## Rancang Bangun dan Uji Kinerja Mesin Pemarut Singkong Tipe Silinder untuk Produksi Tepung Tapioka
Darma 1*) , Arif Faisol 1) , Asti Sangaji Dahlia 1)
1) Jurusan Teknik Pertanian dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Papua * darmabond@gmail.com DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v13i3.7071

## ABSTRACT
The development of agroindustry in rural areas has a strategic role because raw materials are commonly produced in the areas. One of the industrial sub-sectors that has bright prospects to develop in rural agroindustries in Indonesia is tapioca flour processing industry. The most important operatiion units in tapioca processing is rasping or grating, which is mechanical disintegration of the tuber cell’s wall in order to free the starch granules and it suspended into the water during the extraction process.  The objective of this research was to design and test the performance of cylinder type cassava rasping machine.  In the experiment, three levels of cylinder rotation speed i.e. 1500 rpm, 2500 rpm and 3500 and two feeding methods of cassava tuber i.e. perpendicular and pararrel/longitudinal to the cylinder were examined. Results  showed  that  combination  of  cylinder  rotation  speed  and  feeding  methods  significantly  affect  the  rasping performances. The highest performance was obtained at the  condition of  cylinder rotation speed of 2500 rpm with feeding  method  perpendicular  to  the  cylinder.    The  performance  of  the  machine  at  the  condition  were  (1)  rasping capacity 488,91  kg h -1 , (2) starch percentage 42,28%, (3) starch loss in waste 7,61% and (4) rasping effect  84,92%.
Keywords: design, rasping capacity, cylinder rotation speed, cassava rasping machine, tapioca

## PENDAHULUAN
Ubi  kayu  atau  singkong  ( Manihot  esculenta Crantz)  merupakan  sumber  kalori  ketiga terpenting  di  daerah  tropis  setelah  padi  dan jagung.    Bahkan  di  Afrika,  ubi  kayu  merupakan tanaman  terpenting  sebagai  sumber  kalori (Modeste  et  al.,  2018).    Tanaman  ini  memiliki daya  adaptasi  yang  luas  terhadap  lingkungan tempat tumbuh  dan dapat berproduksi normal pada  lahan-lahan  marginal  sehingga  dijadikan sebagai  sumber  ketahanan  pangan  (food security) di tingkat keluarga (household). Sekitar 60 % dari total produksi ubi kayu dunia dihasilkan oleh 6 negara yaitu Nigeria, Kongo, Ghana, Brazil, Thailand dan Indonesia.  Pada tahun 2016, dari 276.510.000  ton  produksi  ubi  kayu  dunia, 163.355.000  ton  dihasilkan  di  ke-6  negara tersebut.  Nigeria merupakan Negara produsen terbesar  (57.855.000  ton),  disusul  Thailand (31.161.000  ton),  Brazil  (21.080.000  ton), Indonesia  (20.261.000  ton),  Ghana  (17.798.000 ton) dan Kongo (15.200.000 ton) (FAO, 2018).
Ubi  kayu  dibudidayakan  di  semua  provinsi termasuk  Papua  dan  Papua  Barat  dan produksinya cenderung meningkat dari tahun ke tahun.    Peningkatan  produksi  ubi  kayu  perlu dibarengi  dengan  teknologi  pengolahan  yang dapat  meningkatkan  diversifikasi  dan  nilai tambah produk ubi kayu.  Umbi ubi kayu dapat diolah menjadi aneka produk seperti aneka kue, keripik  singkong,  dan  pati  singkong  (tepung tapioka).    Ubi  kayu  memiliki  kandungan karbohidrat yang cukup tinggi yaitu 29%. (Pusat Data  dan  Sistem  Informasi  Pertanian,  2016). Pengembangan industri berbasis ubi kayu perlu terus  digalakkan  karena  merupakan  komoditas yang  memiliki potensi ekonomi tinggi.
Salah satu sub-sektor industri yang memiliki prospek  cerah  untuk  dikembangkan  dalam agroindustri pedesaan di Indonesia, termasuk di Papua  dan  Papua  Barat  yaitu  industri  tepung tapioka  karena  didukung  oleh  ketersediaan bahan  baku  yang  memadai.    Industri  tepung tapioka  merupakan  industri  yang  memiliki

## Cite this as:
Darma, Faisol, A & Dahlia, A.S. (2020). Rancang Bangun dan Uji  Kinerja  Mesin  Pemarut  Singkong  Tipe  Silinder  untuk Produksi Tepung Tapioka. Rekayasa, 13 (3), 254-262. doi: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v13i3.7071 © 2020 Darma, Arif Faisol, Astri Sangaji Dahlia

## REKAYASA
Journal of Science and Technology https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa Rekayasa , 2020; 13(3): 254-262 ISSN: 0216-9495 (Print) ISSN: 2502-5325 (Online)
Article History: Received:  April,  13 th 2020;  Accepted:  Dec,  11 th 2020 Rekayasa  ISSN:  2502-5325  has  been  Accredited  by Ristekdikti (Arjuna) Decree: No. 23/E/KPT/2019 August 8th, 2019 effective until 2023
peluang dan prospek pengembangan yang baik untuk  memenuhi  permintaan  pasar.  Industri tepung  tapioka  termasuk  industri  hilir,  dimana industri  ini  melakukan  proses  pengolahan  dari bahan  baku  singkong  menjadi  tepung  tapioka. Permintaan tapioka di Indonesia cenderung terus meningkat. Peningkatan  tersebut  karena  terjadi peningkatan  jumlah  industri  makanan  dan  non makanan, industri tekstil, kertas, sorbitol, dan lain sebagainya yang menggunakan tepung tapioka sebagai  bahan  baku  industrinya  (Kementerian Tenaga Kerja, 2016).
Proses  pengolahan  tapioka  pada  dasarnya adalah mengekstrak pati yang terkandung dalam ubi  kayu.  Proses  dasar  ekstraksi  pati  ubi  kayu adalah  pengupasan  (peeling),  pencucian  ubi, pemarutan,  ekstraksi,  pengendapan  pati, pencucian (pemutihan), dan pengeringan.  Setiap tahapan  proses  saling  terkait  satu  sama  lain, dimana  keberhasilan  masing-masing  tahapan proses akan mempengaruhi keberhasilan proses secara keseluruhan. Untuk mencapai keberhasilan  proses  produksi  tapioka  secara menyeluruh,  maka  masing-masing  tahapan proses perlu diawasi agar sesuai dengan kondisi yang diharapkan.
Salah  satu  unit  operasi  terpenting  dalam proses  pengolahan  tapioka  adalah  pemarutan yaitu  penghancuran  secara  mekanis  damaging umbi  segar  sehingga  granula  pati  dapat dipisahkan dari  komponen lainnya pada proses ekstraksi.      Pemarutan  dapat  dilakukan  secara manual  atau  menggunakan  mesin  tergantung pada  kapasitas  produksi  yang  ingin  dicapai. Dengan pemarutan umbi segar, dinding-dinding sel robek dan keseluruhan massa umbi menjadi berbentuk  bubur  (slurry),  namun  tidak  semua granula  pati  terbebas.  Persentase  pati  yang terbebas  (freed  starch)  bervariasi  antara  70%- 90%  tergantung  derajat  kehalusan  umbi  hasil parutan.  Salah satu factor yang mempengaruhi effisiensi  dan  efektivitas  operasi  pemarutan adalah  mesin  pemarut  yang  digunakan.    Pada umumnya  ada  2  tipe  mesin  pemarut  yang digunakan oleh para produsen tapioka di seluruh penjuru  dunia  yaitu  tipe  silinder  dan  tipe piringan.    Di  India  terdapat  sekitar  600  -700 pabrik pengolahan tapioka berbagai skala, kecil, menengah  dan  besar,  pada  umumnya menggunakan mesin parut tipe silinder (Sajev et al.,  2012).  Demikian  pula  halnya  dengan  di negara-negara afrika (Department of Agriculture,
Forestry  and  Fisheries  Republic  of  South  Africa, 2010),  Thailand  (Yimmongkol,  2009)  dan Indonesia pada umumnya menggunakan  mesin parut  tipe  silinder.    Di  Vietnam,  pabrik pengolahan  tapioca  skala  kecil  sebagian menggunakan  tipe  piringan  namun  sebagian besar  menggunakan  tipe  silinder  (Guillaume  et al., 2008).
Bagian fungsional mesin pemarut tipe silinder berupa  silinder  (drum)  yang  pada  permukaan kelilingnya  dipasangi  gigi-gigi  tajam.    Kinerja pemarutan  (rasping  effect)  sangat  tergantung pada  dimensi  silinder  dan  karakteristik  gigi- gerigi.  Dengan  demikian,  kapasitas  pemarutan dan Jumlah maksimum pati yang bisa terekstrak tergantung  pada  dimensi  silinder  dan karakteristik  gigi-gerigi.    Nanda  et  al.,  (2004) menggunakan  bilah  gigi  gergaji  yang  dipasang pada silinder dengan kapasitas 360-381 kg/jam. Sajev et al., (2012) mengembangkan mesin parut dengan  komponen  silinder  dari  pipa  besi berdiameter  21  cm,  panjang  36  cm menggunakan  bilah  gigi  gergaji    dengan kerapatan 10 gigi per inch.  Mesin pemarut tipe Jahn  yang  umum  digunakan  pabrik  skala menengah  dan  besar  di  India,  menggunakan silinder  besi  dengan  bilah  gigi  gergaji,  bilah dipasang  secara  longitudinal  pada  permukaan keliling silinder, jarak antar bilah 10 mm (Sheriff et al., 2005).
Mesin pemarut yang umum digunakan pabrik skala  kecil  di  Vietnam,  komponen  silinder  dari bahan kayu berdiameter 23 cm dan panjang 31 cm,  gigi  dari  kawat  halus  dengan  tinggi  3  mm (Guillaume  et  al.,  2008).    Industri  pengolahan tapioca  oleh  IKM  di  Indonesia  sebagian  besar menggunakan tipe silinder dengan karakteristik gigi  yang  bervariasi,  ada  yang  menggunakan jarum, paku, kawat dan sebagian menggunakan tipe jahn.  Wilson et al., (2019) dan Sardi (2013) mengembangkan  mesin  parut  dengan  silinder dari bahan kayu berdiameter 12 cm, panjang 15 cm  dengan  gigi  dari  kawat  stainless  steel berdiameter 1,5 mm dan tinggi 5 mm.
Hasil  penelitian  -  penelitian  terdahulu menunjukkan karakteristik gigi parut mempengaruhi  kinerja  mesin  parut  singkong. Beberapa  faktor  karakteristik  gigi  parut  yang mempengaruhi kinerja mesin antara lain bentuk geometri,  diameter,  jarak  antar  gigi,  pola susunan, dan kecepatan linier.  Tujuan penelitian ini adalah merancang dan menguji kinerja mesin
parut  singkong  tipe  silinder  untuk  produksi tapioka dengan fokus utama mengkaji pengaruh kecepatan putar silinder dan metode pengumpanan umbi
terhadap kinerja pemarutan.

## METODE PENELITIAN

## Peralatan dan Bahan
Peralatan  yang  digunakan  terdiri  dari  (1) peralatan  untuk  pembuatan  konstruksi  mesin parut  singkong  yaitu  berupa  peralatan perbengkelan  standard  seperti  mesin  bubut, mesin  las  listrik,  gurinda,  saw  mill,  bor  listrik, ragum, meteran, tang, dan berbagai ukuran kunci serta  obeng.  (2)  peralatan  untuk  pengujian kinerja  yaitu:  tacho  meter  digital,  timbangan duduk digital, stop watch, saringan pati manual 120 mesh, blender, pisau dapur, parang, wadah penampung  hasil  parutan  dan  pati,    karung plastic dan terpal.
Bahan  yang  digunakan  untuk  pembuatan konstruksi  mesin  parut  sagu  adalah  besi  siku  5 cm  x  5  cm  x  0,5  cm,  plat  stainless  steel  SS  304 tebal 2 mm,  poros as SS 201 Ǿ 25,5 mm, kawat SS  201  Ǿ  3  mm,  bearing  unit  UCP  205,  motor bensin Honda GX 160, 5,5 hp, pulley Ǿ 7,62 cm, V-belt A-49, silinder Ǿ 15 cm panjang 22 cm dari kayu  lamtoro,  engsel  bubut  Ǿ  12  mm.    Bahan untuk  uji  kinerja  berupa  umbi  singkong  segar dan air bersihempulur batang sagu dan air bersih untuk ekstraksi pati.

## Rancangan Fungsional
Mesin  pemarut  singkong  ini  terdiri  dari  6 komponen utama yaitu: (1)  Silinder penghancur, merupakan  komponen  fungsional  (process system) dari  mesin pemarut singkong, berfungsi untuk  menghancurkan  umbi  singkong  segar menjadi  partikel-partikel  yang  cukup  halus sehingga  pati  yang  terdapat  dalam  sel  dapat dipisahkan pada proses lebih lanjut yaitu proses ekstraksi.    Dengan  berputarnya  silinder  yang telah  diberi  gigi-gerigi  berupa  kawat  stainless steel maka proses pemarutan akan berlangsung manakala diberikan input berupa umbi singkong. Pemarutan dilakukan dengan menempelkan dan mendorong  umbi  ke  silinder  yang  sedang berputar; (2)  Rangka (frame),  merupakan bagian structural utama yang menyatukan dan sekaligus merupakan dudukan bagi komponen-komponen
lainnya; (3)  Tenaga penggerak (power) , berupa four-stroke  gasoline  engine  5,5  hp  (honda  GX 160T),  berfungsi  sebagai  sumber  tebaga  putar bagi  silinder  penghancur;  (4)    Hopper  sebagai landasan  pemasukan  dan  mengarahkan  umbi singkong  ke silinder penghancur; (5) Komponen transmisi    daya,  berfungsi  untuk  menyalurkan daya  dari  motor  penggerak  ke  silinder penghancur.    Metode  transmisi  menggunakan pulley  dan  V-belt,  baik  pulley  motor  (driver pulley)  maupun  pulley  silinder  (driven  pulley) keduanya berdiameter 7,62 cm (type A2) dan  (6) Saluran  pengeluaran  (unloading),    sebagai tempat jatuhnya  hasil parutan untuk selanjutnya disalurkan  ke  wadah  penampungan.  Untuk mencegah hasil parutan tersebar kemana-mana dibuat  penutup  silinder  baik  pada  bagian  atas maupun pada bagian bawah.

## Rancangan Struktural
Pemilihan bahan untuk pembuatan konstruksi mesin  didasarkan  pada  ketersediaan  bahan- bahan  di  pasaran,    dan  daya  tahan  bahan tersebut saat digunakan.  Khusus untuk bagian- bagian yang kontak langsung dengan umbi saat pengolahan  digunakan  bahan  yang  sesuai dengan standard berkriteria food grade (stainless steel SS 304).
Dari  segi  struktural,  konstruksi  keseluruhan (overall structure) dari  mesin pemarut singkong ini  ditampilkan  pada  Gambar  1.    Sebagaimana telah  diuraikan  di  atas  dan  diperlihatkan  pada Gambar 1. Mesin ini terdiri dari  beberapa bagian utama yaitu:
1. Silinder penghncur, berupa silinder padat (solid cylinder)  terbuat  dari  kayu  lamtoro  ukuran panjang  22  cm  dan    diameter  15  cm.    Pada pusat silinder dipasangi poros berdiameter 2,54 cm, dari bahan anti karat SS 201. Di salah satu ujung  poros  silinder  terdapat  pulley berdiameter 7,62 cm (tipe A2) dari bahan besi cor. Gigi parut berupa kawat stainless steel SS 201  berdiameter  1  mm,  dipasang  pada permukaan keliling silinder dengan jarak antar gigi  5  mm  x  5  mm  dan  tinggi  1  mm  dari permukaan  silinder.    Pengaturan  gigi  parut dibuat  sedemikian  rupa  sehingga  pada  waktu proses  pemarutan  berlangsung,  semua  gigi bekerja  secara  efektif  dan  tidak  ada  bagian umbi yang tidak terparut (Darma et al., 2014). Profil  silinder  penghancur  disajikan  pada Gambar 2.
2. Rangka (frame), dibuat dari besi siku berukuran 5 cm x 5 cm x 0.5 cm.  Ukuran/dimensi rangka adalah tinggi 85 cm, lebar bawah 45,5 cm, lebar atas 36 cm, panjang bawah 55,8 cm,  panjang atas 55,8 cm.
3.Tenaga  penggerak  (power),  menggunakan motor  bakar  (engine)  4  tak  merek  honda  GX 160T, 5.5 HP.(4,1 kW), putaran maksimum 3600 rpm.    Pada  poros  motor  dipasangi  pulley berdiameter 7,62 cm (tipe A2) dari bahan besi cor.  Pada  dudukan  motor  dibuat  jalur memanjang yang dimaksudkan untuk pengaturan posisi pulley motor sejajar dengan pulley silinder sebelum dikunci.
4.  Bagian  pemasukan  bahan  (hopper),  terbuat dari plat besi anti karat SS 304 tebal 2 mm, sisi depan  dibuat  miring  membentuk  sudut  45 o terhadap bidang horizontal, sedangkan ketiga sisi  lainnya  tegak  lurus  dengan  rangka.    Pada sebagian bagian atas dipasangi penutup yang
dipasang  ke  hopper  menggunakan  engsel sehingga mudah dibuka dan ditutup.
5.Komponen  transmisi  daya,  mengggunakan pulley dan v-belt.  Daya dari motor penggerak disalurkan  oleh  driver  pulley  yang  terpasang pada  poros  motor  ke  driven  pulley  yang terpasang  pada  poros  silinder  melalui  v-belt. Diameter  pulley  pada  poros  motor  sama dengan diameter pada pulley silinder yaitu 7,62 cm (tipe A2), kedua pulley dihubungkan secara langsun  menggunakan  V-belt  A-48  (2  buah) tanpa  dilengkapi  dengan  system  kopling. Pengaturan tegangan (tension) v-belt dilakukan dengan  menggeser  posisi  motor  penggerak kea rah depan/belakang.
6. Saluran pengeluaran (unloading),  terbuat dari plat  besi  anti  karat  SS  304  tebal  2  mm,  pada kedua  sisinya  ditekuk  membentuk  sudut  90 o . Ukuran  lebar  unloading  sama  dengan  lebar hopper dan membentuk sudut kemiringan 40 o dengan bidang horizontal.
Gambar 1. Konstruksi dan Bagian-Bagian Mesin Parut Singkong untuk Produksi Tapioka
Gambar 2. Profil dan Karakteristik Komponen Silinder Penghancur

## Prosedur Pengujian Kinerja dan Analisis Data
Sebelum
dilakukan pengujian kinerja pemarutan,  terlebih  dahulu  dilakukan  uji fungsional  untuk  mengetahui  apakah  semua komponen  berfungsi  dengan  baik  dan  secara keseluruhan mesin berfungsi secara layak (work properly).    Prosedur  pengujian  kinerja  mesin parut  diawali  dengan  pengupasan  umbi singkong, pencucian, pemarutan umbi singkong, ekstraksi pati dan pengendapan pati. Bagan alir prosedur  pengujian  kinerja  mesin  ditampilkan pada  Gambar  3.  Pengujian  dilakukan  pada  2 faktor  variable  bebas  (independent  variable  ) yaitu (1) kecepatan putar silinder dan (2) metode pengumpanan  bahan  ke  silinder  penghancur. Kecepatan putar silinder terdiri dari 3 level yaitu 1500 rpm (V1), 2500 rpm (V2), dan 3500 rpm (V3), dan  metode  pengumpanan  bahan  ada  2  cara yaitu  tegak  lurus  terhadap  silinder/end  on direction  (M1)  dan  sejajar/longitudinal  dengan silinder (M2).
Pengaturan kecepatan putar silinder dilakukan  dengan  penyetelan  tuas  gas  (thortle) pada  motor  penggerak  hingga  dicapai  putaran yang  diinginkan.      Dengan  demikin  terdapat  6 kombinasi  perlakuan  kecepatan  putar  silinder dan  metode  pengumpanan  bahan  yaitu  V 1 M 1 , V 1 M 2 , V 2 M 1 , V 2 M 2 , V 3 M 1 , V 3 M 2 .  Masing-masing perlakuan  terdiri  dari  3  ulangan,  sehingga berjumlah  18  unit  percobaan.    Evaluasi  kinerja dari masing-masing perlakuan dilakukan dengan mengukur  parameter:  (1)  Kapasitas  pemarutan, (2)  Rendemen  pati,  (3)  Kehilangan  pati  pada ampas  (starch  losses)  dan  (4)  Effektivitas pemarutan  (rasping  effect).      Data  hasil pengukuran  diolah  dengan  analisis  varian (ANOVA)  untuk  menentukan  pengaruh  variabel bebas  (perlakuan)  terhadap  variabel  terikat (dependent variable) dan dilanjutkan dengan uji beda  nyata  terkecil  (LSD)  jika  ada  perbedaan pengaruh yang nyata antar perlakuan. Prosedur  pengujian  untuk  masing-masing parameter adalah sebagai berikut:
- Kapasitas Pemarutan
Keterangan: KP  : kapasitas pemarutan (kg/jam), mU : massa umbi yang diparut (kg) T     : waktu pemarutan (jam)
- Rendeman Pati  (%)
Keterangan : RD : rendemen pati (%) mP : massa pati hasil ekstraksi  (kg) mU : massa umbi yang diparut (kg)
- Kehilangan  Pati dalam Ampas (%)
Keterangan: PA     : presentase pada ampas (kg), MPa  : massa pati dalam ampas (kg) mA    : massa ampas (kg)
- Effektivitas pemarutan (rasping effect)  (%) Merupakan perbandingan antara rendemen pati dengan  kandungan  pati  total  pada  umbi, dihitung menggunakan persamaan :
Keterangan: EP   : efektivitas pemarutan (%) RD  : rendemen pati (%) KPT : Kandungan pati total (basis basah, wb) (%)

## Gambar 3. Bagan Alir Prosedur Uji Kinerja Mesin Pemarut Singkong

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji Kinerja Kapasitas Pemarutan Pemarutan bertujuan menghancurkan/ merusak dinding sel sehingga granula pati yang terdapat  dalam  sel-sel  jaringan  umbi  menjadi terbebas  (freed  or  loosen  starch)  sehingga  bisa bisa tersuspensi ke dalam air pada saat ekstraksi.
) ( ) ( jam T kg mU KP  % 100 ) ( ) ( x kg mU kg mP RD  % 100 ) ( ) ( x kg mA kg mPA PA  % 100 (%) (%) x KPT RD EP 
Berdasarkan  hasil  analisis  sidik  ragam menunjukan  bahwa  kombinasi  perlakuan kecepatan putar silinder dan metode pengumpanan  bahan  berpengaruh  nyata terhadap  kapasitas  pemarutan.    Pada  Tabel  1 disajikan  hasil  uji  kinerja  pemarutan  pada berbagai  kombinasi  perlakuan  kecepatan  putar silinder dan metode pengumpanan bahan.
Pada  Tabel  1  terlihat  bahwa  kombinasi perlakuan V1M2  memiiki  kapasitas  parut tertinggi  (508.79 kg/jam)  yang  tidak  berbeda nyata  dengan  perlakuan V2M1  (488.91  kg/jam) dan    kapasitas  pemarutan  terrendah  terdapat pada  perllakuan  V2M2  (233.10  kg/jam)  yang tidak  berbeda  nyata  dengan  perlakuan  V3M1 (273.11  kg/jam),  V1M1  (281.94  kg/jam)  dan V3M2 (315.61 kg/jam).  Terlihat juga dari Tabel 1 bahwa  untuk  factor  metode  pengumpanan bahan  tegak  lurus  terhadap  silinder,  terjadi peningkatan kapasitas pemarutan dari  1500 rpm ke 2500 rpm namun peningkatan rpm lebih lanjut yaitu  dari  2500  rpm  ke  3500  rpm  terjadi penurunan  kapasitas  pemarutan.  Sedangkan untuk  arah  pengumpanan  bahan  sejajar terhadap silinder ada kecenderungan penurunan kapasitas  dengan  adanya  peningkatan  rpm silinder.    Semakin  tinggi  rpm  semakin  tinggi kapasitas pemarutan karena frekuensi memarut/memotong  untuk  setiap  gigi  semakin tinggi,  selama  kebutuhan  gaya  dari  sumber tenaga penggerak untuk memarut bahan masih mencukupi.  Sebaliknya  kalau  kebutuhan  gaya dari sumber tenaga penggerak tidak mencukupi maka peningkatan rpm lebih lanjut menurunkan kapasitas pemarutan.
Hal  ini  yang  menyebabkan  kapasitas pemarutan  tertinggi  pada  perlakuan  V1M2  dan
terendah pada perlakuan V2M2. Hasil penelitian ini konsisten dengan hasil penelitian Darma et al., (2017)  yang  melaporkan  bahwa  kapasitas pemarutan  mesin  parut  sagu  tipe  silinder meningkat dari 1500 rpm ke 2250 rpm kemudian peningkatan  lebih  lanjut  yaitu  ke  3000  rpm kapasitas  pemarutan  menurun.  Hasil  penelitian. Darma et al (2014) juga melaporkan  bahwa dari rpm  745  sampai  2000  rpm  terjadi  peningkatan kapasitas  parut,  kemudian  peningkatan  lebih tinggi  sampai  3725  rpm  mengakibatkan penurunan  kapasitas  parut.    Hasil  penelitian  ini juga  sejalan  dengan  hasil  penelitian  Rumere (2019)  yang  melaporkan  bahwa  kapasitas pemarutan mesin parut sagu tipe silinder tanpa pengupasan  kulit  meningkat  dari  1500  rpm  ke 2000 rpm kemudian menurun saat ditingkatkan lebih lanjut ke 2500 rpm.
Kapasitas pemarutan tertinggi yang dihasilkan dari penelitian ini (508.79 kg/jam) lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitas pemarutan  prototype  mesin  parut  singkong pada penelitian sebelumnya yang di lakukan oleh Aman  et  al,.  (2019)  yang  memiliki  kapasitas pemarutan  tertinggi  yaitu  (448,24  kg/jam)  dan Nanda et al,. (2004) yang mempunyai kapasitas berkisar 360-385 kg/jam. Namun demikian  hasil penelitian ini lebih rendah kapasitas pemarutannya  di  bandingkan  dengan  hasil penelitian Oriaku et al., (2015) dan Sajeev et al,. (2012) yang menghasilkan kapasitas pemarutan berturut-turut  730,58  kg/jam  dan  900-1000 kg/jam.      Guillaume  et  al.,  (2008)  melaporkan, kapasitas  pemarutan  di  beberapa  industry pengolahan  tapioca  di  Vietnam  bagian  utara 1.053  kg/jam.  Secara  umum  ada  2  faktor  yang mempengaruhi kapasitas pemarutan yaitu factor mesin (tipe, besar daya yang digunakan, dimensi
Tabel  1.    Rata-Rata  Kapasitas  Pemarutan,  Rendemen  Pati,  Kehilangan  Pati  pada  Ampas  dan Efektivitas Pemarutan dari Berbagai Kombinasi Perlakuan yang Diuji
Perlakuan Kapasitas pemarutan (kg/jam) Rendemen pati basah (%) Kehilangan pati pada ampas (%) Efektivitas pemarutan (%) V1M1 281,94 a 22,18 a 14,57 tn 60,53 a V1M2 508,79 b 38,70 b 16,17 tn 70,60 c V2M1 488,91 b 42,28 b 7,61 tn 84,92 d V2M2 233,10 a 35,71 a 14,73 tn 70,40 b V3M1 273,11 a 43,36 b 11,77 tn 79,32 cd V3M2 315,61 a 32,24 a 8,90 tn 77,91 d Keteragan:
V1: kecepatan putar silinder  1500 rpm,  V2: 2500 rpm dan V3: 3500 rpm. M1: metode pengumpanan bahan tegak lurus terhadap silinder,  dan M2: sejajar dengan selinder. Angka dalam kolom sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji BNJ pada α 5%
silinder  dan  kondisi  geometry  gigi  parut)  dan sifat  mekanik  bahan  yang  diproses.    Menurut Sitkey  (1986),  sifat-sifat  mekanik  bahan tergantung  pada  tahap  pertumbuhan  (growing stage), kadar air dan posisinya dari arah pangkal atau dari arah ujung.

## Rendemen Pati
Hasil  parutan  umbi  (Gambar  4)  diekstrak patinya secara manual hingga semua kandungan pati  terekstrak,  yang  ditandai  dengan  air  hasil perasan jernih lalu pati hasil ekstraksi ditimbang. Rendemen  pati  basah  adalah  rasio  massa  pati yang  diperoleh  dari  hasil  ekstraksi  terhadap massa hasil parutan umbi singkong.  Rendemen pati  basah  pada  penelitian  ini  dihitung  dengan mengekstraksi 7 kg singkong yang telah diparut untuk setiap unit percobaan.

## Gambar 4. Hasil Parutan Umbi (Kiri) dan Pati Hasil Ekstraksi (Kanan)
Hasil analisis sidik ragam menunjukan bahwa kombinasi  perlakuan  berpengaruh  nyata terhadap  rendemen  pati.    Sebagaimana  telah terlihat  pada  tabel  1    rata-rata  rendemen  pati tertinggi  diperoleh  pada  kombinasi  peralakuan V3M1 (43,36%) yang tidak berbeda nyata dengan V2M1 (42,28%), dan V1M2  (38,70%).  Rendemen pati  terendah  diperoleh  pada  perlakuan  V1M1 (22,18%),  namun  tidak  berbeda  nyata  dengan perlakuan  V2M2  (35,71%),  dan  V3M2  (32,24%). Rendemen pati yang tinggi menunjukan bahwa
partikel hasil parutan lebih halus.  Semakin halus partikel  singkong  hasil  parutan  maka  semakin besar  persentase  pati  yang  terekstrak.    Hasil penelitian  ini  konsisten  dengan  hasil  penelitian Wilson et al, (2019) dengan rendemen pati antara 45,66%-46,67%.    Hasil  penelitian  Sajev  et  al., (2012)  memperoleh  rendemen  pati  kering 18,98%  (setara  dengan  rendemen  pati  basah 37,96%.  Hasil  pati  kering  dari  berbagai  industri pengolahan skala kecil di Vietnam bagian utara bervariasi antara 25-27% ( Guillaume et al., 2008). Industri pengolahan tapioca IKM Kharisma di SP 5 Manokwari menghasilkan rendemen pati basah 39,62 % (rendemen pati kering 23,91 %) (Frides, 2020).
Hasil penelitian Mustafa (2015) menghasilkan rendemen pati basah 29,55 % dengan rendemen pati  kering  18,74  %.    Hasil  pati  suatu  industri tapioca  dari  berbagai  negara  sangat  bervariasi, mulai dari 17 % di Pantai Gading, 21 % di Brazil sampai  25  %  di  Thailand  tergantung  pada teknologi  yang  digunakan  (Guillaume    et  al., 2010). Rendemen pati selain dipengaruhi mesin dan  teknik  pengolahan,  juga  dipengaruhi  jenis dan umur panen yang optimal.
Kehilangan Pati pada Ampas (Starch Losses) Hasil analisis keragaman menunjukan bahwa kombinasi  perlakuan  tidak  berpengaruh  nyata terhadap  kehilangan  pati  pada  ampas. Walaupun demikian, dari Tabel 1  terlihat bahwa ada  kecenderungan  penurunan  kehilangan  pati pada  ampas  dengan  adanya  peningkatan  rpm silinder  penghancur.    Hal  ini  mengindikasikan bahwa pada rpm yang lebih tinggi menghasilkan hancuran  umbi  berukuran  lebih  halus  sehingga pati  yang  tidak  terbebas  (unfreed  starch)  lebih sedikit.
Hasil ini didukung oleh hasil penelitian Sajeev et al., (2012) yang mengukur modulus kehalusan (finess modulus) dan ukuran partikel (particle size) pada berbagai rpm silinder menunjukkan bahwa modulus kehalusan dan ukuran partikel menurun dengan  meningkatnya  rpm  silinder.  Kisaran kehilangan pati pada ampas yang diperoleh pada penelitian  ini  antara 8,90%  -  16,17% konsisten dengan hasil penelitian Wilson et al., (2019) yang memperoleh kehilangan pati pada ampas 10,73 %-14 %.

## Efektivitas Pemarutan (Rasping Effect)
Berdasarkian  dari  Tabel  1,  memperlihatkan bahwa kombinasi perlakuan berpengaruh nyata terhadap rasping effect.  Nilai tertinggi diperoleh pada  perlakuan  V2M1  (84,92  %)  yang  tidak berbeda  nyata  dengan  V3M1  (79,32  %)  dan V3M2 (77,91 %) dan terendah pada V1M1 ( 60,53 %) yang berbeda nyata dengan semua perlakuan lainnya.  Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian  Sajeev  et  al.,  (2012)  memperoleh rasping effect 83,39%.  Hasil ini juga mendukung hasil  penelitian  Wilson  et  al.,  (2019)  dan Guillaume  et  al.,  (2008)  yang  menghasilkan rasping  effect  berturut-turut  antara  76,53  %  - 81,30 % dan 85,0 %-85,1 %.
Sajeev dan Balagopalan (2005) dan Nanda et al.,  (2004)  memperoleh  rasping  effect  berturut- turut    84,20  %  dan  76-79%.    Department  of Agriculture,  forestry  and  fisheries  republic  of South  Africa  (2010)  melaporkan  bahwa  rasping effect  industry  pengolahan  tapioca  di  Africa antara  70-90%.    Rasping  effect  dipengaruhi terutama  oleh  mekanisme  penghancuran  yang digunakan pada suatu mesin.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Mesin pemarut singkong untuk ekstraksi pati yang didesain pada penelitian ini berfungsi baik dengan kinerja yang tinggi.  Dari hasil pengujian menunjukan  bahwa  kombinasi  perlakuan kecepatan putar silinder dan metode pengumpanan umbi berpengaruh nyata terhadap  kinerja  pemarutan.  Kinerja  terbaik diperoleh pada kondisi kecepatan putar silinder 2500 rpm dengan metode pengumpanan bahan umbi  end  on  direction  (tegak  lurus  terhadap silinder).    Kinerja  mesin  pemarut  pada  kondisi tesebut adalah (1) kapasitas pemarutan 488,91 kg/jam,  (2)  rendemen  pati  42,28%,    (3) kehilangan  pati  pada  ampas  7,61%  dan  (4) rasping effect  84,92%.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan apresiasi dan terima kasih kepada Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi c.q.  Direktorat Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat atas dukungan dana untuk penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Aman,  W.P.,  Darma,  M.  K.  Roreng  dan  Sardi. (2019).    Rancangan  dan  Kinerja  Teknis Mesin  Parut  Singkng  Tipe  Silinder Bertenaga  Motor  Bakar.    REKAYASA: Journal  of  Science  and  Technogy.  Vol.  12 (1):59-65.
Cliver, F.  (2020).  Analisis Neraca Massa Industri Tapioka  pada  Industri  Kecil  Menengah Kharisma  di  Distrik  Masni,  Kabupaten Manokwari.  Skripsi  Sarjana  Fakutas Tekongi  Pertanian  Universitas  Papua.
Manokwari.
Darma,  Xiulun  WANG,  Koji  KITO.  (2014).
Development  of  Cylinder  Type  Sagp Rasper for Improving Rasping
Performance.  International  Agricultural Engginering  Journal  Sago  (IAEJ).  Vol.  23, No. 3:31-40.
Darma, B. Santoso, Reniana. (2017). Development of  Cylinder  Type  Sago  Rasping  Machine Using Pointed Teeth. International Journal of Engineering and Technology (IJET-IJENS) Vol. 17, No.01: 2472-2481.
Darma,  B.  Santoso,  M.  A.  Arbianto  dan  B. Mangallo.  (2019).  Effect  of  Cylinder Rotation  Speed  and  Teeth  Density  on Power  Requirement  and  Specific  Energy Consumption  of  Sago  Rasping  Machine. International  Journal  of  Engineering  and Technology (IJET-IJENS). Vol. 19, No.04: 16- 22.
Department of Agriculture, Forestry and Fisheries Republic of South Africa. (2010).  Cassava:
Production Gudeline. Directorate Agricultural Information Services.  Pretoria.
FAO.  (2018).  Food Outlook - Biannual Report on
Global  Food  Markets  –  November  2018. Rome. Kementerian Ketenagakerjaan Republik Indonesia.    2016.    Lampiran  Keputusan Menteri Ketenagakerjaan Republik
Indonesi  No.  104  Tentang  Penetapan Standar  Kompetensi  Kerja  Nasional Indonesia  Kategori  Industri  Pengolahan Golongan Pokok Industri Makanan Bidang Pengolahan Tapioka. Menteri Ketenagakerjaan RI.  Jakarta.
Modeste, K. K., M. Adolphe, N. Boni, K. Edmond and K. Camille. (2018). Status of  Cassava (Manihot Esculenta Crantz) in Côte d’Ivoire: From  Production  to  Consumption  and Evaluation  of  Technology  Adoption  . European  Scientific  Journal.  Vol.14,  No.9: 285-299.
Mustafa,  A.    (2015).  Analisis  Proses  Pembuatan Pati  Ubi  kayu  (Tapioka)  Berbasis  Neraca Massa.  Jurnal Agrointek Vol.9, No.2: 127- 133.
Nanda,  S.K.,  P.  Hemasankari  dan  J.T.    Sheriff.
(2004).  Development of a Primary Rasper for  Stach  Extractin  from  Tuber  crop  in: Proceedings of National Seminar  Root and Tuber  Crops  (NRSTC  I),  29-31  October 2004. Regional  Centre  of  Central  Tuber Crops  Research  Institute,  Bhubaneswar, Orissa, India.
Oriaku,  E.C.,  C.N.  Agulanna,  E.N.  Ossai,  J.O. Odenigbo dan U.L. Adizue. (2015). Design and  Performance  Evaluation  of  a  Double Action  Cassava  Grating  Machine.  Journal of  Emerging  Trends  in  Engineering  and Applied  Sciences  (JETEAS).  Vol.6  (3):196- 203 .
Rumere,  C.  S.    (2019).    Pengembangan  Desain
Mesin  Parut  Sagu  (Metroxilon  sp.)  Tipe Silinder  Bertenaga  Motor  Bakar  Bensin Dengan Sistem Pemarutan Tanpa Pengupasan  Kulit  Batang.  Skripsi  Fakutas
Tekongi  Pertanian  Universitas  Papua. Manokwari.
Sardi.  (2013).  Desain  dan  uji  kinerja  alat  dan mesin  pemarut  singkong  (Manihot Utilissima  Phol)  bertenaga  motor  bakar.
Universitas Negeri Papua  Manokwari.
Sajeev,  M.S.,  S.K.  Nanda  and  J.T.  Sheriff.  (2012). An Efficient Blade Type Rasper for Cassava Starch  Extraction.  Journal  of  Root  Crops. Vol.38 (2):151-156.
Sheriif, J.T., Nanda, S.K. and  Sajeev, M.S. (2005). Current  Status  of  Cassava  Processing Industries in South India. Technical Bulletin No.  42.  Central  Tuber  Crops  Research Institute,
Sreekariyam, Thiruvananthapuram, Kerala, India.
Sitkey,  G.    (1986).    Mechanics  of  Agricultural Material.  ELSEVIER.  Amsterdam.
Widaningsih,  R.    (2016).    Outlook  Komoditas Pertanian  Tanaman  Pangan:  Ubi  Kayu. Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Kementerian Pertanian.  Jakarta.
Yimmongkol.  S.  (2009).    Research  and Development Projects on Improvement of the  Potential  Use  of  Dried  Cassava  Pulp and Cassava Leaf Meal in  Concentrate of Feedlot Cattle.  Thesis Doctor of Philosophy Agricultural  Research  and  Development. Graduate School, Kasetsart University.