Optimalisasi proses pengendapan pati pada industri tapioka skala kecil dan menengah

Abstract

Tujuan utama penelitian ini adalah mengoptimalkan proses pengendapan pati, dengan mengamati ukuran serat parutan, jwnlah air untuk ekstraksi, fenomena pengendapan butiran pati clan ukuran bak pengendapan. Taliap penting da1am produksi tapioka ada1ah proses pengendapan Suspensi tapioka mengalir di sepanjang bak pengendapan dengan kecepatan rendah untuk mengendapkan butiran pati. Terdapat dua macain kecepatan yang bekerja pada butiran pati, yakni kecepatan linier aliran dan kecepatan terminal karena ~ya gravitasi. Resultan kedua kecepatan ini akan menentukan posisi jatuhnya butiran pati. Penelitian dilakukan untuk mengarnati korelasi antara laju alir, tinggi permukaan a1iran dan panjang bak pengendapan. Kecepatan terminal pada aliran laminer dan butiran berbentuk bola biasanya menganut hukwn Stokes. Bentuk granu]a tapioka tidak sepenuhnya berbentuk bola. Korelasi barn dikembangkan untuk menghitung kecepatan j&tuh bebas butiran yang tidak berbentuk bola berdasar pada Hukum Stokes. Kecepat.an terminal pati tapioka di dalam tabwig kaca diukur dan chbandingkan dengan nnnus barn. Penelitian juga dilakukan untuk menghitung pengaruh konsentrasi suspemi tapioka terhadap kecepatanpengeMapan. Kecepatan linier aliran suspensi di bak kaca yang digunakan dalam penelitian adalah 300, 250, 200 and 150 m/jam. Bentuk sedimen tapioka menyerupai prisma segiti~ hal ini mengindikasikan volume sedimen Volume sedimen digunakan untuk memperkirakan ukuran bak pengendapan. Studi kasus dilaksanakan pada skaJa pilot plant dengan kapasitas 1 ton dan IO ton tapioka. Jum1ah air pengekstrak dan ukuran parutan menentukan besamya rendemen Rendemen tertinggi dicapai oleh jwnlah air ekstraksi 10 L / 300 g pati ( setara dengan konsentrasi 30 g!L) dan ukuran parutan 320 μm x 270 μm, yakni sebesar 30.25 %. Kecepatan pengendapan butiran tlJnWll tapioka sesuai dengan bentuknya yaitu 7.15 cmfJ31I1. sedangkan pada konsentrasi suspensi 30 glL adalah 6 cm/jam. Korelasi antara kecepatan pengendapan butiran tunggal tapioka dan hukum Stokes adalah: v1 = (Pp-Pt) g D//18μ x 0.86 Nilai 0.86 adalah faktor koreksi yang diperoleh secara empiris. Kecepatan pengendapan suspensi tapioka dengan konsentrasi 30 glL adalah : Vs =(Pp-Pt)gD//18μx 0.86x(E)5 Dalam merancang bangun bak pengendapan dapat digunakan patokan duga kesetaraan antara Jaju alir dan tinggi permukaan aliran terhadap panjang bak yang dituliskan dalam formulasi : p=(vi/6)xh 0 < Vh< 300 h>O kete~: p = panjang bak (m). h = tinggi permukaan aliran ( cm). vh = kecepatan alir ( m/jam)

The main objectives of this research were to optimize the settling process of starch particle, by observed the siz.e of the pulp, the consumption of water, the phenomenon of the tapioca starch during settling process and the dimension of settling basin. The most important in the production of tapioca is the settling process. The suspension was flow along the settling basin in low velocity due to settle the starch particle. Two kind of velocities act on starch particle, were the linear velocity of the flow and the terminal velocity caused by the gravitation. The vector sum of these velocities will detennine the fulling position of starch particle. Research was done to observed the correlation among the flow velocity, the height of the flow surface and the length of the settling basin The tertninal settling velocities generally follows the Stokes Law for laminar flow and sphere particle. The shape of tapioca particle was not fully sphere. New correlation have been developed to estimate the steady-state free-fall of non spherical particle base on Stokes law. The tenninal velocities of tapioca starch in glass tube have been measured and compare to the value predicted by the proposed formula. The effect of concentration of tapioca suspension to the new formula also observed. The linear flow velocity of the suspension in the glass basin are 300, 250, 200 and 150 m/h carried out in this research. The shape of the tapioca sediment shows as the triangle prism, indicate the volume of the sediment. The volume of the sediment is used to estimated the dimension of the settling basin; Case study was carried out in the small and medium scale of tapioca industries with capacity 1 ton and 10 tons tapioca. The highest yield achieved by the finer pulp siz.e of 320 μm x 270 μm, was 30.25 %. The settling velocity of single particle of tapioca was 7.15 cm/h, while at the concentration of 30 g/ L starch was 6 cm/h. The correlation between the velocity of single particle and the Stokes Law was Vt = ( pp - p1) g D// 18μ x 0.86. The value of 0.86 was correction factor found by empirical. While at the higher concentration was Vs = ( PP - p1) g D// 18μ x 0.86 x (£)5· To design the settling basin using the equivalent of flow velocity and the depth of suspension related to the length was formulated by : p=(vi,/6)xh 0 <vh< 3()() h>O Note p = the le11f:,Jth of the basin (m). h = the height of the flow surface (cm). vh = the flow velocity (m/h)