LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES …... · laporan tugas akhir pembuatan...
Transcript of LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES …... · laporan tugas akhir pembuatan...
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES FERMENTASI PEMBUATAN YOGHURT
Disusun Oleh:
ARIS MARWOTO-I.8309004
DANANG WIDIYANTO N. – I. 8309011
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
UNIVERSITAS SEBELAS MARET FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
UNIVERSITAS SEBELAS MARET FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
ii
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN TUGAS AKHIR
Nama / NIM : Aris Marwoto /I8309004
: Danang Widiyanto N /I8309011
Judul Tugas Akhir : Pembuatan Inkubator Untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
Tanggal Ujian Tugas Akhir : 18 Januari 2013
Dosen Pembimbing : Dr. Margono, S.T., M.T.
Surakarta, Januari 2013
Mengetahui Ketua Program Studi DIII Teknik Kimia
Bregas S. T. Sembodo, S.T., M. T. NIP 197112061999031002
Dosen Pembimbing
Dr. Margono, S.T., M.T. NIP 196811071997021001
Dosen Penguji I
Ir. Arif Jumari, M.Sc. NIP 196503151997021001
Dosen Penguji II
Ir. Rusdiansjah, M. Si. NIP 194804201986011001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT ynag telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA) ini
dengan baik. Laporan ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi pada Progam Diploma III Jurusan Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dengan selesainya Tugas Akhir ini dan tersusunnya laporan Tugas Akhir
ini, maka kami menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Sunu H Pranolo, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Bregas STS, S.T., M.T., selaku Ketua Progam Studi Diploma III Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
3. Bapak Dr. Margono, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
Progam Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta
4. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu
terselesainya Tugas Akhir ini.
Untuk pengembangan laporan kearah lebih baik, kritik dan saran atas
laporan Tugas Akhir ini sangat kami harapkan. Akhir kata semoga laporan ini
dapat bermanfaat bagi penyusun maupun pembaca yang memerlukannya.
Surakarta, Januari 2013
Penyusun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul................................................................................................ i
Halaman Pengesahan ..................................................................................... ii
Lembar Konsultasi ......................................................................................... iii
Kata Pengantar ............................................................................................... v
Daftar Isi ........................................................................................................ vi
Daftar Tabel ................................................................................................... viii
Daftar Gambar ................................................................................................ ix
Intisari ............................................................................................................ x
Abstract .......................................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 2
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................... 2
1.3 Tujuan Tugas Akhir ........................................................................... 2
1.4 Manfaat Tugas Akhir ......................................................................... 2
BAB II LANDASAN TEORI ...................................................................... 3
2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................................ 3
2.2 Kerangka Pemikiran ........................................................................... 5
BAB III METODOLOGI ............................................................................ 6
3.1 Spesifikasi .......................................................................................... 6
3.2 Lokasi ................................................................................................. 12
3.3 Cara Kerja .......................................................................................... 12
3.4 Jadwal Pelaksanaan ............................................................................ 14
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 15
4.1 Hasil ................................................................................................... 15
4.2 Pembahasan ........................................................................................ 19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
BAB V PENUTUP ........................................................................................ 20
5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 20
5.2 Saran................................................................................................... 20
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR TABEL
Tabel III.1 Data Suhu Inkubator .................................................................. 12
Tabel IV.1 Data Pengujian Inkubator .......................................................... 17
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1 Termometer ............................................................................ 8
Gambar III.2 Heater Regulator ................................................................... 9
Gambar III.3 Blower ................................................................................... 10
Gambar III.4 ElemenPemanas .................................................................... 11
Gambar III.5 Adaptor .................................................................................. 11
Gambar IV.1 InkubatorAlmari ..................................................................... 15
Gambar IV.2 Grafik Hubunganantara Waktu (menit) dengan Suhu (oC)
Ruang Inkubator pada Skala Tertentu .................................. 16
Gambar IV.3 Yoghurt Hasil Fermentasi Selama 24 Jam (37°C) ................. 18
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
INTISARI
ARIS MARWOTO, DANANG WIDIYANTO NUGROHO, 2013, “PEMBUATAN INKUBATOR UNTUK PROSES FERMENTASI PEMBUATAN YOGHURT”, PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SEBELAS MARET, SURAKARTA.
Inkubator merupakan perkakas yang terkontrol suhunya. Untuk bisa
mengatur suhu ruang di dalam inkubator dibutuhkan alat kontrol seperti heater,
blower dan regulator. Inkubator berbentuk almari dibuat dari kayu dengan dua rak
yang berlubang agar udara panas dapat naik ke ruang rak atas. Tujuan membuat
inkubator untuk mempercepat proses fermentasi pembuatan yoghurt. Proses
fermentasi dengan kondisi operasi suhu 37ºC dan 45ºC.
Proses pembuatan inkubator pada tugas akhir ini dilakukan dengan cara
menentukan kapasitas dan dimensi inkubator yang dapat memuat 4 toples,
dengan desain inkubator 2 rak, yang masing- masing rak dapat memuat 2 toples.
Untuk dimensi inkubator, berdasarkan dimensi toples tersebut yang berjumlah 4.
Dimensi toples sendiri berukuran diameter alas 23 cm dan tinggi 27 cm. Inkubator
ini berbentuk almari yang terbuat dari kayu dengan tebal 1,5 cm, panjang 64 cm,
lebar 30 cm, dan tinggi 60 cm. Menentukan panas yang diperlukan untuk
menaikkan suhu dari suhu lingkungan (30ºC) menjadi suhu kerja maksimum
inkubator (60ºC) didapat 1,158 Watt.hours. Penentuan daya pemanas yang
mencukupi untuk kebutuhan panas dengan menggunakan heater daya 300 watt.
Inkubator ini di lengkapi juga dengan blower, regulator dan termometer. Heater
sebagai elemen pemanas. Untuk start up diawali dengan menghidupkan blower
dan heater regulator. Menentukan suhu yang diinginkan dan tunggu hingga suhu
yang diinginkan tercapai. Untuk shut down, cukup dengan mematikan heater
regulator dan blower.
Dari hasil uji didapatkan bahwa inkubator dapat bekerja dengan baik. Suhu
ruang dalam inkubator dapat terkontrol. Inkubator berhasil untuk proses
fermentasi pembuatan yoghurt, baik pada suhu 37ºC dan 45ºC.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
ABSTRACT
ARIS MARWOTO, DANANG WIDIYANTO NUGROHO, 2013, “FABRICATION OF INCUBATOR USED FOR YOUGHURT FERMENTATION”, CHEMICAL ENGINEERING DIPLOMA III PROGRAM, ENGINEERNG FACULTY, SEBELAS MARET UNIVERSITY SURAKARTA
Incubator is a temperature controlled tooling. To be able to set at room
temperature in an incubator takes control device such as a heater, blower and
regulator. Incubators made of wood shaped cupboard with two shelves are
perforated so that hot air can rise to the top shelf. Purpose of making an incubator
to accelerate the manufacture of yoghurt fermentation process. The fermentation
process operating conditions at 37 º C and 45 º C.
The process of creating an incubator at the end of the task is done by
determining the capacity and dimensions of an incubator that can load 4 jars, with
a design incubator 2 racks, each rack can accommodate two jars. For the
dimensions of the incubator, based on the dimensions of the jar are numbered 4.
Dimensions of the jar itself diameter base 23 cm and height 27 cm. Incubator is
shaped cupboard made of wood with a thickness of 1.5 cm, length 64 cm, width
30 cm, height 60 cm. Determine the heat required to raise the temperature from
ambient temperature (30 º C) to a maximum working temperature of the incubator
(60 º C) obtained 1.158 Watt.hours. Determination sufficient heating power to
heat by using a heater needs 300 watts of power. This incubator is also equipped
with a blower, regulators and thermometers. Heater as heating element. To start
up and begin to turn the heater blower regulator. Determine the desired
temperature and wait until the desired temperature is reached. To shut down,
simply by turning off the heater and blower regulator.
From the test results it was found that incubators can work well. Room
temperature in the incubator can be controlled. Incubator successfully for the
manufacture of yoghurt fermentation process, both at 37 º C and 45 º C.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Laporan Tugas Akhir 1
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia
untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul di sekitarnya serta
meringankan pekerjaan yang ada. Banyak sekali manfaat dan kemudahan yang
telah dihasilkan dengan adanya perkembangan teknologi, khususnya dalam
bidang teknik kimia. Kebutuhan akan operasi fermentasi dengan kondisi suhu
yang terkontrol memerlukan alat khusus yang mampu memenuhi kondisi yang
diinginkan. Alat tersebut biasa dikenal dengan inkubator. Inkubator merupakan
perkakas yang terkontrol suhunya. Untuk bisa mengatur suhu ruang di dalam
incubator dibutuhkan alat control seperti heater, blower dan regulatornya.
Yoghurt merupakan salah satu minuman kesehatan yang rasanya asam
segar dan disukai banyak orang, dewasa maupun anak-anak. Sedemikian tinggi
popularitasnya, sampai produk fermentasi susu bersifat semi-padat ini dikenal di
berbagai belahan dunia, termasuk Indonesia. Selain cita rasanya yang nikmat,
sebenarnya yoghurt memiliki manfaat yang sangat baik bagi kesehatan tubuh.
Manfaat ini pertama kali diperkenalkan oleh Elie Metchnikoff, ilmuwan Rusia
penerima Nobel biologi/fisiologi kedokteran tahun 1908, yang mengungkapkan
bahwa yoghurt dapat memperpanjang usia. Menurut Metchnikoff, tingginya usia
hidup rata-rata warga suku-suku pegunungan di Bulgaria, yakni 87 tahun,
berkaitan dengan kebiasaan mereka mengkonsumsi yoghurt. Bakteri akan masuk
dan tinggal di usus, lalu memberi pengaruh positif terhadap keseimbangan
mikroflora usus. Mekanismenya dengan cara menurunkan efek racun dari bakteri
yang merugikan di usus (Dewi Rusmiati dkk, 2008).
Kondisi operasi pembuatan starter yoghurt pada suhu 37º C selama 24 jam
dan untuk produksi pada suhu 45º C selama 4-6 jam. Laboratorium Proses Teknik
Kimia belum memiliki inkubator sehingga belum bisa melakukan proses
fermentasi pada suhu 37º C dan 45º C. Oleh karena itu untuk memenuhi
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
kebutuhan tersebut maka penulis membuat incubator dalam rangka mengerjakan
Tugas Akhir di fakultas teknik program studi diploma III teknik kimia.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang muncul adalah bagaimana pembuatan inkubator
untuk proses fermentasi pembuatan yoghurt dengan peralatan yang murah dan
sederhana (teknologi tepat guna).
1.3 Tujuan Tugas Akhir
Tujuan yang ingin dicapai dari tugas akhir ini yaitu :
1. Membuat inkubator untuk proses fermentasi pembuatan yoghurt.
2. Menguji inkubator tersebut dengan memanfaatkannya untuk membuat
yoghurt.
1.4 Manfaat Tugas Akhir
Manfaat yang diharapkan dari pembuatan inkubator untuk proses
fermentasi pembuatan yoghurt, antara lain :
a. Keberhasilan pembuatan inkubator yang murah dan sederhana ini dapat
diterapkan untuk kalangan industri kecil, sehingga dapat memberikan
solusi bagi masyarakat yang ingin berwirausaha dalam bidang pembuatan
yoghurt.
b. Untuk Ilmu Pengetahuan dan Teknologi
Mengetahui kualifikasi inkubator dan kondisi proses fermentasi
pembuatan yoghurt.
c. Peningkatan Pengetahuan dan Ketrampilan Peneliti
Peneliti dapat memperoleh ketrampilan dalam memanfaatkan incubator
untuk pembuatan yoghurt.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
2.1.1. Yoghurt
Yoghurt adalah suatu produk fermentasi yang diperoleh dari susu segar
dengan biakan campuran Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus
thermophilus (Nelson dan Trout, 1964). Di Indonesia produk yoghurt ini semakin
dikenal dan diminati masyarakat. Produk ini dapat dikonsumsi oleh penderita
laktose intolerance, yaitu gejala tidak tahan terhadap gula susu (laktosa). Dengan
proses pengolahan susu menjadi yoghurt dapat menurunkan sekitar 25 persen
kadar laktosa yang ada, sehingga jika dikonsumsi oleh penderita tersebut, tidak
menyebabkan terjadinya gejala-gejala yang merugikan (Winamo, 1980). Oleh
sebab itu pengolahan susu segar menjadi produk yoghurt sangat potensial untuk
memenuhi kebutuhan masyarakat akan protein hewani maupun menunjang
kesehatan .
Robinson dan Tamime (1989) mengatakan bahwa yoghurt komersial dibagi
menjadi 3 kategori utama, yaitu plain/natural yoghurt (yoghurt tanpa penambahan
bahan lain, selain susu dan kultur), fruit yoghurt (yoghurt yang ditambah buah)
dan flavoured yoghurt (yoghurt yang berflavor). Produk yoghurt juga mudah
cepat rusak sama seperti produk hasil peternakan lainnya, karena yoghurt ini kaya
akan gizi yang dimanfaatkan mikroba dalam pertumbuhannya. Untuk
mempertahankan mutu yoghurt tersebut dibutuhkan penyimpanan yoghurt yang
baik, yaitu pada suhu 5ºC - 10ºC.
Streptococcus thermophilus dibedakan dari genus streptococcus lainnya
berdasarkan pertumbuhannya pada suhu 45°C dan tidak tumbuh pada suhu 10°C
(Tamime dan Deeth, 1980). Bakteri ini menyukai suasana pH mendekati netral
dan pH optimal untuk pertumbuhannya adalah 6,5 (Helferich dan Wethoff, 1980).
Menurut Davis (1975), umumnya bakteri Streptococcus adalah penghasil asam
3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
laktat, tumbuh sangat baik pada pH 6,5 dan pertumbuhannya terhenti pada
keasaman pH 4,2 - 4,4.
Bakteri Laktobacilus tumbuh sangat baik pada pH 5,5 dan
pertumbuhannya terhenti pada keasaman pH 3,8 - 3,8. Helferich dan Westhoff
(1980) menyatakan bahwa bakteri ini mempunyai suhu optimum untuk
pertumbuhannya dan menyukai suasana agak asam (pH 5,5). Suhu optimum bagi
pertumbuahan S. thermophilus adalah 37°C dan L. bulgaricus 45°C. Jika kedua
bakteri itu diinokulasi pada suhu 45°C (pH 6,6 -6,8), S. thermophilus mula-mula
tumbuh Iebih baik dan setelah pH menurun karena dihasilkan asam laktat, maka
L. bulgaricus akan tumbuh lebih baik (Pederson, 1977).
Menurut Moon dan Reinbold (1975), kultur campuran S. thermophilus dan
L. bulgaricus menghasilkan lebih banyak asam daripada bila hanya digunakan
satu jenis kultur. Karena itu perbandingan kedua bakteri ini harus dipertahankan
1:1 agar asam yang diproduksi terbentuk dengan cepat (Anonymous, 1979).
Laktosa dalam susu digunakan sumber energi dan sumber karbon selama
pertumbuhan biakan yoghurt. Menurut Helferich dan Westhoff (1980) sebanyak
0,5 persen dari 5 persen laktosa yang ada dalam susu, digunakan oleh kultur untuk
pertumbuhannya dan sisanya diubah menjadi asal laktat. Akumulasi asam laktat
menyebabkan penurunan pH atau menaikkan keasaman susu.
2.1.2. Inkubator
Desain inkubator tidak hanya terpaku pada fungsi saja tapi juga dari segi
estetika tanpa melupakan fungsi utamanya. Fitur utama dari sebuah inkubator
adalah suhu. Proses fermentasi memerlukan kondisi suhu yang terkendali
biasanya antara 30ºC, 37ºC atau 45ºC. Kondisi suhu yang terkendali tersebut
dicapai dengan alat yang disebut inkubator.
Panas yang diperlukan oleh udara dalam ruang inkubator dapat ditentukan
dengan rumus:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Q = m . Cp .
Dimana:
Q = jumlah kalor (kJ)
m = massa udara dalam ruang inkubator (kg)
Cp = kapasitas panas udara (kJ/kg.K)
= perbedaan suhu (K)
(Kern, D. Q. 1983)
2.2. Kerangka Pemikiran
Inkubator ini berbentuk almari yang terbuat dari kayu. Pemilihan kayu
sebagai bahan utama dikarenaka kayu merupakan isolator yang baik dan
ekonomis. Inkubator ini digunakan untuk fermentasi yoghurt. Alat ini dilengkapi
pemanas dan pengontrol suhu.
Inkubator perlu panas yang terkontrol
Panas berasal dari energy listrik dan dilengkapi regulator
Ditentukan suhu yang diperlukan untuk fermentasi
Ditentukan kapasitas (volume) inkubator
Ditentukan daya pemanas listrik
Uji penggunaan inkubator
Penyusunan laporan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
BAB III
METODOLOGI
.
3.1. Spesifikasi
1. Menentukan kapasitas dan dimensi inkubator.
Penulis menentukan kapasitas inkubator muat dengan 4 toples,
dengan desain incubator 2 rak. Dimana rak 1 dapat diisi 2 toples dan rak 2
juga dapat diisi 2 toples.
Untuk dimensi inkubator, berdasarkan dimensi toples tersebut yang
berjumlah 4. Dimensi toples dengan ukuran diameter alas 23 cm dan
tinggi 27 cm. Pertimbangan memilih dimensi ini karena ukuran ini cukup
besar dan dapat masuk ke dalam autoklaf untuk disterilisasi. Dari dimensi
toples tersebut, penulis dapat menetukan dimensi inkubator.
Dimensi inkubator
Panjang = 64 cm = 0,64 m
Lebar = 30 cm = 0,30 m
Tinggi = 60 cm = 0,60 m
Volume = p . l . t
= ( 0,64 x 0,3 x 0,6 ) m3
= 0,1152 m3
2. Menentukan panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari suhu
lingkungan (30ºC) menjadi suhu kerja inkubator (60º).
Dengan rumus :
6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dimana:
Q = jumlah kalor (kJ)
m = massa udara dalam ruang inkubator (kg)
= berat jenis udara pada 1 atm (1,2 kg/m3)
v = volume ruang inkubator (m3)
Cp = kapasitas panas udara (1,005 kJ/kg.K)
= perbedaan suhu (K)
· Menghitung massa udara dalam ruang inkubator :
m
= 1,2 kg/m3 . 0,1152 m3
= 0,1382 kg
· Menghitung perbedaan suhu
T1 = suhu lingkungan (30ºC= 303 K)
T2 = suhu yang dikehendaki (60ºC = 333 K)
= T2 - T1
= (333 - 303) K
= 30 K
= 0,1382 kg x 1,005 kJ/kg.K x 30 K
= 4,1680 kJ
= 4168 Watt.s
= 1.158 Watt.hours
3. Menentukan daya pemanas
Pemilihan daya pemanas yang mencukupi untuk kebutuhan panas
di atas yaitu dengan menggunakan heater dengan daya 300 Watt. Untuk
mengubah energi listrik menjadi energi panas, penulis menggunakan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
heater regulator dengan daya 500 Watt, karena dipasaran hanya ada daya
500 Watt dan 1000 Watt
4. Komponen dan alat instrumentasi dalam inkubator
a. Termometer
Termometer merupakan alat ukur suhu atau temperatur.
Termometer yang digunakan pada alat ini adalah termometer ruang
dengan merk GEA dan mempunyai kemampuan mengukur suhu
dari -30 ºC sampai 50ºC. Gambar termometer disajikan pada
gambar III.1
Gambar III.1 Termometer
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
b. Heater regulator
Heater regulator merupakan alat untuk mengkonversi energi
listrik menjadi kalor atau panas. Heater regulator ini juga dapat
mengatur besar kecilnya kalor atau panas yang penulis butuhkan.
Heater ini mempunyai daya sebesar 500 Watt dan mampu
menaikan suhu hingga 60ºC. Gambar Heater regulator disajikan
pada gambar III.2
Gambar III.2 Heater regulator
c. Blower
Blower disini berfungsi menghembuskan udara ke elemen
panas agar panas di dalam ruang inkubator merata. Blower ini
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
mempunyai tegangan sebesar 12 Volt. Kecepatan udara yang
dihembuskan blower dapat dikendalikan dengan regulator.
Gambar blower disajikan pada gambar III.3
Gambar III.3 Blower
d. Elemen pemanas (bersirip)
Elemen pemanas ini berfungsi menghantarkan energi panas
atau kalor. Elemen pemanas ini berbentuk U dengan penembahan
sirip-sirip di tengahnya agar luas kontak perpindahan panas
semakin besar. Elemen pemanas ini terbuat dari alumunium,
pemilihan bahan ini dikarenakan alumunium tidak korosif atau
tidak mudah berkarat. Gambar elemen pemanas disajikan pada
gambar III.4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Gambar III.4 Elemen Pemanas
e. Adaptor
Adaptor ini berfungsi mengubah arus AC menjadi arus DC
pada blower. Adaptor yang digunakan adalah adaptor universal
dengan 220 volt dan 18 Watt. Gambar adaptor disajikan pada
gambar III.5
Gambar III.5 Adaptor
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
3.2. Lokasi
Tugas akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Proses Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3.3. Cara Kerja
3.3.1. Cara Pengoperasian Inkubator
Inkubator ini bekerja dengan prinsip meratakan udara panas yang
dihembuskan oleh blower ke dalam ruangan inkubator. Panas ini berasal dari
energi listrik yang dikonversi oleh heater regulator. Panas yang dihasilkan
oleh heater regulator kemudian dikonduksikan ke elemen pemanas, lalu
dikonveksikan oleh udara dari blower sehingga tercipta udara panas dengan
panas yang terkontrol. Berikut merupakan start up dan shut down alat ini.
Start up:
a) Nyalakan blower dengan cara menggeser polaritas pada adaptor
dengan posisi polaritas negatif (-), atur kecepatan putarnya dengan
menggeser voltase adaptor. Semakin tinggi voltase (max 12 volt),
semakin cepat kecepatan putarnya. Blower berfungsi untuk
mensirkulasikan panas agar merata di dalam inkubator.
b) Nyalakan heater dengan cara memutar regulator, atur skala regulator
untuk panas yang diinginkan :
Tabel III.1 Data Suhu Inkubator
Skala Suhu
1 30
2 31
3 33
4 35
5 37
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
6 39
7 42
8 45
9 48
10 51
11 55
12 58
13 60
c) Tunggu panas naik dari suhu ruangan ke suhu yang diinginkan.
d) Amati suhu dalam inkubator pada termometer.
e) Setelah mencapai suhu yang dikehendaki (konstan), inkubator dapat
digunakan untuk inkubasi.
Shut down :
a) Turunkan level regulator heater ke level 1.
b) Matikan regulator heater.
c) Matikan blower dengan menggeser polaritas ke positif (+).
d) Keluarkan bahan yang sudah diinkubasi.
3.3.2. Cara Kerja Pembuatan Yoghurt
a. Membuat Starter
1. Membuat susu skim dengan takaran 8 gr dalam 100 ml
2. Dimasukan ke dalam kuvet 5 ml sebanyak 20 buah
3. Disterilisasi pada tekanan 10 psi selama 15 menit
4. Didinginkan pada suhu kamar
5. Memasukan bakteri Lactobacillus bulgaricus pada 10 kuvet dan 10
kuvet lagi untuk Streptococcus thermophilus
6. Diinkubasi pada suhu 37o C selama 12 jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
b. Membuat Media
1. Merendam kedelai selama 4-6 jam sebanyak 500 gr
2. Mencuci kedelai
3. Merebus kedelai sampai mendidih
4. Mencuci kedelai lagi
5. Memblender kedelai dengan menambahkan aquadest sebanyak 2L
6. Disaring diambil filtratnya yang berupa susu kedelai
7. Susu kedelai lalu dididihkan dan ditambahkan gula pasir, gelatin
(nutri jell) dan skim diaduk agar homogeny
8. Didinginkan hingga suhu kamar (30oC)
9. Memasukan starter 10 ml Lactobacillus bulgaricus dan 10 ml
Streptococcus thermophilus
10. Dihomogenkan lalu diinkubasi pada suhu 37 oC selama 24 jam atau
45 oC selama 4-6 jam
3.4. Jadwal Pelaksanaan
Pengujian alat inkubator ini dilakuakan pada tanggal 11 November
2012 – 25 Desember 2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1. Alat Inkubator
Gambar IV.1 Inkubator Almari
Inkubator ini berbentuk almari dibuat dari kayu dengan tebal 1,5 cm
dengan dua rak/lantai yang berlubang agar udara panas dapat naik ke ruang
rak/lantai dua. Terdapat heater sebagai elemen pemanas dan blower untuk
meratakan panasnya yang di letakkan di rak/lantai bawah. Inkubator ini
dilengkapi dengan termometer, untuk dapat mengamati suhu ruang inkubator
melalui kaca di bagian depan.
15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Besar kecilnya panas dapat diatur melalui regulator. Panas yang dihasilkan
akan diratakan dengan kipas yang di letakkan di belakang heater. Panas keluar
melalui lubang-lubang kecil pada box heater. Selama proses dilakukan
pemantauan suhu pada termometer yang ada.
Pengoperasian inkubator ini pertama menyalakan blower dengan cara
menggeser polaritas pada adaptor pada posisi polaritas negatif (-). Kemudian
menyalakan heater dengan cara menyalakan regulator heater, mengatur level
regulator untuk panas yang diinginkan. Menunggu panas naik dari suhu ruangan
ke suhu yang diinginkan. Amati suhu dalam inkubator pada termometer. Setelah
mencapai suhu yang dikehendaki (konstan), inkubator dapat digunakan untuk
inkubasi.
4.1.2 Pengujian
4.1.2.1 Pengujian Pemanasan
Gambar IV.2 Grafik Hubungan antara waktu (menit) dengan suhu (ºC) ruang inkubator
pada skala tertentu
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Suhu
(ºC
)
Waktu (menit)
Skala 1
Skala 2
Skala 3
Skala 4
Skala 5
Skala 6
Skala 7
Skala 8
Skala 9
Skala 10
Skala 11
Skala 12
Skala 13
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Pengujian inkubator ini dilakukan dengan mengambil data suhu setiap
interval waktu 10 menit sampai konstan. Dari suhu awal 30ºC menjadi suhu yang
dikehendaki. Kenaikan suhu ini karena adanya panas dari heater. Pemanas yang
digunakan adalah heater karena lebih praktis, dibandingkan dengan pemanas lain
misalnya lampu bohlam yang dapat memakan tempat yang banyak. Hasil uji
kinerja inkubator disajikan dalam bentuk grafik. Grafik ini disajikan pada Gambar
IV.2. Dari grafik IV.2 membuktikan bahwa semakin lama waktu maka suhu juga
akan semakin naik dan konstan pada suhu tertentu. Semakin tinggi skala maka
suhu juga akan semakin tinggi/naik. Semakin tinggi skala maka waktu yang
diperlukan untuk mencapai konstan semakin lama.
Untuk memudahkan membaca data dalam grafik, maka data ditabelkan
pada tabel IV.1. Dari tabel IV.1 dapat diketahui bahwa untuk memperoleh suhu
ruang inkubator 37oC, maka digunakan skala 5 dan waktu yang diperlukan untuk
mencapai suhu 37oC adalah 90 menit. Untuk memperoleh suhu ruang inkubator
45oC, maka digunakan skala 8 dan waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu
45oC adalah 120 menit.
Tabel IV.1 Data Pengujian Inkubator
Skala Suhu (oC) Waktu yang diperlukan untuk konstan 1 30 0 menit 2 31 30 menit 3 33 50 menit 4 35 70 menit 5 37 90 menit 6 39 100 menit 7 42 110 menit 8 45 120 menit 9 48 140 menit
10 51 160 menit 11 55 170 menit 12 58 180 menit 13 60 190 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
4.1.2.2 Pengujian Alat untuk Pembuatan Yoghurt
Dari pengujian yang telah dilakukan, inkubator ini dapat digunakan
untuk fermentasi yoghurt pada suhu 37oC maupun 45oC. Uji alat inkubator untuk
pembuatan youghurt dilakukan dengan prosedur :
a. Menyiapkan inkubator
b. Memanaskan inkubator pada suhu yang dinginkan
c. Membuat media dan starter yoghurt
d. Memasukan media yang telah ditambahkan starter ke dalam inkubator.
e. Melakukan fermentasi selama 24 jam pada suhu 37oC atau selama 6 jam
pada suhu 45 oC
f. Mengeluarkan yoghurt hasil fermentasi
g. Mematikan inkubator
Dari yoghurt yang dihasilkan, diperoleh rasa asam dengan pH 4,
bertekstur lembut, cair semi padat. Hasil pembuatan yoghurt disajikan pada
gambar IV.3.
Gambar IV.3 Yoghurt Hasil Fermentasi selama 24 jam (37oC)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
4.2 Pembahasan
Inkubator dalam pengujiannya dapat mengahasilkan suhu yang terkontrol,
akan tetapi untuk mendapatkan suhu yang diinginkan memerlukan waktu yang
cukup lama. Dalam prakteknya untuk menaikan suhu awal 30oC menjadi 60oC
dalam ruang inkubator dengan volume 0,1152 m3 dan daya pemanas 300 Watt
membutuhkan waktu 190 menit. Hasil ini sangat jauh berbeda dari perhitungan
secara teoritis yaitu hanya memerlukan 14 sekon. Faktor yang menyebabkan
waktu yang yang dibutuhkan untuk mencapai suhu yang diinginkan sangat lama
antara lain perpindahan panas dari sumber panas ke udara yang kurang sempurna
dan kecilnya luas kontak permukaan sumber panas dengan udara. Selain itu faktor
di atas, efisiensi alat juga mempengaruhi. Alat pemanas inkubator ini hanya
menghasilkan efisiensi sebesar 75%. Perhitungan efisiensi ini dapat dilihat pada
lampiran hal L.3. Uraian di atas menjelaskan bahwa inkubator ini mempunyai
kekurangan dalam hal kecepatan dalam memanaskan suhu ruang di dalam
inkubator.
Dari pengujian pembuatan yoghurt, inkubator ini dapat melakukan
fermentasi pada suhu 37oC selama 24 jam, waktu yang diperlukan incubator untuk
mencapai suhu ini adalah 90. Dan inkubator ini juga dapat melakukan fermentasi
pada suhu 45oC selama 6 jam, waktu yang diperlukan inkubator untuk mencapai
suhu ini adalah 120. Dari kedua percobaan di atas yoghurt yang dihasilkan
bertekstur lembut, cair semi padat, mempunyai pH 4 dan mempunyai rasa asam.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20 Laporan Tugas Akhir
Pembuatan Inkubator untuk Proses Fermentasi Pembuatan Yoghurt
D iploma III Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Inkubator berhasil dibuat untuk proses fermentasi yoghurt.
2. Suhu ruang inkubator dapat terkontrol.
3. Untuk mencapai suhu yang diinginkan membutuhkan waktu yang
cukup lama.
5.2 Saran
1. Perlu adanya alat pengukur suhu yang lebih akurat dan mudah diamati.
2. Perlu adanya tempat khusus untuk penempatan box heater.
3. Menambah luas permukaan kontak antara sumber panas dengan udara
20
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user