MODUL PELATIHAN TEKNIS ALAT DAN MESIN PE
MODUL PELATIHAN TEKNIS ALAT DAN MESIN
PENGOLAHAN HASIL TANAMAN
HORTIKULTURA
Oleh :
Ir. Cahyawan Catur Edi Margana, M.Eng.
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI –
UNIVERSITAS MATARAM
PENDAHULUAN
Produksi nangka di Nusa Tenggara Barat tercatat BPS tahun 2002 mencapai 59.781 ton
dengan luas areal 1.101 ha. Produksi terbesar disumbangkan Kabupaten Bima (45.006 ton),
disusul Lombok Timur (10.154 ton), Sumbawa (3.693 ton), Lombok Barat (550 ton), dan
Lombok Tengah (378 ton) (BPS, 2003).
Tanaman nangka merupakan tanaman yang tidak hanya dapat ditanam pada lahan basah
namun juga pada lahan kering. Tanaman nangka merupakan tanaman kebun ataupun pada lahan
dengan jumlah air tanah yang terbatas. Hasil tanaman nangka dapat dikonsumsi secara segar
maupun dikonsumsi dalam bentuk olahan. Nangka dapat dibuat campuran cempedak, keripik
serta dodol. Dodol nangka di Nusa Tenggara Barat merupakan jenis makanan ringan yang khas,
yang berpotensi untuk dikembangkan,. usaha dodol nangka merupakan salah satu usaha yang
penting untuk pengolah lokal maupun petani di wilayah Nusa Tenggara Barat ini. Pada masa
sekarang prosesing dodol nangka masih dilakukan secara tradisional. Prosesing dodol nangka
secara tradisional masih belum memperhatikan efisiensi dan kualitas produk. Bagaimanapun,
produksi pangan ini merupakan hal yang penting untuk produser lokal dan petani karena akan
dapat memberikan pendapatan yang tidak kecil. Oleh sebab itu, untuk memperbaiki prosesing
dodol nangka yakni memperoleh efisiensi dan kualitas produk , perlu dukungan pemerintah dan
masyarakat khususnya lembaga-lembaga yang terkait, termasuk dinas-dinas terkait.
Salah satu dinas terkait adalah Badan Pemberdayaan Masyarakat. Yang merupakan dinas
yang melakukan pengembangan pemberdayaan masyarakat. Dodol nangka sebagai produk
makanan ringan khas Nusa Tenggara Barat masih dirasa kurang. Dengan semakin tingginya
kompetisi di tingkat lokal maupun regional serta adanya pasar bebas maka produksi yang
mempunyai mutu yang tinggi akan dapat eksis untuk bersaing dengan produk-produk lainnya.
Penerapan teknologi mesin dan peralatan merupakan salah satu terobosan yang akan menjawab
tantangan tersebut. Adanya penggunaan mesin dan peralatan akan memungkinkan mutu produk
akhir dapat dikontrol baik dari sisi mengeliminasi oleh adanya kerusakan –kerusakan fisik, kimia
maupun mikrobiologis yang disebabkan keadaan lingkungan yang tidak terkendali (karena
proses tidak dikendalikan), efisiensi semakin tinggi, kapasitas dapat dengan drastis dapat
ditingkatkan, pertimbangan-pertimbangan ekonomi yang komparatif serta untuk menyongsong
produk dodol nangka sebagai industri. Karena itu penerapan mesin dan peralatan merupakan hal
yang tidak dapat ditawar lagi.
Jenis alat dan mesin prosesing dodol nangka yang penting untuk segera dikembangkan
adalah pemasak dan pengaduk dodol nangka. Sementara ini pemasakan dan pengadukan dodol
nangka dilakukan dengan tenaga manusia.
Tanaman nangka dan sirsak merupakan tanaman yang banyak ditanam di wilayah
Lombok Barat dan sekitarnya dan banyak manfaatnya. Tanaman nangka dapat dimanfaatkan
dalam bentuk segar maupun bentuk olahan. Dalam bentuk olahan di P. Lombok buah nangka
dibuat untuk dodol. Dodol nangka ini merupakan jenis makanan ringan yang khas, yang
berpotensi untuk dikembangkan. Prosesing dodol nangka masih dilakukan secara tradisional
yang tidak memperhatikan efisiensi dan kualitas produk. Dengan semakin tingginya kompetisi
di tingkat lokal maupun regional serta adanya pasar bebas maka produksi yang mempunyai mutu
yang tinggi akan dapat eksis untuk bersaing dengan produk-produk lainnya. Penerapan teknologi
mesin dan peralatan merupakan salah satu terobosan yang akan menjawab tantangan tersebut.
Adanya penggunaan mesin dan peralatan akan memungkinkan mutu produk akhir dapat
dikontrol baik dari sisi mengeliminasi oleh adanya kerusakan –kerusakan fisik, kimia maupun
mikrobiologis yang disebabkan keadaan lingkungan yang tidak terkendali (karena proses tidak
dikendalikan), efisiensi semakin tinggi, kapasitas dapat dengan drastis dapat ditingkatkan,
pertimbangan-pertimbangan ekonomi yang komparatif serta untuk menyongsong produk dodol
nangka sebagai industri. Pengembangan mesin dan peralatan untuk prosesing dodol nangka
khususnya alat pemasak dan pengaduk masih belum ada maka itu perlu dilakukan penelitian
yang diarahkan penemuan mesin dan peralatan prosesing dodol nangka yang memenuhi syarat
teknis, ergonomis dan ekonomis.
Prosesing Dodol Nangka
Prosesing dodol merupakan makanan khas Nusa Tenggara Barat yang terbuat dari
nangka yang diolah secara basah, dimasak dan diaduk pada sebuah wajan yang besar (kapasitas
bisa mencapai 30 kg). Pertama kali, buang nangka dikupas dengan pisau dan biji buah dibuang.
Setelah itu, dicuci sampai bersih. Nangka digiling dengan mesin penggiling menjadi berbenuk
halus. Setelah itu, nangka diblansing agar halus dan basah. Hasil survai (Margana, 1999)
menunjukkan bahwa di Lombok Barat ada beberapa pengolah nangka menjadi dodol yang tanpa
menggiling nangka, mungkin, ini disebabkan untuk mengurangi biaya operasi. Meskipun, produk
tidak akan menjadi kualitas yang terbaik sebab masih adanya serat yang pada produk, pada
waktu sekarang, masih diterima oleh konsumen. Setelah blansing , dimasak pada suhu 70 oC –
90oC dan dicampur pada wajan. Urutan prosesing dodol nangka diberikan pada bagan alir
dibawah :
Satu proses pemasakan dengan kapasitas 30 kg memerlukan 6 s/d 8 jam (biasanya
mulai jam 07.00 pagi sampai dengan 15.00 siang). Namun, hal tersebut masih dipengaruhi oleh
kadar air awal. Dengan semakin tinggi kadar air awal akan memberikan waktu pemasakan yang
lebih cepat. Setelah pemasakan dan pengadukan nangka dalam bentuk pasta dihamparkan pada
loyang dan didinginkan. dari survai, diketahui bahwa pengolah menerapkan 3 (tiga) metode yang
dipergunakan : pertama, pasta nangka dikeringkan sampai benar-benar kering dan diiris kecilkecil dengan ukuran ( 3 cm x 5 cm x 7 cm). Kedua, dikering anginkan pada suhu lingkungan dan
apabila nangka cukup keras, nangka diiris dengan ukuran sedang ( 3 cm x 10 cm x 25 cm) ,
kemudian dikeringkan sampai kering kemudian diris dengan ukuran kecil ( 3 cm x 5 cm x 7 cm),
ketiga, pengeringan pada pengering kemudian setelah pasta nangka cukup keras , nangka
tersebut diris kecil-kecil ( 3 cm x 5 cm x 7 cm) kemudian dikering anginkan sampai produk yang
diinginkan.
Nangka
Pengupasan
Sortasi
Pencucian
Penggilingan
Blansing
Gula 1 : 4 atau 1 : 5
Pemasakan/pengadukan
dibentuk dengan loyang
Pengeringan
Pengirisan
dikering anginkan
Dodol nangka
Gambar 1 : Bagan alir prosesing dodol nangka (Margana, 1999)
Mesin Pembubur Nangka
Penggilingan yang dimasyarakat ada berbagai bentuk, sebenarnya mempunyai istilah
yang berbeda yakni : pengecilan ukuran (size reduction), pengupasan sekam misal untuk padi
(huller/husker),
pengupasan
kulit
ari
untuk
padi
(polisher),
penghancur/pembubur
(crusher/grinder), penggiling (milling), pencampur (blending/mixing), pengirisan/pemotongan
(cutting), pengirisan menjadi serbuk (shreeding). Dalam modul pelatihan ini diberikan mesin
penghancur /pembubur dengan pemukulan dibarengi pemotongan (crusher) untuk produk
nangka, sirsak dan kacang hijau, mesin penghancur untuk tepung dan pengupasan kulit kacang
kedelai melalui mesin penghancur dengan gesekan (grinder).
Dilihat secara sepintas ketiga mesin untuk produk tersebut kelihatannya sama. Namun
ada perbedaan prinsip pada sistem pengahancurannya. Untuk pasta nangka, sirsak dan kacang
hijau rol dilengkapi dengan pemukul (hammer) yang statis dan dipukulkan pada screen. Mesin
penghancur/pembubur (crusher) rol dilengkapi dengan pemukul (hammer)
(dinamik) dan dipukulkan pada screen.
yang bergerak
Sedang mesin pengupasan kulit kacang kedelai
dilakukan dengan rol dilengkapi dengan dua permukaan kasar dinamik dan statis.
Berikut diberikan gambar mesin penghancur/pembubur (crusher) hasil rancangan
Laboratorium Teknik Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas
Mataram (Gambar 1).
Hooper
Rol penggiling
Motor penggerak 1 HP
Gambar 1 : Crusher pembuburan nangka teknologi yang ditawarkan untuk Industri kecil
Pemasakan dan pengadukan pasta dodol nangka
Proses pemasakan merupakan tahapan yang sangat penting dalam pembuatan
dodol nangka. Untuk memperoleh produk pasta dodol nangka dengan kelunakan, warna yang
rata serta tidak terjadinya proses pencoklatan (browning effect) yang berlebihan, dalam proses
pemasakan (boiling) ini dilakukan bersamaan dengan pengadukan (mixing). Proses pemasakan
merupakan perlakuan panas pada 95oC – 100oC yang bertujuan untuk merusak kegiatan enzyme
( Vincent, 1998) dan lebih jauh lagi akan menginaktifkan mikroorganisma pembusuk (Jindal,
1998). Namun pemasakan yang tidak terkendali dapat mengakibatkan perubahan-perubahan
mutu yag tidak diinginkan seperti dekomposisi nutrisi, terjadinya flavor yang tidak diinginkan
serta kerusakan warna produk dimana semuanya disebabkan oleh temperatur tinggi itu sendiri
( De Alwis and Fryer, 1990).
Dalam pemasakan pasta dodol nangka dilakukan dengan pemasakan secara konvensional
diatas wajan. Pemasakan konvesional itu sendiri menurut Jindal (1998) terjadi perpindahan panas
secara konduksi, konveksi atau terjadi keduanya secara simultan. Pindah panas biasanya berjalan
dengan perlahan-lahan dan terjadi penetrasi ke bagian seluruh bagian produk (Palaniappan et al,
1992).
Gambar 2 : Mesin Pamasak dan pengaduk dodol hasil rancangan Laboratorium Mekanisasi
Pertanian, Fakultas Pertanina, Universitas Mataram teknologi yang ditawarkan
ke Industri Kecil
Pengeringan Dodol
Pengeringan hasil pertanian/pangan merupakan pengolahan hasil pertanian/pangan yang
sudah lama dikenal. Pengeringan memunyai arti penting untuk pengawetan bahan maupun
pengamanan hasil pertanian. Fungsi pengawetan dapat disimpan dalam waktu yang lama.
Dengan menurunkan kadar air tertentu, diharapkan dapat membatasi mikroba dan kemungkinan
reaksi-reaksi ezimatis lainnya. Tujuan lainnya adalah
memberikan
karakteristik
mutu,
seperti rasa dan nilai gizi. Manfaat lain yang dapaty diharapkan adalah terjadinya pengurangan
volume pada produk kering, yang dapat meningkatkan efisiensi pengangkutan dan
penyimpanannya. Lebih jauh, pengeringan ini dimungklinkan untuk menghasilkan produk yang
lebih praktis pemanfaatannya dan ada komoditi yang harus dikeringkan dulu baru dimanfaatkan.
Jenis-jenis pengeringan
Pengeringan dapat dibedakan atas pengeringan alami dan pengeringan buatan (artificial). Proses
pengeringan dapat dipilih tergantung dari sifat bahannya, kegunaan serta nilai ekonominya yaitu
mesin pengering, mesin penggiling serta pemasak dan pengaduk dodol serta mesin
Pengeringan alami
Pengeringan ini disebut juga penjemuran. Penjemuran ini mempunyai keuntungan biaya relatif
lebih murah. Menurut Mahapatra dan Imre (1990) mempunyai kelemahan adalah tergantung
cuaca, kemungkinan gangguan tikus, burung, serangga dan binatang-binatang lainnya, kerusakan
karena degradasi oleh cuaca, kontaminasi dengan debu, masalah pencemaran lingkungan, relatif
lebih mudah timbulnya mikroorganisme, hasil pengeringan yang kurang seragam dan terjadinya
rehidrasi.
Pengeringan buatan (artifisial)
Pengering buatan atau sering disebut dengan pengering mekanis merupakan pengeringan dengan
menggunakan alat pengering. Tinggi rendahnya suhu, kelembaban udara, kecepatan pengaliran
udara dan waktu pengeringan dapat dikontrol sesuai dengan komoditi yang dikeringkan.
Jenis pengering buatan dapat dibedakan dua kelompok yakni pengeringan adiabatik dan
pengeringan isothermik.
a. Pengeringan adiabatik adalah pengeringan yang menggunakan udara panas yang berasal dari
pembakaran sekam, kayu, minyak tanah, LPG, tenaga listrik dan pemasakan udara dari tenaga
surya, Alat pengering yang termasuk kelompok ini adalah pengering kabinet, pengering kotak
dan vertical down dll.
b. Pengering isothermik adalah didasarkan kontak langsung bahan/menempel dengan plat logam
(secara konduksi). Alat pengering yang termasuk dalam kelompok ini adalah pengering drum,
pengering vacuum dll.
Berikut diberikan gambar oven listrik yang telah didesain dan dikonstruksi di Laboratorium Teknik
Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram.
Ventilasi
Ruang pengering
Heater dan blower
Gambar 3 : Oven listrik untuk produk hasil pertanian dan pangan desain
Laboratorium Teknik Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri,
UNRAM teknologi yang ditawarkan ke Industri Kecil
TUJUAN KEGIATAN
Adapun tujuan yang akan dicapai dalam kegiatan ini adalah :
1. Mengembangkan industri kecil yang dapat mengolah hasil-hasil pertanian di Kabupaten
Lombok Barat sehingga dapat mensejahterakan masyarakat Kabupaten Lombok Barat dan
sekitarnya.
2. Mendemonstrasikan mesin dan peralatan hasil rancangan Universitas Mataram.
3. Memungkinkan potensi untuk menjadi sebuah level industri kecil yang
mempunyai added value produk dan mutu yang tinggi dan mempunyai teknologi
ramah lingkungan.
MANFAAT
Potensi ekonomi penggunaan Pemasak dan Pengaduk Dodol Nangka.
Adapun manfaat dilihat dari aspek ekonomi dan lingkungan adalah :
1. Mengembangkan industri kecil melalui berdirinya sebuah industri kecil yang dapat mengolah
hasil-hasil pertanian di Kabupaten Lombok Barat sehingga dapat mensejahterakan
masyarakat Kabupaten Lombok Barat dan sekitarnya.
2. Solusi bagi petani di Kabupaten Lombok Barat untuk proses pembuatan yang cukup murah
karena mempunyai kapasitas tinggi ( 5 – 25 kg/jam), ramah lingkungan mempunyai added
value yang tinggi.
2. Merupakan hasil peran aktif Badan Pemberdayaan Masyarakat untuk menanggulangi
masalah bagi petani di Kabupaten Lombok Barat dalam usaha meningkatkan kesejahteraan
masyarakat pada kabupaten tersebut.
Dampak Sosial Secara Nasional
Model mesin dan peralatan prosesing dodol nangka ini dalam jangka panjang diharapkan sebagai
model pengolahan hasil pertanian di Kabupaten Lombok Barat yang menerapkan teknologi yang
cukup murah bagi industri kecil atau sebagai contoh penggunaan teknologi mesin dan peralatan
harga terjangkau bagi masyarakat umum dan industri kecil pengolahan dodol nangka di bagian
lain wilayah Indonesia sehingga dapat meningkatkan pendapatan masyarakat petani.
TAHAPAN KEGIATAN
Pembuatan Mesin dan Peralatan
Pembuatan mesin dan peralatan prosesing dodol nangka secara lengkap. Terdiri atas penggiling
pasta nangka dan nanas, oven pengering listrik kontrol automasi, alat pemasak dan pengaduk
dodol nangka. Pembuatan berdasarkan gambar teknik dilanjutkan pengkontruksian di laksanakan
di Workshop Teknik Bioproses, Universitas Mataram.
Pengujian Mesin dan Peralatan dan Analisis Laboratorium
Uji performansi mesin dan peralatan penggiling pasta nangka, oven pengering listrik kontrol
automasi, alat pemasak dan pengaduk dodol nangka dilakukan di Laboratorium Teknik
Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram. Ditentukan energi
berguna dan efisiensi sistem serta analisa produk yang dihasilkan.
Demonstrasi Teknologi di Wilayah Kabupaten Lombok Barat.
Demonstrasi dilaksanakan di lokasi industri kecil yang dipilih Industri kecil di Kabupaten
Lombok Barat, Nusa Tenggara Barat.
Transfer Teknologi dan Sosialisasi
Untuk transfer teknis kepada industri kecil
dengan memberikan pelatihan singkat tentang
pengoperasian serta pemberian petunjuk pemeliharaan dan perbaikan. Untuk memasyarakatkan
alat ke masyarakat sekitarnya juga dilakukan sosialisasi dalam bentuk pemberian brosur tentang
teknologi mesin dan peralatan pengolahan dodol serta sosialisasi di Badan Pemberdayaan
Masyarakat, Kabupaten Lombok Barat.
PELAKSANAAN KEGIATAN
Sesuai dengan jadwal yang direncanakan bahwa kegiatan berlangsung 6 (enam) bulan
dimulai Bulan Juni 2006. Adapun kegiatan yang dilaksanakan adalah :
a. Persiapan, Pengambilan data untuk perencanaan alat, perijinan dilaksanakan pada tanggal 12
Juni s/d 20 Juni 2006.
b. Konstruksi unit mesin prosesing dodol nangka keseluruhan ( 1 buah mesin pembubur nangka,
1 buah mesin pemasak dan pengaduk dodol nangka, pengering listrik kontrol automasi serta
tambahan sealer) dilaksanakan tanggal 20 Juni s/d 18 Juli 2006.
c. Pemasangan, pengambilan data kinerja unit mesin prosesing dodol nangka keseluruhan
dilaksanakan tanggal 18 s/d 22 Juli 2006.
d. Transfer Teknologi ke user dilaksanakan pada tanggal 22 Juli 2006.
e. Sosialisasi ke masyarakat umum dan presentasi di BPMD Kabupaten Lombok Barat
dilaksanakan pada bulan Agustus dan September 2006.
Performansi Unit Pengolahan Dodol Nangka
Adapun dasar perancang bangunan pemasakan dan pengadukan dodol nangka secara
mekanis berdasarkan pertimbangan struktural dan fungsionalnya.
Pertimbangan struktural
mencakup pertimbangan yang melibatkan perhitungan-perhitungan kekuatan bahan konstruksi
untuk elemen mesinnya yakni poros, sudu dan energi yang berasal dari motor penggerak (motor
listrik). Adapun sebagai input untuk parameter-parameter desain struktural ini yakni daya motor
penggerak rencana yakni 0.5 HP dengan asumsi adanya kemampuan motor penggerak untuk
mengaduk pada wajan pengadukan yang mempunyai kapasitas yang paling besar yakni 10 Kg
( diameter 50 Cm). Perputaran sudu rencana pada tahap awal ditentukan berdasarkan kecepatan
putar motor penggerak gear box yang mempunyai putaran 30 RPM. Secara detail perhitungan
desain struktural pemasakan dan pengadukan dodol nangka diberikan dengan konstanta dan tabel
berdasarkan Sularso dan Suga (1982) serta Sighley and Mitchell (1983).
Desain Struktural
Berdasarkan perhitungan mekanika dengan jarak poros sudu total sebesar 60 Cm dengan
jarak poros dibawah bantalan, a sebesar 40 Cm dan jarak poros diatas bantalan, b sebesar 20 Cm
diameter sudu 26 Cm dengan bahan baja nikel dengan elastisitas E sebesar 207000 Kpa ( Sighley
and Mitchell, 1983) diperoleh y maks –0.10526 sedang y maks yang diperbolehkan sebesar –
0.13352 sehingga secara teknis memenuhi syarat.
Berdasarkan input data jarak poros seperti diatas diperoleh bahwa gaya yang terjadi pada
poros (R2) dengan diameter 3 Cm sebesar 651.60 Kg. Gaya tersebut harus diberikan pada poros
sehingga sudu dapat berputar dan dodol nangka untuk dimasak. Berdasarkan beban produk pada
sudu maka ukuran poros dapat direncanakan sebesar 23.913 mm. Karena poros yang tersedia
berukuran 30 Cm dan poros tersebut nilainya diatas dari 23.913 mm maka memenuhi syarat
teknis.
Dalam penelitian ini digunakan motor penggerak sebesar 0.5 HP atau senilai dengan 375
kW dengan berdasarkan perencanaan dengan standar JIS (Japan International Standard) maka
diperoleh diameter rencana sebesar 143.529 mm (apabila motor penggerak dipergunakan secara
keseluruhan) maka diameter 30 Cm dibawah nilai tersebut memenuhi syarat. Dengan kata lain
dalam perencanaan poros pada mesin pengadukan dan pemanas dodol nangka ini mendasarkan
perhitungan pada beban dodol nangka.
Desain Fungsional
Desain fungsional adalah berdasarkan pindah panas pada proses pemasakan dan
pengadukan dodol nangka. Panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dodol nangka sebesar
23168 KJ. Dan waktu proses pemasakan dodol nangka untuk kapasitas 7 Kg untuk menurunkan
kadar air dari + 78 % menjadi + 28 % memerlukan waktu 1 jam. Data yang diperoleh dari
lapangan dengan kapasitas 20 Kg untuk menurunkan kadar air yang sama memerlukan waktu
proses 6 jam (Satriyo dan Margana, 2003). Diduga ada pengaruh besarnya kapasitas dodol
nangka terhadap waktu pemasakan dan pengadukan dodol nangka. Dengan kapasitas dodol
nangka yang dimasak dan diaduk lebih kecil memerlukan waktu yang lebih cepat.
Panas yang diperlukan untuk evaporasi air keluar dari dodol nangka dengan massa 7 Kg
memerlukan panas 5659.4592 KJ. Sehingga panas total untuk pemasakan dan pengadukan dodol
nangka secara mekanis pada kondisi tersebut memerlukan panas sebesar 28827.4592 KJ. Dengan
mengetahui nilai efisiensi yang merupakan fungsi perputaran sudu (RPM) maka untuk
perputaran 30 RPM besarnya efisiensi thermal sistem sebesar 26.873 %. Dengan mengetahui
efisiensi thermal sistem yang diperoleh dari eksperimen maka volume minyak tanah diperlukan
dalam 1 proses pemasakan dan pengadukan memerlukan 11.709 lt.
Dalam perancangan pemasakan dan pengadukan dodol nangka secara mekanis juga
memperhitungkan aspek ergonomi yakni untuk kemudahan untuk menghidupkan api kompor dan
tidak terjadi kemudahan kelelahan oleh operator sehingga didesain lebar pintu dapur kompor
sebesar 240 Cm2. Selain itu didesain ergonomi ketinggian wajan setinggi 60 Cm sehingga mudah
untuk mengontrol pasta dodol nangka yang dimasak dan diaduk serta mudah untuk memasukkan
dan mengeluarkan dari wajan.
Hubungan perputaran sudu (RPM) dengan efisiensi thermal sistem (%)
Dari analisis data diperoleh bahwa dengan perputaran sudu meningkat semakin besar
maka efisiensi thermal sistem menurun. Hal ini disebabkan adanya kesempatan pindah panas
dari kontak wajan ke bagian dodol nangka yang dimasak dan diaduk semakin berkurang .
Efisiensi thermal system yang dipergunakan sebagai dasar perancang bangunan berkisar
dari 15.2 % s/d 29.2 %. Efisiensi thermal sistem ini cukup baik mengingat bahwa proses
pemanasan dan pengadukan dilakukan di lingkungan terbuka sehingga kehilangan panas ke
lingkungan cukup besar. Efisiensi thermal sistem merupakan tolok ukur efektifitas pindah panas
dari kompor ke dodol nangka. Sebagai pembanding penelitian ini, untuk efektifitas thermal pada
pemindah panas plat pada bentuk juice jeruk hasil penelitian Kim et al (1999) secara
eksperimental berkisar 8387 s/d 24245 Watt/m2.oC.
Dengan pola linear perputaran sudu (RPM) naik efisiensi thermal sistem (%) menjadi
menurun. Berdasarkan persamaan hasil analisis regresi maka apa bila perputaran sudu (RPM)
pada titik nol maka efisiensi estimasinya (efisiensi maksimum yang dapat dicapai) sebesar
47.943 % .
35
6000
30
f(x) = 1.23x^2 - 176.97x + 8781.26
R² = 0.97
4000
Efisiensi Thermal Sistem, Ef (%)
Panas Berguna Total, Qb (KJ)
5000
3000
2000
1000
f(x) = - 0.7x + 47.95
R² = 0.89
25
20
15
10
5
0
0
20
25
30
35
40
45
50
20
25
Perputaran Sudu, RPM
30
35
40
45
50
Perputaran Sudu, RPM
Gambar 3 : Grafik Hubungan perputaran sudu
Gambar 4 : Grafik hubungan perputaran sudu
(RPM) dengan panas berguna (KJ)
(RPM) dengan efisiensi thermal
sistem (%)
Optimalisasi pemanasan dan pengadukan dodol nangka secara mekanis untuk dodol
nangka hasil rancang bangun
Dari hasil uji performansi baik dilihat dari sisi teknik peralatan maupun hasil evaluasi
produk hasil dodol nangka ini maka dapat diringkas bahwa dalam rangka scale up rancang
bangun pemanasan dan pengadukan secara mekanis khususnya untuk dodol nangka dapat
dirancang secara optimal dengan mengaplikasikan perputaran sudu sehingga diperoleh
karakteristik peralatan sebagai berikut :
-
Perputaran sudu 30 RPM. Karena kecepatan gear box motor penggerak sebesar 30 RPM
maka penggunakan gear box sudah cukup memadai.
-
Daya motor penggerak sebesar 1 HP (sangat aman).
-
Perlakuan perputaran sudu (RPM) tidak berpengaruh terhadap rasa dan aroma hasil
dodol nangka, tetapi berpengaruh terhadap warna dan tekstur.
-
Persamaan-persamaan hubungan perputaran sudu (RPM) dengan parameter kadar air
akhir, Mf (%), rasio penurunan kadar air, dM/Mf (non dimensi), panas berguna, Qb(KJ)
dan efisiensi thermal sistem, η (%) sebagai input data dalam scale up dalam rancang
bangun pemanasan dan pengadukan secara mekanis.
Spesifikasi pemasakan dan pengadukan dodol nangka hasil rancangan
(TIPE MPTEPUM-BPMD 1)
Spesifikasi teknis pemasakan dan pengadukan dodol nangka secara mekanis yang telah
dirancang diberikan pada tabel dibawah :
Tabel 1 : Spesifikasi teknis pemasakan dan pengadukan dodol nangka mekanis hasil rancang
bangun
No
Kondisi Teknis
Spesifikasi
.
1.
2.
3.
Kapasitas Masukan
Sistem pemasukan produk
Wajan (terbuat dari aluminium) dengan
10.
diameter
Tinggi alat
Lebar alat
Volume ruang bakar
Diameter cerobong
Suhu rata-rata pada dodol nangka dengan
sudu diputar
Waktu pemasakan dan pengadukan untuk
kapasitas 7 Kg.
Waktu pemasakan dan pengadukan untuk
kapasitas 20 Kg.
Kecepatan sudu
11.
Daya motor penggerak
4.
5.
6.
7.
8.
9.
7 Kg masukan dodol nangka
Curah
60 Cm
130 Cm
70 Cm3
250 Cm3
5 Cm
55 – 60 oC
2 Jam
6 Jam
30 RPM (dengan gear box)
24 RPM – 48 RPM dengan pengaturan kecepatan putar sudu
dengan regulator slide (untuk listrik 1
fase) dan inverter (untuk listrik 3 fase).
0.5 HP
TRANSFER TEKNOLOGI
Transfer teknologi dilaksanakan setelah tahapan konstruksi selesai. Adapun Transfer teknologi
tahap pertama ditujukan kepada para staf di lingkungan BPMD Kabupaten Lombok Barat, Nusa
Tenggara Barat serta dilaksanakan di Laboratorium Teknik Bioproses, , Fakultas Teknologi
Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram.
Pada saat kegiatan ini dihadiri oleh 3 staf dari BPMD yakni Ir. I Nyoman Suetra, A.A Gd Ekara
Putra, SE, Gunardi Susanto, SH dan Rudy Sugianto. S. Transfer teknologi berjalan dengan baik
hal ini dapat dilihat bahwa para peserta (staf dari BPMD Kabupaten Lombok Barat) telah
mengikuti pelatihan dengan penuh perhatian sampai waktu berakhir.
Untuk transfer teknologi ke masyarakat umum dan Industri kecil difasilitasi oleh BPMD
Kabupaten Lombok Barat serta sosialisasi di BPMD Kabupaten Lombok Barat dilaksanakan
pada akhir kegiatan. Pada akhir kegiatan juga diberikan Buku Petunjuk (Hand Out)
Pengoperasian dan Pemeliharaan Mesin dan Peralatan Unit Prosesing Dodol nangka secara
keseluruhan (seperti pada Lampiran 1).
DAFTAR PUSTAKA
De Alwis, A.A.p. and P.J. Fryer, 1990. The Use of Direct Resistance heating in the
Food Industry, Journal of Food Engineering, Vol (11) : 629 – 636.
Jindal, V.K., 1998. Developments in Postharvest and Food process Engineering : An
Overview, Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand.
Kamarudin, A.dan Purwanto, Y.A., 1993. Penentuan Difusifitas Panas Buah-Buahan
Tropis, Jurnal Teknik Pertanian, PERTETA, Vol (3) I : 39 – 46
Kim, H.B., Tadini, C.C., Singh, R.K., 1999. Heat Transfer in a Plate Exchanger during
Pasteurization of orang juice, J. of Food Engineering, Vol (42) : 79 –
84.
Margana, C.C.E., 1998. Drying of Jackfruit by Using an Experimental Hybrid Solar
Dryer at West Nusa Tenggara, Indonesia, Master Thesis (un
published) , Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand.
Normhorm, 1998. PostHarvest and Food Process Engineering Laboratory, Laboratory
Guide, Asian Instute of Technology, Bangkok, Thailand.
Palaniappan, S., S.K. Sastry and E.R. Richter, 1992. Effects of Electro-Conductive Heat
Treatment and Electrical Pretreatment on Thermal Death Kinetics of
Selected Microorganisms. Biotechnology and Bioengineering, Vol (39)
: 225 – 232.
Shigley, J.E. and Mitchell, L.D.,1983. Mechanical Engineering Design, Mc Graw Hill
Book Company, NewYork.
Sularso dan Suga, K., 1983. Dasar-Dasar Perencanaan, Pemilihan Elemen Mesin,
Pradnya Paramita, Jakarta.
PENGOLAHAN HASIL TANAMAN
HORTIKULTURA
Oleh :
Ir. Cahyawan Catur Edi Margana, M.Eng.
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI –
UNIVERSITAS MATARAM
PENDAHULUAN
Produksi nangka di Nusa Tenggara Barat tercatat BPS tahun 2002 mencapai 59.781 ton
dengan luas areal 1.101 ha. Produksi terbesar disumbangkan Kabupaten Bima (45.006 ton),
disusul Lombok Timur (10.154 ton), Sumbawa (3.693 ton), Lombok Barat (550 ton), dan
Lombok Tengah (378 ton) (BPS, 2003).
Tanaman nangka merupakan tanaman yang tidak hanya dapat ditanam pada lahan basah
namun juga pada lahan kering. Tanaman nangka merupakan tanaman kebun ataupun pada lahan
dengan jumlah air tanah yang terbatas. Hasil tanaman nangka dapat dikonsumsi secara segar
maupun dikonsumsi dalam bentuk olahan. Nangka dapat dibuat campuran cempedak, keripik
serta dodol. Dodol nangka di Nusa Tenggara Barat merupakan jenis makanan ringan yang khas,
yang berpotensi untuk dikembangkan,. usaha dodol nangka merupakan salah satu usaha yang
penting untuk pengolah lokal maupun petani di wilayah Nusa Tenggara Barat ini. Pada masa
sekarang prosesing dodol nangka masih dilakukan secara tradisional. Prosesing dodol nangka
secara tradisional masih belum memperhatikan efisiensi dan kualitas produk. Bagaimanapun,
produksi pangan ini merupakan hal yang penting untuk produser lokal dan petani karena akan
dapat memberikan pendapatan yang tidak kecil. Oleh sebab itu, untuk memperbaiki prosesing
dodol nangka yakni memperoleh efisiensi dan kualitas produk , perlu dukungan pemerintah dan
masyarakat khususnya lembaga-lembaga yang terkait, termasuk dinas-dinas terkait.
Salah satu dinas terkait adalah Badan Pemberdayaan Masyarakat. Yang merupakan dinas
yang melakukan pengembangan pemberdayaan masyarakat. Dodol nangka sebagai produk
makanan ringan khas Nusa Tenggara Barat masih dirasa kurang. Dengan semakin tingginya
kompetisi di tingkat lokal maupun regional serta adanya pasar bebas maka produksi yang
mempunyai mutu yang tinggi akan dapat eksis untuk bersaing dengan produk-produk lainnya.
Penerapan teknologi mesin dan peralatan merupakan salah satu terobosan yang akan menjawab
tantangan tersebut. Adanya penggunaan mesin dan peralatan akan memungkinkan mutu produk
akhir dapat dikontrol baik dari sisi mengeliminasi oleh adanya kerusakan –kerusakan fisik, kimia
maupun mikrobiologis yang disebabkan keadaan lingkungan yang tidak terkendali (karena
proses tidak dikendalikan), efisiensi semakin tinggi, kapasitas dapat dengan drastis dapat
ditingkatkan, pertimbangan-pertimbangan ekonomi yang komparatif serta untuk menyongsong
produk dodol nangka sebagai industri. Karena itu penerapan mesin dan peralatan merupakan hal
yang tidak dapat ditawar lagi.
Jenis alat dan mesin prosesing dodol nangka yang penting untuk segera dikembangkan
adalah pemasak dan pengaduk dodol nangka. Sementara ini pemasakan dan pengadukan dodol
nangka dilakukan dengan tenaga manusia.
Tanaman nangka dan sirsak merupakan tanaman yang banyak ditanam di wilayah
Lombok Barat dan sekitarnya dan banyak manfaatnya. Tanaman nangka dapat dimanfaatkan
dalam bentuk segar maupun bentuk olahan. Dalam bentuk olahan di P. Lombok buah nangka
dibuat untuk dodol. Dodol nangka ini merupakan jenis makanan ringan yang khas, yang
berpotensi untuk dikembangkan. Prosesing dodol nangka masih dilakukan secara tradisional
yang tidak memperhatikan efisiensi dan kualitas produk. Dengan semakin tingginya kompetisi
di tingkat lokal maupun regional serta adanya pasar bebas maka produksi yang mempunyai mutu
yang tinggi akan dapat eksis untuk bersaing dengan produk-produk lainnya. Penerapan teknologi
mesin dan peralatan merupakan salah satu terobosan yang akan menjawab tantangan tersebut.
Adanya penggunaan mesin dan peralatan akan memungkinkan mutu produk akhir dapat
dikontrol baik dari sisi mengeliminasi oleh adanya kerusakan –kerusakan fisik, kimia maupun
mikrobiologis yang disebabkan keadaan lingkungan yang tidak terkendali (karena proses tidak
dikendalikan), efisiensi semakin tinggi, kapasitas dapat dengan drastis dapat ditingkatkan,
pertimbangan-pertimbangan ekonomi yang komparatif serta untuk menyongsong produk dodol
nangka sebagai industri. Pengembangan mesin dan peralatan untuk prosesing dodol nangka
khususnya alat pemasak dan pengaduk masih belum ada maka itu perlu dilakukan penelitian
yang diarahkan penemuan mesin dan peralatan prosesing dodol nangka yang memenuhi syarat
teknis, ergonomis dan ekonomis.
Prosesing Dodol Nangka
Prosesing dodol merupakan makanan khas Nusa Tenggara Barat yang terbuat dari
nangka yang diolah secara basah, dimasak dan diaduk pada sebuah wajan yang besar (kapasitas
bisa mencapai 30 kg). Pertama kali, buang nangka dikupas dengan pisau dan biji buah dibuang.
Setelah itu, dicuci sampai bersih. Nangka digiling dengan mesin penggiling menjadi berbenuk
halus. Setelah itu, nangka diblansing agar halus dan basah. Hasil survai (Margana, 1999)
menunjukkan bahwa di Lombok Barat ada beberapa pengolah nangka menjadi dodol yang tanpa
menggiling nangka, mungkin, ini disebabkan untuk mengurangi biaya operasi. Meskipun, produk
tidak akan menjadi kualitas yang terbaik sebab masih adanya serat yang pada produk, pada
waktu sekarang, masih diterima oleh konsumen. Setelah blansing , dimasak pada suhu 70 oC –
90oC dan dicampur pada wajan. Urutan prosesing dodol nangka diberikan pada bagan alir
dibawah :
Satu proses pemasakan dengan kapasitas 30 kg memerlukan 6 s/d 8 jam (biasanya
mulai jam 07.00 pagi sampai dengan 15.00 siang). Namun, hal tersebut masih dipengaruhi oleh
kadar air awal. Dengan semakin tinggi kadar air awal akan memberikan waktu pemasakan yang
lebih cepat. Setelah pemasakan dan pengadukan nangka dalam bentuk pasta dihamparkan pada
loyang dan didinginkan. dari survai, diketahui bahwa pengolah menerapkan 3 (tiga) metode yang
dipergunakan : pertama, pasta nangka dikeringkan sampai benar-benar kering dan diiris kecilkecil dengan ukuran ( 3 cm x 5 cm x 7 cm). Kedua, dikering anginkan pada suhu lingkungan dan
apabila nangka cukup keras, nangka diiris dengan ukuran sedang ( 3 cm x 10 cm x 25 cm) ,
kemudian dikeringkan sampai kering kemudian diris dengan ukuran kecil ( 3 cm x 5 cm x 7 cm),
ketiga, pengeringan pada pengering kemudian setelah pasta nangka cukup keras , nangka
tersebut diris kecil-kecil ( 3 cm x 5 cm x 7 cm) kemudian dikering anginkan sampai produk yang
diinginkan.
Nangka
Pengupasan
Sortasi
Pencucian
Penggilingan
Blansing
Gula 1 : 4 atau 1 : 5
Pemasakan/pengadukan
dibentuk dengan loyang
Pengeringan
Pengirisan
dikering anginkan
Dodol nangka
Gambar 1 : Bagan alir prosesing dodol nangka (Margana, 1999)
Mesin Pembubur Nangka
Penggilingan yang dimasyarakat ada berbagai bentuk, sebenarnya mempunyai istilah
yang berbeda yakni : pengecilan ukuran (size reduction), pengupasan sekam misal untuk padi
(huller/husker),
pengupasan
kulit
ari
untuk
padi
(polisher),
penghancur/pembubur
(crusher/grinder), penggiling (milling), pencampur (blending/mixing), pengirisan/pemotongan
(cutting), pengirisan menjadi serbuk (shreeding). Dalam modul pelatihan ini diberikan mesin
penghancur /pembubur dengan pemukulan dibarengi pemotongan (crusher) untuk produk
nangka, sirsak dan kacang hijau, mesin penghancur untuk tepung dan pengupasan kulit kacang
kedelai melalui mesin penghancur dengan gesekan (grinder).
Dilihat secara sepintas ketiga mesin untuk produk tersebut kelihatannya sama. Namun
ada perbedaan prinsip pada sistem pengahancurannya. Untuk pasta nangka, sirsak dan kacang
hijau rol dilengkapi dengan pemukul (hammer) yang statis dan dipukulkan pada screen. Mesin
penghancur/pembubur (crusher) rol dilengkapi dengan pemukul (hammer)
(dinamik) dan dipukulkan pada screen.
yang bergerak
Sedang mesin pengupasan kulit kacang kedelai
dilakukan dengan rol dilengkapi dengan dua permukaan kasar dinamik dan statis.
Berikut diberikan gambar mesin penghancur/pembubur (crusher) hasil rancangan
Laboratorium Teknik Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas
Mataram (Gambar 1).
Hooper
Rol penggiling
Motor penggerak 1 HP
Gambar 1 : Crusher pembuburan nangka teknologi yang ditawarkan untuk Industri kecil
Pemasakan dan pengadukan pasta dodol nangka
Proses pemasakan merupakan tahapan yang sangat penting dalam pembuatan
dodol nangka. Untuk memperoleh produk pasta dodol nangka dengan kelunakan, warna yang
rata serta tidak terjadinya proses pencoklatan (browning effect) yang berlebihan, dalam proses
pemasakan (boiling) ini dilakukan bersamaan dengan pengadukan (mixing). Proses pemasakan
merupakan perlakuan panas pada 95oC – 100oC yang bertujuan untuk merusak kegiatan enzyme
( Vincent, 1998) dan lebih jauh lagi akan menginaktifkan mikroorganisma pembusuk (Jindal,
1998). Namun pemasakan yang tidak terkendali dapat mengakibatkan perubahan-perubahan
mutu yag tidak diinginkan seperti dekomposisi nutrisi, terjadinya flavor yang tidak diinginkan
serta kerusakan warna produk dimana semuanya disebabkan oleh temperatur tinggi itu sendiri
( De Alwis and Fryer, 1990).
Dalam pemasakan pasta dodol nangka dilakukan dengan pemasakan secara konvensional
diatas wajan. Pemasakan konvesional itu sendiri menurut Jindal (1998) terjadi perpindahan panas
secara konduksi, konveksi atau terjadi keduanya secara simultan. Pindah panas biasanya berjalan
dengan perlahan-lahan dan terjadi penetrasi ke bagian seluruh bagian produk (Palaniappan et al,
1992).
Gambar 2 : Mesin Pamasak dan pengaduk dodol hasil rancangan Laboratorium Mekanisasi
Pertanian, Fakultas Pertanina, Universitas Mataram teknologi yang ditawarkan
ke Industri Kecil
Pengeringan Dodol
Pengeringan hasil pertanian/pangan merupakan pengolahan hasil pertanian/pangan yang
sudah lama dikenal. Pengeringan memunyai arti penting untuk pengawetan bahan maupun
pengamanan hasil pertanian. Fungsi pengawetan dapat disimpan dalam waktu yang lama.
Dengan menurunkan kadar air tertentu, diharapkan dapat membatasi mikroba dan kemungkinan
reaksi-reaksi ezimatis lainnya. Tujuan lainnya adalah
memberikan
karakteristik
mutu,
seperti rasa dan nilai gizi. Manfaat lain yang dapaty diharapkan adalah terjadinya pengurangan
volume pada produk kering, yang dapat meningkatkan efisiensi pengangkutan dan
penyimpanannya. Lebih jauh, pengeringan ini dimungklinkan untuk menghasilkan produk yang
lebih praktis pemanfaatannya dan ada komoditi yang harus dikeringkan dulu baru dimanfaatkan.
Jenis-jenis pengeringan
Pengeringan dapat dibedakan atas pengeringan alami dan pengeringan buatan (artificial). Proses
pengeringan dapat dipilih tergantung dari sifat bahannya, kegunaan serta nilai ekonominya yaitu
mesin pengering, mesin penggiling serta pemasak dan pengaduk dodol serta mesin
Pengeringan alami
Pengeringan ini disebut juga penjemuran. Penjemuran ini mempunyai keuntungan biaya relatif
lebih murah. Menurut Mahapatra dan Imre (1990) mempunyai kelemahan adalah tergantung
cuaca, kemungkinan gangguan tikus, burung, serangga dan binatang-binatang lainnya, kerusakan
karena degradasi oleh cuaca, kontaminasi dengan debu, masalah pencemaran lingkungan, relatif
lebih mudah timbulnya mikroorganisme, hasil pengeringan yang kurang seragam dan terjadinya
rehidrasi.
Pengeringan buatan (artifisial)
Pengering buatan atau sering disebut dengan pengering mekanis merupakan pengeringan dengan
menggunakan alat pengering. Tinggi rendahnya suhu, kelembaban udara, kecepatan pengaliran
udara dan waktu pengeringan dapat dikontrol sesuai dengan komoditi yang dikeringkan.
Jenis pengering buatan dapat dibedakan dua kelompok yakni pengeringan adiabatik dan
pengeringan isothermik.
a. Pengeringan adiabatik adalah pengeringan yang menggunakan udara panas yang berasal dari
pembakaran sekam, kayu, minyak tanah, LPG, tenaga listrik dan pemasakan udara dari tenaga
surya, Alat pengering yang termasuk kelompok ini adalah pengering kabinet, pengering kotak
dan vertical down dll.
b. Pengering isothermik adalah didasarkan kontak langsung bahan/menempel dengan plat logam
(secara konduksi). Alat pengering yang termasuk dalam kelompok ini adalah pengering drum,
pengering vacuum dll.
Berikut diberikan gambar oven listrik yang telah didesain dan dikonstruksi di Laboratorium Teknik
Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram.
Ventilasi
Ruang pengering
Heater dan blower
Gambar 3 : Oven listrik untuk produk hasil pertanian dan pangan desain
Laboratorium Teknik Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri,
UNRAM teknologi yang ditawarkan ke Industri Kecil
TUJUAN KEGIATAN
Adapun tujuan yang akan dicapai dalam kegiatan ini adalah :
1. Mengembangkan industri kecil yang dapat mengolah hasil-hasil pertanian di Kabupaten
Lombok Barat sehingga dapat mensejahterakan masyarakat Kabupaten Lombok Barat dan
sekitarnya.
2. Mendemonstrasikan mesin dan peralatan hasil rancangan Universitas Mataram.
3. Memungkinkan potensi untuk menjadi sebuah level industri kecil yang
mempunyai added value produk dan mutu yang tinggi dan mempunyai teknologi
ramah lingkungan.
MANFAAT
Potensi ekonomi penggunaan Pemasak dan Pengaduk Dodol Nangka.
Adapun manfaat dilihat dari aspek ekonomi dan lingkungan adalah :
1. Mengembangkan industri kecil melalui berdirinya sebuah industri kecil yang dapat mengolah
hasil-hasil pertanian di Kabupaten Lombok Barat sehingga dapat mensejahterakan
masyarakat Kabupaten Lombok Barat dan sekitarnya.
2. Solusi bagi petani di Kabupaten Lombok Barat untuk proses pembuatan yang cukup murah
karena mempunyai kapasitas tinggi ( 5 – 25 kg/jam), ramah lingkungan mempunyai added
value yang tinggi.
2. Merupakan hasil peran aktif Badan Pemberdayaan Masyarakat untuk menanggulangi
masalah bagi petani di Kabupaten Lombok Barat dalam usaha meningkatkan kesejahteraan
masyarakat pada kabupaten tersebut.
Dampak Sosial Secara Nasional
Model mesin dan peralatan prosesing dodol nangka ini dalam jangka panjang diharapkan sebagai
model pengolahan hasil pertanian di Kabupaten Lombok Barat yang menerapkan teknologi yang
cukup murah bagi industri kecil atau sebagai contoh penggunaan teknologi mesin dan peralatan
harga terjangkau bagi masyarakat umum dan industri kecil pengolahan dodol nangka di bagian
lain wilayah Indonesia sehingga dapat meningkatkan pendapatan masyarakat petani.
TAHAPAN KEGIATAN
Pembuatan Mesin dan Peralatan
Pembuatan mesin dan peralatan prosesing dodol nangka secara lengkap. Terdiri atas penggiling
pasta nangka dan nanas, oven pengering listrik kontrol automasi, alat pemasak dan pengaduk
dodol nangka. Pembuatan berdasarkan gambar teknik dilanjutkan pengkontruksian di laksanakan
di Workshop Teknik Bioproses, Universitas Mataram.
Pengujian Mesin dan Peralatan dan Analisis Laboratorium
Uji performansi mesin dan peralatan penggiling pasta nangka, oven pengering listrik kontrol
automasi, alat pemasak dan pengaduk dodol nangka dilakukan di Laboratorium Teknik
Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram. Ditentukan energi
berguna dan efisiensi sistem serta analisa produk yang dihasilkan.
Demonstrasi Teknologi di Wilayah Kabupaten Lombok Barat.
Demonstrasi dilaksanakan di lokasi industri kecil yang dipilih Industri kecil di Kabupaten
Lombok Barat, Nusa Tenggara Barat.
Transfer Teknologi dan Sosialisasi
Untuk transfer teknis kepada industri kecil
dengan memberikan pelatihan singkat tentang
pengoperasian serta pemberian petunjuk pemeliharaan dan perbaikan. Untuk memasyarakatkan
alat ke masyarakat sekitarnya juga dilakukan sosialisasi dalam bentuk pemberian brosur tentang
teknologi mesin dan peralatan pengolahan dodol serta sosialisasi di Badan Pemberdayaan
Masyarakat, Kabupaten Lombok Barat.
PELAKSANAAN KEGIATAN
Sesuai dengan jadwal yang direncanakan bahwa kegiatan berlangsung 6 (enam) bulan
dimulai Bulan Juni 2006. Adapun kegiatan yang dilaksanakan adalah :
a. Persiapan, Pengambilan data untuk perencanaan alat, perijinan dilaksanakan pada tanggal 12
Juni s/d 20 Juni 2006.
b. Konstruksi unit mesin prosesing dodol nangka keseluruhan ( 1 buah mesin pembubur nangka,
1 buah mesin pemasak dan pengaduk dodol nangka, pengering listrik kontrol automasi serta
tambahan sealer) dilaksanakan tanggal 20 Juni s/d 18 Juli 2006.
c. Pemasangan, pengambilan data kinerja unit mesin prosesing dodol nangka keseluruhan
dilaksanakan tanggal 18 s/d 22 Juli 2006.
d. Transfer Teknologi ke user dilaksanakan pada tanggal 22 Juli 2006.
e. Sosialisasi ke masyarakat umum dan presentasi di BPMD Kabupaten Lombok Barat
dilaksanakan pada bulan Agustus dan September 2006.
Performansi Unit Pengolahan Dodol Nangka
Adapun dasar perancang bangunan pemasakan dan pengadukan dodol nangka secara
mekanis berdasarkan pertimbangan struktural dan fungsionalnya.
Pertimbangan struktural
mencakup pertimbangan yang melibatkan perhitungan-perhitungan kekuatan bahan konstruksi
untuk elemen mesinnya yakni poros, sudu dan energi yang berasal dari motor penggerak (motor
listrik). Adapun sebagai input untuk parameter-parameter desain struktural ini yakni daya motor
penggerak rencana yakni 0.5 HP dengan asumsi adanya kemampuan motor penggerak untuk
mengaduk pada wajan pengadukan yang mempunyai kapasitas yang paling besar yakni 10 Kg
( diameter 50 Cm). Perputaran sudu rencana pada tahap awal ditentukan berdasarkan kecepatan
putar motor penggerak gear box yang mempunyai putaran 30 RPM. Secara detail perhitungan
desain struktural pemasakan dan pengadukan dodol nangka diberikan dengan konstanta dan tabel
berdasarkan Sularso dan Suga (1982) serta Sighley and Mitchell (1983).
Desain Struktural
Berdasarkan perhitungan mekanika dengan jarak poros sudu total sebesar 60 Cm dengan
jarak poros dibawah bantalan, a sebesar 40 Cm dan jarak poros diatas bantalan, b sebesar 20 Cm
diameter sudu 26 Cm dengan bahan baja nikel dengan elastisitas E sebesar 207000 Kpa ( Sighley
and Mitchell, 1983) diperoleh y maks –0.10526 sedang y maks yang diperbolehkan sebesar –
0.13352 sehingga secara teknis memenuhi syarat.
Berdasarkan input data jarak poros seperti diatas diperoleh bahwa gaya yang terjadi pada
poros (R2) dengan diameter 3 Cm sebesar 651.60 Kg. Gaya tersebut harus diberikan pada poros
sehingga sudu dapat berputar dan dodol nangka untuk dimasak. Berdasarkan beban produk pada
sudu maka ukuran poros dapat direncanakan sebesar 23.913 mm. Karena poros yang tersedia
berukuran 30 Cm dan poros tersebut nilainya diatas dari 23.913 mm maka memenuhi syarat
teknis.
Dalam penelitian ini digunakan motor penggerak sebesar 0.5 HP atau senilai dengan 375
kW dengan berdasarkan perencanaan dengan standar JIS (Japan International Standard) maka
diperoleh diameter rencana sebesar 143.529 mm (apabila motor penggerak dipergunakan secara
keseluruhan) maka diameter 30 Cm dibawah nilai tersebut memenuhi syarat. Dengan kata lain
dalam perencanaan poros pada mesin pengadukan dan pemanas dodol nangka ini mendasarkan
perhitungan pada beban dodol nangka.
Desain Fungsional
Desain fungsional adalah berdasarkan pindah panas pada proses pemasakan dan
pengadukan dodol nangka. Panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dodol nangka sebesar
23168 KJ. Dan waktu proses pemasakan dodol nangka untuk kapasitas 7 Kg untuk menurunkan
kadar air dari + 78 % menjadi + 28 % memerlukan waktu 1 jam. Data yang diperoleh dari
lapangan dengan kapasitas 20 Kg untuk menurunkan kadar air yang sama memerlukan waktu
proses 6 jam (Satriyo dan Margana, 2003). Diduga ada pengaruh besarnya kapasitas dodol
nangka terhadap waktu pemasakan dan pengadukan dodol nangka. Dengan kapasitas dodol
nangka yang dimasak dan diaduk lebih kecil memerlukan waktu yang lebih cepat.
Panas yang diperlukan untuk evaporasi air keluar dari dodol nangka dengan massa 7 Kg
memerlukan panas 5659.4592 KJ. Sehingga panas total untuk pemasakan dan pengadukan dodol
nangka secara mekanis pada kondisi tersebut memerlukan panas sebesar 28827.4592 KJ. Dengan
mengetahui nilai efisiensi yang merupakan fungsi perputaran sudu (RPM) maka untuk
perputaran 30 RPM besarnya efisiensi thermal sistem sebesar 26.873 %. Dengan mengetahui
efisiensi thermal sistem yang diperoleh dari eksperimen maka volume minyak tanah diperlukan
dalam 1 proses pemasakan dan pengadukan memerlukan 11.709 lt.
Dalam perancangan pemasakan dan pengadukan dodol nangka secara mekanis juga
memperhitungkan aspek ergonomi yakni untuk kemudahan untuk menghidupkan api kompor dan
tidak terjadi kemudahan kelelahan oleh operator sehingga didesain lebar pintu dapur kompor
sebesar 240 Cm2. Selain itu didesain ergonomi ketinggian wajan setinggi 60 Cm sehingga mudah
untuk mengontrol pasta dodol nangka yang dimasak dan diaduk serta mudah untuk memasukkan
dan mengeluarkan dari wajan.
Hubungan perputaran sudu (RPM) dengan efisiensi thermal sistem (%)
Dari analisis data diperoleh bahwa dengan perputaran sudu meningkat semakin besar
maka efisiensi thermal sistem menurun. Hal ini disebabkan adanya kesempatan pindah panas
dari kontak wajan ke bagian dodol nangka yang dimasak dan diaduk semakin berkurang .
Efisiensi thermal system yang dipergunakan sebagai dasar perancang bangunan berkisar
dari 15.2 % s/d 29.2 %. Efisiensi thermal sistem ini cukup baik mengingat bahwa proses
pemanasan dan pengadukan dilakukan di lingkungan terbuka sehingga kehilangan panas ke
lingkungan cukup besar. Efisiensi thermal sistem merupakan tolok ukur efektifitas pindah panas
dari kompor ke dodol nangka. Sebagai pembanding penelitian ini, untuk efektifitas thermal pada
pemindah panas plat pada bentuk juice jeruk hasil penelitian Kim et al (1999) secara
eksperimental berkisar 8387 s/d 24245 Watt/m2.oC.
Dengan pola linear perputaran sudu (RPM) naik efisiensi thermal sistem (%) menjadi
menurun. Berdasarkan persamaan hasil analisis regresi maka apa bila perputaran sudu (RPM)
pada titik nol maka efisiensi estimasinya (efisiensi maksimum yang dapat dicapai) sebesar
47.943 % .
35
6000
30
f(x) = 1.23x^2 - 176.97x + 8781.26
R² = 0.97
4000
Efisiensi Thermal Sistem, Ef (%)
Panas Berguna Total, Qb (KJ)
5000
3000
2000
1000
f(x) = - 0.7x + 47.95
R² = 0.89
25
20
15
10
5
0
0
20
25
30
35
40
45
50
20
25
Perputaran Sudu, RPM
30
35
40
45
50
Perputaran Sudu, RPM
Gambar 3 : Grafik Hubungan perputaran sudu
Gambar 4 : Grafik hubungan perputaran sudu
(RPM) dengan panas berguna (KJ)
(RPM) dengan efisiensi thermal
sistem (%)
Optimalisasi pemanasan dan pengadukan dodol nangka secara mekanis untuk dodol
nangka hasil rancang bangun
Dari hasil uji performansi baik dilihat dari sisi teknik peralatan maupun hasil evaluasi
produk hasil dodol nangka ini maka dapat diringkas bahwa dalam rangka scale up rancang
bangun pemanasan dan pengadukan secara mekanis khususnya untuk dodol nangka dapat
dirancang secara optimal dengan mengaplikasikan perputaran sudu sehingga diperoleh
karakteristik peralatan sebagai berikut :
-
Perputaran sudu 30 RPM. Karena kecepatan gear box motor penggerak sebesar 30 RPM
maka penggunakan gear box sudah cukup memadai.
-
Daya motor penggerak sebesar 1 HP (sangat aman).
-
Perlakuan perputaran sudu (RPM) tidak berpengaruh terhadap rasa dan aroma hasil
dodol nangka, tetapi berpengaruh terhadap warna dan tekstur.
-
Persamaan-persamaan hubungan perputaran sudu (RPM) dengan parameter kadar air
akhir, Mf (%), rasio penurunan kadar air, dM/Mf (non dimensi), panas berguna, Qb(KJ)
dan efisiensi thermal sistem, η (%) sebagai input data dalam scale up dalam rancang
bangun pemanasan dan pengadukan secara mekanis.
Spesifikasi pemasakan dan pengadukan dodol nangka hasil rancangan
(TIPE MPTEPUM-BPMD 1)
Spesifikasi teknis pemasakan dan pengadukan dodol nangka secara mekanis yang telah
dirancang diberikan pada tabel dibawah :
Tabel 1 : Spesifikasi teknis pemasakan dan pengadukan dodol nangka mekanis hasil rancang
bangun
No
Kondisi Teknis
Spesifikasi
.
1.
2.
3.
Kapasitas Masukan
Sistem pemasukan produk
Wajan (terbuat dari aluminium) dengan
10.
diameter
Tinggi alat
Lebar alat
Volume ruang bakar
Diameter cerobong
Suhu rata-rata pada dodol nangka dengan
sudu diputar
Waktu pemasakan dan pengadukan untuk
kapasitas 7 Kg.
Waktu pemasakan dan pengadukan untuk
kapasitas 20 Kg.
Kecepatan sudu
11.
Daya motor penggerak
4.
5.
6.
7.
8.
9.
7 Kg masukan dodol nangka
Curah
60 Cm
130 Cm
70 Cm3
250 Cm3
5 Cm
55 – 60 oC
2 Jam
6 Jam
30 RPM (dengan gear box)
24 RPM – 48 RPM dengan pengaturan kecepatan putar sudu
dengan regulator slide (untuk listrik 1
fase) dan inverter (untuk listrik 3 fase).
0.5 HP
TRANSFER TEKNOLOGI
Transfer teknologi dilaksanakan setelah tahapan konstruksi selesai. Adapun Transfer teknologi
tahap pertama ditujukan kepada para staf di lingkungan BPMD Kabupaten Lombok Barat, Nusa
Tenggara Barat serta dilaksanakan di Laboratorium Teknik Bioproses, , Fakultas Teknologi
Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram.
Pada saat kegiatan ini dihadiri oleh 3 staf dari BPMD yakni Ir. I Nyoman Suetra, A.A Gd Ekara
Putra, SE, Gunardi Susanto, SH dan Rudy Sugianto. S. Transfer teknologi berjalan dengan baik
hal ini dapat dilihat bahwa para peserta (staf dari BPMD Kabupaten Lombok Barat) telah
mengikuti pelatihan dengan penuh perhatian sampai waktu berakhir.
Untuk transfer teknologi ke masyarakat umum dan Industri kecil difasilitasi oleh BPMD
Kabupaten Lombok Barat serta sosialisasi di BPMD Kabupaten Lombok Barat dilaksanakan
pada akhir kegiatan. Pada akhir kegiatan juga diberikan Buku Petunjuk (Hand Out)
Pengoperasian dan Pemeliharaan Mesin dan Peralatan Unit Prosesing Dodol nangka secara
keseluruhan (seperti pada Lampiran 1).
DAFTAR PUSTAKA
De Alwis, A.A.p. and P.J. Fryer, 1990. The Use of Direct Resistance heating in the
Food Industry, Journal of Food Engineering, Vol (11) : 629 – 636.
Jindal, V.K., 1998. Developments in Postharvest and Food process Engineering : An
Overview, Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand.
Kamarudin, A.dan Purwanto, Y.A., 1993. Penentuan Difusifitas Panas Buah-Buahan
Tropis, Jurnal Teknik Pertanian, PERTETA, Vol (3) I : 39 – 46
Kim, H.B., Tadini, C.C., Singh, R.K., 1999. Heat Transfer in a Plate Exchanger during
Pasteurization of orang juice, J. of Food Engineering, Vol (42) : 79 –
84.
Margana, C.C.E., 1998. Drying of Jackfruit by Using an Experimental Hybrid Solar
Dryer at West Nusa Tenggara, Indonesia, Master Thesis (un
published) , Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand.
Normhorm, 1998. PostHarvest and Food Process Engineering Laboratory, Laboratory
Guide, Asian Instute of Technology, Bangkok, Thailand.
Palaniappan, S., S.K. Sastry and E.R. Richter, 1992. Effects of Electro-Conductive Heat
Treatment and Electrical Pretreatment on Thermal Death Kinetics of
Selected Microorganisms. Biotechnology and Bioengineering, Vol (39)
: 225 – 232.
Shigley, J.E. and Mitchell, L.D.,1983. Mechanical Engineering Design, Mc Graw Hill
Book Company, NewYork.
Sularso dan Suga, K., 1983. Dasar-Dasar Perencanaan, Pemilihan Elemen Mesin,
Pradnya Paramita, Jakarta.