Analisa Energi dari Operasi Pengolahan Unggas

Terjemahan Bahasa Indonesia dari Energetic Analysis of Poultry Processing Operations

Analisa Energi dari Operasi Pengolahan Unggas

Simeon Olatayo JEKAYINFA

Departemen Teknik Pertanian, Ladoke Akintola University of Technology, PMB

4000, Ogbomoso, Oyo State, Nigeria

jekaysol@yahoo.com

Abstrak

Pemeriksaan energi ini dilakukan di barat daya Nigeria dari tiga tempat pengolahan unggas yang berbeda. Di tempat tersebut dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori yang berbeda berdasarkan kapasitas produksinya. Survei ini melibatkan keseluruhan dari lima kemudahan yang ditetapkan oleh unit operasi yang digunakan oleh industri unggas dan desain percobaan memungkinkan konsumsi energi di setiap unit operasi dapat diukur. Hasil pemeriksaan menunjukkan bahwa proses perendaman dalam air panas dan proses pencabutan bulu adalah unit operasi energi yang paling intensif di tiga kategori di tempat tersebut, laporan rata-rata menyebutkan bahwa sekitar 44% dari total konsumsi energi berada di tempat pengolahan. Sedangkan selebihnya merupakan kegiatan operasi pengolahan energi yang urutannya sebagai berikut proses pengeluaran isi rongga perut dan dada (17,5%), proses pemotongan (17%), proses pencucian  dan pendinginan (16%) dan proses pengepakan (6%). Hasil studi ini jelas menunjukkan bahwa setidaknya energi tertinggi dari tempat mekanisasi konsumsi (50,36 MJ), diikuti dengan tempat setengah mekanik (28,04 MJ), dan tempat yang penggunaannya paling mekanik (17,83 MJ). Audit energi yang telah memberikan dasar informasi yang diperlukan untuk melaksanakan penganggaran, meramalkan energi persyaratan dan perencanaan dalam perluasan pabrik pengolahan unggas industri di daerah penelitian.

Kata kunci

Pemrosesan unggas, kebutuhan energi, unit operasi, kapasitas produksi

Pendahuluan

   Mengikuti larangan impor pada produk-produk unggas oleh Pemerintah Federal Nigeria sebagai langkah-langkah kebijakan untuk menghidupkan kembali perekonomian dan mendorong petani lokal unggas, telah terjadi peningkatan jumlah unggas pengolahan tempat di negeri ini. Sebuah tempat pengolahan unggas adalah integral yang merupakan bagian dari perunggasan yang luas yang terdiri dari usaha-usaha tani juga peternak yang berternak, perusahaan penetasan, perusahaan pakan ternak, ternak ayam pedaging dan pelayanan terkait yang lainnya. Daerah-daerah bisnis unggas sebagian besar dimiliki dan dikontrol oleh satu organisasi. Pengolahan unggas terdiri dari lima unit operasi yang dapat didefinisikan dengan mudah (Gambar 1): proses pemotongan, proses perendaman dalam air panas dan proses pencabutan bulu, proses pengeluaran isi rongga perut dan dada, proses pencucian  dan pendinginan serta proses pengemasan. Semua proses operasi ini membutuhkan energi dalam satu bentuk atau lainnya, baik sebagai bahan bakar fosil, listrik atau tenaga kerja manusia. Listrik biasa digunakan untuk pendinginan, pencahayaan, suhu udara dan untuk peralatan elektronik lainnya. Bahan bakar fosil yang digunakan untuk produksi air panas untuk operasi pencabutan bulu.

 

Sebenarnya makna dari biaya energi di industri tertentu tergantung pada jenis produk yang diproduksi, metode pengolahan yang diadopsi dan biaya relatif dari energi. Tujuan utama dari setiap skema manajemen energi ini adalah untuk meminimalkan komponen biaya energi dari biaya produksi, tetapi tidak mengorbankan kualitas produk atau keseluruhan biaya yang lebih tinggi (Miller, 1986). Energi merupakan salah satu komponen terbesar dari produksi biaya dan efisiensi penggunaan akan selalu  berkompromi dengan yang lainnya yang sama-sama mempunyai faktor penting. Perlunya perhatian yang begitu besar untuk manajemen energi yang telah disorot oleh beberapa survey tentang energi yang telah dipublikasikan dalam pertanian menggunakan proses operasi. Ini termasuk: pengolahan biji minyak sawit (Jekayinfa, 2004; Jekayinfa, dan Bamgboye, 2004), pengolahan jambu biji (Jekayinfa, dan Bamgboye, 2003; Jekayinfa, dan Bamgboye, 2005), pengalengan sayur (Vergara, Rao dan Jordan, 1976), pengasapan tembakau (Cundiff, dan Dodd, 1981), pengolahan beras (Ezeike, 1981; Verma, 2002), ekspresi minyak bunga matahari (Farsaie dan Singh, 1985), pengolahan susu (Harris, 1982; Elsy, 1980 dan Wilhem, Suter dan Brusewitz, 2004), pemrosesan unggas di Amerika Serikat (Whitehead dan Shupe, 1979; Baughman dan Parkhurst, 1977 dan USDC, 1993).

Sangat sedikit pabrik pengolahan yang mempunyai gagasan tepat dari konsumsi energi produksi di daerah-daerah produksi yang berbeda dan tidak adanya rincian pemantauan internal; energi efisiensi operasi yang berbeda dari biasanya juga tidak dikenal. Pengetahuan tentang energi konsumsi di masing-masing unit operasi dari sistem produksi berguna untuk menentukan daerah yang menggunakan energi paling tinggi. Daerah-daerah tersebut hanya dapat diidentifikasi oleh metodologi energi analisis semua proses operasi. Analisis energi memungkinkan biaya energi yang memiliki proses operasi yang akan dibandingkan dengan yang baru atau diubah lini produksinya. Ini juga memungkinkan sebuah operator tempat untuk membandingkan efisiensi energinya dengan pesaing atau dengan pabrik yang lain dalam perusahaan yang sama. Akhirnya, pengetahuan tentang energi konsumsi untuk setiap produk di sebuah pabrik yang berguna untuk beberapa tujuan seperti penganggaran, evaluasi konsumsi energi untuk suatu produk, peramalan kebutuhan energi dalam sebuah tempat, dan untuk perencanaan perluasan tempat.

Tidak ada laporan yang dikenal dalam literatur kebutuhan energi pada unggas sebagai proses operasi yang dilakukan di Nigeria. Informasi seperti itu sangat penting, sehingga memungkinkan pengelolaan industri ini untuk mengembangkan strategi untuk lebih baik dari operasi produksi mereka dan memodifikasi bidang limbah. Ini juga akan memungkinkan manajemen untuk menilai kebenaran konsumsi energi mereka guna perencanaan jaringan produksi yang efektif. Penelitian yang dilakukan sekarang bertujuan untuk memperkirakan kebutuhan energi di delapan operasi pengolahan unggas yang dinyatakan telah siap seperti yang telah dipraktekkan di Nigeria. Studi ini akan memberikan kesempatan untuk memiliki basis data yang handal tentang konsumsi berbagai jenis energi oleh pengguna yang berbeda dalam spekulasi pengolahan unggas. Juga akan memberikan dasar yang kuat untuk mengidentifikasi pilihan untuk menyimpan energi pada proses operasi unggas.

Keterangan Tempat

Tiga tempat pengolahan unggas yang dipilih untuk studi kasus yang merupakan ciri khas operasi di barat daya bagian dari Nigeria. Data energi tidak dikumpulkan namun mewakili rata-rata atau normal sebuah industri. Karakteristik dari kategori tiga tempat akan dibahas di bawah ini:

Kategori I: Hal ini dianggap sebagai tempat yang berukuran kecil yang prosesnya 10.000  ekor per hari.

Kategori II: Tempat ini, dikelompokkan sebagai tempat tunggal-regu yang berukuran sedang, memiliki tingkat produksi 20.000 ekor per hari.

Kategori III: Kategori ini merupakan tempat yang berukuran besar dengan tingkat produksi 30.000 ekor per hari.

Teknik pengolahan dan fasilitas dari tiga tempat tersebut di atas semuanya berbeda-beda, seperti jenis perlakuan dan peralatan yang digunakan, serta tingkat operasi mekanisasi.

Teknologi Pengolahan Unggas dan Metode Evaluasi Energi

Unggas mengalami beberapa urutan operasi pengolahan, yang dikonversi ke produk utama akhir  yang dikenal sebagai ayam. Urutan dari operasi umum unggas di tiga tempat yang disurvei secara garis besar dijelaskan dalam Gambar 1. Pada tiap tahap unit operasi, beberapa tingkat  dari energi input diperlukan dalam bentuk energi listrik, energi panas dan energi manusia. Jenis dan besarnya energi yang dikonsumsi adalah fungsi dari teknologi yang digunakan dan jumlah unggas yang akan diproses. Untuk mengukur kebutuhan energi dari setiap unit operasi, data kuantitatif pada kondisi operasi akan diperlukan untuk setiap unit operasi. 

Tabel 1 merupakan rangkuman dari penelitian tentang teknologi produksi di tiga tempat pengolahan unggas.

Tabel 1. Parameter  yang diukur untuk mengevaluasi data input energi di tempat pengolahan unggas 

No.	Operasi	Parameter yang digunakan
1	Pemotongan	• Daya listrik, kW • Konsumsi bahan bakar, l • Nilai kalor dari bahan bakar yang digunakan, J / l • Waktu yang diambil untuk pengeringan, h • Jumlah orang yang terlibat dalam pembersihan
2	Perendaman dalam air panas dan pencabutan bulu	• Daya listrik, kW • Konsumsi bahan bakar, l • Nilai kalori dari bahan bakar yang digunakan, J / l • Waktu yang diambil untuk kebasahan, h • Jumlah orang yang terlibat dalam perendaman atau pemandian
3	Pengeluaran isi rongga perut dan dada	• Daya listrik, kW • Konsumsi bahan bakar, l • Nilai kalori dari bahan bakar yang digunakan, J / l • Waktu yang diambil untuk pembakaran, h • Jumlah orang yang terlibat dalam pembakaran
4	Pencucian dan pendinginan	•Daya listrik, kW • Konsumsi bahan bakar, l • Nilai kalor dari bahan bakar yang digunakan, J / l • Waktu yang diambil untuk shelling, h • Jumlah orang yang terlibat dalam pengulitan
5	Pengemasan	• Daya listrik, kW • Konsumsi bahan bakar, l • Nilai kalor dari bahan bakar yang digunakan, J / l • Waktu yang diambil untuk kernel pemisahan, h • Jumlah orang yang terlibat dalam pemisahan

Jenis dan besarnya parameter energi yang dibutuhkan untuk evaluasi dari setiap unit operasi akan disajikan dalam Tabel 2.

Ezeike (1981) dan Jekayinfa dan Bamgboye (2003, 2005) telah menggunakan prosedur yang sama dalam audit energi pabrik pengolahan beras, pabrik biji minyak sawit dan pabrik pengolahan biji-bijian yang lain di Nigeria. Metode evaluasi energi untuk setiap unit operasi sebagai berikut:

Proses Pemotongan

Proses pengolahan unggas diawali oleh menghilangkan bulu sebelum unggas akan dikuliti. Usus ini lalu dikosongkan dan untuk mengurangi kontaminasi fecal jika intestinum yang dipotong selama proses pengeluaran isi. 

Tabel 2. Teknik pengolahan di tiga tempat pengolahan unggas

No	Operasi	Peralatan dan memaki prinsip
		Tempat A	Tempat B	Tempat C
1	Pembunuhan dengan cara pemotongan secara manual	Manual dengan cara membunuh secara berdiri serta memakai stunner / pisau lipat	Semi otomatis dengan stunner / pisau lipat	Menggunakan mesin dengan gantungan lengkap / pelekatan / peralatan pendarahan yang terdiri dari: loading bar, overhead conveyor untuk membunuh dan untuk mengeluarkan darah, shackles serta sampai habis pendarahannya
2	Perendaman dalam air panas dan pencabutan bulu	Manual dengan memegang meja, mangkuk, mencabuti bulu bins dan mobile racks	Semi otomatis menggabungkan sistem perendaman air panas dengan pin penghilang bulu dan mesin pencabut bulu	Menggunakan mesin dengan penghilang bulu, bulu bins dan tabel pinning atau finisher
3	Pengeluaran isi rongga perut dan dada	Manual dengan over head rail, korsel atau meja	Manual dengan over head rail dan korsel atau meja	Unit pengeluaran isi yang terdiri dar baris konveyor,alat penyangga, evisceration through dan mobile offal track. Unit pengolahan giblet dan pengupasan kulit pada bagian gizzard
4	Pencucian dan pendinginan	Karkas adalah dicuci dengan semprotan dan pendinginan secara cepat sebelum pengemasan	Semi otomatis dengan mesin pencuci karkas dan unit bak pencucian	Semi otomatis dengan tangki es atau spiral washer chiller
5	Pengemasan	Manual	Manual	Semi otomatis dengan menggunakan lebih dari bahan pembungkus dan pembungkus tas

Dua metode utama yang digunakan antara lain; metode manual dan metode otomatis. Di metode manual, unggas yang ditempatkan di sebuah kantong kain kecil yang sangat kecil yang merupakan bagian dari pemotongan. Kepala dan leher yang kemudian diambil melalui lubang di pojok dan leher dipotong melalui cuping dari atas ke bawah dengan cepat dari stroke dari pisau. Pada metode otomatis melibatkan penggunaan stunner / pisau lipat. Konsumsi energi per 1000 unggas diperoleh dari.

Es = 3.6 [ks Ps ts + 0.075 Ns ts]                                                   (1a)

Ketika listrik digunakan atau

Es = WsCs+ 3.6 [0.075 Ns ts]                                                      (1b)

Ketika mesin I.C. yang digunakan atau

Es = 3.6 [ks Psts +0.075 Nssts] + WsCs                                                      (1c)

Ketika yang digunakan keduanya, listrik dan I.C. mesin atau

Es = 3.6 [0.075 Ns ts]                                                                  (1d)

Ketika pengolahan unggas benar-benar dilaksanakan secara manual, di mana 3,6 adalah faktor konversi (1 kWh = 3,6 MJ), dan 0,075 adalah rata-rata kekuatan manusia biasa kerja, kW. 

Proses Perendaman Dalam Air Panas dan Pencabutan Bulu

Air panas yang disiapkan pada suhu sekitar 138 - 140 ° F. Dalam metode manual perendaman dalam air panas, unggas yang ditahan oleh kepala dan kaki adalah pencelupan pertama ke dalam air mendidih. Unggas diusahakan sepenuhnya terendam dalam air mendidih ketika air panas ini sedang bekerja dari atas dan ke bawah untuk memperoleh air panas di bagian bawah bulu sekitar 1 - 3 menit. Unggas yang telah direndam kemudian digaantungkan kembali atau diletakkan di atas meja, dimana sayap utama dan bulu ekor yang diambil terlebih dahulu. Setelah itu bulu tubuh dicabuti oleh tarikan terhadap gandum. Proses ini diperlukan kecepatan sedangkan karkas menjadi hangat. Untuk menghilangkan bulu yang masih menempel menggunakan sebuah pisau. Metode otomatis yang terdiri dari sebuah motor listrik mengemudi tugu yang didukung oleh pemasangan bearing. Kepala ditarik, didorong oleh sebuah ikat, terdiri dari serangkaian tempat pemutar diadakan di sebuah sudut dengan sebuah tempat tusukan setiap akhir pemasangan bearing. Sebagai pemutar discs bekerja secara bersama-sama, bulu ditarik, pegangan mereka dan mereka tarik dari unggas. Sebagai discs terus memutar, mereka terpisah, dan melepaskan bulu menjadi koleksi kantong ke belakang mesin. Energi untuk dikonsumsi perendaman dalam air panas dan pencabutan bulu per 1000 burung diperoleh dari:

Esd = 3.6 [ksd Psdtsd +0.075 Nsdtsd]                                               (2a)

Ketika listrik digunakan atau

Esd = Wsd Csd+ 3.6 [0.075 Nsd tsd]                                                (2b)

Ketika mesin I.C. yang digunakan atau

Esd = 3.6 [ksd Psd tsd +0.075 Nsd tsd] + Wsd Csd                                       (2c)

Ketika keduanya listrik dan I.C. mesin yang digunakan atau

Esd = 3.6 [0.075 Nsd tsd]                                                              (2d)

Ketika proses perendaman dalam air panas dan pencabutan bulu benar-benar dilakukan secara manual.

Proses Pengeluaran Isi

Karkas digantungkan oleh kaki dan unggas yang terpotong telah dicabuti bulu yang berada di sekitar leher di pangkal kepala. Kepala diputar dan kemudian diambil dan organ lainnya dihilangkan. Metode otomatis yang melibatkan penggunaan mesin yang mampu untuk membuat celah di leher, penyobekan dari tembolok dan pengendapan ke dalam proses pengeluaran isi sampai akhir. Hal ini juga meliputi: pemotongan sepanjang ventilasi dan membuka kecepatan rana, membuang isi perut keluar tetapi meninggalkannya yang melekat pada karkas, menghilangkan hati,  jantung dan gizzard serta menempatkannya ke nampan secara tepat, penyobekan jeroan agar tidak termakan dan memungkinkan untuk jatuh ke dalam pengeluaran isi sampai habis.

Energi untuk dikonsumsi proses pengeluaran isi rongga perut dan dada 1000 burung diperoleh dari:

Ee = 3,6 [ke Pe te 0,075 Ne te]                                                    (3a)

Ketika listrik digunakan atau

Ee We Ce = + 3,6 [0,075 Ne te]                                                  (3b)

Ketika mesin I.C. yang digunakan atau

Ee = 3,6 [ke Pe te 0,075 Ne te] + We Ce                                     (3c)

Ketika keduanya listrik dan I.C. mesin yang digunakan atau

Ec = 3,6 [0,075 nc tc]                                                                  (3d)

Ketika benar-benar dilakukan secara manual.

Proses Pencucian dan Pendinginan

Seperangkat alat pencuci mekanik akhirnya diikuti oleh pelengkap pendinginan yang prosesnya terus mengalir. Perangkat seperti itu sering bermotor dan konsumsi energi untuk masa mereka dalam operasi apakah menggunakan mesin atau sebaliknya, komponen energi dapat diukur:

Ewc = 3,6 [kwc PwC twc 0,075 Nwc twc]                                  (4a)

Ketika digunakan listrik atau

Ewc = Wwc Cwc + 3,6 [0,075 Nwc twc]                                    (4b)

Ketika I.C. mesin yang digunakan atau

Ewc = 3,6 [kwc PwC twc 0,075 Nwc twc] + Wwc Cwc              (4c)

Ketika keduanya listrik dan I.C. mesin yang digunakan atau

Ewc = 3,6 [0,075 Nwc twc]                                                         (4d)

Ketika mencuci dan pendinginan benar-benar dilakukan secara manual.

Proses Pengemasan

Konsumsi sumber energi utama yang lain adalah pengemasan yang diproses ayam sebelum mereka beku atau diantar untuk penjualan. Ketika perangkat pengemasan mekanik digunakan, salah satu bahan bakar atau energi listrik yang dikonsumsi. Tempat di mana operasi ini benar-benar dilakukan secara manual, energi juga dikonsumsi. Dengan demikian, konsumsi energi untuk pengemasan operasi dapat dapat dinyatakan sebagai:

Ep = 3,6 [Pp kp tp 0,075 Np tp]                                                  (5a)

Ketika digunakan listrik atau

Ep = wp Cp + 3,6 [0,075 Np tp]                                                (5b)

Ketika I.C. mesin yang digunakan atau

Ep = 3,6 [Pp kp tp 0,075 Np tp] + wp Cp                                   (5c)

Ketika keduanya listrik dan I.C. mesin yang digunakan atau

Ep = 3,6 [0,075 Np tp]                                                                (5d)

Ketika operasi pengemasan unggas apabila benar-benar dilakukan secara manual.

Persyaratan Energi Total

Total kebutuhan energi untuk memproses setiap jumlah unggas adalah jumlah komponen energi yang terlibat dalam setiap proses. Dengan demikian total energi ET menjadi:

ET = Es +Esd + Ee +Ewc + Ep                                                   (6)

Dengan eq 6, adalah mungkin untuk menentukan konsumsi energi total di pabrik pengolahan unggas yang diberikan di tingkat produksi.

Metodologi

Perkiraan kebutuhan energi di 5 unit operasi utama dari pengolahan unggas ini melibatkan penggunaan program spreadsheet pada Microsoft Excel. Hal ini menjadikan prosedur komputer mudah untuk diikuti oleh operator tempat yang bermaksud compute pola konsumsi energi yang mereka proses operasi pada setiap periode akuntansi. Parameter (Tabel 2) dalam Eqs 1 .-6. diukur dengan menggunakan asumsi sebagai berikut.

• Efisiensi sebuah motor dari 75 persen adalah diasumsikan untuk semua motor yang digunakan untuk menghitung listrik masukan

• Nilai 0.075kW digunakan untuk menghitung pengeluaran energi manusia di semua unit operasi. Nilai ini merupakan daya rata-rata manusia biasa yang biasa bekerja disaat iklim tropis (Megbowon dan Adewunmi, 2002).

• Energi bahan bakar dan energi listrik yang dikonversikan ke unit energi umum menggunakan faktor konversi 3,6 MJ / kWh (Whitehead dan Shupe, 1979).

Semua pabrik yang dipilih telah dievaluasi selama periode dan musim yang sama, dan sebagai hasilnya, kesalahan perubahan musiman yang telah dihapuskan. Tidak ada kondisi sebelum percobaan yang digunakan sebagai pengumpulan data di setiap tempat yang telah dilakukan sebagai pabrik yang beroperasi. Semua pabrik yang kurang dari sepuluh tahun untuk memastikan bahwa mereka dalam tahun berguna mereka. Peralatan yang digunakan untuk studi ini meliputi:

• Sebuah stop watch untuk mengukur waktu produksi

• Sebuah silinder untuk mengukur quantitatif jumlah bahan bakar yang dikonsumsi setiap unit operasi.

Kesalahan analisis dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut

 

Kesalahan = (nilai yang diukur - nilai yang sebenarnya) / (nilai sebenarnya) * 100   (7)

  

....To be continued, Next