PENGECILAN UKURAN(SIZE RUDUCTION)SutarsiJURUSAN TEKNIK PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANUNIVERSITAS JEMBER

Pengecilan ukuran merupakan salah satu dari satuan operasi dimana bahan hasil pertanian dikecilkan ukurannya dengan mengaplikasikan gaya tumbuk, gaya gesekdangayatekan.Tujuandaripengecilanukuranadalahmemperluaspermukaanbahanhasilpertanianagarproses penangananselanjutnyadapatberlangsung efektifDEFINISIPENGECILAN ukuran sebagai istilah yang umum meliputi juga pemotongan, pemecahan dan penggilingan. Pengecilan ukuran dilakukan secara mekanis tanpa terjadi perubahan sifat-sifat kimianya.

Pemecahan bahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau sebaliknya, pembentukan satuan-satuan yang lebih besar dari bahan yang terpecah halus, adalah operasi yang penting dalam industri pangan. Kehalusan hasil giling biasanya dinyatakan dengan istilah kasar, sedang dan halus. Pengamatan terhadap mutu hasil giling dapat dibagi atas dua golongan, yakni :

Derajat kehalusan, yang menyatakan rata-rata ukuran partikel hasil giling.Indek keseragaman, yang menunjukkan penyebaran fraksi-fraksi kasar, sedang dan halus dari partikel hasil giling.

WATAK UKURANPenampilan dari pada suatu mesin untuk pengecilan ukuran bahan disifatkan oleh faktor-faktor berikut ini. Kapasitas mesinKebutuhan daya yang diperlukan tiap satuan berat bahan terkurangi.Ukuran dan bentuk dari pada produk sebelum dan sesudah pengurangan. Kisaran ukuran dan bentuk dari pada hasil akhir.

Bahan yang terkurangi ukurannya dapat digolongkan menjadi 3 kelas berdasarkan atas ukurannya, yakni. Kisaran dimensi, yakni partikel yang dapat diukur secara tepat dan mudah dilihat dengan pengukuran yang minimum yaitu kira-kira (1/8) atau lebih. Contoh, irisan buah atau sayuran atau cacahan bahan hijauan.

2. Kisaran ayakan yaitu, partikel dengan ukuran minimun antara 0.125- 0.0029 (inchi). Contoh, bahan-bahan bijian seperti makanan ternak dan pupuk.3. Kisaran mikroskopik, yakni partikel dengan dimensi minimum kurang dari 0.0029 . Contoh, tepung, semen dll.

ANALISIS PENGAYAKAN Cara paling sederhana yang sering dipakai untuk analisis bahan bijian pada kisaran ayakan adalah dengan penyaringan melalui suatu rangkaian ayakan Tyler (Tyler sieve).Ayakan Tyler ini terdiri atas rangkaian ayakan dengan garis tengah 20 cm dan tinggi 5 cm yang sisinya dibentuk sedemikian rupa sehingga ayakan yang satu dapat diletakkan terpasang diatas yang lain.Ayakan Tyler dibentuk oleh anyaman kawat dengan garis tengah kawat dan jarak antar kawat tertentu pula.

Gambar 1 : Rangkaian Ayakan TylerLUBANG DAN INTERVAL AYAKANRuang terbuka diantara kawat-kawat saringan disebut sebagai lubang atau bukaan ayakan. Sedang istilah Mesh number yaitu menyatakan jumlah lubang atau bukaan tiap inchi linier.

Contoh,Ayakan mesh no. 10 artinya ayakan dengan jumlah lubang bukaan 10 buah per inchi linier. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar 2.Gambar 2. Ayakan Mesh no. 10

Cara menentukan derajat kehalusan (FM) dan indek keseragaman (UI), butir hasil pengecilan ukuran ditentukan dengan menggunakan satu set saringan Tyler. Saringan Tyler terdiri dari alat penggoyang atau penggetar disebut juga Ro-thap Shaker dan saringan atau ayakan atau sieve yang terdiri dari 7 saringan baku.MODULUS KEHALUSAN (Finenes Modulus atau FM) dan INDEK KESERAGAMAN (Unifomity Index atau UI)

Lubang bukaan setiap ayakan dalam rangkaian ayakan Tyler adalah 2 atau 1.414 kali ukuran lubang bukaan ayakan sebelumnya.

2

2

2

x 2Ayakan Tyler terdiri atas sejumlah saringan atau ayakan. Ukuran lubang-nya bermula dari 200 mesh, kemudian ukuran selanjutnya adalah 2 atau 1.414 kali ukuran lubang sebelumnya. Ukuran lengkap saringan Tyler lihat tabel 1.

SieveMesh. no. Diameter Bukaan (inchi) 354860100 0.01640.01160.00820.0058

Tabel 1. Ukuran Saringan Tyler Lengkap

Mesh no.Diameter kawat (in)Ukuran LubangSesungguhnyaKira-kira13/83468101420283548601001502000.1480.1350.1050.0920.0700.0650.0360.0350.0320.0250.01720.01250.01220.00920.00720.00420.00260.00211.0500.7420.5250.3710.2630.1850.1310.0930.0650.0460.03280.02320.01640.01160.00820.00580.00410.002911/23/81/43/161/83/321/163/641/32.....1/64.........................

CARA PENENTUAN FM DAN UI

SieveMesh no.Diameter BukaanRerata ayakan (inc)% bahan tertinggal pd tiap saringanNomor ayakanHasil kali poin 2 dan 3Indek keseragaman(1)(2)(3)(4)(5)(6)3/8 480.3710.1850.093abc7657a6b5cKASAR =(a+b+c)/1014280.0460.0232de434d3eSEDANG =(d+c)/1048100Pan0.01160.00580fgh2102f1g0HALUS =(f+g+h)/10100 jumlah

Finenes Modulus (FM) dapat ditentukan dengan persamaan sbb.Uniformity Index (UI), dikategorikan sbb.misal, diperoleh angka 0.95 dibulatkan menjadi 1misal diperoleh angka 6.7 dibulatkan menjadi 7misal diperoleh angka 2,3 dibulatkan menjadi 2

Jadi UI = Kasar: Sedang : Halus = 1: 7: 2Sedang rerata ukuran bahan (D) dalam satuan inchi ditunjukkan oleh nilai FM dan dapat dihitung dengan persamaan sbb. satuan dalam inchi

Hasil suatu penggilingan diayak dengan ayakan Tyler. Prosentase bahan tertinggal dalam tiap saringan adalah sbb. 3/8 (1%), mesh no.4 (2.5%), mesh no. 8 (7%), mesh no. 14 (24%), mesh no. 28 (35.5%), mesh no. 48 (22.5%) dan mesh no. 100 (7.5%). Sedang diameter lubang bukaan mesh no. 100 adalah sebesar 0.0058.Susunlah tabel pengamatan lengkap dari hasil analisis tersebutTentukan Finenes ModulusnyaTentukan ukuran butiran rerataTentukan indek keseragamannyaContoh soal

PENYELESAIAN Tabel pengamatan

AyakanMesh.no.Diameter lubang bukaan (inchi)% bahantertinggalKonstanta ygditentukanHasil kali(3) dan (4)(1)(2)(3)(4)(5)3/8480.3710.1850.09312.577657153514280.0460.02322435.5439610648100Pan0.01160.0058-----22.57.5------210457.50100312.0

b). Derajat Kehalusan (FM) ?Jadi derajat kehalusan FM = 3.12Catatan :Jika bahan halus sekali sehingga semua bahan lewat sampai ayakan mesh no. 48, tapi tertahan pada ayakan mesh no. 100, maka derajat kehalusan (FM) nya = 1.Jika bahan tertahan pada ayakan mesh no. 4 maka FM nya = 6Jadi semakin kecil FM semakin halus hasil pengecilan ukuran suatu bahan.

c). Ukuran rerata butiran (D) ? inchid). Indek keseragaman (UI) ?Jadi UI = Kasar : Sedang : Halus = 1 : 6 : 3

AyakanMesh.no.% tase bahanTertinggalIndex Keseragaman (UI)3/84812.5714280.0460.023248100Pan0.01160.0058-----

2). Pada suatu analisis pengayakan (sieving) dipakai ayakan mulai mesh no. 3/8, 4, 8, 14, 28, 48,100 dan pan. Diketahui, ukuran ayakan mesh no. 28 adalah 0.0232 inchi dan semua bahan tertinggal pada mesh no. 8.Susunlah tabel lengkap dari analisis tersebut?Tentukan derajat kehalusan bahan?Tentukan ukuran rerata butiran?Tentukan indek keseragaman?Catatan:

Definisi Finenes Modulus adalah jumlah prosentase fraksi berat atas bagian berat yang tertahan pada tiap-tiap saringan, kemudian masing-masing fraksi dikalikan dengan suatu angka yang telah ditetapkan (assigned number) dari 7 sampai 0. Hasil perkalian tersebut dijumlahkan kemudian dibagi 100.

Sieves (ayakan).Sebuah shaker mekanis digunakan untuk analisis saringan.

ENERGI UNTUK PENGECILAN UKURANTenaga yang dibutuhkan untuk pengecilan ukuran berhubungan dengan beberapa fungsi dari partikel yang sudah dikecilkan ukurannya.Jika dianggap partikel-partikel tersebut, dimensi umum mungkin bisa digunakan sehingga persamaannya bisa ditulis seperti berikut ini.Gambar 3 : Pengecilan ukuran bahan dari ukuran L menjadi ukuran dLdengan :E= Energi untuk mengecilkan ukuran bahan (BTU, HP-jam)dL= perubahan dimensi panjang (ft)L= dimensi panjang sebelum dikecilkan (ft)C= konstanta

Menurut Kick, tenaga atau energi yang diperlukan untuk mengurangi ukuran bahan berbanding langsung dengan perbandingan penurunan dL/L, berarti n = 1, sehingga,Hukum Kick ini mengandung arti bahwa tenaga yang diperlukan untuk menghancurkan bahan.Contoh, Ukuran 10 cm dikecilkan menjadi 5 cm besarnya sama dengan tenaga yang diperlukan untuk memecah bahan dari 5 mm menjadi 2,5 mm.

Hukum Rittinger, dimana n = 2,3). 5 HP-jam digunakan untuk mengecilkan bahan dari inchi ukuran ke 10 mesh. Berapa tenaga yang diperlukan untuk mengecilkan sampai 20 mesh dengan pers. Kick dan Rittinger? Penyelesaian,Contoh.

Kick , , 10 mesh = 0.065

Jika pengecilan ukuran sampai 20 mesh. Berapa E ? 20 mesh = 0.0328 (lubang bukaan) b) Rittinger Laws,

SOAL

Pada suatu analisis pengayakan (Sieving) dipakai ayakan mulai mesh. No. 3/8 inc, 4, 8, 14, 28, 48, 100 dan pan. Diketahui ukuran ayakan mesh. No. 28 sebesar 0.0232 inchi dan semua bahan tertinggal pada mesh. No. 8.Susunlah tabel lengkap hasil analisis pengayakanTentukan FmnyaTemtukan rerata ukuran butiranTentukan UI-nya

2. Pada suatu analisis pengayakan (sieving) dipakai ayakan mulai mesh no. 3/8, 4, 8, 14, 28, 48, 100 dan pan. Dalam analisis tersebut, bahan tertinggal di mesh no. 14 sebesar 35 % dan di mesh no. 48 sebesar 65 %. Diketahui: ukuran ayakan mesh no. 48 adalah 0,0116 inchi. a). Susun tabel lengkap dari analisis tersebut ? b). Tentukan derajat kehalusan (Finenes Modulus /FM) ? c). Tentukan rata-rata ukuran butiran ? d). Tentukan indek keteragaman (Uniformity Index /UI) ?3. Untuk mengecilkan bahan hasil pertanian dari ukuran 0,5 inchi ke ukuran 20 mesh dibutuhkan energi sebesar 10 Hp-jam. Tentukan besarnya energi yang diperlukan untuk mengecilkan bahan sampai ukuran 48 mesh, dengan menggunakan persamaan Kick dan persamaan Rittinger?

HAMMER MILL

Roller Crusher

*