PENENTUAN ENERGI SPESIFIK PROTOTIPE EVAPORATOR TIPE FALLING FILM PADA PROSES PEMEKATAN LARUTAN GELATIN. Oleh MOHAMAD SUJAI F

Transkripsi

1 PENENTUAN ENERGI SPESIFIK PROTOTIPE EVAPORATOR TIPE FALLING FILM PADA PROSES PEMEKATAN LARUTAN GELATIN Oleh MOHAMAD SUJAI F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

2 PENENTUAN ENERGI SPESIFIK PROTOTIPE EVAPORATOR TIPE FALLING FILM PADA PROSES PEMEKATAN LARUTAN GELATIN SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : MOHAMAD SUJAI F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PENENTUAN ENERGI SPESIFIK PROTOTIPE EVAPORATOR TIPE FALLING FILM PADA PROSES PEMEKATAN LARUTAN GELATIN SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : MOHAMAD SUJAI F Dilahirkan di Jakarta, 4 Februari 1985 Tanggal lulus : Agustus 2007 Menyetujui, Bogor, Agustus 2007 Prof. Dr. Kamaruddin Abdullah, MSA Dosen Pembimbing I Ir. Harianto, M.Si Dosen Pembimbing II Mengetahui, Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Ketua Departemen Teknik Pertanian

4 Mohamad Sujai. F Penentuan Energi Spesifik Prototipe Evaporator Tipe Falling Film Pada Proses Pemekatan Larutan Gelatin. Dibawah bimbingan Prof. Dr. Kamaruddin Abdullah, MSA dan Ir. Harianto, M.Si. RINGKASAN Gelatin merupakan suatu produk yang diperoleh dari hidrolisis parsial kolagen yang berasal dari kulit, jaringan ikat dan tulang hewan. Gelatin yang beredar di pasaran terdiri dari gelatin tipe A dan tipe B. Pada prinsipnya perbedaan proses pembuatan gelatin tipe A dan tipe B adalah pada proses perendamannya. Dalam pembuatan gelatin tipe A, bahan baku diberi perlakuan perendaman dalam asam, terutama pada bahan baku dari kulit babi. Sedangkan gelatin tipe B direndam dalam larutan basa atau biasa disebut proses basa (alkali), terutama pada bahan baku dari kulit dan tulang sapi. Kegunaan utama gelatin adalah untuk mengubah cairan menjadi padatan yang elastis atau mengubah bentuk sol menjadi gel. Dalam industri pangan, gelatin digunakan sebagai stabilizer, emulsifier dan untuk memperbaiki tekstur makanan. Pada industri non pangan, gelatin digunakan untuk pembuatan cangkang kapsul, tablet, fotografi, bahan perekat (lem) dan pelapis kertas. Kebutuhan akan gelatin di Indonesia selama ini masih bergantung pada impor gelatin dari negara-negara Eropa, Amerika dan Australia. Penggunaan tulang dan kulit babi pada produksi gelatin di negara-negara tersebut menjadi kendala bagi penduduk Indonesia yang mayoritas muslim. Pada proses produksi gelatin, tahap evaporasi merupakan tahap yang kritis dilihat dari segi konsumsi energi. Hasil evaporasi harus memenuhi kadar air yang telah ditentukan, karena akan menentukan sifat produk pada proses selanjutnya, yaitu ekstrusi dan pengeringan. Sifat produk ini berkaitan dengan gel strength dan warna gelatin yang dihasilkan, dimana gelatin sangat sensitif terhadap suhu tinggi. Laju evaporasi tertinggi sebesar 0.61 liter/menit terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit. Sedangkan nilai laju evaporasi paling rendah terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit, dengan nilai sebesar 0.44 liter/menit. Semakin besar debit input bahan, maka semakin besar laju evaporasi. Rata-rata laju evaporasi terbesar terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit, yaitu sebesar 0.58 liter/menit. Sedangkan ratarata laju evaporasi paling rendah terjadi pada percobaan dengan input bahan 1 liter/menit, yaitu sebesar 0.49 liter/menit. Nilai ekonomi steam tertinggi sebesar 0.87 liter air yang diuapkan/kg steam terjadi pada percobaan dengan input bahan 1.8 liter/menit. Sedangkan nilai ekonomi steam paling rendah terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit, yaitu sebesar 0.73 liter air yang diuapkan/kg steam. Rata-rata nilai ekonomi steam terbesar terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit, yaitu sebesar 0.86 liter air yang diuapkan/kg steam. Pada percobaan dengan debit 1 liter/menit, rata-rata nilai ekonomis steam-nya merupakan nilai yang paling rendah, yaitu sebesar 0.77 liter air yang diuapkan/kg steam. Konsumsi energi listrik paling rendah sebesar 0.19 kwh/liter uap evaporasi terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit. Sedangkan konsumsi energi listrik tertinggi terjadi pada percobaan dengan debit

5 input bahan 1 liter/menit, yaitu sebesar 0.26 kwh/liter uap evaporasi. Rata-rata konsumsi energi listrik tertinggi terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit, yaitu sebesar 0.24 kwh/liter uap evaporasi. Sedangkan rata-rata konsumsi energi listrik paling rendah terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit, yaitu sebesar 0.20 kwh/liter uap evaporasi. Konsumsi bahan bakar tertinggi yaitu sebesar 0.13 liter/liter uap evaporasi terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit. Sedangkan konsumsi bahan bakar paling rendah terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit, yaitu sebesar 0.10 liter/liter uap evaporasi. Rata-rata konsumsi bahan bakar tertinggi sebesar 0.12 liter/liter uap evaporasi terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit. Sedangkan rata-rata konsumsi bahan bakar paling rendah terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit dan 1.4 liter/menit, yaitu sebesar 0.11 liter/liter uap evaporasi. Energi spesifik proses evaporasi paling rendah yaitu sebesar 4.40 MJ/liter uap evaporasi terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit. Sedangkan energi spesifik paling tinggi terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit, yaitu sebesar 4.92 MJ/liter uap evaporasi. Pada debit input bahan 1.4 liter/menit, enrgi spesifiknya sebesar 4.66 MJ/liter uap evaporasi. Nilai efisiensi tertinggi terjadi pada percobaan dengan input bahan 1.8 liter/menit, yaitu sebesar 56.29%. Sedangkan nilai efisiensi paling rendah sebesar 42.03% terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit. Rata-rata nilai efisiensi tertinggi terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1.8 liter/menit, yaitu sebesar 52.99%. Sedangkan rata-rata nilai efisiensi paling rendah sebesar 47.68% terjadi pada percobaan dengan debit input bahan 1 liter/menit. Dari hasil perhitungan persamaan pindah massa, didapatkan nilai konstanta sebesar dan koefisien pindah massa sebesar 6.29 x 10-5 kg/m 2 s. Diameter, panjang pipa, dan jumlah pipa nilainya tetap, sedangkan nilai laju massa dapat diubah sesuai perlakuan. Persamaannya menjadi sebagai berikut : 4 s X = exp m& Nilai deviasi yang dihasilkan kurang dari 5%, sehingga nilai koefisien pindah massa dan persamaan ini cukup akurat untuk digunakan memprediksi nilai kadar air yang akan dihasilkan dari proses evaporasi. Untuk mencapai kadar air 75%, pada debit 1 liter/menit dibutuhkan 24 kali sirkulasi bahan, pada debit 1.4 liter/menit dibutuhkan 34 kali sirkulasi bahan dan pada debit 1.8 liter/menit dibutuhkan 44 kali sirkulasi bahan.

6 RIWAYAT HIDUP Mohamad Sujai dilahirkan di Jakarta pada tanggal 4 Februari 1985, merupakan anak ke 2 dari 3 bersaudara, putra pasangan Suyono dan Kastonah. Memulai pendidikan di SDN Pesanggrahan 08 Petang lulus tahun 1997, melanjutkan ke SLTPN 177 Jakarta lulus tahun Melanjutkan di SMUN 47 Jakarta lulus tahun Pendidikan dilanjutkan di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI) pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis sempat aktif di organisasi kampus, seperti KITA dan ILUNI 47. Penulis juga sempat menjadi asisten mata kuliah Pengantar Matematika dan Kalkulus I tahun ajaran 2004/2005. Pada tahun 2006 penulis mengikuti kegiatan praktek lapangan di PTPN VIII Perkebunan Teh Gunung Mas, Bogor. Topik yang diambil MEMPELAJARI ALIRAN ENERGI PADA PROSES PENGOLAHAN TEH HITAM DI PTPN VIII PERKEBUNAN GUNUNG MAS BOGOR. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis melakukan penelitian yang berjudul PENENTUAN ENERGI SPESIFIK PROTOTIPE EVAPORATOR TIPE FALLING FILM PADA PROSES PEMEKATAN LARUTAN GELATIN. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Kamaruddin Abdullah, MSA dan Ir. Harianto, M.Si.

7 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kekuatan, kesabaran dan nikmat sehat sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Penentuan Energi Spesifik Prototipe Evaporator Tipe Falling Film Pada Proses Pemekatan Larutan Gelatin. Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam melaksanakan penelitian mulai dari persiapan, pelaksanaan hingga penyusunan skripsi ini, yaitu : 1. Bapak Prof. Dr. Kamaruddin Abdullah, MSA sebagai dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama ini. 2. Bapak Ir. Harianto, M.Si sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak membantu selama penyusunan skripsi. 3. Bapak Dr. Ir. Suroso, M.Agr sebagai dosen penguji atas segala masukannya dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Bapak dan Mama atas setiap dukungan dan doa yang selalu memberikan semangat kepada penulis selama ini, semoga karya kecilku ini dapat membahagiakan kalian. Kakakku Puasih dan Adikku Nurhasanah, terima kasih atas dukungan dan doanya. 5. Teman satu lokasi penelitianku Kiki, terima kasih atas segala bantuannya selama penelitian. 6. Pak Muharam, Mba Maya dan Karsa yang telah banyak membantu selama penelitian di Citeureup. 7. Dodo, Riris, Sulikah, Amna, Elly, Diah Esti, Khafid, Suharjo, Abon, Raning, Irwan dan seluruh teman-teman satu lab Energi atas segala bantuan dan dukungannya. 8. Teman-teman kosan : Ferianto, Nunus, Fatih, Asrofi, Bilal, Irwan, Yohanes dan yang lainnya, terima kasih atas bantuannya. 9. Kindi, I in, Sari, Taufik, Tari, Hanif, Hasyim, Nana, Dedi dan seluruh TEP 40 atas segala bantuan, dukungan dan kebersamaannya selama ini. 10. Mas Firman dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, terima kasih atas bantuannya. i

8 Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam skripsi ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pihak yang memerlukan. Bogor, Agustus 2007 Penulis ii

9 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR SIMBOL... vii DAFTAR LAMPIRAN... ix I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. Evaporasi... 5 B. Evaporator... 6 C. Gelatin... 8 D. Proses Produksi Gelatin III. BAHAN DAN METODE A. Waktu dan Tempat B. Alat dan Bahan C. Prosedur Percobaan D. Data Percobaan IV. TEORI A. Perhitungan Performansi Teknis B. Koefisien Pindah Massa iii

10 V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Performansi Evaporator. 31 B. Efisiensi Energi.. 42 C. Koefisien Pindah Massa. 44 VI. KESIMPULAN DAN SARAN.. 52 A. Kesimpulan 52 B. Saran.. 53 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iv