Analisis Gaya Tumbukan Pemecah Biji Kemiri (Aleurites moluccana Willd.) Sistem Ripple Mill

Abstract

Penanganan pascapanen biji kemiri membutuhkan perhatian khusus untuk memperoleh daging biji (kernel) kualitas terbaik dan dengan harga jual yang tinggi. Peningkatan mutu kernel kemiri hasil kupasan dipengaruhi oleh tingkat kadar air biji dan besarnya gaya yang diberikan untuk memecah tempurung biji. Kegiatan pascapanen biji kemiri yang meliputi pengeringan biji pada umumnya masih menggunakan metode konvensional dengan menjemur kemiri di bawah sinar matahari. Pemecahan tempurung biji juga masih menggunakan alat sederhana dengan palu atau martil. Pengembangan metode pemecahan tempurung biji kemiri akan membantu para petani maupun pihak industri untuk memperoleh daging biji kemiri yang lebih baik. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi karakteristik fisik dan mekanik biji kemiri, menganalisis gaya tumbukan, serta mendesain dan pabrikasi prototipe pemecah biji kemiri dengan sistem ripple mill. Penelitian dilakukan dengan empat tahap berurutan, meliputi a) tahap identifikasi karakteristik fisik dan mekanik biji kemiri; b) tahap analisis gaya tumbukan pemecahan biji kemiri; c) tahap perancangan dan pabrikasi prototipe pemecah biji kemiri; d) tahap kalibrasi dan pengujian gaya tumbukan pemecah biji kemiri sistem ripple mill. Karakteristik fisik biji kemiri yang diamati adalah ukuran, kebulatan, kebundaran, volume, massa, luas permukaan dan kadar air. Selanjutnya mengamati karakteristik mekanik kemiri yaitu kekuatan untuk sampai pada titik patahan (rupture force), deformasi spesifik, modulus elastisitas dan energi pada titik patahan. Hasil karakteristik fisik dan mekanik digunakan untuk menganalisis gaya tumbukan pemecahan biji, merancang dan menguji prototipe pemecah biji kemiri sistem ripple mill. Identifikasi karakterisktik fisik biji kemiri memperlihatkan diameter biji kemiri intersep A lebih besar daripada intersep B dan C. Biji kemiri tidak memiliki bentuk isoperimetrik bola dan nilai kebundaran lebih kecil dari 1. Besarnya gaya, energi dan rupture force pada uji tekan satu arah untuk intersep A lebih besar daripada intersep B ataupun C pada setiap tingkat kadar air, dan akan meningkat seiring dengan meningkatnya kadar air biji kemiri. Tingkat kadar air biji kemiri yang paling sesuai untuk pemecahan biji adalah dibawah 6% bk setelah dilakukan penjemuran di bawah sinar matahari selama 5 sampai 6 hari dengan lama penjemuran 4 jam per hari. Pemilihan posisi pemecahan biji kemiri adalah intersep C dan besarnya gaya untuk memecah biji kemiri adalah 6.5 N. Energi yang dibutuhkan untuk memecahkan biji dengan metode menjatuhkan biji dan dengan menjatuhkan beban mengenai biji adalah 1 joule. Rotor pada prototipe pemecah biji kemiri sistem ripple mill bermassa 2.9 kg bergerak dengan kecepatan putaran 17.14 rpm dan menghasilkan torsi 8.79 Nm.