja pengempaan kakao
fermentasi dan kakao non fermentasi.
Lemak Yang Dihasilkan
Kapasitas Pegempaan
gmenit Konsumsi Energi
KWh
Pengempaan Fermentasi Pengempaan Non Fermentasi
Gambar 26. Diagram batang hasil lemak kakao dan kinerja pengempaan kakao fermentasi dan kakao non fermentasi.
Jenis Pengempaan
Persentase Lemak
Kapasitas Pengempaan
gmenit Konsumsi Energi
kWh
Pengempaan Fermentasi
32.05 28.57 0.308 Pengempaan
Non Fermentasi 36.30 22.22 0.395
92 Gambar 27. Lemak kakao beku dan lemak kakao cair.
F. PROSES ANALISIS KADAR LEMAK BUBUK KAKAO HASIL PENGEMPAAN