PENGARUH SUHU PENYIMPANAN BAHAN UMPAN TERHADAP KINERJA PENGEMPAAN MAKANIK

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