BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gambaran Umum Hampir setiap orang gemar mengkonsumsi buah pisang. Oleh karena itu, pisang dianggap sebagai komuditas penting sehingga ada lembaga dunia yang mengurusi masalah pisang yaitu International Network for Improvement of Banana and Plantain (INIBAB). Lembaga ini didirikan oleh International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI) yang berkedudukan di Montpellier, Perancis. Jaringan kerjasama melalui INIBAP cukup luas, khususnya mengenai penelitian ketahanan penyakit layu fusarium. 2.1.1 Produksi Pisang Belum Memenuhi Kebutuhan Produksi pisang diindonesia rata-rata 3,2 juta ton per tahun. Diperkirakan 1,5 juta ton diantaranya merupakan pisang meja untuk konsumsi segar. Bila diasumsikan sekitar 60 % (120 juta) konsumsi pisang hanya 12,5 Kg/orang/tahun atau 34,2 g/orang/hari. Padahal rata-rata berat pisang ambon kuning saja sekitar 100 g. ini berarti kemampuan penyediaan buah pisang untuk konsumsi buah meja saja sangat kecil karena masih jauh dibawah berat rata-rata buah pisang. Untuk mengetahui produksi pisang di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Produksi pisang di Indonesia 2.1.2 Faktor Pendukung Keberhasilan Budidaya Pisang Pada umumnya petani diindonesia belum menuasai sifat usaha tani sehingga penjualan hasil produksi masih dapat dikuasai pedagang atau pengumpul (tengkulak). Salah satu penyebabnya ialah petani belum mampu menghasilkan produksi sesuai criteria pasar swalayan atau ekspor. Oleh karena mutu hasil masih rendah, buah
pisang yang dihasilkan pun hanya bias terjual pada pedagang atau tengkulak untuk pasar local atau pasar domestic. Dalam budidaya pisang berorientasi pasar swalayan atau ekspor, petani dituntut harus mendalami criteria mutu yang diinginkan konsumen. Tujuannya ialah agar produksinya mampu bersaing. Tentu saja hal ini dapat dicapai dengan cara petani harus serius menangani usaha taninya. Ada banyak kendala yang dapat menghambat keberhasilan usaha lebih banyak diserahkan pada kemurahan alam. Pada budidaya tradisional, mutu buah umumnya kurang diperhatikan, hanya produksi tinggi saja yang diharapkan. Petani berharap tandan buahnya panjang dengan uleran (buah) besar. Padahal untuk pasar supermarket (swalayan) dan ekspor, mutu buah sangat diperhatikan sesuai criteria standar tertentu. Dalam pembudidayaan pisang berorientasi pasar dengan cakupan luas (tingkat konsumen menengah keatas), ada banyak kendala yang akan dihadapi petani. Salah satunya ialah harga. Harga pisang yang murah ditingkat petani menyebabkan petani enggan merawat tanamannya dengan baik. Petani beranggapan bahwa semua tingkatan mutu buah akan habis dijual. Akibatnya petani akan merugi karena harga jual tidak seimbang dengan biaya produksi. 2.1.3 Aneka produk olahan tepung pisang Berbagai produk olahan dapat dibuat dari tepung pisang, diantaranya adalah : 1. Bubur balita Pembuatan bubur balita, ada 3 macam yaitu tepung pisang yang dicampur dengan tepung beras (PIRAS), tepung terigu (PIGU) atau tepung kacang ijo (PIJO).
Adapun komposisi bubur bayi ini adalah 40% tepung pisang, 30% tepung beras/tepung terigu/tepung kacang ijo, 30% tepung susu, kemudian ditambah dengan gula sebanyak 10% dari total berat tepung. Pembuatan bubur balita dilakukan dengan cara mencampur tepung, susu dan gula. Tambahkan air dan campur hingga merata. Masak diatas api kecil sambil diaduk terus hingga matang/mengental. 2. Cheese stick asin Bahan baku kue kering cheese stick asin, dibuat dari campuran 25% tepung pisang + 58% tepung terigu + 17% tepung tapioka, kemudian dicampur dengan tambahan bahan lain yaitu margarine, telur, bumbu dan air. Semua bahan dibuat adonan, kemudian dibuat lembaran tipis dan dipotong kecil panjang seperti stick, setelah itu digoreng. 3. Cake Pembuatan cake dari bahan baku 100% tepung pisang. Tepung pisang dicampur dengan bahan tambahan lain (margarine, gula aren, selai kacang tanah, madu, telur, coklat bubuk, kismis, dan buah cherry). Proses pengadonan dilakukan dengan mixer, sedang proses pemasakan menggunakan oven. Kue cake dari tepung pisang mempunyai tekstur agak remah, oleh karena itu dapat pula dicampur dengan tepung terigu. 4. Aneka kue kering Kue kastengels, kue putri salju, kue janhagel, cake black forest, cake keju dapat dibuat dari bahan baku tepung pisang dan tepung terigu dengan perbandingan 50%:50%.
5. Mie Pembuatan mie, dengan komposisi 20% tepung pisang dan 80% tepung terigu, dengan bahan tambahan lain yaitu garam, soda abu, telur, dan air. Semua bahan dibuat adonan, dibentuk lembaran menggunakan alat pembuat mie, dipotong bentuk mie, dan direbus. Penggunaan tepung pisang pada pembuatan mie hanya sebanyak 20%, hal ini disebabkan karena tekstur mie yang harus bersifat kenyal. 2.2 Teknologi Proses Pisang dapat diolah dan diawetkan menjadi berbagai bentuk hasil olahan diantaranya saus pisang, sale pisang, sari buah pisang, anggur pisang, dodol pisang, keripik pisang, tepung pisang dan jam/selai pisang serta hasil olahan lainnya. Tepung pisang dibuat dari buah pisang yang mentah, yang cara pembuatannya mudah dan sederhana. Pada dasarnya semua jenis pisang dapat diolah menjadi tepung pisang. Untuk memperoleh tepung yang baik diperlukan buah pisang yang cukup tua. Tepung pisang yang terbuat dari pisang kepok sangat baik hasilnya, warna tepungnya putih dan menarik. Berikut ini disampaikan cara pembuatan tepung pisang. Bahan yang diperlukan : Pisang kepok yang mengkal tetapi cukup tua Alat yang diperlukan 1. Pisau 2. Alat perajang 3. Alat penghancur/penggiling
gambar 2.1 Untuk mengetahui Bagan alir Proses Pembuatan tepung pisang terdapat pada Pisang Kepok Tua Mengkal Dikukus Dikupas Limbah cair dibuang Limbah padat dibuang Diiris Dijemur Penggilingan Tepung Pisang Gambar 2.1 Bagan Alir Pembuatan Tepung Pisang 2.3 Prinsip Kerja Pada dasarnya semua jenis pisang dapat diolah menjadi gaplek, hanya saja untuk mendapatkan gaplek dan tepung yang baik diperlukan buah pisang yang mentah maupun cukup tua. Gaplek dan tepung pisang yang terbuat dari pisang kepok
sangat baik hasilnya dibandingkan gaplek atau tepung pisang yang terbuat dari pisang lainnya. Warna tepung yang dihasilkan dari pisang kepok adalah putih dan menarik. Tabel 2.2 menjelaskan sifat fisik dan kandungan kimia tepung pisang dari beberapa jenis pisang : Tabel 2.2. Sifat fisik dan kandungan kimia tepung pisang dari beberapa varietas Varietas Warna Kadar air (%) Kadar Kadar Asam Karbohidrat (%) (%) Kepok Putih 6,06 1,85 86,57 Masak Hijau Putih Keabuan 7,06 0,79 84,32 Nangka Putih Coklat 6,09 0,85 79,84 Ambon Putih Keabuan 6,26 1,04 78,99 Raja Bulu Putih Coklat 6,24 0,84 76,47 Ketan Putih Keabuan 6,24 0,78 85,33 Lampung Putih 8,39 0,49 80,10 Siem Kuning Coklat 7,62 1,00 77,13 (Sumber : Murtiningsih, dkk 1988) Cara pembuatan tepung pisang adalah sebagai berikut : buah pisang mentah dan cukup tua dibersihkan dan di kukus selama ±10 menit. Pengukusan ini dapat mempermudah pengupasan, mengurangi getah dan memperbaiki warna gaplek. Setelah itu pisang tersebut dikupas lalu dirajang (diiris tipis ± 1-2 mm). Dapat juga pisang tersebut di kukus yaitu dibersihkan dan langsung di kupas di iris tipis. Pisang yang telah diiris kemudian dijemur pada suhu ± 40ºC, bial dijemur pada panas normal matahari yaitu selama 24-36 jam atau kadar airnya mencapai ± 3%. Setelah pisng menjadi gaplek, lalu digiling.
Mesin pembuat tepung pisang ini mempunyai prinsip kerja yaitu : pisang yang telah menjadi gaplek dimasukan kedalam mesin melalui sebuah corong pemasukan, lalu gaplek tersebut masuk kedalam sebuah silinder yaitu rumah screw yang didalamnya terdapat screw press yang berputar. Gaplek dibawa dan di press oleh screw tersebut menuju batu gilas. Batu gilas ini terdapat sepasang yaitu satu batu gilas tetap dan satu batu gilas berputar ini terikat pada poros screw. Tepung pisang akan jatuh kesaringan yang tedapat tepat dibawah batu gilas. Tepung yang sudah halus akan jatuh langsung kewadah penampung dan yang masih kasar atau yang masih ada disaringan dapat dimasukan kembali kedalam mesin untuk digiling kembali. Tepung yang telah lolos disaring dapat langsung dikemas. 2.4 Bagian-bagian Utama Mesin Didalam rancang bangun mesin pembuat tepung ini bagian-bagian utama mesin sedikit karena bersifat manual. Untuk mengetahui gambar sket mesin tepung pisang terdapat pada gambar 2.2
1 4 2 3 7 8 5 6 Gambar 2.2 Mesin Tepung pisang Keterangan Gambar : 1. Corong Pengarah Digunakan untuk mengarahkan gaplek pisang agar bisa masuk kedalam rumah screw press. 2. Batu Gerinda putar Digunakan untuk memarut gaplek pisang yang terdapat pada alur-alur batu gerinda diam.
3. Batu Gerinda Diam Digunakan untuk memarut gaplek pisang yang terdapat pada alu-alur batu gerinda putar. 4. Screw Press Digunakan untuk mengepress gaplek agar lebih padat ketika akan diparut. 5. Mur Penyetel Digunakan untuk menyetel tingkat kekasaran tepung 6. Corong Pengeluaran 7. Poros Sistem transmisi pada screw press 8. Puley Digunakan untuk memutar poros dan screw press secara manual 2.4.1 Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampi semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. 2.4.2 Macam-macam poros Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut :
1. Poros Transmisi Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantai, dan lain-lain. 2. Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. 3. Gandar Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. 2.4.3 Bahan Poros Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot yang di- kill (baja yang dideoksidasikan dengan ferosilikon dan dicor; kadar karbon terjamin) (JIS G3123). Meskipun demikian bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa didalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar. Untuk mengetahui jenis baja karbon yang sering dipakai untuk poros dapat dilihat pada tabel 2.3
Tabel 2.3 JIS G 3123 Batang baja karbon difinis dingin (sering dipakai untuk poros) Lambang S35C-D Perlakuan Panas Dilunakan Tanpa dilunakkan Diameter (mm) 20 atau kurang 21 80 20 atau kurang 21 80 Kekerasan Kekuatan Tarik (Kg/mm 2 ) H R C HB (H R B) 58 79 (84) 23 - (73) 17 144 216 63 82 (87) 25-58 72 (84) 19 160 225 S45C-D S55C-D Dilunakkan Tanpa dilinakkan Dilunakkan Tanpa dilunakkan 20 atau kurang 21 80 20 atau kurang 21-80 20 atau kurang 21 80 20 atau kurang 21 80 65 86 60 76 71-91 66 81 72 93 67 83 80 101 75 91 (89)-27 (85)-22 12 30 (90) 24 14 31 10 26 19 34 16 30-166 238-183 253-188 260-213 285 (Sularso ;Elemen Mesin: hal.330) 2.4.4 Poros pada screw press Didalam perancangan mesin tepung pisang ini bahan poros yang dipakai adalah dengan menggunakan bahan SC 37, karena jenis ini digunakan untuk konstruksi umum, dengan kekuatan tarik (σ B ) 37 kg/mm 2. Pada tabel 2.4 menjelaskan macam-macam jenis baja karbon cor.
Tabel 2.4 JIS G 5101 Baja karbon Cor Lambang Batas Mulur (Kg/mm 2 ) Kekuatan Tarik (Kg/mm 2 ) Keterangan SC 37 18 SC 42 21 SC 46 23 SC 49 25 (Sularso ; Elemen Mesin hal. 335) 37 42 46 49 Untuk bagian motor Untuk konstruksi umum - - Untuk mengetahui bentuk Poros pada Srew press terdapat pada gambar 2.3 Gambar 2.3 Poros pada screw press Dimana : di = diameter screw ds = diameter poros P = jarak antara srew α = sudut kemiringan screw Dengan mengetahui bahan poros yang digunakan, maka dapat diambil tegangan geser izin dengan persamaan σ b τ a = kg/mm 2 Sf 1 Sf 2
Dimana : Sf1 = Faktor keamanan akibat kelelahan puntir untuk Sf2 = Faktor keamanan akibat pengaruh konsentrasi tegangan σ b = Kekuatan tarik Dengan mengambil harga Kt dan Cb maka diameter poros dapat dihitung sebagai berikut : d s Dimana : = τ a = Tegangan geser yang diizinkan Kt = faktor koreksi Cb = faktor lentur T = Momen puntir 5,1 Kt Cb T τ a 1 3 2.4.5 Panjang Srew Press Panjang screw press adalah sama dengan panjang lintasan. Bila diameter screw press sudah direncanakan, maka jarak anatar puncak screw dapat dihitung dengan sudut kemiringan screw (α), dengan persamaan : p = 0,8.d ( Spivakopsky,1969) Dan untuk tinggi sisir ulir h = 1 3p 2 Dimana : h = Tinggi sisir ulir [m] p = Pitch [m]
2.4.6 Batu Gerinda atau batu gilas Menggerinda adalah menggosokkan atau menghaluskan suatu permukaan benda kerja dengan batu gerinda. Namun batu gerinda yang digunakan pada mesin tepung pisang ini berfungsi untuk menghaluskan bahan pisang yang telah dijemur untuk proses penepungan. Bentuk-bentuk batu gerinda : Batu gerinda mempunyai berbagai bentuk dan ukuran sehingga memerlukan cara-cara pengerjaan yang berbeda untuk memenuhi berbagai pekerjaan. Bentuk dan ukuran batu gerinda adalah sebagai berikut : 1. Bentuk persegi panjang Ukuran 200 x 75 x 20 mm dibedakan dalam tiga tingkatan yaitu : kasar, sedang, halus terdapat pada gambar 2.4 Gambar 2.4 Batu gerinda persegi panjang 2. Bentuk roda gerinda lurus Didalam perancangan mesin, batu gerinda ini yang digunakan untuk mesin tepung pisang. Ukuran garis tengah 6 mm sampai 1000 mm, tebal dari 6 mm sampai 200 mm, digunakan untuk meratakan permukaan atau bagian dalam. Bentuk roda
gerinda semacam ini biasanya terpasang pada mesin gerinda silindris atau mesin gerinda meja, terlihat pada gambar 2.5 Gambar 2.5 Bentuk roda gerinda lurus 3. Bentuk roda gerinda silindris Ukuran diameter 200 mm sampai 700 mm, tebal100 mm sampai dengan 200 mm, digunakan untuk meratakan bagian sisi benda kerja. Gerinda semacam ini terpasang pada mesin gerinda sumbu tegak dan sumbu datar. Terdapat pada gambar 2.6 Gambar 2.6 Roda Gerinda Silindris
4. Bentuk roda gerinda mangkuk lurus Ukuran diameter 63 mm sampai 762 mm, tebal 38 mm sampai 200 mm, digunakan untuk meratakan bagian sisi benda kerja. Gerinda ini dipakai untuk mesin gerinda sumbu tegak maupun sumbu datar, terdapat pada gambar 2.7 Gambar 2.7 Roda gerinda mangkuk lurus 5. Bentuk roda gerinda mangkuk miring Ukuran diameter 75 mm sampai 300 mm, tebal sisi 32 mm sampai 76 mm, tebal bagian miring 6 mm sampai 38 mm, digunakan untuk meratakan atau mengasah alat-alat potong, antara lain pisau fris atau pisau bentuk. Terdapat pada gambar 2.8 Gambar 2.8 Roda gerinda mangkuk miring
6. Bentuk roda gerinda tirus dua sisi Ukuran diameter 254 mm sampai 762 mm, tebal 25 mm sampai 10 mm, digunakan untuk meratakan atau membersihkan benda-benda kerja setelah dilas. Terdapat pada gambar 2.9 Gambar 2.9 Roda gerinda tirus dua sisi 7. Bentuk roda gerinda cekung dua sisi Ukuran diameter luar 10 mm sampai 915 mm, tebal 6 mm sampai 125 mm diameter, bagian cekung 6 mm sampai 381 mm, dipergunakan untuk perataan bentuk silindris. Terdapat pada gambar 2.10 Gambar 2.10 Roda gerinda cekung dua sisi
8. Bentuk roda gerinda cekung dua sisi Ukuran diameter 300 mm sampai 915 mm, tebal 32 mm sampai 200 mm, tebal 13 mm sampai 15 mm, digunakan untuk perataanbentuk silindris. Terdapat pada gambar 2.11 Gambar 2.11 Roda gerinda cekung dua sisi 9. Bentuk Roda Gerinda piring Ukuran diameter 75 mm sampai 200 mm, tebal 13 mm sampai 19 mm, digunakan untuk meratakan dan mengasah pisau fris. Terdapat pada gambar 2.12 Gambar 2.12 Roda gerinda piring 10. Bentuk Batu gerinda khusus Bentuk Batu gerinda ini mempunyai ukuran dan bentuk yang khusus, bentukbentuk ini dipergunakan untuk keperluan yang khusus pula. Terdapat pada gambar 2.13
Gambar 2.13 Batu Gerinda khusus 2.4.7 Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak balik dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh system akan menurunkan atau tidak dapat bekerja secara semestinya. Jadi Bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung. A. Klasifikasi Bantalan Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros a. Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan pelapisan pelumas b. Bantalan Gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat.
2. Atas Dasar arah beban terhadap poros a. Bantalan Radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros. b. Bantalan Radial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros. c. Bantalan Gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros Bantalan yang digunakan untuk mesin tepung pisang ini adalah bantalan Gelinding. Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Terdapat pada gambar 2.14 Gambar 2.14 Jenis-jenis Bantalan Gelinding
3. Gambar sket dari bantalan Gambar 2.15 Sket bantalan 2.5 Dasar perencanaan Elemen Utama Mesin Para ahli rancang bangun sering mengemukakan beberapa teori guna memperoleh hasil yang diharapkan. Dan untuk memuat suatu produk haruslah melewati beberapa tahap dan prosedur pengerjaan. Dan tahap-tahap yang harus dilalui antara lain adalah : 1. Menentukan bentuk-bentuk perancangan yang harus dibuat berkaitan dengan desain yang ada. 2. Menentukan ukuran-ukuran pada bagian utama mesin. 3. Menentukan alternative-alternatif dengan skala tangan dan daya guna mesin yang efektif dan efesien, serta bentuk yang menarik. 4. Pemilihan bahan yang akan digunakan.
5. Merencanakan elemen-elemen mesin, serta gambar kerja bengkel setelah merancang bagian utama, setelah itu menetapkan ukuran pada komponen utama dan elemen pendukung pada mesin 6. Gambar teknik