KEJURUTERAAN PEMPROSESAN PERTANIAN

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Pengering LSU
Reka bentuk pengering berterusan ini telah dibangunkan oleh Louisiana State University yang
dinamakan LSU Dryer. Ia adalah sejenis pengering bercampur aliran berterusan. Lapisan silih
berganti antara masukan udara panas dan keluaran udara dan berperingkat untuk percampuran.
Pengering LSU mempunyai kapasiti yang tinggi dan kebanyakannya digunakan memproses padi
secara komersial.

Rajah 38 : Pengering LSU

Sistem Pengeringan Berperingkat (Multi-Pass Drying System)
Sistem pengeringan berperingkat biasanya dipraktikkan di kilang padi bagi menghadapi masa
puncak. Dalam sistem pengeringan multi-pass, pengering aliran berterusan yang digunakan
bersama dengan bin sementara. Setiap bijirin dikeringkan selama 15-30 minit dalam pengering
dengan pengurangan kandungan lembapan sebanyak 1-3 % dan kemudian dipindahkan ke bin
sementara bagi menyeragamkan kandungan lembapan. Tempoh simpanan dalam bin
sementara biasanya mengambil masa selama 24 jam. Semasa di dalam bin sementara bijian
boleh disejukkan dengan cara menyalurkan udara. Proses ini diulangi sehingga bijirin yang
dikeringkan mencapai kandungan lembapan yang diperlukan untuk simpanan (12 – 13% untuk
padi).

Rajah 39 : Multi-pass Drying System

43

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.5 ANALISA PENGERINGAN BIJIAN

1.5.1 Carta Psikometrik

Carta psikrometrik menerangkan semua sifat-sifat fizikal dan haba bagi udara lembap. Ia
memaparkan sifat-sifat udara seperti dry bulb temperature (vertical lines), wet bulb temperature
(lines sloping gently downward to the right), dew point temperature (horizontal lines), and
relative humidity (the curves on the chart). Dengan mengetahui mana-mana dua sifat ini, maka
dua yang lain boleh ditentukan dengan menggunakan carta. Carta ini juga dapat menerangkan
kandungan lembapan di udara yang (skala paling kanan), kandungan tenaga (skala luar pepenjuru
kiri atas), isipadu tentu (garisan condong menurun ke kanan). Carta psikrometrik juga dapat
menunjukkan sifat wap air ini melalui parameter berikut;

1. suhu bebuli kering (dry bulb temperature)
2. suhu bebuli basah (wet bulb temperature)
3. suhu titik embun (dew point temperature)
4. kelembapan relatif (relative humidity)
5. nisbah lembapan (humidity ratio)
6. entalpi (enthalpy)
7. isipadu tentu (specific volume)

1. Suhu Bebuli Kering.

Suhu bebuli kering adalah suhu yang diukur dengan menggunakan termometer standard yang
tidak mempunyai air di permukaannya. Apabila merujuk kepada suhu udara, biasanya adalah
suhu bebuli kering. Suhu bebuli kering diwakili oleh garisan menegak pada carta dan dipaparkan
di bahagian bawah, meningkat dari kiri ke kanan. Unit ukuran yang digunakan untuk suhu bebuli
kering ialah oC.

2. Suhu Bebuli Basah.

Suhu bebuli basah adalah suhu yang dikaitkan dengan kandungan lembapan udara. Suhu bebuli
basah diambil pada sekitar termometer dengan sumbu basah dan mengukur bacaan sebagai
menyejat air. Suhu bebuli basah adalah sentiasa lebih rendah daripada suhu bebuli kering. Suhu
bebuli basah diwakili oleh garisan yang condong dari kanan atas carta (sepanjang garis ketepuan).
Unit ukuran yang digunakan untuk suhu bebuli basah oC.

Note : Jika suhu bebuli basah adalah lebih rendah daripada bebuli kering campuran wap dan
udara adalah tidak tepu. Manakala jika suhu bebuli basah adalah sama dengan bebuli kering
campuran wap dan udara adalah tepu.
3. Suhu Takat Embun.

44

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Suhu takat embun menunjukkan suhu di mana air akan mula memeluwap daripada
udara lembap. Apabila udara disejukkan, kenaikan kelembapan relatif sehingga ketepuan dicapai
dan pemeluwapan berlaku. Pemeluwapan berlaku pada permukaan yang berada pada atau di
bawah takat suhu embun. Suhu takat embun diwakili sepanjang garis kelembapan 100% pada
carta psikrometrik. Pada takat embun, suhu bebuli kering dan suhu bebuli basah adalah sama.

4. Lembapan Relatif
Lembapan relatif adalah ukuran bagaimana udara tepu dengan wap air. Pada keadaan tepu ia
dikatakan mempunyai kelembapan bandingan 100%. Lembapan diukur sebagai berapa banyak
wap air yang terdapat dalam udara. Lembapan relatif diwakili oleh garisan lengkung pada carta
psikrometrik dan ia diukur dalam unit %.

5. Entalpi
Entalpi adalah ukuran jumlah tenaga di udara. Tenaga di udara datang dalam bentuk haba sama
ada haba rasa atau haba pendam. Haba rasa adalah haba (tenaga) dalam udara kerana suhu
udara manakala haba pendam ialah haba (tenaga) dalam udara disebabkan kelembapan udara.
Garisan entalpi ditunjukkan sepanjang garis yang sama dengan sebagai suhu bebuli basah dan
dalam kebanyakan aplikasi garis yang sama boleh digunakan untuk kedua-dua keadaan. Unit
entalpi adalah kJ/kg udara kering (kJ/kg da).

6. Nisbah Lembapan
Kandungan Lembapan adalah jumlah wap air dalam 1 kg udara kering. Nisbah kelembapan
diwakili pada carta psikometrik oleh garisan mendatar dan nilai yang berada di sebelah kanan
carta (pada paksi y). Unit ukuran yang digunakan ialah kg moisture/kg dry air.

7. Isipadu Tentu
Isipadu tentu mewakili ruang dipenuhi oleh satu unit berat udara kering. Isipadu tentu
ditunjukkan oleh garisan condong dari sudut kanan bawah ke arah sudut atas kiri pada sudut
yang lebih curam daripada garis suhu bebuli basah dan entalpi. Unit ukurannya ialah m3/kg da.

45

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 40 : Psychrometric Chart
Apa yang berlaku semasa proses pemanasan dan penyejukan
1. Tiada perubahan dalam kelembapan mutlak campuran udara-wap.
2. Penyejukan berlaku dari kanan ke kiri.
3. Pemanasan berlaku dari kiri ke kanan.
4. Terdapat perubahan haba rasa bagi campuran udara-wap.
5. Haba perlu ditambah atau ditolak untuk mengasilkan perubahan suhu.

46

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Contoh Penggunaan Carta Psikrometrik
Contoh 1
Bacaan suhu bebuli kering ialah 30°C dan suhu bebuli basah ialah 18°C. Dengan menggunakan
carta psikorometrik tentukan nilai berikut:
a. Relative Humidity?
b. Dew Point?
c. Absolute Humidity?
d. Specific Volume?
e. Enthalphy?

Penyelesaian
Merujuk kepada carta psikrometrik,

a. Relative Humidity = 30 %
b. Dew Point = 10.5oC
c. Absolute Humidity = 0.008 kg water/kg dry air
d. Specific Volume = 0.87 m3 / kg dry air
e. Enthalphy = 51 kJ / kg. dry air
Contoh 2

47

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Bacaan suhu bebuli kering ialah 30°C dan suhu bebuli basah ialah 22°C. Dengan menggunakan
carta psikorometrik tentukan nilai berikut:
a. Relative Humidity? [ 50 % ]
b. Dew Point? [ 18.5oC ]
c. Absolute Humidity? [ 0.0136 kg water/kg dry air ]
d. Specific Volume? [ 0.877 m3/ kg dry air ]
e. Enthalphy? [ 64.5 kJ / kg. dry air ]

Contoh 3
Bacaan suhu bebuli kering ialah 24°C dan suhu bebuli basah ialah 17°C. Dengan menggunakan
carta psikorometrik tentukan nilai berikut:
a. Relative Humidity? [ 50 % ]
b. Dew Point? [ 13oC ]
c. Absolute Humidity? [ 0.094 kg water/kg dry air ]
d. Specific Volume? [ 0.854 m3/ kg dry air ]
e. Enthalphy? [ 48 kJ / kg. dry air ]

Contoh 4
Kirakan jumlah haba rasa yang perlu ditambah kepada 10 kg udara pada 20oC suhu bebuli kering
dan 60% lembapan relatif untuk menaikkan suhu udara kepada 40oC suhu bebuli kering.

48

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Penyelesaian

h2 = 64 kJ/kg dry air.
h1 = 43 kJ/kg dry air.

Jumlah haba = W (h2 - h1)
= 10(64 - 43)
= 10(21)
= 210 kJ

Contoh 5

Jika lembapan relatif meningkat daripada 30% kepada 50% dan suhu tetap pada 34°C dan
diandaikan bahawa 10 kg. udara kering sejam melalui bangunan, kira

a. air yang diperlukan
b. jumlah entalpi untuk bangunan

Penyelesaian h1 = 60 kJ/kg dry air.
H1 = 0.010 kg moisture/kg da. h2 = 77.5 kJ/kg dry air.
H2 = 0.0169 kg moisture/kg da.

a. Air diperlukan = (H2 - H1)
= (0.0169 – 0.010)
= 0.0069 kg moisture/kg da.

b. Entalpi diperlukan = (h2 - h1)
= (77.5 –60)
= 17.5 kJ/kg da

Jumlah entalpi untuk bangunan = 17.5 kJ/kg dry air x 10 kg dry air/hr
= 175 kJ

Latihan

Tentukan jumalah air yang diperlukan untuk meruap sejuk 200 kg udara kering pada suhu 35oC
dan lembapan relatif 40% melalui sebuah bangunan ternakan dalam tempoh sejam. Udara keluar
dari bangunan dalam keadaan lembapan relatif 60%.
[0.04 kg]

49

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Kandungan Lembapan

Kandungan lembapan adalah jumlah berat air yang terdapat dalam bahan. Biasanya diukur
dalam %.
Terdapat dua kaedah untuk menggambarkan kandungan kelembapan iaitu;

1. Moisture content pada wet basis (MCwb)

%MCwb = Ww  100%
Ww + Wdm

2. Moisture content pada dry basis (MCdb)

%MCdb = Ww  100%
Wdm

%MCdb = Wwb  100%
100 − Wwb

Contoh 6

2500 kg bijian pada awalnya mempunyai 25% MCwb hendak dikeringkan kepada 12 % MCwb.
Kirakan jumlah lembapan yang telah dikeluarkan dan jisim bijian selepas dikeringkan.

Penyelesaian

Diberi; Berat bijian pada 25% MCwb , W25 = 2500 kg.
Berat bijian pada 12% MCwb ,W12 = ?

W12 = W25  11 −− 0.25 
0.12 

= 2500 0.75 
 0.88 

= 2130 .68 kg

 Jisim bijian selepas dikeringkan ialah 2130.68 kg.
 Lembapan yang dikeluarkan = W25 – W12

= 2500 – 2130.68
= 369.32 kg.

50

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Contoh 7

Sejumlah kacang tanah pada 24% kandungan lembapan asas basah telah dikeringkan kepada
13% kandungan lembapan asas basah. Berat kacang tanah di akhir proses pengeringan ialah
1525 kg. Kirakan;

a. Berat awal kacang tanah.
b. Berat bahan kering.
c. Berat lembapan yang dikeluarkan.

Penyelesaian

Diberi; W13 = 1525 kg W24 = ?
 Lembapan yang dikeluarkan = ?
Wdm = ?

a. W24 = W13  1 − 0.13 
 1 − 0.24 

=1525 0.87 
 0.76 

= 1745.72 kg

 Jisim bijian sebelum dikeringkan ialah 1745.72 kg.

b. Berat pada 13% MC ialah 1525 kg (W13 = 1525 kg)

Berat bijian kering, Wdm = 100 −13 1525
 100 

= 1326.75 kg

c.  Lembapan yang dikeluarkan = W24 – W13
= 1745.72 - 1525
= 220.72 kg.

51

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Contoh 8

4500 kg bijian pada 25% kandungan lembapan asas basah dikeringkan kepada 15% kandungan
lembapan asas basah. Tentukan;

a. Peratus kandungan lembapan asas kering bijian sebelum pengeringan.
b. Peratus kandungan lembapan asas kering bijian selepas pengeringan.
c. Berat kering bijian.
d. Jumlah lembapan yang dikeluarkan.

Penyelesaian

%MCdb = Wwb 100%
100 −Wwb

a. Peratus kandungan lembapan sebelum pengeringan,

%MC db = 25  100 %
100 − 25

= 25 100% = 33.33%
75

Peratus kandungan lembapan selepas pengeringan,

%MC db = 15  100 %
100 −15

= 15 100% = 17.65%
85

b. Berat lembapan pada 25 %MCwb , Wm = 0.25WT
= 0.254500 = 1125kg.

 Berat bahan kering, Wdm = WT − Wm
= 4500−1125= 3375kg

c. Jumlah lembapan yang dikeluarkan = 33.33 −17.65 Wdm
100

= 33.33 −17.65 3375
100

= 529.2 kg

52

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Contoh 9

9500 kg padi basah pada 22% MCwb dikeringkan kepada 13% MCwb dengan menggunakan alat
pengering bin. Udara atmosfera pada suhu 27oC dengan 50% RH dipanaskan kepada 43oC dan
ditiupkan melalui bijian dengan kadar 185 m3/min dan udara keluar dari bin pengering adalah
70% RH. Kirakan;
a. Beban lembapan.
b. Jumlah masa pengeringan.
c. Jumlah haba yang digunakan.

Penyelesaian
Berat padi pada 13 % MC,

W13 = W22  1 − 0.22 
 1 − 0.13 

= 9500 0.78 
 0.87 

= 8517.24 kg

  beban lembapan = W22 –W13
= 9500 – 8517.24
= 982.76 kg

h2 = h3 70 %
3
50 %
h1 

1 H3
27oC
2 H1 = H2
43oC

53

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Isipadu tentu,  = 0.91+  3   0.1= 0.912 m3/kg d.a
16 

Nisbah kelembapan, H1 = H2 = 0.0112 kg/kg d.a

H3 = 0.0171 kg/kg d.a

Entalpi, h1 = 56 kJ /kg

h2 = h3 = 72.5 kJ /kg

Berat pengaliran udara, m = Q = Kadar pengaliran udara
 Ketumpata udara kering

= 185 m3 /min
0.912 m3 /kg d.a

= 202.88 kg d.a/min

Kadar pengeluaran lembapan, Q = (H3 – H1) x m
= (0.0171 – 0.0112) x 202.88
= 1.197 kg H2O/min

Jumlah masa mengering, t =  lembapan keluar
Kadar pengeluaran lembapan
= 982.76
1.197
= 821.03 minit

c. Jumlah haba = (h3 – h1) x m x t
= (72.5 – 56) x 202.88 x 821.03
= 2748392.75 kJ.

54

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Contoh 10

Sebuah alat pengering bin berdiameter 4 m dan 5 m tinggi diisi penuh dengan bijian basah pada
23 % MCwb. Udara persekitaran pada suhu 27oC dengan 80 % RH dipanaskan kepada 45oC dan
mengalir melalui bijian dengan kadar 450 m3/min. Andaikan udara panas yang keluar dari alat
pengering mempunyai 60 % RH dan berat spesifik bijian pada 12 % MCwb ialah 238.74 kg/m3.
Kirakan;
a. Kapasiti pengering.
b. Berat awal dan akhir bijian.
c. Jumlah masa pengeringan.
d. Jumlah haba yang digunakan

Penyelesaian V =  d2 h =  42 (5)
Isipadu bijian, 4 4

= 62.83 m3

Berat bijian pada 12 % MCwb ,
W12 = 62.83 x 238.74
= 15000 kg

Berat bijian pada 23 % MCwb ,

W23 = W12  1 − 0.12 
 1 − 0.23 

= 15000 0.88 
 0.77 

= 17142.86 kg

  beban lembapan = W23 –W12
= 17142.86 - 15000
= 2142.86 kg

55

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

h2 = 80 %
h3  60 %

h1 3 H3
H1 = H2
1 2

27oC 45oC

Isipadu tentu,  = 0.92 + 12  0.01 = 0.928 m3/kg d.a
16

Nisbah kelembapan, H1 = H2 = 0.018 kg/kg d.a

H3 = 0.022 kg/kg d.a

Entalpi, h1 = 73 kJ /kg

h2 = h3 = 92 kJ /kg

Berat pengaliran udara, m = Q = Kadar pengaliran udara
 Ketumpatan udara kering

= 450 m3 /min
0.928 m3 /kg d.a

= 485.15 kg d.a/min

Kadar pengeluaran lembapan, Q = (H3 – H1) x m
= (0.022 – 0.018) x 485.15
= 2.0376 kg H2O/min

Jumlah masa mengering, t =  lembapan keluar
Kadar pengeluaran lembapan
= 1558 .44
2.03762
= 779.56 minit

56

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

d. Jumlah haba = (h3 – h1) x m x t
= (92.0 - 73) x 485.15 x 779.56
= 71858800 kJ.

Contoh 11

18500 kg padi basah pada 23 % kandungan lembapan asas basah hendak dikeringkan kepada
13% kandungan lembapan asas basah dengan menggunakan alat pengering Lusiana State
University (LSU). Udara persekitaran pada suhu 26oC dan 70 % lembapan relatif dipanaskan
kepada suhu 40oC dan udara mengalir pada kadar 420 m3/min. Udara yang keluar dari alat
pengering adalah pada 80 % lembapan relatif. Kirakan;
a. Beban lembapan.
b. Anggaran masa pengeringan.
c. Haba rasa.
d. Haba pendam.

Penyelesaian
Berat bijian pada 13 % MCwb,

W13 = W23  1 − 0.23 
 1 − 0.13 

= 18500 0.77  80 %
 0.87 
70 %
= 16373.56 kg 

h2 = h3 H3

  beban lembapan = W23 –W13 h4 3
= 18500 – 16373.56 h1
= 2126.44 kg
1 2 H1 = H2
26oC 40oC

Isipadu tentu,  = 0.91 + 6  0.01 = 0.914 m3/kg d.a
16

Nisbah kelembapan, H1 = H2 = 0.0148 kg/kg d.a

H3 = 0.0196 kg/kg d.a

57

Entalpi, BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

h1 = 64 kJ /kg
h2 = h3 = 78 kJ /kg
h4 = 67 kJ /kg

Berat pengaliran udara, m = Q = Kadar pengaliran udara
 Ketumpatan udara kering

= 420 m3 /min
0.914 m3 /kg d.a

= 459.64 kg d.a/min

Kadar pengeluaran lembapan, Q = (H3 – H1) x m
= (0.0196 – 0.0148) x 459.64
= 2.2063 kg H2O/min

Jumlah masa mengering, t =  lembapan keluar
Kadar pengeluaran lembapan
= 2126 .44
2.2063
= 963.81 minit

c. Haba rasa = (h4 – h1) x m x t
= (67 – 64) x 459.64 x 963.81
= 1329025 kJ.

d. Haba pendam = (h3 – h4) x m x t
= (78 – 67) x 459.64 x 963.81
= 4873091.67 kJ.

58

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

2.1 KEPENTINGAN PENYIMPANAN SEJUK BEKU

Penyejukan dan pembekuan produk makanan yang mudah rosak adalah perkara penting dalam
proses pemindahan haba dan termodinamik. Proses penyejukbekuan adalah untuk melambatkan
proses kimia dan biologi dalam makanan dan kerosakan kualiti makanan. Jangkahayat makanan
segar yang mudah rosak seperti daging, ikan, buah-buahan, dan sayur-sayuran boleh dilanjutkan
kepada beberapa lama melalui proses penyejukan (1oC hingga 4oC) dan penyejukbekuan (-18 oC
hingga -35 oC). Terdapat banyak pertimbangan dalam reka bentuk dan pemilihan penyejukan
yang betul dan mekanisme pemindahan haba.

2.1.1 Definisi Penyejukan

Penyejukan ialah merupakan proses membuang haba daripada jasad yang bersuhu lebih rendah
dari sekelilingnya atau proses pemindahan tenaga haba daripada suhu rendah kepada suhu
tinggi. Definasi lebih spesifik: proses mengurangkan dan mengekalkan suhu ruang atau bahan
lebih rendah daripada suhu sekelilingnya. Oleh yang demikian, haba mesti dibuang/dikeluarkan
daripada “jasad yang disejukkan” dan dipindahkan kepada jasad lain yang bersuhu lebih rendah
daripada “jasad yang disejukkan”.

2.2 JENIS-JENIS SISTEM PENYEJUKAN

Terdapat dua jenis sistem penyejukan iaitu:

a. sistem penyejukan semulajadi
b. sistem penyejukan mekanikal.

2.2.1 Sistem Penyejukan Semulajadi (Natural Refrigeration)
Menggunakan ais sebagai media penyejukan bagi suhu lebihkurang 4oC(40oF) dalam keadaan
berikut:

a. Tempoh penyejukan yang singkat
b. Berada jauh dari sumber kuasa (contoh spt.dalam perjalanan atau pengangkutan)
c. Bila kos bagi ais adalah nominal

Penyejukan ais berperanan sebagai pengganti/pilihan kepada penyejukan mekanikal bagi
sebahagian kegunaan seperti sayuran segar, buahan segar, ikan segar, hasil ternakan yang di
“pack” dan dibawa/diangkut dalam ketulan ais bagi mengelakkan “dehydration” (dehidrasi
/nyahair /pengontangan) dan untuk memelihara/mengekalkan kesegarannya/keadaan asalnya.

59

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

Kebiasaannya, suhu penyejukan minima yang boleh dicapai oleh ais bila ianya lebur atau cair
secara bersendirian adalah pada 0oC. Suhu leburan di bawah paras 0oC boleh dicapai dengan

cara menambah bahan kimia sebagaimana Jadual 2.1 di bawah :

Jadual 5 : Suhu campuran ais-kimia (ice-freezing mixture)

Bahan Kimia % Bahan Kimia Dlm Campuran Suhu (oF)
Berdasarkan Berat

NaCl 25 - 1.6

CaCl2 60 - 27.6

HNO3 (dicairkan) 50 - 31.0

KOH 57 - 38.3

HNO3 (surihan 50 - 40.0
/trace H2SO4)

Kelemahan Penyejukan Ais :

a. Keperluan kepada bekalan ais adalah secara berterusan – tahap kesesuaian rendah dan
tak ekonomik.

b. Penggunaan ais memerlukan kepada pembuangan air yang banyak.
c. Ais tidak berupaya merendahkan suhu penyejukan kepada tahap yang lebih rendah

sekiranya tidak digunakan bersama bahan kimia tambahan.
d. Sukar untuk mengawal kadar penjejukan iaitu sukar untuk mengekalkan paras suhu

rendah di dalam ruang penyejukan.

2.2.2 Sistem Penyejukan Mekanikal

Sistem penyejukan yang menggunakan peralatan mekanikal dan elektrikal atau sebarang
tenaga lain dipanggil penyejukan mekanikal.
Salah satu contoh sistem penyejukan mekanikal yang biasa dipraktikkan ialah sistem
penyejukan mampatan wap (seperti peti ais, sistem penyejukan kenderaan dsb).

Komponen Sistem Penyejukan Mampatan Wap

1. Penyejat (Evaporator)/Cooling Coil/Refrigerator)
- unit yang melakukan penyejukan iaitu membuang haba daripada jasad /beban.
- Menyediakan permukaan pemindah haba di mana haba boleh melalui daripada ruang
penyejuk atau produk ke dalam refrigeran yang terpeluwap.
- Ia juga mengandungi cecair refrigeran yang mendidih.

60

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

2. Talian Sedutan (Suction Line)
- Talian ini merupakan saluran yang membawa wap bertekanan rendah dari pemeluwap
kepada pemampat (compressor).

3. Pemampat Wap (Compressor)

- Pemampat berfungsi untuk mengepam wap refrigeran daripada kawasan tekanan
rendah kepada tekanan tinggi bagi sistem dan mengawal tekanan di dalam
pemeluwap.

- Tugas lain adalah memindahkan wap daripada pemeluwap(condenser) dan
meningkatkan suhu dan tekanan wap kepada satu titik di mana wap tersebut boleh
menyejat secara normal di dalam penyejat (evaporator).

4. Talian Buangan (Discharge Line)

- Talian ini berfungsi untukmembawa gas panas daripada compressor dan
menghantarnya kepada penyejat.

- Talian ini adalah bertekanan tinggi dan panas lampau berlaku.

5. Kondenser

- Ia berfungsi untuk menyejukkan gas yang dimampat kepada suhu ketepuan dan
mengkondensasikannya kepada cecair.

- Menyediakan permukaan pemindah haba di mana haba boleh melalui refrigeran
dalam bentuk wap panas kepada media kondensasi.

- Kondenser merupakan komponen di mana haba daripada ruang simpanan/penyejukan
dibebaskan atau dibuang daripada sistem. Haba dibuang daripada refrigeran dalam
bentuk gas/wap kepada bentuk cecair.

Rajah 41 : Gambarajah Skematik Sistem Penyejukan Mampatan Wap
Prinsip Operasi :

61

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU
- Refrigeran dalam fasa cecair dari Tangki Penerima berada dalam tekanan tinggi. Disebabkan

oleh tekanan ini, cecair dipaksa melalui Talian Cecair kepada Injap Pengembangan ke
kawasan tekanan rendah yang diwujudkan oleh pemampat.
- Refrigeran cecair tadi memeluwap atau mendidih kepada wap di dalam Evaporator. Haba
yang diperlukan bagi proses “Evaporation” (Pemeluwapan) datangnya dari sekeliling dan
seterusnya menyejukkan bahan.
- Wap dari tekanan rendah akan bergerak melaui Talian Sedutan kepada pemampat di mana
ianya akan dimampat kepada tekanan tinggi dan seterusnya melalui Talian Buangan ke
pemampat.
- Di dalam Kondensor, wap tadi berubah bentuk kepada fasa cecair, yang mana haba pendam
(latent heat) dipindahkan kepada sekeliling.
- Seterusnya, cecair akan mengalir masuk ke Tangki penerima dan dikekalkan pada tekanan
tinngi.

Rajah 42 : Keadaan Refrigeran dalam Sistem Penyejukan Mampatan Wap

62

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

2.3 BAHAN-BAHAN REFRIGERAN

Refrigeran ialah bahan yang bertindak sebagai agen penyejukan dengan cara menyerap haba dari
jasad lain. Sumber penyejukan adalah daripada bahan pendingin yang menyerap haba iaitu
dengan cara menukar cecair kepada wap. Diantara bahan-bahan refrigeran yang biasa digunakan
ialah seperti berikut:

1. HaloCarbons Refrigerants or freons.
2. Azeotropic Refrigerants
3. Zeotropic Refrigerants
4. Inorganic Refrigerants
5. Hydrocarbon Refrigerants

1. Halocarbon

Bahan refrigeran halocarbon adalah semua bahan sintetik yang dihasilkan dan telah dibangunkan
sebagai keluarga bahan refrigeran Freon. Bergantung kepada sama ada termasuk unsur-unsur
kimia hidrogen (H), karbon (C), klorin (Cl) dan florine (F). Pengkelasannya seperti berikut:

a. CFCs (Chlorofluorocarbons): R11, R12, R113, R114, R115
b. HCFCs (Hydrochlorofluorocarbons): R22, R123
c. HFCs (Hydrofluorocarbons): R134a, R404a, R407C, R410a

2.3.1 Ozone Depletion Potential (ODP) and Global Warming Potential (GWP)

Secara umum, semua bahan refrigeran dicirikan oleh dua nombor iaitu Potensi Susutan Ozon
(ODP) dan Potensi Pemanasan Global (GWP). ODP mempunyai nilai julat 0 – 1 di mana nilai ODP
menghampiri 1 adalah menunjukkan bahan refrigeran yang lebih berbahaya kepada lapisan ozon.
CFCs secara amnya dicirikan oleh nilai ODP yang besar, kerana ia mengandungi klorin, yang
dianggap banyak menyumbang kepada fenomena Susutan Ozon. Hasilnya, CFC telah dihentikan
penggunaan masa kini.

GWP mempunyai julat dari 0 hingga beberapa ribu: lebih besar nilai GWP, bahan refrigeran lebih
memberi kesan potensi pemanasan global. Secara umum, bahan refrigeran organik seperti
amonia dan karbon dioksida mempunyai nilai GWP kecil. Secara umum, HCFCs telah juga telah
dihentikan sejak tahun 2005, dan hanya klorin bebas (susutan ozon sifar) HFCs dibenarkan untuk
digunakan pada masa kini.

2. Azeotropic Refrigeran

Adalah merupakan campuran dua atau beberapa bahan refrigeran yang mana fasa wap dan
cecair dikekalkan komposisi yang sama ke atas julat suhu yang luas. Contohnya seperti di bawah

R-500 : 73.8% R12 and 26.2% R152
R-502 : 8.8% R22 and 51.2% R115

63

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

R-503 : 40.1% R23 and 59.9% R13

3. Zeotropic Refrigeran
Campuran zeotropic adalah salah satu komposisi dalam fasa cecair yang berbeza daripada dalam
fasa wap. Refrigeran Zeotropic tidak mendidih pada suhu malar seperti refrigeran azeotrop.
Contohnya seperti di bawah

R404a : R125/143a/134a (44%,52%,4%)
R407c : R32/125/134a (23%, 25%, 52%)
R410a : R32/125 (50%, 50%)
R413a : R600a/218/134a (3%, 9%, 88%)

4. Inorganic Refrigeran
Refrigeran organik telah digunakan secara menyeluruh sebelum refrigeran halocarbon
diperkenalkan. Contoh inorganic refrigeran ialah

Ammonia (NH3) – R717
Air (Dry air) - R729)
Water (ice) – R118
Carbon Dioxide – R744
Sulphur dioxide – R764

5. Hydrocarbon Refrigeran
Banyak gas hidrokarbon telah digunakan sebagai bahan refrigeran di industri, komersil dan
domestik. Contoh hydrocarbon refrigeran ialah

R – 170 Ethane C2 H6
R – 290 Propane C3 H8
R – 600 Butane C4 H10
R – 600a Isobutene C4 H10

64

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU
2.4 PROSES KITARAN MAMPATAN WAP
Proses kitaran mampatan wap sistem penyejukan biasanya dapat ditunjukkan oleh carta
Mollier. Terdapat empat proses dalam kitaran mampatan wap iaitu:

1. Pengembangan (expansion)
2. Penyejatan (vaporization)
3. Mampatan (Compression)
4. Kondensasi (Condensation)
Gambarajah di bawah menunjukkan tekanan –enthalpy bagi kitaran tepu R -12 yang beroperasi
pada suhu penyejatan -5oC dan suhu kondensasi 40oC.

Rajah 43 : Gamabarajah Tekanan –Entalpi

1. Kesan penyejukan – ialah kuantiti haba bagi setiap unit jisim refrigeran yang menyerap
haba daripada bahan yang disejukkan.
- unitnya kJ/kg

2. Kapasiti sistem – ialah kadar haba yang dipindahkan dari ruang refrigeran.
- unitnya kJ/s atau Watt

65

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

3. Kadar alir jisim refigeran – ialah jisim refrigeran yang dialirkan per saat per kW kapasiti
refrigeran untuk keadaan operasi yang dinyatakan.

- unitnya kg/s

4. Kadar alir isipadu wap – ialah jumlah isipadu wap yang dihasilkan dalam penyejat
- unitnya m3/s atau L/s

- ialah spesific volume of the vapor athe the vaporizing temperature
(m3/kg)

5. Haba mampatan – ialah kuantiti haba yang digunakan dalam proses memampat wap
refrigeran.

- unitnya kJ/kg

6. Compressor Power – pemampat memampat bahan refrigeran

- unitnya kW (kJ/s)

7. Haba dibuang – ialah kuantiti haba yang digunakan dalam proses memampat wap
refrigeran.

- unitnya kJ/kg

8. Jumlah haba yang dibuang – - unitnya kJ/s
9. Pekali prestasi (COP)

66

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

Contoh 1

Tentukan kesan penyejukan dan kapasiti sistem bagi satu sistem penyejukan R134a yang
mempunyai keadaan berikut:

Suhu cecair tepu = 32oC
Suhu wap tepu = -10oC
Kadar jisim = 0.3 kg/s

Penyelesaian

Daripada Table Saturation properties of R134a (Temperature Table), didapati

Entalpi wap tepu pada -10oC, hc = 244.51 kJ/kg
Entalpi cecair tepu pada 32oC, hb =96.48 kJ/kg

Kesan penyejukan, = 244.51 – 96.48
Kapasiti sistem, = 148.03 kJ/kg

= 0.3 x 148.03
= 44.41 Watt atau kJ/s

Contoh 2

Satu sistem penyejukan mampatan wap yang menggunakan R134a beroperasi pada suhu
kondensasi 20oC dan suhu penyejatan pada -18oC. Kirakan;
a. kesan penyejukan
b. kadar alir jisim
c. kadar alir isipadu wap

Suhu cecair tepu = 20oC
Suhu wap tepu = -18oC

Penyelesaian

Daripada Table Saturation properties of R134a (Temperature Table), didapati

Entalpi wap tepu pada -18oC, hc = 239.64 kJ/kg
Entalpi cecair tepu pada 20oC, hb = 79.32 kJ/kg

Kesan penyejukan,

67

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

= 239.64 – 79.32
= 160.32 kJ/kg

kadar alir jisim, (assume C = 1 kW)
= 0.00624 kg/s

kadar alir isipadu wap.

Daripada Table 1 Saturation properties of R134a, spesific volume for saturated vapor
at -18oC = 0.13583 m3/kg

= 0.00624 x 0.13583

= 0.00085 m3/s

Contoh 3

Satu sistem penyejukan mekanikal menggunakan bahan refrigeran R134a beroperasi pada
tekanan 200 kPa di penyejat dan 900 kPa tekanan di kondenser. Kirakan;
a. Kesan penyejukan.
b. Kadar alir jisim
c. Haba mampatan
d. Kuasa Imput Kompresor
e. Pekali prestasi

Penyelesaian

Daripada Table Saturation properties of R134a (Pressure Table), didapati

Entalpi wap tepu pada 200 kPa, hc = 244.46 kJ/kg
Entalpi cecair tepu pada 900 kPa, hb = 101.61 kJ/kg

a. Kesan penyejukan,

= 244.46 – 101.61
= 142.85 kJ/kg

b. kadar alir jisim,

= 0.007 kg/s

68

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

Daripada Table Saturation properties of R134a (Pressure Table), entropi wap tepu pada
200 kPa, Sc = 0.93773 kJ/kg K). Oleh itu, Sd = Sc = 0.93773 kJ/kg K.

Daripada Table Superheated properties of R134a pada 0.9 MPa (900 kPa)

Suhu ( 0.9 MPa (T = 35.51 oC)
oC)
T h s
40 274.17 0.9327
0.93773
50 hd 0.9660
284.77

c. Haba mampatan, hd – 274.17 = 1.60114114
hd = 275.771 kJ/kg

= 275.771 – 244.46
= 31.311 kJ/kg

d. Kuasa Input kompresor,

= 0.007 x 31.311
= 0.2192 kJ/s

e. Pekali prestasi, COP =
= 4.56

69

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

Contoh 4

Satu sistem penyejukan menggunakan bahan refrigeran R134a dipasang pada sebuah stor
penyimpanan biji benih. Sistem beroperasi pada tekanan masukan (suction pressure) 140 kPa
dan tekanan hantaran (delivery pressure) 1200 kPa. Tentukan;
a. Kesan penyejukan.
b. Kadaralir jisim refrigeran
c. Kadaralir isipadu refrigeran
d. Haba mampatan
e. Kuasa Input Kompresor
f. Haba dibuang
g. Jumlah haba yang dibuang
h. Pekali prestasi

Penyelesaian

Daripada Table Saturation properties of R134a (Pressure Table), didapati

Entalpi wap tepu pada 140 kPa, hc = 239.16 kJ/kg
Entalpi cecair tepu pada 1200 kPa, hb = 117.77 kJ/kg

a. Kesan penyejukan,

= 239.16 – 117.77
= 121.39 kJ/kg

b. kadar alir jisim,

= 0.0082 kg/s

c. kadar alir isipadu wap.

Daripada Table B Saturation properties of R134a, spesific volume for saturated vapor at
140 kPa, = 0.14014 m3/kg.

= 0.0082 x 0.14014
= 0.001149 m3/s
Daripada Table Saturation properties of R134a (Pressure Table), entropi wap tepu pada
140 kPa, Sc = 0.94456 kJ/kg K). Oleh itu, Sd = Sc = 0.94456 kJ/kg K.

Daripada Table Superheated properties of R134a pada 1.2 MPa (1200 kPa)

70

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU

Suhu ( 1.2 MPa (T = 46.29 oC)
oC)
T h s
50 278.27 0.9267
0.94456
60 hd 0.9614
289.64

d. Haba mampatan, hd – 274.17 = 5.85210951
hd = 284.122 kJ/kg

= 284.122 - 239.16
= 44.962 kJ/kg

e. Kuasa Input kompresor, = 0.0082 x 44.962
f. Haba dibuang , = 0.3704 kJ/s

= 284.122 - 117.77
= 166.352 kJ/kg

g. Jumlah haba yang dibuang,

= 0.0082 x 166.352
= 1.37 kJ/s

h. Pekali prestasi, COP =

= 2.72

71

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN,
PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

3.1 PENGECILAN SAIZ

Pengurangan saiz dijalankan secara mekanikal tanpa merubahkan sifat-sifat kimia produk.
Pengurangan saiz pada amnya melibatkan proses pemotongan, penghancuran, pengisaran dan
pengilangan.

Proses-proses yang terlibat antaranya:
- pemotongan buahan dan sayuran untuk pengetinan
- pericihan hasilan jenis ubi untuk pengeringan
- pengisaran batu kapur untuk baja
- pengisaran bijian untuk makanan haiwan
- pengilangan padi, gandum.

Pengilangan adalah merupakan proses keseluruhan termasuk pengecilan saiz, pengupasan kulit,
penggilapan, pengisihan, percampuran dan ada antaranya melibatkan tindakbalas kimia.

3.1.1 KAEDAH PENGURANGAN SAIZ

Kebanyakan bahan-bahan pepejal terbentuk dalam pelbagai saiz yang terlalu besar untuk
digunakan dan perlu dikecilkan. Pepejal boleh dipecahkan dalam berbagai cara yang berbeza,
tetapi hanya empat hanya 4 kaedah yang biasa digunakan iaitu:

1. Penghancuran (Crushing)
2. Tumbukan/Hentaman (Comminution/Impact)
3. Pergeseran (Attrition) – untuk menghasilkan produk yang sangat halus yang lembut.
4. Pemotongan (Cutting) - menghasilkan saiz yang tertentu.

1. Penghancuran/Himpitan (Crushing)

Penghancuran digunakan untuk mengurangkan saiz pepejal yang besar kepada saiz yang lebih
kecil.
Tindakan daya untuk hancurkan bahan mengatasi takat ketahanan bahan.
Keputusan : bahan akan rosak; tak sekata dari segi saiz dan bentuk
Hasilan akan punyai sifat baru (ciri-ciri fizikal baru)
Sesuai untuk penghancuran batu kapur dan bahan-bahan baja kimia, bahan makanan haiwan,
tepung dan daging, puri buahan dan sayuran, keluarkan jus (juice) dari tebu dan bahan-bahan
berkayu/fiber spt rumput kering.
Tindakan Daya Statik (contoh : rigid roll) atau Daya Dinamik (contoh : hammer mill)

72

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

2. Penumbukan/Hentaman (Comminution/Impact)

Tumbukan/hentaman adalah proses di mana bahan-bahan pepejal dikurangkan saiz, dengan
cara penghancuran, pengisaran dan proses lain. Tujuan penumbukan adalah untuk
mengurangkan saiz dan meningkatkan luas permukaan pepejal. Untuk menghasilkan produk
yang sederhana kasar dan halus.

3. Pergeseran (Attrition)

Pergeseran - bahan dikenakan tekanan dan mampatan antara permukaan bergerak relatif
antara satu sama lain, menyebabkan daya ricih yang memecahkan bahan. Biasanya untuk
menghasilkan produk yang sangat halus yang lembut.

4. Pemotongan (Cutting)

Pemisahan atau pengecilan dengan cara mengenakan daya pada mata pisau melalui bahan.
Pemecahan yang minima terhadap bahan terhasil .Permukaan baru selepas potongan tidak
rosak. Biasanya sesuai untuk buah-buahan dan sayuran
Alatan yang sesuai : mata pisau yang tajam dan nipis bagi menghasilan potongan yang
licin/sempurna. Penggunaan/keperluan tenaga adalah rendah.

3.1.2 Peralatan Pengurangan Saiz

Peralatan pengurangan saiz boleh dibahagikan kepada
1. Penghancur
2. Pengisar
3. Pengisar halus
4. Pemotong pisau

3.1.2.1 Penghancur (Crusher)

Mesin penghancur adalah merupakan mesin yang berkelajuan perlahan untuk memecahkan saiz
bahan dengan kuatiti yang banyak. Terdapat 3 jenis mesin penghancur iaitu

a. Jaw crushers
Bahan dimasukkan antara dua rahang berat atau plat rata.
Salah satu rahang tetap dan satu lagi salingan dan bergerak pada titik pangsi di bawah.
Rahang menghayun ke belakang dan kehadapan, bpemangsian di bahagian bawah V.
Bahan yang hancur akan keluar melalui ruang bawah yang sempit.

73

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Rajah 44: Penghancur Jaw
b. Gyratory crushers
Penghacur utama yang bergerak (bhg dalam) akan menghancurkan bahan yang terdapat
antara crusher head dan auter fixed cone.
Bahan yang hancur akan keluar melalui corong bawah.

Rajah 45 : Penghancur Gyratory
c. Crushing Rolls
Penghancur Roll adalah penghancur mempunyai rekabentuk yang mudah dan kos
permulaan yang rendah. Ia menghasilkan produk yang sangat rapat taburan saiznya dan
menghasilkan sangat sedikit habuk.
Penghancur roller digunakan terutamanya untuk menghancurkan bahan-bahan yang mudah
patah seperti batu kapur lembut dan tanah liat kepada 1/3 dan 1/5 daripada saiz asal.

74

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Rajah 46 : Penghancur Roll

3.1.2.2 Pengisar
Sebuah mesin pengisar adalah satu mesin yang direka untuk memecahkan bahan pepejal
kepada kepingan kecil. Terdapat pelbagai jenis mesin pengisaran dan pelbagai jenis bahan-
bahan yang diproses. Selepas proses pengisaran keadaan bahan pepejal akan berubah dari segi
saiz dan bentuk bahan yang dikisar.
Terdapat 3 jenis mesin pengisar bijirin iaitu

1. Attrition mills or Burr mills
2. Hammer mills; impactors
3. Rolling-compression mills or Roller mills

1. Burr mill / Attrition mill
Terdiri daripada attrition mill, plate dan disc mill.
Pengecilan saiz disebabkan oleh daya himpitan dan ricihan.
Ianya sesuai untuk menghasilkan kisaran sederhana dan kasar.
Kelajuan putaran mesin ini biasanya antara 400 – 1800 rpm.
Konsepnya ialah bahan yang akan dikisar akan melalui kepingan plet pengisar yang keras dan
dihancurkan.
Kelebihan burr mill ialah
1. Kos permulaan untuk membeli mesin adalah rendah
2. Hasil yang diperolehi adalah seragam.
3. kuasa yang diperlukan adalah rendah

75

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Kelemahan burr mill

1. Jika bahan asing termasuk kedalam mesin (bahan yang dikisar kotor) adalah kotor akan
menyebabkan rosak.

2. Bila beroperasi dalam keadaan kosong kehausan plate akan berlaku.

stationary ma
Rotating

sha

kel

Rajah 47 : Burr mill (plate action)

Rajah 48 : Mesin Burr mill

76

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

2. Hammer mill

Hammer mill menggunakan samada pemukul tetap atau free-swing. Mesin ini digunakan untuk
menghasilkan berbagai saiz termasuk memecahkan batu kapur untuk membuat baja organik.
Biasanya digunakan untuk menghasilkan kisaran halus dan sederhana.
Kehalusan kisaran bergantung kepada saiz lubang jaring yang digunakan dan kelajuan putaran
rotor. Kisaran hammer mill adalah disebabkan oleh tindakan hentaman, potongan dan geseran
yang belaku antara pemukul dan bahan.

Prinsip operasinya ialah bila bahan dimasukkan ke dalam perumah mesin, pemukul akan
memukul bahan sehingga pecah kepada ketulan yang lebih kecil sehingga saiz bahan dapat
melalui jaring dan keluar dari mesin. Pelbagai saiz skrin, kelajuan aci atau konfigurasi pemukul
boleh mengubah bernagai saiz produk. Sebagai contoh, kelajuan lebih cepat, skrin yang lebih
kecil, dan lebih pemukul akan menghasilkan produk yang lebih halus. Setiap komponen boleh
diubah secara individu atau dalam mana-mana kombinasi untuk menghasilkan saiz pengisaran
yang diperlukan.

Kelebihan hammer mill
1. Binaannya ringkas dan mudah
2. Digunakan secara meluas
3. susah rosak disebabkan bendasing
4. tidak rosak walaupun beroperasi tanpa bahan

Kelemaham hammer mill
1. Kesukaran untuk mendapatkan hasil kisaran yang seragam.
2. Memerlukan kuasa yang tinggi untuk memecahkan bahan.

Rajah 49 : Mesin Hammer mill

77

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

3. Roller Mill

Merupakan sejenis mesin pengecilan saiz yang ringkas binaannya.
Proses pengecilan saiz dilakukan dengan cara tekanan normal.
Terdapat dua roller yang mempunyai ruang kecil di mana bahan akan dipecahkkan bila melalui
ruang antara roller.
Kelajuan putaran roller biasanya adalah antara 350 – 600 rpm.

Rajah 50 : Mesin Roller Mill

Rajah 51 : Asas Mesin Roller Mill

78

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

3.2 PEMBAHAGIAN & PENENTUAN KISARAN

Pembahagian sesuatu hasil kisaran adalah terbahagi kepada kategori berikut:-
1. Kasar
2. Sederhana
3. Halus

Modula Kehalusan (Fineness Modulus) :

Merupakan nombor yang tak berunit menunjukkan kehalusan purata sampel makanan yang telah
dikisarkan dan tiada menunjukkan apa-apa hubungan di antara bahagian-bahagian kasar,
sederhana dan halus. Ianya hanya memberikan purata saiz (kehalusan).

Modula Keseragaman/Indeks Keseragaman (Uniformity Index) :

Merupakan kumpulan TIGA nombor yang tak berunit yang menunjukkan bahagian-bahagian
bahan makanan yang dikisarkan mengikut kasar, sederhana dan halus yang terdapat dalam
sampel kisaran.

Kaedah Piawai Bagi Menentukan Modula Kehalusan & Modula Keseragaman

Sampel seberat 250g dikeringkan dalam oven pada suhu 100°C, kemudian diayak menggunakan

mesin ayakan “Ro-Tap” selama 5 minit. Mesin ayakan Ro-Tap mempunyai “sieve mesh” bersaiz

seperti berikut:

Jadual 7 : Saiz Ayakan

Mesh No. Size of opening (mm)

3/8 9.5

4 4.75 Lebih dari 1.18 mm - kasar

8 2.36

16 1.18 0.6 – 1.18 mm - sederhana
30 0.6

50 0.3

100 0.15 0.6 mm ke bawah - halus

pan -

79

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Contoh 1

Jadual di bawah menunjukkan keputusan ujian ke atas 250 g sampel makanan ayam
menggunakan mesin ayakan “Ro-Tap” .

Mesh no. 3/8 4 8 16 30 50 100 Pan

Jisim bahan (g) 5.0 12.5 40 106.5 35.5 32.0 16.5 2.0

Berdasarkan kepada data di atas, tentukan;

i. Modula kehalusan
ii. Modula keseragaman.
iii. Saiz purata.

Penyelesaian

Mesh Jisim Bahan % Bahan setiap Angka yg Hasil Jum. % di Bahagi Angka
No. atas ayakan dgn 10 terdekat
3/8 setiap ayakan ayakan ditetap 14.0
4 30.0 23.0 2.3 2
8 5.0 2.0 7 80.0
16 170.4 56.8 5.68 6
30 12.5 5.0 6 42.6
50 25.6 20.2 2.02 2
100 40.0 16.0 5 6.6
Pan 0.0
Jumlah 106.5 42.6 4 369.2

35.5 14.2 3

32.0 12.8 2

16.5 6.6 1

2.0 0.8 0

250.0 100.0

Modula Kehalusan =
(iaitu terletak di antara sieve no. 16 & 30 = sederhana)

Modula Keseragaman = 2:6:2 iaitu (K:S:H)

Saiz Purata = 0.1025 (2)MK = 0.1025 (2)3.692 = 1.325 mm.

80

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Contoh 2

Jadual di bawah menunjukkan keputusan ujian ke atas 250 g sampel makanan ayam
menggunakan mesin ayakan “Ro-Tap” .

Mesh no. 3/8 4 8 16 30 50 100 Pan

Jisim bahan (g) 4.0 11.5 16.5 96.5 75.5 23.5 17.5 5

Berdasarkan kepada data di atas, tentukan;

i. Modula kehalusan
ii. Modula keseragaman.
iii. Saiz purata.

Penyelesaian

Mesh Jisim Bahan % Bahan setiap Angka yg Hasil Jum. % di Bahagi Angka
No. atas ayakan dgn 10 terdekat
3/8 setiap ayakan ayakan ditetap 11.2
4 27.6 12.8 1.3 1
8 4.0 1.6 7 33.0
16 154.4 68.8 6.88 7
30 11.5 4.6 6 90.6
50 18.8 18.4 1.84 2
100 16.5 6.6 5 7.0
Pan 0.0
Jumlah 96.5 38.6 4 342.6

75.5 30.2 3

23.5 9.4 2

17.5 7.0 1

5.0 2.0 0

250.0 100.0

Modula Kehalusan =
(iaitu terletak di antara sieve no. 16 & 30 = sederhana)

Modula Keseragaman = 1:7:2 iaitu (K:S:H)

Saiz Purata = 0.1025 (2)MK = 0.1025 (2)3.426 = 1.102 mm.

81

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Kehalusan kisaran makanan bagi berlainan ternakan mengikut :

1. umur ternakan
2. perbezaan kehadaman sesuatu bijian daripada sesuatu ternakan
3. kesan debu
4. jenis ternakan

3.2.1 KEPERLUAN TENAGA

Beberapa hukum empirikal telah dicadangkan bagi pengiraan keperluan tenaga untuk proses
penghancuran. Teorinya bergantung kepada andaian asas bahawa tenaga yang diperlukan untuk
menghasilkan perubahan dalam diameter bahan.

Kajian yang dilakukan oleh seorang saintis Kick menyatakan bahawa “ tenaga yang diperlukan
bagi sesuatu proses pengecilan saiz bahan adalah berkadaran dengan nisbah pengecilan saiz”.
Oleh itu tenaga yang diperlukan dalam proses pengecilan tersebut adalah

di mana P = kuasa (kW)
m = kadar suapan penghancur (ton/j)
KK = angkatap
D1 = diameter awal (m)
D2 = diameter akhir (m)

Dalam satu penyelidikan lain yang dilakukan oleh Rittinger’s pula, beliau menyatakan bahawa “
tenaga yang diperlukan bagi sesuatu proses pengecilan saiz bahan adalah berkadaran dengan
luas permukaan baru bahan yang dihasilkan”.

Oleh itu tenaga yang diperlukan dalam proses pengecilan tersebut adalah

di mana P = kuasa (kW)
m = kadar suapan penghancur (ton/j)
KR = angkatap
D1 = diameter awal (m)
D2 = diameter akhir (m)

82

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN
Contoh 3
Bahan mentah bersaiz purata 50 x 10-4 m dimasukkan kedalam mesin penghancur pada kadar
20 ton sejam untuk dihancurkan kepada saiz purata 10 x 10-4 m, memerlukan kuasa 30 kW.
Kirakan kuasa yang diperlukan (menggunakan Hukum Kick) untuk pemecahan seterusnya
kepada saiz 5 x 10-4 m jika kadar suapan ialah 12 ton/jam.
Dengan cara Hukum Kick,

Diberi D1 = 50 x 10-4 m, D2 = 10 x 10-4 m, m = 20 ton/jam and P = 30 kW

kWj/ton
Bila D2 = 10 x 10-4 m, D3 = 5 x 10-4 m dan m = 12 ton/jam

kW

83

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Contoh 4

Satu sampel bahan dihancurkan dengan menggunakan Blake Jaw Crusher bagi mengurangkan
saiz purata bahan daripada 50 mm kepada 10 mm dengan pengunaan tenaga sebanyak 15
kW/(kg/s). Tentukan penggunaan tenaga bagi menghancurkan bahan yang sama daripada saiz
purata 75 mm kepada 25 mm menggunakan hukum Rittenger dan Kick.

Diberi D1 = 50 x 10-3 m, D2 = 10 x 10-3 m , kW/(kg/s)
kW/(kg/s)

= = 4.17 kWj/ton
Dengan cara Hukum Kick,

= 2.591 kWj/ton
Bila D1 = 75 x 10-3 m, D2 = 25 x 10-3 m

= 2.85 kWj/ton
Dengan cara Hukum Rittinger,

84

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

= 0.052 kWm j/ton
Bila D1 = 75 x 10-3 m, D2 = 25 x 10-3 m

= 1.39 kWj/ton

Contoh 5
Bahan makanan dari saiz 5 mm dikisar supaya menjadi 0.0016 mm menggunakan 10 hp motor
pada kadar masukan 1 ton/jam. Adakah motor ini juga mencukupi untuk mengisar makanan
yang sama pada kadar masukan yang sama ke saiz 0.0008 mm? Andaikan pengiraan
menggunakan Hukum Rettinger dan 1 hp = 745.7 W.

Diberi D1 = 5 mm, D2 = 0.0016 mm, m = 1 ton/jam and P = 10 hp = 7457 W
W j/ton

Dengan cara Hukum Rittinger,

85

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN
= 11.935 Wm j/ton

Bila D1 = 5 mm, D2 = 0.0008 mm
= 14916.4 Wj/ton
= 20.003 hp j/ton

Oleh itu kuasa motor tidak sesuai dan perlu ditambah lebih dari 100%

86

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

3.3 PEMBERSIHAN

3.3.1 Asas Pembersihan
Bahan-bahan mentah yang yang dihasilkan (terutama dari ladang) mengandungi beberapa
komponen yang boleh dimakan atau mempunyai ciri-ciri fizikal berubah-ubah. Teknik
pemprosesan seperti pembersihan, pengisihan, penggredan, pengayakan dan dehulling, adalah
langkah awal dalam pemprosesan buahan dan sayuran.

1. Pembersihan (Cleaning)
Proses pembersihan dilakukan untuk membersih atau membuang kotoran seperti tanah, debu
dan lain-lain daripada buahan. Pembersihan boleh dilakukan samada membasuh atau
menyembur dengan udara.

2. Pengisihan (Sorting)
Proses pengisishan adalah proses yang melibatkan pengasingan bahan yang telah bersih kepada
bahagian-bahagian kualiti mengikut saiz, bentuk, warna, tekstur dsb. Ianya merupakan
pengasingan mengikut sifat fizikal buahan.

3. Penggredan (Grading)
Proses penggredan adalah proses mengasingkan bahan mengikut kumpulan mutu atau
pengkelasan piawai yang telah ditetapkan.

4. Pengupasan (Dehulling)
Proses pengupasan adalah proses mengasingkan kulit luar bijirin seperti padi atau kekacang.

5. Pengayakan (Sieving)
Proses pengayakan ialah proses mengasingkan bijirin kepada dua atau lebih kumpulan

87

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

3.3.1.1 Kaedah Merbersih Buahan Dan Sayuran

Terdapat beberapa kaedah membersih buahan dan sayuran seperti merendam (soaking),
menyembur air (spray washing), gelendung berputar (rotary drum washer), pembersih berus
(brush washer) dan pembersih goncang (shaker washer).

1. Merendam

Ianya merupakan kaedah membersih yang paling ringkas bagi membersih kotoran dan digunakan
pada peringkat permulaan seperti membersih akar sayuran drp tanah dsb. Kaedah ini biasanya
digunakan bersama dengan lain-lain kaedah seperti pre cleaner. Tangki meremdam biasanya
dibuat daripada konkrit atau bahan yang sesuai untuk menakung air. Pembersih ini sesuai untuk
kentang, keledek, pear dan orange.

2. Menyembur Air

Ianya merupakan kaedah membersih yang paling ringkas bagi membersih kotoran dan digunakan
pada peringkat permulaan seperti membersih akar sayuran drp tanah dsb. Kaedah ini biasanya
digunakan bersama dengan lain-lain kaedah seperti pre cleaner. Tangki meremdam biasanya
dibuat daripada konkrit atau bahan yang sesuai untuk menakung air. Pembersih ini sesuai untuk
kentang, keledek, pear dan orange. Kecekapan menyembur air bergantung kepada tekanan air,
isipadu air,suhu air dan jarak antara muncung dan bahan.

Rajah 52 Pembersihan semburan air
3. Rotation Drum

88

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

Mesin cuci buah putar berputar diperbuat daripada keluli tahan karat dan berus nilon makanan,
dilengkapi dengan pam pencuci tekanan tinggi pelbagai peringkat menegak, lebih rendah
dengan singki dan skrin penapis, digunakan secara meluas dalam pemprosesan ubi kentang,
lobak, epal, pir dan industri makanan lain.
Drum berputar pada empat penggelek, bahan mentah buah dan sayur secara merata ke dalam
tong, dengan bantuan putaran bahan gendang sentiasa berpusing, bahan dan sikat di dalam
dram serta geseran permukaan bahan dan bahan satu sama lain, di pada masa yang sama
dengan kepala penyembur semburan air tekanan tinggi untuk mencuci permukaan bahan,
setelah membersihkan kumbahan dan mendapan melalui drum sinki mesin pembersih aliran
pelepasan;

Semasa proses pembersihan, bahan bergerak ke arah outlet dengan perlahan dan akhirnya
dikeluarkan dari outlet kerana skru berongga di dalam drum. Semasa proses pembersihan,
bahan bergerak ke arah outlet perlahan dan dikeluarkan dari outlet akhirnya ke skru berongga
di dalam dram

4. Brush
Menggunakan putaran perlahan sikat lembut di mesin basuh berus sayur dan buah dan geseran antara
buah-buahan dan sayur-sayuran, bahagian atasnya dilengkapi dengan dua paip keluar air yang seragam
untuk mengalirkan air secara berterusan, dan bahagian bawah dan bahagian tengah dan bawah
disebarkan secara seragam dengan berus yang tidak rata dan keras, yang dapat mencapai tidak teratur
jatuh di mesin basuh sayur-sayuran, seperti masa pembersihan kentang sekitar 5-10 minit (bergantung
pada kebersihan kentang).

89

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN
3.3.3 Kategori Pembungkusan
Terdapat tiga kategori pembungkusan
1. Unit Pembungkusan atau Unit Pengguna:
Hanya bungkusan yang mempunyai peranan untuk bungkusan bagi pengagihan bahan dari
pengeluar kepada peruncit sahaja. Ia tidak melibatkan banyak rantaian pengagihan.
Biasanya melibatkan kuantiti yang kecil.
Contoh-contoh pembungkusan kategori ini ialah;

a. Balutan Plastic film spt PE atau PVC
b. Bag diperbuat dari kertas, PE berliang, PP film, plastic net atau kapas
c. Tray Cetek dari palpa tuangan, kadboard, thermoformed plastic or EPS yang dibaluti

dengan plastic film.
d. Raga dari kayu lapis, palpa, cardboard, thermoformed plastic, injection moulded plastic.

Rajah 53 : Bungkusan Unit Pengguna

90

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN

2. Pengangkutan/Perkapalan :

Ianya melibatkan banyak rangkaian pengahantaran dan pengangkutan.
Bersifat Flexible, Semi Rigid atau Rigid :

a. Kotak tertutup (Cartons) dari kayu, cardboard, paper board or solid fibreboard.
b. Guni dari plastik, jut atau kertas.
c. Raga (Basket or Crates) dari buluh, plastik, PVC, PE.
d. EPS boxes.
e. Solid Plastic Tray – injection moulded or thermoformed.
f. Mesh or Net Bag dari polypropylene (PP) filaments.

Rajah 54 : Bungkusan Unit Perkapalan

3. Unit Beban

Bagi mengurangkan kos pengendalian dengan cara menggunakan pengendalian mekanikal.
Untuk tujuan serantau atau antarabangsa (eksport).
Binaannya dipanggil “PALLET” .
Dimensi Pallet (ISO standard);

a. Pengangkutan Antarabangsa 120 x 100 sm.
b. Pengangkutan Serantau (Regional) 120 x 80 sm.

The Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD) telah mengesyorkan

empat piawai pallet untuk kegunaan perkapalan iaitu ;

c. 60 cm x 40 cm - 50 cm x 30 cm

d. 50 cm x 40 cm - 40 cm x 30 cm

Kedalaman/ketinggian pallet bergantung kepada komoditi yang dipack.
Diperbuat dari fiber board, wood, wire or metal mesh.

91

BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN
Perlu mempunyai ruang pengalihudaraan sekurang-kurangnya di bahagian bawah.
Digunakan bagi komoditi yang dapat menahan mampatan dan tekanan.
Memerlukan kelengkapan mekanikal untuk operasi pemunggahan menggunakan forklift.

Rajah 55 : Bungkusan Unit Beban
3.3.4 Mesin-Mesin Yang Digunakan Dalam Pembungkusan
Automatic "Vert-Bag" Packaging Machine
Digunakan untuk membungkus hasil seperti kentang, pisang dan bawang.
Berupaya menghasilkan 25 – 30 bungkusan secara tegak seminit.

Rajah 56 : Automatic "Vert-Bag" Packaging Machine

92