Rancang Bangun Alat Pengiris Tempe
TINJAUAN PUSTAKA
Kedelai
Kedelai termasuk famili Leguminosae (Kacang-kacangan). Klasifikasi
lengkapnya adalah sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi
: Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Subdivisi
: Angiospermae (biji tertutup)
Kelas
: Dicotyledoneae (biji berkeping dua)
Ordo
: Polypetales
Famili
: Leguminosae
Sub famili
: Papilionoideae
Genus
: Glycine
Spesies
: mac
Nama Ilmiah : Glycine mac (L) Merill
(Suprapto, 2001).
Kedelai merupakan tanaman pangan berupa semak yang tumbuh tegak.
Kedelai jenis liar (Glycine ururiencis) merupakan kedelai yang menurunkan
berbagai kedelai yang dikenal sekarang, yaitu Glycine max (L) Merril. Di
Indonesia, tanaman ini dibudidayakan mulai abad ke-17 sebagai tanaman
makanan. Selain itu, kedelai juga dikenal sebagai pupuk hijau karena dapat
meningkatkan kesuburan tanah (DISTAN KALSEL, 2014).
Menurut para ahli botani, kedelai merupakan tanaman yang berasal
dari Manchuria dan sebagian Cina, di mana terdapat banyak jenis kedelai
liar.
Kemudian menyebar ke daerah-daerah tropika dan subtropika. Setelah
4
Universitas Sumatera Utara
5
dilakukan
pemuliaan, dihasilkan
dibudidayakan.
Umur
panen
jenis-jenis
tanaman
kedelai
unggul
yang
kedelai berbeda-beda tergantung
varietasnya tetapi umumnya berkisar antara 75 dan 105 hari (Santoso, 2005).
Kacang-kacangan banyak diolah baik sebagai bahan jadi maupun bahan
setengah jadi, misalnya selai kacang kedelai, tahu, tempe, tepung kedelai, oncom,
kecap, dan lain-lain. Untuk mendapat hasil olah, mutu bahan dan cara
pengolahan,
termasuk
bahan-bahan
tambahan
yang
digunakan
sangat
berpengaruh.
Kandungan gizi dan manfaat
Kedelai merupakan sumber protein nabati yang efisien, dalam arti bahwa
untuk memperoleh jumlah protein yang cukup diperlukan kedelai dalam jumlah
kecil. Untuk medapatkan 2100 kalori, menurut perumusan LIPI tahun 1968
diperlukan kacang-kacangan 44 gram per kapita per hari. Untuk memenuhi
anjuran konsumsi 44 gram kacang-kacangan perhari tidaklah sulit. Mengingat
besarnya variasi penggunaan kacang dalam menu kita seperti tahu, tempe, bahan
sayuran, bubur kacang dan lain-lain (Suprapto, 2001).
Dapat dilihat, bahan kedelai mengandung protein 35 gram untuk setiap
100 gram. Bahkan pada varietas unggul, kandungan protein kedelai mencapai 4043%. Oleh karena itu bila seseorang tidak dapat makan daging karena alas an
tertentu, kebutuhan protein sebesar 55 gram/hari dapat dipenuhi dari makanan
berasal kedelai (Suprapto, 2001).
Perbandingan jumlah kalori, protein dan lemak dari setiap 100 gram
kedelai, dibandingkan bahan makanan lain adalah sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
6
Tabel 1. Kandungan kalori, protein, lemak dan karbohidrat (CHO) dari setiap 100
gram bahan makanan.
Protein
Lemak
CHO
Air
Bahan
Kalori
(%)
(%)
(%)
(%)
Beras
360
6,8
0,7
78,9
13
Jagung
355
9,2
3,9
73,7
12
Tepung ubi kayu
363
1,1
0,5
88,2
9
Kedelai
330
35
18
35
8
Kacang hijau
345
22
1
63
10
Daging
190
19
12
0
68
Ikan segar
113
17
5
0
76
Telur ayam
162
13
12
1
74
Susu skim kering
360
36
1
52
4
Sumber : Lembaga Penelitian Gizi (1967). Daftar analisa bahan makanan, Bogor, Penelitian Gizi dan Makanan. Dalam Lie
Goan-Hong, dkk. (1976(10))
Kedelai juga dapat diolah menjadi produk olahan yang disebut susu
kedelai. Susu kedelai yang mengandung protein nabati tidak kalah gizinya dengan
susu yang berasal dari hewan (susu sapi). Komposisi gizi di dalam susu kedelai
dan susu sapi dapat dilihat pada Tabel 2. Dapat dilihat bahwa kandungan protein
dalam susu kedelai hampir sama dengan kandungan protein dalam susu sapi
(Budimarwanti C, 2008).
Tabel 2. Komposisi gizi susu kedelai cair dengan susu sapi (100gr)
Komponen
Susu kedelai
Susu sapi
Kalori (Kkal)
41,0
61,0
Protein (gram)
3,50
3,20
Lemak (gram)
2,50
3,50
Karbohidrat (gram)
5,00
4,30
Kalsium (mg)
50,0
143
Fosfor (gram)
45,0
60,0
Besi (gram)
0,70
1,70
Vitamin A (SI)
200
130
Vitamin B1 (tiamin) (mgram)
0,08
0,03
Vitamin C (mgram)
2,00
1,00
Sumber: Aman dan Hardjo, 1973 : 158
Perkembangan produksi kedelai
Kedelai merupakan salah satu tanaman sumber protein yang penting di
Indonesia. Berdasarkan luas panen Indonesia, kedelai menempati urutan ke-3
Universitas Sumatera Utara
7
sebagai tanaman palawija setelah jagung dan ubi kayu. Rata-rata selama 4 tahun
(1970-1973) dicapai luas panen 703.878 ha dengan total produksi 518.204 ton
(Suprapto, 2001).
Tabel 3. Luas panen dan produksi kedelai di Indonesia tahun 1970-1981.
Luas panen
Produksi
Rata-rata
Tahun
(ribu ha)
(ribu ha)
(ton/ha)
1970
695
498
0,717
1971
680
516
0,759
1972
697
518
0,743
1973
743
541
0,728
1974
768
589
0,767
1975
752
590
0,785
1976
646
522
0,808
1977
646
523
0,810
1978
733
617
0,841
1979
784
680
0,867
1980
732
653
0,892
1981
811
687
0,847
Sumber : BPS
Dilihat dari persentase penggunaan kedelai dunia, diperkirakan sekitar
40 persen dari total produksi digunakan sebagai bahan makanan manusia
khususnya di Asia Timur dan Asia Tenggara, 55 persen sebagai pakan ternak
dan hanya 5 persen sebagai bahan baku industri khususnya di negara - negara
maju (Santoso, 2005).
Indonesia masih harus terus melakukan impor yang rata-rata 40%
dari kebutuhan kedelai nasional. Produksi dalam negeri masih relatif rendah dan
memiliki kecenderungan terus
menurun. Pada tahun 2002 impor kedelai
mencapai 1,13 juta ton dengan nilai impor US $ 57 miliar, mengalami kenaikan
sebesar 1,21% dibandingkan tahun sebelumnya.
Akan tetapi, nilai ekspor
komoditas tanaman pangan turun 3,19% (Mursidah, 2005).
Berdasarkan data statistik perkembangan luas panen, produktivitas,
dan produksi kedelai Indonesia menurut wilayah periode tahun 2005-2012
Universitas Sumatera Utara
8
dapat dikatakan fluktuatif. Sejak tahun 2005 luas areal panen kedelai
Indonesia terus menurun hingga tahun 2007 dan kembali meningkat sampai tahun
2009 sebelum akhirnya turun kembali pada tahun 2011. Produktivitas kedelai
Indonesia tahun 2005 sebesar 13,01 ku/ha, kemudian menurun pada tahun 2006
dan kembali meningkat sampai tahun 2011. Pada tahun 2012 produktivitas
kedelai Indonesia diperkirakan mencapai angka tertinggi dibandingkan tahuntahun sebelumnya yakni sebesar 13,76 ku/ha atau meningkat 0,08 ku/ha
dibandingkan tahun sebelumnya.
Rata-rata produktivitas kedelai wilayah Jawa lebih tinggi daripada di Luar
Jawa. Salah satu penyebab yang memungkinkan karena petani di luar Jawa
belum menggunakan kedelai varietas unggul, penerapan teknik budidaya kedelai
masih kurang tepat dan sebagian besar belum menerapkan pendekatan produksi
melalui Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT) pada kedelai. PTT bukanlah
suatu paket produksi kedelai, melainkan suatu pendekatan inovatif dan
dinamis melalui perakitan teknologi secara partisipasif bersama petani sesuai
dengan kondisi lingkungan setempat seperti lahan, keadaan sosial ekonomi
serta status kelembagaan yang terkait dengan pembangunan pertanian. Melalui
PTT kedelai diharapkan dapat memberikan produktivitas tinggi dengan proses
produksi yang efisien dan berkelanjutan dalam upaya peningkatan produksi dan
pendapatan petani (Facino A, 2012).
Penggunaan kedelai
Biji kedelai tidak dapat dimakan langsung karena mengandung tripsine
inhibitor, bila biji kedelai ini sudah direbus pengaruh tripsine inhibitor dapat
dinetralkan. Biji kedelai juga dapat dipakai sebagai bahan baku industri seperti
Universitas Sumatera Utara
9
minyak goreng, mentega. Minyak dari kedelai dapat digunakan untuk bermacam
tujuan perindustrian. Ini mencakup pembuatan glycerine, insectisida, cat dan lain
sebagainya. Selain itu kedelai juga dapat digunakan untuk berbagai macam
keperluan seperti makanan manusia, ternak, dan bahan baku insdustri. Di
Indonesia penggunaan kedelai masih terbatas sebagai bahan makanan manusia
dan ternak. Makanan yang terbuat dari kedelai anatara lain adalah kedelai rebus,
kedelai goreng, kecambah kedelai, tempe, tahu, tauco dan kecap (Suprapto, 2001).
Kacang kedelai yang diolah, secara garis besar dapat dibagi menjadi 2
kelompok manfaat utama, yaitu olahan dalam bentuk protein kedelai dan minyak
kedelai. Dalam bentuk protein kedelai dapat digunakan sebagai bahan industri
makanan yang diolah menjadi: susu, vetsin, kue-kue dan permen, serta sebagai
bahan industri bukan makanan seperti kertas, cat cair, tinta cetak dan tekstil.
Sedangkan olahan dalam bentuk minyak kedelai digunakan sebagai bahan industri
makanan dan non makanan. Industri makanan dari minyak kedelai yang
digunakan sebagai bahan industri makanan berbentuk gliserida sebagai bahan
untuk pembuatan minyak goreng, margarin dan bahan lemak lainnya. Sedangkan
dalam bentuk lecithin dibuat antara lain margarin, kue, tinta, kosmetika,
insectisida dan farmasi (BAPPENAS, 2011).
Biji kedelai mengandung lemak sekitar 18 - 20 persen. Lemak ini
banyak dimanfaatkan dan diolah sebagai minyak goreng, minyak salad,
dibuat margarin dan shortening, mayonnaise, lesitin dan emulsifier (mono
dan digliserida). Pada umumnya minyak dapat diambil dari biji kedelai
dengan cara diekstrak menggunakan pelarut lemak, yaitu heksana. Prosesnya
Universitas Sumatera Utara
10
terdiri atas tiga tahap, yaitu perlakuan pendahuluan, ekstraksi minyak, serta
penjernihan dan pemurnian minyak (Santoso, 2005).
Tempe
Tempe adalah produk fermentasi yang amat dikenal oleh masyarakat
Indonesia dan mulai digemari pula oleh berbagai kelompok masyrakat barat.
Tempe dapat dibuat dari berbagai bahan. Namun demikian yang biasa dikenal
sebagai tempe oleh masyarakat pada umumnya ialah tempe yang dibuat dari
kedelai. Di daerah jawa dijumpai berbagai macam tempe yang dibuat dari bahan
selain kedelai. Namun demikian karena kedelai merupakan bahan yang paling
banyak dikenal maka bila nama tempe yang disebut maka yang dimaksud adalah
tempe kedelai. Sedangkan untuk tempe dari bahan lain, identitasnya harus disertai
nama bahannya seperti tempe benguk, dll (Hidayat dkk, 2006).
Industri tempe tidak hanya berkembang di Indonesia. Tempe juga
diproduksi dan dijual di mancanegara. Penyebaran tempe telah meluas
menjangkau berbagai kawasan. Masyarakat Eropa cukup lama mengenal tempe.
Yang memperkenalkan tempe kepada masyarakat Eropa adalah imigran asal
Indonesia yang menetap di Belanda. Dalam karya William Shurtleff dan Akiko
Aoyagi, The Book of Tempeh: A Cultured Soyfood , dimuat bahwa tempe
diproduksi di berbagai negara mulai dari Amerika Serikat, Kanada, Meksiko,
Belgia, Austria, Republik Ceko, Finlandia, Prancis, Jerman, Irlandia, Italia,
Belanda, Portugal, Spanyol, Swiss, Afrika Selatan, India, dan Inggris hingga
Australia dan Selandia Baru (PUSIDO BSN, 2012).
Bongkrek merupakan tempe jenis khusus yang bisa diproduksi degan
fermentasi dari ampas kelapa baru (segar) menggunakan jamur tempe. Ini
Universitas Sumatera Utara
11
merupakan makanan
tradisional Indonesia, tidak seperti makanan fermentasi
yang lainnya. Bongkrek kadang-kadang menghasilkan toksin yang dikeluarkan
oleh bakteri asing pseudomonas cocovenenasis yang menumbuhkan jamur dengan
cepat (Saono, dkk., 1982).
Fermentasi
Fermentasi sudah lama dikenal sejak zaman dulu, dengan kecenderungan
terhadap keberlanjutan lingkungan hidup dan pengembangan sumbar daya yang
dapat diperbarui menyebabkan peningkatan upaya dan ketertarikan dalam upaya
mengambil kembali produk-produk fermentasi seperti asam organik, aditif
makanan dan bahan kimia. Fermentasi mulai menjadi ilmu pada tahun 1857 ketika
Louis Pasteur menemukan bahwa fermentasi merupakan sebuah hasil dari sebuah
aksi mikroorganisme yang spesifik. Fermentasi sebagai industri dimulai awal
1900 dengan produksi enzim mikroba, asam organik dan yeast. Saat ini fermentasi
memiliki arti yang berbeda bagi seorang ahli biokimia (Riadi L, 2007).
Melalui proses fermentasi, kedelai menjadi lebih enak dan meningkat nilai
nutrisinya. Rasa dan aroma kedelai memang berubah sama sekali setelah menjadi
tempe. Tempe lebih banyak diterima untuk dikonsumsi bukan saja oleh orang
Indonesia, tetapi juga oleh bangsa lain. Tempe yang masih baru (baik) memiliki
rasa dan bau yang spesifik. Bau dan rasa khas tempe ini tidak mudah
didiskripsikan tetapi dapat dimengerti dan dihayati bagi masyarakat yang telah
lama mengenal tempe (Hidayat dkk, 2006).
Beberapa makanan fermentasi seperti tempe tauco dan oncom memang
mempunyai potensi untuk menjadi sumber protein utama dalam diet seseorang.
Perkembangan makanan fermentasi menjadi produk konsumsi masal akan
Universitas Sumatera Utara
12
menghadapi beberapa halangan dan kendala. Walaupun pembuatannya ekonomuis
dan teknologinya dapat dikerjakan dengan mudah konsumen harus dididik melalui
beberapa pendekatan sebelum dapat diterapkan sesuai dengan rencana
(Saono, dkk., 1982).
Bentuk dan jenis tempe
Tempe merupakan makanan hasil fermentasi tradisional berbahan
baku kedelai dengan bantuan jamur Rhizopus oligosporus. Mempunyai ciri-ciri
berwarna putih, tekstur kompak dan flavor spesifik. Warna putih disebabkan
adanya miselia jamur yang tumbuh pada permukaan biji kedelai. Tekstur
yang
kompak
menghubungkan
juga disebabkan
antara
komponen-komponen
oleh
miselia-miselia
jamur
yang
biji-biji kedelai tersebut. Terjadinya degradasi
dalam kedelai dapat menyebabkan terbentuknya flavor
spesifik setelah fermentasi (Kasmidjo, 1990).
Pembungkusan tempe dengan menggunakan daun merupakan cara
tradisional yang paling banyak dilakukan. Membungkus tempe dengan daun sama
halnya dengan menyimpannya dalam ruang gelap (salah satu syarat ruang
fermentasi), mengingat sifat daun yang tidak tembus pandang. Disamping itu,
aerasi (sirkulasi udara) tetap dapat berlangsung melalui celah-celah pembungkus
yang ada.
Selain dengan daun pisang, bahan tempe dapat dibungkus dengan kantong
plastik. Pembungkusan bahan tempe dalam kantong plastik jangan sampai terlalu
rapat agar bagian dalam substrat cukup memperoleh udara. Pengemasan bahan
pangan memegang peranan penting dalam pengendalian dari kemungkinan dan
infeksi mikroorganisme terhadap produk bahan pangan. Bahan pangan merupakan
Universitas Sumatera Utara
13
sumber
energi
dan
sumber
gizi
yang
penting
bagi
manusia
dalam
mempertahankan hidupnya. Apabila tercemar oleh mikroorganisme dan disimpan
dalam
kondisi
yang
memungkinkan
bagi
aktivitas
metabolisme
dapat
menimbulkan kerusakan bahan pangan dan membahayakan kesehatan konsumen
(Setyowati R, 2007).
Jenis tempe bermacam-macam, tergantung pada jenis bahan baku yang
digunakan. Beberapa jenis tempe yang ada dan cukup banyak dibuat di Indonesia
dapat dilihat dalam Tabel.
Tabel 4. Jenis tempe.
No
1
2
3
4
5
6
7
Bahan baku
Kedelai (Glicyne max)
Ampas tahu/kedelai
Bungkil kacang tanah
Ampas Kelapa
Bungkil kacang + ampas tahu
Koro benguk
Lamtoro
Nama/jenis tempe
Tempe Kedelai
Tempe gembus
Tempe bungkil
Tempe bongkrek
Tempe enjes
Tempe benguk
Tempe lamtoro
Sumber : Supriati (2003)
Proses pembuatan tempe
Tempe yang dibuat dari kedelai melalui tiga tahap yaitu: 1. Hidrasi dan
pengasaman biji kedelai dengan direndam beberapa lama (untuk darah tropis kirakira semalam), 2. Sterilisasi terhadap sebagian biji kedelai dan 3. Fermentasi oleh
jamur tempe yang diinokulasi segera setelah sterilisasi. Jamur tempe yang banyak
digunakan adalah Rhizopus oligosporus (Hidayat dkk, 2006).
Proses perendaman memberi kesempatan untuk tumbuhnya bakteri-bakteri
asam laktat sehingga terjadi penurunan pH dalam biji menjadi sekitar 4,5-5,3.
Penurunan pH biji kedelai dapat menghambat pertumbuhan bakteri-bakteri
kontaminan yang bersifat sebagai pembusuk. Keuntungan lain dari kondisi asam
dalam biji menghambat penaikan pH sampai diatas 7,0. Bila pH diatas 7,0 akan
Universitas Sumatera Utara
14
menghambat
pertumbuhan
atau
bahkan
mematikan
jamur
tempe
(Hidayat dkk, 2006).
Sterilisasi adalah suatu proses yang bertujuan untuk membunuh
mikroorganisme dan merupakan proses level tertinggi yang dapat dicapai untuk
membunuh semua bakteri yang dapat dicapai. Ditinjau dari penggunaannya pada
proses fermentasi ada 2 jenis sterilisasi yaitu sterilisasi media dan sterilisasi udara
(Riadi L, 2007).
Inkubasi atau fermentasi dilakukan pada suhu 25-37oC selama 36-48 jam.
Selama inkubasi terjadi proses fermentasi yang menyebabkan perubahan
komponen-komponen dalam biji kedelai. Persyaratan tempat yang dipergunakan
untuk inkubasi kedelai adalah kelembaban, kebutuhan oksigen dan suhu yang
sesuai dengan pertumbuhan jamur. Dalam pertumbuhannya, hizopus akan
menggunakan okesigen dan menghasilkan CO2 yang akan menghambat beberapa
organisme perusak (Hidayat dkk, 2006).
Tempe yang awalnya dianggap makanan kelas bawah, sekarang menjadi
makanan primadona yang kaya gizi. Supaya tahan lama tempe yang akan jadi
produk ekspor dapat dibekukan dan dikirim keluar negeri didalam peti kemas
pendingin. Mula-mula tempe diiris 2-3 cm dan di blanching yaitu direndam dalam
air panas selama lima menit untuk menginaktifkan enzim dan kapang. Kemudian
dibungkus dengan plastik selofan dan dibekukan pada suhu 40oC sekitar 6 jam.
Setelah beku tempe dapat disimpan pada suhu beku sekitar 20oC selama 100 hari
tanpa mengalami perubahan sifat penampak warna, bau atau rasa (Kamsiati E,
2006).
Universitas Sumatera Utara
15
Pengirisan
Pemotongan tempe menggunakan pisau potong yang bekerja secara rotasi
belum umum dilaksanakan. Proses ini bekerja berdasarkan pemanfaatan gaya
geser antara permukaan pisau potong dengan permukan tempe yang akan
dipotong (Romli, 2011).
Gambar 1. Mekanisme Pemotongan
Perajangan kripik tempe dengan cara penyayatan manual dapat digantikan
menggunakan perajang mekanik yang prinsip kerjanya berdasarkan mekanisme
gerak engkol peluncur dengan circle cutter . Untuk dapat menerapkan alat potong
dengan prinsip gerak engkol peluncur pada perajangan kripik tempe harus
diketahui perbandingan kecepatan potong (cutting speed) dan kecepatan
pemakanan
(feeding
speed).
Dengan
demikian
dapat
dirumuskan
permasalahannya adalah penentuan pasangan yang optimum antara cutting speed
dan feeding speed mengingat karakteristik tempe berbeda dari benda kerja lain
seperti kayu dan logam yang telah banyak diteliti mengenai sifat mekanisnya.
Prinsip kerja perajang mekanik yang dibuat adalah mengumpankan tempe pada
circle cutter , pada proses ini proses penyayatan dilakukan dengan gerak pisau
yang melingkar (Putro, S., 2006).
Universitas Sumatera Utara
16
Elemen Alat dan Mesin
Motor listrik
Sumber-sumber tenaga dapat diperoleh antara lain tenaga manusia, hewan,
tenaga alam (angin, air, sinar matahari, dan sebagainya), tenaga motor penggerak,
motor listrik, tenaga atom, dan lain-lain. Motor penggerak adalah motor yang
dapat mengubah tenaga panas hasil dari suatu pembakaran menjadi tenaga
mekanik (Hardjosentono M. dkk, 1996).
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor
listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan separti mesin untuk
menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi untuk pertanian, untuk kipas
angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).
Perhitungan daya motor dapat dilakukan dengan rumus.
Dimana :
P = Daya motor (HP)
T = Torsi (Lb.In)
n = rpm mesin (rad.s-1)
(Nash, A W., 1998)
Poros
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir
semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam
transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal yang perlu diperhatikan yaitu:
Universitas Sumatera Utara
17
1. Kekuatan poros
Suatu poros transmisi 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 yang 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 diperhatikan dan
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 bagianbagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih
rendah dari putaran kritisnya.
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.
Universitas Sumatera Utara
18
5. Bahan poros
Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik
dingin dan difinis.
(Sularso dan Suga, 2004).
Puli
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 disekeliling pulley pada poros. Jika pada suatu konstruksi
mesin putaran pulley penggerak dinyatakan N1 dengan diameter dp dan pulley
yang digerakkan dinyatakan n2 dan diameternya Dp, maka perbandingan putaran
dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
(Stolk dan Kros, 1981).
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara:
1. Horisontal
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 kendor sehingga mungkin akan menimbulkan
getaran pada mekanisme serta penurunan umur sabuk.
(Mabie and Ocvirk, 1967).
Universitas Sumatera Utara
19
Sabuk V
Menurut Smith dan Wilkes (1990), Sabuk bentuk trapesium atau V
dinamakan demikian karena sisi sabuk dibuat serong, supaya cocok dengan alur
roda transmisi yang berbentuk V. Kontak gesekan yang terjadi antara sisi sabuk V
dengan dinding alur menyebabkan berkurangnya kemungkinan selipnya sabuk
penggerak dengan tegangan yang lebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam
kerjanya, sabuk V mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda
transmisi. Bagian sebelah luar akan mengalami tegangan, sedangkan bagian dalam
akan mengalami tekanan.
Perhitungan panjang sabuk-V dapat dilakukan dengan rumus sebagai
berikut :
Sabuk-V mempunyai penampang trapesium yang terbuat dari karet,
tenunan tetoron atau semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa
tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan disekeliling alur pulley yang berbentuk V.
Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan
menghasilkan daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah, dan juga harga
yang relatif murah membuat sabuk-V sering dipakai. Bila dibandingkan dengan
transmisi roda gigi atau rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tidak bersuara.
Untuk mempertinggi daya transmisi, dapat dipakai beberapa sabuk V yang
dipasang sebelah-menyebelah (Sularso dan suga, 2004).
Universitas Sumatera Utara
20
Gambar 1. Konstruksi sabuk-V
Gambar 2. Konstruksi Sabuk V
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 tak dapat bekerja secara
semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan
pondasi pada gedung (Sularso dan suga, 2004).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Tujuan utama dari penggunaan alat dan mesin dibidang pertanian adalah
untuk meningkatkan produktivitas kerja petani dan merubah pekerjaan berat
menjadi lebih ringan dan menarik. Sejarah menunjukkan bahwa proses mekanisasi
pertanian adalah suatu proses dinamis, dengan tujuan proses masa depan yang tak
terbatas. Dalam suatu system yang kompetitif, setiap pabrik mesin-mesin
pertanian harus secara terus menerus memperbaiki produknya dan menciptakan
Universitas Sumatera Utara
21
produk
baru
agar
posisi
perusahaan
tetap
menguntungkan
(Daywin, F. J., dkk, 2008).
Menurut Daywin, dkk., 2008, kapasitas kerja suatu alat atau mesin
didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu
produk (contoh, ha. Kg, lt) persatuan 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.
Universitas Sumatera Utara
Kedelai
Kedelai termasuk famili Leguminosae (Kacang-kacangan). Klasifikasi
lengkapnya adalah sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi
: Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Subdivisi
: Angiospermae (biji tertutup)
Kelas
: Dicotyledoneae (biji berkeping dua)
Ordo
: Polypetales
Famili
: Leguminosae
Sub famili
: Papilionoideae
Genus
: Glycine
Spesies
: mac
Nama Ilmiah : Glycine mac (L) Merill
(Suprapto, 2001).
Kedelai merupakan tanaman pangan berupa semak yang tumbuh tegak.
Kedelai jenis liar (Glycine ururiencis) merupakan kedelai yang menurunkan
berbagai kedelai yang dikenal sekarang, yaitu Glycine max (L) Merril. Di
Indonesia, tanaman ini dibudidayakan mulai abad ke-17 sebagai tanaman
makanan. Selain itu, kedelai juga dikenal sebagai pupuk hijau karena dapat
meningkatkan kesuburan tanah (DISTAN KALSEL, 2014).
Menurut para ahli botani, kedelai merupakan tanaman yang berasal
dari Manchuria dan sebagian Cina, di mana terdapat banyak jenis kedelai
liar.
Kemudian menyebar ke daerah-daerah tropika dan subtropika. Setelah
4
Universitas Sumatera Utara
5
dilakukan
pemuliaan, dihasilkan
dibudidayakan.
Umur
panen
jenis-jenis
tanaman
kedelai
unggul
yang
kedelai berbeda-beda tergantung
varietasnya tetapi umumnya berkisar antara 75 dan 105 hari (Santoso, 2005).
Kacang-kacangan banyak diolah baik sebagai bahan jadi maupun bahan
setengah jadi, misalnya selai kacang kedelai, tahu, tempe, tepung kedelai, oncom,
kecap, dan lain-lain. Untuk mendapat hasil olah, mutu bahan dan cara
pengolahan,
termasuk
bahan-bahan
tambahan
yang
digunakan
sangat
berpengaruh.
Kandungan gizi dan manfaat
Kedelai merupakan sumber protein nabati yang efisien, dalam arti bahwa
untuk memperoleh jumlah protein yang cukup diperlukan kedelai dalam jumlah
kecil. Untuk medapatkan 2100 kalori, menurut perumusan LIPI tahun 1968
diperlukan kacang-kacangan 44 gram per kapita per hari. Untuk memenuhi
anjuran konsumsi 44 gram kacang-kacangan perhari tidaklah sulit. Mengingat
besarnya variasi penggunaan kacang dalam menu kita seperti tahu, tempe, bahan
sayuran, bubur kacang dan lain-lain (Suprapto, 2001).
Dapat dilihat, bahan kedelai mengandung protein 35 gram untuk setiap
100 gram. Bahkan pada varietas unggul, kandungan protein kedelai mencapai 4043%. Oleh karena itu bila seseorang tidak dapat makan daging karena alas an
tertentu, kebutuhan protein sebesar 55 gram/hari dapat dipenuhi dari makanan
berasal kedelai (Suprapto, 2001).
Perbandingan jumlah kalori, protein dan lemak dari setiap 100 gram
kedelai, dibandingkan bahan makanan lain adalah sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
6
Tabel 1. Kandungan kalori, protein, lemak dan karbohidrat (CHO) dari setiap 100
gram bahan makanan.
Protein
Lemak
CHO
Air
Bahan
Kalori
(%)
(%)
(%)
(%)
Beras
360
6,8
0,7
78,9
13
Jagung
355
9,2
3,9
73,7
12
Tepung ubi kayu
363
1,1
0,5
88,2
9
Kedelai
330
35
18
35
8
Kacang hijau
345
22
1
63
10
Daging
190
19
12
0
68
Ikan segar
113
17
5
0
76
Telur ayam
162
13
12
1
74
Susu skim kering
360
36
1
52
4
Sumber : Lembaga Penelitian Gizi (1967). Daftar analisa bahan makanan, Bogor, Penelitian Gizi dan Makanan. Dalam Lie
Goan-Hong, dkk. (1976(10))
Kedelai juga dapat diolah menjadi produk olahan yang disebut susu
kedelai. Susu kedelai yang mengandung protein nabati tidak kalah gizinya dengan
susu yang berasal dari hewan (susu sapi). Komposisi gizi di dalam susu kedelai
dan susu sapi dapat dilihat pada Tabel 2. Dapat dilihat bahwa kandungan protein
dalam susu kedelai hampir sama dengan kandungan protein dalam susu sapi
(Budimarwanti C, 2008).
Tabel 2. Komposisi gizi susu kedelai cair dengan susu sapi (100gr)
Komponen
Susu kedelai
Susu sapi
Kalori (Kkal)
41,0
61,0
Protein (gram)
3,50
3,20
Lemak (gram)
2,50
3,50
Karbohidrat (gram)
5,00
4,30
Kalsium (mg)
50,0
143
Fosfor (gram)
45,0
60,0
Besi (gram)
0,70
1,70
Vitamin A (SI)
200
130
Vitamin B1 (tiamin) (mgram)
0,08
0,03
Vitamin C (mgram)
2,00
1,00
Sumber: Aman dan Hardjo, 1973 : 158
Perkembangan produksi kedelai
Kedelai merupakan salah satu tanaman sumber protein yang penting di
Indonesia. Berdasarkan luas panen Indonesia, kedelai menempati urutan ke-3
Universitas Sumatera Utara
7
sebagai tanaman palawija setelah jagung dan ubi kayu. Rata-rata selama 4 tahun
(1970-1973) dicapai luas panen 703.878 ha dengan total produksi 518.204 ton
(Suprapto, 2001).
Tabel 3. Luas panen dan produksi kedelai di Indonesia tahun 1970-1981.
Luas panen
Produksi
Rata-rata
Tahun
(ribu ha)
(ribu ha)
(ton/ha)
1970
695
498
0,717
1971
680
516
0,759
1972
697
518
0,743
1973
743
541
0,728
1974
768
589
0,767
1975
752
590
0,785
1976
646
522
0,808
1977
646
523
0,810
1978
733
617
0,841
1979
784
680
0,867
1980
732
653
0,892
1981
811
687
0,847
Sumber : BPS
Dilihat dari persentase penggunaan kedelai dunia, diperkirakan sekitar
40 persen dari total produksi digunakan sebagai bahan makanan manusia
khususnya di Asia Timur dan Asia Tenggara, 55 persen sebagai pakan ternak
dan hanya 5 persen sebagai bahan baku industri khususnya di negara - negara
maju (Santoso, 2005).
Indonesia masih harus terus melakukan impor yang rata-rata 40%
dari kebutuhan kedelai nasional. Produksi dalam negeri masih relatif rendah dan
memiliki kecenderungan terus
menurun. Pada tahun 2002 impor kedelai
mencapai 1,13 juta ton dengan nilai impor US $ 57 miliar, mengalami kenaikan
sebesar 1,21% dibandingkan tahun sebelumnya.
Akan tetapi, nilai ekspor
komoditas tanaman pangan turun 3,19% (Mursidah, 2005).
Berdasarkan data statistik perkembangan luas panen, produktivitas,
dan produksi kedelai Indonesia menurut wilayah periode tahun 2005-2012
Universitas Sumatera Utara
8
dapat dikatakan fluktuatif. Sejak tahun 2005 luas areal panen kedelai
Indonesia terus menurun hingga tahun 2007 dan kembali meningkat sampai tahun
2009 sebelum akhirnya turun kembali pada tahun 2011. Produktivitas kedelai
Indonesia tahun 2005 sebesar 13,01 ku/ha, kemudian menurun pada tahun 2006
dan kembali meningkat sampai tahun 2011. Pada tahun 2012 produktivitas
kedelai Indonesia diperkirakan mencapai angka tertinggi dibandingkan tahuntahun sebelumnya yakni sebesar 13,76 ku/ha atau meningkat 0,08 ku/ha
dibandingkan tahun sebelumnya.
Rata-rata produktivitas kedelai wilayah Jawa lebih tinggi daripada di Luar
Jawa. Salah satu penyebab yang memungkinkan karena petani di luar Jawa
belum menggunakan kedelai varietas unggul, penerapan teknik budidaya kedelai
masih kurang tepat dan sebagian besar belum menerapkan pendekatan produksi
melalui Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT) pada kedelai. PTT bukanlah
suatu paket produksi kedelai, melainkan suatu pendekatan inovatif dan
dinamis melalui perakitan teknologi secara partisipasif bersama petani sesuai
dengan kondisi lingkungan setempat seperti lahan, keadaan sosial ekonomi
serta status kelembagaan yang terkait dengan pembangunan pertanian. Melalui
PTT kedelai diharapkan dapat memberikan produktivitas tinggi dengan proses
produksi yang efisien dan berkelanjutan dalam upaya peningkatan produksi dan
pendapatan petani (Facino A, 2012).
Penggunaan kedelai
Biji kedelai tidak dapat dimakan langsung karena mengandung tripsine
inhibitor, bila biji kedelai ini sudah direbus pengaruh tripsine inhibitor dapat
dinetralkan. Biji kedelai juga dapat dipakai sebagai bahan baku industri seperti
Universitas Sumatera Utara
9
minyak goreng, mentega. Minyak dari kedelai dapat digunakan untuk bermacam
tujuan perindustrian. Ini mencakup pembuatan glycerine, insectisida, cat dan lain
sebagainya. Selain itu kedelai juga dapat digunakan untuk berbagai macam
keperluan seperti makanan manusia, ternak, dan bahan baku insdustri. Di
Indonesia penggunaan kedelai masih terbatas sebagai bahan makanan manusia
dan ternak. Makanan yang terbuat dari kedelai anatara lain adalah kedelai rebus,
kedelai goreng, kecambah kedelai, tempe, tahu, tauco dan kecap (Suprapto, 2001).
Kacang kedelai yang diolah, secara garis besar dapat dibagi menjadi 2
kelompok manfaat utama, yaitu olahan dalam bentuk protein kedelai dan minyak
kedelai. Dalam bentuk protein kedelai dapat digunakan sebagai bahan industri
makanan yang diolah menjadi: susu, vetsin, kue-kue dan permen, serta sebagai
bahan industri bukan makanan seperti kertas, cat cair, tinta cetak dan tekstil.
Sedangkan olahan dalam bentuk minyak kedelai digunakan sebagai bahan industri
makanan dan non makanan. Industri makanan dari minyak kedelai yang
digunakan sebagai bahan industri makanan berbentuk gliserida sebagai bahan
untuk pembuatan minyak goreng, margarin dan bahan lemak lainnya. Sedangkan
dalam bentuk lecithin dibuat antara lain margarin, kue, tinta, kosmetika,
insectisida dan farmasi (BAPPENAS, 2011).
Biji kedelai mengandung lemak sekitar 18 - 20 persen. Lemak ini
banyak dimanfaatkan dan diolah sebagai minyak goreng, minyak salad,
dibuat margarin dan shortening, mayonnaise, lesitin dan emulsifier (mono
dan digliserida). Pada umumnya minyak dapat diambil dari biji kedelai
dengan cara diekstrak menggunakan pelarut lemak, yaitu heksana. Prosesnya
Universitas Sumatera Utara
10
terdiri atas tiga tahap, yaitu perlakuan pendahuluan, ekstraksi minyak, serta
penjernihan dan pemurnian minyak (Santoso, 2005).
Tempe
Tempe adalah produk fermentasi yang amat dikenal oleh masyarakat
Indonesia dan mulai digemari pula oleh berbagai kelompok masyrakat barat.
Tempe dapat dibuat dari berbagai bahan. Namun demikian yang biasa dikenal
sebagai tempe oleh masyarakat pada umumnya ialah tempe yang dibuat dari
kedelai. Di daerah jawa dijumpai berbagai macam tempe yang dibuat dari bahan
selain kedelai. Namun demikian karena kedelai merupakan bahan yang paling
banyak dikenal maka bila nama tempe yang disebut maka yang dimaksud adalah
tempe kedelai. Sedangkan untuk tempe dari bahan lain, identitasnya harus disertai
nama bahannya seperti tempe benguk, dll (Hidayat dkk, 2006).
Industri tempe tidak hanya berkembang di Indonesia. Tempe juga
diproduksi dan dijual di mancanegara. Penyebaran tempe telah meluas
menjangkau berbagai kawasan. Masyarakat Eropa cukup lama mengenal tempe.
Yang memperkenalkan tempe kepada masyarakat Eropa adalah imigran asal
Indonesia yang menetap di Belanda. Dalam karya William Shurtleff dan Akiko
Aoyagi, The Book of Tempeh: A Cultured Soyfood , dimuat bahwa tempe
diproduksi di berbagai negara mulai dari Amerika Serikat, Kanada, Meksiko,
Belgia, Austria, Republik Ceko, Finlandia, Prancis, Jerman, Irlandia, Italia,
Belanda, Portugal, Spanyol, Swiss, Afrika Selatan, India, dan Inggris hingga
Australia dan Selandia Baru (PUSIDO BSN, 2012).
Bongkrek merupakan tempe jenis khusus yang bisa diproduksi degan
fermentasi dari ampas kelapa baru (segar) menggunakan jamur tempe. Ini
Universitas Sumatera Utara
11
merupakan makanan
tradisional Indonesia, tidak seperti makanan fermentasi
yang lainnya. Bongkrek kadang-kadang menghasilkan toksin yang dikeluarkan
oleh bakteri asing pseudomonas cocovenenasis yang menumbuhkan jamur dengan
cepat (Saono, dkk., 1982).
Fermentasi
Fermentasi sudah lama dikenal sejak zaman dulu, dengan kecenderungan
terhadap keberlanjutan lingkungan hidup dan pengembangan sumbar daya yang
dapat diperbarui menyebabkan peningkatan upaya dan ketertarikan dalam upaya
mengambil kembali produk-produk fermentasi seperti asam organik, aditif
makanan dan bahan kimia. Fermentasi mulai menjadi ilmu pada tahun 1857 ketika
Louis Pasteur menemukan bahwa fermentasi merupakan sebuah hasil dari sebuah
aksi mikroorganisme yang spesifik. Fermentasi sebagai industri dimulai awal
1900 dengan produksi enzim mikroba, asam organik dan yeast. Saat ini fermentasi
memiliki arti yang berbeda bagi seorang ahli biokimia (Riadi L, 2007).
Melalui proses fermentasi, kedelai menjadi lebih enak dan meningkat nilai
nutrisinya. Rasa dan aroma kedelai memang berubah sama sekali setelah menjadi
tempe. Tempe lebih banyak diterima untuk dikonsumsi bukan saja oleh orang
Indonesia, tetapi juga oleh bangsa lain. Tempe yang masih baru (baik) memiliki
rasa dan bau yang spesifik. Bau dan rasa khas tempe ini tidak mudah
didiskripsikan tetapi dapat dimengerti dan dihayati bagi masyarakat yang telah
lama mengenal tempe (Hidayat dkk, 2006).
Beberapa makanan fermentasi seperti tempe tauco dan oncom memang
mempunyai potensi untuk menjadi sumber protein utama dalam diet seseorang.
Perkembangan makanan fermentasi menjadi produk konsumsi masal akan
Universitas Sumatera Utara
12
menghadapi beberapa halangan dan kendala. Walaupun pembuatannya ekonomuis
dan teknologinya dapat dikerjakan dengan mudah konsumen harus dididik melalui
beberapa pendekatan sebelum dapat diterapkan sesuai dengan rencana
(Saono, dkk., 1982).
Bentuk dan jenis tempe
Tempe merupakan makanan hasil fermentasi tradisional berbahan
baku kedelai dengan bantuan jamur Rhizopus oligosporus. Mempunyai ciri-ciri
berwarna putih, tekstur kompak dan flavor spesifik. Warna putih disebabkan
adanya miselia jamur yang tumbuh pada permukaan biji kedelai. Tekstur
yang
kompak
menghubungkan
juga disebabkan
antara
komponen-komponen
oleh
miselia-miselia
jamur
yang
biji-biji kedelai tersebut. Terjadinya degradasi
dalam kedelai dapat menyebabkan terbentuknya flavor
spesifik setelah fermentasi (Kasmidjo, 1990).
Pembungkusan tempe dengan menggunakan daun merupakan cara
tradisional yang paling banyak dilakukan. Membungkus tempe dengan daun sama
halnya dengan menyimpannya dalam ruang gelap (salah satu syarat ruang
fermentasi), mengingat sifat daun yang tidak tembus pandang. Disamping itu,
aerasi (sirkulasi udara) tetap dapat berlangsung melalui celah-celah pembungkus
yang ada.
Selain dengan daun pisang, bahan tempe dapat dibungkus dengan kantong
plastik. Pembungkusan bahan tempe dalam kantong plastik jangan sampai terlalu
rapat agar bagian dalam substrat cukup memperoleh udara. Pengemasan bahan
pangan memegang peranan penting dalam pengendalian dari kemungkinan dan
infeksi mikroorganisme terhadap produk bahan pangan. Bahan pangan merupakan
Universitas Sumatera Utara
13
sumber
energi
dan
sumber
gizi
yang
penting
bagi
manusia
dalam
mempertahankan hidupnya. Apabila tercemar oleh mikroorganisme dan disimpan
dalam
kondisi
yang
memungkinkan
bagi
aktivitas
metabolisme
dapat
menimbulkan kerusakan bahan pangan dan membahayakan kesehatan konsumen
(Setyowati R, 2007).
Jenis tempe bermacam-macam, tergantung pada jenis bahan baku yang
digunakan. Beberapa jenis tempe yang ada dan cukup banyak dibuat di Indonesia
dapat dilihat dalam Tabel.
Tabel 4. Jenis tempe.
No
1
2
3
4
5
6
7
Bahan baku
Kedelai (Glicyne max)
Ampas tahu/kedelai
Bungkil kacang tanah
Ampas Kelapa
Bungkil kacang + ampas tahu
Koro benguk
Lamtoro
Nama/jenis tempe
Tempe Kedelai
Tempe gembus
Tempe bungkil
Tempe bongkrek
Tempe enjes
Tempe benguk
Tempe lamtoro
Sumber : Supriati (2003)
Proses pembuatan tempe
Tempe yang dibuat dari kedelai melalui tiga tahap yaitu: 1. Hidrasi dan
pengasaman biji kedelai dengan direndam beberapa lama (untuk darah tropis kirakira semalam), 2. Sterilisasi terhadap sebagian biji kedelai dan 3. Fermentasi oleh
jamur tempe yang diinokulasi segera setelah sterilisasi. Jamur tempe yang banyak
digunakan adalah Rhizopus oligosporus (Hidayat dkk, 2006).
Proses perendaman memberi kesempatan untuk tumbuhnya bakteri-bakteri
asam laktat sehingga terjadi penurunan pH dalam biji menjadi sekitar 4,5-5,3.
Penurunan pH biji kedelai dapat menghambat pertumbuhan bakteri-bakteri
kontaminan yang bersifat sebagai pembusuk. Keuntungan lain dari kondisi asam
dalam biji menghambat penaikan pH sampai diatas 7,0. Bila pH diatas 7,0 akan
Universitas Sumatera Utara
14
menghambat
pertumbuhan
atau
bahkan
mematikan
jamur
tempe
(Hidayat dkk, 2006).
Sterilisasi adalah suatu proses yang bertujuan untuk membunuh
mikroorganisme dan merupakan proses level tertinggi yang dapat dicapai untuk
membunuh semua bakteri yang dapat dicapai. Ditinjau dari penggunaannya pada
proses fermentasi ada 2 jenis sterilisasi yaitu sterilisasi media dan sterilisasi udara
(Riadi L, 2007).
Inkubasi atau fermentasi dilakukan pada suhu 25-37oC selama 36-48 jam.
Selama inkubasi terjadi proses fermentasi yang menyebabkan perubahan
komponen-komponen dalam biji kedelai. Persyaratan tempat yang dipergunakan
untuk inkubasi kedelai adalah kelembaban, kebutuhan oksigen dan suhu yang
sesuai dengan pertumbuhan jamur. Dalam pertumbuhannya, hizopus akan
menggunakan okesigen dan menghasilkan CO2 yang akan menghambat beberapa
organisme perusak (Hidayat dkk, 2006).
Tempe yang awalnya dianggap makanan kelas bawah, sekarang menjadi
makanan primadona yang kaya gizi. Supaya tahan lama tempe yang akan jadi
produk ekspor dapat dibekukan dan dikirim keluar negeri didalam peti kemas
pendingin. Mula-mula tempe diiris 2-3 cm dan di blanching yaitu direndam dalam
air panas selama lima menit untuk menginaktifkan enzim dan kapang. Kemudian
dibungkus dengan plastik selofan dan dibekukan pada suhu 40oC sekitar 6 jam.
Setelah beku tempe dapat disimpan pada suhu beku sekitar 20oC selama 100 hari
tanpa mengalami perubahan sifat penampak warna, bau atau rasa (Kamsiati E,
2006).
Universitas Sumatera Utara
15
Pengirisan
Pemotongan tempe menggunakan pisau potong yang bekerja secara rotasi
belum umum dilaksanakan. Proses ini bekerja berdasarkan pemanfaatan gaya
geser antara permukaan pisau potong dengan permukan tempe yang akan
dipotong (Romli, 2011).
Gambar 1. Mekanisme Pemotongan
Perajangan kripik tempe dengan cara penyayatan manual dapat digantikan
menggunakan perajang mekanik yang prinsip kerjanya berdasarkan mekanisme
gerak engkol peluncur dengan circle cutter . Untuk dapat menerapkan alat potong
dengan prinsip gerak engkol peluncur pada perajangan kripik tempe harus
diketahui perbandingan kecepatan potong (cutting speed) dan kecepatan
pemakanan
(feeding
speed).
Dengan
demikian
dapat
dirumuskan
permasalahannya adalah penentuan pasangan yang optimum antara cutting speed
dan feeding speed mengingat karakteristik tempe berbeda dari benda kerja lain
seperti kayu dan logam yang telah banyak diteliti mengenai sifat mekanisnya.
Prinsip kerja perajang mekanik yang dibuat adalah mengumpankan tempe pada
circle cutter , pada proses ini proses penyayatan dilakukan dengan gerak pisau
yang melingkar (Putro, S., 2006).
Universitas Sumatera Utara
16
Elemen Alat dan Mesin
Motor listrik
Sumber-sumber tenaga dapat diperoleh antara lain tenaga manusia, hewan,
tenaga alam (angin, air, sinar matahari, dan sebagainya), tenaga motor penggerak,
motor listrik, tenaga atom, dan lain-lain. Motor penggerak adalah motor yang
dapat mengubah tenaga panas hasil dari suatu pembakaran menjadi tenaga
mekanik (Hardjosentono M. dkk, 1996).
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor
listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan separti mesin untuk
menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi untuk pertanian, untuk kipas
angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).
Perhitungan daya motor dapat dilakukan dengan rumus.
Dimana :
P = Daya motor (HP)
T = Torsi (Lb.In)
n = rpm mesin (rad.s-1)
(Nash, A W., 1998)
Poros
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir
semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam
transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal yang perlu diperhatikan yaitu:
Universitas Sumatera Utara
17
1. Kekuatan poros
Suatu poros transmisi 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 yang 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 diperhatikan dan
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 bagianbagian lainnya. Poros harus direncanakan hingga putaran kerjanya lebih
rendah dari putaran kritisnya.
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.
Universitas Sumatera Utara
18
5. Bahan poros
Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik
dingin dan difinis.
(Sularso dan Suga, 2004).
Puli
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 disekeliling pulley pada poros. Jika pada suatu konstruksi
mesin putaran pulley penggerak dinyatakan N1 dengan diameter dp dan pulley
yang digerakkan dinyatakan n2 dan diameternya Dp, maka perbandingan putaran
dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
(Stolk dan Kros, 1981).
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara:
1. Horisontal
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 kendor sehingga mungkin akan menimbulkan
getaran pada mekanisme serta penurunan umur sabuk.
(Mabie and Ocvirk, 1967).
Universitas Sumatera Utara
19
Sabuk V
Menurut Smith dan Wilkes (1990), Sabuk bentuk trapesium atau V
dinamakan demikian karena sisi sabuk dibuat serong, supaya cocok dengan alur
roda transmisi yang berbentuk V. Kontak gesekan yang terjadi antara sisi sabuk V
dengan dinding alur menyebabkan berkurangnya kemungkinan selipnya sabuk
penggerak dengan tegangan yang lebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam
kerjanya, sabuk V mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda
transmisi. Bagian sebelah luar akan mengalami tegangan, sedangkan bagian dalam
akan mengalami tekanan.
Perhitungan panjang sabuk-V dapat dilakukan dengan rumus sebagai
berikut :
Sabuk-V mempunyai penampang trapesium yang terbuat dari karet,
tenunan tetoron atau semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa
tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan disekeliling alur pulley yang berbentuk V.
Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan
menghasilkan daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah, dan juga harga
yang relatif murah membuat sabuk-V sering dipakai. Bila dibandingkan dengan
transmisi roda gigi atau rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tidak bersuara.
Untuk mempertinggi daya transmisi, dapat dipakai beberapa sabuk V yang
dipasang sebelah-menyebelah (Sularso dan suga, 2004).
Universitas Sumatera Utara
20
Gambar 1. Konstruksi sabuk-V
Gambar 2. Konstruksi Sabuk V
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 tak dapat bekerja secara
semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan
pondasi pada gedung (Sularso dan suga, 2004).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Tujuan utama dari penggunaan alat dan mesin dibidang pertanian adalah
untuk meningkatkan produktivitas kerja petani dan merubah pekerjaan berat
menjadi lebih ringan dan menarik. Sejarah menunjukkan bahwa proses mekanisasi
pertanian adalah suatu proses dinamis, dengan tujuan proses masa depan yang tak
terbatas. Dalam suatu system yang kompetitif, setiap pabrik mesin-mesin
pertanian harus secara terus menerus memperbaiki produknya dan menciptakan
Universitas Sumatera Utara
21
produk
baru
agar
posisi
perusahaan
tetap
menguntungkan
(Daywin, F. J., dkk, 2008).
Menurut Daywin, dkk., 2008, kapasitas kerja suatu alat atau mesin
didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu
produk (contoh, ha. Kg, lt) persatuan 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.
Universitas Sumatera Utara