RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PENGUPAS KULIT ARI KACANG TANAH (Arachis hypogaea L) TIPE ENGKOL. Oleh : ADITHYA RAKHMAT PRAYOGA F

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PENGUPAS KULIT ARI KACANG TANAH (Arachis hypogaea L) TIPE ENGKOL Oleh : ADITHYA RAKHMAT PRAYOGA F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

2 RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PENGUPAS KULIT ARI KACANG TANAH (Arachis hypogaea L) TIPE ENGKOL SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknologi Pertanian Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor ADITHYA RAKHMAT PRAYOGA F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

3 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR RANCANG BANGUN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PENGUPAS KULIT ARI KACANG TANAH (Arachis hypogaea L) TIPE ENGKOL SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknologi Pertanian Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : ADITHYA RAKHMAT PRAYOGA F Dilahirkan pada tanggal 3 Februari 1987 di Majalengka Tanggal lulus: Bogor, September 2009 Menyetujui, Ir. Agus Sutejo, M.Si Dosen Pembimbing Akademik Mengetahui, Dr. Ir. Desrial, M.Eng Ketua Departemen Teknik Pertanian

4 Adithya R. Prayoga. F Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Arachis hypogaea L) Tipe Engkol. Dibawah bimbingan; Ir. Agus Sutejo, M. Si. ABSTRAK Pada umumnya penanganan pasca panen kacang tanah ditingkat petani Indonesia masih dilakukan secara tradisional seperti panen, perontokan polong atau pengupasan kulit arinya sehingga menghabiskan banyak waktu, efektivitas dan efisiensi kurang serta kapasitas yang dihasilkanpun rendah. Khususnya untuk pengupasan kulit ari, dibutuhkan banyak waktu dan tenaga kerja agar diperoleh kacang tanah yang telah bersih dari kulit arinya dengan kapasitas yang besar. Selama ini pengupasan secara manual menghasilkan kapasitas 4,2 kg/jam/orang, menimbulkan kejenuhan dan kelelahan kerja dan menyebabkan butir belah sekitar 35 %. Berdasarkan kenyataan tersebut, perlu dilakukan proses penanganan pasca panen yang lebih modern agar berjalan efektif dan efisien dengan menggunakan alsintan. Salah satu upaya untuk mengatasi hal itu, dirancang alat pengupas agar dapat meningkatkan produktivitas dan efisiensi pengupasan. Rancangan alat pengupas ini harus disesuaikan dengan karakteristik kacang tanah yang relatif keras, mudah belah, dan rapuh. Hal itu bertujuan agar tidak merusak bahan pangan tersebut terutama dari segi fisik. Diharapkan dengan menggunakan alat ini dapat meningkatkan kapasitas kerja juga dapat menghasilkan produk kacang tanah yang bermutu baik. Secara umum alat pengupas kulit ari kacang tanah ini terdiri dari bagian utama yaitu rangka alat dan silinder pengupas serta bagian penunjang yaitu hopper, dudukan hopper, poros silinder pengupas, sistem transmisi tenaga, kipas dan saluran pengeluaran. Rangka berfungsi sebagai penopang dan pendukung komponen-komponen lain. Hopper digunakan sebagai lubang pemasukan kacang tanah, menampung sementara kacang tanah yang akan dikupas, mengeluarkan sedikit demi sedikit kacang tanah untuk dikupas dan mengatur jumlah kacang tanah yang masuk ke silinder pengupas. Dudukan hopper berfungsi sebagai tempat melekatnya hopper sehingga bisa dibuka ataupun dipasang. Selain itu, bagian ini berfungsi juga sebagai tempat melekatnya poros pada silinder pengupas. Silinder pengupas berfungsi untuk mengupas kacang tanah sehingga terlepas dari kulit arinya. Poros silinder pengupas berfungsi untuk memutar silinder pengupas. Poros ini digerakkan oleh tenaga manusia melalui engkol. Sistem transmisi menggunakan engkol yang disalurkan pada poros silinder dan karet untuk menyalurkan tenaga putar dari poros satu ke poros yang lain. Kipas berfungsi untuk menghembuskan angin ke arah kacang tanah yang telah dikupas sehingga kulit arinya akan terpisah. Saluran pengeluaran berfungsi untuk mengeluarkan kacang tanah yang telah dikupas. Saluran pengeluaran ini terletak dibawah silinder pengupas. Pengupas berbentuk silinder yang dilapisi oleh karet dengan ketebalan 8 mm. Karet yang dipilih berupa karet spon karena teksturnya yang sedikit kasar cocok sekali untuk memberikan gaya gesek maksimum terhadap kacang tanah

5 sehingga pengupasan lebih mudah. Selain itu, karet spon cukup elastis sehingga diharapkan tidak menghancurkan atau memecahkan kacang tanah yang akan dikupas Prinsip kerja silinder pengupas adalah tekanan dan gesekan. Pengupasan dilakukan oleh dua buah silinder pengupas karet yang bergerak berlawanan arah dengan kecepatan putar berbeda. Gesekan terjadi antara dua bidang, dimana bahan yang akan digiling berada diantaranya. Sebelum melakukan pengujian alat, kacang tanah mengalami proses penyangraian (menggoreng tanpa minyak) terlebih dahulu untuk menurunkan kadar airnya sehingga memudahkan proses pengupasan. Penyangraian dilakukan selama 5 menit, 10 menit dan 15 menit. Pada pengujian alat terhadap kacang tanah yang telah mengalami proses penyangraian selama 5 menit diperoleh nilai efektivitas sebesar 27.60% dan efisiensi 72.48%. Sedangkan kacang tanah yang telah mengalami proses penyangraian selama 10 menit diperoleh nilai efektivitas sebesar 64.8% dan efisiensi 53.73%. Dan terakhir pengujian alat terhadap kacang tanah yang telah mengalami proses penyangraian selama 15 menit diperoleh nilai efektivitas sebesar 70% dan efisiensi 56.84%.

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Majalengka, Jawa Barat, pada tanggal 3 Februari 1987 dari pasangan Oma Rukmanta dan Euis Kuswati. Penulis merupakan anak ke-lima dari enam bersuadara. Penulis telah menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 4 Majalengka, pada tahun1999. Kemudian pada tahun 2002, penulis berhasil lulus dari SLTPN 1 Majalengka. Setelah itu, penulis melanjutkan sekolah ke SMUN 1 Majalengka dan berhasil menyelesaikan pendidikan pada tahun Pada tahun yang sama, penulis berhasil masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Tingkat pertama di IPB, penulis dan teman-teman satu angkatan belum memiliki departeman atau jurusan karena masih masuk dalam kelas TPB. Kemudian di tahun kedua penulis berhasil diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Di departemen ini, penulis mengambil bagian Lab. Ergonomi dan Elektronika (Ergotron). Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti kegiatan pada beberapa lembaga kemahasiswaan kampus, antara lain Himpunan Mahasiswa Majalengka (HIMMAKA) Bogor sebagai kepala divisi Ekstern (Hubungn Luar) periode , Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) IPB sebagai staf PSDM masa bakti dan BEM KM IPB pada divisi Sosial Lingkungan (Sosling) tahun Selain itu, penulis juga pernah dipercaya menjadi Asisten Dosen pada praktikum Gambar Teknik di Departemen Teknik Pertanian tahun Penulis melaksanakan Praktek Lapangan (PL) pada tahun 2008 di CV. Cihanjuang Inti Teknik, Cimahi - Jawa Barat dengan judul Mempelajari Aspek Ergonomika pada Proses Pengolahan Bajigur di CV Cihanjuang Inti Teknik, Jawa Barat. Dan untuk menyelesaikan studinya di IPB, penulis melakukan penelitian dengan judul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Arachis hypogaea L) Tipe Engkol bertempat di bengkel Daud Teknik Maju dan Laboratorium Ergonomika dan Elektronika, Departemen Teknik Pertanian, FATETA-IPB dibawah bimbingan Ir. Agus Sutejo, M. Si.

7 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkat rahmat dan karunia-nya penulis bisa menyelesaikan skripsi ini dengan judul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Arachis hypogaea L) Tipe Engkol. Tak lupa shalawat dan salam semoga tercurahkan kepada Nabi kita, Rasulullah Muhammad saw kepada sahabat, keluarga dan seluruh umatnya. Penulis berkeyakinan bahwa skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa adanya bantuan, bimbingan, dorongan, dan petunjuk dari berbagai pihak yang dari awal selalu mendukung penulis. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Desrial, M.Eng sebagai Ketua Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 2. Ir. Agus Sutejo, M.Si selaku Pembimbing Akademik yang telah membimbing dan memberikan arahan. 3. Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSAE selaku Penguji yang telah memberikan bimbingan dan saran. 4. Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr selaku Penguji yang telah memberikan bimbingan dan saran. 5. Ayah, Ibu, Kakak-kakak dan Adik yang telah memberikan semangat dan doanya selama ini. 6. Risa Bela yang telah memberikan kasih sayang dan perhatian yang begitu dalam serta selalu menyemangati selama ini. 7. Teman-teman seperjuangan khususnya Dian, Aris, R.Ibrahim, Ery, Dita, Nisa, Ikhsan, Andrie dan Syarif yang telah banyak mendukung dan menyemangati. 8. Teman-teman kostan khususnya Bayu, Amri, Iqbal, Reggy dan Amri S. 9. Seluruh teman-teman TEP 42, akan kuingat perjuangan kita selama di IPB. 10. Semua pihak yang telah membantu dalam kelancaran penyelesaian skripsi ini. i

8 Penulis menyadari dalam skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan dan kesalahan karena penulis sebagai manusia banyak keterbatasan dan kekhilafan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca sebagai masukan yang sangat berharga untuk perbaikan di masa yang akan datang. Namun terlepas daripada itu, penulis tetap berharap semoga skripsi ini dapat berguna dan memberikan manfaat. Bogor, September 2009 Penulis ii

9 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar belakang... 1 B. Tujuan... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. Botani Kacang Tanah Kandungan Biji Kacang Tanah Jenis dan Varietas Kacang Tanah Pemanenan Pengolahan Pasca Panen Manfaat dan Kegunaan Kacang Tanah... 7 B. Alat penggiling Biji-Bijian Tipe Roll Tipe Gilingan Palu Tipe Piringan Tipe Banting C. Mekanisme Pengupasan Kulit Ari Kacang Tanah Pemilihan Mekanisme Pengupas Prinsip Dasar Pengupasan D. Gaya E. Gesekan F. Koefisien Gaya Gesek G. Efektivitas Pengupasan H. Efiseinsi Pengupasan (Presentase Pecah dan Utuh) iii

10 I. Kapasitas Pengupasan III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian B. Bahan dan Alat Bahan Alat C. Prosedur Penelitian Penelitian Pendahuluan Perancangan Pembuatan Pengujian Alat IV. PENDEKATAN DESAIN A. Kriteria Desain B. Desain Fungsional Rangka Alat Hopper Pemasukkan Dudukan Hopper Silinder Pengupas Poros Penggerak Engkol Sistem Transmisi Tenaga Kipas Hopper Pengeluaran C. Desain Struktural Rangka Alat Hopper Dudukan Hopper Silinder Pengupas Poros Penggerak Engkol Sistem Transmisi Tenaga Kipas iv

11 9. Pengeluaran D. Analisis Teknik IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Penanganan Awal Kacang Tanah B. Rancangan Alat Pengupas Kulit Ari kacang Tanah C. Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari kacang Tanah VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v

12 DAFTAR TABEL Tabel 1. Deskripsi Varietas Unggul Kacang Tanah... 5 Tabel 2. Nilai Gizi Kacang Tanah untuk Setiap 100 Gram Bahan... 8 Tabel 3. Kadar Air Kacang Tanah Setelah Penyangraian Tabel 4. Hasil Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari (5 menit) Tabel 5. Hasil Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari (10 menit) Tabel 6. Hasil Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari (15 menit) Tabel 7. Pengukuran Sampel Kacang Tanah vi

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Biji Kacang Tanah Berpolong... 3 Gambar 2. Bagan Proses Pengolahan Kacang Tanah Pasca Panen... 7 Gambar 3. Alat Pemecah Tipe Roll... 9 Gambar 4. Alat Pemecah Tipe Gilingan Palu... 9 Gambar 5. Alat Pemecah Tipe Piringan Gambar 6. Alat Pemecah Tipe Banting Gambar 7. Sketsa Mekanisme Alat Pengupas Gambar 8. Roll Pengupas dan Bagian-Bagiannya Gambar 9. Silinder Pengupas Gambar 10. Diagram Benda yang Mengalami Gaya Gesek Gambar 11. Sketsa Balok pada Bidang Miring Gambar 12. Urutan Proses Pengujian Alat Gambar 13. Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah Gambar 14. Rangka Alat Gambar 15. Hopper Pemasukkan Gambar 16. Dudukan Hopper Gambar 17. Silinder Pengupas Gambar 18. Poros Penggerak Gambar 19. Engkol Gambar 20. Sistem Transmisi Tenaga Gambar 21. Kipas Gambar 22. Hopper Pengeluaran Gambar 23. Diagram Gaya yang Bekerja pada Kacang Tanah Gambar 24. Gaya yang Bekerja antara Kacang Tanah dengan Silinder Gambar 25. Penyangraian Kacang Tanah Gambar 26. Wajan dan Kompor yang Digunakan pada Penyangraian Gambar 27. Anemometer Gambar 28. Kacang Tanah Hasil Pengujian Gambar 29. Perbandingan Kacang Tanah yang Terkupas dan Tidak Gambar 30. Grafik Persentase Kacang Tanah Hasil Pengupasan vii

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Hasil Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Lama Penyangraian 5 menit) Lampiran 2. Hasil Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Lama Penyangraian 10 menit) Lampiran 3. Hasil Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Lama Penyangraian 15 menit) Lampiran 4. Pengukuran Sampel Kacang Tanah Lampiran 5. Grafik Perbandingan Kadar Air Kacang Tanah Lampiran 6. Letak Komponen Penyusun Alat Pengupas Lampiran 7. (Lanjutan) Letak Komponen Penyusun Alat Pengupas Lampiran 8. (Lanjutan) Letak Komponen Penyusun Alat Pengupas Lampiran 9. Rangka Lampiran 10. Hopper Lampiran 11. Dudukan Hopper Lampiran 12. Silinder Pengupas Lampiran 13. Poros Lampiran 14. Transmisi Engkol Lampiran 15. Saluran Pengeluaran viii

15 I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Di Indonesia banyak terdapat hasil bumi yang melimpah terutama hasil pertanian yang tidak tergantung dengan musim dan salah satu contohnya adalah kacang tanah. Selain tersedia melimpah di alam, kacang tanah juga merupakan bahan pangan yang cukup digemari dan banyak dikonsumsi oleh masyarakat. Kacang tanah diolah untuk menghasilkan berbagai makanan yang beraneka ragam seperti permen, bumbu, selai, makanan ringan dan sebagainya. Hal itu menyebabkan permintaan akan kebutuhan kacang tanah dari waktu ke waktu semakin meningkat. Kacang tanah atau bahasa latinnya Arachis hypoghea merupakan salah satu tanaman palawija yang sudah lama dikenal petani kita sebagai tanaman produksi. Kacang tanah mengandung sumber protein nabati yang cukup penting dalam menu makanan penduduk. Selain itu juga, kacang tanah adalah komoditas kacang-kacangan terbesar kedua di Indonesia setelah kacang kedelai. Bahan pangan ini terutama digunakan untuk tujuan konsumsi selain juga dapat dimanfaatkan untuk pakan ternak dan bahan baku industri. Bidang industri membutuhkan kacang tanah sebagai bahan baku untuk pembuatan keju, mentega, minyak, selai, permen atau makanan ringan. Pada umumnya pihak industri membeli bahan baku kacang tanah dalam bentuk polong dan biji untuk selanjutnya diolah menjadi berbagai produk. Pihak industri mempersyaratkan kepada petani kacang tanah agar menjadi pemasok yang mampu memberi jaminan pasokan secara teratur dan kontinyu dengan mutu yang sesuai standar. Untuk memenuhi persyaratan tersebut petani harus mengubah cara-cara pengolahan pasca panen dari tradisional atau manual ke cara mekanis dan modern agar produktivitasnya dapat ditingkatkan dan mutu yang dihasilkan dapat terjamin (Ari Rahayuningtyas dan Nok Afifah, 2008). Namun kenyataannya di lapangan menggambarkan bahwa sebagian dari kebutuhan kacang tanah dalam negeri masih diimpor dari luar negeri. Hal itu disebabkan oleh keterbatasan petani Indonesia dalam memanfaatkan teknologi 1

16 tepat guna untuk meningkatkan kapasitas dan mutu kacang tanah. Kendala utama yang dapat menyebabkan bisnis usaha dan prosesing kacang tanah masih sering menghadapi resiko kegagalan diantaranya adalah belum dikuasainya teknologi produksi yang maju oleh para petani. Penanganan pasca panen kacang tanah ditingkat petani pada umumnya masih dilakukan secara tradisional seperti panen, perontokan polong atau pengupasan kulit arinya sehingga memerlukan cukup banyak tenaga. Khususnya untuk pengupasan kulit ari, dibutuhkan banyak tenaga dan waktu agar didapat kacang tanah yang telah bersih dari kulit arinya. Selama ini pengupasan secara manual menghasilkan kapasitas 4,2 kg/jam/orang, menimbulkan kejerihan kerja dan menyebabkan butir belah sekitar 35 % ( Hidayat dkk, 2002). Berdasarkan kenyataan tersebut, perlu dilakukan proses penanganan pasca panen dengan waktu yang cepat dan terkendali. Untuk mengatasi hal itu, perlu dirancang alat pengupas agar dapat meningkatkan produktivitas dan efisiensi pengupasan. Rancangan alat pengupas ini harus disesuaikan dengan karakteristik dan sifat bahan pangan yang dimiliki kacang tanah. Hal itu bertujuan agar tidak merusak bahan pangan tersebut baik itu segi fisik ataupun fungsionalnya. Diharapkan dengan menggunakan alat ini dapat meningkatkan kapasitas kerja juga dapat menghasilkan produk kacang tanah yang bermutu baik. B. Tujuan Penelitian dengan judul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Arachis hypogaea L) Tipe Engkol secara umum bertujuan untuk : 1. Menghasilkan prototipe alat pengupas kulit ari tacang tanah tipr engkol 2. Mengetahui efektivitas prototipe alat pengupas tersebut 3. Mengetahui kapasitas dan efisiensi prototipe alat pengupas tersebut 2

17 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Botani Kacang Tanah 1. Kandungan Biji Kacang Tanah Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) merupakan tanaman polongpolongan atau legum kedua terpenting setelah kedelai di Indonesia. Kacang tanah merupakan tanaman pangan berupa semak yang berasal dari Amerika Selatan, tepatnya dari Brazilia (Danarti dan Sri Najiyati, 1998). Gambar 1. Biji Kacang Tanah Berpolong Sebagai tanaman budidaya, kacang tanah terutama dipanen bijinya yang kaya protein dan lemak. Biji kacang tanah mengandung kadar lemak dan protein tinggi. Kandungan proteinnya sekitar 25-34%, terdiri dari asam-asam amino esensial seperti arginin, fenilalanin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, triptofan, dan valin. Kacang tanah mengandung anti oksidan, yaitu senyawa tokoferol, selain itu mengandung arakhidonat, dan mineral (Kalsium, Magnesium, Phosphor, dan Sulfur), serta vitamin (riboflavin, thianin, asam nikotinik, vitamin E, dan vitamin A). Kandungan lemaknya sekitar 16-50%, 76-86% di antaranya adalah asam lemak tidak jenuh seperti asam oleat dan linoleat (K Mutia, 2008). Biji kacang tanah ini dapat dimakan mentah, direbus (di dalam polongnya), digoreng, atau disangrai. Di Amerika Serikat, biji kacang tanah diproses menjadi semacam selai dan merupakan industri pangan yang menguntungkan. Produksi minyak kacang tanah mencapai sekitar 10% pasaran minyak masak dunia pada tahun 2003 menurut FAO. Selain dipanen biji atau polongnya, kacang tanah juga dipanen hijauannya (daun dan batang) untuk makanan ternak atau dijadikan pupuk hijau. 3

18 2. Jenis dan Varietas Kacang Tanah Dalam dunia tumbuh-tumbuhan, kacang tanah diklasifikasikan menjadi (Suprapto, 1993): Kingdom : Plantae atau tumbuh-tumbuhan Divisi : Spermatophyta atau tumbuhan berbiji Sub Divisi : Angiospermae atau berbiji tertutup Kelas : Dicotyledoneae atau biji berkeping dua Ordo : Leguminales Famili : Papilionaceae Genus : Arachis Spesies : Arachis hypogeae L.; Arachis tuberosa Benth.; Arachis guaramitica.; Chod & Hassl.; Arachis idiagoi Hochne.; Arachis angustifolia (Chod &Hassl) Killip.; Arachis villosa Benth.; Arachis prostrata Benth.; Arachis helodes Mart.; Arachis marganata Garden.; Arachis namby quarae Hochne.; Arachis villoticarpa Hochne.; Arachis glabrata Benth. Di Indonesia menurut hasil penelitian dikenal empat macam varietas unggul yaitu, varietas gajah, banteng, macan, dan kijang. Varietas kijang mempunyai kandungan minyak terbesar yaitu 49,9% dari berat daging. Di beberapa daerah, nama lain dari kacang tanah adalah kacang una, suuk, kacang jebrol, kacang bandung, kacang tuban, kacang kole, kacang banggala sedangkan dalam bahasa Inggris kacang tanah dikenal dengan nama peanut atau groundnut (Danarti dan Sri Najiyati, 1998). 4

19 Tabel 1. Deskripsi Varietas Unggul Kacang Tanah Gajah Macan Banteng Kijang Umur matang (hari) Berat 100 biji (gram) Warna biji Merah muda Merah muda Merah muda Merah muda Kadar lemak (%) Kadar protein (%) Hasil (ton/ha) (%) Randemen biji dari polong Sumber: Anonim, 1997 Kacang tanah budidaya dibagi menjadi dua tipe: tipe tegak dan tipe menjalar. Tanaman ini adalah satu di antara dua jenis tanaman budidaya (yang lainnya adalah "kacang bogor", Voandziea subterranea) yang buahnya mengalami pemasakan di bawah permukaan tanah. Jika buah yang masih muda terkena cahaya, proses pemasakan biji terganggu. Varietas-varietas kacang tanah unggul yang dibudidayakan para petani biasanya bertipe tegak dan berumur pendek (genjah). Varietas unggul kacang tanah ditandai dengan beberapa karakteristik, diantaranya daya hasil tinggi, umur pendek (genjah) antara hari, produkivitas hasilnya stabil, tahan terhadap penyakit utama (karat dan bercak daun), toleran terhadap kekeringan atau tanah becek. Selain empat varietas kacang tanah di atas, ada beberapa varietas kacang tanah lain di Indonesia yang terkenal, yaitu: a) Kacang Brul, berumur pendek (3-4 bulan). b) Kacang Cina, berumur panjang (6-8 bulan). c) Kacang Holle, merupakan tipe campuran hasil persilangan antara varietas varietas yang ada. Kacang Holle tidak bisa disamakan dengan kacang Waspada karena memang berbeda varietas. Kesesuaian lingkungan usaha tani kacang tanah antara m dpl. Kacang tanah berguna untuk membantu menyuburkan tanah, karena pada akarnya terdapat bakteri rhizobium yang dapat memperkaya kandungan nitrogen tanah. 5

20 3. Pemanenan Panen merupakan salah satu tahapan yang sangat penting karena berpengaruh terhadap kualitas produk. Penentuan waktu panen kacang tanah sangat kritis karena berkaitan langsung dengan tingkat kualitas dan kuantitas yang dihasilkan. Pada tanah yang berstruktur berat pemanenan yang dilakukan akan lebih sulit. Disamping itu, biji yang dihasilkan kecil-kecil dan banyak bercampur tanah (Suprapto, 1993). Kacang tanah dapat dipanen apabila sebagian besar daun pada pertanaman mulai mengering dan luruh. Penentuan waktu panen dapat juga berdasarkan pada umur varietas yang ditanam. Selain itu, dapat dilakukan dengan cara mencabut sedikitnya sepuluh tanaman (tiap hektar) untuk dilihat ketuaannya. Polong yang telah tua ditandai dengan kulitnya yang keras, bijinya mengisi penuh dan kulit bijinya tipis. Pemanenan yang dilakukan terlalu awal akan menghasilkan kacang tanah berkualitas rendah. Banyak polong yang belum masak dan biji yang kisut. Sebaliknya, pemanenan yang dilakukan terlambat maka akan menyebabkan biji busuk dan meninggalkan sisa-sisa polong di dalam tanah. Apalagi jika pemanenan dilakukan pada musim hujan semakin meningkatkan peluang terjadinya pembusukan sehingga dapat menurunkan kualitas dan kuantitas produksi. Lamanya waktu kacang tanah dapat dipanen berbeda-beda sesuai dengan jenisnya. Namun pada umunya kacang tanah dapat dipanen setelah berumur hari. Pada saat dipanen, kadar air biji kacang tanah antara 35%-50% basis basah dan dikeringkan dengan pengering buatan hingga mencapai kadar air sekitar 10%. Namun untuk penyimpanan diperlukan biji kacang tanah dengan kadar air antara 7%-8% (Woodroof, 1983). Hal ini dilakukan untuk menghindari tumbuhnya jamur yang dpat menghasilkan racun. Jamur ini akan tumbuh baik pada kondisi kladar air 12%-35% dan suhu 27 o -38 o C. 4. Pengolahan Pasca Panen Pengolahan dan penanganan kacang tanah mentah menjadi kacang goreng mengalami berbagai proses sebagai berikut; kacang yang telah dipanen dirontokkan dan dibersihkan. Kemudian dikeringkan sampai kadar airnya 7-8 6

21 persen basis basah. Kacang tanah yang masih berpolong tersebut lalu disortasi sebelum dikupas kulit luarnya. Setelah kulit luarnya terkupas lalu disangrai terlebih dahulu dengan dengan panas dan waktu yang telah ditentukan. Kacang tanah kemudian dibersihkan dari kulit ari yang masih melekat melalui alat pengupas kulit ari kacang tanah yang akan dibuat. Kacang tanah yang telah bersih dari kulit arinya dapat dilakukan penanganan yang lebih lanjut seperti penggorengan ataupun pencampuran dengan bumbu dan bahan-bahan lain. Terakhir dilakukan proses pengemasan agar lebih awet dan tahan lama disimpan dan siap untuk dipasarkan. Urutan proses penanganan kacang tanah pasca panen dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Panen Pemipilan Pengupasan Kulit Luar Penyangraian Pengeringan Pengupasan Kulit Ari Sortasi Penggorengan n Kacang Tanah Gelondongan Pengemasan Gambar 2. Bagan Proses Pengolahan Kacang Tanah (Woodroof, 1983) 5. Manfaat dan Kegunaan Kacang Tanah Kacang tanah dapat dikonsumsi dalam berbagai bentuk, antara lain sebagai bahan sayur, saus, digoreng ataupun direbus. Sebagai bahan industri dapat dibuat 7

22 keju, mentega, sabun, permen, selai dan minyak. Daun kacang tanah dapat digunakan untuk pakan ternak dan pupuk. Hasil sampingan dari pembuatan minyak berupa bungkil dapat dijadikan oncom dengan bantuan fermentasi jamur (Suprapto, 1993) Tabel 2. Nilai Gizi Kacang Tanah untuk Setiap 100 Gram Bahan Kandungan Kacang Goreng Mentega Kacang Mentah Kalori (kal) Protein (g) Lemak (g) Karbohidrat (g) Serat (g) Abu (g) Kalsium (g) Vitamin A (SI) Besi (mg) Fosfor (mg) Tiamin (mg) Riboflavin (mg) Niasin (mg) Sumber: Anonim, 1973 B. Alat Penggiling Biji-Bijian Cara untuk memecahkan bahan sangat tergantung dari sifat fisik bahan tersebut. Jika kandungan air atau minyak sedikit, maka bahan akan mempunyai sifat relatif keras dan rapuh. Untuk memecahkan bahan yang demikian dapat dengan memberikan gaya tekan atau gesekan pada bahan tersebut (Laniger dan Baverloo, 1975). Alat pengupas kacang tanah bervariasi dari penggunaan pengupas berbahan kayu sampai dengan mesin pengupas yang dilengkapi dengan alat pemisah kulit dan pengayak (Woodroof, 1983). 8

23 Ada beberapa tipe pemecah bahan (pengupasan) yang sering digunakan dalam industri pangan yaitu tipe roll, tipe gilingan palu, tipe piringan, tipe belt dan tipe bantingan ( Potter, J. R., 1971). 1. Tipe Roll Alat penggiling jenis ini menggunakan prinsip beban tekan. Roll yang digunakan dapat berjumlah satu atau dua buah. Prinsip kerjanya adalah gesekan antara dua bidang yakni bahan yang akan digiling dengan roll pengupas. Bahan yang akan digiling diletakkan diantara roll tersebut. Contoh penggunaan tipe adalah pada penggiling gabah tipe rubber roll dan tipe engelberg. Tipe rubber roll menggunakan roll ganda sedangkan tipe engelberg menggunakan roll tunggal. Gambar alat tersebut dapat dilihat pada gambar berikut. Roll tunggal Roll ganda Gambar 3. Alat Pemecah Tipe Roll (Potter, J. R., 1971) 2. Tipe Gilingan Palu Prinsip kerja tipe ini adalah berdasarkan beban tumbukan (Potter, J. R., 1971). Pecahnya bahan akibat tumbukan antara bahan dengan palu yang terbuat dari karet, kayu, besi, dua bilah batang pemukul yang dipasang tegak lurus atau pisau pencacah. Gambar tipe gilingan palu dapat dilihat pada gambar 4. Gambar 4. Alat Pemecah Tipe Gilingan Palu (Potter, J. R., 1971) 9

24 3. Tipe Piringan Alat ini bekerja berdasarkan gesekan dua buah piringan (Potter, J. R., 1971). Jenis pembebanannya adalah beban tekan. Jika hanya satu permukaan saja yang bergerak dalam arah yang gerak maka disebut tipe piringan tunggal, sedangkan jika kedua permukaanya bergerak dalam arah yang berlawanan disebut tipe piringan ganda. Contoh penggunaan tipe ini adalah pada alat pengupas sekam tipe piringan (disk husker). Gambar alat tersebut dapat dilihat pada gambar 5. Gambar 5. Alat Pemecah Tipe Piringan (Potter, J. R., 1971) 4. Tipe Banting Pada alat penggiling tipe ini, penggilingan bahan dilakukan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan dari putaran rpm yang tinggi. Putaran piring yang tinggi menyebabkan bahan terpelanting dan menumbuk landasan banting. Gambar tipe banting dapat dilihat pada gambar 6. Gambar 6. Alat Pemecah Tipe Banting (Potter, J. R., 1971) 10

25 C. Mekanisme Pengupasan Kulit Ari Kacang Tanah Pada dasaranya, proses pengupasan kulit ari kacang tanah dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan kacang tanah yang bersih dan terpisah dari kulitnya sehingga bisa langsung digunakan untuk proses produksi. Pengupasan umumya dilakukan untuk kebutuhan bahan pangan. Pengupasan kulit ari kacang tanah secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua metode yaitu dengan menggunakan tangan (manual) dan alat pengupas mekanik. Metode tradisional dengan menggunakan tangan masih banyak dilakukan oleh para petani. Metode ini dapat menghasilkan biji terkupas dengan persentase kerusakan yang kecil. Tetapi jika dilihat dari segi waktu dan tenaga tidaklah efisien yakni 4.2 kg/jam/orang, sehingga hanya digunakan pada industri rumah tangga (Hidayat dkk, 2002). Namun jika menggunakan alat pengupas maka akan meningkatkan produktivitas menjadi lebih besar yakni sekitar 30 kg/jam. 1. Pemilihan Mekanisme Pengupas Alat pengupas kacang tanah bervariasi mulai dari bahan kayu sampai dengan mesin pengupas dengan tenaga motor yang dilengkapi dengan pemisahan kulitnya. Adapun dalam proses pengecilan bahan yang mencakup pengupasan, peralatan yang digunakan tergantung dari tujuan pengecilan bahan dan sifat-sifat bahan yang akan diolah (Woodroof, 1983). Proses pengupasan kulit ari kacang tanah dapat digunakan dengan alat pemecah tipe roll. Dilihat dari segi fisiknya, kacang tanah memiliki kandungan air atau minyak sedikit, maka bahan pangan tersebut akan mempunyai sifat relatif keras dan rapuh. Selain itu kulit ari kacang tanah bertekstur lembut dan tipis serta mudah mengelupas jika telah dilakukan penyangraian terlebih dahulu. Sehingga untuk memecahkan bahan yang demikian dapat dengan memberikan gaya tekan atau gesekan pada bahan tersebut (Laniger dan Baverloo, 1975). Oleh karena itu maka dipilihlah alat pengupas tipe roll dengan menggunakan roll ganda. Mekanisme pengupasan kulit ari dilakukan melalui proses penyangraian terlebih dahulu. Hal ini dilakukan untuk mengeringkan kulit ari sehingga mudah dikupas. Kulit ari kacang tanah termasuk ke dalam lapisan kulit lunak. Oleh 11

26 karena itu untuk biji yang berkulit lunak dapat dikupas dengan cara melakukan gesekan antara pengupas dengan biji kacang tanah tersebut. Gambar 7. Sketsa Mekanisme Alat Pengupas Gambar di atas menunjukkan mekanisme pengupasan kulit ari kacang tanah. Kacang tanah yang telah disangrai kemudian dikupas menggunakan dua buah roll yang bergerak berlawanan dengan kecepatan yang berbeda (1). Lalu kacang tanah yang telah selesai dikupas jatuh diantara roll sehingga terbebas dari kulitnya (2). Kulit ari kacang tanah dihembuskan dengan kipas/blower (4) sehingga yang didapat kacang tanah yang telah terpisah dengan kulitnya (3). 2. Prinsip Dasar Pengupasan Di dalam menentukan mekanisme pengupasan kulit ari kacang tanah digunakan roll pengupas yang terhubung oleh poros. Roll ini berguna untuk melakukan gesekan langsung dengan kulit kacang tanah. Untuk mendapatkan hasil kupasan yang maksimal maka harus dipilih jenis dan bentuk dari permukaan roll yang digunakan. Bantalan Roll pengupas Gambar 8. Roll Pengupas dan Bagian-Bagiannya Poros 12

27 Selain itu perlu diperhatikan pula diameter roll yang digunakan untuk mengupas. Dirancang ukuran diameter dalam dan luar yang sesuai agar diperoleh hasil pengupasan yang efektif. d1 Gambar 9. Silinder Pengupas d2 Alat penggiling tipe roll ini menggunakan prinsip beban tekan atau gesekan. Roll yang digunakan dapat berjumlah satu atau dua buah. Prinsip dasar tipe ini adalah gesekan antara dua bidang dimana bahan yang akan digiling berada ditengah-tengahnya. Bidang gesek tersebut dapat berupa dua buah roll (ganda) yang berputar berlawanan arah atau satu buah roll (tunggal) dan satu bidang lengkung dimana dalam hal ini yang bergerak hanya roll saja. Untuk menggerakkan roll pengupas digunakan poros yang dihubungkan ke engkol. As atau poros adalah pusat atau sumbu dari suatu lingkaran atau roda kendaraan bermotor ataupun tidak bermotor. Pada roll pengupas, as dilengkapi dengan bantalan agar putarannya menjadi licin. Pada alat ini, as mempunyai fungsi yaitu untuk memutar roller, dimana as roda dihubungkan dengan roll pengupas. Sedangkan bantalan berfungsi untuk tempat berputarnya poros sehingga tidak bergerak-gerak. D. Gaya Gaya dapat didefinisikan sebagai aksi sebuah banda terhadap benda yang lainnya. Gaya adalah besaran vektor, karena efek yang ditimbulkannya bergantung pada besar dan arah (Suastawa, dkk, 2004). Sebuah benda dalam keadaan diam atau bergerak pada kecepatan tetap berarti resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol (Hukum Newton I). Dengan demikian 13

28 dapat diartikan pula bahwa sebuah benda yang mengalami percepatan (kecepatan tidak konstan) maka resultan gaya yang bekerja tidak sama dengan nol. Percepatan benda tersebut berbanding lurus dengan gayanya sedangkan massa bendanya berbanding terbalik dengan percepatan yang dialaminya (Hukum Newton II). Hal tersebut dapat dituliskan pada persamaan: Dimana: F = m.a. (1) F = gaya (N) m = massa benda (kg) a = percepatan (m/s 2 ) E. Gesekan Gesekan terjadi jika dua buah permukaan suatu benda saling bersentuhan. Terdapat dua jenis permukaan kontak antara benda tersebut, yaitu permukaan licin dan kasar. Pada saat gaya bekerja pada suatu objek menyebabkan benda tersebut meluncur di atas permukaan objek. Tahanan atau hambatan ini disebut dengan gaya gesek. Jenis gesekan yang paling umum yaitu gesekan kering, yang terjadi ketika permukaan dua benda padat yang tidak terlumasi saling kontak dan ada dalam kondisi saling bergeser atau memiliki kecenderungan untuk bergeser satu dengan lainnya. Sebuah gaya gesek yang berimpit dengan permukaan kontak akan terjadi baik pada interval waktu akan mulai bergeser maupun pada waktu sedang bergeser. Arah gaya gesek ini selalu berlawanan denga gerakan atau gerakan yang akan terjadi (Suastawa, dkk, 2004). Suatu balok (gambar 10) dengan massa m diletakkan di atas permukaan datar dan diasumsikan permukaannya kasar. Diberikan gaya horisontal F yang terus meningkat untuk menggerakkan balok dengan kecepatan tertentu. Gaya gesek yang diterima oleh bidang datar dari balok dinamakan. Gaya gesek yang terjadi selalu berlawanan dengan arah gerakan benda. Ada juga gaya normal (N) dan gaya total R yang diterima permukaan balok, yang merupakan resultan dari N dan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini. 14

29 mg m F F Gambar 10. Diagram Benda yang Mengalami Gaya Gesek (Suastawa, dkk, 2004) N R F. Koefisien Gaya Gesek Koefisien gesek statis didapat dari perbandingan antara gaya meluncur dan gaya normal (N) pada saat gesekan baru akan terjadi. Percobaan sederhana dapat dilihat pada penggunaan sebuah balok di atas bidang miring dengan sudut kemiringan tertentu (θ) yang dinaikkan secara perlahan-lahan sampai balok tersebut bergerak meluncur. Gambar 11. Sketsa Balok pada Bidang Miring (Suastawa, dkk, 2004) Mengacu pada bagan diagram bebas di atas maka dapat diketahui bahwa: = µ N = µ (w sin θ).. (2) N = w sin θ.... (3) Dimana : = gaya gesek (N) µ = koefisien gesek w = berat benda (N) N = gaya normal (N) θ = kemiringan sudut ( o ) 15

30 G. Efektivitas Pengupasan Nilai efektivitas pengupasan tertinggi akan didapat berdasarkan kadar air yang optimum. Efektivitas alat dapat dihitung dengan persamaan berikut (Siti Muslihah, 1998). Bt Btp Bt x 100 % (4) Keterangan : = efektifitas penguypasan (%) Bt = berat kacang tanah yang akan dikupas (gram) Btp = berat kacang tanah yang tidak terkupas (gram) H. Efisiensi Pengupasan (Presentase Pecah dan Utuh) Efisiensi pengupasan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut (Siti Muslihah, 1998) : Bpc Pc x 100 %.. (5) Btk Keterangan : Pc = presentase kacang tanah pecah (%) I. Kapasitas Pengupasan Bpc = berat kacang tanah terkupas pecah (gram) Btk = berta total kacang tanah terkupas (gram) Kapasitas pengupasan dapt dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini (Siti Muslihah, 1998) : Bt K.. (6) tp Keterangan : K = kapasitas pengupasan (kg/jam) Bt = berat kacang tanah yang akan dikupas (gram) tp = waktu total proses pengupasan 9menit) 16

31 III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dengan judul Rancang Bangun dan Uji Performansi Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Arachis hypogaea L) Tipe Engkol ini dilaksanakan di Bengkel Daud Teknik Maju, Cibeureum dan di laboratorium Ergonomika dan Elektronika TEP, FATETA-IPB. Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan selama tiga bulan, mulai dari bulan Mei hingga Juli B. Bahan dan Alat 1. Bahan Bahan yang digunakan untuk pembuatan konstruksi alat pengupas kulit ari kacang tanah ini yaitu plat besi, kayu, besi siku, besi silinder (roller), mur, baut, sekrup, engkol, besi poros, karet pengupas, lem, karet spon, bearing, blower atau kipas, kacang tanah dan bahan pendukung lainnya. 2. Alat Peralatan yang digunakan pada tahap perancangan dan pengujian dalam penelitian ini adalah komputer, printer, alat tulis, mesin las, mesin bubut, gerinda, rivet, obeng, kunci pas, penggaris, jangka sorong, bor, palu, timbangan, digital moisture meter MODEL TD-1, anemometer, kompor, penggorengan, stop watch dan fasilitas bengkel lainnya. C. Prosedur Penelitian Langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini mencakup beberapa tahapan yaitu tahan penelitian pendahuluan, desain atau perancangan, pembuatan dan pengujian alat. 1. Penelitian Pendahuluan Tahap pertama yang dilakukan sebelum memulai penelitian lebih lanjut adalah penelitian pendahuluan. Hal ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik bahan kacang tanah sehingga dapat dibuat rangcangan alat yang sesuai. Pada tahap awal dilakukan pengamatan terhadap kacang tanah yang meliputi dimensi, bobot, kadar air dan sifat fisik lainnya. 17

32 Setelah didapat data fisik tentang kacang tanah, maka penulis mulai membuat pengupas sederhana yang dilapisi dengan karet. Di sisi lain, penulis juga melakukan proses penyangraian terhadap kacang tanah yang akan dikupas untuk mengetahui suhu dan waktu penyangraian yang optimal. Sementara itu, kacang yang telah disangrai dicoba dikupas dengan roll yang sederhana yang telah dilapisi karet. Dilakukan pemilihan karet pengupas yang tepat agar kacang terkupas dengan baik dan tidak pecah. Selain itu juga jarak antara kedua roll diubah-ubah untuk mengetahui jarak yang ideal terhadap pengupasan kacang tanah. Dengan demikian penulis memiliki gambaran terhadap rancangan yang akan dibuat setelah memperoleh data dan informasi dari penelitian pendahuluan. 2. Perancangan Pada tahap ini dilakukan pembuatan sketsa dari alat yang akan dibuat dengan memperhatikan karakteristik bahan yang akan dikupas. Perancangan diutamakan pada pemilihan jarak optimal antara roll pengupas, pemilihan karet penggesek, pemilihan bentuk hopper dan mekanisme gesekan. Setelah itu dilakukan pemilihan mekanisme alat dan komponen-kompenen yang akan dibuat serta penentuan bahan pembuat. Di dalam pemilihan bahan dan alat diperlukan adanya pertimbangan-pertimbangan agar tujuan dan fungsi alat tercapai. Setelah dilakukan beberapa perancangan maka desain alat pengupas kulit ari kacang tanah ini dibuat berdasarkan pengupas tipe roll yang sering digunakan pada industri pengolahan pangan. Prinsip kerja dari tipe ini berupa beban tekan dan gesek. Silinder pengupas yang digunakan berjumlah dua buah dengan kecepatan putar yang berbeda. Selain itu dipasang blower atau kipas yang berada di bawah silinder pengupas untuk menghembuskan kulit ari kacang tanah. Dengan demikian kacang tanah yang telah dikupas sudah bersih dan terpisah dengan kulit arinya. 3. Pembuatan Setelah desain selesai dilanjutkan dengan pembuatan konstruksi alat. Pada tahap ini dilakukan pembuatan dan pemasangan komponen sesuai gambar rancangan yang telah dibuat. 18

33 4. Pengujian alat Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui efektivitas pengupasan, efisiensi pengupasan, kapasitas pengupasan, waktu kerja dan kadar air optimum untuk mendapatkan kacang tanah yang baik dan tidak pecah. Hasil pengujian ini kemudian dibandingkan dengan cara manual. Pengujian dilakukan dengan mengumpankan kacang tanah ke dalam roll pengupas sebanyak 100 gram (10 kali ulangan) yang telah mengalami proses penyangraian. Lamanya waktu penyangraian dibuat dengan beberapa perlakuan, yaitu penyangraian selama 5 menit, 10 menit dan 15 menit untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Kacang tanah Penyangraian Pengupasan dengan alat Kulit ari Pemisahan Kacang utuh Kacang pecah Gambar 12. Urutan Proses Pengujian Alat 19

34 IV. PENDEKATAN DESAIN A. Kriteria Desain Alat pengupas kulit ari kacang tanah ini dirancang untuk memudahkan pengupasan kulit ari kacang tanah. Seperti yang telah diketahui sebelumnya bahwa proses pengupasan kulit ari kacang tanah masih banyak menggunakan metode manual yakni dengan tangan manusia. Namun metode tersebut membutuhkan waktu dan tenaga kerja yang cukup banyak. Oleh karena itu dirancang alat untuk mengupas kulit ari kacang tanah dalam keadaan kering dengan kadar air tertentu. Tetapi perlu diperhatikan, kacang tanah hasil pengupasan alat ini harus memenuhi beberapa kriteria diantaranya tidak pecah, tidak berubah warna dan tidak berubah rasa. Ketiga kriteria tersebut penting sekali untuk mendapatkan hasil kupasan yang optimal. Pengumpanan kacang tanah dilakukan melalui bagian pemasukan dengan ukuran hopper yang disesuaikan. Hopper tersebut menjadi pengumpan kacang tanah sehingga dapat dengan mudah masuk ke silider pengupas. Selanjutnya pada sistem pengupasan digunakan dua buah silinder (roll) pengupas. Kacang tanah bergesekan langsung dengan dua buah silinder pengupas ini dengan jarak antara silinder yang dapat diatur sesuai ukuran rata-rata biji kacang tanah. Jarak antara dua silinder pengupas harus benar-benar tepat karena jika terlalu renggang maka kacang tanah tidak akan terkupas dengan sempurna sebaliknya jika jarak terlalu sempit maka kacang tanah akan pecah (tidak utuh). Silinder pengupas dilapisi oleh beberapa lapisan karet spon, diharapkan tekanan karet terhadap kacang rendah dengan gaya gesek yang optimal agar kacang tanah terkupas sempurna dan tidak pecah. Selain itu, alat ini dilengkapi dengan kipas yang berguna untuk memisahkan antara kulit ari dengan kacang tanah yang telah dikupas sehingga hasil akhir berupa kacang tanah bersih yang terpisah dari kulit arinya. Sumber tenaga yang digunakan sebagai penggerak silinder masih menggunakan tenaga manusia yang disalurkan melalui engkol sedangkan sumber tenaga penggerak kipas menggunakan baterai 12 volt. Proses pembuatan alat pengupas ini cukup sederhana meliputi proses pemotongan, penyambungan, pengelasan, pengeboran, pembentukan, 20

35 pemasangan, pengamplasan serta pengecatan. Kriteria lain dalam pembuatan alat ini adalah pemilihan bahan yang sesuai dan harus mudah didapatkan di pasaran. Selain itu, alat ini dirancang sederhana agar mudah dikembangkan lebih jauh oleh bengkel-bengkel di pedesaan maupun perkotaan. Kapasitas alat ini cocok untuk industri kecil atau rumah tangga dengan ukuran yang portable sehingga mudah dipindahkan dan digunakan dimana saja. B. Desain Fungsional Dilihat secara fungsional, alat pengupas ini meliputi rangka, hopper, dudukan hopper, silinder pengupas, kipas/blower, poros silinder pengupas, sistem transmisi tenaga, saluran pengeluaran. Secara keseluruhan alat pengupas yang telah dirancang dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Hopper engkol karet transmisi Dudukan hopper poros Rangka Gambar 13. Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah Saluran pengeluaran 21

36 1. Rangka alat Rangka ini berfungsi sebagai tempat menopang bagian-bagian alat pengupas sekaligus mendukung alat pengupas ini secara keseluruhan. Selain itu juga harus mampu menahan gaya-gaya yang terjadi akibat pembebanan ataupun penyaluran tenaga melalui poros yang terdapat pada alat pengupas. Selama berjalannya proses pengupasan, rangka alat ini harus statis dan mudah untuk dipindah-pindahkan melalui rancangan bentuk rangka yang kompak. 2. Hopper Hopper berfungsi sebagai lubang pemasukan kacang tanah, menampung sementara kacang tanah yang akan dikupas, mengeluarkan sedikit demi sedikit kacang tanah untuk dikupas dan mengatur jumlah kacang tanah yang masuk ke silinder pengupas. 3. Dudukan hopper Bagian ini berfungsi sebagai tempat melekatnya hopper sehingga bisa dibuka ataupun dipasang. Selain itu, bagian ini berfungsi juga sebagai tempat melekatnya poros pada silinder pengupas. 4. Silinder pengupas Silinder pengupas berfungsi untuk mengupas kacang tanah sehingga terbebas dari kulit arinya. Kacang tanah masuk diantara dua silinder pengupas dan kacang tanah yang bergesekan dengan kedua silinder pengupas ini akan terkupas. Dengan mengatur jarak antara dua silinder, diharapkan kulit ari akan terkupas tanpa menyebabkan pecah atau hancurnya biji. 5. Poros silinder pengupas Poros silinder pengupas berfungsi untuk memutar silinder pengupas. Poros ini digerakkan oleh tenaga manusia melalui engkol. 6. Sistem Transmisi Tenaga Sumber tenaga penggerak adalah tenaga manusia yang disalurkan melalui sistem transmisi engkol, karet dan poros. Engkol digunakan untuk menyalurkan tenaga manusia menjadi tenaga putar pada poros silinder. 22

37 Karet digunakan untuk menyalurkan tenaga putar dari silinder satu ke selinder dua dengan arah putar yang berlawanan dan kecepatan putar yang berbeda. 7. Kipas Kipas ini berfungsi untuk menghembuskan angin ke arah kacang tanah yang telah dikupas sehingga kulit arinya akan terpisah. Dengan begitu kacang tanah yang keluar sudah terpisah dengan kulit arinya. Kecepatan hembusan angin yang terukur pada anemometer adalah 2.18 m/s. 8. Saluran Pengeluaran Bagian ini berfungsi untuk mengeluarkan kacang tanah yang telah dikupas. Saluran pengeluaran ini terletak dibawah silinder pengupas. C. Desain Struktural Pemilihan bahan dan penentuan ukuran disesuaikan dengan fungsi dan kriteria alat yang akan dirancang. Pemilihan bahan juga harus memperhatikan ketersediaan bahan dipasaran dan kemudahan untuk mendapatkannya. 1. Rangka Alat Rangka alat berukuran 320 x 320 x 700 mm terbuat dari besi siku berukuran 30 x 30 mm. Penyambungan antara bagian-bagaian rangka dilakukan dengan pengelasan sedangkan pemasangan penutup rangka menggunakan rivet dan mur-baut. Lubang pengeluaran kulit ari penutup rangka Gambar 14. Rangka Alat 23

38 2. Hopper Hopper berukuran 400 mm x 320 mm x 250 mm dengan kemiringan 60 o terbuat dari besi plat tebal 1 mm. Besarnya sudut kemiringan disesuaikan dengan sudut curah kacang tanah, fungsi dan estetika alat serta penempatan komponen agar tidak mengganggu komponen lain. Kemiringan sudut ini tidak boleh kurang dari nilai angle of repose yakni sekitar 20 o. Angle of repose dicari dengan melakukan percobaan, yakni mencurahkan kacang tanah pada bidang datar sehingga membentuk tumpukan. Sudut yang dibentuk dari tumpukan kacang tanah tersebut kemudian diukur dengan busur derajat dan sudut itu merupakan angle of repose atau sudut curah. Oleh karena itu tidak begitu bermasalah jika sudut kemiringannya dirancang sebesar 60 o. Hopper terbuat dari plat besi dengan tebal 1 mm. Bagian ini diletakkan di atas dudukan dan tidak menyatu dengan rangka sehingga bisa dibongkar pasang. Ukuran bagian bawah hopper disesuaikan dengan luas dudukannya. Gambar 15. Hopper 3. Dudukan Hopper Dudukan hopper berbentuk kotak tanpa alas dan penutup berukuran 120 x 200 mm x 110 mm. Bagian ini terbuat dari besi plat dengan tebal 4 mm. Pada kedua sisinya dibuat lubang dengan diameter 18 mm sebagai tempat melekatnya poros silinder pengupas. Selain itu, disetiap lubang poros dipasang bearing atau bantalan sebagai penumpu poros beban sehingga putaran atau gerakannya dapat berlangsung secara halus, aman dan awet. Pada dudukan 24

39 hopper ini dipasang juga pengatur jarak untuk mengubah-ubah jarak antara kedua buah silinder pengupas. dudukan hopper silinder pengupas Gambar 16. Dudukan Hopper 4. Silinder Pengupas Silinder pengupas terbuat dari besi pipa dengan tebal 2 mm yang ditengahnya diberi poros. Penyambungan antara silinder dengan poros dilakukan dengan cara pengelasan. Kemudian silinder dan poros ini dibubut dengan mesin bubut untuk mendapatkan putaran poros yang tepat (center). Silinder yang digunakan berjumlah dua buah yang telah dilapisi karet spon setebal 4 mm dan direkatkan dengan menggunakan lem sebanyak dua lapisan. Pemilihan karet spon sebagai sabuk pengupas dikarenakan karet ini memiliki permukaan yang agak kasar sehingga gaya geseknya bisa maksimum. Disamping itu, karet spon bersifat elastis sehingga gaya tekan terhadap kacang tanah ketika terjadi kontak langsung dapat diminimumkan. Diameter silinder pengupas yang telah dilapisi karet spon adalah 50 mm dan 65 mm sedangkan panjang kedua silinder tersebut seragam yaitu 200 mm. Karet spon ini biasa dijual dipasaran dengan ukuran 900 x 1800 mm. 25

40 Gambar 17. Silinder Pengupas 5. Poros Silinder Pengupas Poros silinder pengupas terbuat dari besi pejal dengan diameter 15 mm dan panjang 360 mm. Besi poros ini kemudian dipasang pada dudukan dengan dilapisi oleh bearing agar perputaran silinder lebih lancar. dudukan hopper bearing poros Gambar 18. Poros silinder pengupas 6. Sistem Transmisi Tenaga Sistem transmisi tenaga menggunakan engkol untuk menyalurkan tenaga dari tangan manusia menjadi tenaga putar dan karet untuk menyalurkan tenaga putar dari silinder pengupas pertama ke silinder pengupas yang kedua. Engkol terbuat dari besi pejal berdiameter 15 mm. Penyambungan besi dilakukan dengan las dan pada bagian ujung engkol diberi pegangan untuk memudahkan pemutaran. Engkol dibentuk saling tegak lurus antara poros, lengan engkol dan pegangan seperti yang terlihat pada gambar

41 poros pegangan lengan engkol Gambar 19. Engkol Transmisi alat pengupas ini menggunakan karet yang tidak terlalu elastis. Jenis transmisi ini dipilih karena sistemnya lebih sederhana dan dapat menyalurkan tenaga secara langsun serta slip yang terjadi sangat kecil. Poros silinder pertama yang terhubung ke engkol tidak dipasang karet tetapi pada poros kedua dipasang karet secara permanen. Pada ujung silinder kedua diberi baut agar karet tersebut ikut berputar ketika engkol digerakkan. Karet ini kemudian dihubungkan secara langsung ke poros silinder pertama sehingga ketika poros pertama bergerak maka poros kedua akan ikut bergerak tetapi berlawanan arah dengan kecepatan yang lebih kecil. dudukan hopper karet poros 1 poros 2 Gambar 20. Sistem Transmisi 8. Kipas Kipas yang digunakan merupakan kipas DC dengan tegangan 12V dan kuat arus 0.15 A. Kipas jenis ini biasa digunakan pada CPU computer. Disetiap sisi kipas ditutup dengan plat besi setebal 2 mm sehingga seperti membentuk sebuah kotak. Tujuannya agar angin yang dihembuskan dari kipas tidak 27

42 menyebar tetapi menuju ke satu arah. Pemasangan kipas pada saluran pengeluaran dilakukan dengan pengelasan. Sumber tenaga yang digunakan untuk menggerakan kipas adalah baterai atau adaptor 12 volt. Kecepatan udara yang dihasilkan dari kipas sebesar 2.18 m/s dan hembusan itu sudah cukup untuk memisahkan kulit ari dengan bijinya. Gambar 21. Kipas 9. Saluran pengeluaran Saluran pengeluaran berupa bidang miring dengan sudut 45 o, terbuat dari besi plat dengan tebal 1.5 mm. Saluran pengeluaran terdiri dari dua bidang miring yang saling menyilang. Saluran pertama berada tepat dibawah silinder pengupas sehingga kacang langsung jatuh ke sana sedangkan saluran kedua berada dibawah saluran pertama dan ditengah-tengahnya terdapat kipas. Ketika kacang tanah dan kulit arinya akan jatuh dari saluran pertama ke saluran kedua maka kipas yang berada di tengah langsung menghembuskan kulit ari sehingga keluar dari alat. penutup rangka rangka saluran pengeluaran Gambar 22. Saluran pengeluaran 28

43 D. Analisa Teknik Gaya Gesek yang Bekerja pada Silinder Pengupas Gaya gesek akan terjadi ketika kacang tanah bersentuhan langsung dengan silinder pengupas. Selain itu, ada juga gaya pegas yang berasal dari karet spon terhadap biji kacang tanah. Gaya pegas dari karet spon mempengaruhi gesekan antara karet tersebut dengan biji kacang tanah. F p1 F 1 F p2 F2 m g Gambar 23. Diagram Gaya yang Bekerja pada Kacang Tanah Dengan memperhatikan gambar di atas maka gaya yang bekerja terhadap kacang tanah adalah gaya tekan pegas F dan gaya gesek, sehingga : F T = R 1 + R 2...(7) Dengan: 2 R 1 = F R 1 = F Dimana: F T = Gaya gesek total (N) F 1 = Gaya pegas karet pertama (N) F 2 = Gaya pegas karet kedua (N) 1 = Gaya gesek pada silinder pertama(n) 2 = Gaya gesek pada silinder kedua (N) R 1 = Resultan gaya F 1 dan 1 R 2 = resultan gaya F 2 dan 2 Jika diuraikan satu per satu maka gaya gesek yang bekerja adalah: 29

44 (silinder pengupas kiri) (silinder pengupas kanan) Gambar 24. Gaya yang Bekerja antara Kacang Tanah dengan Silinder Gaya gesek terjadi ketika kacang tanah bersentuhan langsung dengan karet pengupas. Besarnya gaya gesek dapat dihitung dengan persamaan (2): = µ N Dimana: 1 = gaya gesek (Newton) µ = koefisien gaya gesek N = gaya normal (Newton) Besarnya gaya tekan pegas yang terjadi adalah F 1 dan F 2. Pada kenyataan yang sebenarnya terdapat banyak gaya menyebar pada semua permukaan karet yang menekan kacang tanah. Tetapi untuk memudahkan perhitungan, penulis mengasumsikan bahwa gaya pegas yang bekerja pada kacang tanah hanya gaya F 1 dan F 2 saja yang merupakan gaya pegas maksimum. Selain itu penulis juga berasumsi bahwa kacang tanah yang dikupas merupakan benda bulat dan kaku sempurna sehingga tidak mengalami elastisitas ataupun perubahan ukuran ketika ditekan. Sehingga, persamaan yang dapat digunakan untuk kondisi di atas adalah: F = k Δx...(8) 30

45 dimana: F k Δx = gaya pegas (Newton) = konstanta pegas (N/m) = simpangan (meter) Untuk mendapatkan nilai konstanta k dilakukan percobaan terhadap karet spon dengan cara memberi gaya tekan kemudian dimasukkan kedalam persamaan k = m g/ Δx sehingga didapatkan nilai simpangannya. Pada percobaan, digunakan karet spon dengan tebal mula-mula 10 mm, kemudian diberi beban sebesar 1500 gram sehingga tebalnya menjadi 9 mm. Dengan kalimat matematis dapat dituliskan: xo = 10 mm = 10-2 m x 1 = 9 mm = 9 x 10-3 m Δx = 1 mm = 10-3 m m = 1500 garm = 1.5 kg g = 9,81 m/s 2 dengan menggunakan persamaan 8, maka: k = m g/ Δx = 1.5 x 9.81 /10-3 = 1470 N/m Gaya pegas dari karet spon yang bekerja terhadap kacang tanah adalah: F = k Δx Untuk mendapatkan nilai Δx: diameter rata-rata kacang tanah = 7.05 mm jarak optimal antara dua silinder = 5.5 mm Diameter kacang tanah lebih besar daripada jarak antara dua silinder, dengan begitu terjadi simpangan pada karet spon. Oleh karena itu diasumsikan besarnya simpangan minimal pada dua buah karet spon adalah mm = 1.55 mm. Dengan demikian besarnya Δx pada salah satu karet spon adalah 1.55 mm/2 = mm 0.8 mm 31

46 Jadi, besarnya gaya pegas dari salah satu permukaan karet spon adalah: F = k Δx F = 1470 N/m x (8 x 10-4 m) F = N Karena jenis karet sama dan simpangan juga sama maka: F 1 = F 2 = F =1.176 N Besarnya gaya gesek adalah: Hasil penelitian yang dilakukan oleh salah satu dosen TEP menyebutkan bahwa besarnya koefisien gesek statis antara kacang tanah dengan karet adalah 0.8. Diasumsikan besarnya koefisien gaya gesek dinamis sekitar ¼ dari koefisien gaya gesek statisnya. Maka besarnya µ adalah 0.2. Pada percobaan pendahuluan didapat bobot rata-rata tiap satu butir kacang tanah adalah 0.4 gram. Namun saat terjadi gesekan, kacang tanah yang dikupas mendapat gaya berat dari kacang tanah yang berada di atasnya. Dalam hal ini, penulis mengasumsikan bahwa besarnya beban dari kacang tanah yang berada diatasnya adalah sekitar 500 gram untuk satu kali pengupasan optimum, maka: 1 = µ N 1 = µ [(m kacang + m beban ) g] = 4.91 N Dalam hal ini semua parameter antara pengupas kiri dan kanan sama, maka dapat dikatakan bahwa: 1 = 2 = 4.91 N Setelah diketahui 1, 2, F 1 dan F 2, maka: 2 R 1 = F R 2 = F = = R 1 = 5.05 N R 2 = 5.05 N Jadi F T = R 1 + R 2 = 10.1 N 32

47 V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Penanganan Awal Kacang Tanah Proses pengupasan kulit merupakan salah satu proses penting dalam dalam rangkaian proses penanganan kacang tanah dan dilakukan dengan maksud untuk memisahkan biji kacang tanah dari kulit arinya. Namun sebelum melakukan proses pengupasan dengan alat terlebih dahulu harus memperhatikan bentuk dan sifat fisik dari kacang tanah tersebut. Pengetahuan akan sifat fisik kacang tanah merupakan konsep dasar yang penting dalam merancang alat pengupas, karena hal ini akan menentukan efisiensi alat dalam pengoprasian nantinya. Salah satu sifat fisik kacang tanah yang penting untuk diperhatikan adalah ukuran dimensi dan bobot serta kadar airnya. Pada tahap penelitian pendahuluan telah dilakukan pengukuran terhadap sampel kacang tanah dan didapat hasil bahwa rata-rata bobot tiap satu butir kacang tanah adalah 0.4 gram sedangkan diameter rata-ratanya adalah 7.05 mm (dapat dilihat pada lampiran 4). Diameter yang diukur merupakan diameter yang tegak lurus terhadap bidang gesekan. Kadar air kacang tanah diukur sebelum mengalami proses pengeringan yaitu dengan alat Digital Moisture Meter MODEL TD-1 dan didapat nilai kadar air sebesar %. Setelah diketahui ukuran dan kadar airnya maka akan lebih mudah untuk proses selanjutnya. Dengan mengetahui diameter rata-rata kacang tanah maka akan memudahkan penulis untuk mengatur jarak antara silinder pengupas agar jaraknya tidak terlalu renggang ataupun tidak terlalu rapat. Selain itu, kadar air awal kacang tanah akan memudahkan penulis untuk menentukan interval waktu selama penyangraian. Alat pengupas ini digunakan untuk memudahkan manusia dalam proses pengupasan kulit ari kacang tanah. Oleh karena itu, alat pengupas harus memiliki nilai efektivitas dan efiseinsi yang lebih tinggi daripada pengupasan yang dilakukan secara manual baik dari segi waktu, tanaga maupun produktivitas. Pada dasarnya penelitian ini membandingkan proses pengupasan dengan menggunakan alat dan tanpa alat (manual). Seperti yang telah disebutkan di awal bahwa pengupasan kulit ari kacang tanah secara manual menghasilkan kapasitas produksi 33

48 sebesar 4.2 kg/jam/orang dan menyebabkan butir belah sekitar 35 %. Hal itu dipandang kurang efektif dan efisien karena menghambat produktivitas dan menimbulkan kejerihan kerja bila dilakukan terus-menerus. Penggunaan alat pengupas ini dinilai lebih ergonomis dan memberikan kenyamanan terhadap penggunannya. Untuk membandingkan hasil pengupasan kulit ari kacang tanah dengan menggunakan alat dan tanpa alat harus memperhatikan kondisi kacang tanah yang sama. Perlu diperhatikan di sini adalah kondisi disaat kacang tanah dikupas dengan tangan, kondisi kacang tanah harus mudah dikupas. Biasanya untuk memudahkan proses pengupasan sebagian besar dari masyarakat memberikan proses penanganan terlebih dahulu yaitu dengan proses penyangraian (menggoreng tanpa minyak), merendam kacang tanah dengan air panas ataupun menjemur kacang tanah selama berhari-hari di bawah terik matahari. Semua itu dilakukan untuk mempermudah proses pengelupasan kulit ari dari bijinya. Oleh karena itu, proses pengupasan kulit ari dengan alat pengupas harus pula melewati penanganan awal terlebih dahulu. Kacang tanah yang akan dikupas dengan alat adalah kacang tanah yang kulit arinya bisa dengan mudah dikupas oleh tangan. Apabila kacang tanah tersebut sulit untuk dikupas dengan tangan maka akan sulit pula jika menggunakan alat sekalipun. Penanganan awal kacang tanah sebelum dilakukan pengupasan sangat penting karena akan mempengaruhi hasil akhir pengupasan. Proses tersebut bertujuan untuk menurunkan kadar air kacang tanah sehingga lebih kering. Dengan begitu kulit ari akan lebih mudah dilepaskan dibandingkan ketika dalam keadaan kadar air yang lebih tinggi. Oleh karena itu penanganan awal dilakukan untuk memudahkan pengupasan dengan alat. Proses penurunan kadar air kacang tanah dapat dilakukan dengan beberapa cara, baik secara alami yaitu dijemur dibawah sinar matahari ataupun tidak alami seperti disangrai ataupun dioven. Namun dalam hal ini, penulis memilih cara yang paling praktis dan sesuai untuk pengujian alat yaitu dengan proses penyangraian. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses penyangraian ini yaitu suhu dan lama waktu penyangraian. Lamanya waktu penyangraian begitu penting karena berhubungan dengan kondisi fisik biji kacang. 34

49 Untuk kondisi disini, suhu penyangraian tidak terlalu diperhatikan karena semua kacang tanah diberikan kondisi suhu yang sama sedangkan waktunya saja yang diberikan perlakukan berbeda. Lamanya waktu penyangraian digolongkan menjadi empat perlakuan berbeda terhadap kacang tanah yang akan diolah, yaitu penyangraian selama 5 menit, 10 menit, 15 menit dan 20 menit. Pada penelitian ini, alat pemanas yang digunakan untuk menyangrai kacang adalah kompor gas dengan penggorengan (wajan) yang terbuat dari alumunium dengan diameter sekitar 33 cm. Waktu penyangraian dimulai ketika wajan telah benar-benar panas dengan suhu permukaan wajan mencapai 86 o C. Pada proses penyangraian, mula-mula kacang tanah ditimbang terlebih dahulu sebanyak 1000 gram kemudian dibagi-bagi menjadi 250 gram untuk sekali penyangraian. Setelah itu baru disangrai di atas wajan. Penyangraian pertama dilakukan selama 5 menit sambil dibolak-balik agar tidak gosong. Hasilnya, ada beberapa kacang tanah yang mudah untuk dikupas tetapi sebagian besar masih sulit untuk dikupas. Hal ini dikarenakan kadar airnya masih tinggi sehingga kulit arinya masih merekat dengan kuat terhadap bijinya. Selanjutnya pada penyangraian selama 10 menit, kulit ari kacang tanah sudah mulai gampang terkupas. Kulit ari lebih kering dan belum mengalami perubahan warna. Kemudian disusul penyangraian selama 15 menit ternyata memberikan kemudahan yang lebih dibandingkan dua perlakukan sebelumnya. Terakhir, dilakukan penyangraian selama 20 menit tetapi hasilnya banyak kulit ari yang sudah terkelupas dengan sendirinya. Selain itu, warna kacang tanah telah berubah menjadi kuning kecoklat-coklatan. Hal itu terjadi karena proses penyangraian terlalu lama sehingga merusak sifat fisik kacang tersebut. Disisi lain, produk akhir yang diinginkan adalah kacang tanah yang terbebas dari kulit arinya tanpa mengalami perubahan warna aslinya. Oleh karena itu, proses penyangraian selama 20 menit tidak diteruskan sehingga kacang tanah yang dipakai untuk uji performansi hanya sampai penyangraian selama 15 menit saja. 35

50 Gambar 25. Penyangraian Kacang Tanah Perubahan warna pada kacang tanah selama proses penyangraian dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah alat pemanas, wadah yang digunakan untuk menyangrai dan jumlah kacang tanah yang disangrai. Penyangraian yang dilakukan oleh alat pemanas berupa kompor gas akan berbeda dengan pemanasan yang dilakukan oleh kompor minyak ataupun tungku berbahan bakar kayu. Demikian pula dengan jumlah kacang yang disangrai, semakin banyak kacang yang disangrai maka proses pemanasannya akan semakin lama. Sebaliknya, semakin sedikit kacang yang disangrai maka semakin cepat proses pemanasannya. Gambar 27. Wajan dan Kompor yang Digunakan pada Penyangraian B. Rancangan Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah Dalam proses rancang bangun alsin meliputi beberapa kegiatan yaitu pembutan pra rancangan, rancangan dan perakitan prototipe. Rancangan yang dibuat berupa alsin pengupas kulit ari kacang tanah tipe engkol dan pemilihan 36

51 bahan disesuaikan dengan sifat dan karekteristik biji kacang tanah. Hasil yang diperoleh dari penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa cara terbaik untuk pengupasan ini yaitu dengan sistem kering. Mekanisme pengupasan kulit ari kacang tanah dilakukan melalui pemanasan pada suhu dan waktu yang telah ditentukan sebelumnya. Secara umum, alat pengupas ini terdiri dari dua bagian utama yaitu pengupas dan rangka alat. Namun disamping bagian utama, ada juga bagianbagian penunjang yang harus diperhatikan karena ikut mempengaruhi kinerja alat. Pengupas berbentuk silinder yang dilapisi oleh karet dengan ketebalan 8 mm. Karet yang dipilih berupa karet spon karena teksturnya yang sedikit kasar cocok sekali untuk memberikan gaya gesek maksimum terhadap kacang tanah. Selain itu, karet spon cukup elastis sehingga diharapkan tidak menghancurkan atau memecahkan kacang tanah yang akan dikupas. Dalam alat pengupas ini dibuat dua buah silinder pengupas dengan ukuran yang berbeda. Silinder pertama berdiameter 50 mm dan silinder kedua berdiameter 65 mm. Pemilihan dua buah silinder dimaksudkan agar terjadi gesekan di dua buah sisi kacang tanah sehingga mudah terlepas. Namun perlu diperhatikan bahwa kecepatan putar tiap pengupas harus berbeda agar diperoleh hasil kupasan optimal. Oleh karena itu dirancanglah dua buah silinder pengupas dengan ukuran diameter yang berbeda. Disamping itu, dibuat sistem transmisi dari karet seperti yang dapat dilihat pada gambar 21 sehingga laju putar kedua pengupas akan berbeda. Pengoperasian alat ini dilakukan dengan tenaga manusia menggunakan engkol. Mekanisme pengupasan pada alat ini terjadi karena danya gesekan antara kacang tanah dengan permukaan silinder pengupas. Gesekan terjadi di dua buah sisi permukaan kacang tanah karena pengupas bergerak dua-duanya. Jarak antara dua buah silinder pengupas harus lebih kecil dari diameter kacang tanah yang akan dikupas. Namun jika jaraknya terlalu sempit maka bukan hanya mengupas kulit arinya saja melainkan juga merusak dan menghancurkan biji kacang tanah tersebut. Oleh karena itu harus diukur jarak yang paling optimum agar kacang tanah terkupas dengan baik dan tidak belah. 37

52 Data hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa rata-rata diameter kacang tanah yang dipakai untuk penelitian adalah 7.05 mm. Dengan melihat ukuran diameter biji kacang maka jarak dua pengupas harus kurang dari 7.05 mm. Dengan menggunakan metode Trial and Error jarak antara pengupas digesergeser mulai dari jarak 4 mm sampai 7 mm. Pada jarak 4 mm kacang tanah yang masuk ke dalam pengupas banyak yang mengalami belah dikarenakan jaraknya yang terlalu sempit. Sedangkan pada jarak renggang 7 mm banyak sekali kacang tanah yang lolos dan tidak terkupas. Oleh sebab itu, jarak optimum berada diantara 4 mm 7 mm. Selanjutnya jarak antara pengupas digeser sedikit demi sedikit sampai akhirnya mencapai jarak yang ideal. Selanjutnya didapat bahwa jarak yang paling ideal adalah dalam kisaran 5.5 mm. Hasil yang diinginkan dari pengupasan kulit ari kacang tanah tentu saja dengan persentase kacang tanah pecah yang sedikit. Untuk mandapatkan hasil itu, karet pengupas harus memiliki elastisitas yang cukup. Dengan demikian, kacang tanah yang masuk melewati pengupas akan mengalami takanan yang minimum seperti pada pegas namun gesekannya tetap optimum. Pada dasarnya sistem pengupas dengan roll menggunakan prinsip tekanan dan gesekan. Tentu saja gesekan yang paling optimum akan tercapai pada saat kering sehingga kacang tanah diberikan perlakuan terlebih dahulu. Terkupasnya kulit ari disebabkan oleh gesekan dan tekanan dari silinder pengupas. Namun jika tekanan yang diberikan melampaui batas dari kekuatan tekan kacang tanah maka kacang tanah tersebut akan terbelah karena tidak mampu menahan tekanan dari luar. Oleh sebab itu dalam perancangan dan pembuatan alat ini yang penting diperhatikan adalah meminimumkan tekanan dan mengoptimumkan gesekan. Salah satu kelebihan alat ini adalah dilengkapi dengan kipas atau blower sehingga kacang tanah yang keluar dari alat ini sudah terpisah dari kulit arinya. Pada alat ini, tidak diperlukan lagi proses penapian untuk memisahkan kulit ari dengan bijinya sehingga kegunaanya lebih praktis. Kecepatan angin yang keluar dari kipas dihitung dengan anemometer dan menunjukkan angka 2.18 m/s. Kecepatan angin sebesar itu telah cukup untuk menghembuskan kulit ari. 38

53 Gambar 27. Anemometer C. Uji Performansi Alat pengupas Kulit Ari Kacang Tanah Sebelum dilakukan uji performansi, kacang tanah harus disangrai terlebih dahulu. Penyangraian dilakukan dengan waktu yang berbeda-beda yaitu 5 menit, 10 menit dan 15 menit. Pada penelitian ini, alat pemanas yang digunakan untuk menyangrai kacang adalah kompor gas dengan penggorengan (wajan) yang terbuat dari alumunium dengan diameter sekitar 33 cm. Waktu penyangraian dimulai ketika wajan telah benar-benar panas dengan suhu permukaan wajan mencapai 86 o C. Kadar air awal sebelum penyangraian adalah 10.15% sedangkan kadar air setelah penyangraian ditunjukkan dalam tabel dibawah ini. Tabel 3. Kadar Air Kacang Tanah Setelah Penyangraian Lama Penyangraian Kadar Air 5 menit 8.03% 10 menit 6.21% 15 menit 4.53% Kadar air kacang tanah sangat dipengaruhi oleh lamanya waktu penyangraian. Tabel 3 menunjukkan bahwa semakin lama penyangraian maka kadar airnya pun semakin rendah. Pada alat pengupas, diperlukan kacang tanah kering dengan kadar air yang minimum. Kacang tanah dengan kadar air yang kecil lebih mudah untuk dikupas. Jika dilihat dari tabel maka penyangraian selama 15 menit menunjukkan nilai kadar air yang paling rendah. Sebenarnya jika 39

54 penyangraian ditingkatkan lagi menjadi 20 menit maka dihasilkan kadar air yang lebih rendah dan pengupasanpun semakin mudah. Akan tetapi pada kondisi tersebut kacang tanah telah mengalami perubahan warna menjadi kuning kecokatan dan menimbulkan bau gosong. Pada dasarnya proses penyangraian bertujuan untuk mengurangi kandungan air yang ada dalam kacang tanah. Namun secara tidak disadari, proses penyangraian juga mengakibatkan celah pada kedua keping lembaga kacang tanah menjadi merenggang. Semakin sedikit kadar air yang tekandung dalam kacang tanah maka daya rekat atau daya ikat antara kedua keping lembaga semakin berkurang. Oleh karena itu, semakin lama penyangraian menyebabkan keping lembaga semakin merenggang bahkan belah dengan sendirinya. Hasil uji performansi alat pengupas kulit ari kacang tanah dapat dilihat pada tabel 4, 5 dan 6 di lampiran. Tabel 4, 5 dan 6 menyajikan data hasil pengujian alat pengupas. Setiap perlakukan waktu, dilakukan 10 kali ulangan (satu kali ulangan menggunakan 100 gram kacang tanah) untuk mendapatkan parameter yang diinginkan. Paremeter yang dihitung meliputi waktu pengupasan, kapasitas, bobot kacang tanah yang terkupas (utuh maupun belah) dan tidak tekupas, efektivitas dan efisiensi alat. Dari ketiga tabel yang disajikan atas terlihat bahwa pengupasan kacang tanah sebanyak 100 gram membutuhkan waktu ratarata kurang dari 11 detik. Setelah mendapatkan data parameter waktu maka dapat dihitung kapasitas alat pengupas dan didapatkan nilai kapasitas pengupasan sekitar 35 kg/jam dengan persentase belah sekitar 35%. Bila melihat nilai kapasitas pengupasannya maka penggunaan alat ini dapat meningkatkan produktivitas. Bisa dibandingkan jika menggunakan tenaga manual hanya dapat menghasilkan produk dengan kapasitas 4.2 kg/jam/orang. Tabel 4 menunjukkan hasil uji pengupasan kacang tanah yang telah mengalami proses penyangraian selama 5 menit dengan menggunakan alat pengupas. Setiap proses pengupasan per 100 gram kacang tanah yang terkupas hanya 27% saja dan selebihnya masih belum bisa terkupas dengan baik. Hal itu sangat jauh dari harapan awal yang menginginkan presentase pengupasan lebih dari 50%. Lama penyangraian selama 5 menit dirasa kurang efektif bila melihat hasil yang diperoleh. Kemungkinan besar kadar airnya masih terlalu tinggi 40

55 sehingga banyak yang tidak bisa terkupas dengan alat. Kulit ari kacang tanah masih melekat dengan kuat pada bijinya. Gambar 28. Kacang Tanah Hasil Pengujian Kemudian pengujian dilanjutkan pada kacang tanah yang telah mengalami penyangraian selama 10 menit. pengujian dan hasilnya seperti yang terlihat pada tabel 5. Kacang tanah sudah mulai banyak terkupas dengan efektivitas kerja alat mencapai 64.8%. Kadar air kacang tanah sudah cukup optimum untuk proses pengupasan karena daya rekat kulit ari pada bijinya semakin berkurang sehingga proses pengupasan semakin mudah. Kacang tanah yang terkupas lebih banyak dan kurang dari 40% sisanya masih belum terkupas dengan sempurna. Namun efektivitasnya lebih baik dibandingkan dengan.perlakuan pertama tadi. Sedangkan nilai efisiensinya hanya mencapai 53.73%, artinya dari setiap kacang tanah yang terkupas ada sekitar 46% yang belah. kacang tanah terkupas belah Kacang tanah terkupas utuh kacang tanah tidak terkupas Gambar 29. Perbandingan Kacang yang Terkupas dan Tidak Terkupas 41