12/17/2012

1

SIZE REDUCTION (PENGECILAN UKURAN)

Dewi Maya Maharani

Merupakan pengecilan secara mekanis tanpa mengubah sifat-sifat kimia dari bahan

Pengecilan ukuran meliputi pemotongan, penghancuran, dan penggilingan

Tujuan pengecilan ukuran :

1. Mendukung ekstraksi bahan

2. Memperoleh produk dengan bentuk dan ukuran seragam sesuai

dengan spesifikasi yang telah ditentukan

3. Mempertinggi reaktivitas bahan sehingga proses

pengolahan berjalan dengan baik

4. Memberikan bentuk dan ukuran yang bersifat estetis sehingga

memberikan kenampakan yang lebih menarik

Karakteristik Ukuran

Pengecilan ukuran bahan digolongkan dalam 3 kelas (Muljohardjo, 1987):

1. Kisaran Dimensi/dimension range (ukuran terkecil 3,125 mm)

2. Kisaran Ayakan/ sieve range (0,07-3,125 mm)

3. Kisaran Mikroskopis (kurang dari 0,07 mm)

Ukuran yang digunakan dinyatakan dengan mesh

maupun mm.

Mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam satu inchi

persegi (square inch),

jika dinyatakan dalam mm maka angka yang ditunjukkan

merupakan besar material yang diayak.

12/17/2012

2

Pengayakan

Proses pemisahan partikel yang berdasarkan atas ukuran partikel terutama dalam

keadaan kering dan dikenakan terhadap bahan-bahan yang bersifat heterogen padat.

Bahan yang lolos ayakan disebut oversize atau overflow.

AYAKAN Tyler

Salah satu cara penentuan kelembutan butiran hasil penggilingan

Mesin pengayak disebut Ro-tap memiliki gaya ayakan tertentu dan dapat diatur waktu pengoperasiannya

MODULUS KEHALUSAN (FM)

Menyatakan keseragaman bahan (tingkat kehalusan)

dengan jumlah berat bagian yang tertinggal pada

tiap-tiap ayakan/saringan yang digunakan

dibagi 100

Ukuran rata-rata sebuah bahan (D) dinyatakan dalam

inchi dengan menggunakan rumus:

D = 0,0041 (2)FM

Menghitung Hasil Pengayakan

Mesh. No % Bahan

Tertinggal

% Tertinggal Kumulatif

3/8

4

8

14

30

50

100

pan

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

X1

X1+X2

X1+X2+X3

X1+X2+X3+X4

X1+X2+X3+X4+X5

X1+X2+X3+X4+X5+X6

X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7

Total 100 Jumlah Total

12/17/2012

3

Menghitung Hasil Pengayakan

Menentukan Fraksi % Bahan Tertinggal

%100Wi

xWtotal

Xi

Menentukan Fineness Modulus

100

kumulatif inggalbahan tert %Jumlah F M

Menentukan Ukuran Rata-Rata

D = 0,0041(2)FM

Jagung 100 gram

Mesh

no bahan tertinggal (Wi)

Wi Xi (%) Kumulatif (%)

3/8 0

4 0

8 1,25

14 43,05

30 40

50 4,85

100 9,9

99,05

Tepung ubi jalar 100 gram

Mesh

no bahan tertinggal (Wi)

Wi Xi (%) Kumulatif (%)

3/8 0

4 0

8 0,15

14 0,35

30 0,75

50 1,35

100 13,45

16,05

Nilai FM yang dimiliki suatu bahan semakin tinggi

maka diameternya juga akan semakin besar.

Diameter butiran jagung lebih besar dari pada

diameter butiran tepung ubi jalar.

12/17/2012

4

Nilai Tanaman Pangan

Standart ukuran dari berbagai bahan biji-bijian dan daun-daunan sebagai bahan pakan ternak

Bahan Biji Utuh

Kehalusan

Kasar Medium Halus Sangat halus

Jagung berkelobot

4.80 3.60 2.40 1.80

Jagung Pipil

6.00 4.80 3.60 2.40 1.80

Kedelai 6.00 4.80 3.60 2.40 1.80

Gandum 5.00 4.10 3.20 2.30 1.50

Jerami 4.00 3.10 2.20 1.40

Energi yang diperlukan untuk

mengecilkan bahan dari satu

ukuran ke ukuran lain adalah

sebanding dengan dimensinya dan

memerlukan sejumlah daya

KEBUTUHAN ENERGI

Prosedur Pengecilan Bahan

GAYA PRINSIP KERJA MESIN

Kompresi Kompresi Crushing Rolls

Pemukulan Pemukulan Hammer Mill

Geseran Attrition Disc Attrition Mill

Gaya Kompresi

Penghancuran bahan dengan

Ukuran yang kasar Gaya Pukulan

Sebagai penghancur dengan ukuran

kasar, sedang, halus dan untuk

berbagai macam bahan

Untuk bahan yang lebih lunak,tidak kasar

dengan ukuran yang lebih halus.

ex: penggilingan tepung

Gaya Geser

12/17/2012

5

Partikel yang dihasilkan memiliki deformasi minimum dan

permukaan baru yang dihasilkan relatif tidak

mengalami kerusakan. Pemotongan dilakukan pada

buah dan sayur.

Alat pemotong yang tepat digunakan adalah pisau yang

Sangat tajam dan setipis mungkin sehingga menghasilkan

pemotongan yang halus dan energi yang digunakan kecil.

Pemotongan

Memberikan sejumlah daya yang melebihi keperluan

daya yang sesungguhnya diperlukan. Operasi ini dilakukan untuk mengekstrak cairan dan

untuk merusak struktur bagian bahan

Penghancuran menggunakan roll baja. Ex: penggilingan sorgum merupakan aplikasi gaya

statis dan hammer mill penghancuran

dengan gaya dinamis

Penghancuran

Geseran

Merupakan Kombinasi dari pemotongan dan

penghancuran. Digunakan untuk bahan berserat

keras dimana beberapa potongan lebih

menguntungkan.

Unit ini terdiri dari pisau tajam yang bergerak dan

sebuah batang besi statis

Untuk menentukan unjuk kerja mesin

RR = Rata-rata ukuran masuk Rata-rata ukuran keluar

Mesin penghancur kasar = 8 : 1 Mesin penghancur halus = 100 : 1

Rasio Pengecilan Bahan

12/17/2012

6

Crushing Rolls

Terdiri dari 2 rol silinder baja yang masing-masing

berputar berlawanan arah

Gaya kompresi dari 2 rol akan menghancurkan bahan

Perbedaan kecepatan antar rol menimbulkan gaya geser

ALAT PENGECILAN Crushing Roll

Hammer Mill

Terdiri dari pemukul yang berputar dan saringan

perforasi

Mengecilkan bahan dengan cara tubrukan

Energi kinetik yang dihasilkan hammer

dihamburkan pada bahan

12/17/2012

7

Pemecah ( Hammer Mill )

Dipergunakan untuk memperkecil ukuran bahan pakan berupa biji-bijian kering

atau bahan pakan lainnya.

Hammer Mill

Attrition Mill

Terdiri dari 2 plat kasar,satu diam, yang lain berputar

Kecepatan berputar 1200 rpm

Kehalusan dari pengecilan dikendalikan oleh tipe plat

dan jarak antar plat

12/17/2012

8

Attrition Mill

Fungsi : untuk mengecilkan ukuran bahan pakan menjadi bentuk seperti tepung agar

pakan yang terbentuk dapat dicerna

dengan baik oleh ternak.

Penggiling/Penepung (Disk Mill)

Penggilingan

Penggilingan basah

Penggilingan kering

Penggilingan Basah

Keuntungan

Mudah memperoleh bahan yang sangat lembut

Suhu tinggi dapat dihindarkan

Sedikit kemungkinan terjadi bahaya oksidasi seperti ledakan

Tujuan

Untuk memperoleh produk yang sangat halus selalu mengikutsertakan air misalnya dalam

disintegrator, pengecilan ukuran koloid,

penggilingan dalam industri coklat dll

12/17/2012

9

Penggilingan Kering

Perlu diperhatikan mengenai penguapan

air dan bahan mudah menguap lainnya

dan dekomposisi karena panas dan

oksidasi, semua terjadi karena suhu tinggi

yang mungkin terjadi.

Contoh ???

Karakteristik Performansi

1. Produk memiliki ukuran seragam

2. Selama beroperasi, kenaikan temperatur

bahan kurang terlihat

3. Kebutuhan energi kecil

4. Hambatan teknis seminimum mungkin