ILmu dan Teknologi Pakan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Fak. Pertanian · Prodi Peternakan

Ilmu & Teknologi Pengolahan Pakan

Selamat datang 👋

Prof. Dr. Ir. Yunilas, M.P

���� Bab Pembelajaran

Karakteristik Fisik
Bahan Baku Pakan

Mempelajari sifat bahan (kerapatan tumpukan, sudut tumpukan, kadar air) dan hubungannya dengan desain alat simpan (silo)

🔬 Kerapatan Tumpukan 📐 Sudut Tumpukan 💧 Kadar Air 🏗️ Desain Silo

🎯 Capaian Pembelajaran

1️⃣

Memahami konsep kerapatan tumpukan (bulk density) dan faktor yang mempengaruhinya

2️⃣

Menjelaskan sudut tumpukan (angle of repose) dan aplikasinya

3️⃣

Menganalisis pengaruh kadar air terhadap sifat fisik bahan pakan

4️⃣

Menghubungkan karakteristik fisik bahan dengan desain silo penyimpanan

1

Kerapatan Tumpukan (Bulk Density)

📌 Definisi

Kerapatan tumpukan adalah massa bahan per satuan volume yang ditempati dalam keadaan tumpukan alami, termasuk ruang antar partikel (porositas). Dinyatakan dalam satuan kg/m³ atau g/cm³.

📐 Rumus Perhitungan

ρ_b = m / V

ρ_b = kerapatan tumpukan (kg/m³)  |  m = massa bahan (kg)  |  V = volume wadah (m³)

🔍 Faktor yang Mempengaruhi:

🌾

Ukuran Partikel

Partikel kecil → rongga lebih sedikit → kerapatan ↑

🔵

Bentuk Partikel

Bulat seragam → packing lebih rapat → kerapatan ↑

💧

Kadar Air

Kadar air tinggi → partikel menggumpal → distribusi berubah

📊 Data Kerapatan Tumpukan Bahan Pakan Umum:

Bahan Pakan	Kerapatan (kg/m³)	Kategori
Jagung Pipil	720	Sedang
Bungkil Kedelai	640	Sedang
Dedak Padi	320	Ringan
Tepung Ikan	590	Sedang
Tepung Tulang	1100	Berat

2

Sudut Tumpukan (Angle of Repose)

📌 Definisi

Sudut tumpukan adalah sudut maksimum yang terbentuk antara permukaan miring tumpukan bahan granular dengan bidang horizontal ketika bahan dituang secara bebas. Merupakan indikator flowability (kemampuan alir) bahan.

θ = arctan(h/r) → Sudut Tumpukan

📋 Klasifikasi Flowability Berdasarkan Sudut Tumpukan:

🟢

Sangat Baik

25°–30°

Free flowing

🔵

Baik

31°–35°

Easy flowing

🟡

Cukup

36°–40°

Moderate

🔴

Buruk

>40°

Cohesive

3

Kadar Air (Moisture Content)

📌 Definisi

Kadar air adalah persentase air yang terkandung dalam bahan pakan, dihitung berdasarkan berat basah (wet basis) atau berat kering (dry basis). Merupakan faktor kritis dalam penyimpanan dan pengolahan pakan.

💧 Wet Basis (wb)

MC_wb = (W_air / W_total) × 100%

Lebih umum digunakan dalam perdagangan pakan

🔥 Dry Basis (db)

MC_db = (W_air / W_kering) × 100%

Lebih akurat untuk analisis laboratorium

⚠️ Dampak Kadar Air Berlebih pada Penyimpanan:

🦠

Pertumbuhan Jamur & Mikroba

Kadar air >14% meningkatkan risiko kontaminasi Aspergillus flavus penghasil aflatoksin

🔥

Self-heating

Aktivitas mikroba menghasilkan panas → dapat menyebabkan kebakaran spontan

📉

Penurunan Kualitas Nutrisi

Degradasi vitamin, oksidasi lemak, dan penurunan palatabilitas

�����

Caking & Bridging

Bahan menggumpal dan membentuk jembatan di dalam silo, menghambat aliran

4

Hubungan dengan Desain Silo

_h) Outlet H D

🏗️ Pengaruh Kerapatan Tumpukan

• • Menentukan kapasitas silo (V = m / ρ_b)
• • Bahan ringan (dedak) butuh silo bervolume besar
• • Bahan berat (tepung tulang) memberi tekanan lateral tinggi → dinding lebih tebal

📐 Pengaruh Sudut Tumpukan

• • Menentukan sudut hopper minimum agar bahan mengalir
• • Sudut hopper harus > sudut tumpukan + 10°–15°
• • Bahan kohesif butuh hopper curam dan outlet besar

⚙️ Kalkulator Kerapatan Tumpukan

Masukkan data pengukuran untuk menghitung kerapatan tumpukan bahan pakan.

Massa Bahan (kg)

Volume Wadah (m³)

📐 Simulator Sudut Tumpukan Interaktif

Geser slider untuk melihat perubahan sudut tumpukan dan kategori flowability.

Sudut Tumpukan 35°

20°55°

🔵 Flowability: Baik (Easy Flowing)

Cocok untuk silo dengan hopper standar 45°–50°

🏗️ Estimator Kapasitas Silo

Hitung kapasitas silo berdasarkan dimensi dan bahan pakan yang dipilih.

Diameter Silo (m)

Tinggi Silo (m)

Bahan Pakan Jagung Pipil (720 kg/m³) Bungkil Kedelai (640 kg/m³) Dedak Padi (320 kg/m³) Tepung Ikan (590 kg/m³) Tepung Tulang (1100 kg/m³)

1

Masalah Bridging di Pabrik Pakan Ayam

🏭 PT. Pakan Sejahtera, Deli Serdang

📋 Deskripsi Masalah:

Pabrik pakan ayam di Deli Serdang mengalami masalah bridging (pembentukan jembatan bahan) di silo penyimpanan dedak padi. Bahan tidak mengalir ke mixer meskipun outlet silo sudah dibuka. Produksi terhambat hingga 3 jam per hari.

🔍 Analisis Penyebab:

• • Dedak padi memiliki kerapatan rendah (320 kg/m³) dan partikel berbentuk pipih
• • Sudut tumpukan tinggi (42°) → kohesif, sulit mengalir
• • Kadar air 15.2% (di atas batas aman 12%) → partikel saling menempel
• • Sudut hopper silo hanya 40° → kurang curam untuk bahan kohesif

✅ Solusi yang Diterapkan:

• 1. Mengganti hopper dengan sudut 60° (lebih curam)
• 2. Memperbesar diameter outlet dari 30 cm → 50 cm
• 3. Memasang vibrator pada dinding hopper
• 4. Menurunkan kadar air dedak ke 10–11% melalui pengeringan

💰 Hasil: Efisiensi produksi meningkat 25%, kerugian waktu turun dari 3 jam → 15 menit/hari

2

Kerusakan Silo Akibat Tekanan Berlebih

🏢 Koperasi Peternak Mandiri, Simalungun

📋 Deskripsi Masalah:

Silo baja berkapasitas 50 ton mengalami deformasi dinding (penyok ke luar) setelah diisi tepung tulang untuk pakan sapi. Dinding silo yang awalnya dirancang untuk jagung tidak mampu menahan tekanan lateral dari tepung tulang.

🔍 Analisis Penyebab:

• • Silo dirancang untuk jagung (720 kg/m³), diisi tepung tulang (1100 kg/m³)
• • Tekanan lateral meningkat 52.7% dari kapasitas desain
• • Tekanan horizontal: P = k × ρ_b × g × h (Janssen's equation)
• • Tidak ada evaluasi ulang saat mengganti jenis bahan

✅ Pelajaran & Rekomendasi:

• 1. Selalu evaluasi ulang kapasitas silo saat mengganti jenis bahan
• 2. Desain silo harus berdasarkan bahan dengan kerapatan tertinggi yang mungkin disimpan
• 3. Gunakan faktor keamanan (safety factor) 1.5–2.0
• 4. Pasang sensor tekanan pada dinding silo untuk monitoring

3

Kontaminasi Aflatoksin pada Jagung

🌽 Gudang Pakan Rakyat, Langkat

📋 Deskripsi Masalah:

Jagung pipil yang disimpan dalam silo tanpa kontrol suhu dan kelembaban mengalami kontaminasi aflatoksin B1 melebihi ambang batas (>50 ppb). Sebanyak 15 ton jagung senilai Rp 75 juta harus dibuang.

🔍 Analisis Penyebab:

• • Jagung masuk silo dengan kadar air 16.8% (batas aman 13%)
• • Tidak ada sistem aerasi dalam silo → hot spot terbentuk
• • Suhu di dalam silo mencapai 38°C → optimal untuk Aspergillus flavus
• • Penyimpanan terlalu lama (4 bulan) tanpa monitoring

✅ Solusi Pencegahan:

• 1. Keringkan jagung hingga kadar air ≤12% sebelum masuk silo
• 2. Pasang sistem aerasi (kipas + saluran udara) di dasar silo
• 3. Gunakan sensor suhu & kelembaban di beberapa titik
• 4. Terapkan prinsip FIFO (First In, First Out)
• 5. Lakukan pemeriksaan rutin setiap 2 minggu

🧠 Kuis Interaktif

Uji pemahaman Anda tentang Karakteristik Fisik Bahan Baku Pakan

1 / 10

© 2025 Universitas Sumatera Utara — Fak. Pertanian, Prodi Peternakan

Materi Pembelajaran Interaktif: Ilmu & Teknologi Pengolahan Pakan