II. TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. SUSU Susu merupakan makanan yang hampir sempurna dan alamiah terutama bagi mamalia menyusui yang baru lahir. Bagi mamalia, susu adalah satu-satunya sumber pemberi makanan segera setelah kelahiran yang dapat memberikan nutrisi juga sistem kekebalan. Susu didefinisikan sebagai hasil sekresi dari kelenjar susu mamalia yang baru melahirkan. Sebagai produk pangan komersial bagi manusia, sumber susu yang digunakan umumnya merupakan produk dari ternak sapi perah. Ternak lain yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber penghasil susu adalah domba dan kambing seperti yang biasa dilakukan di negara Italia dan Perancis. Namun yang paling efisien adalah sapi perah. Menurut Buckle (1985), sapi dapat menghasilkan susu hingga 5000 liter dalam setahun tiap ekornya, atau kira-kira sepuluh kali lipat berat badan sapi itu. Menurut Sudono (1999) sapi-sapi yang beranak pada umur yang lebih tua (3 tahun) akan menghasilkan susu yang lebih banyak daripada sapi-sapi yang beranak pada umur muda. Produksi susu akan meningkat dengan bertambahnya umur sapi hingga berumur 7-8 tahun. Setelah umur tersebut, produksi susu akan menurun sedikit demi sedikit sampai sapi berumur tahun. Susu memiliki komposisi yang sangat beragam bergantung pada beberapa faktor diantaranya pemberian pakan, musim, mastitis/penyakit, dan frekuensi pemerahan. Akan tetapi angka rata-rata komposisi susu untuk jenis sapi perah dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Komposisi bahan penyusun susu sapi (Buckle, 1985) Bahan Persentase Bahan Persentase Lemak Protein Laktosa 3.9% 3.4% 4.8% Abu Air 0.72% 87.1% *bersama dengan bahan-bahan lain dalam jumlah sedikit seperti berbagai enzim dan vitamin. Kriteria susu sapi segar berdasarkan SNI :2011 adalah susu yang memenuhi persyaratan mutu sebagai berikut: berat jenis (pada suhu 27.5 C) minimum g/ml, kadar lemak minimum 3.0 %, Kadar bahan kering tanpa lemak minimum 7.8 %, Kadar protein minimum 2.8 %, warna, bau, rasa, kekentalan tidak ada perubahan, derajat asam SH, ph , uji alkohol (70 %) v/v negatif, jumlah sel somatis maksimum 4x10 5 sel/ml. Residu antibiotika (Golongan penisilin, tetrasiklin, aminoglikosida, makrolida) negatif, uji pemalsuan negatif, titik beku s.d C, uji peroxidase positif, cemaran logam berat, maksimum timbal (Pb) 0.02 µg/ml, merkuri (Hg) 0.03 µg/ml, arsen (As) 0,1 µg/ml. 3

2 Menurut Buckle (1985) jenis bakteri yang sering terdapat pada susu sapi yang baru diperah adalah Micrococcus dan Corybacterium. Pencemaran lainnya timbul dari alat-alat pemerahan yang kurang bersih dan tempat penyimpanan yang kurang bersih dari debu, udara, lalat, dan penanganan oleh manusia. Sesudah terlepas dari sapi, kandungan mikroorganisme pada susu merupakan fungsi dari umur yang menentukan tingkat perkembangan flora alam, penanganan susu yang menentukan jenis-jenis organisme yang terbawa, dan suhu penyimpanan yang menentukan kecepatan perkembangbiakan semua jenis organisme. B. ANATOMI AMBING SAPI Organ penghasil susu pada sapi disebut ambing (udder). Ambing terdiri dari empat kelenjar yang berlainan atau dikenal sebagai perempatan (quarters). Pada tiap kelenjar terdiri dari banyak saluran cabang yang lebih kecil dan berakhir pada suatu pelebaran yang disebut alveoli, di mana susu dihasilkan. Di dalam alveoli terdapat sel-sel yang berfungsi untuk mensintesis susu. Sel-sel tersebut mendapat pasokan nutrisi secara terus-menerus dari pembuluh darah yang melewati kelenjar susu. Untuk menghasilkan 1 liter susu dibutuhkan setidaknya 500 liter darah yang melewati pembuluh darah pada ambing (Svennersten-Sjaunja, 2001). Masing-masing perempatan ambing dilengkapi dengan suatu saluran ke bagian luar yang disebut puting (teat). Pada puting terdapat sensor saraf yang sensitif terhadap tekanan dan hisapan. Pada ambing juga terdapat sistem limfa yang berfungsi untuk melawan infeksi. Gambar 2.1 Anatomi ambing (Svennersten-Sjaunja, 2001) Berdasarkan Beef Improvement Federation, ukuran rata-rata untuk kedua puting sapi pada perempatan bagian depan adalah 6.6 cm untuk panjang dan 2.9 cm untuk diameter. Sedangkan pada perempatan bagian belakang memiliki ukuran rata-rata yang lebih kecil yaitu 5.2 cm untuk panjang 4

3 dan 2.6 cm untuk diameter. Selain dari ukuran, kriteria puting sapi juga dibedakan dari bentuk ujung puting, kesimetrisan letak puting pada tiap perempatan, dan arah puting yang tepat menuju bawah atau tidak. Gambar 2.2 Contoh kriteria ukuran dan posisi puting sapi ( C. PEMERAHAN SUSU Pemerahan susu pada sapi perah bertujuan utama untuk memanfaatkan susu sapi sebagai sumber bahan pangan bagi manusia. Pemerahan susu dilakukan pada saat sapi perah dalam masa laktasi yakni 10 bulan antara saat beranak dan masa kering. Produksi susu per hari mulai menurun setelah laktasi dua bulan. Demikian pula kadar lemak susunya, akan menurun setelah 1-2 bulan masa laktasi. Dari 2-3 bulan masa laktasi, kadar lemak susu mulai konstan, kemudian naik sedikit (Sudono, 1999). Yang harus diperhatikan ketika hendak melakukan pemerahan adalah kebersihan baik tubuh sapi, kandang, maupun peralatan yang akan digunakan. kandang harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran sapi dan sisa-sisa pakan. Tubuh sapi perlu dibersihkan terutama bagian ambing dan lipatan pahanya. Ambing juga perlu dibilas dengan menggunakan air hangat selain untuk mengurangi pencemaran kuman juga dapat merangsang proses pemerahan agar susu mudah keluar. Selain kebersihan, faktor lain yang harus diperhatikan ketika hendak melakukan pemerahan adalah mengkondisikan sapi agar tenang. Agar sapi tenang, pemberian pakan konsentrat dilakukan sebelum pemerahan. Interaksi antara pemerah dengan sapi perah juga perlu diperhatikan. Sapi akan merasa lebih tenang jika diperah oleh pemerah yang biasa memerah sapi tersebut sejak dari masa laktasi pertama. 1. Pemerahan Manual Ilustrasi pemerahan susu secara manual menggunakan tangan dapat dilihat pada Gambar 2.3. Pada pemerahan manual menggunakan tangan, pertama-tama setelah memastikan kebersihan tangan pemerah dan ambing sapi, kemudian telunjuk dan ibu jari melingkari pangkal puting sambil menekan. Hal tersebut dilakukan agar susu yang sudah ada pada puting tidak kembali lagi ke ambing. Untuk mengeluarkan susu dari puting, jari-jari lain berurutan menekan puting dari atas ke bawah. Puting 5

4 hanya ditekan tanpa ditarik ke bawah agar tidak cidera. Setelah itu semua jari dilepaskan agar susu dari ambing dapat mengisi puting lagi. Masing-masing tangan memerah pada puting yang berbeda secara bergantian dan berpindah pada puting lainnya. Proses tersebut dilakukan selama susu masih keluar dengan lancar dan banyak. Gambar 2.3 Cara pemerahan manual (Sudono, 1999) Jika susu yang keluar sudah tidak lancar atau hampir habis, ambing ditekan menggunakan siku agar sisa-sisa susu yang masih terdapat di ambing dapat turun. Kemudian puting ditekan-tekan dari atas ke bawah hanya menggunakan telunjuk dan ibu jari tanpa menarik puting. susu harus dipastikan telah habis ketika menyelesaikan pemerahan karena sisa-sisa susu yang masih ada akan menyebabkan mastitis. 2. Pemerahan Otomatis Alat pemerah susu dikembangkan untuk mengurangi beban kerja pada pemerahan manual menggunakan tangan. Menurut Svennersten-Sjaunja (2001), percobaan untuk melakukan pemerahan menggunakan alat pada puting sapi telah dilakukan sejak dulu oleh bangsa mesir kuno. Tapi bagaimanapun juga alat pemerah susu baru mulai berkembang pada abad ke 19. Pada awal perkembangannya alat dibuat dengan menggunakan semacam pipa pembuluh yang dimasukkan ke dalam puting sapi seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.4, namun karena berbahaya kemudian metode ini tidak digunakan. Alat pemerah kemudian dikembangkan dengan cara meniru gerakan tangan pada saat pemerahan manual seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.5. Alat tersebut menggunakan prinsip pemberian tekanan pada puting sapi. Kemudian penggunaan prinsip vakum pada alat pemerah susu mulai diperkenalkan sekitar pertengahan abad ke 19. Prinsip tersebut mencoba meniru proses anak sapi ketika menyusu pada induknya. Pada mulanya metode ini hanya menggunakan tabung dengan satu ruang vakum yang dipasangkan pada puting sapi. Kemudian berkembang menjadi tabung dengan 2 ruang yang salah satunya berfungsi untuk membuat interval denyut pada puting sapi. Penggunaan prinsip vakum inilah yang kemudian berkembang menjadi alat pemerah susu modern. 6

5 Gambar 2.4 Pipa pembuluh yang dimasukkan pada puting sapi (Erf, 1906) Gambar 2.5 Pressure devices pada puting sapi (Erf, 1906) Gambar 2.6 Penggunaan metode vakum 2 ruang (Svennersten-Sjaunja, 2001) 7

6 Pada alat pemerah susu modern, interval denyut dihasilkan oleh sebuah alat elektrik yang disebut pulsator. Pulsator ini berfungsi untuk menghubung dan memutuskan vakum bergantian dengan atmosfer sehingga tercipta denyut pada alat yang terpasang pada puting sapi yang disebut teat cup. Komponen penting lainnya adalah claw. Claw berfungsi untuk menghubungkan keempat saluran susu dari dalam teat cup melalui short milk tube yang kemudian dari claw aliran dilanjutkan menuju tangki susu melalui satu saluran (long milk tube), dan juga menghubungkan keempat ruang denyut pada teat cup melalui short pulse tube yang kemudian dari claw aliran dilanjutkan menuju pulsator melalui satu saluran (long pulse tube). Gambar 2.7 Claw yang terhubung dengan teat cup (Svennersten-Sjaunja, 2001) Di Indonesia sendiri, beberapa penelitian oleh mahasiswa tentang rancang bangun alat pemerah susu telah dilakukan. Misalnya alat pemerah susu semi otomatis tipe engkol yang dirancang oleh Budi Setiawan (2007) di bawah bimbingan Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr. Alat pemerah susu tersebut dibuat dengan tidak sepenuhnya otomatis karena masih membutuhkan tenaga manusia untuk mengengkol. Tenaga manusia digunakan untuk mengengkol alat pengatur denyut vakum yang berfungsi sebagai mekanisme buka-tutup untuk menyambungkan aliran udara terhadap bagian pemerah (shells) dan karet pemerah (liner). Sementara vakum yang dihasilkan menggunakan pompa vakum bertenaga listrik. Komponen lainnya yang penting pada alat pemerah susu tersebut adalah vacuum chamber head. Vacuum chamber head dipasang diatas tangki susu (milkcan) yang fungsinya adalah untuk mengkondisikan ruang vakum pada milkcan. Alat pemerah susu tersebut tidak menggunakan claw, karena fungsi claw sudah dapat digantikan dengan menggunakan vacuum chamber head. 8

7 Gambar 2.8 Alat pemerah susu semi otomatis tipe engkol (Setiawan, 2007) D. VAKUM Vakum berasal dari kata vacuus yang berarti kosong. Vakum adalah kondisi suatu ruang dengan tanpa molekul di dalamnya. Namun sangat tidak mungkin sebuah sistem untuk mencapai kondisi vakum sempurna. Bagaimanapun canggihnya sistem vakum pasti masih terdapat sejumlah kecil molekul gas di dalamnya. Untuk kegunaan praktis, American Vacuum Society mendefinisikan vakum sebagai sebuah ruang berisi molekul gas yang lebih kecil nilai tekanannya dari atmosfer (Hoffman, 1997). Pengukuran tekanan gas pertama kali dilakukan dengan menggunakan barometer air raksa oleh Evangelista Torriceli pada tahun Tekanan gas diukur dengan satuan torr, di mana satu torr adalah nilai tekanan gas yang dapat menaikan air raksa 1 mm dalam suatu kolom pada suhu 0 C. Standar tekanan atmosfer adalah 760 torr atau 760 mmhg. Kini penggunaan satuan torr mulai digantikan dengan satuan mmhg. Sementara dalam sistem metrik tekanan diukur dalam satuan pascal, di mana 1 pascal adalah sekitar x 10-3 mmhg. Pengukuran nilai tekanan vakum juga dapat menggunakan vacuum gauge yaitu alat yang memiliki skala ditunjukan oleh jarum. Jarum pada skala digerakkan oleh mekanisme pegas di dalam alat yang mendapat gaya dari tekanan vakum di dalam sistem. Angka yang ditunjukan menunjukan nilai di bawah tekanan atmosfer. Penyebutan nilai tekanan vakum menggunakan vacuum gauge adalah berupa selisih antara tekanan atmosfer dengan tekanan di dalam sistem. Jadi angka 0 pada vacuum gauge menunjukan bahwa tekanan di dalam sistem adalah sama dengan tekanan atmosfer. Penggunaan pompa vakum untuk mengeluarkan molekul gas dari sebuah ruang sehingga tekanannya lebih rendah dari atmosfer diperkenalkan pertama kali pada tahun 1650 oleh Otto von 9

8 Guericke. Pompa vakum kemudian dikembangkan dalam berbagai tipe diantaranya rotary vane pump, diaphragm pump, dan liquid ring pump. Berdasarkan prinsip kerjanya pompa vakum terbagi dalam tiga macam yaitu positive displacement pump, momentum transfer pump, dan entrapment pump. Pada pompa dengan prinsip positive displacement, terdapat sebuah mekanisme ruang dengan volume yang dapat membesar dan kembali ke semula secara berulang. Volume ruang pada pompa ketika membesar dapat menciptakan perbedaan tekanan sehingga molekul udara dari sistem dapat berpindah kemudian terperangkap dan selanjutnya dikeluarkan ke atmosfer. Sementara pada pompa yang menggunakan prinsip momentum transfer memiliki bilah-bilah yang berputar dengan kecepatan tinggi sehingga molekul udara dipaksa untuk keluar dari sistem. Kemudian pada entrapment pump, prinsipnya adalah dengan menggunakan sebuah permukaan untuk menyerap molekul udara dari sistem. E. STAINLESS STEEL Stainless steel merupakan campuran besi dan krom dengan atau tanpa elemen lainnya, setidaknya paling sedikit memiliki 11% krom (Kelly, 2006). Elemen lain yang biasanya ditambahkan adalah nikel, karbon, molibdenum, mangan, dan silika. Unsur 11% krom yang ditambahkan merupakan jumlah minimal yang sangat penting untuk membentuk lapisan oksida yang stabil. Selain stabil, lapisan oksida krom yang terbentuk memiliki sifat tipis dan tahan lama. Stainless steel banyak digunakan untuk keperluan alat pengolahan bahan pangan karena sifatnya yang tahan terhadap korosi dan mudah dibersihkan. Tingkat ketahanan korosi pada berbagai jenis stainless steel berbeda-beda bergantung pada persentase campurannya. Jenis stainless steel yang banyak tersedia dalam industri logam antara lain adalah 304L dan 316L. Jenis 304L memiliki campuran 70% Fe, 18.3% Cr, 9% Ni, 9.5% Si, 1.7% Mn, dan 0.02% C, sementara jenis 316L memiliki campuran 69% Fe, 16.4% Cr, 10.2% Ni, 2.1% Mo, 0.5% Si, 1.6% Mn, dan 0.02% C. Tambahan elemen molibdenum pada jenis 316L selain membuat lebih tahan terhadap karat juga dapat lebih tahan terhadap asam. F. ERGONOMI DAN ANTROPOMETRI Manusia hidup tidak lepas dari melakukan aktivitas, terutama ketika bekerja. Kemampuan tubuh manusia yang terbatas harus diperhitungkan dalam aktivitas tersebut. Penyesuaian penggunaan alat dan kondisi lingkungan akan sangat membantu untuk menciptakan kondisi kerja yang efektif, aman, dan nyaman. Disiplin ilmu yang mempelajari aturan tentang bagaimana seharusnya melakukan kerja dengan melakukan pendekatan keterbatasan kemampuan tubuh manusia serta rekayasa lingkungan kerja disebut ergonomi. Istilah ergonomi berasal dari Bahasa Latin, yaitu ergon 10

9 yang berarti kerja dan nomos yang berarti ilmu atau hukum alam. Istilah lain untuk disiplin ilmu ini adalah Human Engineering dan Labour Science. Definisi lain tentang ergonomi adalah seperti yang dikemukakan oleh Iftikar Z. Sutalaksana (dikutip oleh Santoso, 2004), yaitu suatu cabang ilmu yang sistematis untuk memanfaatkan informasiinformasi mengenai sifat, kemampuan, dan keterbatasan manusia untuk merancang suatu sistem sehingga orang dapat hidup dan bekerja pada sistem itu dengan baik, mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerjaan itu, dengan efektif, nyaman, dan aman. Dari definisi di atas terlihat bahwa pada dasarnya pendekatan ergonomi terdiri atas dua sub-sistem, yaitu sub sistem lingkungan kerja serta sub sistem manusia. Sub-sistem lingkungan kerja meliputi aspek-aspek yang terkait dengan desain alat/mesin, desain operasi/proses serta desain lingkungan kerja. Sedangkan sub-sistem manusia meliputi aspek-aspek yang terkait dengan kemampuan dan keterbatasan manusia. Salah satu bidang yang dipelajari dalam ergonomi adalah antropometri. Istilah Antropometri berasal dari anthropos yang berarti manusia dan metron yang berarti ukuran. Secara definitif, antropometri dapat dinyatakan sebagai suatu studi yang berkaitan dengan pengukuran dimensi tubuh manusia (Wignjosoebroto, 2000). Pada dasarnya manusia mempunyai perbedaan fisik yang nyata terlihat, antara lain berupa perbedaan bentuk, ukuran (tinggi dan lebar), dan berat. Pendekatan antropometri digunakan sebagai pertimbangan untuk desain perancangan suatu produk maupun fasilitas kerja lainnya yang memerlukan interaksi dengan manusia. Kegunaan data antropometri menurut Wignjosoebroto (2000) dapat dijadikan acuan untuk perancangan area kerja, peralatan kerja, dan lingkungan kerja secara fisik. G. PERANCANGAN Perancangan menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia diartikan sebagai perencanaan membuat sesuatu atau mengatur segala sesuatu sebelum mengerjakan serta melakukannya. Dengan kata lain, perancangan dapat diartikan sebagai perencanaan yang diikuti dengan langkah realisasi atau perwujudan dari rencana yang telah dibuat sebelumnya. Dari definisi di atas, perancangan dapat berwujud fisik yaitu berupa rancangan produk ataupun berwujud abstrak seperti berupa sistem informasi dan manajemen. Perancangan dapat digunakan untuk memecahkan permasalahan. Menurut Ullman (1992), ketika dihadapkan oleh suatu kebutuhan, manusia kemudian akan mencari dan menggunakan informasi apapun agar dapat mudah memahami permasalahan dan kemudian menciptakan berbagai solusi yang potensial. Dari beberapa solusi yang ada kemudian dilakukan evaluasi untuk menentukan yang terbaik. Agar semua informasi yang terkumpul dan solusi yang dihasilkan dapat mudah disampaikan untuk orang lain, maka perlu dilakukan dokumentasi terhadap setiap tahapan yang dilakukan. 11