PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN KAPASITAS 0.5 LITER/JAM TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra Surabaya Oleh: MARIANA WINDARI NPM: 13321012 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2014
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PERANCANGAN MESIN PORTABLE
PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN
KAPASITAS 0.5 LITER/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik pada Fakultas TeknikUniversitas Wijaya Putra Surabaya
Oleh:
MARIANA WINDARI
NPM: 13321012
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA
SURABAYA
2014
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
NAMA : MARIANA WINDARI
NPM : 13321012
FAKULTAS : TEKNIK
PROGRAM STUDI : TEKNIK MESIN
JUDUL : PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT
ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN
KAPASITAS 0.5 LITER/JAM
DISETUJUI DAN DITERIMA OLEH:
DOSEN PEMBIMBING
( SLAMET RIYADI. ST, MT )
NIDN : 071911710
iii
LEMBAR PENGESAHAN
Telah diterima dan disetujui oleh tim Penguji Tugas Akhir serta dinyatakan LULUS. Dengan
demikian sah untuk melengkapi syarat – syarat mencapai Gelar Sarjana (S-1) TEKNIK pada
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA
Tim Penguji Tugas Akhir :
Ketua : Slamet Riyadi., ST., MT. ( )
Dekan Fakultas Teknik
Anggota :
1. Siswadi., ST., M.Si ( )
Dosen Penguji I
2. Muharam., ST., MT ( )
Dosen Penguji II
iv
ABSTRAK
Segala apa yang ada di bumi ini disediakan oleh Tuhan dengan tujuan dimanfaatkan olehmanusia demi kelangsungan kehidupan yang ada dimuka bumi, dari konsep ini coba kamiaplikasikan sebagai contoh kecil mencoba memanfaatkan bahan – bahan yang alami darialam contohnya tempurung kelapa yang dijadikan asap cair sebagai pengawetmakanan dan minuman sebagai pengganti bahan pengawet yang dibuat dari bahan-bahan kimia yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Misalnya, Pemakaianformalin dalam pengawet makan yang dapat menyebabkan kanker dan kematian bagipara konsumen. Prinsip pembuatan asap cair merupakan hasil pembakaran yang tidaksempurna yang melibatkan reaksi dekomposisi karena pengaruh panas, polimerisasi,dan kondensasi. Adapun tahap-tahap pembuatannya meliputi proses pirolisis,evaporasi, kondensasi, destilasi, dan adsorbsi dan dalam waktu ± 3 - 6 jam denganbahan baku tempurung kelapa ± 30 Kg maka akan menghasilkan asap cair grade 3 (tiga)yang berwarna coklat pekat ± 3 Liter asap cair . Asap cair memiliki kemampuan untukmengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat, dan karbonil.Selain lebih aman, penggunaan tempurung kelapa juga dapat manambah pendapatanpara petani Indonesia yang merupakan negara agraris yang terdiri dari banyak tanamanpertanian salah satunya kelapa.
Kata Kunci: mesin portable pembuat asap cair, tempurung kelapa
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini untuk aku persembahkan:
ALLAH SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang.
Atas rahmat dan karuniamu penulis mampu berkarya untuk menghasilkan sesuatu yang
berguna bagi penulis, Keluarga dan orang–orang kami Cintai dan Sayangi.
Ibu Agustina………………………!
Tanpa dirimu aku bukan apa-apa, tangan lembutmu telah memberikan kasih sayang
padaku, nasehatmu, kritikkanmu yang pedas tiada tara serta linangan air matamu telah
membawaku ke tempatku sekarang ini, air matamu mengingatkan kami akan
kebesaranNYA. Mama, kamu segalanya bagiku.
Bapak Salman………………………!
Kekuatan, keuletan dan kesabaran serta kewibawaan bapak dalam mendidik dan
membesarkan kami anak–anakmu membuat suatu kebanggaan bagiku dan segala kritik
dan nasehatmu adalah cambuk penyemangat hidupku agar aku lebih berusaha lebih keras
dalam menyongsong masa depanku yang lebih baik. Dari itulah kami sangat
menghormatimu…..terima kasih papah, kamu telah melakukan segalanya buat
kebahagiaan dan kebaikan anak–anakmu.
Adik – adikku…………………………!
Pengertian dan harapan kalian (Mulyadi, Aji, Adis dan Mega) adalah dorongan yang
memicu semangatku untuk terus maju kedepan menyongsong masa depan agar lebih
baik.
Ibu Hj. Djurmiah………………….!
Nasehat, kritik, dan kesabaran Mu…………Nenekku, adalah pemicu semangatku dalam
menjalani garis kehidupanku di masa sekarang dan dan menuju masa depanku.
Suamiku Hengki Irawan dan Putraku Tirta Panji Kusuma Irawan………………………..!
Terima kasih banget kalian sudah mengertiin aku yang “nggondokan” alias
“perajuan”………” You are my sun”. Kata-kata pedasmu, kata–kata lembutmu adalah
support tiada henti untukku………suamiku. Senyum manismu, tawa candamu,
kenakalanmu semakin membulatkan tekadku untuk menjalani sagalanya………..anakku.
Kalian adalah “Anugerah Terindah” yang diberikan oleh Allah SWT kepadaku.
vi
Seluruh Keluarga Besarku................!
Untuk seluruh keluarga besarku, Doa dan Harapanmu adalah semangatku.....!
Teman – temanku.......
Teman – teman fakultas teknik angkatan tahun 2010 Universitas Wijaya Putra Surabaya,
tanpa kalian penulis tidak akan mampu menciptakan karya ini. Kuharapkan kekompakan
dan solidaritas kita tetap terjaga sampai selama – lamanya
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahhirobbil alamin, puji syukur selalu Saya panjatkan kepada Allah SWT
atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan
dengan baik
Tugas akhir ini disusun adalah untuk memenuhi persyaratan akademik guna
menyelesaikan jenjang Strata Satu (S1) pada Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin
Universitas Wijaya Putra Surabaya. Adapun permasalahan yang diangkat dalam tugas akhir
ini dengan judul:
"PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN
KAPASITAS 0.5 LITER/JAM "
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada yang terhormat:
1. Bapak H. Budi Endarto. SH, M Hum, selaku rektor Universitas Wijaya Putra Surabaya.
2. Bapak Slamet Riyadi., ST., MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Mesin, Universitas
Wijaya Putra Surabaya serta dosen pembimbing yang dengan sabar telah
memberikan pengerahan dan bimbingan kepada penulis, sehingga Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan.
3. Bapak Siswadi., ST., Msi, Selaku ketua Program Studi Teknik Mesin.
4. Kepada kedua Orang Tuaku tercinta serta adik – adikku yang telah ikhlas memberikan
dukungan dan membantu baik material maupun spiritual selama penulis
menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Kepada Suami dan Malaikat kecilku (anakku) yang selalu memompa semangat dan
keinginanku untuk terus berusaha dalam mencapai apa yang menjadi komitmenku.
6. Teman-temanku serta semua pihak yang telah membantu kepada penulis, sehingga
Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
viii
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna karena
keterbatasan pengetahuan dan kemampuan yang dimiliki penulis, oleh karena itu penulis
mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca
dan semua pihak yang berkepentingan. Atas perhatiannya penulis mengucapkan banyak
terima kasih.
Surabaya, Februari 2014
Penulis
(Mariana Windari)
ix
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul .................................................................................................... i
Halaman Persetujuan ......................................................................................... ii
Lembar Pengesahan ........................................................................................... iii
Abstraks .............................................................................................................. iv
Halaman Persembahan ...................................................................................... v
Kata Pengantar ................................................................................................... vii
Daftar Isi ............................................................................................................. ix
Motto .................................................................................................................. xi
Daftar Gambar.................................................................................................... xii
Daftar Tabel ........................................................................................................ xiv
BAB I : PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ...................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah............................................................................ 4
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................ 4
1.5 Kegunaan ....................................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................. 5
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Pengawetan ......................................................................... 6
2.2 Konsep Dasar ................................................................................. 8
x
2.3 Fokus Penelitian............................................................................. 9
BAB III : METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Kerangka Konseptual Penelitian.................................................... 13
3.2 Bentuk Penelitian........................................................................... 15
3.3 Tahapan Penelitian ....................................................................... 15
3.4 Waktu Penelitian .......................................................................... 16
3.5 Diagram Alur Perancangan Zeid .................................................... 18
3.6 Tempat Penelitian ....................................................................... 19
3.7 Jadwal Penelitian ........................................................................ 19
3.7 Proses Produksi ........................................................................... 20
BAB IV : ANALISA DATA
4.1 Uji Kinerja Alat ............................................................................. 22
4.2 Perangkaian Alat ......................................................................... 23
4.3 Analisis Kerja Alat ........................................................................ 29
BAB V : KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan................................................................................... 34
5.2 Saran ........................................................................................... 34
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
MOTTO
1) Kegagalan adalah langkah awal menuju keberhasilan.
2) Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Sesungguhnya Allah SWT beserta
orang-orang yang sabar (Al Baqoroh: 153).
3) “Barang siapa yang datang dengan membawa kebaikan, maka baginya pahala yang
lebih dari kebaikannya itu” (Al Baqoroh: 84).
4) Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan/ Waa Jadda man Jadda (Al Insyirah:
6) Allah SWT atas rahmat dan petunjuk-Nya.
5) Bersyukurlah dan jangan pernah menyerah dalam menjalani kehidupan.
6) Keluarga adalah anugerah terindah yang kita miliki.
7) Jadikan Waktu sebagai patner hidupmu, maka jangan jadikan waktu sebagai musuh
yang selalu menghantuimu, oleh karena itu manfaatkanlah waktumu sebelum hilang
kesempatanmu.
8) Kegagalan adalah hal yang sangat membantu untuk tumbuh kembangnya
kemampuan daya kreatifitas dan insting kita untuk mampu mengatasi setiap
hambatan yang ada.
9) Berusahalah kamu dengan sekeras - kerasnya seolah – olah kamu akan hidup seratus
Tahun lagi, dan berdoalah kamu dengan sekhusyuk – khusyuknya seolah kamu akan
mati Besok.
10) Lebih baik terlamba dari pada tidak melakukan sama sekali
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar.1. Zat Aditif Pada Makanan................................................................... 3
Gambar.2. Zat Aditif Pada Minuman .................................................................. 3
Gambar.3. Komponen Buah Kelapa.................................................................... 9
Gambar.4. Tempurung Kelapa ............................................................................ 10
Gambar.5. Flow Chart Penelitian ........................................................................ 13
Gambar.6. Diagram Alur Perancangan Zeid........................................................ 18
Gambar.7. Desain Produk ................................................................................... 24
Gambar.8. Desain Produk Pirolisis Batok Kelapa ................................................ 24
Gambar.9. Tabung Gas LPG................................................................................ 25
Gambar.10. Tungku Pembakaran/Kompor Gas .................................................. 25
Gambar.11. Pirolisator ........................................................................................ 26
Gambar.12. Klem Pengunci Pirolisator ............................................................... 26
Gambar.13. Termometer .................................................................................... 26
Gambar.14. Pipa pengeluaran asap.................................................................... 26
Gambar.15. Tabung penampung tar/kondensator............................................. 27
Gambar.16. Tabung Penampung Asap................................................................ 27
Gambar.17. Pipa Pengeluaran Asap Cair ............................................................ 27
Gambar.18. Wadah Penampung Asap Cair......................................................... 27
Gambar.19. Pipa PVC .......................................................................................... 28
xiii
Gambar.20. Mesin Pompa Air............................................................................. 28
Gambar.21. Water tank/tangki air...................................................................... 28
Gambar. 22. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel
(Dari Atas)
Gambar. 23. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel
(Dari Samping)
Gambar. 24. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel
(Dari Atas)
Gambar. 25. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel
(Dari Atas)
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel.1. Jadwal Penelitian................................................................................... 19
Tabel.2. Berat Asap Cair yang Dihasilkan............................................................ 23
Tabel.3. Spesifikasi Alat Penghasil Asap Cair ...................................................... 29
Tabel.4. Rendemen dan Kapasitas Alat............................................................... 30
Tabel.6. Analisa Ekonomi Alat Penghasil Asap Cair ............................................ 34
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Pada umumnya bahan Makanan dan minuman yang kita konsumsi sehari-hari
mudah rusak karena adanya aktivitas mikroorganisme dan reaksi oksidasi, karena itu
diperlukan langkah pengawetan. Namun pada masa sekarang proses pengawetan
makanan atau minuman yang dilakukan tidak menggunakan bahan pengawet yang alami.
Saat ini yang lebih meresahkan masyarakat adalah penggunaan bahan pengawet
makanan dan minuman tersebut yang terbuat dari zat-zat aditif. Zat-zat aditif adalah
bahan- bahan kimia yang ditambahkan ke dalam makanan dan minuman, misalnya: zat
pengawet (natrium benzoat), pewarna (benzil violet), penyedap (MSG/ Monosodium
Glutamat, vetsin), pemanis (sakarin), pengharum (amil asetat). Pada dasarnya, zat-zat
aditif diperoleh dari pengekstrakan tumbuh-tumbuhan dan hewan dengan ditambahkan
bahan-bahan kimia lainnya.
Penggunaan zat-zat aditif antara lain bertujuan untuk mempertinggi selera
makan, praktis, dan lebih ekonomis. Dewasa ini, teknik pengawet makanan telah
berkembang pesat mulai dari pengasapan, pengasinan, pemanisan, teknik pasteurisasi,
dan sampai menggunakan teknologi canggih dengan pembakaran pada suhu tinggi. Akan
tetapi banyak produsen dan penjual makanan dan minuman nakal yang menggunakan
bahan kimia sebagai bahan pengawet, contoh formali (sebagai pegawet mayat), boraks,
dan sebagainya untuk tujuan mencari keuntungan, karena praktis, dan mudah didapat.
Beberapa penelitian para ahli membuktikan bahwa zat aditif yang dikonsumsi
manusia dalam jumlah banyak/kadar tinggi yang terakumulasi dalam tubuh sangat
berbahaya bagi kesehatan. Dalam waktu singkat, jika terlalu banyak mengkonsumsi zat
aditif dapat menyebabkan sakit kepala, sesak nafas, muntah-muntah, dan mudah letih.
2
Sedangkan dalam jangka waktu yang lama dapat merusak organ tubuh (ginjal
dan hati), menyebabkan tumor, kanker, kerusakan saraf bahkan kematian.
Sebelum ada penemuan tentang bahaya zat aditif, nitrat sering digunakan dalam
pengawetan daging dan ikan. Nitrat efektif untuk memperlambat pertumbuhan spora
bakteri penghasil racun botulinum yang biasa terdapat dalam bahan pangan, sehingga
racun botulinum dapat ditekan. Kemudian ditemukan bahwa nitrat yang masuk bersama
makanan, di saluran pencernaan akan bergabung dengan asam amino membentuk
Nitrosamin. Nitrosamin terbukti menyebabkan kanker pada tikus.
Sebenarnya, zat pengharum, pewarna, pemanis, penyedap, dan pengawet alami
sudah tersedia di alam. Bahan alami dapat kita peroleh dengan mudah, murah, dan
tentunya tidak berisiko. Sebagai contoh, tempurung kelapa yang dapat dijadikan asap
cair sebagai pengawet makanan alami terutama pada ikan yang pembuatannya cukup
murah dan tentunya kita peroleh dari alam di sekiar kita yang jumlahnya sangat banyak,
serta kita dapat meminimalisir penggunan zat-zat aditif yang berdampak negatif bagi
tubuh manusia jika dikonsumsi.
Apa lagi bahan-bahan kimia yang disalahgunakan oleh oknum-oknum tertentu
untuk mendapatkan keuntungan yang lebih besar. Zat-zat aditif tersebut mengandung
bahan kimia yang berbahaya bagi tubuh jika dikonsumsi dalam jumlah yang banyak dan
terakumulasi dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama. Misalnya, Pemakaian formalin
dalam pengawet makan yang dapat menyebabkan kanker dan kematian bagi para
konsumen.
Alasan para pedagang dan produsen menambahkan zat-zat aditif tersebut karena
lebih ekonomis, praktis dan mudah diperoleh. Padahal, bahan-bahan alami untuk
makanan dan minuman penggunaannya lebih terjamin dan tentunya lebih aman bagi
3
tubuh. Oleh karena itu penulis ingin memanfaatkan bahan-bahan alami dari alam
untuk meminimalisir penyalahgunaan zat-zat aditif tersebut.
Gambar.1. Zat Aditif Pada Makanan(Sumber: Pengawetan Makanan Alami dan Sintetis. 2009. Alfabeta Bandung)
Gambar.2. Zat Aditif Pada Minuman(Sumber: Pengawetan Makanan Alami dan Sintetis. 2009. Alfabeta Bandung)
Dalam hal ini saya mencoba menambahkan sedikit inovasi pada alat penghasil
asap cair tempurung kelapa yang sudah ada dengan menambahkan pengatur waktu
(timer analog) agar saat melakukan proses pembakaran awal pada tempurung kelapa
dapat menghemat/mengefisiensi bahan gas digunakan dalam proses pengerjaannya
serta untuk menambah kesan praktis dan modern pada alat penghasil asap cair dari
tempurung kelapa ini.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan permasalahan yang
dihadapi, yaitu:
4
1. “Bagaimana merancang dan menghitung kontruksi alat penghasil asap cair fortebel?”.
2. "Bagaimana cara menghasilkan grade asap cair yang lebih baik?".
1.3 BATASAN MASALAH
Batasan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah:
"PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET MAKANAN
KAPASITAS 0.5 LITER/JAM "
1.4 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian dengan alat penghasil asap cair dari tempurung kelapa
fortebel ini adalah proses dan usaha yang dapat kita lakukan untuk mengganti
penggunaan pengawet makanan dan minuman yang berbahan dasar zat–zat aditif yang
berbahaya bagi kesehatan manusia.
1.5 KEGUNAAN
Manfaat yang didapat setelah penelitian yang dilakukan :
Bagi peneliti
Sebagai latihan untuk menerapkan teori yang diberikan dibangku kuliah dalam
permasalahan nyata.
Bagi pengguna tinggi
Sebagai tambahan wawasan dan pengetahuan perpustakaan dan bahan studi banding
bagi yang berminat dengan masalah ini.
Bagi pembaca
Memberikan informasi kepada semua orang agar lebih berhati-hati terhadap sesuatu
yang kelihatannya nyaman.
Terciptanya produk yang efisien, ekonomis, dan sederhana.
5
Mampu meminimalisir biaya pengadaan alat yang dikeluarkan agar terjangkau untuk
industri perusahaan maupun home industri.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Pada dasarnya sistematika penyusunan adalah suatu hal yang sangat diperlukan
dalam pembuatan karya tulis karena sistematika penyusunan memuat seluruh isi karya
tulis berurutan sehingga dapat terlihat dengan jelas mengenai masalah-masalah yang
dibahas.
Dalam hal ini makalah Tugas Akhir yang dibuat oleh penyusun adalah membahas
mengenai hal-hal sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini diberi penjelasan mengenai latar belakang, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan tugas akhir
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini berisikan mengenai Teori pengawetan, konsep dasar, fokus penelitian
yang terdiri dari penelitian dan pengembangan serta komponen-komponen penyusun
asap cair
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini berisikan mengenai flow chart, Kerangka Konseptual Penelitian, bentuk
penelitian, tahapan penelitian, waktu penelitian, Diagram Alur Perancangan Zeid, proses
produksi yang terdiri dari bahan dan alat yang digunakan meliputi tahapan persiapan dan
perangkaian alat, tahapan persiapan bahan baku, lalu perangkaian alat serta cara kerja
dari alat ini.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 TEORI PENGAWETAN
Makanan dan minuman adalah faktor yang sangat dominan dan penting dalam
kehidupan manusia. Makanan dan minuman yang kita peroleh dan kita awetkan dengan
cara yang sederhana dan tradisional sudah dianggap sangat ketinggalan zaman dan tidak
modern.
Makanan penting untuk pertumbuhan karena makanan merupakan sumber
energi untuk membangun jaringan tubuh yang rusak serta memelihara pertahanan
tubuh dari penyakit. Pangan secara umum bersifat mudah rusak (perishable), karena
kadar air yang tekadar air pangan melalui berbagai cara antara lain pengeringan,
pemberian bahan/senyawa yang dapat mengikat air bebas atau membunuh mikroba
perusak. Permasalahan atau petanyaan yang timbul kemudian adalah apakah proses
pengawetan, bahan pengawet yang ditambahkan atau produk pangan yang dihasilkan
aman dikonsumsi manusia.
Dewasa ini pertumbuhan tingkat konsumsi terhadap makanan dan minuman siap
saji/makanan instant semakin meningkat. Kenyataan ini berdampak pada peningkatan
konsumsi bahan tambahan makanan, termauk didalamnya bahan pengawet. Menurut
Ketua PATPI (Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan Indonesia) Cabang DKI Jaya DR Ir RD
Esti Widjajanti bahwa pada produksi pangan olahan untuk tujuan komersial penggunaan
bahan tambahan sebagai bahan pengawet tidak mungkin dihindari. Pada umumnya
tujuan pemakaian bahan pengawet adalah untuk menghambat atau menghentikan
aktivitas mikroba (bakteri, kapang, khamir).
7
Pengawetan pangan selain bermakna penyimpanan juga memiliki 2 (dua)
maksud yaitu: menghambat pembusukan dan menjamin mutu awal pangan agar
tetap terjaga selama mungkin.
Jadi, selain tujuan di atas, juga untuk memelihara kesegaran dan mencegah
kerusakan makanan atau bahan makanan menjadi tengik yang disebabkan oleh
perubahan menyatu dengan oksigen, adanya sinar, panas, dan beberapa logam.
Namun ada saja oknum–oknum tertentu dan sebagian masyarakat yang
memanfaatkan bahan pengawet non makanan digunakan sebagai pengawet makanan
dan minuman untuk mendapatkan keuntungan yang lebih besar. Laporan Badan POM
menunjukkan bahwa dari 29 sampel mie basah yang dijual di pasar dan supermarket Jawa
Barat, ditemukan 2 sampel (6,9%) mengandung boraks,1 sampel (3,45%) mengandung
formalin, sedangkan 22 sampel (75,8%) mengandung formaldehida dan boraks.
Hanya empat sample yang dinyatakan aman dari formaldehida dan borak. Isu
penggunaan formaldehida tentu saja sangat meresahkan masyarakat. Dimana bahan
tersebut jelas-jelas bukan termasuk kategori bahan tambahan pangan (food
additives), sehingga sangat dilarang penggunaannya pada pangan apapun. Kedua bahan
tersebut dilarang penggunaannya karena bersifat racun terhadap konsumennya.
Menurut Afrianti dan Desrosier (2009), pemakaian formaldehida pada makanan
dapat menyebabkan keracunan pada tubuh manusia. Gejala yang biasa timbul antara lain
sukar menelan, sakit perut akut disertai muntah- muntah, mencret berdarah, timbulnya
depresi susunan saraf, atau gangguan peredaran darah. Konsumsi formaldehida pada dosis
sangat tinggi dapat mengakibatkan konvulsi (kejang-kejang), haematuri (kencing darah),
dan haimatomesis (muntah darah) yang berakhir dengan kematian Injeksi formaldehida
dengan dosis 100 gram dapat mengakibatkan kematian dalam waktu 3 jam. Mengingat
8
sifatnya yang berbahaya, maka perlu dicari bahan pengganti yang alami dan aman bagi
manusia. Salah satu bahan pengwet alam yang bisa dimanfaatkan adalah asap cair.
Asap cair adalah bahan yang merupakan merupakan hasil kondensasi dari
pirolisis kayu yang mengandung sejumlah besar senyawa yang terbentuk oleh proses
pirolisis konstituen kayu
seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin dengan menggunakan suhu tinggi
dengan proses pembakaran dalam ruangan tertutup atau hampa udara dengan
menggunakan alat penghasil asap cair.
2.2 KONSEP DASAR
Industri asap cair telah berkembang pesat mengikuti kemajuan zaman. Karena
memiliki komponen senyawa fenol yang berperan sebagai zat antioksidan, asap cair
dijadikan alternatif untuk menggantikan fungsi formalin sebagai pengawet bahan pangan
yang berbahaya bagi kesehatan (Desrosier, 2009). Asap cair juga dapat diaplikasikan
untuk proses pengasapan sehingga pencemaran lingkungan dan kualitas bahan pangan
yang tidak konsisten akibat pengasapan tradisional dapat dihindari (Desrosier, 2009).
Penggunaan asap cair tidak hanya di bidang industi makanan, namun juga di
bidang industri perkebunan dan industri kayu. Pada industri perkebunan, asap cair
berfungsi sebagai pembeku dan pengawet dalam pengolahan RSS (ribbed smoked sheet).
Sedangkan pada industri kayu, kayu yang diolesi dengan asap cair mempunyai ketahanan
terhadap serangan rayap daripada kayu yang tanpa diolesi asap cair (Desrosier, 2009).
Setiap industri selalu menghasilkan limbah baik yang berbahaya maupun yang tidak
berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup. Industri asap cair adalah industri yang hampir
tidak menghasilkan limbah. Pada proses pirolisis asap cair dihasilkan tiga macam
penggolongan produk, yaitu gas-gas yang dikeluarkan pada proses karbonisasi (CO2,
CO, CH4, H2, C2H6 dan hidrokarbon tak, sedangkan tar dan arang tidak dapat dikatakan
limbah, karena tar dapat digunakan sebagai bahan pengawet, insektisida dan obat
sedangkan arang
9
dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar dan jenuh), destilat (asap cair dan tar),
dan residu berupa arang.
Dari produk pirolisis tersebut yang merupakan limbah hanya gas-gas yang tidak
terkondensasi bila diolah lebih lanjut dapat menjadi produk briket arang dan arang aktif.
Pembuatan asap cair menghasilkan arang pada proses pirolisis.
Berdasarkan penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Andriyasih (2008),
pembuatan asap cair pada kondisi operasi optimum asap cair (3500C dengan waktu
pirolisis 90 menit) akan menghasilkan arang sebesar 51,56%. Dari data tersebut dapat
disimpulkan bahwa proses pembuatan asap cair akan menghasilkan arang setengah dari
massa bahan baku, dimana pada pembuatan asap cair skala industri, ketersediaan arang
akan sangat melimpah mengingat perkembangan asap cair kian pesat di bidang
industri. Dari uraian diatas, salah satu cara untuk memanfaatkan arang sisa pembuatan
asap cair adalah dengan memprosesnya menjadi arang aktif.
2.3 PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN
Buah kelapa terdiri dari beberapa komponen yaitu kulit luar (epicarp), sabut
(mesocarp), tempurung kelapa (endocarp), daging buah (endosperm), dan air kelapa.
Komponen-komponen penyusun buah kelapa disajikan pada gambar berikut ini :
Gambar.3. Komponen Buah Kelapa(Sumber: IPB Kaji Asap Cair Tempurung Kelapa sebagai Disinfektan dan Pengganti Formalin).
Keterangan Gambar:
1. Kulit luar (epicarp)
2. Sabut (mesocarp)
10
3. Tempurung (endocarp)
4. Daging buah (endosperm)
5. Air Kelapa
Tempurung kelapa merupakan bagian buah kelapa yang fungsinya secara biologis
adalah pelindung inti buah dan terletak di bagian sebelah dalam sabut dengan
ketebalan berkisar antara 3–6 mm. Tempurung kelapa dikategorikan sebagai kayu keras
tetapi mempunyai kadar lignin yang lebih tinggi dan kadar selulosa lebih rendah dengan
kadar air sekitar enam sampai sembilan persen (dihitung berdasarkan berat kering)
dan terutama tersusun dari lignin, selulosa dan hemiselulosa.
Gambar.4. Tempurung Kelapa(Sumber: IPB Kaji Asap Cair Tempurung Kelapa sebagai Disinfektan dan Pengganti Formalin).
Asap cair atau liquid smoke yang lebig dikenal sebagai asap cair merupakan suatu
hasil pengembunan dari uap hasil pembakaran tidak langsung dari bahan yang banyak
mengandung karbon serta senyawa – senyawa lain.
Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena Distilat
asap atau asap cair tempurung mengandung lebih dari 400 komponen dan memiliki
fungsi sebagai penghambat perkembangan bakteri dan cukup aman sebagai
11
pengawet alami antara lain asam, fenolat, dan karbonil. Seperti yang dilaporkan
Darmadji dkk (1996) yang menyatakan bahwa pirolisis tempurung kelapa dengan
kandungan menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol sebesar 4,13%,
karbonil 11,3% , dan asam 10,2%.
Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya
pirolisis tiga komponen kayu yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Lebih dari 400
senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi.
Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah yang bervariasi
tergantung jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbuhan kayu
seperti iklim dan tanah. Komponen- komponen tersebut meliputi asam yang dapat
mempengaruhi citarasa, pH dan umur simpan produk asapan; karbonil yang bereaksi
dengan protein dan membentuk pewarnaan coklat dan fenol yang merupakan
pembentuk utama aroma dan menunjukkan aktivitas antioksidan. Selain itu Fatimah
(1998) menyatakan golongan- golongan senyawa penyusun asap cair adalah air (11-92 %),
fenol (0,2-2,9 %), asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,6-4,0 %), dan tar (1-7 %).
Komponen-komponen penyusun asap cair meliputi :
1. Senyawa-senyawa fenol.
Senyawa fenol diduga berperan sebagai antioksidan sehingga dapat
memperpanjang masa simpan produk asapan. Kandungan senyawa fenol dalam asap
sangat tergantung pada temperatur pirolisis kayu.
Menurut Desrosier, 2009, kuantitas fenol pada kayu sangat bervariasi yaitu antara 10 -
200 mg/kg Beberapa jenis fenol yang biasanya terdapat dalam produk asapan adalah
guaiakol dan siringol.Senyawa-senyawa fenol yang terdapat dalam asap kayu umumnya
hidrokarbon aromatik yang tersusun dari cincin benzena dengan sejumlah gugus hidroksil
12
yang terikat. Senyawa-senyawa fenol ini juga dapat mengikat gugus-gugus lain seperti
aldehid, keton, asam, dan ester.
2. Senyawa-senyawa Karbonil.
Senyawa-senyawa karbonil dalam asap memiliki peranan pada pewarnaan dan
citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai aroma seperti aroma
karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang terdapat dalam asap cair antara lain
adalah vanilin dan siringaldehida.
3. Senyawa-senyawa asam.
Senyawa- senyawa asam mempunyai peranan sebagai antibakteri dan membentuk
citarasa produk asapan. Senyawa asam ini antara lain adalah asam asetat,
propionat, butirat, dan valerat.
4. Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis.
Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis (HPA) dapat terbentuk pada proses pirolisis
kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti benzo(a)pirena merupakan senyawa
yang memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogen (Solichin, 2008). (Solichin,
2008) menyatakan bahwa pembentukan berbagai senyawa HPA selama pembuatan
asap tergantung dari beberapa hal, seperti temperatur pirolisis, waktu dan
kelembaban udara pada proses pembuatan asap serta kandungan udara dalam kayu.
Dikatakan juga bahwa semua proses yang menyebabkan terpisahnya partikel- partikel
besar dari asap akan menurunkan kadar benzo(a)pirena. Proses tersebut antara lain
adalah pengendapan dan penyaringan.
5. Senyawa benzo(a)pirena.
Benzo(a)pirena mempunyai titik didih 310°C dan dapat menyebabkan kanker kulit
jika dioleskan langsung pada permukaan kulit, akan tetapi proses yang terjadi
memerlukan waktu yang lama.
13
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 KERANGKA KONSEPTUAL PENELITIAN
Tidak Tidak Besi
Ya Ya
Gambar.5. Flow Chart Penelitian
Mulai
Persiapan Alat dan Bahan
PengukuranBahan
Pemotongan Bahan
Penyempurnaan
permukaan
Laspenuh
Uji
kesesuaian
Pengecatan
Selesai
Perakitan
Penyempurnaan
permukaan
Pemeriksaan ukuran
YA / TIDAK
14
Keterangan Flow Chart Penelitian:
Mulai
Saat akan memulai suatu pekerjaan maka harus dipikirkan dan dirancang alat apa
yang akan dibuat.
Persiapan Alat dan Bahan
Mempersiapkan alat dan bahan terlebih dahulu sebelum pembuatan alat
Pengukuran
Setelah alat dan bahan tersedia maka kita dapat melakukan pengukuran pada bahan
yang akan kita gunakan nanti
Pemotongan Bahan
Setelah melakukan pengukuran yang sesuai dengan apa yang kita inginkan, kita dapat
melakukan pemotongan sesuai dengan kuran yang telah kita tentukan
Pemeriksaan Ukuran
Setelah melakukan pemotongan, lakukan lagi pemeriksaan kembali terhadap bahan
erja sebelum melangkah keproses selanjutnya
Perakitan
Setelah pemeriksaan ukuran selesai maka proses selanjutnya perakitan bahan kerja
dengan cara dilas dan sebagainya
Penyempurnaan
Setelah alat dilas dan sudah jadi, maka alat yang sudah jadi itu masuk dalam proses
penyempurnaan
Uji
Selanjutnya alat yang sudah jadi itu dilakukan pengujian untuk menentukan laik atau
tidaknya alat tersebut
Pengecatan
15
Alat tersebut sudah diuji dan proses ini adalah proses yang berikutnya yaitu
pengecatan terhadap alat tersebut agar alat yang dibuat terlihat lebih baik
Selesai
Alat sudah melewati proses yang ditentukan dan siap untuk dipergunakan
3.2 BENTUK PENELITIAN
Penelitian ini berguna sebagai modal awal kita untuk lebih memperhatikan dan
mempertimbangkan akan jaminan kesehatan kandungan makanan dan minuman yang kita
konsumsi sehari – hari karena tidak bisa kita pungkiri bahwa saat ini proses pengawetan
yang dilakukan adalah proses pengawetan yang menggunakan bahan pengawet yang tidak
alami dalam hal ini banyakya penggunaan zat – zat aditif dari bahan kimia yang berbahaya
bagi kesehatan manusia.
3.3 TAHAPAN PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dalam 6 langkah pokok sampai dengan tahap penyusunan
laporan. Untuk pertanggung jawaban penelitian akan dijabarkan dalam 3 tahapan
selanjutnya, adapun detailnya adalah sbb:
Pemilihan obyek, topik dan fokus penelitian.
Pada tahap ini merupakan langkah pengamatan dan observasi di masyarakat untuk
menentukan tema, topik dan fokus. Kegiatan ini dilakukan dilakukan selama semester
7 (tujuh) dan menjelang semester 8 (delapan). Dalam tahap ini menghasilkan sebuah
proposal yang akan diajukan sebagai langkah awal untuk penelitian.
Observasi dan studi literatur.
Observasi dilakukan terhadap obyek yang terkait untuk mengenal dan memahami
obyek, dan
16
diikuti dengan studi literatur untuk menyiapkan teori pendukung dan rumus-rumus
yang
relevan yang akan dibutuhkan tahapan ini menghasilkan sebuah proposal sketsa
tema, topik dan fokus yang lengkap.
Perumusan masalah
Tahap ini digunakan untuk mendapatkan suatu ide/gagasan yang akan di diskusikan
Pendataan
Pendataan digunakan untuk mendapatkan sebuah kinerja dari alat penghasil asap cair
tempurung kelapa yang sudah ada. Data yang diperoleh digunakan untuk
mendapatkan pemecahan masalah.
Analisa
Analis digunakan untuk mendiskusikan sebuah permasalahan yang akan diangkat
dengan didukung konsep teori, data operasi, dan data kompilasi.
Pelaporan
Pelaporan ini menghasilkan proyek penelitian sebagai pertanggung jawaban secara
tertulis tentang hasil penelitian.
Sidang
Sidang merupakan tahap pertanggung jawaban secara lisan mencakup pelaksanaan
dan laporan.
3.4 WAKTU PENELITIAN
Penelitian dilaksanakan pada waktu mulai semester 7 (tujuh) dan menjelang
semester 8 (delapan) yaitu sekitar bulan Februari - awal Mei 2012. Pelaksanaan penelitian
ini yang pararel secara teknis di mulai pada minggu 1 – 6 untuk pemilihan obyek, fokus dan
tema. Selanjutnya kemudian pada minggu 7 (tujuh) untuk obsevasi dan studi literatur,
17
berakhir pada minggu ke 10 (sepuluh), secara bersamaan di minggu ke 10 (sepuluh)
perumusan masalah sudah mulai dilakukan, dan berakhir diminggu 11 (sebelas).
Di minggu ke 11 (sebelas) juga merupakan kegiatan penelitian yang masuk ke
pendataan dan berakhir pada minggu ke 17 (tujuh belas). Bersamaan dengan tahap
pendataan, minggu ke 12 – 16 (dua belas-enam belas) memasuki kegiatan analisa untuk
menyimpulkan hasil penelitian dan berakhir di minggu ke 17 (tujuh belas).
Minggu ke 17 - 22 (tujuh belas-dua puluh dua) di gunakan untuk penyusunan
laporan sebagai pertanggung jawaban secara tertulis. Minggu terakhir ke 23 (dua puluh
tiga) digunakan untuk mengikuti sidang, sedang minggu 24 - 25 (dua puluh empat-dua
puluh lima) digunakan untuk revisi dan terakhir di minggu ke 26 (dua puluh enam) adalah
penyerahan laporan dan mendapatkan kelulusan sebagai Sarjana Teknik.
3.5 DIAGRAM ALUR PERANCANGAN ZEID
Diagram alur proses perancangan dan pembuatan produk yang dicantumkan
dibawah ini dikutip dari buku karangan Ibrahim Zeid. Proses perancangan pembuatan
produk sebagaimana digambarkan dalam diagram alur dibawah ini:
18
Gambar .6. Diagram Alur Zeid
Fase – fase pada proses perancangan dapat dikelompokkan ke dalam satu proses yang
disebut fase Sintetis, yang mana terperinci dari :
Identifikasi kebutuhan.
Formulasi persyaratan perancangan.
Studi kelayakan dengan mengumpulkan informasi-informasi perancangan yang
relevan.
SpesifikasiPerancangan
Studi Kelayakan
Perancangan Konsep
Model Analisa
Perancangan Alat
Analisa PerancanganOptimalisasi
Evaluasi
Dokumentasi
AnalisaKebutuhan
19
3.6 TEMPAT PENELITIAN
Tempat penelitian dilakukan dibengkel Pak Pono didaerah Pakis/jl.Pakis Tirtosari
– Sawahan - Surabaya
3.6 JADWAL PENELITIAN
Tabel.1. Jadwal penelitian
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
1Pemilihan
tema, topikdan fokus
2Observasidan studiliteratur
3 PerumusanMasalah
4 Pendataan5 Analisa6 Pelaporan7 Sidang8 Revisi
9 Penyerahanlaporan
Minggu KeKegiatanNo
Keterangan : Bulan Februari – Agustus 2014
Tabel.1. Memperlihatkan jadwal kegiatan penelitian yang di mulai dari bulan Februari
sampai dengan Agustus 2014.Nomor 3 (tiga) menjelaskan waktu dalam melakukan
observasi dan studi literatur selama 6 (enam) minggu di mulai dari minggu ke 4 (empat)
minggu- ke 9 (sembilan).
Jangka waktu tersebut terpaut 2 (dua) minggu dari rencana semula karena ada beberapa
kendala pada saat proses berlangsung.
Diantaranya adalah :
1. Adanya perubahan dalam penentuan topik dan tema penelitian sehingga
penulis harus menata ulang schedule yang sudah di buat.
2. Terbatasnya waktu yang digunakan penulis karena terbentur dengan pekerjaan,
sehingga mengalokasikan waktu pada hari – hari tertentu di luar jam kerja.
20
3.8 PROSES PRODUKSI
3.7.1 Bahan dan Alat Yang Digunakan
Bahan Baku Yang Digunakan
Cara pengerjaan tahap ini adalah sebagai berikut
(1) Persiapan bahan baku untuk pembuatan asap cair siapkan sebanyak 20 kg tempurung
kelapa yang telah dijemur sampai mencapai kadar air 8 %.
(2) Setelah dikeringkan, sampel yang berukuran besar dipotong kecil-kecil dengan ukuran
3 cm x 3 cm yang dapat mempermudahkan proses pembakaran
(3) Sampel kering dan bersih yang telah diperkecil tersebut dimasukkan ke dalam
tabung pirolisis.
PERANGKAIAN ALAT
Alat penghasil (pirolisator) asap cair mempunyai komponen atau bagian yang
terpisah sehingga untuk dapat digunakan maka bagian-bagian tersebut harus
dirangkai secara tepat. Komponen-komponen asap cair diantaranya adalah tabung
pirolisis, pipa penyalur asap, penangkap tar, kondensator, pipa coil, pipa
pengeluaran, penampungan asap cair, drum penyalur air, termometer dan tungku
pembakaran.Komponen alat tersebut harus terangkai secara tepat agar tidak
terjadinya kebocoran pada saat pembakaran dan pelaksaaan kegiatan dapat berjalan
dengan baik.
21
CARA KERJA ALAT
Bahan baku yang berupa tempurung kelapa dimasukkan kedalam tabung
pembakaran atau pirolisator sebanyak ± 20-30 kg, setelah itu kompor gas yang
terletak dibawah tabung pembakaran (pirolisator) dinyalakan dan diatur waktunya
selama ± 1 jam maka kompor akan mati dengan sendirinya karena sudah diatur
dengan menggunakan timer analog. Bahan baku yang ada didalam tabung
pembakaran akan terbakar dan mencapai suhu 125-150˚c, setelah 15-21 menit proses
pembakaran berlangsung, asap akan mengalir melalui pipa penyalur asap, bagian dari
asap yang yang mengandung tar akan ditampung alat penampung tar yang kemudian
asapnya akan mengalir kedalam kondensator itu lalu asap yang ringan akan mengalir
menuju pipa yang ada didalam tabung penampung/kondensator asap dimana pipa
yang ada didalam tabung tersebut dibuat melingkar yang kemudian didinginkan oleh
air didalam tabung penampung/kondensator asap dengan air yang mengalir pada
tabung penampung asap yang dimana airnya dialirkan oleh pompa air dari tangki air.
Pada awalnya memang asap yang keluar, namun setelah 5-10 menit kemudian akan
keluar hasil berupa asap cair yang bisa kita tampung dalam wadah penampung asap
cair.
22
BAB IV
ANALISA DATA
4.1 UJI KINERJA ALAT
Uji kinerja alat dapat dilaksanakan jika alat telah siap untuk digunakan dengan
pemasangan komponen alat secara tepat, agar kualitas dan kuantitas asap cair yang
dihasilkan bagus. Pengujian kinerja yang baik dapat dilihat dari rendemen dan
kapasitas alat yang cukup tinggi.
Pirolisis merupakan proses dekomposisi atau pemecahan bahan baku
penghasil asap cair yaitu tempurung kelapa dengan adanya panas pembakaran. Pada
pembakaran bahan baku di dalam pirolisis diperoleh suhu rata-rata sekitar 125 – 130°C.
Tumpukan bahan baku di dalam pirolisis hanya dapat mengisi setengah bagian tabung.
Hal ini dilakukan agar semua bahan baku dalam tabung pirolisis dapat terbakar dengan
baik, karena proses pembakaran bahan baku terjadi secara tidak langsung. Setelah 10-15
menit proses pembakaran berlangsung, asap akan mengalir melalui pipa penyalur
asap, bagian asap fraksi berat akan ditangkap oleh penangkap tar dan fraksi ringan akan
mengalir menuju pipa kondensor yang terdiri dari dua belas lilitan yang didinginkan oleh
air dalam tabung kondensor dengan air mengalir pada tabung kondensor sehingga akan
dihasilkan asap yang berupa cairan.
Pada awalnya memang asap yang keluar, tetapi kemudian 5-10 menit kemudian
akan keluar hasil yang berupa asap cair. Proses ini akan berakhir bila alat tidak
mengeluarkan asap cair lagi yang membutuhkan waktu rata-rata 3 - 6 jam tergantung
pada bahan yang dibakar.
23
Jumlah asap cair yang dihasilkan, berat tar dan berat asap cair setelah dipisahkan dengan
tar dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel.2. Berat Asap Cair yang Dihasilkan
Bahan Baku
(1)
Berat Bahan
(kg)
(2)
Berat Arang
(kg)
(3)
Berat Asap
Cair Awal (Lt)
(4)
Berat Tar
(kg)
(5)
Berat Asap
Cair dikurangi
Tar(kg)
(6)Tempurung
Kelapa
30 13.53 3.000 0.097 2.903
Dari Tabel.2. diketahui berat asap cair yang telah terpisah dari tar, tempurung kelapaberatnya adalah 2.903 kg
Asap cair yang dihasilkan masih berupa cairan yang berbau asap yang menyengat.
Dari proses ini diperoleh tiga fraksi: fraksi padat berupa arang dengan kualitas tinggi, fraksi
berat berupa tar, fraksi ringan berupa asap dan gas methane. Asap cair yang diperoleh
merupakan grade tiga belum bisa digunakan untuk pengawet makanan karena masih
mengandung bahan berbahaya yang bersifat karsinogenik. Bahan tersebut harus
diendapkan selama satu minggu agar tar yang tersisa dapat terpisah dari asap cair, setelah
itu dimurnikan melalui proses destilasi dan filtrasi dengan zeolit dan arang aktif agar
didapatkan asap cair grade 2 yang dapat digunakan sebagai pengawet makanan.
4.2 PERANGKAIAN ALAT
Alat penghasil (pirolisator) asap cair mempunyai komponen atau bagian yang
terpisah sehingga untuk dapat digunakan maka bagian-bagian tersebut harus dirangkai
secara tepat.
Komponen-komponen asap cair diantaranya adalah tabung pirolisis, pipa penyalur
asap, penangkap tar, kondensator, pipa coil, pipa pengeluaran, penampungan asap cair,
drum penyalur air, termometer dan tungku pembakaran. Komponen alat tersebut harus
terangkai secara tepat agar tidak terjadinya kebocoran pada saat pembakaran dan
pelaksaaan kegiatan dapat berjalan dengan baik.
24
DESAIN PRODUK
Gambar.7. Desain Produk
Gambar.8. Desain Produk Pirolisator Batok Kelapa
25
Keterangan Gambar :
1. Tabung Gas
2. Tungku Pembakaran (Kompor Gas)
3. Pirolisator
4. Termometer
5. Baut pengunci tutup pirolisator
6. Pipa pengeluaran asap
7. Penangkap tar
8. Kondensator
9. Katup pengeluaran asap cair
10. Tabung penampung asap cair
11. Pipa PVC
12. Pompa
13. Water tank
Tahap Persiapan dan Perangkaian Alat
Komponen-komponen alat penghasil asap cair adalah sebagai berikut:
1) Tabung Gas LPG dan Regulator Analog Timer sebagai bahan bakar untuk
menghasilkan temperatur pirolisis sekitar 120 0C - 250 0 C.
Gambar.9. Tabung Gas LPG 3 Kg
2) Tungku pembakaran/kompor berfungsi sebagai tempat pembakaran
Gambar.10. Tungku Pembakaran/Kompor
26
3) Pirolisator adalah alat yang berfungsi untuk menghasilkan asap melalui pembakaran
bahan secara tak langsung.
Gambar.11. Piroliator
4) Klem Pengunci Tutup Pirolisator berfungsi untuk menyatukan antara tutup dan
tabung pirolisator. Tutup ini dibuat bisa dibuka/dipasang yang bertujuan untuk
memudahkan memasukan dan mengeluarkan bahan yang akan dipirolisis.
Gambar.12. Klem pengunci Tutup Pirolisator
5) Termometer (termokopel) untuk mengukur suhu di ruang pirolisis.
Gambar.13. Termometer
6) Pipa pengeluaran asap berfungsi untuk menyalurkan asap dari ruang pirolisis ke ruang
kondensator.
27
Gambar.14. Pipa Pengeluaran Asap
7) Tabung penampung tar sebagai tempat penampungan sementara tar hasil pirolisis pada
pipa pengeluaran asap.
Gambar.15. Tabung penampung tar
8) Tabung Penampung Asap/kondensator adalah ruang pendingin untuk merubah asap yang
berfasa uap jenuh menjadi berfasa cair.
Gambar.16. Tabung Penampung Asap
9) Pipa Pengeluaran Asap Cair berfungsi untuk tempat mengeluarkan asap cair dari hasil
kondensasi pada tabung kondensator.
Gambar.17. Pipa Pengeluaran Asap Cair
10) Wadah Penampung Asap Cair berfungsi sebagai wadah penampung asap cair.
Gambar.18. Wadah Penampung Asap Cair
28
11) Pipa PVC sebagai saluran air pendingin yang diambil dari bak penampung air.
Gambar.19. Pipa PVC
12) Mesin Pompa Air berfungsi untuk mensirkulasikan air dari bak penampung air pendingin
ke ruang kondensator.
Gambar.20. Mesin Pompa Air
13) Water tank/tangki air sebagai wadah penampung air yang akan dipompakan ke
kondensator.
Gambar.21. Water Tank/Tangki Air
Spesifikasi alat penghasil asap cair yang menunjukkan dimensi atau ukuran yang lebih jelas
dari alat, dapat dilihat pada tabel berikut:
29
Tabel.3. Spesifikasi Alat Penghasil Asap Cair
No Komponen Alat Penghasil Asap Cair Dimensi/Keterangan
1. Tabung Gas 3 kg
2. Kompor Gas Besar 24 sumbu
3. Tabung Pirolisis t = 80 cm, Ø = 50 cm
4. Pipa penyalur asap p = 175 cm, Ø = 5/8 inc
5. Penangkap Tar p = 7 cm, Ø = 5 cm
6. Drum kondensator T=30 cm, Ø = cm15
7. Pipa Coil kondensator Lilitan = 10, Ø pipa = ¾ inc, Ø lilitan = 80 cm8. Pipa pengeluaran asap cair p = 5 cm, Ø = ¾ inc
9. Thermometer suhu tinggi 300 0 C
Dari Tabel .3. Diketahui Sfpesifikasi Alat Penghasil Asap Cair
4.3 ANALISIS KERJA ALAT
Dalam menentukan kinerja alat maka harus menghitung kapasitas kerja alat
dan rendemen yang dihasilkan. Kapasitas kerja alat pirolisis ditentukan oleh
banyaknya bahan baku yang dibakar dalam pirolisis per satuan waktu. Sedangkan
rendemen yang dihasilkan dinyatakan dalam persen, yang merupakan pembagian
antara jumlah asap cair yang dihasilkan dengan jumlah bahan yang dibakar dalam tabung
pirolisis (rendemen merupakan perbandingan antara berat hasil dibagi dengan berat awal
dikalikan dengan 100 %). Data yang digunakan merupakan nilai rata-rata dari hasil yang
diperoleh, dengan tiga kali ulangan, data ini dapat dilihat pada dilihat pada tabel berikut:
Tabel.4. Rendemen dan Kapasitas AlatBahan Baku
(1)
Berat Bahan
Awal (kg)
(2)
Waktu
(jam)
(3)
Berat Bahan
Dikurangi Tar
(kg)
(4)
(4)
Rendemen
(%)
(5)
Kapasitas Alat
(kg/jam)
(6)
Tempurung
Kelapa
30 5.96 6.37 31.85 1.0838
Berdasarkan Tabel.4. diketahui bahwa kapasitas alat dengan bahan baku dari
tempurung kelapa yaitu 1.0838 kg/jam.
30
Kinerja alat pembuat asap cair dapat diukur dengan menggunakan rumus berikut :
KapasitasKerja Alat (kg/jam) =Asap Cair yan Dihasilkan.(kg)….…(1)
Waktu Pirolis (Jam)
Rendemen(%) =JmlAsapCairyangdihasilkan(kg)x100%........(2)
JmlTotalBahanPirolisis(kg )
Dalam pengoperasian alat pembuat asap cair ini, dilakukan perhitungan biaya pokok
pengoperasian alat dengan memperhitungan biaya tetap dan biaya tidak tetap
pengoperasian alat. Adapun biaya tetap dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut : BT = D + I ...........................(3)
D = (P – S) / N ...........................(4)
I = r(P - S) ...........................(5)
2
dengan :
BT = Biaya tetap (Rp/tahun)
D = Biaya penyusutan alat (Rp/tahun)
I = Tingkat pengembalian bunga modal (Rp/tahun)
P = Harga alat
S = Harga akhir alat, 10 % P (Rp)
r = Suku bunga modal di bank ( misalkan r =6,5%/tahun )
N = umur ekonomis alat (th)
31
Sedangkan biaya tidak tetap dari pengoperasian alat dapatdihitung dengan
persamaan berikut:
BTT = PP + Bo ............................ (6)
dengan :
BTT = Biaya tidak tetap (Rp/jam)
PP = Biaya perbaikan dan pemeliharaan alat (Rp/jam)
Bo = Upah operator tiap jam (Rp/jam)
PP = 2 % ( P – S ) / 100 jam .............................. (7)
Bo = Wop / Wt .............................. (8)
dengan :
Wop = Upah tenaga kerja tiap hari (Rp/hari)
Wt = Jam kerja tiap hari (jam/hari)
Dengan demikian biaya pokok pengoperasian alat penghasil asap cair (Rp/kg) dapat
dihitung dengan persamaan berikut :
BP = { (BT/n) + BTT } / Kp .............................. (9)
dengan :
BP = Biaya pokok produksi asap cair (Rp/kg)
BT = Biaya tetap (Rp/tahun)
BTT = Biaya tidak tetap (Rp/jam)
n = Jam kerja dalam satu tahun (jam/tahun)
Kp = Kapasitas kerja alat penghasil asap cair (kg/jam)
32
TITIK IMPAS (BREAK EVENT POINT/BEP)
Titik Impas(Break Even Point) merupakan titik terjadinya keseimbangan,
yaitu keseimbangan antara keuntungan kotor dan biaya produksi, yang berarti pada
titik tersebut tidak terjadi kerugian dan keuntungan. Titik impas (BEP) dapat dihitung
dengan rumus berikut :
BEP = BT / { HJ – ( HB / ή ) - (BTT / KP) } ………………….(10)
dengan :
BEP = Titik impas (kg/tahun)
BT = Biaya tetap (Rp/tahun)
BTT = Biaya tidak tetap (Rp/jam)
HJ = Harga jual tiap kg asap cair (Rp/kg)
HB = Harga bahan baku (Rp/kg)
ή = Rendemen proses produksi
KP = Kapasitas kerja alat / mesin (kg/jam)
33
Analisis Ekonomi Alat
Analisa ekonomi alat penghasil asap cair berupa perhitungan biaya pokok pengoperasian
alat dihitung dengan menggunakan persamaan (3) – (9), sehingga diperoleh hasil seperti
yang dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel.5. Analisis Ekonomi Alat Penghasil Asap Cair
Parameter Nilai
Asumsi
- Harga Alat (P), Rp/unit 5000000
- Harga Akhir alat (S), Rp/unit 500000
- Harga bahan bakar (gas), Rp/kg 18000
- Umur ekonomis (N), tahun 5
- Tingkat bunga modal (i), decimal 0,12
- Jumlah jam kerja, jam/hari 8
- Jumlah jam kerja (X), jam/tahun 2016
-Rendemen (%)
Tempurung 31.85
-Harga Jual Asap Cair (Rp/kg)
Tempurung 23000
-Harga beli bahan (Rp/kg)
Tempurung 200
-Harga beli bahan (Rp/kg)
Tempurung 200
Biaya Tidak Tetap dg bhn baku Tempurung
kelapa
- Biaya bahan bakar , Rp/jam 3718.16
- Biaya Operator (2 orang), Rp/jam 5000
- Biaya perbaikan dan pemeliharaan, Rp/jam 450
Total biaya tidak tetap dg bhn baku
Tempurung, Rp/jam
27368.16
Dari Tabel.5. dapat dikatakan bahwa biaya pokok untuk memproduksi asap cair
tempurung kelapa yaitu Rp 27368.16/kg.
34
BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Berdasarkanpembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Dari proses pembuatan alat portable tersebut yang sederhana serta proses
pembuatan asap cair yang lumayan lama ± 3 - 6 jam dengan bahan baku
tempurung kelapa ± 30 Kg maka akan menghasilkan asap cair grade 3 (tiga) yang
berwarna coklat pekat ± 3 Liter asap cair, kita bisa melihat kalau alat ini
menghasilkan asap cair yang merupakan suatu solusi yang baik sebagai pengganti
pengawet makanan dan minuman sintetik yang berbahaya bagi kesehatan manusia.
2. Dengan perhitungan dan minimalisnya alat ini maka hasilnya memang tidak seperti
alat-alat pada perusahaan penghasil asap cair yang sudah ada namun alat ini
sebagai permulaan bagi kita untuk berani menciptakan suatu terobosan yang lain
dan berguna bagi masyarakat umum.
5.2 SARAN
Sebagaimana mestinya alat ini atau sesempurnanya alat ini pasti ada
kekurangannya. Dengan alat penghasil asap cair ini diharapkan diaplikasikan sebagai
suatu solusi yang aman dan untuk meminimalisir penggunaan zat aditif yang
berbahaya bagi kesehatan tubuh manusia, contohnya formalin. Dan dengan alat ini
yang berbahan baku limbah perkebunan kelapa diharapkan menjadi sumber
penghasilan bagi petani dan instansi yang terkait.
DAFTAR PUSTAKA
Afrianti, Leni H,. 2009, Pengawetan Makanan Alami dan Sintetis, Alfabeta Bandung
Badan Penelitian dan Pengembangan Industri., 1983, Prototype Alat Pembuatan
Arang Aktif dan Asap Cair Tempurung, Departemen Perindustrian, Jakarta
Buletin CP., 2006, Formalin Bukan Formalitas, Buletin CP.hlm 1-3.
Dayat., 2006, Kerjasama Dekopin dengan Pusat Pengolahan Kelapa Terpadu dalam
Rangka Produksi Pengganti Pengawet Makanan. (On-line). http://www.
hmikomtpub.or.id. [28 Maret 2008].
Desrosier, Norman W,. 2009, Teknologi Pengawetan Pangan/UIP. UI Press,
Universitas Indonesia
IPB Kaji Asap Cair Tempurung Kelapa sebagai Disinfektan dan Pengganti Formalin.,
(On-line). http://www.ipb.ac.id. [21 Maret 2008].
Setiawan, I., 2008, Kontrol PID Untuk Proses Industri, PT Elex Media Komputindo.
Jakarta
Utomo, B.S.B., dkk., 2013, Asap Cair, Penebar Swadaya
Widodo, B., 2008, Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR ATmega16, PT Elex
Media Komputindo, Jakarta
LAMPIRAN I
Bahan Yang Di Butuhkan Untuk Membuat Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa
Fortebel, yaitu:
Tabung 1 (Pirolisator) : 1 buah
Tabung 2 (Kondensator) : 1 buah
Drum Plastik 30 Liter : 1 buah
Thermometer 300̊̊̊̊̊C : 1 buah
Pompa Air : 1 buah
Kompor Gas : 1 buah
Regulator/Analog Sistem : 1 buah
Elpiji 3 kg : 1 buah
Plat : 1 Lonjor
Pipa 4/4" : 2 Lonjor
Besi siku 5/5" : 2 Lonjor
pipa PVC θ 0.5 : 0.5 meter
Batu Gerinda Potong : 3 Buah
Las Listrik : 1Buah
Elektroda 2.0" : 1 Kg
Gergaji Besi : 1 buah
Bahan yang di gunakan untuk menghasilkan asap cair, yaitu:
Tempurung Kelapa : 30 Kg
Bahan Finishing , yaitu :
Cat : 0.5 Kg
Thiner Dasar : 0.5 Liter
LAMPIRAN II
Gambar.22. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel(Dari Atas)
Gambar.23. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel(Dari Samping)
LAMPIRAN III
Gambar.24. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel(Dari Atas)
Gambar.25. Alat Penghasil Asap Cair dari Tempurung Kelapa Fortebel(Dari Atas)
UNIVERSITAS WIJAYA PUTRAFAKULTAS TEKNIK
Kampus I : Jalan Raya Benowo 1-3, Surabaya 60197, Telp. 031 7413061, 7404404, Faks. 031 7404405Kampus II : Jl. Raya Menganti Kramat 133, Wiyung, Surabaya, Telp./Faks. 031 7671122/ 031 7673322
Kampus III : Jl. Barsari No.24, Gambiran, Prigen, Pasuruan, Telp : 0343 631848website : http://www.uwp.ac.id., email: [email protected]
LEMBAR KONSULTASI TUGAS AKHIRTAHUN AKADEMIK 2013/2014
N a m a : MARIANA WINDARIProgram Studi : TEKNIK MESINNPM : 13321012Alamat : JL. PAKIS GUNUNG GANG 2 RT.6 RW.4 NO.2 PAKIS-SAWAHAN-SBYTelp : 081335108931Judul Tugas Akhir : PERANCANGAN MESIN PORTABLE PEMBUAT ASAP CAIR UNTUK PENGAWET
MAKANAN KAPASITAS 0.5 LITER/JAM
PertemuanKe URAIAN / MATERI BIMBINGAN Bab/Halaman Hari/
Tanggal
Tanda TanganDosen
Pembimbing
1 Menentukan Subjek Masalah dan Judul Cover Awal Senin/30-12-2013
2 Halaman Persetujuan ii Kamis/02-01-2014
3 Lembar Pengesahan iii Kamis/02-01-2014
4 Abstrak iv Senin/06-01-2014
5 Kata pengantar vi Senin/06-01-2014
6 Pendahuluan/Latar Belakang I/1 Rabu/08-01-2014
7Perumusan Masalah, batasan Masalah, sistematikapenulisan
I/3 dan 4 Rabu/08-01-2014
8 Tinjauan Pustaka/Teori Pengawetan II/6 Senin/13-01-2014
9 Nama Narasumber II/7 Senin/13-01-2014
10 Tata letak gambar, penomoran, dan sumber gambar II/10 Kamis/16-01-2014
11 Metodologi penelitian/Flow Chart Penelitian III/14 Kamis/16-01-2014
12 Diagram Alur Perencanaan Zeid III/17 Kamis/16-01-2014
13 Analisa Data/Uji Kinerja Alat IV/22 Senin/20-01-2014
14 Daftar Pustaka - Senin/27-01-2014
15 Revisi akhir - Senin/27-01-2014
Surabaya, Februari 2014Mengetahui Dosen Pembimbing
Ketua Program Studi
siswadi. ST., MSi Slamet Riyadi. ST., MT
Keterangan:Setiap konsultasi kartu ini harap dibawa dan di tanda tangani oleh dosen pembimbing.
Related Documents
