Penyimpanan Hasil Pertanian

Penyimpanan Bahan Mentah

Penyimpanan bahan mentah adalah merupakan sebarang tempat untuk penyimpanan hasil  pertanian, baja, bijian dan bekalan yang berkaitan dengan kemudahan pertanian yang digunakan untuk mencegah kerosakan atau untuk penyimpanan sementara ketika pengeluaran tidak dapat memenuhi permintaan (permintaan).

Tujuan utama bijian disimpan secara baik di dalam stor adalah untuk menjaga kualitit dan cirri-ciri bijian selepas daripada aktiviti penuaian dan pengeringan.

Tempoh penyimpanan bergantung kepada ;

• ·       Keperluan pengguna
• ·       Keupayaan pengilangan bagi memproses bahan simpanan

Dari aspek ekonomi, stor digunakan sebagai stok untuk tujuan bekalan atau untuk mengekalkan harga. Sementara dari aspek pengilang stor adalah sebagai pusat simpanan bahan-bahan.

Stor penyimpanan bijian sangat baik jika ianya sentiasa kering, sejuk dan bersih. Kehilangan bijian tahunan daripada penuaian kepada penggunaan bahan (bahan akhir) adalah dianggar sebanyak 10% dari jumlah pengeluaran. Lebih kurang separuh dari kehilangan ini berlaku ketika aktiviti penuaian, selebihnya adalah semasa penyimpanan. Kehilangan ini boleh dikurangkan dan dalam kes penyimpanan ianya boleh dikurangkan melalui pengamalan penyimpanan yang baik iaitu setiap stor mestilah mempunyai system pengudaraan yang baik dan berkesan.

1.2 Perubahan Yang Berlaku Terhadap Bahan Yang Disimpan

i. Perubahan Kimia

• ·       Perubahan kimia yang berlaku disebabakan oleh kandungan lembapan (MC) dan suhu (T).
• ·     Dua factor ini dapat mempengaruhi  hasil simpanan yang juga akan mentukan kualiti bahan yang disimpan.
• ·       Antara contoh perubahan kimia yang sering berlaku adalah seperti perubahan pada kandungan asid lemak, enzim, warna, vitamin dan sebagainya.

ii. Perubahan Kadar Percambahan

·   Benda-benda hidup seperti bijian, buah-buahan dan sayuran perlu melakukan proses pernafasan sepanjang masa ianya disimpan.

·       Kuantiti haba yang dibebaskan bergantung kepada kandungan lembapan dan suhu bahan.

·       Keadaan ini akan menyebabkan susutan kadar percambahan (viability) biji yang disimpan.

·   Untuk mengurangkan masalah ini, sistem pengudaraan yang baik perlu disediakan pada sesebuah stor simpanan bijian untuk memindahkan haba yang berlebihan.

iii. Perubahan Kandungan Mikro-organisma

• ·     Bila kandungan lembapan bertambah dan keadaan haba yang sesuai ianya akan menyebabkan mikro-organisma akan cepat membiak.
• ·       Ini akan menyebabkan pembentukan kulat dan yis mudah berlaku.
• ·       Kesannya ialah bijian yang disimpan akan menjadi busuk dan rosak.

iv. Perubahan Populasi Serangga Perosak

• ·Populasi serangga perosak akan dipengaruhi oleh suhu dan kelembapan sesuatu tempat simpanan.
•  Pada keadaan yang lembap, ia amat sesuai sebagai tempat pembiakan serangga perosak seperi lipas, tikus, ulat dan sebagainya.
• Kesannya ialah bijian yang disimpan akan rosak.

1.3 Parameter yang terlibat dalam Penyimpanan

i. Kandungan Lembapan

• ·      Kandungan lembapan adalah kandungan air yang dimiliki oleh sesuatu jasad atau yang terdapat dalam sesuatu bahan.
• ·       Kandungan lembapan diukur dalam unit %

ii. Lembapan Relatif (RH)

• ·       Lembapan relatif (RH) ialah nisbah jumlah wap udara yang terlibat dalam atmosfera pada suhu spesifik dengan jumlah maksimum udara pada suhu tertentu.
• ·       Ianya diukur dalam unit %.
• ·       RH ditentukan oleh suhu dan MC diudara. Bila suhu tinggi pada keadaan MC yang tetap maka RH akan menjadi rendah.
• ·   Udara yang mengandungi RH yang rendah adalah sangat berkesan untuk tujuan proses pengeringan.
•       RH adalah berkadar terus dengan MC dan berkadar songsang dengan suhu.
• ·       Bila suhu meningkat sebanyak 10 celcius akan menyebabkan lembapan relative (RH) menurun seabnyak 1%.
• ·       Kadar RH di Malaysia adalah diantara 70-80%.
• ·       Jadual 1.1 di bawah menunjukkan nilai keseimbangan MC (pada suhu 27 celcius) pada 70 %  RH bagi berbagai jenis tanaman.
• ·       Nilai kandungan MC ini adalah nilai selamat untuk penyimpanan.

Jenis Tanaman	EMC pada 70 % RH
Jagung Gandum Beras Padi Kacang tanah (berkulit) Kekacang Biji Koko Kopra (kelapa Kering) Biji Sawit	13.5 13.5 13.0 15.0 7.0 15.0 7.0 7.0 5.0

Jadual 1.1 : EMC pada 70% RH

• ·       MC yang sesuai untuk penyimpanan bagi tanaman haruslah berada pada tahap 1-2% di bawah daripada yang disenaraikan dalam jadual 1.1.
• ·       Kandungan lembapan yang maksimumsemasa penuaian ialah diantara 20 – 23%.

iii. Corak Keseimbangan antara MC dan RH

• ·  Semua hasilan pertanian mempunyai cirri-ciri keseimbangan di antara lembapan yang dikandunginya dengan wap air yang terdapat dalam udara.
• ·       Ini dikenali sebagai “MC/RH equilibrium pattern” (EMC).
• ·   Konsepnya ialah bila bijian yang mengandungi lembapan yang tertentu didedahkan kepada udara, lembapan akan mengalir keluar/masuk sehingga berlaku EMC dalam bijian dan udara.
• ·     Pengaliran keluar lembapan dari bijian kepada atmosfera berlaku bila tekanan wap air dalam bijian (TW 1) melebihi tekanan wap air dalam atmosfera. Gambarajah 1.1 di bawah menunjukkan proses tersebut.
• ·       Bila tekanan wap air bertambah maka RH juga akan bertambah.

                                                        Atmosfera TW 2

Gambarajah 1.1 : Pengaliran keluar lembapan dari bijian.

iv. Kecerunan Lembapan (Moisture Gradient)

• ·       Ialah merupakan perubahan atau perbezaan lembapan antara bahan bijian dengan atmosfera.
• ·       Ianya berkaitan dengan kelembapan bahan bijian dan kelembapan udara.
• ·       Ia juga berkaitan dengan perubahan suhu iaitu naik atau turunnya suhu.

v. Pergerakan Lembapan (Moisture Migration)

• ·       Merupakan pergerakan lembapan dari kawasan suhu tinggi kepada kawasan suhu rendah.
• ·    Pergerakan lembapan terjadi disebabkan oleh perubahan suhu dalaman dan luaran dalam stor yang membawa bersama lembapan.
• ·   Pergerakan lembapan akan tetap berlaku walaupun bijian tersebut disimpan pada MC yang selamat dalam storan.

·       Pergerakan Lembapan berlaku disebabakan oleh beberapa faktor seperti :

-       Kandungan lembapan yang tinggi ketika mula menyimpan.

-       Struktur stor yang tinggi digunakan dengan sistem pengudaraan yang tidak sempurna.

-       Perbezaan yang ketara diantara suhu atmosfera dan suhu dalam bijian.

-       Hasil bijian disimpan semasa cuaca panas dibandingkan dengan sejuk.

vi. Penumpukan Lembapan  (Moisture Accumulation)

• ·       Berlaku apabila udara didalam storan lebih panas daripada cuaca diluar storan.
• ·   Gambarajah 1.2a menunjukkan pergerakan lembapan (arus udara) dari bijian panas kepada kawasan sejuk di atmosfera.
• ·       Gambarajah 1.2b pula menunjukkan pergerakan lembapan (arus udara) dari atmosfera kepada bijian sejuk.

 

        Gambarajah 1.2b : Pergerakan lembapan dalam storan

·  Faktor yang boleh meningkatkan berlakunya perolakan udara pada umumnya disebabkan oleh pergerakan udara melalui bijian untuk mengekalkan suhu seragam dan secara mengurangkan peralihan suhu pada permukaan hasilan(bijian) bagi mengurangkan perolakan dan resapan.

·     Peningkatan lembapan dalam keadaan perubahan suhu yang mendadak menyebabkan perolakan udara tinggi berlaku.

1.4 Pencegahan Penumpukan

Penumpukan lembapan boleh dicegah dengan cara menggerakkan udara melalui bijian untuk mengekalkan suhu yang seragam .

Terdapat beberapa kaedah untuk mencegah penumpukan lembapan. Antaranya ialah :

1. Pengalihudaraan Semulajadi (Natural Ventilation)

·     Kaedah ini menggunakan kelajuan angin yang bergerak melalui bijian sama ada dengan menggunakan saluran atau tidak.

·       Oleh itu kesan yang disebabkan oleh pemanasan semulajadi boleh dikawal.

(a)Pengalihudaraan Mekanikal (Mechanical Ventilation)

·       Kaedah ini menggunakan kipas dan susunan saluran yang sesuai di mana udara boleh digerakkan menerusi hasilan.

·       Tujuannya ialah untuk mengekalkan suhu sejuk bijian.

·       Hanya udara secukupnya perlu digerakkan untuk mengekalkan suhu sejuk seterusnya dapat menghalang berlakunya penumpukan lembapan.

(b)  Memindahkan Bijian

·       Dipraktikkan secara komersial.

·       Prinsipnya ialah bijian digerakkan atau dipindahkan mengikut tempoh tertentu seperti setiap 3 minggu.

·  Kos untuk menyediakan peralatan tambahan seperti penggunaan penyangkut (conveyor), pengangkut (elevator), pertambahan kawasan storan dan kerosakan pada bijian menyebabkan kos untuk mengawal penumpukan lembapan lebih tinggi daripada kos untuk menyediakan sistem pengalihudaraan.

(c) Mengacau Permukaan Bijian

·       Permukaan bijian dikacau bagi mengelakkan berlakunya penumpukan lembapan atau bijian rosak.

·   Kandungan lembapan bijian yang hamper dengan atmosfera adalah lebih rendah kandungan lembapannya bagi bijian di bawah permukaan.

(d) Menggerakkan Udara Panas

·    Dengan cara menggerakkan udara panas melalui bijian, kandungan lembapan akan dapat dikurangkan kepada tahap yang lebih rendah daripada tahap yang sesuai untuk storan.

(e) Penutupan Permukaan Bin/Silo

·  Tujuannya adalah bagi mencegah perubahan yang besar terhadap suhu dan bagi mengekalkan bijian dari panas dan sejuk yang melampau.

·    Ketidakseimbangan yang besar suhu bijian dan bahan bangunan dapat dikurangkan dengan menggunakan permukaan yang bersifat “low absorption” (penyerapan haba yang rendah) pada siang hari.

·       Permukaan yang memancar haba yang rendah pada waktu malam dapat mengurangkan permukaan dari sejuk melampau iaitu melebihi suhu udara bila cuaca elok.

·       Permukaan yang menyerap haba kurang pada siang hari dapat menghalang permukaan daripada meningkatkan kepanasan melebihi suhu udara dalam cuaca yang elok.

Pengeringan Hasil Pertanian

PENGERINGAN

1.0 Pengenalan sistem pemanasan

Pemanasan adalah satu proses yang penting untuk kerja-kerja penghasilan haba bagi proses pengeringan. Sistem pemanasan yang lengkap terdiri dari kipas, pemanas, sistem saluran dan bin yang digelar “pengering dengan sistem pemanasan udara” (heaterd air dryers).

1.1Pengeringan Udara Panas

Faktor-faktor yang perlu diambilkira bagi sistem pemanasan udara :

• Kos bagi bahanapi dan kuasa pengering udara panas seharusnya hampir sama sebagaimana sistem penggerak udara pengering (forced air drying) bergantung kepada keadaan cuaca.Kos permulaan bagi sistem pemanasan udara untuk kegunaan perladangan adalah 2-3 kali ganda tingginya berbanding dengan sistem penggerak udara. Oleh itu, jumlah bahan /isipadu bahan yang tinggi perlu dikeringkan dengan sistem pemanasan udara ini bagi mengurangkan kos tetap operasi.
• Kadar peruapan lembapan meningkat dengan meningkatnya tekanan wap hasil dari proses pemanasan. Hasilan / bijian dipanaskan dengan udara pemanas; oleh itu kapasiti pembawa lembapan bagi udara pemanas adalah lebih tinggi berbanding dengan udara tanpa pemanasan.
• Kadar pengaliran udara per unit isipadu hasilan/bijian tinggi bagi udara pemanas berbanding dengan udara tanpa pemanasan.Aliran udara sekurang-kurangnya 1.7 m3 /sec per m3   (100 cfm/ft3 ) digunakan bagi setiap lapisan pengering dengan udara pemanas.
• Keselamatan hasil perlu diambilkira / diberi perhatian. Suhu pengeringan bergantung kepada penggunaan hasilan. Bila bijian digunakan untuk makanan haiwan, suhu udara adalah tinggi sehingga 149 celcius  (300F) digunakan. Bila hasilan untuk dikilangkan, biasanya suhu disyorkan di bawah paras 60 celcius (140F) . Jika untuk kegunaan biji benih, suhu udara perlu dikekalkan di bawah 46 celcius  (115 F)  bagi mengelakkan penurunan kadar percambahan.
• Keselamatan peralatan dan bangunan. Bahaya/bencana adalah lebih tinggi kemungkinannya berpunca dari api. Kawalan yang sempurna dibina bagi unit-unit komersial untuk meminimumkan punca bencana oleh api jika unti berkenaan diguna dengan rapi.

2.0 Pemanasan (Heaters)

Pemanasan terbahagi kepada dua jenis berdasarkan kepada kaedah pemindahan haba iaitu pemanasan secara terus (direct heating) dan juga pemanasan secara tidak terus (indirect heating).

2.1 Pemanasan Secara terus

Tiada permukaan pemindahan/penukaran haba (heat-exchanger surface).

Hasil dari pembakaran digerakkan melalui hasilan bersama-sama dengan udara pengering.

Murah dan amat berkesan dalam penggunaan tenaga dari bahanapi.

Ia menjadi masalah kerana berkemungkinan hasilan/bijian boleh dirosakkan oleh asap.

2.2 Pemanasan Secara Tidak Terus

Mempunyai permukaan bagi pemindahan haba.

Permukaan pemindah haba dipanaskan terlebih dahulu.

Udara yang digunakan untuk pengeringan dikeluarkan dan disebarkan di sekeliling bahagian luar permukaan pemindahan haba dan seterusnya melalui hasilan.

Hasil dari pembakaran dikeluarkan dan tidak dibenarkan bercampur dengan udara pengering.

Kos operasi agak tinggi namun hasilan yang diperolehi adalah berkualiti.

3.0 JENIS-JENIS PEMBAKAR (BURNERS)

•        Pembakar gas petroleum cecair (LPG)
•        Pembakar minyak bahanapi
•       Pembakar bahanapi pepejal (sisa tanaman)
•       Pembakar elektrik

3.1 Pembakar Gas (LPG Burner)

Prinsip operasinya  sama seperti Penunu Bunsen di mana sebahagian atau kesemua udara untuk pembakaran mesti bercampur dengan gas sebelum penyalaan. Pembakar gas adalah bertekanan tinggi iaitu jika gas berada pada tekanan 350 – 800 kg/  (0.5 – 40 psi).  Pembakar gas atmosfera yang menggunakan gas pada tekanan 5 – 30 cm air (2 -12 inci air) paling popular digunakan disebabkan oleh strukturnya yang ringkas.

Kelebihan penggunaannya :

•         Gas merupakan bahanapi yang senang diperolehi serta memenuhi keperluan .
• ·       Pembakaran lengkap senang dicapai (membakar tanpa asap dan bau)
• ·       Ianya tidak membenarkan kemasukan bau-bau yang tidak menyenangkan.
• ·  Sistem pemanasan secara terus boleh dilaksanakan iaitu tanpa memerlukan permukaan pemindahan haba bagi mengeluarkan hasil pembakaran.
• ·       Kehilangan haba sistem adalah rendah.

Kelemahan penggunaannya :

• ·       Pembakar gas adalah mahal (kos operasi).
• ·       Mempunyai risiko kebocoran pada sistem.

3.2 Pembakar Minyak (Oil Burner)

Pembakar-pembakar untuk industri menggunakan pam gear positif atau tangki tekanan mengisi bahanapi bagi menampung keperluan minyak. Tangki bahanapi disambungkan kepada pemampat udara (air compressor) bagi menggerakkan bahanapi melalui muncung pengatom (atomizing nozzle) pada tekanan dari 2800 – 7000 kg/  (40 – 100 psi). Udara primer bagi pembakaran dibekalkan oleh penghembus. Bagi memperolehi pembakaran yang lebih sempurna, kawalan udara sekunder juga diperlukan. 

Pembakar jenis aliran graviti atau ‘pot pemeluwapan’ (vapourizing-pot) adalah sesuai bagi kerosene (minyak tanah) atau sebarang bahan api cecair dengan suhu maksima (end point) tidak melebihi 316  (600 ). Pembakar jenis ini popular digunakan sebab ianya ringkas dan murah.

Minyak bertekanan diarahkan ke ‘pot’ oleh injap pelaras. Bila bahan api tiba di bahagian bawah ‘pot’, ianya akan memeruap (evaporated) dengan bantuan tenaga radiasi (radiant energy) yang diterima dari ruang pembakaran. Wap akan naik dalam ‘pot’ dan bercampur dengan udara primer yang masuk melalui lubang-lubang di bawah ‘pot’.

Bila pembakar beroperasi normal, campuran bahanapi-udara berhampiran dengan bahagian bawah ‘pot’ adalah mencukupi (too rich) bagi membantu pembakaran. Api akan naik ke atas daripada ‘rim’ dan pada ketika ini udara bercampur sepenuhnya dengan wap bagi memberikan campuran terbaik untuk pembakaran.

Kelebihan	Kelemahan
Ringkas       Murah	Pembakar yang menggunakan minyak jenis berat mesti dilengkapi dengan permukaan penukar haba kerana minyak ini menghasilkan ‘jelaga’ (soot) yang banyak.       Secara kasarnya, kecekapan pemindahan haba adalah berkadar terus dengan saiz permukaan penukar haba. Amnya, limit dari segi saiz fizikal menyebabkan penukar haba mempunyai kecekapan lebih kurang 40%.

3.3 Pembakar Bahanapi Pepejal (Sisa Tanaman)

Bahanapi utama seperti kayu api, tempurung, sabut, tandan, sekm dan sebagainya. Contohnya : pembakar menggunakan sekam. Sekam padi membebaskan tenaga haba pada kadar 3500kg-cal/kg (6274 Btu/lb) bila dibakar. Lebih kurang 20 kg sekam mencukupi bagi mengeringkan 1 ton padi dari 20% kandungan lembapan kepada 14% kandungan lembapan. Sebanyak lebih kurang 100 kg padi dapat menghasilkan 20kg sekam.

Kelemahannya :

• ·   Kecekapan yang rendah dari segi penggunaan bahanapi dan kawalan suhu. Kawalan suhu adalah kritikal dalam pengeringan bijian. Kawalan suhu dalam dapur leburan (relau) yang menggunakan bahan mentah adalah rumit jika tanpa menggunakan pendandang stim (steam boiler).
• ·       Pengawetan tembakau merupakan contoh umum dalam penggunaan sisa tanaman seperti kayu api.
• 
  

3.4 Pembakar Elektrik

Pembakar elektrik sangat popular pada masa ini kerana ianya mudah dan tidak mneghasilkan asap. Selain itu, pembakar elektrik juga mempunyai pengawalan suhu yang baik iaitu menggunakan deria (sensor) yang dikawal secara automatik. Pembakar elektrik biasanya digunakan dalam industri makanan seperti kilang roti dan kek.

4.0 Kaedah Pengeringan

Terdapat berbagai kaedah yang digunakan untuk mongering bahan-bahan hasil pertanian. Ianya boleh dikelaskan kepada dua kategori utama iaitu;

• ·       Pengeringan berkelompok ( Batch-type Drying)
• ·       Pengering Berterusan (Continuos Flow Type Drying)
• 
  

4.1 Pengering Berkelompok (Batch-Type Drying)

Alat pengering ini dibahagikan kepada dua jenis iaitu :

a. Pengering Tong (Bin-Dryer)

b. Pengering Talam (Tray Dryer)

4.1.1 Pengering Tong (Bin-Dryer)

• Pengering Dasar Dalam (Deep-Bed Drying)
•  Pengering Dasar Rata (Thin Layer Drying)

4.1.1.1 Pengering Dasar Dalam

• ·    Biasanya dipraktikkan sebagai pengering setempat/di ladang dan pada masa yang sama bin boleh digunakan sebagai stor.
• ·       Sistem penyebaran udara melalui lantai yang berliang.
• ·    Kadar aliran per kaki padu bijian adalah rendah dan didasarkan kepada nilai minimum yang diperlukan bagi menghalang kerosakan (spoilage) bijian di dalam tempat penyimpanan.
•     Kadar aliran udara berdasarkan kepada keperluan minimum disebabkan oleh kuasa yang besar diperlukan untuk menghasilkan tekanan tinggi bagi menggerakkan sejumlah besar udara pengering melalui bijian.
•     Masalah utama dalam sistem ini adalah lapisan bawah mungkin mengalami pengeringan lampau (over dried) berpunca daripada pengeringan yang tidak seragam.
• ·    Penyelesaian bagi masalah pengeringan melampau adalah dengan menggunakan udara pengering pada suhu yang rendah dan perlu gunakan pengacau pada setiap masa sepanjang proses pengeringan.
•    Lapisan bijian yang dilalui oleh udara pengering akan beransur kering kepada kandungan lembapan seimbang (EMC) selanjar dengan suhu dan lembapan bandingan (RH) udara pengering.
•     Pengering hadapan yang bergerak sama arah dengan udara pengering akan terbentuk dan ianya perlu digerakkan secepat mungkin kearah lapisan atas sebelum wujudnya kulat.
•      Kadar pergerakan pengering hadapan dikawal oleh halaju udara pengering.