PERANCANGAN PABRIK PENGOLAHAN KECAP DENGAN KAPASITAS KEDELAI 1 TON/PRODUKSI
Oleh :
BAIQ NAILA NURUL W.
:
J1A013015
DEVIE LESMIHARTI
:
J1A013029
FIDYATURRAHMANIA
:
J1A013039
HIZBIATUN JAMILAH
:
J1A013049
NURUL FEBRIYANING T.
:
J1A013009
RUSY DINA
:
J1A013117
SRI SUHADA
:
J1A013131
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI
UNIVERSITAS MATARAM
MATARAM
2016
PENDAHULUAN
Latar belakang
Indonesia merupakan negara agraris artinya sektor pertanian memegang peranan penting dari keseluruhan perekonomian nasional. Hal ini dapat ditunjukkan dari banyaknya penduduk atau tenaga kerja yang hidup atau bekerja dalam sektor pertanian atau dari produk nasional yang berasal dari sektor pertanian. Pertanian dalam arti luas terdiri dari lima sektor, yaitu tanaman pangan, perkebunan, peternakan, perikanan dan kehutanan. Kelima sektor pertanian tersebut bila ditangani dengan serius sebenarnya akan mampu memberikan sumbangan yang besar bagi perkembangan perekonomian Indonesia mendatang. Salah satu cara penanganannya yaitu dengan berorientasi pada bisnis pertanian atau agrobisnis (Soekartawi, 1999).
Salah satu hasil pertanian dari sektor tanaman pangan adalah kedelai. Menurut Hidayat (2009), kedelai merupakan salah satu komoditas pertanian yang cukup penting di Indonesia. Meskipun kedelai bukan merupakan bahan pangan pokok namun kegunaannya yang cukup banyak (yaitu dapat dibuat tempe, tahu, kecap dan sebagainya), dan dikonsumsi oleh semua lapisan masyarakat menjadikan kedelai sebagai bahan baku pangan yang digemari untuk konsumsi. Di dalam pembuatan kecap, kedelai mempunyai peran yang penting karena kedelai merupakan bahan baku utama dalam pembuatan kecap. Persediaan kedelai dalam industri kecap sangat penting, karena jumlah persediaan akan menentukan atau mempengaruhi kelancaran proses produksi serta keefektifan dan efisiensi industri tersebut. Menurut Assauri (1998), jumlah atau tingkat persediaan yang dibutuhkan oleh perusahaan berbeda-beda untuk setiap perusahaan, pabrik, tergantung dari volume produksinya, jenis pabrik dan prosesnya.
Tujuan
Untuk merancang unit industri pengolahan kecap yang efektif dan efisien.
DESKRIPSI PRODUK
Pengertian dan Sejarah Kecap
Kecap adalah bumbu dapur atau penyedap makanan yang berupa cairan berwarna hitam yang rasanya manis atau asin. Bahan dasar pembuatan kecap umumnya adalah kedelai atau kedelai hitam. Penyedap makanan ini biasanya terbuat dari bahan kedelai hitam dengan rasa manis atau asin. Kata Kecap diduga berasal dari bahasa Amoy (kawasan China), yaitu "koechiap" yang artinya saus.
Manfaat Kecap
Fungsi utama kecap adalah sebagai bumbu penyedap yang membuat rasa masakan lebih gurih dan enak. Selain itu, ternyata ada juga fungsi lainnya yaitu sebagai obat batuk yang dicampur dengan jeruk nipis, dan juga dapat dipakai sebagai obat herbal.
ALTERNATIF PEMILIHAN PROSES
DIAGRAM ALIR PROSES (FLOWCHART) DAN NERACA MASSA
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas produksi kecap = 144 ton/tahun
Dasar perhitungan = 1 hari operasi
Satuan massa = kilogram
1 tahun operasi = 144 hari (3 kali produksi selama seminggu)
Shutdown dalam 1 tahun operasi = 50 hari
Kapasitas produksi kecap dalam 1 hari produksi:
= 144 ton1tahunx1000 kg1 tonx1 tahun144 harix1 hari24 jam
= 41.66666666667 kg/jam
DESKRIPSI PROSES
Penyortiran bahan baku
Bahan baku yang digunakan adalah biji kedelai yang kasar sehingga akan mempermudah pertumbuhan jamur dan dalam proses pencampurannya akan lebih merata. Biji kedelai ini biasanya berwarna putih kekuningan. Biji kedelai yang digunakan untuk satu kali proses produksi sebanyak 1 ton.
Proses Pencucian
Proses pencucian dilakukan setelah kedelai disortir dimana kedelai dicuci menggunakan air bersih sebanyak 1000 liter untuk tiap 1 ton kedelai untuk membersihkan bahan baku.
Proses Perendaman
Proses perendaman bertujuan untuk melunakkan dan mengelupaskan kulit ari kedelai sehingga tidak memerlukan proses pemasakan yang terlalu lama.
Proses Pemasakan atau Perebusan
Biji kedelai sebanyak 1 ton dimasukan kedalam tangki pemasakan yang disebut steamer (Steaming material maxing). Pemasakan ini bertujuan untuk meningkatkan kadar air dan melunakkan kedelai dimana sistem pemanasannya menggunakan uap agar cepat lunak. Jika biji kedelai terlalu kering maka ditambahkan air kurang lebih 80% dari biji kedelai. Pemanasan ini berlangsung selama 40 menit dengan suhu 80o C.
Proses Penirisan dan Pendinginan
Setelah kedelai dirasa cukup lunak, tahap selanjutnya adalah meniriskan serta mendinginkan kedelai. Hal ini dilakukan agar fermentasi pada kedelai tidak gagal serta inaktifnya jamur pada ragi yang akan ditaburkan apabila kedelai dalam keadaan panas.
Proses Fermentasi Koji
Setelah proses pemasakan, penirisan dan pendinginan selesai, biji kedelai dimasukkan kedalam wadah kemudian ditaburi dengan serbuk koji (Aspergillus oryzae) yang telah dicampurkan dengan tepung terigu selama 2 hingga 3 hari pada suhu 25-30 oC.
g. Proses Fermentasi Morom
Proses fermentasai moromi merupakan proses fermentasi dengan menambahkan air garam sebanyak 17-20%, sehingga diperoleh kadar protein sebanyak 12-13%. Tujuannya adalah untuk mendapatkan amino acid yang dapat memberikan rasa khas kecap. Pada proses fermentasi moromi dilakukan pengadukan supaya diperoleh aroma yang lebih harum. Pengadukan dilakukan dengan menggunakan kompresor yang secar otomatis mampu membalik bahan. Pada proses ini dilakukan uji kadar protein, bila kadar protein sudah mencapai 12-13% kecap sudah dapat diproduksi. Hasil produksi kecap akan lebih baik jika pada proses fermentasi dilakukan lebih lama.
h. Fermentasi laktat/etanol dengan Hidrolisis Enzim
Setelah proses fermentasi basah (pembaceman) selesai lalu dilakukan penggepresan yang menggunakan alat pengepres hidrolis yang digerakkan dengan menggunakan tenaga listrik. Pengepressan dilakukan sebanyak dua kali. Masing-masing pengepressan yang pada akhirnya akan menghasilkan kecap dengan mutu yang berbeda.
Pengepresan
Pengepresan Tahap I
Biji kedelai yang telah diambil, diletakkan pada kotak yang terbuat dari papan dengan ukuran panjang 120 cm, lebar 75 cm dan tinggi 30 cm. biji kedelai disusun secara berlapis-lapis, dengan ketebalan kurang lebih 6-7 cm dengan diberi kain saring pada setiap lapisnya. Kemudian biji kedelai dimasukkan pada kotak sampai terisi penuh, lalu kotak ditekan dibawah mesin pengepres yang diatasnya diberi bantalan (biasanya menggunakan kayu) untuk memperkuat penekanan agar filtrat yang keluar lebih banyak. Selanjutnya mesin pengepres diturunkan sehingga biji kedelai akan tertekan dan filtrat yang ada akan keluar melalui saluran menuju bak penampungan. Filtrat yang keluar dari pengepresan pertama ini digunakan untuk membuat kecap mutu I. Kecap yang dihasilkan dalam pengepresan pertama ini mempunyai tingkat kekentalan yang lebih tinggi daripada kecap hasil pengepresan kedua.
Pengepresan Tahap II
Setelah pengepresan pertama selesai, ampas diambil untuk dilakukan pengepresan tahap ke dua. Ampas terlebih dahulu direndam dengan air garam dengan perbandingan 1:1 selama 2-3 hari kemudian ampas dimasukkan kedalam karung/goni dan diletakkan pada pengepresan secara berlapis-lapis kemudian alat pengepres diturunkan sehingga ampas akan tertekan dan filtrat akan keluar melalui saluran menuju ke bak penampungan. Filtrat yang keluar digunakan untuk membuat kecap mutu II.
j. Pemasakan II
Setelah proses pengepresan, lalu filtrat dimasak dengan dicampur bumbu-bumbu yang telah dihancurkan dengan alat penghancur bumbu, serta ditambah gula.
Proses Pemasakan Kecap Manis
Cairan proses pengepresan terlebih dahulu ditambahkan dengan gula setiap 1.000 kg (1 ton) biji kedelai ditambah 2.000 kg (2 ton) gula. Untuk mutu I menggunakan gula kelapa 70% dan gula tebu 30%, sedangkan untuk mutu II menggunakan gula kelapa 30% dan gula tebu 70%, kemudian di masak dalam tangki pemasakan. Mutu I menggunakan lebih banyak gula kelapa karena dengan menggunakan gula kelapa hasil kecap yang dihasilkan lebih kental dibandingkan dengan mutu II yang menggunakan gula kelapa lebih sedikit. Setelah semua mendidih, bumbu-bumbu yang telah dihancurkan dimasukkan. Pemasakan dilakukan selama 2 jam pada suhu 80oC.
k. Penyaringan
Kecap yang dihasilkan masih banyak mengandung kotoran yang berasal dari bumbu-bumbu kasar dan gula. Untuk menghilangkan kotoran dan mendapatkan produk kecap yang lebih baik dan bersih maka dilakukan penyaringan. Penyaringan dilakukan dua kali yaitu dengan menggunakan penyaringan yang berbeda.
Saringan dari kawat baja
Kecap dari tangki pemasakan dialirkan melalui kran yang ada pada bagian bawah tangki pemasakan, menuju ke alat penyaringan I. alat ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang menyebabkan kecap kotor, seperti plastik-plastik pembungkus gula, serat-serat dari bumbu atau bahan lain. Prinsip kerja dari alat penyaring ini yaitu adanya gaya gravitasi, mesin berputar yang bisa menyerap dan mengalirkan kecap melalui pipa.
Saringan dari kain katun
Setelah dari alat penyaringan I, dialirkan ke alat penyaringan II. Prinsip kerja dari alat penyaringan II ini yaitu bergoyang-goyang seperti ayakan kain katun mempunyai pori-pori lebih halus sehingga dapat menyaring partikel-partikel yang lebih kecil, sehingga dihasilkan kecap yang bersih dan bermutu baik.
l. Penampungan
Kecap yang telah di saring kemudian dialirkan ke bak penampungan kecap yang terdiri dari 7 bak penampungan.
m. Pembotolan
Kecap pada tangki penampung selanjutnya dilakukan pembotolan dengan menggunakan mesin filter atau dengan menggunakan tenaga manusia. Sebelumnya botol harus distrerilisasi, diruang khusus untuk pensterilan botol.
n. Penggudangan
Penggudangan adalah salah satu usaha untuk menanggulangi kerusakan dan untuk menunggu sampai produk kecap tersebut dipasarkan. Pertama-tama bahan baku yang telah diterima di simpan di gudang. Kemudian ketika akan melakukan proses pengolahan, kedelai terlebih dahulu disortir dengan cara memisahkan kedelai dengan kotoran baik yang berupa dedaunan dari kedelai ataupun kerikil-kerikil serta kedelai yang rusak. Setelah itu, kedelai dicuci menggunakan air bersih
SCALE UP
Bahan
Skala Laboratorium
Skala Perusahaan
Kedelai
1 kg
1 ton
Ragi
10 gram
10 kg
Garam
200 gram
20 kg
Air (perendaman dan pencucian)
1.5 liter
1500 liter
Air untuk pemasakan
1 liter
1000 liter
Tepung terigu
100 gram
100 kg
UTILITAS DAN NERACA ENERGI
Utilitas adalah bagian yang penting dalam suatu proses produksi. Utilitas merupakan sarana penunjang operasional mesin dan peralatan yang digunakan dalam suatu proses produksi. Neraca energi adalah cabang keilmuan yang mempelajari kesetimbangan energi dalam sebuah sistem. Neraca energi dibuat berdasarkan pada hukum pertama termodinamika. Hukum pertama ini menyatakan kekekalan energi, yaitu energi tidak dapat dimusnahkan atau dibuat, hanya dapat diubah bentuknya. Perumusan dari neraca energi suatu sistem mirip dengan perumusan neraca massa. Namun, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu suatu sistem dapat berupa sistem tertutup namun tidak terisolasi (tidak dapat terjadi perpindahan massa namun dapat terjadi perpindahan panas) dan hanya terdapat satu neraca energi untuk suatu sistem (tidak seperti neraca massa yang memungkinkan adanya beberapa neraca komponen). Sarana penunjang yang dibutuhkan pada pemasakan kecap manis adalah sebagai berikut :
Air : untuk keperluan pemasakan kecap manis, pencucian kedelai, perendaman, pencucian botol, dan sarana sanitasi mesin, peralatan, dan pekerja.
Kebutuhan air untuk proses pemasakan dan sanitasi
Keperluan
Jumlah (L/2hari)
Pencucian kedelai
perendaman
Pemasakan
Pencucian Botol
Alat
Mesin Pengemasan
Ruang
Karyawan
600
900
1000
10000
120
9000
425
338
Total
22383
Listrik : digunakan untuk proses (mesin filler dan capper, mesin labelling, mesin sealing, conveyor, pompa kecap, perajang bumbu, dan exhaust fan) dan kebutuhan untuk penerangan (untuk ruang pemasakan, gudang bumbu, gudang botol bersih, gudang botol siap dijual, dan ruang pengemasan).
Kebutuhan Listrik Untuk Mesin Dan Peralatan Proses
No
Nama alat
Jumlah
Daya (HP)
Lama pemakaian (jam)
Total daya (HP)
1
Mesin filler & capper
1
2,7
3,5
9,5
2
Mesin labelling
1
1,3
5
6,5
3
Mesin sealing
1
2,0
4
8,0
4
Conveyor
1
1,5
5
7,5
5
Pompa kecap
1
0,5
3
1,5
6
Perajang bumbu
1
1
1
1
7
Exhaust fan
1
0,1
3
0,3
Total (HP hour)
32,8
Total (kWh)
24,2
7.2.2. Kebutuhan listrik untuk penerangan
Tabel 7.3 Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan
No
Ruang
Ukuran
(mxm)
Luas
Foot candle
Lumen
Jumlah Lampu
m2
ft2
1
pemasakam
3,5 x 4
14
150,7
20
3014
2**
2
Gudang bumbu
3 x 3
9
96,9
20
1938
1**
3
Gudang botol bersih
7,4 x 4,1
30,3
326,2
10
3260
2**
4
Gudang botol siap dijual
4,5 x 6,8
30,6
329,4
10
3294
2**
5
Pengemasan
15 x 3
15
161,5
20
3230
2**
Keterangan: ** : Lampu TL 40 watt (Lumen 1960)
Tabel 7.4 Daftar Daya Untuk Penerangan
Ruang
Lampu
Jumlah (buah)
Total daya (watt)
Lama
Total daya (Wh)
Pemasakan
TL 40
2
80
3
240
Gudang Bumbu
TL 40
1
40
3
120
Gudang botol bersih
TL 40
2
80
5
800
Gudang botol siap dijual
TL 40
2
80
5
800
Pengemasan
TL 40
2
80
5
800
Total
360
Total
2760
Jadi total kebutuhan listrik untuk penerangan pada unit pemasakan
adalah:
2.760 Wh 2,760 kWh Total keseluruhan kebutuhan listrik untuk unit pemasakan dalam satu hari :
= kebutuhan listrik untuk mesin dan peralatan + kebutuhan listrik untuk penerangan
= 24,2 kWh + 2,76 kWh
= 21,44 kWh
Jadi, listrik yang harus disediakan PLN adalah 21,44 kWh/ hari = 428,8 kWh/ bulan 429 kWh/ bulan
LPG : sebagai bahan bakar pada proses pemasakan.
LPG digunakan sebagai bahan bakar pada proses pemasakan. Heating value LPG adalah 21350 BTU/lb. Banyaknya LPG yang dibutuhkan adalah:
Q suplai = 348289,02 kkal/ hari = 1381271,33 BTU/ hari
Kebutuhan LPG = 1381271,33BTU/ hari
= 64,70 lb/hari
= 29Kg/hari
= 21350 BTU/lb
SPESIFIKASI PERALATAN
Bak pencucian
Digunakan untuk mencuci kedelai yang akan dipakai untuk membuat kecap, dimana kedelai ini harus dicuci hingga benar-benar bersih untuk dipakai dalam proses selanjutnya.
Spesifikasi :
Bak : Plat Stainleess still
Kaki : Pipa Stainless Still 304 Ø 2" & Ø 1"
Kran Pencuci : Ø ¾
Saluran Buang : Ø 1½
Dimensi (P x L x T) : 920 x 880 x 750 mm
Bak perendaman
Bak perendaman berupa drum, digunakan untuk merendam kedelai setelah proses pencucian.
Spesifikasi :
Bak : Plat Stainless Still 304 2 mm
Kaki : Pipa Stainless Still 304 Ø 2" & Ø 1
Drain : Ø 1½
Diameter (P x L x T) : 2.320 x 750 x 920 mm
Tangki pemasakan
Tangki pemasakan merupakan tempat untuk memasak kedelai setelah direndam serta untuk memasak produk kecap bersama gula jawa dan bumbu. Masing-masing tangki memiliki kapasitas sekitar 800liter.
Tampah
Digunakan untuk meletakkan kedelai yang sudah dimasak hingga empuk dan meniriskan air rebusan kedelai. Selain itu, tampah berfungsi sebagai wadah kedelai selama proses fermentasi koji.
Alat penyaring
Digunakan untuk menyaring sari kedelai dan menyaring kecap yang sudah jadi. Alat penyaring yang digunakan berupa kain yang dapat digunakan berkali-kali selama kondisi masih memungkinkan untuk digunakan.
Tangki penampungan
Digunakan untuk menampung sementara kecap yang sudah dimasak dan diuji rasanya.
wadah fermentasi moromi
wadah fermentasi ini berupa drum yang berfungsi sebagai tempat untuk merendam kedelai hasil fermentasi koji. Drum ini dilengkapi dengan penutup untuk menghindari kontaminasi dari luar.
Bak penampung garam
Berfungsi untuk menampung larutan garam yang akan digunakan dalam proses fermentasi II. Bak ini terbuat dari galon-galon yang dapat menampung garam kira-kira sebanyak 50kg garam.
Botol
Digunakan untuk mengemas kecap hasil produksi.
Alat pengering botol
Berupa meja stainless steel dan terdapat besi-besi berdiri dan berongga untuk tempat meletakkan botol secara terbalik, dan pada bagian bawah meja terdapat kumparan listrik yang menghasilkan panas dan kipas yang akan menghembuskan udara panas kedalam botol sehingga botol menjadi kering secara menyeluruh.
Alat peneropong botol
Digunakan untuk memeriksa botol kaca apakah pecah atau tidak. Alat ini berupa kotak kayu yang pada bagian tengahnya diberi lubang dan didalamnya terdapat lampu neon. Dan terdapat 1set alat peneropong botol.
Automatic sealer machine
Digunakan untuk mengemas kecap hasil produksi dalam kemasan sachet atau kantong plastik.
TATA LETAK PERALATAN
Mesin dan Peralatan
Industri Pengolahan Kecap
