Mesin dan Peralatan Industri Pengolahan
PERANCANGAN PABRIK PENGOLAHAN KECAP DENGAN KAPASITAS
KEDELAI 1 TON/PRODUKSI
Oleh :
BAIQ NAILA NURUL W.
DEVIE LESMIHARTI
FIDYATURRAHMANIA
HIZBIATUN JAMILAH
NURUL FEBRIYANING T.
RUSY DINA
SRI SUHADA
:
:
:
:
:
:
:
J1A013015
J1A013029
J1A013039
J1A013049
J1A013009
J1A013117
J1A013131
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI
UNIVERSITAS MATARAM
MATARAM
2016
PENDAHULUAN
Latar belakang
Indonesia merupakan negara agraris artinya sektor pertanian memegang
peranan penting dari keseluruhan perekonomian nasional. Hal ini dapat
ditunjukkan dari banyaknya penduduk atau tenaga kerja yang hidup atau bekerja
dalam sektor pertanian atau dari produk nasional yang berasal dari sektor
pertanian. Pertanian dalam arti luas terdiri dari lima sektor, yaitu tanaman pangan,
perkebunan, peternakan, perikanan dan kehutanan. Kelima sektor pertanian
tersebut bila ditangani dengan serius sebenarnya akan mampu memberikan
sumbangan yang besar bagi perkembangan perekonomian Indonesia mendatang.
Salah satu cara penanganannya yaitu dengan berorientasi pada bisnis pertanian
atau agrobisnis (Soekartawi, 1999).
Salah satu hasil pertanian dari sektor tanaman pangan adalah kedelai.
Menurut Hidayat (2009), kedelai merupakan salah satu komoditas pertanian yang
cukup penting di Indonesia. Meskipun kedelai bukan merupakan bahan pangan
pokok namun kegunaannya yang cukup banyak (yaitu dapat dibuat tempe, tahu,
kecap dan sebagainya), dan dikonsumsi oleh semua lapisan masyarakat
menjadikan kedelai sebagai bahan baku pangan yang digemari untuk konsumsi.
Di dalam pembuatan kecap, kedelai mempunyai peran yang penting karena
kedelai merupakan bahan baku utama dalam pembuatan kecap. Persediaan kedelai
dalam industri kecap sangat penting, karena jumlah persediaan akan menentukan
atau mempengaruhi kelancaran proses produksi serta keefektifan dan efisiensi
industri tersebut. Menurut Assauri (1998), jumlah atau tingkat persediaan yang
dibutuhkan oleh perusahaan berbeda-beda untuk setiap perusahaan, pabrik,
tergantung dari volume produksinya, jenis pabrik dan prosesnya.
Tujuan
Untuk merancang unit industri pengolahan kecap yang efektif dan efisien.
DESKRIPSI PRODUK
Pengertian dan Sejarah Kecap
Kecap adalah bumbu dapur atau penyedap makanan yang berupa cairan
berwarna hitam yang rasanya manis atau asin. Bahan dasar pembuatan kecap
umumnya adalah kedelai atau kedelai hitam. Penyedap makanan ini biasanya
terbuat dari bahan kedelai hitam dengan rasa manis atau asin. Kata Kecap diduga
berasal dari bahasa Amoy (kawasan China), yaitu "koechiap" yang artinya saus.
Manfaat Kecap
Fungsi utama kecap adalah sebagai bumbu penyedap yang membuat rasa
masakan lebih gurih dan enak. Selain itu, ternyata ada juga fungsi lainnya yaitu
sebagai obat batuk yang dicampur dengan jeruk nipis, dan juga dapat dipakai
sebagai obat herbal.
ALTERNATIF PEMILIHAN PROSES
DIAGRAM ALIR PROSES (FLOWCHART) DAN NERACA MASSA
Kacang kedelai
hitam 1 ton
pencucian
600 liter
400 liter
Tepung terigu 100 kg
Perendaman (12-15
jam)
900 liter
1000 liter
200 liter
F1
perebusan
300 liter
Penirisan
dan
pendinginan
Pencampuran
F2
Serbuk koji
Aspergillus oryzae
10 kg
Taburkan di atas nampan dan
fermentasi selama 2-3 hari
pada suhu 25-30° C
koji
Larutan garam (17-20 %)
Fermentasi moromi
Fermentasi laktat/etanol
hidrolisis enzim
padatan
Pemerasan
Cairan
pasteurisasi
1000 liter
kecap
kecap
100 kg
F3
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas produksi kecap
= 144 ton/tahun
Dasar perhitungan
= 1 hari operasi
Satuan massa
= kilogram
1 tahun operasi
= 144 hari (3 kali produksi selama
seminggu)
Shutdown dalam 1 tahun operasi
= 50 hari
Kapasitas produksi kecap dalam 1 hari produksi:
144 ton 1000 kg 1 ta h un 1 hari
= 1ta hun x 1 ton x 144 hari x 24 jam
= 41.66666666667 kg/jam
DESKRIPSI PROSES
a. Penyortiran bahan baku
Bahan baku yang digunakan adalah biji kedelai yang kasar sehingga akan
mempermudah pertumbuhan jamur dan dalam proses pencampurannya akan lebih
merata. Biji kedelai ini biasanya berwarna putih kekuningan. Biji kedelai yang
digunakan untuk satu kali proses produksi sebanyak 1 ton.
b. Proses Pencucian
Proses pencucian dilakukan setelah kedelai disortir dimana kedelai dicuci
menggunakan air bersih sebanyak 1000 liter untuk tiap 1 ton kedelai untuk
membersihkan bahan baku.
c. Proses Perendaman
Proses perendaman bertujuan untuk melunakkan dan mengelupaskan kulit ari
kedelai sehingga tidak memerlukan proses pemasakan yang terlalu lama.
d. Proses Pemasakan atau Perebusan
Biji kedelai sebanyak 1 ton dimasukan kedalam tangki pemasakan yang disebut
steamer
(Steaming
material
maxing).
Pemasakan
ini
bertujuan
untuk
meningkatkan kadar air dan melunakkan kedelai dimana sistem pemanasannya
menggunakan uap agar cepat lunak. Jika biji kedelai terlalu kering maka
ditambahkan air kurang lebih 80% dari biji kedelai. Pemanasan ini berlangsung
selama 40 menit dengan suhu 80o C.
e. Proses Penirisan dan Pendinginan
Setelah kedelai dirasa cukup lunak, tahap selanjutnya adalah meniriskan serta
mendinginkan kedelai. Hal ini dilakukan agar fermentasi pada kedelai tidak gagal
serta inaktifnya jamur pada ragi yang akan ditaburkan apabila kedelai dalam
keadaan panas.
f. Proses Fermentasi Koji
Setelah proses pemasakan, penirisan dan pendinginan selesai, biji kedelai
dimasukkan kedalam wadah kemudian ditaburi dengan serbuk koji (Aspergillus
oryzae) yang telah dicampurkan dengan tepung terigu selama 2 hingga 3 hari pada
suhu 25-30 oC.
g. Proses Fermentasi Morom
Proses
fermentasai
moromi
merupakan
proses
fermentasi
dengan
menambahkan air garam sebanyak 17-20%, sehingga diperoleh kadar protein
sebanyak 12-13%. Tujuannya adalah untuk mendapatkan amino acid yang dapat
memberikan rasa khas kecap. Pada proses fermentasi moromi dilakukan
pengadukan supaya diperoleh aroma yang lebih harum. Pengadukan dilakukan
dengan menggunakan kompresor yang secar otomatis mampu membalik bahan.
Pada proses ini dilakukan uji kadar protein, bila kadar protein sudah mencapai 1213% kecap sudah dapat diproduksi. Hasil produksi kecap akan lebih baik jika
pada proses fermentasi dilakukan lebih lama.
h. Fermentasi laktat/etanol dengan Hidrolisis Enzim
Setelah proses fermentasi basah (pembaceman) selesai lalu dilakukan
penggepresan yang menggunakan alat pengepres hidrolis yang digerakkan dengan
menggunakan tenaga listrik. Pengepressan dilakukan sebanyak dua kali. Masingmasing pengepressan yang pada akhirnya akan menghasilkan kecap dengan mutu
yang berbeda.
i. Pengepresan
Pengepresan Tahap I
Biji kedelai yang telah diambil, diletakkan pada kotak yang terbuat dari papan
dengan ukuran panjang 120 cm, lebar 75 cm dan tinggi 30 cm. biji kedelai disusun
secara berlapis-lapis, dengan ketebalan kurang lebih 6-7 cm dengan diberi kain
saring pada setiap lapisnya. Kemudian biji kedelai dimasukkan pada kotak sampai
terisi penuh, lalu kotak ditekan dibawah mesin pengepres yang diatasnya diberi
bantalan (biasanya menggunakan kayu) untuk memperkuat penekanan agar filtrat
yang keluar lebih banyak. Selanjutnya mesin pengepres diturunkan sehingga biji
kedelai akan tertekan dan filtrat yang ada akan keluar melalui saluran menuju bak
penampungan. Filtrat yang keluar dari pengepresan pertama ini digunakan untuk
membuat kecap mutu I. Kecap yang dihasilkan dalam pengepresan pertama ini
mempunyai tingkat kekentalan yang lebih tinggi daripada kecap hasil pengepresan
kedua.
Pengepresan Tahap II
Setelah pengepresan pertama selesai, ampas diambil untuk dilakukan
pengepresan tahap ke dua. Ampas terlebih dahulu direndam dengan air garam
dengan perbandingan 1:1 selama 2-3 hari kemudian ampas dimasukkan kedalam
karung/goni dan diletakkan pada pengepresan secara berlapis-lapis kemudian alat
pengepres diturunkan sehingga ampas akan tertekan dan filtrat akan keluar
melalui saluran menuju ke bak penampungan. Filtrat yang keluar digunakan untuk
membuat kecap mutu II.
j. Pemasakan II
Setelah proses pengepresan, lalu filtrat dimasak dengan dicampur bumbubumbu yang telah dihancurkan dengan alat penghancur bumbu, serta ditambah
gula.
Proses Pemasakan Kecap Manis
Cairan proses pengepresan terlebih dahulu ditambahkan dengan gula setiap
1.000 kg (1 ton) biji kedelai ditambah 2.000 kg (2 ton) gula. Untuk mutu I
menggunakan gula kelapa 70% dan gula tebu 30%, sedangkan untuk mutu II
menggunakan gula kelapa 30% dan gula tebu 70%, kemudian di masak dalam
tangki pemasakan. Mutu I menggunakan lebih banyak gula kelapa karena dengan
menggunakan gula kelapa hasil kecap yang dihasilkan lebih kental dibandingkan
dengan mutu II yang menggunakan gula kelapa lebih sedikit. Setelah semua
mendidih, bumbu-bumbu yang telah dihancurkan dimasukkan. Pemasakan
dilakukan selama 2 jam pada suhu 80oC.
k. Penyaringan
Kecap yang dihasilkan masih banyak mengandung kotoran yang berasal dari
bumbu-bumbu kasar dan gula. Untuk menghilangkan kotoran dan mendapatkan
produk kecap yang lebih baik dan bersih maka dilakukan penyaringan.
Penyaringan dilakukan dua kali yaitu dengan menggunakan penyaringan yang
berbeda.
Saringan dari kawat baja
Kecap dari tangki pemasakan dialirkan melalui kran yang ada pada bagian
bawah tangki pemasakan, menuju ke alat penyaringan I. alat ini berfungsi
menyaring benda-benda asing yang menyebabkan kecap kotor, seperti plastikplastik pembungkus gula, serat-serat dari bumbu atau bahan lain. Prinsip kerja
dari alat penyaring ini yaitu adanya gaya gravitasi, mesin berputar yang bisa
menyerap dan mengalirkan kecap melalui pipa.
Saringan dari kain katun
Setelah dari alat penyaringan I, dialirkan ke alat penyaringan II. Prinsip kerja
dari alat penyaringan II ini yaitu bergoyang-goyang seperti ayakan kain katun
mempunyai pori-pori lebih halus sehingga dapat menyaring partikel-partikel yang
lebih kecil, sehingga dihasilkan kecap yang bersih dan bermutu baik.
l. Penampungan
Kecap yang telah di saring kemudian dialirkan ke bak penampungan kecap
yang terdiri dari 7 bak penampungan.
m. Pembotolan
Kecap pada tangki penampung selanjutnya dilakukan pembotolan dengan
menggunakan mesin filter atau dengan menggunakan tenaga manusia.
Sebelumnya botol harus distrerilisasi, diruang khusus untuk pensterilan botol.
n. Penggudangan
Penggudangan adalah salah satu usaha untuk menanggulangi kerusakan dan
untuk menunggu sampai produk kecap tersebut dipasarkan. Pertama-tama bahan
baku yang telah diterima di simpan di gudang. Kemudian ketika akan melakukan
proses pengolahan, kedelai terlebih dahulu disortir dengan cara memisahkan
kedelai dengan kotoran baik yang berupa dedaunan dari kedelai ataupun kerikilkerikil serta kedelai yang rusak. Setelah itu, kedelai dicuci menggunakan air
bersih
SCALE UP
Bahan
Kedelai
Ragi
Garam
Air (perendaman
Skala Laboratorium
1 kg
10 gram
200 gram
1.5 liter
Skala Perusahaan
1 ton
10 kg
20 kg
1500 liter
dan pencucian)
Air untuk
1 liter
1000 liter
pemasakan
Tepung terigu
100 gram
100 kg
UTILITAS DAN NERACA ENERGI
Utilitas adalah bagian yang penting dalam suatu proses produksi. Utilitas
merupakan sarana penunjang operasional mesin dan peralatan yang digunakan
dalam suatu proses produksi. Neraca energi adalah cabang keilmuan yang mempelajari
kesetimbangan energi dalam sebuah sistem. Neraca energi dibuat berdasarkan pada
hukum pertama termodinamika. Hukum pertama ini menyatakan kekekalan energi, yaitu
energi tidak dapat dimusnahkan atau dibuat, hanya dapat diubah bentuknya. Perumusan
dari neraca energi suatu sistem mirip dengan perumusan neraca massa. Namun, terdapat
beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu suatu sistem dapat berupa sistem tertutup
namun tidak terisolasi (tidak dapat terjadi perpindahan massa namun dapat terjadi
perpindahan panas) dan hanya terdapat satu neraca energi untuk suatu sistem (tidak
seperti neraca massa yang memungkinkan adanya beberapa neraca komponen). Sarana
penunjang yang dibutuhkan pada pemasakan kecap manis adalah sebagai berikut :
1.
Air :
untuk keperluan pemasakan kecap manis, pencucian kedelai,
perendaman, pencucian botol, dan sarana sanitasi mesin, peralatan, dan pekerja.
Kebutuhan air untuk proses pemasakan dan sanitasi
Keperluan
Pencucian kedelai
Jumlah (L/2hari)
600
perendaman
900
Pemasakan
1000
Pencucian Botol
10000
Alat
120
Mesin Pengemasan
9000
Ruang
425
Karyawan
Total
338
22383
2. Listrik : digunakan untuk proses (mesin filler dan capper, mesin labelling,
mesin sealing, conveyor, pompa kecap, perajang bumbu, dan exhaust fan) dan
kebutuhan untuk penerangan (untuk ruang pemasakan, gudang bumbu, gudang
botol bersih, gudang botol siap dijual, dan ruang pengemasan).
Kebutuhan Listrik Untuk Mesin Dan Peralatan Proses
No
Nama alat
1
Mesinfiller& capper
2
3
4
5
6
7
Mesin labelling
Mesin sealing
Conveyor
Pompa kecap
Perajang bumbu
Exhaust fan
Jumlah
Daya (HP) Lama pemakaian Total daya
1
(jam)
3,5
(HP)
9,5
5
4
5
3
1
3
6,5
8,0
7,5
1,5
1
0,3
32,8
24,2
2,7
1
1,3
1
2,0
1
1,5
1
0,5
1
1
1
0,1
Total (HP hour)
Total (kWh)
7.2.2. Kebutuhan listrik untuk penerangan
Tabel 7.3 Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan
N
Ruang
Ukuran
Luas
m2
ft2
o
(mxm)
1
pemasakam 3,5 x 4
14
150,7
2
Gudang
3x3
9
96,9
Foot
Lumen
Jumlah
candle
20
20
3014
1938
Lampu
2**
1**
3
bumbu
Gudang
7,4
x 30,3
326,2
10
3260
2**
4
botol bersih
Gudang
4,1
4,5
x 30,6
329,4
10
3294
2**
161,5
20
3230
2**
botol
5
siap 6,8
dijual
Pengemasan
15 x 3
15
Keterangan: ** : Lampu TL 40 watt (Lumen 1960)
Tabel 7.4 Daftar Daya Untuk Penerangan
Ruang
Lampu
Jumlah
Pemasakan
TL 40
(buah)
2
Gudang Bumbu
Gudang botol bersih
Gudang botol siap
TL 40
TL 40
TL 40
1
2
2
Total daya (watt)
Lama
Total daya
80
3
(Wh)
240
40
80
80
3
5
5
120
800
800
dijual
Pengemasan
TL 40
Total
2
80
360
5
Total
Jadi total kebutuhan listrik untuk penerangan pada unit pemasakan
adalah:
2.760 Wh ≈ 2,760 kWh Total keseluruhan kebutuhan listrik untuk unit pemasakan
dalam satu hari :
= kebutuhan listrik untuk mesin dan peralatan + kebutuhan listrik
untuk penerangan
= 24,2 kWh + 2,76 kWh
= 21,44 kWh
Jadi, listrik yang harus disediakan PLN adalah 21,44 kWh/ hari =
428,8 kWh/ bulan ≈ 429 kWh/ bulan
3. LPG : sebagai bahan bakar pada proses pemasakan.
LPG digunakan sebagai bahan bakar pada proses pemasakan. Heating
value LPG adalah 21350 BTU/lb. Banyaknya LPG yang dibutuhkan adalah:
Q suplai = 348289,02 kkal/ hari = 1381271,33 BTU/ hari
Kebutuhan LPG = 1381271,33BTU/ hari
= 64,70 lb/hari
= 29Kg/hari
= 21350 BTU/lb
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Bak pencucian
800
2760
Digunakan untuk mencuci kedelai yang akan dipakai untuk membuat kecap,
dimana kedelai ini harus dicuci hingga benar-benar bersih untuk dipakai dalam
proses selanjutnya.
Spesifikasi :
Bak : Plat Stainleess still
Kaki : Pipa Stainless Still 304 Ø 2” & Ø 1”
Kran Pencuci : Ø ¾
Saluran Buang : Ø 1½
Dimensi (P x L x T) : 920 x 880 x 750 mm
2. Bak perendaman
Bak perendaman berupa drum, digunakan untuk merendam kedelai setelah
proses pencucian.
Spesifikasi :
Bak : Plat Stainless Still 304 2 mm
Kaki : Pipa Stainless Still 304 Ø 2” & Ø 1
Drain : Ø 1½
Diameter (P x L x T) : 2.320 x 750 x 920 mm
3. Tangki pemasakan
Tangki pemasakan merupakan tempat untuk memasak kedelai setelah
direndam serta untuk memasak produk kecap bersama gula jawa dan bumbu.
Masing-masing tangki memiliki kapasitas sekitar 800liter.
4. Tampah
Digunakan untuk meletakkan kedelai yang sudah dimasak hingga empuk dan
meniriskan air rebusan kedelai. Selain itu, tampah berfungsi sebagai wadah
kedelai selama proses fermentasi koji.
5. Alat penyaring
Digunakan untuk menyaring sari kedelai dan menyaring kecap yang sudah jadi.
Alat penyaring yang digunakan berupa kain yang dapat digunakan berkali-kali
selama kondisi masih memungkinkan untuk digunakan.
6. Tangki penampungan
Digunakan untuk menampung sementara kecap yang sudah dimasak dan diuji
rasanya.
7. wadah fermentasi moromi
wadah fermentasi ini berupa drum yang berfungsi sebagai tempat untuk
merendam kedelai hasil fermentasi koji. Drum ini dilengkapi dengan penutup
untuk menghindari kontaminasi dari luar.
8. Bak penampung garam
Berfungsi untuk menampung larutan garam yang akan digunakan dalam proses
fermentasi II. Bak ini terbuat dari galon-galon yang dapat menampung garam
kira-kira sebanyak 50kg garam.
9.
Botol
Digunakan untuk mengemas kecap hasil produksi.
10. Alat pengering botol
Berupa meja stainless steel dan terdapat besi-besi berdiri dan berongga untuk
tempat meletakkan botol secara terbalik, dan pada bagian bawah meja
terdapat kumparan listrik yang menghasilkan panas dan kipas yang akan
menghembuskan udara panas kedalam botol sehingga botol menjadi kering
secara menyeluruh.
11. Alat peneropong botol
Digunakan untuk memeriksa botol kaca apakah pecah atau tidak. Alat ini
berupa kotak kayu yang pada bagian tengahnya diberi lubang dan didalamnya
terdapat lampu neon. Dan terdapat 1set alat peneropong botol.
12. Automatic sealer machine
Digunakan untuk mengemas kecap hasil produksi dalam kemasan sachet atau
kantong plastik.
TATA LETAK PERALATAN
Mesin dan Peralatan
Industri Pengolahan Kecap
KEDELAI 1 TON/PRODUKSI
Oleh :
BAIQ NAILA NURUL W.
DEVIE LESMIHARTI
FIDYATURRAHMANIA
HIZBIATUN JAMILAH
NURUL FEBRIYANING T.
RUSY DINA
SRI SUHADA
:
:
:
:
:
:
:
J1A013015
J1A013029
J1A013039
J1A013049
J1A013009
J1A013117
J1A013131
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI
UNIVERSITAS MATARAM
MATARAM
2016
PENDAHULUAN
Latar belakang
Indonesia merupakan negara agraris artinya sektor pertanian memegang
peranan penting dari keseluruhan perekonomian nasional. Hal ini dapat
ditunjukkan dari banyaknya penduduk atau tenaga kerja yang hidup atau bekerja
dalam sektor pertanian atau dari produk nasional yang berasal dari sektor
pertanian. Pertanian dalam arti luas terdiri dari lima sektor, yaitu tanaman pangan,
perkebunan, peternakan, perikanan dan kehutanan. Kelima sektor pertanian
tersebut bila ditangani dengan serius sebenarnya akan mampu memberikan
sumbangan yang besar bagi perkembangan perekonomian Indonesia mendatang.
Salah satu cara penanganannya yaitu dengan berorientasi pada bisnis pertanian
atau agrobisnis (Soekartawi, 1999).
Salah satu hasil pertanian dari sektor tanaman pangan adalah kedelai.
Menurut Hidayat (2009), kedelai merupakan salah satu komoditas pertanian yang
cukup penting di Indonesia. Meskipun kedelai bukan merupakan bahan pangan
pokok namun kegunaannya yang cukup banyak (yaitu dapat dibuat tempe, tahu,
kecap dan sebagainya), dan dikonsumsi oleh semua lapisan masyarakat
menjadikan kedelai sebagai bahan baku pangan yang digemari untuk konsumsi.
Di dalam pembuatan kecap, kedelai mempunyai peran yang penting karena
kedelai merupakan bahan baku utama dalam pembuatan kecap. Persediaan kedelai
dalam industri kecap sangat penting, karena jumlah persediaan akan menentukan
atau mempengaruhi kelancaran proses produksi serta keefektifan dan efisiensi
industri tersebut. Menurut Assauri (1998), jumlah atau tingkat persediaan yang
dibutuhkan oleh perusahaan berbeda-beda untuk setiap perusahaan, pabrik,
tergantung dari volume produksinya, jenis pabrik dan prosesnya.
Tujuan
Untuk merancang unit industri pengolahan kecap yang efektif dan efisien.
DESKRIPSI PRODUK
Pengertian dan Sejarah Kecap
Kecap adalah bumbu dapur atau penyedap makanan yang berupa cairan
berwarna hitam yang rasanya manis atau asin. Bahan dasar pembuatan kecap
umumnya adalah kedelai atau kedelai hitam. Penyedap makanan ini biasanya
terbuat dari bahan kedelai hitam dengan rasa manis atau asin. Kata Kecap diduga
berasal dari bahasa Amoy (kawasan China), yaitu "koechiap" yang artinya saus.
Manfaat Kecap
Fungsi utama kecap adalah sebagai bumbu penyedap yang membuat rasa
masakan lebih gurih dan enak. Selain itu, ternyata ada juga fungsi lainnya yaitu
sebagai obat batuk yang dicampur dengan jeruk nipis, dan juga dapat dipakai
sebagai obat herbal.
ALTERNATIF PEMILIHAN PROSES
DIAGRAM ALIR PROSES (FLOWCHART) DAN NERACA MASSA
Kacang kedelai
hitam 1 ton
pencucian
600 liter
400 liter
Tepung terigu 100 kg
Perendaman (12-15
jam)
900 liter
1000 liter
200 liter
F1
perebusan
300 liter
Penirisan
dan
pendinginan
Pencampuran
F2
Serbuk koji
Aspergillus oryzae
10 kg
Taburkan di atas nampan dan
fermentasi selama 2-3 hari
pada suhu 25-30° C
koji
Larutan garam (17-20 %)
Fermentasi moromi
Fermentasi laktat/etanol
hidrolisis enzim
padatan
Pemerasan
Cairan
pasteurisasi
1000 liter
kecap
kecap
100 kg
F3
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas produksi kecap
= 144 ton/tahun
Dasar perhitungan
= 1 hari operasi
Satuan massa
= kilogram
1 tahun operasi
= 144 hari (3 kali produksi selama
seminggu)
Shutdown dalam 1 tahun operasi
= 50 hari
Kapasitas produksi kecap dalam 1 hari produksi:
144 ton 1000 kg 1 ta h un 1 hari
= 1ta hun x 1 ton x 144 hari x 24 jam
= 41.66666666667 kg/jam
DESKRIPSI PROSES
a. Penyortiran bahan baku
Bahan baku yang digunakan adalah biji kedelai yang kasar sehingga akan
mempermudah pertumbuhan jamur dan dalam proses pencampurannya akan lebih
merata. Biji kedelai ini biasanya berwarna putih kekuningan. Biji kedelai yang
digunakan untuk satu kali proses produksi sebanyak 1 ton.
b. Proses Pencucian
Proses pencucian dilakukan setelah kedelai disortir dimana kedelai dicuci
menggunakan air bersih sebanyak 1000 liter untuk tiap 1 ton kedelai untuk
membersihkan bahan baku.
c. Proses Perendaman
Proses perendaman bertujuan untuk melunakkan dan mengelupaskan kulit ari
kedelai sehingga tidak memerlukan proses pemasakan yang terlalu lama.
d. Proses Pemasakan atau Perebusan
Biji kedelai sebanyak 1 ton dimasukan kedalam tangki pemasakan yang disebut
steamer
(Steaming
material
maxing).
Pemasakan
ini
bertujuan
untuk
meningkatkan kadar air dan melunakkan kedelai dimana sistem pemanasannya
menggunakan uap agar cepat lunak. Jika biji kedelai terlalu kering maka
ditambahkan air kurang lebih 80% dari biji kedelai. Pemanasan ini berlangsung
selama 40 menit dengan suhu 80o C.
e. Proses Penirisan dan Pendinginan
Setelah kedelai dirasa cukup lunak, tahap selanjutnya adalah meniriskan serta
mendinginkan kedelai. Hal ini dilakukan agar fermentasi pada kedelai tidak gagal
serta inaktifnya jamur pada ragi yang akan ditaburkan apabila kedelai dalam
keadaan panas.
f. Proses Fermentasi Koji
Setelah proses pemasakan, penirisan dan pendinginan selesai, biji kedelai
dimasukkan kedalam wadah kemudian ditaburi dengan serbuk koji (Aspergillus
oryzae) yang telah dicampurkan dengan tepung terigu selama 2 hingga 3 hari pada
suhu 25-30 oC.
g. Proses Fermentasi Morom
Proses
fermentasai
moromi
merupakan
proses
fermentasi
dengan
menambahkan air garam sebanyak 17-20%, sehingga diperoleh kadar protein
sebanyak 12-13%. Tujuannya adalah untuk mendapatkan amino acid yang dapat
memberikan rasa khas kecap. Pada proses fermentasi moromi dilakukan
pengadukan supaya diperoleh aroma yang lebih harum. Pengadukan dilakukan
dengan menggunakan kompresor yang secar otomatis mampu membalik bahan.
Pada proses ini dilakukan uji kadar protein, bila kadar protein sudah mencapai 1213% kecap sudah dapat diproduksi. Hasil produksi kecap akan lebih baik jika
pada proses fermentasi dilakukan lebih lama.
h. Fermentasi laktat/etanol dengan Hidrolisis Enzim
Setelah proses fermentasi basah (pembaceman) selesai lalu dilakukan
penggepresan yang menggunakan alat pengepres hidrolis yang digerakkan dengan
menggunakan tenaga listrik. Pengepressan dilakukan sebanyak dua kali. Masingmasing pengepressan yang pada akhirnya akan menghasilkan kecap dengan mutu
yang berbeda.
i. Pengepresan
Pengepresan Tahap I
Biji kedelai yang telah diambil, diletakkan pada kotak yang terbuat dari papan
dengan ukuran panjang 120 cm, lebar 75 cm dan tinggi 30 cm. biji kedelai disusun
secara berlapis-lapis, dengan ketebalan kurang lebih 6-7 cm dengan diberi kain
saring pada setiap lapisnya. Kemudian biji kedelai dimasukkan pada kotak sampai
terisi penuh, lalu kotak ditekan dibawah mesin pengepres yang diatasnya diberi
bantalan (biasanya menggunakan kayu) untuk memperkuat penekanan agar filtrat
yang keluar lebih banyak. Selanjutnya mesin pengepres diturunkan sehingga biji
kedelai akan tertekan dan filtrat yang ada akan keluar melalui saluran menuju bak
penampungan. Filtrat yang keluar dari pengepresan pertama ini digunakan untuk
membuat kecap mutu I. Kecap yang dihasilkan dalam pengepresan pertama ini
mempunyai tingkat kekentalan yang lebih tinggi daripada kecap hasil pengepresan
kedua.
Pengepresan Tahap II
Setelah pengepresan pertama selesai, ampas diambil untuk dilakukan
pengepresan tahap ke dua. Ampas terlebih dahulu direndam dengan air garam
dengan perbandingan 1:1 selama 2-3 hari kemudian ampas dimasukkan kedalam
karung/goni dan diletakkan pada pengepresan secara berlapis-lapis kemudian alat
pengepres diturunkan sehingga ampas akan tertekan dan filtrat akan keluar
melalui saluran menuju ke bak penampungan. Filtrat yang keluar digunakan untuk
membuat kecap mutu II.
j. Pemasakan II
Setelah proses pengepresan, lalu filtrat dimasak dengan dicampur bumbubumbu yang telah dihancurkan dengan alat penghancur bumbu, serta ditambah
gula.
Proses Pemasakan Kecap Manis
Cairan proses pengepresan terlebih dahulu ditambahkan dengan gula setiap
1.000 kg (1 ton) biji kedelai ditambah 2.000 kg (2 ton) gula. Untuk mutu I
menggunakan gula kelapa 70% dan gula tebu 30%, sedangkan untuk mutu II
menggunakan gula kelapa 30% dan gula tebu 70%, kemudian di masak dalam
tangki pemasakan. Mutu I menggunakan lebih banyak gula kelapa karena dengan
menggunakan gula kelapa hasil kecap yang dihasilkan lebih kental dibandingkan
dengan mutu II yang menggunakan gula kelapa lebih sedikit. Setelah semua
mendidih, bumbu-bumbu yang telah dihancurkan dimasukkan. Pemasakan
dilakukan selama 2 jam pada suhu 80oC.
k. Penyaringan
Kecap yang dihasilkan masih banyak mengandung kotoran yang berasal dari
bumbu-bumbu kasar dan gula. Untuk menghilangkan kotoran dan mendapatkan
produk kecap yang lebih baik dan bersih maka dilakukan penyaringan.
Penyaringan dilakukan dua kali yaitu dengan menggunakan penyaringan yang
berbeda.
Saringan dari kawat baja
Kecap dari tangki pemasakan dialirkan melalui kran yang ada pada bagian
bawah tangki pemasakan, menuju ke alat penyaringan I. alat ini berfungsi
menyaring benda-benda asing yang menyebabkan kecap kotor, seperti plastikplastik pembungkus gula, serat-serat dari bumbu atau bahan lain. Prinsip kerja
dari alat penyaring ini yaitu adanya gaya gravitasi, mesin berputar yang bisa
menyerap dan mengalirkan kecap melalui pipa.
Saringan dari kain katun
Setelah dari alat penyaringan I, dialirkan ke alat penyaringan II. Prinsip kerja
dari alat penyaringan II ini yaitu bergoyang-goyang seperti ayakan kain katun
mempunyai pori-pori lebih halus sehingga dapat menyaring partikel-partikel yang
lebih kecil, sehingga dihasilkan kecap yang bersih dan bermutu baik.
l. Penampungan
Kecap yang telah di saring kemudian dialirkan ke bak penampungan kecap
yang terdiri dari 7 bak penampungan.
m. Pembotolan
Kecap pada tangki penampung selanjutnya dilakukan pembotolan dengan
menggunakan mesin filter atau dengan menggunakan tenaga manusia.
Sebelumnya botol harus distrerilisasi, diruang khusus untuk pensterilan botol.
n. Penggudangan
Penggudangan adalah salah satu usaha untuk menanggulangi kerusakan dan
untuk menunggu sampai produk kecap tersebut dipasarkan. Pertama-tama bahan
baku yang telah diterima di simpan di gudang. Kemudian ketika akan melakukan
proses pengolahan, kedelai terlebih dahulu disortir dengan cara memisahkan
kedelai dengan kotoran baik yang berupa dedaunan dari kedelai ataupun kerikilkerikil serta kedelai yang rusak. Setelah itu, kedelai dicuci menggunakan air
bersih
SCALE UP
Bahan
Kedelai
Ragi
Garam
Air (perendaman
Skala Laboratorium
1 kg
10 gram
200 gram
1.5 liter
Skala Perusahaan
1 ton
10 kg
20 kg
1500 liter
dan pencucian)
Air untuk
1 liter
1000 liter
pemasakan
Tepung terigu
100 gram
100 kg
UTILITAS DAN NERACA ENERGI
Utilitas adalah bagian yang penting dalam suatu proses produksi. Utilitas
merupakan sarana penunjang operasional mesin dan peralatan yang digunakan
dalam suatu proses produksi. Neraca energi adalah cabang keilmuan yang mempelajari
kesetimbangan energi dalam sebuah sistem. Neraca energi dibuat berdasarkan pada
hukum pertama termodinamika. Hukum pertama ini menyatakan kekekalan energi, yaitu
energi tidak dapat dimusnahkan atau dibuat, hanya dapat diubah bentuknya. Perumusan
dari neraca energi suatu sistem mirip dengan perumusan neraca massa. Namun, terdapat
beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu suatu sistem dapat berupa sistem tertutup
namun tidak terisolasi (tidak dapat terjadi perpindahan massa namun dapat terjadi
perpindahan panas) dan hanya terdapat satu neraca energi untuk suatu sistem (tidak
seperti neraca massa yang memungkinkan adanya beberapa neraca komponen). Sarana
penunjang yang dibutuhkan pada pemasakan kecap manis adalah sebagai berikut :
1.
Air :
untuk keperluan pemasakan kecap manis, pencucian kedelai,
perendaman, pencucian botol, dan sarana sanitasi mesin, peralatan, dan pekerja.
Kebutuhan air untuk proses pemasakan dan sanitasi
Keperluan
Pencucian kedelai
Jumlah (L/2hari)
600
perendaman
900
Pemasakan
1000
Pencucian Botol
10000
Alat
120
Mesin Pengemasan
9000
Ruang
425
Karyawan
Total
338
22383
2. Listrik : digunakan untuk proses (mesin filler dan capper, mesin labelling,
mesin sealing, conveyor, pompa kecap, perajang bumbu, dan exhaust fan) dan
kebutuhan untuk penerangan (untuk ruang pemasakan, gudang bumbu, gudang
botol bersih, gudang botol siap dijual, dan ruang pengemasan).
Kebutuhan Listrik Untuk Mesin Dan Peralatan Proses
No
Nama alat
1
Mesinfiller& capper
2
3
4
5
6
7
Mesin labelling
Mesin sealing
Conveyor
Pompa kecap
Perajang bumbu
Exhaust fan
Jumlah
Daya (HP) Lama pemakaian Total daya
1
(jam)
3,5
(HP)
9,5
5
4
5
3
1
3
6,5
8,0
7,5
1,5
1
0,3
32,8
24,2
2,7
1
1,3
1
2,0
1
1,5
1
0,5
1
1
1
0,1
Total (HP hour)
Total (kWh)
7.2.2. Kebutuhan listrik untuk penerangan
Tabel 7.3 Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan
N
Ruang
Ukuran
Luas
m2
ft2
o
(mxm)
1
pemasakam 3,5 x 4
14
150,7
2
Gudang
3x3
9
96,9
Foot
Lumen
Jumlah
candle
20
20
3014
1938
Lampu
2**
1**
3
bumbu
Gudang
7,4
x 30,3
326,2
10
3260
2**
4
botol bersih
Gudang
4,1
4,5
x 30,6
329,4
10
3294
2**
161,5
20
3230
2**
botol
5
siap 6,8
dijual
Pengemasan
15 x 3
15
Keterangan: ** : Lampu TL 40 watt (Lumen 1960)
Tabel 7.4 Daftar Daya Untuk Penerangan
Ruang
Lampu
Jumlah
Pemasakan
TL 40
(buah)
2
Gudang Bumbu
Gudang botol bersih
Gudang botol siap
TL 40
TL 40
TL 40
1
2
2
Total daya (watt)
Lama
Total daya
80
3
(Wh)
240
40
80
80
3
5
5
120
800
800
dijual
Pengemasan
TL 40
Total
2
80
360
5
Total
Jadi total kebutuhan listrik untuk penerangan pada unit pemasakan
adalah:
2.760 Wh ≈ 2,760 kWh Total keseluruhan kebutuhan listrik untuk unit pemasakan
dalam satu hari :
= kebutuhan listrik untuk mesin dan peralatan + kebutuhan listrik
untuk penerangan
= 24,2 kWh + 2,76 kWh
= 21,44 kWh
Jadi, listrik yang harus disediakan PLN adalah 21,44 kWh/ hari =
428,8 kWh/ bulan ≈ 429 kWh/ bulan
3. LPG : sebagai bahan bakar pada proses pemasakan.
LPG digunakan sebagai bahan bakar pada proses pemasakan. Heating
value LPG adalah 21350 BTU/lb. Banyaknya LPG yang dibutuhkan adalah:
Q suplai = 348289,02 kkal/ hari = 1381271,33 BTU/ hari
Kebutuhan LPG = 1381271,33BTU/ hari
= 64,70 lb/hari
= 29Kg/hari
= 21350 BTU/lb
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Bak pencucian
800
2760
Digunakan untuk mencuci kedelai yang akan dipakai untuk membuat kecap,
dimana kedelai ini harus dicuci hingga benar-benar bersih untuk dipakai dalam
proses selanjutnya.
Spesifikasi :
Bak : Plat Stainleess still
Kaki : Pipa Stainless Still 304 Ø 2” & Ø 1”
Kran Pencuci : Ø ¾
Saluran Buang : Ø 1½
Dimensi (P x L x T) : 920 x 880 x 750 mm
2. Bak perendaman
Bak perendaman berupa drum, digunakan untuk merendam kedelai setelah
proses pencucian.
Spesifikasi :
Bak : Plat Stainless Still 304 2 mm
Kaki : Pipa Stainless Still 304 Ø 2” & Ø 1
Drain : Ø 1½
Diameter (P x L x T) : 2.320 x 750 x 920 mm
3. Tangki pemasakan
Tangki pemasakan merupakan tempat untuk memasak kedelai setelah
direndam serta untuk memasak produk kecap bersama gula jawa dan bumbu.
Masing-masing tangki memiliki kapasitas sekitar 800liter.
4. Tampah
Digunakan untuk meletakkan kedelai yang sudah dimasak hingga empuk dan
meniriskan air rebusan kedelai. Selain itu, tampah berfungsi sebagai wadah
kedelai selama proses fermentasi koji.
5. Alat penyaring
Digunakan untuk menyaring sari kedelai dan menyaring kecap yang sudah jadi.
Alat penyaring yang digunakan berupa kain yang dapat digunakan berkali-kali
selama kondisi masih memungkinkan untuk digunakan.
6. Tangki penampungan
Digunakan untuk menampung sementara kecap yang sudah dimasak dan diuji
rasanya.
7. wadah fermentasi moromi
wadah fermentasi ini berupa drum yang berfungsi sebagai tempat untuk
merendam kedelai hasil fermentasi koji. Drum ini dilengkapi dengan penutup
untuk menghindari kontaminasi dari luar.
8. Bak penampung garam
Berfungsi untuk menampung larutan garam yang akan digunakan dalam proses
fermentasi II. Bak ini terbuat dari galon-galon yang dapat menampung garam
kira-kira sebanyak 50kg garam.
9.
Botol
Digunakan untuk mengemas kecap hasil produksi.
10. Alat pengering botol
Berupa meja stainless steel dan terdapat besi-besi berdiri dan berongga untuk
tempat meletakkan botol secara terbalik, dan pada bagian bawah meja
terdapat kumparan listrik yang menghasilkan panas dan kipas yang akan
menghembuskan udara panas kedalam botol sehingga botol menjadi kering
secara menyeluruh.
11. Alat peneropong botol
Digunakan untuk memeriksa botol kaca apakah pecah atau tidak. Alat ini
berupa kotak kayu yang pada bagian tengahnya diberi lubang dan didalamnya
terdapat lampu neon. Dan terdapat 1set alat peneropong botol.
12. Automatic sealer machine
Digunakan untuk mengemas kecap hasil produksi dalam kemasan sachet atau
kantong plastik.
TATA LETAK PERALATAN
Mesin dan Peralatan
Industri Pengolahan Kecap