Uji Berbagai Tingkat Kecepatan Putaran Terhadap Kualitas Hasil Pada Alat Pengering Kelapa Parut (Desiccated Coconut)

TINJAUAN PUSTAKA

  Sejarah Kelapa

  Tanaman kelapa merupakan tanaman asli daerah tropis dan dapat ditemukan di seluruh wilayah Indonesia mulai daerah pesisir pantai hingga daerah pegunungan yang agak tinggi. Bagi rakyat Indonesia kelapa merupakan salah satu komoditas terpenting sesudah padi dan merupakan sumber pendapatan yang dapat diandalkan dari pemanfaatan tanah pekarangan. Tanaman kelapa diperkirakan berasal dari Amerika Selatan.

  Tanaman kelapa telah dibudidayakan di sekitar Lembah Andes di Kolumbia, Amerika Selatan sejak ribuan tahun sebelum masehi. Catatan lain menyatakan bahwa tanaman kelapa berawal dari kawasan Asia Selatan atau Malaysia, atau mungkin Pasifik Barat. Selanjutnya, tanaman kelapa menyebar dari pantai yang satu ke pantai yang lain. Cara penyebaran buah kelapa bisa melalui aliran sungai dan lautan, atau dibawa oleh para awak kapal yang sedang berlabuh dari pantai yang satu ke pantai yang lain (Warisno, 1998).

  Botani Kelapa

  Tanaman Kelapa (Cocos nucifera L.) merupakan satu-satunya spesies . Tanaman ini termasuk famili Palmae. Menurut Decandalle’s Shool, daerah

  Cocos

  asal tanaman kelapa adalah belahan bumi sebelah barat tepatnya Madagaskar sampai Philipina (Ketaren dan Djatmiko, 1978).

  Pada umumnya kelapa dibedakan atas 2 golongan yakni golongan kelapa genjah (dwarf coconut) dan kelapa dalam (tall coconut). Kelapa genjah (dwarf coconut) mulai berbuah pada umur 3 – 4 tahun dan umur pohon rata-rata 50 tahun sedangkan kelapa dalam (tall coconut) mulai berbuah pada umur 6 – 8 tahun dan dapat mencapai umur 110 tahun (Soedijanto dan Sianipar, 1981).

  Menurut Suhardiman (1999) kelapa dikenal dikenal dengan nama botani, yaitu cocos nucifera L. Adapun klasifikasi tanaman kelapa adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Spermatoohyta Subdivisio : Angiosperma Kelas : Monocotyledoneae Ordo : Palmales Famili : Palmae Genus : Cocos Spesies : Cocos nucifera

  Syarat Tumbuh

  Tanah dan iklim merupakan dua komponen lingkungan tumbuh yang berpengaruh pada pertumbuhan tanaman kelapa. Kedua komponen ini harus saling mendukung satu sama lain sehingga pertumbuhan kelapa bisa optimal.

  Tanaman kelapa tumbuh baik pada daerah yang mempunyai iklim tropis dan sub tropis dengan ketinggian 0 – 500 m diatas permukaan laut. Kelapa menghendaki iklim yang panas dengan intensitas penyinaran matahari minimal 7,1 jam setiap hari. Temperatur yang baik untuk pertumbuhan kelapa sekitar

  o o

  23,9 – 29,4 C dan tidak boleh kurang dari 20

  C. Curah hujan yang diperlukan berkisar antara 1.524 – 2.032 mm yang merata sepanjang tahunnya dan jika curah hujan kurang dari 1006 mm, maka pertumbuhannya akan terhambat. Kelembaban

  Daya Guna Kelapa

  Tanaman kelapa mempunyai nilai ekonomi yang tinggi dibandingkan dengan jenispalm lainnya. Tanaman ini sering disebut Tree of Life, King of the

  tropical flora, Tree of heaven (Woodroof, 1979).

  Hampir semua bagian dari tanaman kelapa dapat dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan manusia. Dari ujung batang dan pelepah kelapa, dapat diperoleh selulosa yang dibutuhkan sebagai bahan dalam pembuatan pulp. Air buah dari kelapa, dapat dimanfaatkan untuk pembuatan nata de coco, cuka, kecap serta untuk mencegah penyakit demam. Daging buah kelapa dapat dijadikan kopra, minyak kelapa, desiccated coconut (DCN), santan yang dikalengkan,

  

coconut cream . Bagian tempurung untuk bahan bakar, arang aktif. Batang kelapa

  untuk tiang rumah dan bagian kayu dari batang kelapa yang diberikan perlakuan zat kimia, dapat digunakan untuk meja, bingkai gambar, rak. Akar kelapa untuk bahan baku pembuatan zat warna (Ketaren dan Djatmiko, 1978).

  Kelapa Parut Kering (Desiccated Coconut)

  DCN adalah hasil parutan daging buah kelapa yang diproses secara higienis dan bernilai gizi tinggi, mendekati nilai daging kelapa segar. DCN berbentuk lempengan, benang-benang atau butiran (Suhardiyono, 1988).

  Penggunaan kelapa parut kering antara lain, sebagai bahan dalam pembuatan biskuit, kue, gula-gula, roti, es krim dan sebagainya. Untuk menghasilkan DCN yang baik, buah kelapa yang digunakan harus tua dan telah disimpan selama lebih kurang 1 bulan sebelum pengupasan. Penyimpanan ini akan memudahkan kegiatan pemisahan daging buah kelapa dari tempurungnya.

  Biasanya 1 kg DCN dihasilkan dari 8 – 9 butir buah kelapa, sedangkan 1 kg minyak kelapa dihasilkan dari 10 – 12 butir. Sehingga rendemen DCN yang dihasilkan lebih tinggi, harganya lebih tinggi, peluang pasar tersedia, proses pengolahannya sederhana.

  DCN pada umumnya dibuat melalui tahapan pemisahan tempurung, pengupasan testa, memarut atau memotong untuk memperoleh bentuk dan ukuran yang dikehendaki, serta pengeringan. Mutu kelapa parut kering ditentukan oleh ukuran ranjangan, warna, rasa, kadar air, kadar minyak, kadar asam lemak bebas.

  Pengeringan

  Pengeringan merupakan metode pengawetan dengan cara pengurangan kadar air dari bahan pangan sehingga daya simpan menjadi lebih panjang.

  Perpanjangan daya simpan terjadi karena aktivitas mikroorganisme dan enzim menurun sebagai akibat dari air yang dibutuhkan untuk aktivitasnya tidak cukup (Estiasih dan Ahmadi, 2009).

  Proses pengeringan kelapa parut di Indonesia banyak dilakukan dengan penjemuran di bawah sinar matahari. Hal ini disebabkan oleh biaya proses pengeringan tersebut sangat murah dan kondisi iklim tropis Indonesia yang mendukung. Meskipun demikian cara tersebut kurang begitu baik, karena proses pengeringan tersebut sangat dipengaruhi oleh cuaca dan pengering hanya dapat dilakukan pada siang hari sehingga proses pengeringan menjadi lebih lama dan kondisinya tidak stabil dan menyebabkan mutu kelapa parut menjadi kurang baik.

  Kendala tersebut dapat ditanggulangi sehingga proses pengeringan dapat dilakukan secara terus menerus. Untuk menanggulangi kendala tersebut diperoleh dari proses pembakaran, minyak, gas, ataupun biomassa. Tetapi penggunaan sumber-sumber energi dapat menyebabkan biaya produksi menjadi meningkat (Sarmidi, 1993).

  Pengeringan merupakan suatu usaha dimana sebagian air buah diuapkan sampai pada kandungan air yang diinginkan. Kandungan air buah kering berpengaruh terhadap tekstur dan aroma yang terbentuk. Disamping itu juga berpeng aruh kemungkinan terserang jamur selama penyimpanan (Kapti, 1979).

  Semakin tinggi suhu dan kecepatan aliran udara pengering semakin cepat pula proses pengeringan berlangsung. Semakin tinggi suhu udara pengering makin besar energi panas yang dibawa udara sehingga semakin banyak jumlah massa cairan yang diuapkan dari permukaan bahan yang dikeringkan (Adnan, 1982).

  Pengeringan merupakan kegiatan yang penting artinya dalam pengawetan bahan, maupun industri pengolahan hasil pertanian. Tujuan pengeringan hasil pertanian adalah 1. agar produk dapat disimpan lebih lama, 2. mempertahankan daya fisiologik biji-bijian/benih, 3. pemanenan dapat dilakukan lebih awal, 4. mendapatkan kualitas yang lebih baik, 5. menghemat biaya pengangkutan.

  Dalam melakukan pengeringan, faktor udara dan iklim tempat pengolahan akan mempengaruhi waktu pengeringan, cara pengeringan serta hasil pengeringan yang akan didapat. Cara yang paling mudah dan murah untuk melakukan pengeringan adalah dengan menggunakan sinar matahari atau penjemuran (Taib,dkk, 1988).

  Alat pengering jenis rotary dryer sebagai alat pengering yang sangat cocok untuk mengeringkan bahan berbentuk partikulat. Dengan adanya alat rotary

  

dryer ini, diharapkan akan dapat membantu kerja dalam pengeringan hasil

  pertanian. Selain itu, dengan adanya peralatan pengering ini diharapkan akan terjadi peningkatan kapasitas produksi. Selain itu, produk yang diperoleh akan mempunyai kualitas yang baik yaitu mempuyai kadar air yang seragam. Dari sisi ekonomi dengan adanya peningkatan kapasitas produksi nilai jual akan meningkat sehingga profit yang diperoleh akan meningkat pula. Selain itu kendala tidak dapat dipenuhinya kebutuhan pasar karena rendahnya kapasitas produksi dapat diatasi. Dengan kualitas produk yang baik maka akan semakin memperluas pasar yang telah ada ( Widowati, 2012).

  Peralatan Pengeringan

  Secara garis besarnya pengeringan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengeringan secara alami (natural drying) dan pengeringan buatan (artificial

  

drying ). Pengeringan secara alami dapat dilakukan dengan cara menjemur di

  bawah sinar matahari (sun drying). Sedangkan pengeringan secara buatan dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengering.

  Alat pengering buatan pada umumnya terdiri dari tenaga penggerak dan kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol. Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan udara penggerak dapat digunakan motor bakar atau motor listrik. Untuk alat pengering dengan unit pemanas, beberapa macam sumber energi panas yang biasanya dipakai adalah gas, minyak bumi, batubara atau elemen pemanas listrik (Basith, 1986).

  Pada elemen heater dipasang bersentuhan dengan termokopel yang berfungsi sebagai pendeteksi temperatur pada holding furnace. Termokopel berupa tranducer yang mendeteksi temperatur pada dapur dan mengubahnya ke besaran listrik yaitu tegangan. Kemudian mengirim sinyal tersebut ke

  

thermocontroller menerima sinyal tersebut dalam besaran temperatur.

  Termokopel ini bekerja setiap waktu selama proses berjalan, untuk memberi tahu setiap perubahan ataupun kondisi temperatur pada holding furnace.

  Sumber panas pada holding furnace berasal dari elemen pemanas yang terdapat pada bagian atap dari dapur tersebut. Dimana kawat yang digunakan pada elemen pemanas listrik ini harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : 1.

  Harus tahan lama pada suhu yang dikehendaki 2. Sifat mekanisnya harus cukup kuat pada suhu yang dikehendaki 3. Koefisien muai harus kecil, sehingga perubahan bentuknya pada suhu yang dikehendaki tidak terlalu besar.

4. Tahanan jenisnya harus tinggi 5.

  Koefisien suhunya harus kecil, sehingga arus kerjanya sedapat mungkin konstan.

  ( Fadli, 2010)

  Pengeringan Secara Mekanis

  Pengeringan dengan menggunakan alat mekanis (pengering buatan) yang menggunakan tambahan panas memberikan beberapa keuntungan diantaranya tidak tergantung cuaca, kapasitas pengering dapat dipilih sesuai dengan yang diperlukan, tidak memerlukan tempat yang luas, serta kondisi pengeringan dapat dikontrol. Pengeringan mekanis ini memerlukan energi untuk memanaskan alat pengering, mengimbangi radiasi panas yang keluar dari alat, memanaskan bahan, menguapkan air bahan serta menggerakkan udara (Kartasapoetra, 1994).

  Pengeringan buatan adalah pengeringan dengan menggunakan alat pengering, dimana suhu, kelembaban udara, kecepatan pengaliran udara dan waktu pengeringan dapat diatur dan diawasi. Pengeringan buatan dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu pengeringan adiabatik dan pengeringan isothermik.

  Pengeringan adiabatikadalah pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering oleh udara panas. Udara panas ini akan memberikan panas pada bahan yang akan dikeringkan dan mengangkut uap air yang dikeluarkan oleh bahan. Pengeringan

  

isothermik adalah pengeringan dimana bahan yang akan dikeringkan berhubungan

langsung dengan lembaran logam yang panas (Winarno,dkk, 1980).

  Pengering Berputar (Rotary Dryer)

  Pengering rotary dryer telah menjadi andalan bagi banyak industri yang menghasilkan produk dalam tonase yang tinggi. Pengeringan ini biasanya padat modal, kurang efisien tetapi sangat fleksibel. Penggunaan tabung uap yang dibenamkan dalam sel berputar membuat pengering rotari pancuran (casanding

  

rotary dryer ) lebih efisien secara termal. Tetapi, untuk berapa lama belum ada

inovasi nyata pada teknologi ini.

  Akhir-akhir ini Yamato Sankyo Mfg. Co., Tokyo, Jepang, telah mematenkan rancangan pengering rotasi sederhana, dimana udara pengering disuntikkan ke dalam tumpukan bahan yang dibawa pada cangkang silinder berputar melalui percabangan dari pipa pusat. Laju dapat diberikan oleh ukuran yang lebih kecil, kesederhanaan dan biaya yang lebih rendah. Namun pengering rotari pancuran. Jika layak, rancangan ini dapat mengurangi volume pengering dua kali lipat untuk kondisi operasi yang sama. Hal ini merupakan keunggulan utama dari ide inovatif pengering rotasi.

  Pengeringan kontak langsung yang beroperasi secara kontinu, terdiri atas cangkang silinder yang berputar perlahan, biasanya dimiringkan beberapa derajat dari bidang horizontal untuk membantu perpindahan umpan basah yang dimasukkan pada atas ujung drum. Bahan kering dikeluarkan pada ujung bawah, waktu pengeringan cepat biasanya sekitar 10 - 60 menit. Pengering jenis ini cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran (Rohanah, 2006).

  Elemen Mesin Motor listrik

  Tenaga listrik merupakan ubahan dari tenaga lain. Tenaga listrik melalui motor listrik dapat menghasilkan tenaga listrik dapat menghasilkan tenaga mekanik lainnya. Keuntungan penggunaan tenaga listrik antara lain: a.

  Motor listrik konstruksinya sederhana dan kompak b. Pengembalian tenaga listrik mudah terutama setelah listrik masuk desa c. Membutuhkan pemeliharaan dan perawatan yang sederhana d. Cara mengoprasikannya sangat mudah, yaitu hanya memutar kontak e. Tidak menimbulkan suara, bersih f. Menghasilkan tenaga yang halus dan seragam g.

  Dapat menyesuaikan dengan beban (Rizaldi, 2006).

  Sabuk-V Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium.

  Tenunan teteron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. 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 keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata (Sularso dan Suga, 2004).

  Pada perpindahan sabuk, gerak putarnya dipindahkan dari puli sabuk yang satu ke puli sabuk yang lain, supaya terdapat suatu gesekan yang cukup kuat antara sabuk dan pulinya sabuknya dipasang sekencang-kencangya pada puli- pulinya, atau diberi puli pengencang, tetapi pada sabuk bentuk V tidak perlu dipasang sekencang sabuk rata (Daryanto, 2007).

  Pulley Pulley sabuk dibuat dari dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak

  banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan alumunium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (diatas 35 m/det). 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)........................(2) Dimana S adalah kecepatan putar pulley(rpm) dan D adalah diameter pulley(mm) (Smith dan Wilkes, 1990).

  Menurut Daryanto (1986), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan sebagai sabuk penggerak, yaitu:

  1. Pulley datar

  Pulley ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari baja dalam bentuk yang bervariasi.

  2. Pulley mahkota

  Pulley ini lebih efektif dari pulley datar karena sabuknya sedikit menyudut

  sehingga untuk slip relatif sukar, dan derajat ketirusannya bermacam- macam menurut kegunaanya.

  3. Pulley tipe lain

  Pulley ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar urat pada sabuk penggeraknya.

  Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara: 1.

  Horizontal Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara mendatar dimana pasangan pulley terletak pada sumbu mendatar.

2. Vertikal

  Pemasangan pulley dilakukan secara tegak dimana letak pasangan pulley adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian sabuk yang kendur sehingga akan menimbulkan getaran padamekanisme serta penurunan umur sabuk (Mabie and Ocvirk, 1967)

  Speed reducer Speedreducer adalah jenis motor yang mempunyai reduksi yang besar.

  

Gearbox bersinggungan ke dalam motor, tetapi secara bersamaan rangkaian ini

mengurangi kecepatan keluaran (output speed).

  Speedreducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini perbandingan speedreducer putarannya dapat cukup tinggi.

  1

  i =

  2

  dimana: i = perbandingan reduksi N

  1 = input putaran (rpm)

  N = output putaran (rpm)

  2 (Niemann, 1982).

  Bantalan

  Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak bekerja secara semestinya (Sularso dan Suga, 2004).

  Berbagai macam bantalan, pada prinsipnya bantalan dapat digolongkan menjadi: Bantalan luncur

• Bantalan gelinding (bantalan peluru dan bantalan rol)

  Bantalan dengan beban radial

• Bantalan dengan beban aksial
• Bantalan dengan beban campuran (aksial-radial)
• (Daryanto, 2007).

  Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.

  Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.

  Hal-hal yang perlu diperhatikan di dalam merencanakan sebuah poros adalah:

  1. Kekuatan poros Suatu poros dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atasnya.

  2. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikanan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.

  3. Putaran Kritis Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian- bagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih rendah dari puataran krititisnya.

  4. Korosi Bahan-bahan poros yang terancam kavitasi, poros-poros mesin yang berhenti lama, dan poros propeler dan pompa yang kontak dengan fluida yang korosif sampai batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.

  5. Bahan poros Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot yang di kill (baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilikon dan dicor; kadar karbon terjamin). Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar. (Sularso dan Suga, 2004).