Pengayakan

I.    PENDAHULUAN


1.1 Latar Belakang
Proses pengecilan ukuran merupakan proses pendahuluan yang sangat penting pada pengolahan hasil pertanian. Karena akan salah satunya berfungsi untuk mempermudah proses pengolahan hasil pertanian selanjutnya menjadi produk yang memiliki mutu lebih tinggi. Proses pengecilan ukuran salah satunya dengan cara ditumbuk atau dihancurkan dan selanjutnya untuk memperoleh partikel atau butiran dengan kriteria tertentu dapat kita lakukan dengan pengayakan. Pengayakan umumnya dilakukan pada bahan yang kering atau memiliki kadar air sedikit. Hal ini biasanya terjadi pada behan hasil pertanian berupa biji-bijian.
Pengayakan merupakan suatu teknik pemisahan bahan padat berdasarkan pada ukuran partikelnya. Operasi pengayakan ini sangat penting untuk penyiapan hasil yang diolah, mengawasi keefektifan dari sistem operasi yang lain serta untuk meningkatkan mutu dari produk olahannya.
         Proses pengayakan menggunakan alat yang biasa disebut ayakan yang umumnya memiliki ukuran tertentu untuk menghasilkan bubuk partikel dengan ukuran tertentu pula yang biasa disebut mesh. Untuk mengetahui cara atau proses pengayakan tersebut, maka dalam praktikum ini dilakukan percobaan pengayakan bubuk dari bahan hasil pertanian (jagung) dengan menggunakan ayakan Tyler. Dan diharapkan praktikan mengerti secara teori maupun praktek dan dapat mengaplikasikan kembali dilapang pada proses pengolahan produk hasil pertanian dan tentunya untuk mengahasilkan mutu yang diinginkan.

1.2 Tujuan
Mempelajari cara menentukan diameter partikel dengan menggunakan ayakan tyler, serta menyajikan data hasil ayakan dalam bentuk tabel dan grafik.

II.    TINJAUAN PUSTAKA

    Pengayakan dimaksudkan untuk menghasilkan campuran butir dengan ukuran tertentu, agar dapat diolah lebih lanjut atau agar diperoleh penmapilan atau bentuk komersial yang diinginkan. Pada proses pengayakan bahan dibagi menjadi bahan kasar yang tertinggal (aliran atas) dan bahan lebih halus yang lolos melalui ayakan(aliran bawah). Bahan yang tertinggal adalah partikel-partikel yang berukuran lebih besar daripada lubang ayakan , sedangkan bahan yang lolos berukuran lebih kecil daripada lubang-lubang itu (Bernasconi; 1995).
    Dalam penentuan kelembutan butir-butiran hasil penggilingan salah satunya dengan menggunakan ayakan tyler. Alat ini digunakan untuk mengukur kelembutan rentangan yang dimensi terkecilnya adalah kurang lebih antara 0,125 – 0,0029 in (Anonim; 2005). Menurut Earle (1969), Partikel zat padat secara individu dikarakteri-sasi dengan ukuran, bentuk dan densitasnya. Ukuran partikel menurut konversi dinyatakan dalam berbagai satuan, bergantung pada jangkauan ukuran yang terlibat . Partikel kasar diukur dalam inchi atau millimeter; partikel halus dengan ukuran ayakan partikel yang sangat halus dengan micrometer atau nanometer.
    Pada umumnya proses pengolahan bahan hasil pertanian yang dilakukan pada bahan yang berjenis butiran adalah mengayak. Mengayak berarti memisahkan suatu bahan dengan menuangkan melalui ayakan sehingga didapat butiran dengan daerah berbagai ukuran. Dengan pengayakan ini, akan didapatkan campuran butiran yang mempunyai ukuran tertentu yang sangat berguna dalam membantu proses pengolahan berikutnya atau supaya diperoleh suatu bentuk komersial yang diinginkan. Pada proses pengayakan, bahan dibagi menjadi bahan kasar yang tertinggal di bagian atas, dan bahan yang lebih halus yang lolos melalui ayakan (aliran bawah). Bahan yang tertinggal hanyalah partikel yang lebih besar daripada lubang ayakan. Sedangkan bahan yang lolos, berukuran lebih kecil dari lubang ayakan tersebut (Bernasconi; 1995).
    Kapasitas adalah sangat penting dalam pengayakan. Kapasitas dinyatakan dalam jumlah massa bahan yang padat lewat/masuk persatuan luas ayakan . Kapasitas dan keefektifan merupakan factor yang berlawanan. Untuk mencapai keefektifan yang maksimum, maka kapasitas yang besar dapat dicapai dengan mengubah keefektifan (Praptiningsih; 1999).
    Dalam melakukan analisis, seperangkat ayakan standart disusun secara berderet dalam suatu tumpukan, dimana ayakan dengan anyaman paling rapat ditempatkan paling bawah dan anyaman paling besar ditempatkan paling atas . Contoh yang dianalisis kemudian dimasukkan ke dalam ayakan paling atas dan pengayak diguncang secara mekanis selama beberapa waktu tertentu. Partikel yang tertahan pada setiap ayaklan dikumpulkan dan ditimbang dan massa pada setiap totokan ayakan itu dikonversikan menjadi fraksi massa atau persen massa dari keseluruhan (Mc Cabe; 1990).
III.    METODOLOGI PRAKTIKUM


3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
   - Ayakan tyler 18;20;25;30;35;45;50;70;100
   - Gelas ukur 50 ml
   - Timbangan

3.1.2 Bahan
   - Jagung halus
   - Aquadest

3.2 Tahapan Kerja
3.2.1 Fraksi Berat













3.2.2 Berat Jenis












IV.    HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN


4.1 Hasil Pengamatan

Mesh Ayakan Tyler    Berat jagung (gr)
+18    65.2
-18+20    21.4
-20+25    3.8
-25+30    26
-30+35    27
-35+45    34.5
-45+50    5.7
-50+70    47.7
-70+100    14.1
-100    4.6


      Pengukuran Densitas

Variabel yang diamati     Nilai
Berat jagung      6 (gr)
Volume air total     20 (ml)
Volume air luberan     6 (ml)
Volume air total-luberan     26 (ml)


4.2 Hasil Perhitungan
4.2.1. Diameter rata-rata partikel
Mesh    Diameter rata2 (m)    Berat jagung (kg)    Fraksi berat
+18      0.912 X10-3    0.0652    0.2608
-18+20    0.8725 X10-3    0.0214    0.0856
-20+25      0.753 X10-3    0.0038    0.0152
-25+30    0.6075 X10-3    0.026    0.104
-30+35    0.4795 X10-3    0.027    0.108
-35+45        0.37 X10-3    0.0345    0.138
-45+50      0.305 X10-3    0.0057    0.0228
-50+70       0.242 X10-3    0.477    0.1908
-70+100       0.172 X10-3    0.0141    0.0564
-100       0.147 X10-3    0.0046    0.0184
    Total    0.6793    1

4.2.2 True Aritmatic Average Diameter (Da)
C = 0.523 m
No.    X/CD²    X/CD³
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.    0.556 X 106
0.215 X 106
0.051 X 106
0.542 X 106
0.908 X106
1.943 X106
0.475 X 106
6.36 X106
3.76 X106
1.673 X 106    0.657 X 109
0.247 X 109
0.068 X 109
0.888 X 109
1.89 X 109
5.31 X 109
1.56 X 109
26.13 X 109
20.89 X 109
11.5 X 109
∑    16.526 X106    69.14 X 109
Da = 2.39 X 10-4 m

4.2.3 Mean Surface Diameter (Ds)
C = 0.523 m
No.    X1θ1/C1D1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.    1.717 X 103
0.589 X 103
0.122 X 103
1.028 X 103
1.356 X 103
2.243 X 103
0.453 X 103
4.75 X 103
1.99 X 103
0.75 X 103
∑    14.998 X 103
Ds = 2.628 X 10-4 m
A       = 9.988 m2
4.3 Grafik
   
Diameter rata2 (m) (x)    Fraksi berat (y)
0.000912    0.2608
0.0008725    0.0856
0.000753    0.0152
0.0006075    0.104
0.0004795    0.108
0.00037    0.138
0.000305    0.0228
0.000242    0.1908
0.000172    0.0564
0.000147    0.0184

V. PEMBAHASAN

Proses pengecilan ukuran merupakan proses pendahuluan yang sangat penting pada pengolahan hasil pertanian. Karena akan salah satunya berfungsi untuk mempermudah proses pengolahan hasil pertanian selanjutnya menjadi produk yang memiliki mutu lebih baik. Proses pengecilan ukuran salah satunya dengan cara ditumbuk atau dihancurkan dan selanjutnya untuk memperoleh partikel atau butiran dengan kriteria tertentu dapat kita lakukan dengan pengayakan. Pengayakan umumnya dilakukan pada bahan yang kering atau memiliki kadar air sedikit, biasanya pada behan hasil pertanian yang berupa biji-bijian.
Pengayakan merupakan suatu teknik pemisahan bahan padat berdasarkan pada ukuran partikelnya. Operasi pengayakan ini sangat penting untuk penyiapan hasil yang diolah, mengawasi keefektifan dari sistem operasi yang lain serta untuk meningkatkan mutu dari produk olahannya. Proses pengayakan menggunakan alat yang biasa disebut ayakan. Untuk mengetahui cara atau proses pengayakan tersebut, maka dalam praktikum ini dilakukan percobaan pengayakan bubuk dari bahan hasil pertanian (jagung) dengan menggunakan ayakan Tyler.
Mengayak berarti memisahkan suatu bahan dengan menuangkan melalui ayakan sehingga didapatkan butir-butiran dengan berbagai daerah ukuran (kelas-kelas butir). Sebelum dilakukan pengayakan, bahan terlebih dahulu di kecilkan dengan cara digiling atau diblender. Pengecilan ukuran ditujukan untuk mereduksi ukuran suatu padatan agar diperoleh luas permukaan yang lebih besar.
Pada pengecilan, padatan pecah menjadi butir dengan ukuran yang berbeda-beda. Pada analisa ini contoh bahan diayak melalui satu set ayakan yang mempunyai ukuran lubang yang berangsur mengecil. Dari presentase bahan yang menerobos tiap ayakan, dihitung terhadap jumlah total contoh bahan, diperoleh harga yang dapat ditampilkan pada grafis yang menggambarkan kurva distribusi butir.
Prinsip dari ayakan Tyler ini adalah semakin besar ukuran mesh ayakan maka bahan yang tertampung akan semakin kecil dengan ukuran diameter atau bentuk yang semakin kecil (lembut) serta jumlah yang juga semakin sedikit. Semakin kebawah maka ukuran yang digunakan semakin besar, mulai dari +18 sampai ukuran mesh –100. Ayakan tyler terdiri dari sejumlah ayakan yang mempunyai lubang dengan ukuran terkecilnya yaitu 200 mesh. Ayakan berikutnya lubang dengan ukuran 1,414 kali ukuran lubang sebelumnya. Ayakan ini disusun berdasarkan ukuran lubang pada tiap-tiap ayakan. Pada praktikum ini digunakan sembilan buah ayakan dengan ukuran lubang yang berbeda-beda. Penysusnannya berturut-turut dari yang paling bawah adalah 100 mesh, 70 mesh, 50 mesh, 45 mesh, 35 mesh, 30 mesh, 25 mesh, 20 mesh dan yang paling atas adalah ayakan berukuran 18 mesh. Semakain kecil angka mesh ayakan, semakin besar ukran lubang ayakan tersebut (Anonim, 2005).
Menurut Mc Cabe, W. L. (1990) bahwa dalam melakukan analisis, seperangkat ayakan standart disusun secara berderet dalam suatu tumpukan, dimana ayakan dengan anyaman paling rapat ditempatkan paling bawah dan anyaman paling besar ditempatkan paling atas. Sampel yang dianalisis dimasukkan ke dalam ayakan paling atas dan pengayak diguncang secara mekanis selama beberapa waktu tertentu. Partikel yang tertahan pada setiap ayakan dikumpulkan dan ditimbang. Massa pada setiap totokan itu dikonversikan menjadi fraksi massa atau persen massa  dari contoh keseluruhan.
    Tujuan dari penggunaan ayakan tyler ini adalah untuk menghasil-kan campuran butir dengan ukuran tertentu, agar dapat diolah lebih lanjut sesuai dengan besar atau diameter partikel yang diinginkan. Berdasarkan grafik diameter dan fraksi berat maka dapat diketahui  bahwa fraksi berat terbesar berada pada diameter 0.912.10-3 m dengan ukuran mesh +18 dengan berat 0.2608, sedangkan fraksi berat terkecil berada pada diameter 0,753.10-3 m dengan ukuran mesh –20+25 dengan berat 0.0152. Diameter rata-rata dari campuran solid adalah bentuk yang memerlukan ketelitian dan kecermatan dalam penggunaan. Yang dimaksud dengan diameter rata-rata adalah diameter yang bila dikalikan dengan jumlah partikel akan memberikan jumlah dari semua diameter dalam grup. Sedangkan Fraksi massa adalah perbandingan antara berat butiran yang tertahan dalam suatu mesh dengan berat butiran total (Anonim; 2005).
    Dari hasil perhitungan juga didapatkan besar akan luas permukaan partikel secara keseluruhan yaitu sebesar 9.988 m2 dan Da (true aritmatic) sebesar  2.39 X 10-4 m dan untuk Ds (mean surface) adalah 2.628 X 10-4m. Dan dari data yang diperoleh menunjukkan bahwa berat bahan setelah diayak dengan berat bahan sebelum diayak atau pertama kali dimasukkan dalam ayakan tidak sama. Hal ini biasanya disebabkan kelalaian praktikan pada waktu pengayakan, bahan ada yang terjatuh tanpa sepengatuhan praktikan. Juga pada saat penimbangan berat bahan yang tertahan pada masing-masing ayakan, kemungkinan terdapat bahan yang tertinggal dalam ayakan tersebut terutama pada ayakan dengan ukuran yang sangat halus sekali.

VI. KESIMPULAN DAN SARAN


6.1 Kesimpulan
 Dari praktikum yang telah dilakukan maka dapat diperoleh beberapa  kesimpulan sebagai berikut :
1.    Pengayakan adalah suatu teknik pemisahan bahan padat berdasarkan pada ukuran partikelnya, merupakan proses pendahuluan yang sangat penting pada pengolahan hasil pertanian yang salah satunya berfungsi untuk mempermudah proses pengolahan hasil pertanian selanjutnya menjadi produk yang memiliki mutu lebih baik.
2.     Pengayakan umumnya dilakukan pada bahan yang kering atau memiliki kadar air sedikit, biasanya pada behan hasil pertanian yang berupa biji-bijian.
3.    Prinsip dari ayakan Tyler ini adalah semakin besar ukuran mesh ayakan maka bahan yang tertampung akan semakin kecil dengan ukuran diameter atau bentuk yang semakin kecil (lembut) serta jumlah yang juga semakin sedikit,  tujuannya adalah untuk menghasilkan campuran butir dengan ukuran tertentu agar dapat diolah lebih lanjut sesuai dengan besar atau diameter partikel yang diinginkan.
4.    Berdasarkan grafik diameter dan fraksi berat maka dapat diketahui  bahwa:
-    Fraksi berat terbesar berada pada diameter 0.912.10-3 m
-    Fraksi berat terkecil berada pada diameter 0,753.10-3 m
5.    Nilai dari Da (true aritmatic) adalah  2.39 X 10-4 m lebih kecil dari Ds (mean surface) adalah 2.628 X 10-4m.
6.    Luas permukaan partikel (A) = 9.988 m2

6.2 Saran
    Banyaknya kesalahan terjadi pada saat pengayakan dan penimbangan, dan proses ini membutuhkan waktu yang lama dan kesabaran praktikan. Oleh karena itu, disarankan pada praktikan supaya cermat dan teliti dalam percobaan pengayakan dengan menggunakan ayakan tyler ini, karena pengurangan berat sedikit saja akan mempengaruhi berat akhir bahan.




DAFTAR PUSTAKA


Anonim, 2005. Petunjuk Praktikum Satuan Operasi. Jember : Jurusan THP FTP UNEJ

Bernasconi, G. 1995. Teknologi Kimia. Jakarta : Pradnya Pramita

Earle, R. L. 1996. Satuan Operasi dalam Pengolahan Pangan. Bogor : PT Sastra Hudaya 

Mc Cabe, W. L. 1990. Operasi Teknik Kimia. Jakarta : Erlangga

Praptiningsih, Yulia. Dkk. 1999. Petunjuk Praktikum Teknologi Pengolahan. Jember : Jurusan THP FTP UNEJ