Uji Berbagai Kecepatan Putaran pada Alat Penggiling Tulang Sapi Kering
TINJAUAN PUSTAKA
Anatomi dan Komposisi Tulang
Tulang atau yang lazim disebut kerangka pada dasarnya adalah penopang
tubuh pada hewan vertebrata. Tanpa tulang, ternak tidak mampu berdiri secara
tegak. Tulang pada ternak mulai terbentuk sejak ternak masih berada dalam
kandungan induknya dan berlangsung terus sampai dekade kedua dalam susunan
yang teratur. Secara umum, tulang yang dimiliki ternak memiliki kemiripan
dengan tulang yang dimiliki manusia. Bentuk dasar anatomis pada tulang terdiri
dari tulang spons, garis epifisis, pembuluh darah, sumsum tulang kuning,
periosteum, dan tulang rawan artikular (Said, 2014).
Berdasarkan komposisinya, tulang merupakan jaringan ikat padat yang
tersusun atas zat organik dan zat anorganik. Zat organik pada tulang berada dalam
bentuk matriks tulang berupa protein. Sebanyak 90-96% dari protein yang
menyusun tulang adalah kolagen tipe T. Kolagen tipe T dan protein lainnya
merupakan bagian kecil pada matriks. Zat anorganik yang menyusun tulang
berupa kristal hidroksapatit yaitu Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , Na+, Mg2+, CO 3 2-, dan F-.
Hidroksapatit merupakan faktor yang menentukan kekuatan tulang. Dari
komposisi unsur kalsium yang ada pada tubuh, maka sebanyak 99% ion Ca2+
terdapat pada tulang. Komponen tulang selalu berada dalam kondisi dynamic
equilibrium atau lebih dikenal dengan istilah peristiwa tukar ganti. Proses
pembentukan tulang melibatkan proses osteoklas dan osteoblas. Osteoklas adalah
proses reabsorbsi tulang atau yang lazim disebut sebagai demineralisasi,
sedangkan osteoblas merupakan proses sintesis matriks baru (Said, 2014).
5
Universitas Sumatera Utara
6
Tulang terdiri dari 69% kalsium fosfat, 21% kolagen, 9% air, dan 1 %
penyusun lainnya. Tulang memiliki sifat komposit yang terdiri dari keramik dan
polimer (kolagen), dengan hirarki kompleks yang tidak mungkin untuk ditiru dan
memberikan sifat mekanik yang unggul. Ada banyak penelitian yang dilakukan
terhadap bahan komposit pengganti tulang, terutama hidroksapatit dan polimer.
Hidroksapatit
memiliki
sifat
yang
sangat
baik
seperti
bioaktivitas,
biokompabilitas, tidak beracun, dan osteokonduktivitas, namun memiliki
kekerasan yang rendah (Yildirim, 2004).
Limbah Tulang
Keberadaan limbah ternak di Indonesia cukup tinggi, salah satu di
antaranya adalah tulang ternak. Hal ini diakibatkan oleh tingginya total konsumsi
daging sapi, ayam, dan babi di Indonesia yang mencapai 3572 hingga 4092
kg/kapita/tahun pada tahun 2009 dan 2010 (Badan Pusat Statistik, 2011).
Tabel 1. Perkiraan potensi limbah ternak berasal dari tulang
Ternak
Bobot karkas (kg)
Sapi potong
150
Ayam broiler
2
Babi turopolje (Kroasia)
80
Sumber: Yurleni (2013)
Tulang (%)
13
17-25
12-13
Sapi merupakan hewan ternak yang dimanfaatkan untuk menghasilkan
daging dan susu. Hasil pemotongan sapi akan menghasilkan produk utama berupa
daging, sedangkan tulangnya merupakan bagian yang belum dimanfaatkan secara
optimal dan ekonomis. Dari pemotongan satu ekor sapi dengan berat 500-700 kg,
akan menghasilkan tulang yang beratnya mencapai 50 kg. Jika tidak diolah maka
akan berpotensi menganggu lingkungan (Muarifin, 2008).
Universitas Sumatera Utara
7
Di Indonesia, limbah tulang ternak utamanya tulang sapi, telah
dimanfaatkan melalui pengolahan khusus untuk menjadi berbagai macam
souvenir/cinderamata yang cukup tinggi diminati baik oleh wisatawan domestik
maupun mancanegara. Bagi sebagian kecil petani, tulang sapi ini seringkali diolah
menjadi pupuk yang mampu untuk menyuburkan tanaman dan mensuplai
kebutuhan bahan organik. Limbah tulang ternak juga dapat dibuat menjadi tepung
tulang untuk campuran makanan ternak sebagai sumber kalsium dan fosfor
(Rugayah, 2014).
Pemanfaatan limbah tulang saat ini masih diarahkan sebagai bahan baku
tepung tulang untuk pakan ternak. Jumlah ternak sapi yang disembelih di RPH
Tamangapa dalam setiap harinya rata-rata mencapai 60 ekor dengan berat ratarata 100 kg. Bila diasumsikan jumlah tulang yang dihasilkan dari penyembelihan
seekor ternak adalah 16,6% dari berat badan hidup, maka dalam setiap bulannya
RPH menghasilkan limbah tulang sebesar 60 ekor × 100 kg × 16,6% × 30 hari =
29880 kg atau ekuivalen dengan 29,9 ton/bulan (Said, 2014).
Industri pengolahan di Amerika Utara memproses hampir 25 juta ton
limbah hewan per tahun. Sementara di Eropa memproses sekitar 15 juta ton.
Argentina, Australia, Brazil, dan New Zealand memproduksi 10 juta ton limbah
hewan per tahun. Total biaya untuk menyelesaikan proses ini di seluruh dunia
diperkirakan antara 6 hingga 8 miliar Dollar per tahun. Sekitar 1,5 juta ton meat
bone meal dan pakan ternak digunakan di industri pakan ternak Amerika Serikat
tiap tahun. Selama proses pemotongan, antara 33-43% berat hewan hidup
terbuang yang terdiri dari potongan lemak, daging jeroan, tulang, darah, dan bulu.
Universitas Sumatera Utara
8
Bagian-bagian tersebut
dikumpulkan dan diproses oleh
industri untuk
memproduksi lemak dan protein kualitas tinggi. Tanpa industri ini, jumlah
keseluruhan dari limbah hewan yang tidak terproses akan mengganggu industri
daging dan menimbulkan potensi bahaya yang serius bagi kesehatan hewan dan
manusia (Hamilton, 2007).
Tepung Tulang
Tepung tulang merupakan salah satu bahan baku pembuatan pakan ternak
yang terbuat dari tulang hewan. Tulang yang akan dijadikan tepung haruslah
tulang yang berasal dari hewan ternak dewasa dan biasanya berasal dari tulang
hewan berkaki empat seperti tulang sapi, kerbau, babi, domba, kambing, dan
kuda. Tepung tulang dijadikan sebagai salah satu bahan dasar pembuatan pakan
karena mengandung mineral makro yakni kalsium dan fosfor serta mineral mikro
lainnya. Kalsium dan fosfor sangat diperlukan oleh hewan karena memiliki
peranan dalam pembentukan tulang dan kegiatan metabolisme tubuh. Fungsi
mineral bagi hewan ternak antara lain menjaga keseimbangan asam basa dalam
cairan tubuh, sebagai khelat, sebagai zat pembentuk kerangka tubuh, sebagai
bagian aktif dalam struktur protein, sebagai bagian dari asam amino, sebagai
bagian penting dalam tekanan osmotik sel pendukung aktivitas enzim, dan
membantu mekanisme transportasi dalam tubuh (Murtidjo, 2001).
Kekurangan kalsium dan fosfor sangat berpengaruh bagi kegiatan
metabolisme dan mampu menimbulkan dampak buruk karena kedua unsur
tersebut bersifat esensial. Pakan ternak biasa tidak dapat memenuhi kebutuhan
tubuh akan kalsium dan fosfor, sehingga ternak perlu diberikan tambahan
Universitas Sumatera Utara
9
suplemen atau pakan tambahan yang merupakan sumber kalsium dan fosfor.
Pakan tambahan yang dapat dijadikan sumber kalsium dan fosfor salah satunya
adalah tepung tulang (Rasidi, 1999).
Sumber protein utama yang digunakan oleh industri pakan ikan adalah
tepung ikan. Tepung ikan (TI) memiliki kandungan protein yang tinggi yaitu
berkisar antara 50-70% dan merupakan sumber mineral penting terutama kalsium
dan fosfor. Dengan harga tepung ikan yang terus meningkat, maka harga pakan
yang menggunakan tepung ikan sebagai komponen utama akan naik sehinggga
akan meningkatkan biaya produksi dalam budi daya. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah tersebut adalah dengan menggunakan bahan baku pengganti
(subsitusi) yang tersedia dalam jumlah banyak dan kontinyu serta memiliki harga
yang relatif murah. Selain itu, kualitasnya diharapkan mendekati kualitas tepung
ikan. Salah satu bahan alternatif tersebut adalah tepung daging dan tulang (TDT).
Harga bahan baku TDT dalam bentuk pasta adalah Rp 2.000/kg. Sedangkan untuk
harga TDT berkisar Rp 4.000/kg - Rp 5.000/kg. Harga tersebut cukup murah bila
dibandingkan dengan tepung ikan (Abdiguna, dkk, 2013).
Karakteristik Tepung Tulang
Tepung tulang terdiri atas kalsium, fosfor, protein, dan lemak.
Ketersediaan kalsium dan fosfor dalam tulang sebanding dengan sumber mineral
lainnya, yaitu dikalsium fosfat dan defluorinated fosfat. Komposisi kimia tepung
tulang bervariasi tergantung pada bahan mentah dan proses pengolahannya.
Keunggulan tepung tulang sebagai sumber mineral dibandingkan dengan sumber
Universitas Sumatera Utara
10
mineral lain di mana kandungan plour berada dalam keadaan aman
(Retnani, 2011).
Tepung tulang yang baik memiliki ciri-ciri tidak berbau, kadar air
maksimal 5%, berwarna keputih-putihan, tingkat kehalusan 80 saringan, bebas
bakteri serta penyakit, dan kadar tepungnya mencapai 94%. Kandungan kalsium
yang terdapat pada tepung tulang di pasaran umumnya adalah 19-26% dan fosfor
8-12%. Kalsium dan fosfor merupakan unsur yang diperlukan tubuh dalam jumlah
yang sedikit. Walau tubuh hanya memerlukan sedikit kalsium dan fosfor, namun
pada kenyataanya mahluk hidup tidak mampu memenuhi kedua unsur tersebut
hanya dari asupan makanan sehingga sering terjadi kekurangan (Rasidi, 1999).
Tabel 2. SNI tepung tulang
Karakteristik
Mutu I (%)
Kadar air (maks)
8
Kadar lemak
3
Kadar kalsium (min)
20
Kadar pospat (P 2 O 5 ) (min)
20
Kadar fosfor (P) (min)
8
Kehalusan saringan 25 (min)
90
Kadar pasir/silika (maks)
1
Sumber: Standar Nasional Indonesia (1992)
Syarat
Mutu II (%)
8
6
30
20
8
90
1
Pengeringan
Pengeringan merupakan metode pengawetan dengan cara pengurangan
kadar air dari bahan pangan sehingga daya simpan menjadi lebih panjang.
Perpanjangan daya simpan terjadi karena aktifitas mikroorganisme dan enzim
menurun sebagai akibat dari air yang dibutuhkan untuk aktifitasnya tidak cukup.
Pemilihan jenis alat pengering ditentukan oleh bentuk bahan, sifat bahan, sifat
produk, dan harga produk. Pemilihan jenis pengeringan yang sesuai untuk suatu
Universitas Sumatera Utara
11
produk pangan ditentukan oleh kualitas produk akhir yang diinginkan, sifat bahan
pangan yang dikeringkan, dan biaya produksi atau pertimbangan ekonomi
Beberapa jenis pengeringan telah digunakan secara komersial dan jenis
pengeringan tertentu cocok untuk suatu produk pangan tertentu, tetapi belum tentu
cocok untuk produk pangan yang lain.
1.
Penjemuran (Sun Drying)
Metode pengeringan ini menggunakan radiasi sinar matahari. Penjemuran
merupakan pengeringan tradisional yang tidak memerlukan peralatan khusus
dan biaya operasional murah. Sayangnya, proses penjemuran ini bergantung
pada cuaca. Biasanya produk yang dikeringkan dengan penjemuran
mempunyai kadar air yang masih tinggi seperti pada buah-buahan kering
dengan kadar air 15-20% sehingga mempunyai umur simpan yang terbatas.
2.
Pengeringan Udara Panas (Hot-air Drying)
Metode ini menggunakan udara panas yang dihembuskan. Peralatan
pengering udara panas terdiri dari pembakar gas yang menghasilkan udara
panas. Udara panas tersebut dialirkan ke bagian atas alat. Produk pangan yang
dikeringkan diletakkan pada rak yang tersusun dalam alat pengering.
3.
Pengeringan Kabinet (Cabinet Drying)
Metode ini menggunakan alat pengering untuk sistem batch dengan proses
pengeringan dilakukan pada suhu yang konstan. Pada alat ini kelembaban
udara dapat mengalami penurunan. Alat pengering ini biasa digunakan untuk
pengembangan produk baru sebelum diproduksi skala besar.
Universitas Sumatera Utara
12
4.
Pengeringan Terowongan (Tunnel Drying)
Peralatan ini mirip dengan pengering kabinet, tetapi pengoperasiannya besifat
kontinyu. Produk yang dikeringkan diletakkan dalam rak-rak yang berjalan
(conveyor). Ke dalam terowongan ini dihembuskan udara panas. Pengering
terowongan mengeringkan produk secara cepat, produk yang dihasilkan
seragam, tanpa menyebabkan kerusakan produk sehingga cocok digunakan
untuk mengeringkan buah-buahan.
5.
Pengeringan Ban Berjalan (Conveyor Drying)
Proses pengeringan dapat diatur dengan membagi sistem pengeringan
menjadi beberapa bagian. Kelembaban, kecepatan aliran, dan suhu tiap
bagian dapat diatur. Metode pengeringan ini sangat sesuai untuk
mengeringkan bahan pangan dengan jumlah besar atau suatu komoditas,
tetapi tidak cocok untuk mengeringkan bahan pangan dengan kondisi
pengeringan yang harus diubah secara berkala.
6.
Pengeringan Semprot (Spray Drying)
Pada proses pengeringan semprot, cairan disemprotkan melalui nozel pada
udara panas. Butiran halus cairan secara cepat mengering menghasilkan
produk kering yang bersifat bubuk. Proses pengeringan dengan pengering
semprot banyak digunakan untuk menghasilkan susu bubuk dan bubuk buah.
7.
Pengeringan Beku (Freeze Drying)
Pengeringan beku digunakan untuk berbagai produk yang memerlukan
bentuk yang utuh atau tidak berubah setelah pengeringan seperti buah kering.
Hal yang harus diperhatikan untuk produk kering beku ini adalah karena
sifatnya yang porous dan mudah menyerap air, kondisi pengemasan harus
Universitas Sumatera Utara
13
khusus yang memungkinkan transmisi uap air lewat bahan pengemas pada
tingkat yang serendah mungkin dan pengemasannya dalam kondisi vakum
(Estiasih dan Ahmadi, 2009).
Penggilingan
Penggilingan bertujuan untuk menggerus atau menghancurkan bahan hasil
pertanian supaya ukurannya menjadi lebih kecil dibanding ukuran semula,
sehingga memudahkan penggunaan dan pengolahan sesuai dengan yang
diinginkan. Selain itu, penggilingan juga bertujuan menghaluskan dan
mengecilkan bentuk hasil yang berguna untuk memperbaiki daya cerna, kelezatan,
daya campur, daya simpan, dan dapat menghilangkan benda asing yang terdapat
dalam bahan, serta kemungkinan bahan yang terbuang menjadi lebih kecil.
Pengecilan ukuran secara tradisional dilakukan dengan cara menumbuk bahan
yang diletakkan dalam lumpang menggunakan lesung yang terbuat dari batu
maupun kayu. Penggilingan secara mekanis dilakukan dengan menggunakan alat
maupun mesin yang digerakkan oleh motor bakar, motor listrik, maupun tenaga
manusia (Pratomo dan Irwanto, 1983).
Jenis-jenis mesin giling yang ada sampai saat ini untuk memperkecil
bentuk dan ukuran bahan baku pakan ternak adalah hammer mill, burr mill, roller
mill, dan combination mill.
a.
Hammer Mill
Hammer mill merupakan salah satu alat penghancur biji-bijian dan hijauan
pakan. Pemakaian hammer mill biasa pada peternakan komersial maupun
peternakan tradisional. Dinamakan hammer mill karena mempunyai alat
Universitas Sumatera Utara
14
utama untuk menggiling berupa palu (hammer). Prinsip kerja mesin tersebut
adalah bahan dipukul memakai palu, kemudian disaring sesuai ukuran yang
dikehendaki. Bagian-bagian hammer mill yaitu hopper, dust collector
(pengumpul debu), palu, magnet, die (lubang saringan), exhaust fan (kipas
pembuangan), lubang pengeluaran, dan slope.
b.
Burr Mill
Sebutan lain untuk burr mill adalah attration mill (mesin dengan alat
penggerus), plate mill (mesin dengan kerja lempengan), atau disc mill (mesin
dengan kerja piringan). Komponen utama mesin giling tersebut terdiri atas
hopper (tempat pemasukan bahan), plate atau disc (pelat atau lempengan
untuk mengecilkan ukuran partikel bahan), dan tempat pengeluaran produk.
Cara kerja burr mill yaitu bahan masuk melalui loading (hopper). Kedua
pelat berputar dan saling bergesekan sehingga memecah bahan. Bahan
kemudian keluar melalui tempat pengeluaran. Proses kerja yang terjadi
selama burr mill bekerja terdiri atas cutting, crushing, dan shearing.
c.
Roller Mill
Roller mill digunakan dalam pengolahan pakan untuk crimping atau
menghancurkan biji-bijian. Roller mill ganda terdiri atas dua gulungan
berputar dalam arah yang berlawanan dengan kecepatan yang sama. Roll
biasanya bergelombang atau bergerigi. Sebelum bahan dimasukkan ke dalam
hopper, mesin harus dihidupkan terlebih dahulu. Bahan akan digiling hingga
halus dengan gerak gesek dua rol. Setelah menjadi halus, bahan keluar
melalui tempat pengeluaran. Selama bekerja, roller mill melangsungkan
Universitas Sumatera Utara
15
proses grinding, reducing, rolling, crushing, cracking, crimping, crumbling,
flacking, steaming, shearing, dan cutting.
d.
Combination Mill
Combination
mill
mengkombinasikan
kerja
beberapa
mesin
giling.
Contohnya kombinasi crusher mill - hammer mill, crusher mill - burr mill,
crusher mill - roller mill, dan hammer mill – roller mill
(Retnani, 2011).
Elemen Mesin
Motor Bakar
Motor bensin bekerja dengan gerakan torak bolak balik (bergerak naik
turun pada motor tegak). Motor bensin bekerja menurut prinsip empat langkah
dan dua langkah. Daya motor dapat dipertinggi dengan memperbesar volume
langkahnya.
Kemungkinan
untuk
mempertinggi
daya
spesifik
adalah
mempertinggi tekanan efektif rata-rata dan mempertinggi frekuensi putar.
Beberapa metode untuk memperbaiki kedua faktor tadi adalah dengan
memperbaiki pengisian silinder, mempertinggi perbandingan pemampatan,
pengubahan pelayanan katup dan waktu, dan mengoptimumkan bagian-bagian
yang bergerak dan berputar (Arends dan Berenschot, 1980).
Puli
Puli (pulley) sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Puli kayu tidak
banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan puli dari paduan
aluminium. Puli sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (di
Universitas Sumatera Utara
16
atas 35 m/det). Pada sabuk terbuka, puli sabuk yang digerakkan harus cembung.
Sabuk selalu mencari titik tertinggi pada puli, sehingga ketidaktelitian kecil yang
mungkin ada ketika memasang, dapat diatasi secara dini dengan membuat puli
yang digerakkan sedikit cembung. Roda transmisi beralur untuk sabuk V dibuat
dari besi tuang, baja tuang, atau baja cetak (Stolk dan Kros, 1981).
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran
transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda
transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………………………...............(1)
dimana S = kecepatan putar puli (rpm)
D = diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi
langsung dengan pasangan roda gigi. Dalam demikian, cara transmisi putaran dan
daya lain yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan sebuah sabuk atau
rantai yang dibelitkan di sekeliling puli atau sproket pada poros. Jika pada suatu
konstruksi mesin putaran puli penggerak dinyatakan N1 dengan diameter dp dan
puli yang digerakkan N2 dan diameter Dp, maka perbandingan putaran dinyatakan
dengan persamaan sebagai berikut.
N1
N2
=
dp
Dp
..................................................................................................(2)
(Roth, et.al, 1982).
Universitas Sumatera Utara
17
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara horizontal dan
vertikal. Cara horizontal yaitu pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara
mendatar di mana pasangan puli terletak pada sumbu mendatar. Cara vertikal
yaitu pemasangan puli dilakukan dengan tegak di mana letak pasangan puli adalah
pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian
mekanisme serta penurunan umur sabuk (Mabie and Ocvirk, 1967).
Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk
V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang
sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian
dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena
pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada
tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulang sabuk V
dibandingkan dengan sabuk rata. Transmisi sabuk V hanya dapat menghubungkan
poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan
transmisi roda gigi atau rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tak bersuara.
Untuk mempertinggi daya yang ditransmisikan, dapat dipakai beberapa sabuk V
yang dipasang sebelah-menyebelah (Sularso dan Suga, 2004).
Apabila pemindahan daya menggunakan dua roda transisi, maka hubungan
antara jarak kedua titik pusat sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat
ditentukan dengan rumus
L = 2C + 1,57 + (D + d) +
(D - d)
4C
2
..........................................................(3)
Universitas Sumatera Utara
18
dimana
L
= panjang efektif sabuk (mm)
C
= jarak antara kedua sumbu roda transmisi (mm)
D
= diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm)
d
= diameter luar efektif transmisi yang kecil (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Ayakan (Mesh)
Mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam satu inci persegi (square
inch), sementara jika dinyatakan dalam mm maka angka yang ditunjukkan
merupakan besar material yang diayak. Proses pengayakan pada pembuatan
tepung sangat penting, karena menentukan ukuran partikel tepung yang
dihasilkan. Pengayakan merupakan suatu metode pemisahan berbagai campuran
partikel padat sehingga didapat ukuran partikel yang seragam serta terbebas dari
kontaminan yang memiliki ukuran yang berbeda dengan menggunakan alat
pengayakan (Ailani, 2014).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin menerusakan tenaga bersama-sama dengan putaran utama
dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Hal-hal yang perlu diperhatikan
di dalam merencanakan sebuah poros adalah kekuatan poros, kekakuan poros,
putaran kritis, dan korosi. Secara umum, untuk poros dengan diameter 3-3,5 inci,
digunakan bahan yang dibuat dengan pengerjaan dingin, yaitu baja karbon. Dan
bila yang dibutuhkan untuk mampu menahan beban kejut, kekerasan, dan
Universitas Sumatera Utara
19
tegangan yang besar, maka dipakai bahan baja paduan yang biasa dikenal sebagai
bahan komersial (Achmad, 2006).
Bantalan
Tempat sebuah poros ditumpu, dinamakan tap poros atau leher poros,
elemen yang menumpu dinamakan bantalan. Bantalan ini dapat dipasang di dalam
mesin di mana poros termasuk atau dalam suatu elemen terpisah yang
difondasikan yang dinamakan blok bantalan, blok atau dengan singkat bantalan.
Dalam bantalan umumnya bekerja gaya-reaksi. Apabila gaya reaksi ini jauh lebih
banyak mengarah tegak lurus pada garis sumbu poros, bantalan dinamakan
bantalan radial. Kalau gaya reaksi itu jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis
sumbu, namanya ialah bantalan aksial (Stolk dan Kros, 1981).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan
alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk per satuan waktu (jam). Dari
satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per
jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas
kerja menjadi ha.jam/kW, kg.jam/kW, lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat
ditulis sebagai berikut.
produk yang diolah
Kapasitas alat =
waktu
........................................................(4)
(Daywin, dkk, 2008).
Universitas Sumatera Utara
20
Rendemen merupakan presentase perbandingan antara berat bagian bahan
yang dimanfaatkan dengan berat total bahan. Nilai rendemen ini berguna untuk
mengetahui berapa banyak bahan yang bisa digunakan. Apabila nilai rendemen
suatu produk atau bahan semakin tinggi, maka akan lebih banyak yang bisa
digunakan. Rumus yang digunakan untuk menghitung rendemen tepung tulang
ikan yaitu
Rendemen =
berat bahan terolah
berat awal bahan
× 100% ...............................................(5)
Dengan demikian, berat bahan tidak terolah dapat dihitung dengan mengurangi
berat awal bahan dengan dengan berat bahan terolah. Persentase bahan tidak
terolah dihitung dengan rumus
Bahan tidak terolah =
berat bahan tidak terolah
berat awal bahan
× 100% ........................(6)
(AOAC, 2005).
Persentase bahan yang tertinggal di alat adalah banyaknya bahan yang tidak
dapat keluar dari alat secara otomatis setelah saluran pengeluaran bahan dibuka
setelah proses pengolahan selesai dilakukan. Bahan yang tidak dapat keluar dari
mesin pengolahan membutuhkan tenaga operator untuk mengeluarkannya secara
manual. Hal ini menyebabkan efisiensi pengolahan dan biaya produksi meningkat
untuk upah operator (Nugroho, dkk, 2012).
Kapasitas pengirisan ialah kemampuan suatu alat pengirisan di dalam
mengiris suatu bahan dengan proses yang lebih singkat. Adapun cara untuk
memperbesar atau memperkecil kapasitas pengirisan yaitu dengan mengubah
jumlah mata pisau, RPM alat pengirisan, atau merubah tebal irisannya. Perubahan
Universitas Sumatera Utara
21
paling mudah dilakukan dengan memperbesar atau memperkecil kapasitas tanpa
merubah tebal irisan adalah dengan merubah RPM yakni dengan menambahkan
transmisi, baik dengan pulley atau sproket dan rantai (Wiraatmadja, 1995).
Analisis Korelasi
Analisis korelasi adalah metode statistika yang digunakan untuk
menentukan kuatnya atau derajat hubungan linier antara dua variabel atau lebih.
Semakin nyata hubungan linier (garis lurus), maka semakin kuat atau tinggi
derajat hubungan garis lurus antara kedua variabel atau lebih. Ukuran untuk
derajat hubungan garis lurus ini dinamakan koefisien korelasi. Korelasi
dilambangkan dengan r dengan ketentuan nilai r tidak lebih dari harga (-1 ≤ r ≤ 1).
Apabila nilai r = -1 artinya korelasi negatif sempurna, r = 0 artinya tidak ada
korelasi, dan r = 1 artinya korelasinya sangat kuat.
Tabel 3. Interpretasi koefisien korelasi nilai r
Interval Koefisien
Tingkat Hubungan
0,800 – 1,000
Sangat Kuat
0,600 – 0,799
Kuat
0,400 – 0,599
Cukup Kuat
0,200 – 0,399
Lemah
0,000 – 0,199
Sangat Lemah
(Muinah, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Anatomi dan Komposisi Tulang
Tulang atau yang lazim disebut kerangka pada dasarnya adalah penopang
tubuh pada hewan vertebrata. Tanpa tulang, ternak tidak mampu berdiri secara
tegak. Tulang pada ternak mulai terbentuk sejak ternak masih berada dalam
kandungan induknya dan berlangsung terus sampai dekade kedua dalam susunan
yang teratur. Secara umum, tulang yang dimiliki ternak memiliki kemiripan
dengan tulang yang dimiliki manusia. Bentuk dasar anatomis pada tulang terdiri
dari tulang spons, garis epifisis, pembuluh darah, sumsum tulang kuning,
periosteum, dan tulang rawan artikular (Said, 2014).
Berdasarkan komposisinya, tulang merupakan jaringan ikat padat yang
tersusun atas zat organik dan zat anorganik. Zat organik pada tulang berada dalam
bentuk matriks tulang berupa protein. Sebanyak 90-96% dari protein yang
menyusun tulang adalah kolagen tipe T. Kolagen tipe T dan protein lainnya
merupakan bagian kecil pada matriks. Zat anorganik yang menyusun tulang
berupa kristal hidroksapatit yaitu Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , Na+, Mg2+, CO 3 2-, dan F-.
Hidroksapatit merupakan faktor yang menentukan kekuatan tulang. Dari
komposisi unsur kalsium yang ada pada tubuh, maka sebanyak 99% ion Ca2+
terdapat pada tulang. Komponen tulang selalu berada dalam kondisi dynamic
equilibrium atau lebih dikenal dengan istilah peristiwa tukar ganti. Proses
pembentukan tulang melibatkan proses osteoklas dan osteoblas. Osteoklas adalah
proses reabsorbsi tulang atau yang lazim disebut sebagai demineralisasi,
sedangkan osteoblas merupakan proses sintesis matriks baru (Said, 2014).
5
Universitas Sumatera Utara
6
Tulang terdiri dari 69% kalsium fosfat, 21% kolagen, 9% air, dan 1 %
penyusun lainnya. Tulang memiliki sifat komposit yang terdiri dari keramik dan
polimer (kolagen), dengan hirarki kompleks yang tidak mungkin untuk ditiru dan
memberikan sifat mekanik yang unggul. Ada banyak penelitian yang dilakukan
terhadap bahan komposit pengganti tulang, terutama hidroksapatit dan polimer.
Hidroksapatit
memiliki
sifat
yang
sangat
baik
seperti
bioaktivitas,
biokompabilitas, tidak beracun, dan osteokonduktivitas, namun memiliki
kekerasan yang rendah (Yildirim, 2004).
Limbah Tulang
Keberadaan limbah ternak di Indonesia cukup tinggi, salah satu di
antaranya adalah tulang ternak. Hal ini diakibatkan oleh tingginya total konsumsi
daging sapi, ayam, dan babi di Indonesia yang mencapai 3572 hingga 4092
kg/kapita/tahun pada tahun 2009 dan 2010 (Badan Pusat Statistik, 2011).
Tabel 1. Perkiraan potensi limbah ternak berasal dari tulang
Ternak
Bobot karkas (kg)
Sapi potong
150
Ayam broiler
2
Babi turopolje (Kroasia)
80
Sumber: Yurleni (2013)
Tulang (%)
13
17-25
12-13
Sapi merupakan hewan ternak yang dimanfaatkan untuk menghasilkan
daging dan susu. Hasil pemotongan sapi akan menghasilkan produk utama berupa
daging, sedangkan tulangnya merupakan bagian yang belum dimanfaatkan secara
optimal dan ekonomis. Dari pemotongan satu ekor sapi dengan berat 500-700 kg,
akan menghasilkan tulang yang beratnya mencapai 50 kg. Jika tidak diolah maka
akan berpotensi menganggu lingkungan (Muarifin, 2008).
Universitas Sumatera Utara
7
Di Indonesia, limbah tulang ternak utamanya tulang sapi, telah
dimanfaatkan melalui pengolahan khusus untuk menjadi berbagai macam
souvenir/cinderamata yang cukup tinggi diminati baik oleh wisatawan domestik
maupun mancanegara. Bagi sebagian kecil petani, tulang sapi ini seringkali diolah
menjadi pupuk yang mampu untuk menyuburkan tanaman dan mensuplai
kebutuhan bahan organik. Limbah tulang ternak juga dapat dibuat menjadi tepung
tulang untuk campuran makanan ternak sebagai sumber kalsium dan fosfor
(Rugayah, 2014).
Pemanfaatan limbah tulang saat ini masih diarahkan sebagai bahan baku
tepung tulang untuk pakan ternak. Jumlah ternak sapi yang disembelih di RPH
Tamangapa dalam setiap harinya rata-rata mencapai 60 ekor dengan berat ratarata 100 kg. Bila diasumsikan jumlah tulang yang dihasilkan dari penyembelihan
seekor ternak adalah 16,6% dari berat badan hidup, maka dalam setiap bulannya
RPH menghasilkan limbah tulang sebesar 60 ekor × 100 kg × 16,6% × 30 hari =
29880 kg atau ekuivalen dengan 29,9 ton/bulan (Said, 2014).
Industri pengolahan di Amerika Utara memproses hampir 25 juta ton
limbah hewan per tahun. Sementara di Eropa memproses sekitar 15 juta ton.
Argentina, Australia, Brazil, dan New Zealand memproduksi 10 juta ton limbah
hewan per tahun. Total biaya untuk menyelesaikan proses ini di seluruh dunia
diperkirakan antara 6 hingga 8 miliar Dollar per tahun. Sekitar 1,5 juta ton meat
bone meal dan pakan ternak digunakan di industri pakan ternak Amerika Serikat
tiap tahun. Selama proses pemotongan, antara 33-43% berat hewan hidup
terbuang yang terdiri dari potongan lemak, daging jeroan, tulang, darah, dan bulu.
Universitas Sumatera Utara
8
Bagian-bagian tersebut
dikumpulkan dan diproses oleh
industri untuk
memproduksi lemak dan protein kualitas tinggi. Tanpa industri ini, jumlah
keseluruhan dari limbah hewan yang tidak terproses akan mengganggu industri
daging dan menimbulkan potensi bahaya yang serius bagi kesehatan hewan dan
manusia (Hamilton, 2007).
Tepung Tulang
Tepung tulang merupakan salah satu bahan baku pembuatan pakan ternak
yang terbuat dari tulang hewan. Tulang yang akan dijadikan tepung haruslah
tulang yang berasal dari hewan ternak dewasa dan biasanya berasal dari tulang
hewan berkaki empat seperti tulang sapi, kerbau, babi, domba, kambing, dan
kuda. Tepung tulang dijadikan sebagai salah satu bahan dasar pembuatan pakan
karena mengandung mineral makro yakni kalsium dan fosfor serta mineral mikro
lainnya. Kalsium dan fosfor sangat diperlukan oleh hewan karena memiliki
peranan dalam pembentukan tulang dan kegiatan metabolisme tubuh. Fungsi
mineral bagi hewan ternak antara lain menjaga keseimbangan asam basa dalam
cairan tubuh, sebagai khelat, sebagai zat pembentuk kerangka tubuh, sebagai
bagian aktif dalam struktur protein, sebagai bagian dari asam amino, sebagai
bagian penting dalam tekanan osmotik sel pendukung aktivitas enzim, dan
membantu mekanisme transportasi dalam tubuh (Murtidjo, 2001).
Kekurangan kalsium dan fosfor sangat berpengaruh bagi kegiatan
metabolisme dan mampu menimbulkan dampak buruk karena kedua unsur
tersebut bersifat esensial. Pakan ternak biasa tidak dapat memenuhi kebutuhan
tubuh akan kalsium dan fosfor, sehingga ternak perlu diberikan tambahan
Universitas Sumatera Utara
9
suplemen atau pakan tambahan yang merupakan sumber kalsium dan fosfor.
Pakan tambahan yang dapat dijadikan sumber kalsium dan fosfor salah satunya
adalah tepung tulang (Rasidi, 1999).
Sumber protein utama yang digunakan oleh industri pakan ikan adalah
tepung ikan. Tepung ikan (TI) memiliki kandungan protein yang tinggi yaitu
berkisar antara 50-70% dan merupakan sumber mineral penting terutama kalsium
dan fosfor. Dengan harga tepung ikan yang terus meningkat, maka harga pakan
yang menggunakan tepung ikan sebagai komponen utama akan naik sehinggga
akan meningkatkan biaya produksi dalam budi daya. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah tersebut adalah dengan menggunakan bahan baku pengganti
(subsitusi) yang tersedia dalam jumlah banyak dan kontinyu serta memiliki harga
yang relatif murah. Selain itu, kualitasnya diharapkan mendekati kualitas tepung
ikan. Salah satu bahan alternatif tersebut adalah tepung daging dan tulang (TDT).
Harga bahan baku TDT dalam bentuk pasta adalah Rp 2.000/kg. Sedangkan untuk
harga TDT berkisar Rp 4.000/kg - Rp 5.000/kg. Harga tersebut cukup murah bila
dibandingkan dengan tepung ikan (Abdiguna, dkk, 2013).
Karakteristik Tepung Tulang
Tepung tulang terdiri atas kalsium, fosfor, protein, dan lemak.
Ketersediaan kalsium dan fosfor dalam tulang sebanding dengan sumber mineral
lainnya, yaitu dikalsium fosfat dan defluorinated fosfat. Komposisi kimia tepung
tulang bervariasi tergantung pada bahan mentah dan proses pengolahannya.
Keunggulan tepung tulang sebagai sumber mineral dibandingkan dengan sumber
Universitas Sumatera Utara
10
mineral lain di mana kandungan plour berada dalam keadaan aman
(Retnani, 2011).
Tepung tulang yang baik memiliki ciri-ciri tidak berbau, kadar air
maksimal 5%, berwarna keputih-putihan, tingkat kehalusan 80 saringan, bebas
bakteri serta penyakit, dan kadar tepungnya mencapai 94%. Kandungan kalsium
yang terdapat pada tepung tulang di pasaran umumnya adalah 19-26% dan fosfor
8-12%. Kalsium dan fosfor merupakan unsur yang diperlukan tubuh dalam jumlah
yang sedikit. Walau tubuh hanya memerlukan sedikit kalsium dan fosfor, namun
pada kenyataanya mahluk hidup tidak mampu memenuhi kedua unsur tersebut
hanya dari asupan makanan sehingga sering terjadi kekurangan (Rasidi, 1999).
Tabel 2. SNI tepung tulang
Karakteristik
Mutu I (%)
Kadar air (maks)
8
Kadar lemak
3
Kadar kalsium (min)
20
Kadar pospat (P 2 O 5 ) (min)
20
Kadar fosfor (P) (min)
8
Kehalusan saringan 25 (min)
90
Kadar pasir/silika (maks)
1
Sumber: Standar Nasional Indonesia (1992)
Syarat
Mutu II (%)
8
6
30
20
8
90
1
Pengeringan
Pengeringan merupakan metode pengawetan dengan cara pengurangan
kadar air dari bahan pangan sehingga daya simpan menjadi lebih panjang.
Perpanjangan daya simpan terjadi karena aktifitas mikroorganisme dan enzim
menurun sebagai akibat dari air yang dibutuhkan untuk aktifitasnya tidak cukup.
Pemilihan jenis alat pengering ditentukan oleh bentuk bahan, sifat bahan, sifat
produk, dan harga produk. Pemilihan jenis pengeringan yang sesuai untuk suatu
Universitas Sumatera Utara
11
produk pangan ditentukan oleh kualitas produk akhir yang diinginkan, sifat bahan
pangan yang dikeringkan, dan biaya produksi atau pertimbangan ekonomi
Beberapa jenis pengeringan telah digunakan secara komersial dan jenis
pengeringan tertentu cocok untuk suatu produk pangan tertentu, tetapi belum tentu
cocok untuk produk pangan yang lain.
1.
Penjemuran (Sun Drying)
Metode pengeringan ini menggunakan radiasi sinar matahari. Penjemuran
merupakan pengeringan tradisional yang tidak memerlukan peralatan khusus
dan biaya operasional murah. Sayangnya, proses penjemuran ini bergantung
pada cuaca. Biasanya produk yang dikeringkan dengan penjemuran
mempunyai kadar air yang masih tinggi seperti pada buah-buahan kering
dengan kadar air 15-20% sehingga mempunyai umur simpan yang terbatas.
2.
Pengeringan Udara Panas (Hot-air Drying)
Metode ini menggunakan udara panas yang dihembuskan. Peralatan
pengering udara panas terdiri dari pembakar gas yang menghasilkan udara
panas. Udara panas tersebut dialirkan ke bagian atas alat. Produk pangan yang
dikeringkan diletakkan pada rak yang tersusun dalam alat pengering.
3.
Pengeringan Kabinet (Cabinet Drying)
Metode ini menggunakan alat pengering untuk sistem batch dengan proses
pengeringan dilakukan pada suhu yang konstan. Pada alat ini kelembaban
udara dapat mengalami penurunan. Alat pengering ini biasa digunakan untuk
pengembangan produk baru sebelum diproduksi skala besar.
Universitas Sumatera Utara
12
4.
Pengeringan Terowongan (Tunnel Drying)
Peralatan ini mirip dengan pengering kabinet, tetapi pengoperasiannya besifat
kontinyu. Produk yang dikeringkan diletakkan dalam rak-rak yang berjalan
(conveyor). Ke dalam terowongan ini dihembuskan udara panas. Pengering
terowongan mengeringkan produk secara cepat, produk yang dihasilkan
seragam, tanpa menyebabkan kerusakan produk sehingga cocok digunakan
untuk mengeringkan buah-buahan.
5.
Pengeringan Ban Berjalan (Conveyor Drying)
Proses pengeringan dapat diatur dengan membagi sistem pengeringan
menjadi beberapa bagian. Kelembaban, kecepatan aliran, dan suhu tiap
bagian dapat diatur. Metode pengeringan ini sangat sesuai untuk
mengeringkan bahan pangan dengan jumlah besar atau suatu komoditas,
tetapi tidak cocok untuk mengeringkan bahan pangan dengan kondisi
pengeringan yang harus diubah secara berkala.
6.
Pengeringan Semprot (Spray Drying)
Pada proses pengeringan semprot, cairan disemprotkan melalui nozel pada
udara panas. Butiran halus cairan secara cepat mengering menghasilkan
produk kering yang bersifat bubuk. Proses pengeringan dengan pengering
semprot banyak digunakan untuk menghasilkan susu bubuk dan bubuk buah.
7.
Pengeringan Beku (Freeze Drying)
Pengeringan beku digunakan untuk berbagai produk yang memerlukan
bentuk yang utuh atau tidak berubah setelah pengeringan seperti buah kering.
Hal yang harus diperhatikan untuk produk kering beku ini adalah karena
sifatnya yang porous dan mudah menyerap air, kondisi pengemasan harus
Universitas Sumatera Utara
13
khusus yang memungkinkan transmisi uap air lewat bahan pengemas pada
tingkat yang serendah mungkin dan pengemasannya dalam kondisi vakum
(Estiasih dan Ahmadi, 2009).
Penggilingan
Penggilingan bertujuan untuk menggerus atau menghancurkan bahan hasil
pertanian supaya ukurannya menjadi lebih kecil dibanding ukuran semula,
sehingga memudahkan penggunaan dan pengolahan sesuai dengan yang
diinginkan. Selain itu, penggilingan juga bertujuan menghaluskan dan
mengecilkan bentuk hasil yang berguna untuk memperbaiki daya cerna, kelezatan,
daya campur, daya simpan, dan dapat menghilangkan benda asing yang terdapat
dalam bahan, serta kemungkinan bahan yang terbuang menjadi lebih kecil.
Pengecilan ukuran secara tradisional dilakukan dengan cara menumbuk bahan
yang diletakkan dalam lumpang menggunakan lesung yang terbuat dari batu
maupun kayu. Penggilingan secara mekanis dilakukan dengan menggunakan alat
maupun mesin yang digerakkan oleh motor bakar, motor listrik, maupun tenaga
manusia (Pratomo dan Irwanto, 1983).
Jenis-jenis mesin giling yang ada sampai saat ini untuk memperkecil
bentuk dan ukuran bahan baku pakan ternak adalah hammer mill, burr mill, roller
mill, dan combination mill.
a.
Hammer Mill
Hammer mill merupakan salah satu alat penghancur biji-bijian dan hijauan
pakan. Pemakaian hammer mill biasa pada peternakan komersial maupun
peternakan tradisional. Dinamakan hammer mill karena mempunyai alat
Universitas Sumatera Utara
14
utama untuk menggiling berupa palu (hammer). Prinsip kerja mesin tersebut
adalah bahan dipukul memakai palu, kemudian disaring sesuai ukuran yang
dikehendaki. Bagian-bagian hammer mill yaitu hopper, dust collector
(pengumpul debu), palu, magnet, die (lubang saringan), exhaust fan (kipas
pembuangan), lubang pengeluaran, dan slope.
b.
Burr Mill
Sebutan lain untuk burr mill adalah attration mill (mesin dengan alat
penggerus), plate mill (mesin dengan kerja lempengan), atau disc mill (mesin
dengan kerja piringan). Komponen utama mesin giling tersebut terdiri atas
hopper (tempat pemasukan bahan), plate atau disc (pelat atau lempengan
untuk mengecilkan ukuran partikel bahan), dan tempat pengeluaran produk.
Cara kerja burr mill yaitu bahan masuk melalui loading (hopper). Kedua
pelat berputar dan saling bergesekan sehingga memecah bahan. Bahan
kemudian keluar melalui tempat pengeluaran. Proses kerja yang terjadi
selama burr mill bekerja terdiri atas cutting, crushing, dan shearing.
c.
Roller Mill
Roller mill digunakan dalam pengolahan pakan untuk crimping atau
menghancurkan biji-bijian. Roller mill ganda terdiri atas dua gulungan
berputar dalam arah yang berlawanan dengan kecepatan yang sama. Roll
biasanya bergelombang atau bergerigi. Sebelum bahan dimasukkan ke dalam
hopper, mesin harus dihidupkan terlebih dahulu. Bahan akan digiling hingga
halus dengan gerak gesek dua rol. Setelah menjadi halus, bahan keluar
melalui tempat pengeluaran. Selama bekerja, roller mill melangsungkan
Universitas Sumatera Utara
15
proses grinding, reducing, rolling, crushing, cracking, crimping, crumbling,
flacking, steaming, shearing, dan cutting.
d.
Combination Mill
Combination
mill
mengkombinasikan
kerja
beberapa
mesin
giling.
Contohnya kombinasi crusher mill - hammer mill, crusher mill - burr mill,
crusher mill - roller mill, dan hammer mill – roller mill
(Retnani, 2011).
Elemen Mesin
Motor Bakar
Motor bensin bekerja dengan gerakan torak bolak balik (bergerak naik
turun pada motor tegak). Motor bensin bekerja menurut prinsip empat langkah
dan dua langkah. Daya motor dapat dipertinggi dengan memperbesar volume
langkahnya.
Kemungkinan
untuk
mempertinggi
daya
spesifik
adalah
mempertinggi tekanan efektif rata-rata dan mempertinggi frekuensi putar.
Beberapa metode untuk memperbaiki kedua faktor tadi adalah dengan
memperbaiki pengisian silinder, mempertinggi perbandingan pemampatan,
pengubahan pelayanan katup dan waktu, dan mengoptimumkan bagian-bagian
yang bergerak dan berputar (Arends dan Berenschot, 1980).
Puli
Puli (pulley) sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Puli kayu tidak
banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan puli dari paduan
aluminium. Puli sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (di
Universitas Sumatera Utara
16
atas 35 m/det). Pada sabuk terbuka, puli sabuk yang digerakkan harus cembung.
Sabuk selalu mencari titik tertinggi pada puli, sehingga ketidaktelitian kecil yang
mungkin ada ketika memasang, dapat diatasi secara dini dengan membuat puli
yang digerakkan sedikit cembung. Roda transmisi beralur untuk sabuk V dibuat
dari besi tuang, baja tuang, atau baja cetak (Stolk dan Kros, 1981).
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran
transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda
transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………………………...............(1)
dimana S = kecepatan putar puli (rpm)
D = diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi
langsung dengan pasangan roda gigi. Dalam demikian, cara transmisi putaran dan
daya lain yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan sebuah sabuk atau
rantai yang dibelitkan di sekeliling puli atau sproket pada poros. Jika pada suatu
konstruksi mesin putaran puli penggerak dinyatakan N1 dengan diameter dp dan
puli yang digerakkan N2 dan diameter Dp, maka perbandingan putaran dinyatakan
dengan persamaan sebagai berikut.
N1
N2
=
dp
Dp
..................................................................................................(2)
(Roth, et.al, 1982).
Universitas Sumatera Utara
17
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara horizontal dan
vertikal. Cara horizontal yaitu pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara
mendatar di mana pasangan puli terletak pada sumbu mendatar. Cara vertikal
yaitu pemasangan puli dilakukan dengan tegak di mana letak pasangan puli adalah
pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian
mekanisme serta penurunan umur sabuk (Mabie and Ocvirk, 1967).
Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk
V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang
sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian
dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena
pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada
tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulang sabuk V
dibandingkan dengan sabuk rata. Transmisi sabuk V hanya dapat menghubungkan
poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan
transmisi roda gigi atau rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tak bersuara.
Untuk mempertinggi daya yang ditransmisikan, dapat dipakai beberapa sabuk V
yang dipasang sebelah-menyebelah (Sularso dan Suga, 2004).
Apabila pemindahan daya menggunakan dua roda transisi, maka hubungan
antara jarak kedua titik pusat sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat
ditentukan dengan rumus
L = 2C + 1,57 + (D + d) +
(D - d)
4C
2
..........................................................(3)
Universitas Sumatera Utara
18
dimana
L
= panjang efektif sabuk (mm)
C
= jarak antara kedua sumbu roda transmisi (mm)
D
= diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm)
d
= diameter luar efektif transmisi yang kecil (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Ayakan (Mesh)
Mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam satu inci persegi (square
inch), sementara jika dinyatakan dalam mm maka angka yang ditunjukkan
merupakan besar material yang diayak. Proses pengayakan pada pembuatan
tepung sangat penting, karena menentukan ukuran partikel tepung yang
dihasilkan. Pengayakan merupakan suatu metode pemisahan berbagai campuran
partikel padat sehingga didapat ukuran partikel yang seragam serta terbebas dari
kontaminan yang memiliki ukuran yang berbeda dengan menggunakan alat
pengayakan (Ailani, 2014).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin menerusakan tenaga bersama-sama dengan putaran utama
dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Hal-hal yang perlu diperhatikan
di dalam merencanakan sebuah poros adalah kekuatan poros, kekakuan poros,
putaran kritis, dan korosi. Secara umum, untuk poros dengan diameter 3-3,5 inci,
digunakan bahan yang dibuat dengan pengerjaan dingin, yaitu baja karbon. Dan
bila yang dibutuhkan untuk mampu menahan beban kejut, kekerasan, dan
Universitas Sumatera Utara
19
tegangan yang besar, maka dipakai bahan baja paduan yang biasa dikenal sebagai
bahan komersial (Achmad, 2006).
Bantalan
Tempat sebuah poros ditumpu, dinamakan tap poros atau leher poros,
elemen yang menumpu dinamakan bantalan. Bantalan ini dapat dipasang di dalam
mesin di mana poros termasuk atau dalam suatu elemen terpisah yang
difondasikan yang dinamakan blok bantalan, blok atau dengan singkat bantalan.
Dalam bantalan umumnya bekerja gaya-reaksi. Apabila gaya reaksi ini jauh lebih
banyak mengarah tegak lurus pada garis sumbu poros, bantalan dinamakan
bantalan radial. Kalau gaya reaksi itu jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis
sumbu, namanya ialah bantalan aksial (Stolk dan Kros, 1981).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan
alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk per satuan waktu (jam). Dari
satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per
jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas
kerja menjadi ha.jam/kW, kg.jam/kW, lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat
ditulis sebagai berikut.
produk yang diolah
Kapasitas alat =
waktu
........................................................(4)
(Daywin, dkk, 2008).
Universitas Sumatera Utara
20
Rendemen merupakan presentase perbandingan antara berat bagian bahan
yang dimanfaatkan dengan berat total bahan. Nilai rendemen ini berguna untuk
mengetahui berapa banyak bahan yang bisa digunakan. Apabila nilai rendemen
suatu produk atau bahan semakin tinggi, maka akan lebih banyak yang bisa
digunakan. Rumus yang digunakan untuk menghitung rendemen tepung tulang
ikan yaitu
Rendemen =
berat bahan terolah
berat awal bahan
× 100% ...............................................(5)
Dengan demikian, berat bahan tidak terolah dapat dihitung dengan mengurangi
berat awal bahan dengan dengan berat bahan terolah. Persentase bahan tidak
terolah dihitung dengan rumus
Bahan tidak terolah =
berat bahan tidak terolah
berat awal bahan
× 100% ........................(6)
(AOAC, 2005).
Persentase bahan yang tertinggal di alat adalah banyaknya bahan yang tidak
dapat keluar dari alat secara otomatis setelah saluran pengeluaran bahan dibuka
setelah proses pengolahan selesai dilakukan. Bahan yang tidak dapat keluar dari
mesin pengolahan membutuhkan tenaga operator untuk mengeluarkannya secara
manual. Hal ini menyebabkan efisiensi pengolahan dan biaya produksi meningkat
untuk upah operator (Nugroho, dkk, 2012).
Kapasitas pengirisan ialah kemampuan suatu alat pengirisan di dalam
mengiris suatu bahan dengan proses yang lebih singkat. Adapun cara untuk
memperbesar atau memperkecil kapasitas pengirisan yaitu dengan mengubah
jumlah mata pisau, RPM alat pengirisan, atau merubah tebal irisannya. Perubahan
Universitas Sumatera Utara
21
paling mudah dilakukan dengan memperbesar atau memperkecil kapasitas tanpa
merubah tebal irisan adalah dengan merubah RPM yakni dengan menambahkan
transmisi, baik dengan pulley atau sproket dan rantai (Wiraatmadja, 1995).
Analisis Korelasi
Analisis korelasi adalah metode statistika yang digunakan untuk
menentukan kuatnya atau derajat hubungan linier antara dua variabel atau lebih.
Semakin nyata hubungan linier (garis lurus), maka semakin kuat atau tinggi
derajat hubungan garis lurus antara kedua variabel atau lebih. Ukuran untuk
derajat hubungan garis lurus ini dinamakan koefisien korelasi. Korelasi
dilambangkan dengan r dengan ketentuan nilai r tidak lebih dari harga (-1 ≤ r ≤ 1).
Apabila nilai r = -1 artinya korelasi negatif sempurna, r = 0 artinya tidak ada
korelasi, dan r = 1 artinya korelasinya sangat kuat.
Tabel 3. Interpretasi koefisien korelasi nilai r
Interval Koefisien
Tingkat Hubungan
0,800 – 1,000
Sangat Kuat
0,600 – 0,799
Kuat
0,400 – 0,599
Cukup Kuat
0,200 – 0,399
Lemah
0,000 – 0,199
Sangat Lemah
(Muinah, 2011).
Universitas Sumatera Utara