Upload
independent
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kegiatan pengukuran merupakan kegiatan yang sudah biasa dilakukan dalam
kehidupan sehari-hari. Misalnya dari kegiatan mengkonsumsi suatu barang hingga
kegiatan yang lebih kompleks lainnya, hampir tidak luput dari kegiatan pengukuran.
Seperti pengukuran panjang jarak suatu tempat ke tempat lain yang dapat ditempuh
dalam beberapa waktu, contoh lainnya adalah konsumsi bahan pangan sehari-hari.
Namun pada suatu tempat memiliki teknik pengukuran yang berbeda-beda yang
dijadikan suatu acuan dalam pengukuran. Sehingga agar mempermudah manusia
dalam kegiatan pengukuran dibuat suatu acuan dasar yang dapat digunakan secara
internasional agar tidak membingungkan pihak lain.
Seperti pada ilmu keteknikan pertanian yang selalu bergelut dengan banyak
pengukuran mulai dari konsentrasi alat-alat pertanian yang menggunakan pengukuran
sederhana hingga pengukuran metrik yang sangat komplek dengan konsentrasi satuan
dan besaran yang beragam agar didapat suatu alat yang baik dan bermanfaat untuk
pertanian dan mempermudah dalam melakukan operasi perhitungan tentang suatu alat
tersebut. Oleh karena itu, maka perlu untuk dilaksanakannya praktikum konversi
satuan ini.
1.2. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengubah satuan-satuan dan
fungsi persamaan dalam massa, panjang, gaya, dan persamaannya lainnya. Untuk
menjumlahkan, mengurangi, membagikan dan mengalikan satuan.
BAB IIITINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengukuran
Pengukuran adalah suatu proses pembandingan sesuatu dengan sesuatu yang
lain yang dianggap sebagai patokan (standar) yang disebut satuan. Ada beberapa
persyaratan yang harus dipenuhi agar suatu satuan dapat digunakan sebagai satuan
yang standar. Syarat tersebut antara lain (1). Nilai satuan harus tetap, artinya nilai
satuan tidak tergantung pada cuaca panas atau dingin, tidak tergantung tempat, tidak
tergantung waktu, dan sebagainya (2). Mudah diperoleh kembali, artinya siapa pun
akan mudah memperoleh satuan tersebut jika memerlukannya untuk mengukur
sesuatu (3). Satuan dapat diterima secara internasional, dimanapun juga semua orang
dapat menggunakan sistem satuan ini. Contoh alat ukur yang digunakan sesuai
dengan fungsinnya diantaranya adalah alat ukur panjang yang biasa dipakai antara
lain mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup. Alat yang digunakan untuk
mengukur massa suatu benda adalah neraca. Berbagai jenis neraca yang biasa
digunakan adalah berbagai jenis neraca. Alat ukur waktu yang biasa dipakai adalah
jam atau stopwatch. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu benda dengan tepat
dan menyatakannya dengan angka disebut termometer (Soeharto, 2009).
2.2. Besaran
Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut besaran.
Contoh besaran yaitu panjang, massa dan waktu dan sebagainya. Sebelum ada satuan
internasional, setiap negara mempunyai sistem satuan sendiri-sendiri. Misalnya
Indonesia dikenal dengan hasta dan jengkal, di Inggris dikenal inci dan kaki (feet)
dan di perancis adalah meter. Untuk mencapai tujuan tertentu di dalam fisika,
biasaynya melakukan pengamatan yang disertai dengan pengukuran. Pengamatan
suatu gejala secara umum tidak lengkap apabila tidak disertai dengan data kuantitatif
yang didapat dari hasil pengukuran. Mengukur adalah membandingkan sesuatu
dengan sesuatu yang lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Misalnya
panjang meja yaitu 4 jengkal, tinggi bangunan yaitu 6 kaki (jika jengkal dan kaki
ditetapkan sebagai satuan) Ada bermacam-macam jenis besaran menurut kajian ilmu
fisika, yaitu: besaran pokok, besaran turunan, besaran vektor, dan besaran skalar
(Kemal, 2008).
2.3. Satuan
Satuan adalah sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran.
Pengertian satuan lainnya adalah sesuatu yang digunakan untuk membandingkan
ukuran suatu besaran. Dalam fisika dikenal 2 sistem satuan international, yaitu MKS
dan cgs. Satuan international (SI) adalah sistem satuan yang digunakan secara
international. Syarat satuan ditetapkan sebagai SI yaitu; nilainya tetap, berlaku
international, mudah ditiru dan diperbanyak, mudah diubah atau (dikonversi) ke
satuan lain. Satuan juga dibagi menjadi satuan baku dan satuan tak baku. Satuan baku
adalah satuan yang digunakan secara umum, satuan baku disebut juga satuan standar.
Sedangkan satuan tidak baku adalah satuan yang digunakan di daerah setempat
(Friska, 2007).
2.4. Dimensi
Dimensi suatu besaran menggambarkan bagaimana besaran tersebut disusun
dari kombinasi besaran-besaran pokok. Ilmu Fisika banyak besaran yang sebenarnya
terbentuk atau tersusun dari besaran lain, atau besaran yang satu dengan lainnya
sebenarnya sejenis. Misalnya jarak yang ditempuh partikel selama bergerak lurus
dengan keliling suatu lingkaran adalah dua besaran yang sejenis sama-sama
merupakan besaran panjang. Kelajuan adalah jarak yang ditempuh tiap satu satuan
waktu, berarti pula bahwa besaran kelajuan tersebut sebenarnya tersusun dari besaran
panjang dibagi waktu. Dimensi menggambarkan bagaimana suatu besaran terbentuk
atau tersusun dari besaran-besaran lainnya. Sebagai contoh volume memiliki dimensi
[L3] merupakan hasil kali dari besaran pokok panjang (Setianingrum, 2010).
2.5. Konversi Satuan
Konversi satuan merupakan cara untuk mengubah satuan yang ada ke satuan
SI atau sebaliknya. Konversi satuan perlu dilakukan karena disetiap negara biasanya
memiliki sistem satuan sendiri-sendiri. Untuk mencari kesesuaiannya diperlukan
konversi satuan. Pemakaian satuan dalam penyelesaian suatu persoalan terkadang
menjadi masalah, dikarenakan perbedaan satuan yang digunakan untuk menafsirkan
suatu besaran. Untuk mengatasi hal tersebut kita memerlukan suatu tahapan konversi
untuk mengubah suatu satuan ke satuan lain. Di dalam pengkonversian suatu satuan,
maka kita memerlukan suatu faktor konversi yang terdiri dari bilangan dan penyebut
yang masing-masing memiliki satuan yang berbeda, tetapi memiliki besar yang sama
sehinggga faktor konversi ini bernilai satu. Contohnya yaitu mengubah dari 45 yard
ke dalam satuan meter dengan cara karena diketahui 1 yard sama dengan 0,9144
meter sehingga (45 yard) dikali dengan 0,9144 meter dibagi 1 yard menjadi 41,1
meter (Ediyanto, 2011).
BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM
3.1. Waktu Dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu tanggal 13 Desember 2015 di
Laboraturium Teknik dan Konservasi Lingkungan Pertanian Fakultas Teknologi
Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.
3.2. Alat dan Bahan Praktikum
3.2.1. Alat-alat Praktikum
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Kalkulator
3.2.2. Bahan-Bahan Praktikum
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah Buku dan
Alat Tulis
3.3. Prosedur Kerja
Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah sebagai
berikut:
1. Dijelaskan tentang materi konversi satuan oleh Co. Asisten Praktikum
2. Diberikan soal-soal konversi satuan oleh Co. Asisten tiap kelompok untuk setiap
kelompok praktikan.
3. Diharapkan praktikan dapat mengerjakan soal-soal tersebut dengan mengetahui
satuan-satuan yang telah dijelaskan oleh Co. Asisten sebelumnya.
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan.
1. Sebuah benda memiliki berat 100 g cm/s2, konversikan berat benda tersebut ke
dalam satuan Kg.m/s2!
2. Jari-jari sebuah atom sebesar 7,239876 .10-11 m, nyatakan massa elektron
kedalam satuan mikrometer!
3. Sebuah balok mempunyai panjang 20 mm, lebar 14 mm, dan tinggi 15 mm.
Volume balok dalam m3 adalah?
4. Sebuah baterray memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit.
Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?
5. Kapal pesiar melaju dengan kecepatan rata-rata 5 knot (1 knot = 1,852 km/jam).
Berapakah kecepatan kapal tersebut bila dinyatakan dalam m/s. Dan bila
perjalanan tersebut menempuh jarak 500 km. Berapakah waktu yang
dibutuhkan kapal tersebut dinyatakan dalam sekon ?
6. Sebuah mobil bermassa 8 ton melaju dengan kecepatan 90 km/jam. Hitung
energi kinetiknya dalam kJ!
7. Dua plat hitam tak berhingga yang suhunya masing-masing 800C dan 300C
saling bertukar kalori melalui radiasi. Hitunglah perpindahan kalor persatuan
luas!
8. Diketahui densitas 0,831 gr/cm3, konversikan satuan dalam bentuk kg/m3 dan
konversikan juga ke dalam bentuk lb/ft3! (1ft = 30,48 cm)
9. Difusitas alcohol udara pada suhu 0oC dalam padatan diketahui sebesar 0,116
cm2/s, hitung difusifitas dalam bentuk m2/jam!
10. Suatu benda diketahui memiliki koefisien transfer massa 12,4 gr/cm2.jam,
hitung koefisien massa dalam lb/ft2.menit!
11. Sebuah benda memiliki berat 100 g cm/s2, konversikan berat benda tersebut ke
dalam satuan Kg m/s2 serta dimensi satuannya!
12. Sebuah mobil bermassa 8 ton melaju dengan kecepatan 90 km/jam. Hitung
energi kinetiknya dalam kJ serta dimensi saatuannya!
13. Difusitas alkohol udara pada suhu 0oC dalam padatan diketahui sebesar 0,116
cm2/s, hitung difusifitas dalam bentuk m2/jam serta dimensi satuannya!
14. Konversikan 15 cal ke satuan Joule
15. Dua plat hitam tak terhingga dengan suhu masing-masing 800 0C dan 300 0C,
saling bertukar kalor. Dari proses radiasi, hitunglah perpindahan kalor per
satuan luas ?
4.2. Hasil Peritungan
1. Diketahui : 1 gram = 1 x 10-3 kg
1 cm = 1 x 10-2 m
Ditanya: konversikan berat benda tersebut kedalam satuan kg.m/s2?
Jawab:
1 gram = 1×10-3 Kg
1 cm = 1×10-2 m
Dengan demikian, 100 g cm/s2 = 100.10-3kg. 10-2 m/s2 = 10-3 kgm/s2
2. Diketahui: 1m = 1×106μm
Ditanya: nyatakan atau konversikan massa elektron kedalam satuan micrometer?
Jawab:
7,239876.10-11 m10-6 m
= 7,239876.10-11 m x 1 μm
= 7,239876 .10-11 × 106 μm
= 7,239876 .10-5 μm
3. Dikatahui: P = 20 mm
= 20 .10-3 m
T = 15 m
= 15.10-3 m
L = 14.10-3 m
Diatanya: Tentukan volume balok serta konversikan kedalam satuan m3
Jawab:
Volume tabung = P×T×L
= ( 20 . 10-3 )× (15.10-3 ) × (14.10-3 )
= 4,2 × 10-6 m3.
4. Diketahui : I = 0,5 amp
t = 2 menit.
Ditanyakan : Q (muatan listrik) dalam satuan coulomb?
Jawab:
t = 2 menit
= 2 x 60
= 120 detik
Q = I x t
= 0,5 x 120
= 60 coulomb.
5. Diketahui :
v = 5 knot
1 knot = 1,852 km/jam
1 km/jam = 10/36 m/s
X = 500 km
Ditanya :
v = m/s
t = s
Jawab :
v = 5 x 1,852 km/jam
= 9,26 x 10/36 m/s
= 2,5722 m/s
t = x/v
= 500/9,26 s
= 53,99 s
6. Diketahui:
Massa (m) = 8 ton
= 8 x 1000
= 8000 kg
Kecepatan (v) = 90 km/ jam
= 90 km x 100060 x 60 s
= 90000 m3600 s
= 25 m/s
Ditanya: hitung energi kinetiknya dalam satuan Kj?
Jawab:
Energi kinetik = 12 x m x v2
= 12 x 8000 kg x (25)2
= 4000 kg x 625 m/s
= 2500000 Joule
= 25000001000 Kj
= 2500 Kj
7. Diketahui :
T1= 800C
= 800 + 273
= 1073K
T2= 300C
= 300 + 273
= 573K
= konstanta Stefan-Boltzmann ( 5,67 10-8 W/m2K4 )
Ditanyakan : qAJawab :
T = T2 – T1
= ( 1873 – 573 )K
= 500K
qrad = A T4
qA = T4
= 5,67 10-8 W/m2K4 ( 500K )4
= 3543,75 W/m2
8. Diketahui: Densitas = 0,831 gr/cm3
1 gr = 1x 10-3 kg
1 cm3 =1x10-6 m3
1 lb = 0,4536 kg
1 ft = 30,48 cm
Ditanya: konversikan kedalam kg/m3 dan kedalam bentuk lb/ft3
Jawab :
Kg/m3 = 0,831 grcm3 x 1 kg
1000 gr x 106 cm3
1 m3
= 831 kg/m3
lb/ft3 = 0,831 grcm3 x 1 kg
1000 gr x 1 lb0,4536 kg x (1)3 cm3
(0,0328)3ft3
= 51,9277 lb/ft3
9. Diketahui:
suhu (T) = 0oC
Difusitas alkohol = 0,116 cm2/s
1 m = 102cm
1 jam = 3600 s
Ditanya: difusitas dalam bentuk m2/jam
Jawab :
m2/jam = 0,116 cm2
s x 1 m2
104 cm2 x 3600 s1 jam
= 0,116 x m 2 x 3600104 x jam
= 0,04176 m2/jam
10. Diketahui:
Koefisien transfer massa = 12,4 gr/cm2.jam
1 gr = 10-3 kg
1 lb = 0,4536 kg
1 cm = 0,0328 ft
1 jam = 60 menit
Ditanya: koefisien transfer massa dalam lb/ft2.menit
Jawab :
Lb/ft2.menit = 12,4 grcm2 . jam x 1 kg
1000 gr x 1 lb0,4536 kg x (1)2cm 2
(0,0328)2 ft2 x 1 jam60 menit
= 12,4 lb29,28 ft2 menit
= 0,4234 lb/ft2.menit
11. Diketahui:
1 gram = 1×10-3 Kg
1 cm = 1×10-2 m
Berat = 200 gram.cm/s2
Ditanya: berat kedalam kg.m/s2 serta dimensi satuannya?
Jawab:
kg m/s2 = (100.10-3) kg x(10-2) m/s2
[M.L.T-2] = (100.10-3) [M] x(10-2)[L][ T2 ]
[M.L.T-2] =10-3 [M] [L] [T-2]
12. Diketahui:
Massa (m) = 8 ton
Kecepatan (V) = 90 km/jam
1 ton = 1000 kg
1 km = 1000 m
1 jam = 3600 s
1 kj = 100 joule
Ditanya: energy kinetic dalam kJ serta dimensi satuannya?
Jawab :
Massa (m) =8 ton
= 8 x 1000
= 8000 kg
Kecepatan (v) = 90 km/ jam
= 90 km x 100060 x 60 s
= 90000 m3600 s
= 25 m/s
Energi kinetik = (12
) x m x v2
[ML2T-2] = (12
) x (8000)[M] x ((25)2)[ L2 ][ T2 ]
[ML2T-2] = (4000) [M] x 625 [ L2 ][ T2 ]
[ML2T-2] = 2500000 [M] [L2] [T-2]
[ML2T-2] = 25000001000 [M] [L2] [T-2]
[ML2T-2] = 2500 [M] [L2] [T-2]
13. Diketahui:
Suhu (T) = 0oC
Difusitas alkohol = 0,116 cm2/s
1 m = 102cm
1 jam = 3600 s
Ditanya: difusitas dalam bentuk m2/jam serta dimensi hsatuannya?
Jawab :
m2/jam =(0,116) cm2
s x (1) m2
(104 ) cm2 x (3600) s(1) jam
[L2.T-1] = (0,116) [L2 ¿ ¿[T] x (1) [L2]
(104 ) [ L2 ] x (3600) [T]
(1) [T]
[L2.T-1] =(0,116) x [L2 ] x (3600)(104 ) x [T]
[L2.T-1] = 0,04176 [L2] [T-1]
14. Diketahui:
kecepatan kota A ke B = 60 km/jam
Ditanya : v = ….?
Jawab:
1 Km = 1000m
1 Jam = 3600 s
60 x 1000 = 3600
60 x 1000 = 60.000
6000/3600 = 16,67 m/s
15. Diketahui :
T1 = 800 0C
= 1073 K
T2 = 300 0C
= 573 K
= 5,669 x 10-8 w/m2/k4
Ditanya : q…?
Jawab:
q = ∂ A ( T14 – T2
4 )
= 5,669 x 10-8 W/m2/K4 ( 10734 – 5734 ) K
= 5,669 x 10-8 W/m2/K4 ( 5004 ) K
= 5,669 x 10-8 W/m2/K4 ( 6,25 x 1010 ) K
= 35,43 x 102 W/m2/K3
= 3543 W/m2/K3
BAB VPEMBAHASAN
Besaran merupakan sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka.
Contoh besaran yaitu panjang, massa dan waktu dan sebagainya. Sebelum ada satuan
internasional, setiap negara mempunyai sistem satuan sendiri-sendiri. Misalnya
Indonesia dikenal dengan hasta dan jengkal, di Inggris dikenal inci dan kaki (feet)
dan di perancis adalah meter
Satuan adalah sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran.
Hampir setiap wilayah menggunakan satuan yang berbeda, ada yang menggunakan
sistem mks ada pula yang menggunakan sistem cgs sehingga agar mudah dimengerti
dan dogunakan pada semua tempat maka perlu untuk dikonversi, dimana konversi
adalah merupakan cara untuk mengubah satuan yang ada ke satuan SI atau
sebaliknya. Sedangkan Dimensi adalah cara untuk menyusun suatu besaran yang
susunannya berdasarkan besaran pokok dengan menggunakan lambang/huruf tertentu
yang ditempatkan dalam kurung siku. Dimensi suatu besaran adalah cara besaran itu
tersusun oleh besaran-besaran pokok. Setiap besaran pokok memiliki dimeni sendiri
yang telah ditetapkan.
Konversi satuan merupakan pengubahan satuan yang mengubah nilai besaran
dari satuan yg satu ke satuan yang lain. Kehidupan sehari-hari kita selalu dihadapkan
dengan kegiatan pengukuran. Misalnya mulai dari kegiatan mengkonsumsi bahan
hasil pertanian yang menunjukkan pengukuran terhadap massa bahan. Inilah yang
disebut dengan besaran, yakni sesuatu yang memiliki nilai yang dapat diukur,
sedangkan satuan yang kita gunakan sehari-hari sesuai dengan satuan yang digunakan
pada daerah masing-masing sehingga terkadang membingungkan untuk orang lain
yang berada di daerah lain. Misalnya kita sering menyatakan jumlah air yang
diminum dalam jumlah 1 gelas air, yang memiliki jumlah yang tidak pasti, petunjuk
gelas yang digunakan apakah gelas besar atau gelas kecil. Sehingga dari keadaan
inilah para ilmuan tergerak untuk menyeragamkan satuan maupun besaran yang
digunakan dalam menyatakan ukuran maupun jumlah suatu bahan. Sehingga pada
tahun 1954 dan 1960 , seluruh kuantitas fisika dan satuan telah dinyatakan dalam
istilah satuan yang dikenal sebagai satuan Internasional (SI) dan beberapa
turunannya.
7 (tujuh) besaran pokokBesaran pokok, satuan, simbol satuan dan dimensi menurut Satuan
Internasional (SI)
(No) Nama Besaran Pokok Satuan Simbol Satuan Dimensi
1 Panjang Meter M [L] 2 Massa Kilogram Kg [M] 3 Waktu Sekon S [T] 4 Suhu Kelvin K [q]
(5) 5 Intensitas cahaya Candela Cd [J] 6 Kuat Arus Ampere A [I] 7 Banyak zat Mole Mol [N]
Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu.
Didalam fisika dikenal tujuh besaran pokok yang terdapat dalam tabel di atas.
Sedangkan besaran turunan merupakan besaran yang diturunkan dari satu atau lebih
besaran pokok. Karena besaran turunan merupakan kombinasi dari besaran pokok,
maka satuan besaran turunan juga merupakan kombinasi satuan dari besaran pokok.
Berikut ini beberapa jenis besaran yang dikenal dalam ilmu fisika.
Besaran Turunan , Satuan , Simbol dan Satuan Penyusun menurut Satuan Internasional (SI)
Nama Besaran Satuan Simbol Satuan Satuan PenyusunGaya Newton N kg.m/sec2
Tekanan Pascal Pa.N./m2 kg/m.sec2
Energi Joule J.Nm kg.(m2/sec2)Tenaga Watt W.J./sec kgm2/sec3
Torque Meter-Newton r.mN kgm2/sec2
Electric Charge Coulomb C AsecPotensial listrik Volt V atau J/c kgm2/sec3.aTahanan listrik Ohm V/A atau R kgm2/sec3.a2
Kapasitas listrik Farad F, C/V, C2/J sec4a2/kgm2
Induktan Henry H, J/A2, sec kgm2/sec2a2
Fluks magnetis Weber Wb, J/A, Vsec kgm2/sec2aIntensitas magnetis Testa T, Wb/m2, Vsec/m2 kg/sec2aFrekwensi Hertz Hz sec-1
Disintegrasi rate Becquerel Bq sec-1
Dosis absorpsi Gray Gy, J/Kg m2/sec2
Besaran vektor merupakan besaran yang mempunyai nilai dan arah,
misalnya kecepatan dan berat benda. Besaran Skalar merupakan Besaran yang hanya
mempunyai nilai saja, misalnya massa benda. Dalam bidang keteknikan, bersaran
angka tanpa satuan tidak memberikan arti dan dapat menimbulkan kesalahan
interpretasi. Contohnya, apabila kita menyatakan panjang dari balok kayu adalah 6
saja tanpa satuan, maka penafsirannya dapat berbeda-beda, apakah 6 cm, 6 m, 6 feet,
dan sebagainya. Suatu besaran angka akan berarti kalau memenuhi tiga aspek, yaitu
besar bilangannya, ada ukurannya dan ada satuan ukurannya. Contohnya, bila
dinyatakan balok kayu panjangnya 6 meter berarti besar bilangannya 6, ukurannya
adalah panjang, dan satuannya meter. Dengan terpenuhinya ketiga aspek tersebut,
maka kita akan memperoleh informasi yang jelas terhadap dimensi dan ukuran benda
tersebut.
Konversi satuan perlu dilakukan karena disetiap negara biasanya memiliki
sistem satuan sendiri-sendiri. Untuk mencari kesesuaiannya diperlukan konversi
satuaan. Setelah melakukan konversi satuan untuk memastikan konversi yang telah
dilakukan pada suatu persamaan adalah benar, kebenarannya dapat dipastikan dengan
menggunakan dimensi.
BAB VIPENUTUP
6.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan,perhitungan dan pembahasan dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat
ukur yang digunakan sebagai satuan.
2. Besaran adalah sesuatu yang dapat di ukur dan dinyatakan dalam nilai dengan
satuan-satuan tertentu.
3. Satuan adalah sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran.
4. Dimensi adalah cara untuk menyusun suatu besaran yang susunannya
berdasarkan besaran pokok dengan menggunakan lambang / huruf tertentu.
5. Konversi satuan merupakan cara untuk mengubah satuan yang ada ke satuan
SI atau sebaliknya.
6.2. Saran
Praktikan harus lebih fokus dalam mendengarkan penjelasan dari Co. Asisten
Praktikum sehingga praktikan lebih mudah mengetahui fungsi persamaan dalam
massa, panjang, gaya dan lainnya serta menjumlahkan, mengurangi, membagikan dan
mengalikan satuan yang akan dikonversikan.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bahan hasil pertanian yang sudah dipanen biasanya langsung dikonsumsi atau
disimpan untuk dijual. Hasil panen ini biasanya masih kasar dengan berbagai bentuk
dan kenampakan yang bervariasi. Sebelum dilakukan pengolahan lebih lanjut bahan
hasil pertanian biasanya disortir berdasarkan ukuran dan kualitasnya. Bahan hasil
pertanian yang tidak sesuai dengan ukuran yang diinginkan harus diperkecil
ukurannya agar mudah dilakukan pengolahan lebih lanjut. Pengecilan ukuran bahan
hasil pertanian bertujuan untuk mendapatkan bentuk pangan sesuai yang diinginkan
seperti agar lebih indah, bentuk lebih bervariasi serta mudah diolah.
Operasi pengecilan ukuran sangat penting dalam pengolahan bahan hasil
pertanian, baik itu dalam keadaan basah maupun kering. Semakin berkembangnya
ilmu pengetahuan dan teknologi pasca panen membuat operasi pengecilan tidak
hanya dilakukan secara manual, tetapi juga dengan menggunakan mesin-mesin yang
memiliki daya besar dan efisien. Setiap bahan hasil pertanian memiliki teknik
pengecilan ukuran yang berbeda-beda, tergantung karakteristik bahan, sifat fisik, sifat
kimia dan sifat biologisnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum mengenai
pengecilan ukuran bahan hasil pertanian.
1.2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari teknik pengecilan
ukuran bahan yang meliputi proses penggilingan dan proses pengirisan. Untuk
menghitung persentase (%) rendemen dari bahan yang mengalami perlakuan
penggilingan dan pengirisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Pengecilan Ukuran
Pengecilan ukuran adalah proses penghancuran atau pemotongan suatu bentuk
padatan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Bahan padat
(solid) bisa dihancurkan dengan delapan atau sembilan cara, tetapi hanya empat cara
yang umum diterapkan pada mesin-mesin pengecilan ukuran. Keempat cara itu
adalah kompresi, pukulan, atrisi (attrition), dan pemotongan (cutting). Pada
umumnya, kompresi digunakan pada pengecilan ukuran padatan yang keras, pukulan
digunakan untuk bahan padatan yang kasar, setengah kasar, dan halus. Atrisi
digunakan untuk memperoleh produk-produk yang sangat halus, sedangkan
pemotongan untuk menghasilkan produk dengan bentuk dan ukuran tertentu halus
atau kasar (Hermayanti, 2013).
2.2 Jenis-Jenis Pengecilan Ukuran (Kominusi)
Beberapa jenis kominusi, secara umum dapat dibedakan menjadi: crusher
(penghancur/peremuk), grinder (penggerus), ultrafine grinders (penggerus sangat
lembut) dan cutting machines (mesin-mesin pemotong). Crusher pada
umumnya digunakan untuk memecahkan bongkahan-bongkahan partikel besar
menjadi bongkahan-bongkahan kecil. Crusher primer (primary crusher) banyak
digunakan pada pemecahan bahan-bahan tambang dan ukuran besar menjadi
ukuran antara 6 in sampai 10 in (150 sampai 250 mm). Crusher sekunder
(secondary crusher) akan meneruskan kerja crusher primer, yaitu
menghancurkan partikel padatan hasil crusher primer menjadi berukuran sekitar ¼
in (6 mm). Selanjutnya, grinder akan menghaluskan partikel-partikel keluaran
crusher sekunder. Produk dan grinder antara (intermediate grinder)
berukuran sekitar 40 mesh (mm) (Diana, 2010).
2.3 Tujuan Pengecilan Ukuran
Tujuan pengecilan ukuran adalah mengupayakan suatu bahan memenuhi
spesifikasi tertentu, agar sesuai dengan bentuk. Untuk memenuhi spesifikasi tersebut,
ukuran partikel bahan harus dikontrol. Pertama dengan memilih macam mesin yang
akan digunakan dan kedua memilih cara operasinya. Untuk memperoleh hasil yang
sama pada peralatan ukuran sering dipasang saringan. Pengecilan ukuran bisa
merupakan operasi utama pada pengolahan pangan atau operasi tambahan. Pada
pengecilan ukuran, bisa dibedakan antara pengecilan ukuran yang “ekstrim”
(penggilingan) dengan pengecilan ukuran yang produknya relative berdimensi besar
(pemotongan) (Mustafa, 2015).
2.4 Ubi Jalar
Ubi jalar atau ketela rambat (Ipomoea batatas L) adalah sejenis tanaman
budidaya. Bagian yang dimanfaatkan adalah akarnya yang membentuk umbi dengan
karbohidrat yang tinggi. Ubi jalar merupakan komoditi pangan penting di Indonesia
yang dapat diolah menjadi aneka makanan dan diusahakan penduduk mulai dari
daerah dataran rendah sampai dataran tinggi. Tanaman ini mampu beradaptasi di
daerah yang kurang subur dan kering. Dengan demikian tanaman ini dapat
diusahakan sepanjang tahun. Dalam hal ini sasaran yang ingin dicapai adalah
meningkatkan nilai tambah, mengembangkan usaha-usaha pengolahan hasil
pertanian, mengurangi kehilangan pasca panen dan berkembangnya industri-industri
penunjang pertanian (Hanani, 2011).
2.5 Teknik Pengecilan Ukuran
Teknik pengecilan ukuran diantaranya adalah: (1). pengayakan yakni proses
pemisahan partikel yang berdasarkan atas ukuran partikel yang berdasarkan atas
ukuran partikel terutama dalam keadaan kering dan dikenalkan terhadap bahan-bahan
yang bersifat heterogen padat dan bahan yang lolos ayakan disebut oversize atau
overflow, (2). Pemotongan dapat dilakukan pada buah dan sayur,partikel yang
dihasilkan memiliki deformasi minimum dan permukaan baru yang dihasilkan relatif
tidak mengalami kerusakan. Alat yang digunakan dalam pemotongan biasanya adalah
pisau yang sangat tajam dan setipis mungkin sehingga menghasilkan pemotongan
yang halus dan energi yang digunakan kecil, (3). Penghancuran merupakan perlakuan
memberikan sejumlah daya yang melebihi keperluan daya yang sesungguhnya
diperlukan, operasi ini dilakukan untuk mengekstraksi cairan dan untuk merusak
struktur bagian bahan, (4). Geseran merupakan kombinasi dari pemotongan dan
penghancuran yang digunakan untuk bahan berserat keras dimana beberapa potongan
lebih menguntungkan (Yusmanizar, 2013).
BAB III
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
3.1 Waktu Dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 13 Desember 2015 di
Laboraturium Bioproses Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas
Mataram.
3.2 Alat dan Bahan Praktikum
Alat-alat praktikum
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Timbangan
Digital, Blender, Kertas HVS, Pisau, Perajang Keripuk (slicer), Ayakan (mesh 40 dan
mesh 60).
Bahan-bahan praktikum
Adapun bahan–bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah beras putih
300 gram, dan ubi jalar 100 gram.
3.3 Prosedur Kerja
Penggilingan
Adapun langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah sebagai
berikut:
Ditimbang beras putih sebanyak 300 gram
Disortasi dan dibersihkan beras dari batu dan kerikil ataun benda asing
lainnya
Dimasukkan bahan yang akan digiling ke dalam blender dan giling sampai
halus atau masukkan kedalam alat penggiling pengayakan (ayakan tyler) atau Ro-tap
Diayak hasil blender dengan ayakan mesh 40 dan ayakan mesh 60
Dihitung % rendemen untuk setiap beras hasil ayakan dengan masing-masing
mesh
Dicatat data hasil pengamatan dalam tabel data hasil pengamatan.
Pengirisan
Ditimbang 100 gram ubi jalar
Dibersihkan dan dikupas
Diiris menggubakan pisau sebanyak 50 gram dan diiris dengan slicer (alat
perajang) sebanyak 50 gram
Ditimbang hasil pengirisan untuk pengirisan dengan pisau dan slicer
Dilihat dan dibandingkan hasil irisan dengan pisau dan slicer
Dihitung % rendemen untuk setiap ubi jalar hasil pengirisan dengan pisau dan
slicer
Dicatat data hasil pengamatan dalam tabel data hasil pengamatan
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel 1. Hasil Pengamatan Penggilingan dan Pengayakan Beras 300 gram
Mesh No. Wi (gr) Bahan tertinggal (Wi)Xi (%) Kumulatif (%)
40 171,3 57,1 57,160 177,14 59,04 116,14
Total 300 116,14 173,24
Tabel 2. Hasil Pengamatan Pemotongan dan Pengirisan
Jenis Bahan Berat Awal (gr)
Berat Akhir (gr)
Rendemen Akhir (%) Alat Jenis
Perlakuan
Ubi I 100 93,50 87,29 93,35 Cutter Potong daduUbi II 89,98 88,66 98,53 Slicer Iris
4.2. Hasil Perhitungan
1. Penggilingan dan pengayakan
Rumus :
Fraksi % bahan tertinggal (Xi) = WiW total x 100
Fineness Modulus (FM) = Jumlah % bahan tertinggal kumulatif100
Ukuran rata-rata (D) = 0,0041(2 )FM inch
Penyelesaian :
Mesh 40
Diketahui :
W1 = 171,30 gram
Wtotal = 300 gram
X1 = W1
W totalx 100
= 171,30300 x 100
= 57,1 %
Mesh 60
Diketahui :
W2 = 177,14 gram
Wtotal = 300 gram
X2 = W2
W totalx 100
= 177,14300 x 100
= 59,04 %
Finness Modulus (FM) = Jumlah % bahan tertinggal kumulatif100
= 173,24100
= 1,73 inci
Ukuran rata-rata (D) = 0,0041 (2)FM
= 0,0041 (2)1,73
= 0,013 inch
2. Pemotongan dan Pengirisan
Rumus :
Rendemen awal = Berat setelah pengupasan Berat awal x100
Rendemen awal = Berat akhir Berat setelah pengupasan x100
Penyelesaian :
Ubi I
Diketahui :
- Berat awal = 100 gram
- Berat setelah pengupasan = 93,5 gram
- Berat akhir = 87,29 gram
- Rendemen awal = 93 ,5 100
x 100 %
= 93,5 %
- Rendemen akhir = 87,299 3,5
x 100 %
= 93,35 %
Ubi II
Diketahui :
- Berat awal = 100 gram
- Berat setelah pengupasan = 89,98 gram
- Berat akhir = 86,66 gram
- Rendemen awal = 89,98100
x 100 %
= 89,98 %
- Rendemen akhir = 8 8,669 0,95
x 100 %
= 98,53 %
BAB V
PEMBAHASAN
Pengecilan ukuran dapat didefinisikan sebagai penghancuran dan pemotongan
atau mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya
menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Dalam pengecilan ukuran ada usaha
penggunaan alat mekanis tanpa merubah stuktur kimia dari bahan, dan keseragaman
ukuran dan bentuk dari satuan bijian yang diinginkan pada akhir proses, tetapi jarang
tercapai. Berdasarkan bentuk bahan yang diproses, operasi pengecilan ukuran dapat
dibedakan menjadi 2 bentuk yaitu padatan dan cairan. Untuk bahan padatan operasi
disebut grinding (proses penghancuran) dan cutting (proses pemotongan). Sedangkan
untuk bahan dalam bentuk cairan, operasi disebut emulsification atau atomization.
Teradapat beberapa alasan dilakukannya pengecilan ukuran, yaitu untuk
membantu proses ekstraksi, misalnya cairan gula dari tebu, dan sebagainya.
Mengecilkan bahan sampai ukuran tertentu untuk maksud tertentu. Memperluas
permukaan bahan, untuk membantu proses pengeringan, proses ekstraksi, proses
“bleaching”, dan sebagainya. Membantu proses pencampuran (mixing atau blending).
Praktikum ini menggunakan pengecilan ukuran dengan metode penggilingan
dan pengirisan. Pada metode penggilingan digunakan beras sebanyak 300 gram
sebagai bahan percobaan. Proses pengayakan sangat berguna dalam proses
penanganan bahan pangan. Dimana dengan dilakukan pengayakan, maka bahan
pangan yang diayak akan disterilkan dari bahan-bahan yang merugikan (seperti batu,
dan kerikil). Dengan kata lain, dengan adanya proses pengayakan maka kita akan
mendapatkan pati dari suatu bahan pangan atau hasil bersih dari suatu bahan pangan
(sterilized food). Pada pengayakan hasil penggilingan dengan blender menggunakan
ayakan mesh 40 diperoleh berat awal sebelum diayak sebanyak 171,3 gram beras,
setelah diayak diperoleh % kumulatif bahan tertinggal sebanyak 57,1 %, pada
pengayakan kedua dengan menggunakan mesh 60 diperoleh berat awal beras sebesar
177,14 gram, setelah diayak diperoleh % kumulatif bahan tertinggal sebanyak 59,04
% sehingga total % kumulatif bahan tertinggal sebanyak 116,14 %. Sehingga
diketahui banyaknya bahan tertinggal akan semakin banyak jika pengayakan
dilakukan menggunakan ayakan yang memiliki jumlah mesh yang lebih banyak karna
memiliki lubang yang lebih kecil sehingga penyaringan bahan yang diayak menjadi
lebih efisien. Dari data ini dapat dihitung finness modulus (FM) dan diperoleh sebesar
1,73 inch dengan ukuran diameter rata-rata beras sebesar 0,013 inch untuk setiap
butir beras.
Percobaan kedua yakni dengan metode pengirisan ubi jalar menggunakan
pisau dan slicer. Pertama dengan menggunakan pisau ubi dipotong menjadi berbentuk
dadu. Berat awal setelah pengupasan ubi sebesar z gram dan berat akhir setelah
dipotong dadu menjadi 87,29 gram dengan perolehan persen akhir rendemen sebesar
93,35 %. Sedangkan pada ubi jalar yang dipotong menggunakan slicer diperoleh
berat awal setelah pengayakan sebesar 89,98 gram ubi dengan berat akhir 88,66 gram
ubi sehingga diperoleh persentase rendeman akhir sebanyak 98,57 %. Dari perolehan
data yang didapatkan persentase rendeman akhir pemotongan Slicer lebih besar dari
pengirisan dengan pisau, sehingga diketahui tingkat efisiensi penggunaan alat Slicer
lebih tinggi dibandingkan menggunakan pisau. Hal ini terjadi karena pada bahan yang
telah teriris kadar airnya berkurang sehingga bobot dari bahan sebelum diiris dan
sesudah diiris berkurang. Pada pengirisan dengan menggunakan pisau, bentuk hasil
irisan adalah tidak sama besar (berbeda ukuran), sedangkan pada pengirisan dengan
menggunakan slicer hasil irisannya tipis dan ukurannya sama.
Perolehan data ini dapat dipengaruhi oleh faktor tekstur bahan yang digunakan
dalam percobaan. Tekstur beras yang digunakan seperti kapsul dan setelah
pengayakan didapat beras bertekstur lebih bulat sehingga data yang diperoleh bisa
jadi kurang akurat dikarenakan kurang telitinya praktikan dalam memperhatikan alat,
sehingga praktikan disebut sebagai faktor lingkungan. Selain itu faktor alat sangat
mempengaruhi perolehan data karena jika semakin tinggi tingkat efisiensi alat yang
digunakan maka akan semakin akurat perolehan data yang didapatkan, Nilai
persentase rendemen dipengaruhi oleh waktu, dimana semakin lama proses (waktu)
maka nilai persentase rendemen bahan akan semakin kecil. Sebagai contohnya, pada
proses pengayakan, jika semakin lama suatu bahan diayak, maka bahan yang
tertinggal di mesh akan semakin sedikit, karena seiring waktu berjalan maka bahan
yang diayak akan semakin sedikit yang tersaring.
Adapun industri yang menggunakan mesin pengecilan ukuran antara lain
adalah PG. Madukismo Yogyakarta. Pada pabrik ini merupakan pabrik yang
memproduksi gula. Pabik ini menggunakan alat pengecil ukuran yang bernama
Unigrator. Alat ini berfungsi sebagai pemukul, pemecah, dan penyayat tebu menjadi
serpihan-serpihan kecil. Pabrik ini digunakan sebagai tempat untuk melakukan
Praktek Kerja Lapangan (Yuniarti, 2013).
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengecilan ukuran antara lain adalah 1).
Proses pemisahan bahan yang berdasarkan atas ukuran partikel tidak disesuaikan
dengan alat yang gunakan 2). Pemotongan yang dilakukan pada buah dan sayur, atau
partikel yang memiliki deformasi minimum dan permukaan baru tidak sesuai dengan
perlakuan sehingga bahan relatif mengalami kerusakan. 3). Alat yang digunakan
dalam pemotongan biasanya adalah pisau yang kurang tajam dan setipis mungkin
sehingga menghasilkan pemotongan yang kasar dan energi yang dihasilkan kecil, (3).
Penghancuran yang dilakukan kurang memberikan sejumlah daya yang melebihi
keperluan daya yang sesungguhnya diperlukan, sehingga tidak berpengaruh terhadap
operasi yang dilakukan untuk mengekstraksi cairan dan untuk merusak struktur
bagian bahan, dan (4). Geseran atau kombinasi dari pemotongan dan penghancuran
yang digunakan untuk bahan berserat keras sangat kecil sehingga tidak berpengaruh
terhadap proses pengecilamn ukuran bahan.
BAB VI
PENUTUP
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan, maka dapat
ditarik beberapa kesimbulan sebagai berikut;
Semakin besar ukuran mesh yang digunakan maka akan semakin tinggi nilai
persentase rendemen yang dihasilkan.
Persentase ayakan beras yang tertinggal pada mesh 60 lebih banyak dari
persentase ayakan menggunakan mesh 40 yakni, 59,04% berbanding 57,1%.
Diameter beras menjadi lebih kecil karena perlakuan penggilingan.
Ayakan dapat membersihkan bahan dari batu dan kotoran lainnya yang
memiliki ukuran lebih besar dari mesh.
Persentase rendeman menggunakan pisau 93,35 % lebih besar dari persentase
menggunakan slacer sebesar 98,53 %.
Alat yang digunakan dalam proses pengecilan ukuran bahan harus disesuaikan
dengan ukuran partikel bahan sehingga tidak merusak sifat bahan.
6.2 Saran
Praktikan harus lebih teliti dalam melaksanakan praktikum agar diperoleh data
yang lebih akurat serta memperhatikan penjelasan dari asisten praktikum dengan baik
agar mengetahui mekanisme dari pengecilan ukuran.
BAB I
PENDAHULUAN
1.3. Latar Belakang
Masa panen adalah masa yang sangat ditunggu-tunggu oleh para petani. Masa
panen di mana hasil pertanian berlimpah ruah banyaknya. Hasil pertanian ada yang
diolah kembali sebelum dipasarkan tetapi banyak pula hasil pertanian yang langsung
didistribusikan para petani kepada para pengepul. Banyak hasil pertanian yang
dipasarkan di dalam negeri kalah saing dengan produk pertanian dari luar negeri. Hal
ini disebabkan karena pengolahan pasca panen dari para petani sangat kurang,
terutama pada saat pendistribusian. Untuk mencapai untung yang sebesar-besarnya
tanpa diperlukan penambahan modal pada pendistribusi terkadang para pengepul
menumpuk bahan dalam truk dengan banyak tumpukkan yang dapat mengurangi
tingkat elastisitas bahan.
Tanpa mengetahui tingkat elastisitas bahan yang mereka distribusi. Semakin
banyak tingkat tumpukan bahan yang dilakukan bahan akan semakin mengalami
gesekan yang tinggi dan mempengaruhi tingkat elastisitas bahan yang akan semakin
berkurang dengan bertambahnya regangan yang terjadi karena gesekan akibat dari
perlakuan di dalam truk mulai dari tumpukan bahan, pelemparan bahan, struktur
jalan. Proses pengemasan bahan yang tidak diperhatikan oleh para petani menjadi
salah satu faktor kerusakan bahan. Oleh karena itu untuk membantu para petani
dalam menjaga bahan pertanian yang dihasilkan selama proses pasca panen perlu
untuk dilaksanakannya praktikum pengukuran elastisitas bahan hasil pertanian ini.
1.4.Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui cara pengukuran
elastisitas bahan hasil pertanian.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.6. Modulus Elastisitas
Elastisitas adalah kemampuan suatu objek untuk kembali ke bentuk awalnya
setelah suatu gaya eksternal (dari luar) yang diberikan sebelumnya berakhir. Jika
benda tersebut tidak kembali ke bentuk semula setelah gaya dihentikan, benda
tersebut dikatakan memiliki sifat plastis. Modulus elastisitas (E) didefinisikan sebagai
hasil pembagian antara tegangan (σ) dan regangan (e) : E= σ/e. Dalam SI, satuan
Modulus Young sama dengan satuan tegangan (N/m2) karena pembagian tegangan
dengan regangan tidak menimbulkan pengurangan satuan (regangan tidak memiliki
satuan). Modulus Young juga menunjukkan besarnya hambatan untuk merubah
panjang suatu benda elastis. semakin besar nilai Modulus Young suatu benda,
semakin sulit benda tersebut dapat memanjang, dan sebaliknya. Jika modulus
elastisitas menyatakan perbandingan antara tegangan terhadap regangan volume,
maka disebut dengan Modulus Bulk yang menunjukkan besarnya hambatan untuk
mengubah volume suatu benda, dan jika modulus elastisitas menyatakan
perbandingan antara tegangan terhadap regangan shear, maka disebut dengan
Modulus Shear yang menunjukkan hambatan gerakan dari bidang-bidang benda padat
yang saling bergesekan (Martini, 2009).
2.7. Regangan
Didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang dengan
panjang awalnya (L). Pertambahan panjang ini tidak hanya terjadi pada ujungnya
saja, tetapi pada setiap bagian batang yang terentang dengan perbandingan yang
sama.Karena merupakan hasil bagi dari dua besaran yang berdimensi sama, maka
regangan tidak memiliki satuan (Syukri, 2004).
2.8. Resiko kerusakan bahan pertanian
Resiko kerusakan bahan hasil pertanian atau hasil pangan terutama buah-
buahan pada transfortasi sangat besar. Penyebab kerusakan paling utama adalah
disebabkan oleh getaran yang terjadi pada lapisan atas buah. Untuk akselerasi bagian
pada atas dari buah selama transfortasi tergantung pada beberapa faktor sebagai
berikut yaitu: kedalaman kontainer, kepadatan pengisian, tipe sistem suspense yang
ada di truk, serta besarnya gaya getaran pada permukaan jalan dan karakteristik
getaran buah (Satrijo, 2005). Benda-benda yang memiliki kerapatan yang tinggi atau
benda padat disebut dengan elastisitas. Hukum hooke adalah hukum yang
menerangkan tentang elastisitas, suatu hukum fisika yang menyangkut pertambahan
sebuah benda elastis yang dikenal oleh suatu gaya yaitu pertambahan panjang
berbanding lurus dengan gaya yang diberikan pada suatu benda (Giancoly, 2002)
2.9. Pengertian Gaya
Besarnya gaya yang diberikan pada benda memiliki batas-batas tertentu. Jika
gaya sangat besar maka regangan benda sangat besar sehingga akhirnya bentuk benda
dapat berubah dari keadaan awal benda. Bila suatu benda dikenakan sebuah gaya dan
kemudian gaya tersebut dihilangkan, maka benda akan kembali ke bentuk semula,
berarti benda itu adalah benda elastis. Namun pada umumnya benda bila dikenai gaya
tidak dapat kembali ke bentuk semula walaupun gaya yang bekerja sudah hilang,
benda seperti ini disebut benda plastis (Bahtiar, 2010).
2.10. Sifat Mekanis Bahan Pertanian
Kerusakan Mekanis adalah kerusakan bahan pangan yang di sebabkan oleh
benturan, terjatuh, tekanan dan lain-lain yang menyebabkan kondisi bahan pangan
tidak seperti seharusnya. Kerusakan mekanis pada bahan pangan dapat terjadi pada
saat panen, transportasi ataupun saat penyimpanan di gudang. Kerusakan pangan
adalah setiap perubahan sifat-sifat fisik, kimiawi, atau sensorik/organoleptik yang
ditolak oleh konsumen pada bahan pangan yang masih segar maupun yang telah
diolah. Jika terjadi perubahan pada bahan makanan sehingga nilainya menurun, maka
dinyatakan makanan tersebut telah rusak atau membusuk. Perubahan yang nyata
terlihat dari perubahan sensorik (penampakan, konsistensi, bau dan rasa), sehingga
konsumen menolak
2.6. Karakteristik Perlakuan Bahan Pertanian
Salah satu karakteristik penting dari bahan pertanian adalah kepekaannya
terhadap luka dan kerusakan, yang tergantung pada karakteristik kekuatan dan sifat-
sifat biologisnya. Terjadinya kerusakan harus diperhitungkan selama proses
pemanenan, penanganan (handling), pengukuran dan pengangkutan bahan biji-bijian.
Buah-buahan sangat peka terhadap pembebanan berulang (misal, vibrasi selama
pengangkutan), karena teksturnya lekas menjadi lunak. Beberapa bahan pertanian
adalah berwujud cairan, dengan kekentalan tertentu, dengan sifat reologis yang
menyimpang dari sifat cairan Newtonian. Misalnya pupuk cair, jus buah, campuran
makanan ternak, bubur, dll. Proses pengangkutan untuk bahan-bahan tersebut,
misalnya dengan system pipa, melibatkan banyak faktor. Pengetahuan terhadap sifat
aliran yang relevan, seperti misalnya kekentalan dari bahan sangat membantu dalam
perancangan system pipa yang optimal dan aman (Irawati, 2003).
BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
3.4. Waktu Dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 13 Desember 2015 di
Laboraturium Bioproses Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas
Mataram.
3.5. Alat dan Bahan Praktikum
3.2.1. Alat praktikum
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah jangka sorong,
gelas ukur 2000 ml, timbangan analitik, batuan kiloan beban (500 gram, 1000 gram,
1500 gram), dan alat ukur elastisitas bahan.
3.2.2. Bahan praktikum
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain buah
pear, buah mangga, buah jeruk, buah apel, dan air 1000 ml.
3.6. Prosedur Kerja
Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah sebagai
berikut:
4. Ditimbang masing-masing buah dengan neraca analitik
5. Diukur volume masing-masing buah dengan meletakkannya di dalam gelas
ukur yang sudah diisi air
6. Diukur diameter masing-masing buah secara vertikal dan horizontal dengan
menggunakan jangka sorong.
7. Diambil alat ukur untuk mengukur elastisitas dan diletakkan masing-masing
buah dibawahnya
8. Diberi beban diatas masing-masing buah
9. Diukur defikasi masing-masing buah secara vertikal dan horizontal
10. Dicatat defikasi yang terjadi untuk setiap penambahan beban.
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel 1. Hasil Pengamatan Pengukuran Elastisitas Bahan Hasil Pertanian
No Bahan Massa (gram)
Volume (ml)
Diameter (cm) Devikasi (mm)
V H 500 gram 1000 gram 1500 gramV H V H V H
1 Jeruk 99,81 100 5,17 4,84 0,38 0,36 0,83 0,90 1,30 1,392 Apel 98,65 100 4,18 6,16 0,15 0,10 0,24 0,24 0,42 0,303 Pear 189,51 200 8,48 6,99 0,00 0,12 0,01 0,22 0,07 0,444 Mangga 222,82 200 6,43 7,82 0,05 0,02 0,26 0,10 0,45 0,85
Tabel 2. Hasil Konversi Data Massa, Volume dan Diameter
No Bahan Massa (lb) Volume (inch3) Diameter (inch)V H
1 Jeruk 0,2200 39,3700 2,0354 1,90552 Apel 0,2175 39,3700 1,6456 2,42513 Pear 0,4178 78,7400 3,3385 2,75194 Mangga 0,4912 78,7400 2,5315 3,0787
Tabel 3. Hasil Konservasi Data Devikasi
No BahanDevikasi Buah (inch)
500 gram 1000 gram 1500 gramV H V H V H
1 Jeruk 0,014961 0,01417 0,032677 0,035433 0,05118 0,054722 Apel 0,005906 0,00394 0,009448 0,009448 0,01653 0,011813 Pear 0 0,00472 0,000394 0,008661 0,00275 0,017324 Mangga 0,001969 0,00078 0,010236 0,003937 0,01771 0,03346
4.2. Hasil Perhitungan
Tabel 4. Hasil Perhitungan Elastisitas Bahan Hasil Pertanian
No Bahan Jenis Pengukuran Beban (gram) Radius di Bawah
Kompresi (inch) Regangan Elastisitas (lb/inch2s2) Frekuensi Natural (MHz)
1 Jeruk
Vertikal500 0,0211 0,3580 10741,2688 7,3465
1000 0,0431 0,3803 4934,4995 4,97941500 0,0698 0,4046 2866,9141 3,7954
Horizontal500 0,0241 0,5760 4464,6802 4,7364
1000 0,0655 0,5914 1598,8265 2,83431500 0,0861 0,5986 1201,1953 2,4567
2 Apel
Vertikal500 0,0462 0,4304 4541,5622 4,6360
1000 0,0654 0,4447 3108,7105 3,83561500 0,0695 0,4477 2904,6198 3,7075
Horizontal500 0,0281 0,5626 4701,4280 4,7169
1000 0,0601 0,5755 2150,1570 3,18991500 0,0620 0,5762 2083,399 3,1400
3 Pear
Vertikal0 0 0,6287 0 0
1000 0,0278 0,6310 3726,9170 3,35971500 0,0409 0,6347 2517,2008 2,7611
Horizontal500 0,0429 0,6130 2603,2656 2,8079
1000 0,0636 0,6195 1736,9883 2,29371500 0,0718 0,6219 1533,6207 2,1552
4 Mangga
Vertikal500 0,0101 0,4884 11986,8247 8,3229
1000 0,0175 0,4928 6859,5058 6,29611500 0,0365 0,5035 3225,0002 4,3171
Horizontal500 0,0238 0,5625 4011,7282 4,8149
1000 0,0369 0,5678 2565,2554 3,85031500 0,0412 0,5696 2287,4268 3,6358
4.3. Perhitungan
4.3.1. Jeruk
Diketahui : Gravitasi (g) = 9,8 m/s2 = 385,826 inch/s2
1 cm = 0,3937 inch
1 kg = 2,2046 lb
1 ml = 0,3937 inch3
λ = 78,76
Perhitungan :
- Vertikal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,35 mm = 0,0137795 inci
D = 5,17 cm = 2,0354 inch
m = 99,81gr = 0,22004 lb
V = 100 ml = 39,37 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,0 3542
= 1,0177 inch
ρ = mV 1,03571 – 1,007857
= 0, 2200439,37
= 0,0055 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2−(R−δ)2
= √1, 01772− (1,0 177 – 0,01 3779 )2
= 0,0278 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2−r2−(R−δ )
√R2 - r2
= √1, 1 2602− 0, 02112 − (1,1260 – 0,00019685)√1,12602−0,02112
= 0,3580
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,4726 x 385,8260,3580 x 2 x 1,1260 x 0, 0211
= 10741,2688 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √10741,2688 x 385,8260,005
= 7346481,1724 Hz
= 7,3465 MHz
b. Beban 1000 gram
Diketahui : δ = 0,21 mm = 0,00082677 inch
D = 5,72 cm = 2,2520 inch
m = 214,36 gram = 0,4726 lb
V = 220 ml = 86,6140 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,25202
= 1,1260 inch
ρ = mV
= 0,472686,6140
= 0,0055 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R-δ)2
= √1,12602 - (1,1260 -0,00082677 )2
= 0,0431 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2- (R-δ)
√R2 - r2
= √1, 12602 - 0, 04312 - (1,1260 – 0,00082677 )√1, 12602- 0,04312
= 0,3803
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0, 4726 x 385,8260 ,3803 x 2 (1, 1260 ) x 0, 0431
= 4934,4995 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x g
ρ
= 14 x 78,76 x √4934,4935 x 385,826
0,0055
= 4979355,4879 Hz
= 4,9794 MHz
c. Beban 1500 gram Diketahui : δ = 0,55 mm = 0,00216535 inch
D = 5,72 cm = 2,2520 inch
m = 214,36 gram = 0,4726 lb
V = 220 ml = 86,6140 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,25202
= 1,1260 inch
ρ = mV
= 0,472686,6140
= 0,0055 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R -δ)2
= √1,12602 - (1 ,1260 - 0,00216535 )2
= 0,0698 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2 - (R-δ)
√R2- r2
= √1,12602 -0,06982 - (1,1260 -0,00216535 )√1,12602- 0,06982
= 0,4046
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0, 4726 x 385,8260, 4046 x 2 x1,1260 x 0,0698
= 2866,9141 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x g
ρ
= 14 x 78,76 x √2866,9141 x 385,826
0,00 55
= 3795411,9565 Hz
= 3,7954 MHz
- Horizontal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,05 mm = 0,00019685 inch
D = 7,48 cm = 2,944 inch
m = 214,36 gr = 0,4726 lb
V = 220 ml = 86,6140 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,9442
= 1,4724 inch
ρ = mV
= 0,472686,6140
= 0,0055 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R-δ)2
= √1,47242 - (1,4724 - 0,00019685 )2
= 0,0241 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2 - (R-δ)
√R2- r2
= √1, 47242 - 0,02412 - ( 1, 4724 -0,00019685 )√1, 47242- 0,02412
= 0,5760 inch
5. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0, 4726 x 385,8260,5760 x 2x 1,4724 x 0 ,0241
= 4464,6802 lb/inchs2
6. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14
x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √4464,6802 x 385,826
0,0055
= 4736382,3979 Hz
= 4,7364 MHz
b. Beban 1000 gram
Diketahui : δ = 0,37 mm = 0,000145669 inch
D = 7,48 cm = 2,944 inch
m = 214,36 gr = 0,4726 lb
V = 220 ml = 86,6140 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,9442
= 1,4724 inch
ρ = mV
= 0,472686,6140
= 0,0055 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2−(R - δ)2
= √1, 47242 - (1,4724 – 0,000145669 )2
= 0,0655 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2- (R -δ)
√R2 - r2
= √1, 47242 -0 ,06552 - (1, 4724 -0,000145669 )√1,4724 2−0,06552
= 0,5914
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0, 4726 x 385,8260 ,5914 x 2 x1,4724 x 0 ,0655
= 1598,8265 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14
x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √1598,8265 x 385,826
0,0055
= 2834341,9497 Hz
= 2,8343 MHz
c. Beban 1500 gram
Diketahui : δ = 0,64 mm = 0,00251968 inch
D = 7,48 cm = 2,944 inch
m = 214,36 gr = 0,4726 lb
V = 220 ml = 86,6140 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,9442
= 1,4724 inch
ρ = mV
= 0,472686,6140
= 0,0055 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R -δ)2
= √1, 47242 - (1,4724 - 0,00251968)2
= 0,0861 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2 -(R -δ)
√R 2−r2
= √1,47242−0, 08612 -(1, 4724 - 0,00251968 )√1, 47242 -0, 08612
= 0,5986
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0, 4726 x 385,8260 ,5986 x 2 x1,4724 x 0,0861
= 1201,1953 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14
x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √1201,1953 x 385,826
0,0055
= 2456735,4114Hz
= 2,4567 MHz
4.3.2. Apel
Diketahui : gravitasi (g) = 9,8 m/s2 = 385,826 inch/s2
1 cm = 0,3937 inch
1 kg = 2,2046 lb
1 ml = 0,3937 inch3
λ = 78,76
Perhitungan :
- Vertikal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,23 mm = 0,00090551 inch
D = 6,00 cm = 2,3622 inch
m = 251 gr = 0,5534 lb
V = 250 ml = 98,4250 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,36222
= 1,1811 inch
ρ = mV
= 0,553498,4250
= 0,0056 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R - δ)2
= √1,18112- (1,1 8112 – 0,00090551 )2
= 0,0462 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 -r2 - (R -δ)
√R2 -r2
= √1,18112 - 0,0 4622 - (1,1811 – 0,00090551 )√1,18112- 0,0 4622
= 0,4304 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0, 5534 x 385,8260, 4304 x 2 x1,1811 x 0, 0462
= 4541,5622 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √4541,5622 x 385,8260,0056
= 4635980,1509 Hz
= 4,6360 MHz
b. Beban 1000 gramDiketahui : δ = 0,46 mm = 0,00181102 inch
D = 6,00 cm = 2,3622 inch
m = 251 gram = 0,5534 lb
V = 250 ml = 98,4250 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,36222
= 1,1811 inch
ρ = mV
= 0,553498,4250
= 0,0056 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R -δ)2
= √1,18112- (1,1811 – 0,00181102 )2
= 0,0654 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2- (R -δ)
√R2 - r2
= √1,18112 - 0,06542 - (1,1811 – 0,00181102)√1,1 8112 - 0,0 6542
= 0,4447
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,4447 x 2 x 1,1 811 x 0,0654
= 3108,7105 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x g
ρ
= 14 x 78,76 x √3108,7105 x 385,826
0,0056
= 3835562,5582 Hz
= 3,8356 MHz
c. Beban 1500 gramDiketahui : δ = 0,52 mm = 0,00204724 inch
D = 6,00 cm = 2,3622 inch
m = 251 gram = 0,5534 lb
V = 250 ml = 98,4250 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,36222
= 1,1811 inch
ρ = mV
= 0,553498,4250
= 0,0056 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2−(R−δ)2
= √1,18112− (1,1 811-0,00204724)2
= 0,0695 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2−r2− (R−δ)
√R2− r2
= √1,18112−0, 06952−(1,1811−0,00204724 )√1,1 8112−0,06952
= 0,4477
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,4477 x 2 x1,1 811 x 0,0695
= 2904,6198 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14
x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √2904,6198 x 385,826
0,0056
= 3707520,6812 Hz
= 3,7075 MHz
- Horizontal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,07 mm = 0,00027559 inch
D = 7,29 cm = 2,8701 inch
m = 251 g = 0,5534 lb
V = 250 ml = 98,4250 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,87012
= 1,4350 inch
ρ = mV
= 0,553498,4250
= 0,0056 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R - δ)2
= √1, 43502 - (1,4350 -0,00027559 )2
= 0,0281 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2 - (R-δ)
√R2 - r2
= √1,43502- 0,02812 - (1, 4350 - 0,00027559 )√1, 43502 -0,0 2812
= 0,5626
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,5626 x 2 x 1,1 811 x 0, 0 281
= 4701,4280 lb/inch2s2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x g
ρ
= 14 x 78,76 x √4701,4280 x 385,826
0,0056
= 4716869,1344 Hz
= 4,7169 MHz
b. Beban 1000 gram
Diketahui : δ = 0,32 mm = 0,00125984 inch
D = 7,29 cm = 2,8701 inch
m = 251 gram = 0,5534 lb
V = 250 ml = 98,4250 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,87012
= 1,4350 inch
ρ = mV
= 0,553498,4250
= 0,0056 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R - δ)2
= √1, 43502 - (1,4350 – 0,00125984 )2
= 0,0601 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2 - (R-δ)
√R2 - r2
= √1,43502- 0,0 6012 - (1, 4350 – 0,00125984 )√1,143502 - 0,0 6012
= 0,5755
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0, 5534 x 385,8260,5 755 x 2 x 1, 4350 x 0, 0601
= 2150,1570 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14
x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √2150,1570 x 385,826
0,0056
= 3189877,5798 Hz
= 3,1899 MHz
c. Beban 1500 gram
Diketahui : δ = 0,34 mm = 0,00133858 inch
D = 7,29 cm = 2,8701 inch
m = 251 gr = 0,5534 lb
V = 250 ml = 98,4250 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,87022
= 1,4350 inch
ρ = mV
= 0,553498,4250
= 0,0056 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2- (R -δ)2
= √1, 43502 - (1, 4350- 0,00133858 )2
= 0,0620 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 - r2- (R -δ)
√R2- r2
= √1,43502- 0,06202 -(1, 4350 - 0,00133858 )√1,43502 -0, 06202
= 0,5762
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,5762 x 2 x 1, 4350 x 0,0620
= 2083,3899 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x g
ρ
= 14 x 78,76 x √2083, 3899 x 385,826
0,0056
= 3139960,7010 Hz
= 3,1400 MHz
4.3.3. Pear
Diketahui : gravitasi (g) = 9,8 m/s2 = 385,826 inch/s2
1 cm = 0,3937 inch
1 kg = 2,2046 lb
1 ml = 0,3937 inch3
λ = 78,76
Perhitungan :
- Vertikal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,03 mm = 0,00011811 inch
D = 8,3 cm = 3,2677 inch
m = 251 gram = 0,5534 lb
V = 200 ml = 78,7400 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 3,26772
= 1,6339 inch
ρ = mV
= 0,55347 8,74 00
= 0,0070 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R – δ)2
= √1,63392- (1,6339 – 0,00011811 )2
= 0,0196 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1, 63392 -0,01962 - (1, 6339 - 0,00011811 )√1, 63392 -0, 01962
= 0,6287
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,6287 x 2 x 1,6339 x 0,0196
= 5290,2714 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √5290,2714 x 385,8260,0070
= 4002836,9107 Hz
= 4,0028 MHz
b. Beban 1000 gram
Diketahui : δ = 0,06 mm = 0,00023622 inch
D = 8,3 cm = 3,2677 inch
m = 251 gram= 0,5534 lb
V = 200 ml = 78,7400 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 3,26772
= 1,6339 inch
ρ = mV
= 0,55347 8,74 00
= 0,0070lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R – δ)2
= √1,63392 – (1,6339 – 0,00023622 )2
= 0,0278 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,63392 – 0,02782 – (1,6339 – 0,00023622)√1, 6392 – 0,02782
= 0,6310
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,6310 x 2 x 1,6339 x 0, 0278
= 3726,9170 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn= 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √3726,9170 x 385,8260,0070
= 3359725,3815 Hz
= 3,3597 MHz
c. Beban 1500 gram
Diketahui : δ = 0,13 mm = 0,00051181 inch
D = 8,3 cm = 3,2677 inch
m = 251 gram= 0,5534 lb
V = 200 ml = 78,7400 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 3,26772
= 1,6339 inch
ρ = mV
= 0,55347 8,74 00
= 0,0070 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R – δ)2
= √1,63392 – (1,6339 – 0,00051181 )2
= 0,0409 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,63392 – 0,04092 – (1,6339 – 0,00051181)√1, 63392 – 0, 04092
= 0,6347
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,6347 x 2 x 1,6339 x 0,0409
= 2517,2008 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √2517,2008 x 385,8260,0070
= 2761136,3479 Hz
= 2,7611 MHz
- Horizontal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,15 mm = 0,00059055 inch
D = 7,92 cm = 3,1181 inch
m = 251 gram= 0,5534 lb
V = 200 ml = 78,74 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 3,11812
= 1,5591 inch
ρ = mV
= 0,55347 8,74 00
= 0,0070 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R – δ)2
= √1,55912 – (1,5591 – 0,00059055 )2
= 0,0429 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,55912 – 0,04292 – (1,5591 – 0,00059055 )√1,55912 – 0,04292
= 0,6130
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260 ,6130 x 2 x 1,5591 x 0 ,0429
= 2603,2656 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √2603,2656 x 385,8260,0070
= 2807942,1952 Hz
= 2,8079 MHz
b. Beban 1000 gram
Diketahui : δ = 0,33 mm = 0,00129921 inch
D = 7,29 cm = 3,1181 inch
m = 251 gram = 0,5534 lb
V = 200 ml = 78,7400 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 3,11812
= 1,5591 inch
ρ = mV
= 0,553478,74 00
= 0,0070 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R –δ)2
= √1,55912 – (1,5591 – 0,00129921 )2
= 0,0636 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,55912 – 0,06362 – (1,5591 – 0,00129921)√1,55912 – 0,06362
= 0,6195
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,6195 x 2 x 1,5591 x 0, 0636
= 1736,9883 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √17736,9883 x 385,8260,0070
= 2293651,1635 Hz
= 2,2937 MHz
c. Beban 1500 gram
Diketahui : δ = 0,42 mm = 0,00165354 inch
D = 7,92 cm = 3,1181 inch
m = 251 gram = 0,5534 lb
V = 200 ml = 78,7400 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 3,11812
= 1,5591 inch
ρ = mV
= 0,553478,74 00
= 0,00 7 0 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R –δ)2
= √1,55912 – (1,5591 – 0,00165354 )2
= 0,0718 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,55912 – 0,07182 – ( 1,5591 – 0,00165354 )√1,55912 – 0,07182
= 0,6219
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,5534 x 385,8260,6219 x 2 x 1,5591 x 0,0718
= 1533,6207 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √1533,6207 x 385,8260,0070
= 2155201,5640 Hz
= 2,1552 MHz
4.3.4. Mangga
Diketahui : gravitasi (g) = 9,8 m/s2 = 385,826 inch/s2
1 cm = 0,3937 inch
1 kg = 2,2046 lb
1 ml = 0,3937 inch3
λ = 78,76
Perhitungan :
- Vertikal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,01 mm = 0,00003937 inch
D = 6,62 cm = 2,6063 inch
m = 181,71 gram = 0,4007 lb
V = 200 ml = 78,74 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,60 632
= 1,3031 inch
ρ = mV
= 0,4 0077 8,74
= 0,0051 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R –δ)2
= √1,3 0312 – (1,3 03 1 – 0,00003937)2
= 0,0101 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,303 12 – 0,0 1012 – (1,3 03 1 – 0,00003937)
√1,3 0312 – (0,0101)2
= 0,4884
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,4 006 x 385,8260,48 84 x 2 x 1,3 03 1 x 0,0101
= 11986,8247 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √11986,8247 x 385,8260,0051
= 8322923,2591Hz
= 8,3229 MHz
b. Beban 1000 gram
Diketahui : δ = 0,03 mm = 0,00011811 inch
D = 6,62 cm = 2,6063 inch
m = 181,71 gr = 0,4006 lb
V = 200 ml = 78,74 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,6 0632
= 1,3031 inch
ρ = mV
= 0,4 0067 8,74
= 0 ,0051 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R –δ)2
= √1,3 0312 – (1,3 031 – 0,00011811)2
= 0,0175 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,303 12 – 0,01752 – (1,303 1 – 0,00011811)√1, 303 12 – 0,01752
= 0,4928
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,4 006x 385,8260,4 928 x 2 x 1,3 031 x 0,0175
= 6859,5058 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √6859,5058 x 385,8260,0051
= 6296079,8493 Hz
=6,2961 MHz
c. Beban 1500 gram
Diketahui : δ = 0,13 mm = 0,00051181 inch
D = 6,62 cm = 2,6063 inch
m = 181,71 gram = 0,4006 lb
V = 200 ml = 78,74 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,6 0632
= 1,3031 inch
ρ = mV
= 181,7178,74
= 0,0051 lb/inch3
2. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R –δ)2
= √1,3 0312 – (1,3 031 – 0,00051181)2
= 0,0365 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,303 12 – 0, 03652 – (1,3 03 1 – 0,00051181)√1,303 12 – 0,03652
= 0,5035
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,4 006 x 385,8260,5053 x 2 x 1,3 031 x 0,0365
= 3225,0002 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √3225,0002 x 385,8260,0051
= 4317066,0058 Hz
= 4,3171 MHz
- Horizontal
a. Beban 500 gram
Diketahui : δ = 0,05 mm = 0,00019685 inch
D = 7,31 cm = 2,8779 inch
m = 181,71 gram = 0,4006 lb
Penyelesaian :
R = D2
= 2,87792
= 1,4390 inch
ρ = mV
= 0,400678,74
= 0,0051 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R – δ)2
= √1 ,43902 – (1, 4390 – 0 ,00019685)2
= 0,0238 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,43902 – 0,02382 – (1,4390 – 0 ,00019685)√1,43902 – 0 ,02382
= 0,5625
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,4617 x 385,8260, 5625x 2 x 1, 4 390 x0,0 238
= 4011,7282 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78, x √4011,7282 x 385,8260,0051
= 4814925,4145 Hz
= 4,8149 MHz
b. Beban 1000 gram
Diketahui : δ = 0,12 mm = 0,00047244 inch
D = 7,31 cm = 2,8779 inch
m = 181,71 gram = 0,4006 lb
V = 200 ml = 78,74 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2 ,87792
= 1,4390 inch
ρ = mV
= 0,4 0067 8,74
= 0,0051 lb/inch3
2. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R –δ)2
= √1, 43902 – (1,4390 – 0,00047244)2
= 0,0369 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ)
√R2 – r2
= √1,43902 – 0,03692 – (1,4390 – 0,00047244)√1,43902 – 0,0 3692
= 0,5678
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,4617 x 385,8260, 5678 x 2 x 1,4390 x 0, 0369
= 2565,2554 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √2565,2554 x 385,8260,0051
= 3850251,6595 Hz
= 3,8503 MHz
c. Beban 1500 gram
Diketahui : δ = 0,15 mm = 0,00059055 inch
D = 7,31 cm = 2,8779 inch
m = 181,71 gram = 0,4006 lb
V = 200 ml = 78,74 inch3
Penyelesaian :
R = D2
= 2,87792
= 1,4390 inch
ρ = mV
= 0,4 0067 8,74
= 0,0051 lb/inch3
1. Radius di Bawah Kompresi (r)
r = √R2 – (R –δ)2
= √1, 43902 – (1,4390 – 0,00059055)2
= 0,0412 inch
2. Regangan (ε)
ε = √R2 – r2 – (R – δ )
√R2 – r2
= √1,43902 – 0,0 4122 – (1,4390 – 0,00059055)√1, 43902 – 0, 0 4122
= 0,5696
3. Elastisitas Bahan (E)
E = m x gε x 2R x r
= 0,4617 x 385,8260, 5696 x 2 x 1, 4390x 0,0 412
= 2287,4268 lb/inchs2
4. Frekuensi Natural (Fn)
Fn = 14 x λ x √E x gρ
= 14 x 78,76 x √2287,4268 x 385,8260,0051
= 3635778,4526 Hz
= 3,6358 MHz
BAB VPEMBAHASAN
Elastisitas adalah kemampuan suatu objek untuk kembali ke bentuk awalnya
setelah suatu gaya eksternal (dari luar) yang diberikan sebelumnya berakhir. Jika
benda tersebut tidak kembali ke bentuk semula setelah gaya dihentikan, benda
tersebut dikatakan memiliki sifat plastis. Besarnya gaya yang diberikan pada benda
memiliki batas-batas tertentu. Jika gaya sangat besar maka regangan benda sangat
besar sehingga akhirnya bentuk benda dapat berubah dari keadaan awal benda. Nilai
elastisitas bahan ditentukan oleh regangan, jika gaya yang diberikan bernilai besar
sehingga menyebabkan regangan semakin besar maka nilai elastisitas bahan akan
semakin sdikit begitupun sebaliknya jika gaya yang diberikan kecil dan
mengakibatkan regangan yang kecil maka nilai elastisitas bahan akan besar dengan
asumsi jari-jari dan massa bahan tetap.
Kualitas dari bahan hasil pertanian dipengaruhi oleh banyak faktor mulai dari
perlakuan pasca panen seperti penyimpanan, pengemasan, pendistribusian, dan
pengolahan menjadi bentuk lain. Pada saat penyimpanan faktor suhu dan kebersihan
lingkungan menjadi faktor penyebab kerusakan buah selama proses penyimpanan.
Pada proses pengemasan pemilihan bahan sebagai alat pengemas buah menjadi faktor
penentu kualitas bahan saat pendistribusian. Pada saat pendistribusian resiko
kerusakan bahan hasil pertanian atau hasil pangan terutama buah-buahan pada
transfortasi sangat besar. Penyebab kerusakan paling utama adalah disebabkan oleh
getaran yang terjadi pada lapisan atas buah. Untuk akselerasi bagian pada atas dari
buah selama transfortasi tergantung pada beberapa faktor sebagai berikut yaitu:
kedalaman kontainer, kepadatan pengisian, tipe sistem suspense yang ada di truk,
serta besarnya gaya getaran pada permukaan jalan dan karakteristik getaran buah
Pada praktikum ini digunakan empat contoh buah hasil pertanian.buah yang
diguanakan adalah buah mangga, buah pear, buah apel dan buah jeruk. Untuk
menentukan frekuensi alami buah dapat dilakukan dengan membuat percobaan
pengukuran yang digunakan untuk menentukan elastisitas bahan yang homogen.
Setelah didapatkan hasil pengukuran elastisitas bahan ketika diberikan beban atau
tekanan 500 gram, 100 gram dan 1500 gram didapatkan hasil yang memiliki tingkat
elastisitas rendah terdapat pada buah mangga pada saat penambahan beban 500 nilai
elastisitasnya vertikalnya 11986,8247 berkurangnya massa bahan ini disebabkan
bahan tersebut sudah mengalami tahapan-tahapan proses yaitu mengalami penyusutan
pada bagian kulitnya. Hal ini juga dapat disebabkan oleh sisa bahan tersangkut pada
bagian tes kompresi tersebut, selain itu mangga memiliki tekstur berserat banyak dan
sedikit berair jika diberi sedikit tekanan tekstur mangga akan berubah menjadi lebih
lentur dari semula dan tidak mampu memepertahankan bentk awalnya. Sedangkan
nilai elatisitas tertinggi dimiliki oleh buah jeruk dengan elatisitas horizontal pada saat
penambahan beban 1000 gram nilai elastisits yang dimiliki oleh jeruk sebesar
1201,1953. Perolehan nilai elastisitas yang tinggi dimiliki oleh jeruk ini dikarenakan
jeruk memiliki tekstur kulit buah yang leih tebal dari buah yang lainnya, dimana kulit
buah jeruk bertekstur gabus, sehingga dengan pori yang dimiliki oleh kuliat buah
jeruk dapat mengembalikan bentuknya ke keadaan semula melalui mengisi pori
dengan udara secukupnya peristiwa inilah yang disebut dengan sifat elastis bahan
Dari data sebelumnya, dapat dilihat data pengurangan massa bahan pada beberapa
tahapan proses antara lain penambahan beban yang bervariasi dari 500 gram, 1000
gram, dan 1500 gram.
Mengenal tingkat elastisitas bahan sangat berguna untuk menjaga bahan
selama proses pasca panen. Dengan mengetahui tingkat elastisitas bahan kita dapat
menentukan bagaimana sistem dan jenis pengemasan yang cocok untuk bahan agar
mampu menjaga bentuk fisik bahan dari benturan dan gesekan. Buah yang memiliki
nilai elastisitas tinggi mampu untuk ditumpuk dalam jumlah banyak.Dari pengamatan
ini diketahui bahwa bahan seperti buah apel dan pear memerlukan perhatian khusus
dalam proses pendistribusian seperti pengemasan yang digunakan dapat seperti bahan
yang bertekstur gabus dan memiliki banyak pori agar saat ditumpuk dalam truk
gesekan pada setiap permukaan dapat ditahan oleh pengemas tersebut karena
pengemas ini memilki banyak pori yang dapat melindungi bahan dari benturan
melalui mengisi pori dengan udara contohnya seperti kotak, gabus, kain bekas, atau
sterofom. Oleh karena itu buah apel dan buah pear tidak dpat ditumpuk dalam jumlah
yang terlalu banyak baik secara horizontal maupun vertikal. Sedangkan buah jeruk
memerlukan pengemasan yang lebih keras karena kulit buah jeruk lentur sehingga
jika terjadi gesekan tidak langsung mengenai bagian dalam buah jeruk yang
bertekstur tipis dan berair mempengaruhi tingkat kemampuan menahan tumpukan,
buah jeruk memang memiliki tingkat elastisitas yang banyak tetapi karena memiliki
tekstur berair buah jeruk tidak mampu menahan tumpukan beban yang terlalu banyak
karena buah jeruk dapat seketika pecah ketika diberi beban terlalu banyak.
Pengemasan yang dapat digunakan, seperti jaring-jaring gabus dan sterofom dengan
memberi sedikit volume kosong diantara setiap buah. sedangkan buah mangga dapat
dikemas dengan pelastik atau karung karena memiliki tekstur berserat banyak seperti
akar-akar.
Regangan didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang
dengan panjang awalnya (L). Pertambahan panjang ini tidak hanya terjadi pada ujung
bahan saja, tetapi pada setiap bagian-bagian bahan yang terentang dengan
perbandingan yang sama. Karena merupakan hasil bagi dari dua besaran yang
berdimensi sama, maka regangan tidak memiliki satuan. Regangan dari masing-
masing bahan yang lebih besar dihasilkan oleh buah jeruk karena memiliki tingkat
elastisitas yang paling tinggi dari bahan yang lainnya sehingga berpengaruh pada
regangan dari bahan tersebut.
Jika bahan diberikan pengemasan yang sesuai dengan tingkat elastisitas bahan
maka pengemasan dapat melindungi bahan dari kerusaan fisik yang disebabkan oleh
benturan, struktur jalan, tingkat tumpukan, kedalaman kontainer, jarak pengangkutan,
campur tangan manusia misalnya dalam pemindahan. Selain kerusakan fisik dapat
juga menghambat kerusakan biologis bahan karena pengaruh suhu, lingkungan,
keembaban, maupun faktor organisme lain.
BAB VIPENUTUP
6.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan,perhitungan dan pembahasan dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Elatisitas bahan tertinggi dimiliki oleh buah jeruk dengan penambahan beban
1000 gram secara horizontal sebesar 1201,1953 lb/inch.s2
2. Elastisitas bahan terendah dimiliki oleh buah mangga dengan penambahan beban
500 gram pada posisi vertical sebesar 11986,8247 lb/inch.s2
3. Semakin besar nilai elastisitas bahan maka tingkat elastisitas bahan semakin
rendah
4. Setiap bahan memiliki tingkat elastisitas yang berbeda sesuai dengan tekstur
penyusun bahan tersebut
5. Sifat elastis merupaka kemampuan bahan memepertahankan keadaannya dalam
bentuk semula setelah gaya yang diberikan pada benda tersebut dikembalikan
6.2. Saran
Praktikan harus lebih hati-hati dalam melakukan percobaan dan lebih serius
dalam mendengarkan penjelasan dari asisten praktikum agar lebih mudah memahami
proses elastisitas yang terjadi pada bahan hasil pertanian.
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Panas jenis atau panas spesifik didefinisikan sebagai jumlah panas yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat sebesar 10C. Untuk air, panas spesifiknya
adalah 4,18 Jg-1C-1. Kebanyakan zat mempunyai panas spesifik yang lebih kecil dari
air. Misalnya besi, panas spesifiknya hanya 0,452 J g-1 0C-1. Berarti lebih sedikit panas
yang diperlukan untuk memanaskan besi 1 g sebesar 10C daripada air.
Susu merupakan minuman kesehatan yang mengandung kalsium, vitamin D,
fosfor dan keseimbangan nutrisi lain yang telah terbukti untuk membangun tulang
dan gigi serta dapat memperbaiki fungsi otot dan pembuluh darah. Manfaat Susu
untuk memberikan keseimbangan nutrisi. Kandungan dari segelas susu mengandung
karbohidrat, protein, kalsium, fosfor dan vitamin D.
Susu memiliki kandungan lemak yang tinggi sehingga baik untuk menjaga
suhu tubuh. Selain itu kandungan sodium alami dan juga kalium sangat baik dalam
mengatur tekanan darah yang sehat. Salah satu aspek yang mempengaruhi kualitas
protein dalam susu adalah pengolahan yang melibatkan proses pemanasan,
pendinginan, pengeringan, penambahan bahan kimia, fermentasi, radiasi dan
perlakuan lainnya. Kandungan protein pada susu dapat mengalami penurunan akibat
perlakuan pemanasan. Oleh karena itu, perlu untuk dilaksanakannya praktikum ini
untuk mengetahui banyaknya kalor (kapasitas panas jenis) atau panas spesifik yang
diberikan pada produk susu sehingga kandungan gizi yang terdapat di dalam susu
tetap terjaga terutama kandungan proteinnya.
1.2. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui kapasitas panas
jenis atau panas spesifik produk susu pada empat jenis susu yang berbeda.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Panas Spesifik
Panas spesifik atau panas jenis didefinisikan sebagai jumlah energi yang
dibutuhkan oleh satu satuan berat (m) bahan untuk menaikkan suhunya sebesar satu
derajat. Besaran ini dipakai untuk menduga jumlah energi (Q) yang diperlukan bila
suhu bahan berubah satu satuan (∆T). Panas jenis mahkota dewa dan temu putih
ditentukan dengan menggunakan kalorimeter yang dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut,
Cp =
Q∆Tm
Seibel mengembangkan suatu persamaan untuk menghitung panas jenis bahan pada
kondisi di atas titik beku, sebagai berikut :
Cp = 4,1868 (0,008 M + 0,20)
Dimana M adalah presentase kadar air (basis basah). Metode yang diajukan Charm
dalam menghitung panas jenis turut mempertimbangkan kandungan lemak bahan.
Metode ini cukup baik terutama bagi bahan-bahan yang kandungan lemaknya cukup
tinggi (Wahyu, 2011).
Cp = 4,1868 (0,5 Xf + 0,33 Xs + Xm)
Dimana Xf adalah fraksi lemak, Xs adalah fraksi padatan, dan Xm adalah fraksi air
dalam bahan.
2.2. Penentuan Kapasitas Panas Kalorimeter
Kapasitas panas kalorimeter (Hc) dapat ditentukan dengan mencampur
sejumlah air yang berbeda suhu awalnya dalam kalorimeter hingga dicapai suhu
kesetimbangan. Persamaan berikut digunakan untuk menentukkan kapasitas panas
untuk kondisi tersebut (Lamhot, 2011).
H c = Ch W h (Ta-Te ) -Cc W c (Te-To)(Te-To)
Dimana Hc adalah kapasitas panas kalorimeter (kJ/˚C), Wh adalah massa air
panas (kg), Wc adalah massa air dingin (kg), Ta adalah suhu awal air panas (˚C), Te
adalah suhu kesetimbangan (˚C), To adalah suhu awal air dingin (˚C), Ch adalah
panas jenis bahan (kJ/kg.˚C), Ws adalah massa bahan (kg), dan Cc adalah panas jenis
kalorimeter (kJ/kg.˚C).
2.4. Definisi Susu
Susu adalah sekresi ambing hewan yang diproduksi dengan tujuan
penyediaan makanan bagi anaknya yang baru dilahirkan. Karena berfungsi sebagai
makanan tunggal bagi mahluk yang baru dilahirkan dan mulai tumbuh, susu
mempunyai nilai gizi yang sempurna. Susu memiliki semua kandungan zat gizi yang
diperlukan bagi kebutuhan pertumbuhan anak. Pada umumnya yang disebut susu
adalah susu sapi, yang berasal dari jenis sapi perah FH (Friesian Holstein), yang
berwarna putih totol hitam, atau hitam totol putih. Secara alami susu merupakan suatu
emulsi lemak dalam air. Kadar air dalam susu sangat tinggi yaitu rata-rata 87.5 %,
dan di dalamnya teremulsi berbagai zat gizi penting seperti protein, lemak, gula,
vitamin dan mineral (Agung, 2012).
2.5. Manfaat Susu Bagi Tubuh
Susu merupakan salah satu minuman jenis minuman yang menyehatkan
karena kandungan gizinya yang lengkap dan mengandung semua asam amino
esensial yang diperlukan oleh tubuh dalam jumlah yang cukup. Manfaat susu dapat
dirasakan dengan meminum susu minimal 2 gelas per hari (setara dengan 480 ml)
terutama untuk kesehatan tulang. Sesorang yang mengonsumsi susu dalam jumlah
yang rendah pada saat anak-anak, akan menghalangi mereka dalam mencapai
kepadatan tulang maksimal (peak bone mass) saat dewasa sehingga akan terjadi
penurunan massa tulang dan dapat menyebabkan terjadinya osteoporosis
(Utami,2009).
2.6. Pengertian Kalorimeter
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Kalorimeter
terdiri dari sebuah bejana logam yang kalor jenisnya diketahui. Bejana ini biasanya
ditempatkan di dalam bejana lain yang agak lebih besar. Kedua bejana dipisahkan
oleh bahan penyekat, misalnya gabus atau wol. Kegunaan bejana luar adalah sebagai
jaket pelindung agar pertukaran kalor dengan lingkungan sekitar kalorimeter dapat
dikurangi. Kalorimeter juga dilengkapi dengan batang pengaduk. Pada waktu zat
dicampurkan di dalam kalorimeter, air di dalam kalorimeter perlu diaduk agar
diperoleh suhu yang merata sebagai akibat percampuran dua zat yang suhunya
berbeda. Batang pengaduk ini biasanya terbuat dari bahan yang sama seperti bahan
bejana kalorimeter. Zat yang ditentukan kalor jenisnya dipanaskan sampai suhu
tertentu. Kemudian zat tersebut segera dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi
air, yang suhunya ditentukan kalor jenisnya dipanaskan sampai suhu tertentu
(Wijanarko, 2013).
BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
3.1. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 06 Desember 2015 di
Laboratorium Teknik Bioproses Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri
Universitas Mataram.
3.2. Alat dan Bahan Praktikum
3.2.1. Alat-alat Praktikum
Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini antara lain timbangan analitik,
kompor listrik, kalorimeter, gelas piala (beaker gelas), gelas pengaduk, thermometer,
dan stopwatch.
3.2.2. Bahan-bahan Praktikum
Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah susu Krimer, susu
Indomilk, susu Omela, susu Frisian Flag, dan air Mineral.
3.3. Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Diamati komposisi kimia susu seperti kandungan karbohidrat, protein, lemak, air
dan mineral pada label susu.
2. Dihitung panas spesifik dari masing-masing produk dengan rumus Heldman dan
Singh (1981).
3. Dipanaskan 100 ml air mineral dengan menggunakan kompor listrik.
4. Dimasukkan 100 gram susu ke dalam 100 ml air panas.
5. Dimasukkan 100 gram susu ke dalam 100 ml air panas.
6. Dihitung suhu awal dan suhu selang 2 menit.
7. Diulang perlakuan ini untuk susu yang berbeda.
8. Dicatat hasilnya dalam tabel pengamatan.
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. HASIL PENGAMATAN
Tabel 1. Tabel Hasil Pengamatan Kandungan Gizi Susu Tiap 100 gramKomposisi Krimer (g ) Indomilk ( g) Omela ( g ) Frisian Flag ( g )
Karbohidrat (Xc) 6,4 6,13 6,13 6,21
Protein (Xp) 0,26 0,26 0,16 0,27
Lemak (XL) 1,06 1,06 1,06 1,08
Mineral (Xm) 0,29 0,29 0,12 0,08
Kalsium 0,525 0,525 0,14 0,21
Fosfor 0,525 0,35 0,21 -
Kalium - 0,19 0,09 0,075
Natrium 0,05 0,035 0,02 0,02
Air (Xa) 91,99 92,26 92,43 92,36
Tabel 2. Tabel Hasil Pengamatan Suhu Awal dan Akhir dari Air dan Susu
Jenis/Merk SusuMassa ( g ) T awal (oC ) T akhir (oC )
Air Susu Air Susu Air Susu
Indomilk 100 100 28 30 79 59
Frisian Flag 100 100 28 30 80 56
Enak 100 100 28 30 80 56
Krimer 100 100 28 30 77 56
Tabel 3. Tabel Hasil Pengamatan Suhu Susu Tiap 2 menitSuhu ke- Krimer Indomilk Omela Frisian Flag
2 menit 56 oC 58 oC 55 oC 56 oC
4 menit 55 oC 55 oC 53 oC 56 oC
6 menit 53 oC 55 oC 50 oC 53 oC
4.2. HASIL PERHITUNGAN
Rumus Perhitungan:
Komposisi Susu
= 100 grBerat jenis susu Kaleng
x Komposisi Susu (g)
Panas Jenis Air
Qair = Mair x Cp air x ∆T air
Panas Jenis Susu
Cp susu = QairMassa × ∆T
Cp Susu dan Pengujian
Cp susu = (1,424 x Xc) + (1,549 x Xp) + (1,657 x X L) + ( 0,387 x Xm)
4.2.1 Komposisi Susu
a. Susu Krimer
Komposisi Susu Krimer :
- Karbohidrat = 24 g
- Protein = 1 g
- Lemak = 4 g
- Berat jenis susu = 375 g
- Kalsium = 0,525 g
- Fosfor = 0,525 g
- Natrium = 0,05 g
- Karbohidrat = 100Berat jenis susu Kaleng
x24 g
= 100375
x 24 g
= 6,4 g
- Protein = 100Berat jenis susu Kaleng
x 1 g
= 100375
x 1 g
= 0,26 g
- Lemak = 100Berat jenis susu kaleng
x 4 g
= 1003 75
x 4 g
= 1,06 g
- Mineral
ƩMineral = ( Kalsium + Natrium + Fosfor )
= ( 0,525 + 0,05 + 0,525 )
= 1,1 g
Mineral= 100
Berat jenis susu kaleng x ƩMineral
= 100375
x 1,1 g
= 0,29 g
b. Susu Indomilk
Komposisi Susu Indomilk :
- Karbohidrat = 23 g
- Lemak = 4 g
- Protein = 1 g
- Berat jenis susu = 375 g
- Kalsium = 0,525 g
- Fosfor = 0,35 g
- Kalium = 0,21 g
- Natrium = 0,035 g
- Karbohidrat = 100Berat jenis susu kaleng x 23 g
= 100375
x 23 g
= 6,13 g
- Lemak = 100Berat jenis susu kaleng
x 4 g
= 100375
x 4 g
= 1,06 g
- Protein ¿100Berat jenis susu kaleng
x 1 g
= 100375 x 1 g
= 0,26 g
- Mineral
ƩMineral = ( Fosfor +Kalium + Kalsium + Natrium )
= ( 0,35 + 0,19 + 0,525 + 0,035)
= 1,1 g
Mineral= 100
Berat jenis susu sasetx ƩMineral
= 100375
x 1,1 g
= 0,29 g
c. Susu Omela
Komposisi Susu Omela :
- Karbohidrat = 23 g
- Lemak = 4 g
- Protein = 1 g
- Berat jenis susu = 375 g
- Kalsium = 0,14 g
- Natrium = 0,02 g
- Kalium = 0,09 g
- Fosfor = 0,21 g
- Karbohidrat = 100Berat jenis susu kaleng
x 23 g
= 100375
x 23 g
= 6,13 g
- Lemak = 100Berat jenis susu kaleng
x 4 g
= 100375
x 4 g
= 1,06 g
- Protein = 100Berat jenis susu kaleng
x 1 g
= 100375
x 1 g
= 0,26 g
- Mineral
ƩMineral = ( Kalium + Kalsium + Natrium + Fosfor )
= ( 0,09 + 0,14 + 0,02 + 0,21 )
= 0,46 g
Mineral= 100
Berat jenis susu saset x ƩMineral
= 100375
x 0,46 g
= 0,12 g
d. Susu Frisian Flag
Komposisi Susu Frisian Flag :
- Karbohidrat = 23 g
- Lemak = 4 g
- Protein = 1 g
- Berat jenis susu = 370 g
- Natrium = 0,02 g
- Kalium = 0,075 g
- Kalsium = 0,21 g
- Karbohidrat = 100Berat jenis susu kaleng
x 23 g
= 100370
x 23 g
= 6,21 g
- Lemak = 100Berat jenis susu kaleng
x 4 g
= 100370
x 4 g
= 1,08 g
- Protein = 100Berat jenis susu kaleng
x 1 g
= 100370 x 1 g
= 0,27 g
- Mineral
ƩMineral = ( Kalsium + Kalium + Natrium )
= ( 0,21 + 0,075 + 0,02)
= 0,31 g
Mineral= 100
Berat jenis susu kaleng x ƩMineral
= 100370
x 0,31 g
= 0,08 g
4.2.2 Panas Jenis Air
a. Susu Krimer
Qair = Mair x Cp air x ∆T air= 100 g x 1 kal/goC x (800C - 280C)
= 100 x (52)
= 5200 KJ/Kg
b. Susu Indomilk
Qair = Mair x Cp air x ∆T air= 100 g x 1 kal/goC x (790C - 280C)
= 100 x (51)
= 5100 KJ/Kg
c. Susu Omela
Qair = Mair x Cp air x ∆T air= 100 g x 1 kal/goC x (770C - 280C)
= 100 x (49)
= 4900 KJ/Kg
d. Susu Frisian Flag
Qair = Mair x Cp air x ∆T air= 100 g x 1 kal/goC x (800C - 280C)
= 100 x (52)
= 5200 KJ/Kg
4.2.3 Panas jenis susu
a. Susu Krimer
Qair = Q susu
Qair = M susu x Cp susu x ∆t susu
Cp Krimer = QairMassa × ∆T
= 5200100 x (56-30)
= 5200100 x (26)
= 2 kal/goC
b. Susu Indomilk
Qair = Q susu
Qair = M susu x Cp susu x ∆t susu
Cp Indomilk = QairMassa × ∆T
= 5100100 x (59-30)
= 5100100 x (29)
= 1,76 kal/goC
c. Susu Omela
Qair = Q susu
Qair = M susu x Cp susu x ∆t susu
Cp Omela = QairMassa × ∆T
= 4900100 x (56-30)
= 4900100 x (26)
= 1,88 kal/goC
d. Susu Frisian Flag
Qair = Q susu
Qair = M susu x Cp susu x ∆t susu
Cp Frisian Flag = QairMassa × ∆T
= 5200100 x (56-30)
= 5200100 x (26)
= 2 kal/goC
4.2.4 Cp Susu dan Pengujian
a. Susu Krimer
Cp Krimer = (1,424 x Xc) + (1,549 x Xp) + (1,657 x X L) + ( 0,387 x Xm)
= (1,424 x 6,4) + (1,549 x 0,26) + (1,657 x 1,06) + (0,387 x 0,29)
= 9,113 + 0,403 + 1,756 + 0,112
= 11,384 g
Air (Xa) = Msusu – (Xc + Xp + XL + Xm)
= 100 g – (6,4 g + 0,26 g + 1,06 g + 0,29 g)
= 100 g – 8,01 g
= 91,99 g
b. Susu Indomilk
Cp susu = (1,424 x Xc) + (1,549 x Xp) + (1,657 x X L) + ( 0,387 x Xm)
= (1,424 x 6,13)+(1,549 x 0,26) + (1,657 x 1,06) + (0,387 x 0,29)
= 8,729 + 0,403 + 1,756 + 0,109
= 10,997 g
Air (Xa) = Msusu – (Xc + Xp + XL + Xm)
= 100 g – (6,13 g + 0,26 g + 1,06 g + 0,29 g)
= 100 g – 7,74 g
= 92,26 g
c. Susu Omela
Cp susu = (1,424 x Xc) + (1,549 x Xp) + (1,657 x X L) + ( 4,157 x Xm)
= (1,424 x 6,13) + (1,549 x 0,26) + (1,657 x 1,06)+ (0,387 x 0,12)
= 8,729 + 0,403 + 1,756 + 0,046
= 10,934 g
Air (Xa) = Msusu – (Xc + Xp + XL + Xm)
= 100 g – (6,13 g + 0,26 g + 1,06 g + 0,12 g)
= 100 g – 7,57 g
= 92,43 g
d. Susu Frisian Flag
Cp susu = (1,424 x Xc) + (1,549 x Xp) + (1,675 x X L) + (0,387 x Xm)
= (1,424 x 6,21) + (1,549 x 1,08) + (1,657 x 1,08)+ (0,387 x 0,08)
= 8,843 + 1,673 + 1,789 + 0,031
= 12,336 g
Air (Xa) = Msusu – (Xc + Xp + XL + Xm)
= 100 g – (6,21 g + 0,27 g + 1,08 g + 0,08 g)
= 100 g – 7,64 g
= 92,36 g
BAB VPEMBAHASAN
Panas jenis atau panas spesifik didefinisikan sebagai jumlah panas yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat sebesar 10C. Untuk air, panas spesifiknya
adalah 4,18 Jg-1C-1. Kebanyakan zat mempunyai panas spesifik yang lebih kecil dari
air. Misalnya besi, panas spesifiknya hanya 0,452 J g-1 0C-1. Berarti lebih sedikit panas
yang diperlukan untuk memanaskan besi 1 g sebesar 10C daripada air. Besarnya
panas spesifik untuk air disebabkan karena adanya sedikit pengaruh dari laut terhadap
cuaca. Pada musim dingin air laut lebih lambat menjadi dingin dari daratan sehingga
udara yang bergerak dari laut ke darat lebih panas daripada udara dari darat ke laut.
Demikian juga dalam musim panas, air laut lebih lambat menjadi panas daripada
daratan.
Berdasarkan hasil pengamatan pengukuran suhu, penimbangan berat dan
pengukuran dengan kalorimeter pada setiap susu diperoleh kadar mineral susu Krimer
sebesar 0,29 gram, susu Indomilk memiliki kadar mineral yang sama dengan susu
Krimer yaitu sebanyak 0,29 gram, susu Omela memiliki kadar mineral sebesar 0,12
gram, dan susu Frisian Flag memiliki kadar mineral yang paling sedikit dibandingkan
dengan merk susu yang lain yaitu 0,08 gram. Perbedaan kadar mineral pada setiap
susu ini dikarenakan setiap susu memiliki mineral penyusun yang berbeda-beda baik
komposisi Kalsium, Kalium, Fosfor, maupun Natrium yang terkandung dalam susu
tersebut. Berdasarkan uraian di atas dapat diketahui bahwa susu yang baik untuk
dikonsumsi sebagai minuman kesehatan tulang dan gigi adalah susu Krimer dan susu
Indomilk karena memiliki kandungan mineral yang lebih tinggi dibandingkan dengan
susu dengan merk yang lain.
Setelah diperoleh kadar mineral yang dimiliki oleh setiap susu dari
pengukuran suhu awal air sebelum dididihkan dan suhu akhir air yang diukur saat
mendidih dapat dihitung panas jenis air. Susu Krimer memiliki panas jenis air sebesar
5200 KJ/Kg, susu Indomilk sebesar 5100 KJ/Kg, Susu Omela sebesar 4900 KJ/Kg,
serta panas jenis air untuk produk susu Frisian Flag sama dengan panas jenis air pada
susu Krimer yaitu sebesar 5200 KJ/Kg. Sehingga dapat dihitung lagi panas jenis susu
yang diukur suhu awal susu, suhu akhir susu dan pengukuran suhu susu setiap 2
menit secara berturut-turut dalam kalorimeter selama 6 menit dan diperoleh hasi
panas jenis susu Krimer sebesar 2 kal/goC, panas jenis susu Indomilk sebesar 1,76
kal/goC, panas jenis susu Omela sebesar 1,88 kal/goC, dan panas jenis susu Frisian
Flag sebesar 2 kal/g0C.
Perhitungan terakhir yakni perhitungan Cp susu dan pengujian. Dari
pengujian yang telah dilaksanakan diperoleh Cp susu Krimer sebesar 11,384 gram,
Cp susu Indomilk sebesar 10,997 gram, Cp susu Omela sebesar 10,934 gram, dan Cp
susu Frisian Flag sebesar 12,336 gram. Berdasarkan uraian di atas diperoleh Cp susu
antara susu Krimer, susu Indomilk dan susu Omela memiliki Cp susu yang tidak jauh
berbeda, hal ini dikarenakan jumlah mineral yang dimiliki oleh setiap susu ini dalam
jumlah yang hampir sama. Sedangkan susu Frisian Flag memiliki kandungan mineral
yang paling sedikit dibandingkan dengan semua susu yang diuji. Namun susu Frisian
Flag memiliki Cp susu yang paling besar dibandingkan dengan ke tiga merk susu
yang lain yaitu sebesar 12,336 gram. Hal ini disebabkan karena susu Frisian Flag
memiliki berat bersih yang lebih kecil yaitu sebesar 370 gram dalam 100 gram susu
kaleng, sehingga komposisi karbohidrat, protein, dan lemaknya relatif lebih banyak
dibandingkan dengan merk susu yang lain.
Susu Krimer dan Indomilk memiliki kandungan mineral yang sama yaitu 0,29
gram sedangkan pada susu Omela sebesar 0,12 gram dan susu Frisian Flag lebih kecil
dari susu yang lain yaitu 0,08 gram. Perbedaan ini diketahui bahwa susu yang
memiliki kualitas baik dalam menjaga kesehatan tulang dan gigi adalah susu Krimer
dan susu Indomilk karena memiliki kadar mineral yang lebih tinggi dibandingkan
dengan susu Omela dan susu Frisian Flag pada 100 gram berat sampel susu. Namun
susu yang sangat baik untuk pertumbuahan dan perkembangan serta menjaga
kesehatan tubuh adalah susu Frisian Flag karena memiliki berat bersih yang lebih
kecil dibandingkan dengan susu yang lain sehingga komposisi dari karbohidrat,
lemak, dan protein dari susu tersebut relatif lebih besar.
Kalorimeter digunakan untuk menjaga tingkat panas atau suhu susu agar
panas atau kalor susu dapat tetap dipertahankan. Sehingga tidak terjadi kerusakan
zat-zat kimia pada bahan penyusun susu. Terutama protein susu yang sangat peka
terhadap panas karena protein mudah mengalami denaturasi pada suhu tinggi atau
suhu sterilisasi. Susu dapat tetap dipertahankan panas spesifiknya dalam kalorimeter
dengan sekat yang bagus sehingga tidah mudah tercemar dengan pengaruh suhu dari
luar kalorimeter.
Panas spesifik (Cp) yang baik untuk satuan gram susu adalah Cp dalam
jumlah yang cukup tinggi dengan persentase zat kimia yang baik di dalamnya. Jumlah
zat kimia yang seimbang akan mempengaruhi Cp susu. Cp susu dikatakan baik
apabila kandungan zat gizi dalam susu berada dalam jumlah yang cukup untuk
dikonsumsi oleh tubuh. Dalam hal ini Frisian Flag merupakan susu yang baik untuk
dikonsumsi karena memiliki Cp yang relatif tinggi dibandingkan dengan susu
Krimer, susu Indomilk, dan susu Omela.
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi panas spesifik (Cp) adalah besarnya
jumlah energi (Q) yang berikan pada suatu fluida akan mempengaruhi panas spesifik
dari suatu fluida tersebut, selain itu pengaruh dari perubahan suhu berbanding terbalik
dengan jumlah energi yang diberikan sehingga apabila suhu yang diberikan pada
suatu fluida semakin besar, maka panas spesifik dari suatu fluida akan besar pula.
Serta berat dari suatu fluida tersebut karena apabila fluida memiliki berat yang lebih
tinggi maka panas spesifik yang dibutuhkan juga akan semakin besar untuk
menaikkan suhu dari fluida tersebut.
BAB VIPENUTUP
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan dapat ditarik
beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Panas jenis atau panas spesifik merupakan banyaknya panas yang diperlukan
untuk menimbulkan kenaikan suhu yang sama dan berbeda-beda dari suatu bahan
ke bahan lainnya.
2. Perbandingan Panas Spesifik (Cp) dari masing-masing susu yaitu susu krimer,
susu indomilk, susu omela dan susu frisian flag tidak mengalami perbedaan yang
signifikan, karena kandungan mineral dari masing-masing susu hampir sama.
3. Panas Spesifik maing-masing susu antara lain susu krimer 11,384 gram, susu
indomilk 10,997 gram, susu omela 10,934 gram, dan susu frisian flag yaitu
12,336 gram.
4. Kandungan mineral paling sedikit terdapat pada susu frisian flag yaitu 0,08 gram
sedangkan susu yang memiliki kandungan mineral yang paling banyak yaitu
pada susu krimer dan susu indomilk sebesar 0,29 gram sedangkan susu omela
sebesar 0,12 gram.
5. Frisian flag memiliki panas spesifik (Cp) yang lebih besar dibandingkan dengan
susu yang lain yaitu sebesar 12,336 gram. Hal ini disebabkan karena susu frisian
flag memiliki berat bersih yang lebih kecil yaitu sebesar 370 gram dalam 100
gram susu, sehingga komposisi karbohidrat, protein, dan lemaknya lebih banyak
dari susu yang lain.
6.2 Saran
Praktikan harus lebih hati-hati dan teliti dalam melakukan praktikum,
khususnya pada penentuan komposisi susu, dan penentuan nilai temperatur susu tiap
dua menit.
BAB IPENDAHULUAN
1.5. Latar Belakang
Tanpa disadari setiap hari manusia selalu berhubungan dengan fluida.
Instalasi perpipaan air pada rumah yang ditempati merupakan contoh penggunaan
fluida dalam kehidupan sehari-hari. Fenomena pada fluida yang dapat dilihat dalam
kehidupan sehari-hari antara lain, benturan air antara pipa ketika keran air ditutup
secara tiba-tiba. Pusaran air yang dilihat ketika air di dalam bak mandi dikeluarkan
melalui lubang pembuangannya. Radiator air atau uap panas untuk memanaskan
rumah dan radiator pendingin dalam sebuah mobil yang bergantung pada aliran fluida
agar dapat memindahkan panas dengan efektif.
Perkembangan dunia industri yang semakin pesat beriringan dengan
memasuki era globalisasi, sangat banyak sekali dilakukan penemuan-penemuan yang
dikembangkan lewat penelitian yang dilakukan oleh para ahli dan enginnering
dengan tujuan untuk mengetahui nilai bilangan Reynold (Re) suatu fluida dari
berbagai jenis pipa.
Fluida berperan penting di dalam dunia industri pangan. Kebanyakan industri
menggunakan fluida yang mengalir pada pipa tertutup sehingga masalah utama yang
sering terjadi adalah gesekan sepanjang pipa sulit untuk diamati, dan terbentuknya
turbulensi akibat gerakan relatif dalam molekul fluida yang dipengaruhi oleh
viskositas fluida. Oleh karena itu, perlu dilakukan percobaan pengukuran bilangan
Reynold untuk mengetahui jenis aliran pada produk pangan sehingga memudahkan
dalam pengolahan produk yang mengggunakan fluida.
1.6. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari aliran yang melalui
pipa kapiler dan untuk mengetahui arti aliran laminer dan turbulen dan menentukan
kecepatan transisi antara kedua aliran.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Bilangan Reynold
Bilangan Reynold adalah rasio antara gaya inersia terhadap gaya viskos yang
mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran
tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentifikasikan jenis aliran yang berbeda,
misalnya aliran laminar dan turbulen. Rumus bilangan Reynold umumnya yaitu
kerapatan atau densitas (ρ) dikali dengan kecepatan fluida (vs) dan panjang
karakteristik (L), terhadap μ atau viskositas absolut fluida dinamis atau kecepatan
fluida (vs) dikali dengan L atau panjang karakteristik serta dibagi dengan v atau
viskositas kinematik fluida atau biasa dikenal juga dengan perbandingan antara gaya
inersia terhadap gaya viskositas dari suatu fluida (Wibhisana, 2013).
2.2 Definisi fluida
Definisi yang lebih tepat untuk membedakan zat padat dengan fluida adalah
dari karakteristik deformasi bahan-bahan tersebut. Zat padat dianggap sebagai bahan
yang menunjukkan reaksi deformasi yang terbatas ketika menerima atau mengalami
suatu gaya geser (shear). Sedangkan fluida memperlihatkan fenomena sebagai zat
yang terus menerus berubah bentuk apabila mengalami tegangan geser, dengan kata
lain yang dikategorikan sebagai fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan
tegangan geser tanpa berubah bentuk. Jadi dapat disimpulkan bahwa fluida itu
merupakan suatu zat yang dapat dengan mudah berubah bentuk, tergantung dari
tempat fluida itu berada. Fluida dapat dikatakan statis bila fluida tersebut dalam
keadaan tidak bergerak atau diam pada suatu wadah dan dapat dikatakan kinematis
bila fluida tersebut bergerak secara terus menerus (continue) akibat adanya suatu gaya
gesek atau gaya tekan seberapapun kecilnya (Priyanto, 2012).
2.3 Aliran Dalam Fluida
Banyak kriteria yang dapat digunakan untuk mengklasifikasikan fluida
sebagai contoh aliran dapat digolongkan sebagai aliran steady dan unsteady, satu,
dua, atau tiga dimensi, seragam atau tidak seragam, laminer atau turbulen, dapat
mampat atau tidak dapat mampat. Selain itu, aliran gas ada yang subsonik, transonik,
supersonik atau hipersonik, sedangkan zat cair yang mengalir disalurkan terbuka ada
yang sub kritis, kritis, atau super kritis (Setiawan, 2010).
2.4 Aliran Berdasarkan Pergerakannya
Berdasarkan pergerakannya secara garis besar dapat dibedakan atau
dikelompokkan berdasarkan jenis aliran antara lain adalah aliran tunak (steady),
merupakan aliran dimana kecepatannya tidak terpengaruh oleh perubahan waktu
sehingga kecepatan konstan pada setiap titik (tidak mempunyai percepatan). Aliran
seragam (uniform) merupakan suatu aliran yang tidak terjadi perubahan baik besar
maupun arah, dengan kata lain tidak terjadi perubahan kecepatan dan penampang
lintasan. Aliran tidak tunak (unsteady) yaitu suatu aliran di mana terjadi perubahan
kecepatan terhadap waktu. Serta aliran tidak seragam (non uniform) yaitu suatu aliran
dalam kondisi berubah baik kecepatan maupun penampang (Setiawan, 2010).
2.5 Aliran Berdasarkan Gaya Yang Bekerja
Berdasarkan gaya yang bekerja pada aliran tersebut dapat diklasifikasikan
antara lain adalah aliram laminer merupakan aliran dengan fluida yang bergerak
dalam lapisan-lapisan, atau lamina-lamina dengan satu lapisan meluncur secara
merata. Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminer ke aliran
turbulen. Ketika kecepatan aliran itu bertambah atau viskositasnya berkurang (dapat
disebabkan temperatur meningkat) maka gangguan-gangguan akan terus teramati dan
semakin membesar serta kuat yang akhirnya suatu kedaan peralihan tercapai. Dan
aliran turbulen adalah aliran dimana pergerakan dari partikel-partikel fluida sangat
tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan,
yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida
yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi
yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata (Setiawan, 2010).
2.4 Perbedaan Aliran Laminar dan Aliran Turbulen
Perbedaan yang mendasar antara aliran laminer dan turbulen adalah bahwa
gerakan olakan/acak pada aliran turbulen jauh lebih efektif dalam pengangkutan
massa serta momentum fluidanya daripada gerak molekulernya. Tidak ada hubungan
yang bisa dipastikan secara teoritis antara medan tekanan dan kecepatan rata-rata
pada aliran turbulen sehingga pada analisa aliran turbulen dilakukan dengan
pendekatan empiris (Faruk, 2012).
2.5 Pengertian Viskositas
Viskositas fluida merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap
deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan,
kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas zat cair cenderung
menurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur hal ini disebabkan gaya –
gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan
semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunya
viskositas dari zat cair tersebut (Ridwan, 2010).
BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM
3.1 Waktu Dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 06 Desember 2015 di
Laboratorium Teknik dan Konservasi Lingkungan Pertanian Fakultas Teknologi
Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.
3.2 Alat dan Bahan Praktikum
3.2.1 Alat-alat praktikum
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah satu set pipa
aliran kapiler, bak penampung, stopwatch dan gelas ukur.
3.2.2 Bahan-bahan praktikum
Adapun bahan – bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah air dan zat
berwarna.
3.3 Prosedur Kerja
Adapun langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah sebagai
berikut:
1. Disiapkan peralatan dan bahan praktikum.
2. Dialirkan air dalam pipa kemudian dicampurkan dengan zat pewarna
3. Dilakukn percobaan untuk aliran laminer, transisi, dan turbulen
4. Diulang masing-masing perlakuan sebanyak tiga kali ulangaan
5. Dihitung bilangan Reynold untuk setiap aliran
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel 1. Tabel Hasil Pengamatan Aliran Laminar, Transisi dan Turbulen
AliranVolume (ml)
Rata-rata (m3) Re1 2 3
Laminar 400 300 300 3,33 x 10-4 1450Transisi 250 600 300 3,83 x 10-4 2400Turbulen 400 500 500 4,66 x 10-4 9300
4.2. Hasil Perhitungan
Diketahui: ρ = 1 kg/m3
D = 0,02 m → r = 0,01 m
μ = 0,804 x 10-6 m2
A = π r2 = 3,14 (0,01)2
= 3,14 x 10-4 m2
1. Aliran Laminer
a. Q = Vt
= 3,33 x 10-4 18,23
= 1,83 x 10-5 m3/s
b. v = QA
= 1,83 x 10-5
3,14 x 10-4
= 5,83 x 10-2m/s
c. Re = v x ρ x Dμ
= 0,0 583 x 1 x 0,020,804 x 10 -6
= 1450
2. Aliran Transisi
a. Q = Vt
= 3,383 x 10- 6 12
= 3,19 x 10-5 m3/s
b. v = QA
= 3,19 x 10- 5
3,14 x 10-4
= 1,01 x 10-1 m/s
c. Re = v x ρ x Dμ
= 0,1 01 x 1 x 0,020,804 x 10-6
= 2400
3. Aliran Turbulen
a. Q = Vt
= 4,66 x 10-4
3 ,95
= 1,179 x 10-4 m3/s
b. v = QA
= 1, 179 x 10-4
3,14 x 10-4
= 3,75 x 10-1 m/s
c. Re = v x ρ x Dμ
= 0,375 x 1 x 0,020,804 x 10-6
= 9300
BAB VPEMBAHASAN
Kebanyakan produk pangan cair mudah mengalami kerusakan. Berbagai
faktor penyebab kerusakan disebabkan karena adanya pemanasan yang sangat tinggi
yang tidak disesuaikan dengan kecepatan dari aliran fluida yang diberikan sehingga
semakin lama akan merusak kandungan gizi yang terdapat dalam bahan pangan
seperti susu, kecap, saos, dan telur cair. Oleh karena itu pengetahuan tentang cara
pengolahan bahan pangan dengan baik terhadap produk pangan cair harus diketahui
terlebih dahulu, khususnya penyesuaian terhadap aliran-aliran yang bekerja pada
produk pangan sehingga produk pangan akan mudah untuk diolah dan diberikan
perlakuan yang sesuai sehingga tidak merusak kandungan bahan pangan, baik
kandungan fisik, kimia dan biologis bahan pangan.
Bilangan Reynold adalah rasio antara gaya inersia terhadap gaya viskos yang
mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran
tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentifikasikan jenis aliran yang berbeda,
misalnya aliran laminar, transisi maupun turbulen. Dikategorikan aliran laminar bila
aliran tersebut mempunyai bilangan Reynold kurang dari 2300, Untuk aliran transisi
berada pada bilangan Reynold antara 2300 sampai 4000 biasa juga disebut sebagai
bilangan Reynolds kritis, sedangkan aliran turbulen mempunyai bilangan Reynold
lebih dari 4000.
Percobaan pertama dilakukan untuk menentukan nilai dari bilangan Reynold
untuk masing-masing aliran. Dimana aliran lamban, dilakukan pengukuran volume
fluida dengan masing-masing volume dihasilkan 400 ml, 300 ml, dan 300 ml dengan
volume rata-rata tampungan zat berwarna sebanyak 3,33 x 10 -4 m3 dalam waktu rata-
rata 18,23 sekon dan diperoleh bilangan Reynold bernilai 1450, perolehan nilai Re ini
sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa aliran dengan bilangan Re < 2300
termasuk ke dalam aliran laminer, sehingga dapat diketahui bahwa aliran lamban ini
merupakan aliran laminar. Pada percobaan kedua dengan aliran sedang diperoleh
masing-masing volume yaitu 250 ml, 600 ml, dan 300 ml dengan volume rata-rata
tampungan zat berwarna yang dihasilkan sebanyak 3,83 x 10-4 m3 dalam waktu rata-
rata 12 s dimana perolehan nilai ini diperoleh bilangan Reynold sebesar 2400,
perolehan nilai ini sesuai dengan teori yang mengemukakan bahwa aliran yang
memiliki bilangan Reynold diantara 2300 sampai 4000 termaksud dalam aliran
transisi, sehingga dapat diketahui bahwa aliran ini merupakan aliran transisi.
sedangkan pada percobaan terakhir digunakan aliran yang cepat dengan volume yang
dihasilkan masing-masing 400 ml, 500 ml, dan 500 ml dengan volume rata-rata
tampungan zat berwarna biru sebanyak 4,66 x 10-4 m3 dalam waktu 3,95 s, dimana
dari perolehan ini didapatkan nilai bilangan Reynold sebesar 9300 sehingga dapat
diketahui bahwa aliran ini merupakan aliran turbulen dengan nilai Re > 4000.
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan dapat diketahui bahwa masing-
masing aliran menghasilkan bilangan Reynold yang sangat menonjol. Hal Ini
dikarenakan perbedaan kecepatan aliran yang digunakan. Semakin cepat aliran
semakin banyak volume tampungan zat berwarna yang didapatkan dan berbaanding
terbalik dengan lama waktu mengalirnya zat berwarna dalam pipa, dengan luas
penampang pipa yang digunakan tetap. Sehingga diketahui jika aliran semakin
lamban maka aliran tersebut lebih condong bersifat laminar, dan semakin cepat aliran
maka aliran tersebut akan semakin condong bersifat turbulen.
Viskositas fluida merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap
deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan,
kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas zat cair cenderung
menurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur hal ini disebabkan gaya –
gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan
semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunya
viskositas dari zat cair tersebut
Tekanan dari masing-masing aliran berbeda-beda, dimana aliran lamban
diberikan gaya (F) pada luas penampang (A) yang sangat kecil sehingga tekanan (P)
dari fluida juga menjadi kecil serta berdanpak pada volume zat yang sedikit pula.
Sedangkan pada aliran cepat, gaya (F) yang diberikan juga cepat pada luas
penampang (A) yang sama sehingga tekanan (P) yang dihasilkan oleh aliran cepat
juga sangat besar dan volume yang dihasilkan semakin banyak akibat gaya yang
besar diberikan pada penampang tersebut.
Aplikasi dari penggunaan tiga jenis aliran yakni aliran laminar, transisi dan
turbulen ini digunakan pada industri pengolahan bahan pangan untuk mendapatkan
hasil produk yang diinginkan. Aplikasi ini digunakan mulai dari proses pengolahan,
proses pengemasan dan proses pengawetan produk pangan seperti sari buah, telur cair
dan susu. Proses pengolahan adalah kombinasi proses untuk sterilisasi, dimana
produk yang sudah steril dikemas dalam suatu ruangan yang sudah steril. Pemanasan
dapat dilakukan pada suhu tinggi dengan waktu yang cepat (aliran turbulen) dan
dilakukan pada suhu yang rendah dalam waktu yang lebih lama (aliran laminar).
Contoh lain yakni untuk mendapatkan homogenitas pemanasan yang baik untuk
produk pangan agar tidak merusak kandungan gizi bahan.
BAB VIPENUTUP
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan, maka dapat
ditarik beberapa kesimbulan sebagai berikut;
1. Bilangan Reynolds merupakan bilangan yang tidak berdimensi yang dapat
membedakan suatu aliran, apakah aliran itu dinamakan aliran laminar, transisi
atau turbulen.
2. Aliran laminar memiliki bilangan Reynold < 2300, aliran transisi memiliki
bilangan Reynold diantara 2300 sampai 4000, dan aliran turbulen memiliki
bilangan Reynold > 4000.
3. Percobaan pertama dengan aliran lamban merupakan aliran laminer karena
bilangan Reynold yang diperoleh adalah 1540, percobaan kedua dengan aliran
sedang merupakan aliran transisi dengan bilangan Reynold sebesar 2400, dan
percobaan terakhir dengan aliran cepat menghasilkan bilangan Reynold sebesar
9300 adalah aliran turbulen.
4. Aplikasi dari aliran bilangan Reynold ini digunakan untuk pengawetan dan
pengemasan produk pangan khususnya yang menggunakan sistem fluida.
5. Contoh produk pangan yang menggunakan aplikasi ini adalah sari buah, sirup,
saos kecap, dan telur cair.
6.2 Saran
Praktikan harus lebih hati-hati dalam melakukan percobaan karena aliran
berjalan dalam waktu yang sangat cepat sehingga praktikan harus lebih teliti dalam
mengamati laju aliran agar diperoleh hasil yang maksimum.
BAB IPENDAHULUAN
1.7. Latar Belakang
Kelangkaan dan kesulitan mendapatkan air bersih dan layak dikonsumsi
menjadi permasalahan yang mulai muncul dibanyak tempat di Indonesia yang salah
satunya menimpa masyarakat yang tinggal di daerah pesisir pantai. Sebagian besar
sumber air yang didapat merupakan air laut. Sehingga untuk mendapatkan air bersih
perlu adanya pemrosesan atau pengolahan air laut menjadi air tawar dan air bersih.
Air bersih yang dimaksud adalah air yang bebas dari kotoran, bakteri yang
merugikan, dan zat-zat lain yang bersifat merugikan bagi kesehatan manusia. Tidak
jarang daerah yang mengalami krisis air bersih. Pengolahan air laut untuk dijadikan
air minum dengan proses destilasi telah menjawab semua permasalahan krisis air
bersih di atas. Ada berbagai cara yang sering dilakukan untuk mendapatkan air bersih
yaitu perebusan, penyaringan, destilasi dan lain - lainnya.
Cara perebusan dilakukan hanya untuk mematikan kuman dan bakteri-bakteri
yang merugikan, namun kotoran yang berupa padatan-padatan kecil tidak bisa
terpisah dengan air. Penyaringan digunakan hanya untuk menyaring kotoran-kotoran
yang berupa padatan kecil, namun kuman dan bakteri yang merugikan tidak bisa
terpisah dari air. Cara destilasi merupakan cara yang efektif digunakan untuk
menghasilkan air bersih yang bebas dari kuman, bakteri, dan kotoran yang berupa
padatan kecil. Pada proses destilasi, yang diambil hanya air kondensatnya, kuman dan
bakteri akan mati oleh proses pemanasan, dan kotoran akan mengendap di dasar
basin. Oleh karena itu perlu untuk dilakukan praktikum keseimbangan massa dan
energi untuk destilasi air laut.
1.8. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui keseimbangan
massa dan energi untuk destilasi air laut.
BAB IIITINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Destilasi
Destilasi adalah proses pemisahan garam dan mineral lainnya dari air laut dan
air payau dengan cara pemanasan guna mendapatkan air murni (air bersih). Pada
proses destilasi tenaga surya, air laut dipanaskan dengan tenaga surya di dalam
kolektor kemudian uap air yang dihasilkan dikondensasikan untuk memperoleh air
tawar. Proses ini menghasilkan air tawar yang sangat tinggi kemurnianya
dibandingkan dengan proses lain (Melda, 2012).
2.2. Jenis-jenis Destilasi
Destilasi memiliki berbagai jenis antara lain (1) Destilasi Sederhana atau
destilasi biasa, merupakan teknik pemisahan secara kimia untuk memisahkan dua
atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. (2) Destilasi
Fraksionasi atau destilasi bertingkat, merupakan destilasi yang sama prinsipnya
dengan destilasi sederhana, hanya destilasi bertingkat ini memiliki rangkaian alat
kondensor yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen yang
memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan. (3) Destilasi Azeotrop merupakan
destilasi yang memisahkan campuran azeotrop, campuran dua atau lebih komponen
yang sulit dipisahkan. (4) Destilasi uap adalah istilah yang secara umum digunakan
untuk destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak larut dalam air. Dan (5)
Destilasi Vakum, merupakan destilasi dengan memisahkan dua kompenen yang titik
didihnya sangat tinggi (Walangare, 2013).
2.3. Prinsip kerja destilasi
Prinsip kerja destilasi merupakan cara untuk mendapatkan air bersih melalui
proses penyulingan air kotor. Pada proses penyulingan terdapat proses perpindahan
panas, penguapan, dan pengembunan. Perpindahan panas terjadi dari sumber panas
menuju air kotor. Jika air terus-menerus dipanaskan maka akan terjadi proses
penguapan. Uap ini jika bersentuhan dengan permukaan yang dingin maka akan
terjadi proses kondensasi pada permukaan tersebut. Proses destilasi yang diambil
hanyalah air kondensatnya, kuman dan bakteri akan mati oleh proses pemanasan, dan
kotoran akan mengendap di dasar basin. Pada destilasi air laut ini kebanyakan
menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber panas, sedangkan ketersediaan bahan
bakar tersebut semakin berkurang, maka diperlukan sumber energi yang lain. Salah
satunya yang bisa digunakan yaitu energi matahari (Astawa, 2011).
2.4. Cara Kerja Alat Destilasi
Cara Kerja Alat Destilasi mula-mula bahan penyimpan panas (stainlees steel,
seng dan aluminium) diletakkan di atas plat penyerap basin bagian bawah. Air laut
dimasukkan ke dalam setiap basin, radiasi matahari akan yang menyinari plat
penyerap yang berada pada basin bawah. Dengan adanya plat penyerap dan bahan
penyimpan panas akan membantu pemanasan air laut pada setiap basin hingga malam
hari sehingga air laut pada setiap basin dapat menguap. Air laut pada setiap basin
akan menguap dan naik ke atas dan uap air akan menempel pada kaca penutup
disetiap basin secara kontinu. Akibat adanya perbedaan temperatur pada setiap basin
dengan lingkungan maka terjadi kondensasi pada setiap kaca penutup dan mengalir
mengikut kemiringan kaca penutup kemudian ditampung pada penampung kondensat
(Mulyanef, 2012).
2.5. Air Limbah
Air limbah adalah air yang telah digunakan manusia dalam berbagai
aktivitasnya. Air limbah tersebut dapat berasal dari aktivitas rumah tangga,
perkantoran, pertokoan, fasilitas umum, industri maupun dari tempat-tempat lain.
Atau, air limbah adalah air bekas yang tidak terpakai yang dihasilkan dari berbagai
aktivitas manusia dalam memanfaatkan air bersih. Air limbah yang tidak diolah
terlebih dahulu dan dibuang secara terus menerus akan memberikan dampak negatif
terhadap kesehatan lingkungan, baik di daerah penghasil limbah maupun diluarnya.
Contoh yang sering terjadi adalah tercemarnya daerah pantai karena bermuaranya
sungai-sungai yang tercemar pada daerah tersebut (Supriyatno, 2012).
2.6. Titik Didih
Titik didih adalah suhu dimana cairan mendidih, dimana tekanan uap sebuah
zat cair sama dengan tekanan eksternal yang dialami cairan. Larutan dapat dibagi
menjadi dua berdasarkan nilai titik didih zat terlarut. Pertama adalah titik didih zat
terlarut lebih kecil daripada pelarutnya sehingga zat terlarut lebih mudah menguap.
Yang kedua adalah zat terlarut lebih besar daripada pelarutnya dan jika dipanaskan
pelarut lebih dulu menguap. Kenaikan titik didih larutan bergantung pada jenis zat
terlarutnya.Titik didih suatu larutan dapat lebih tinggi ataupun lebih rendah dari titik
didih pelarut, bergantung pada kemudahan zat terlarut tersebut menguap. Selisih titik
didih larutan dengan titik didih pelarut disebut kenaikan titik didih ( ΔTb ). ΔTb =
titik didih larutan - titik didih pelarut. Menurut hukum Raoult, besarnya kenaikan titik
didih larutan sebanding dengan hasil kali dari molalitas larutan (m) dengan kenaikan
titik didih molal (Kb). Oleh karena itu, kenaikan titik didih dapat dirumuskan seperti
berikut ΔT = Kb . m, dimana ΔT = kenaikan titik didih molal, Kb = tetapan kenaikan
titik didih molal, dan m = molalitas larutan (Wira, 2013).
BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM
3.7. Waktu Dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu tanggal 6 Desember 2015 di
Parkiran Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.
3.8. Alat dan Bahan Praktikum
3.2.3. Alat praktikum
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah kolektor
bertingkat, thermometer, thermokopel, stopwatch dan gelas ukur.
3.2.4. Bahan praktikum
Adapun bahan – bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain satu
galon air laut.
3.9. Prosedur Kerja
Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah sebagai berikut: 11. Diletakkan alat destilator menghadap sinar matahari
12. Dimasukkan air laut sebanyak yang diperlukan untuk memenuhi alat kolektor
bertingkat.
13. Diletakkan thermometer dan thermokopel masing-masing pada air
laut,dinding kaca bagian dalam,dinding kaca bagian luar,dinding alat
destilator, dan pada lingkungan
14. Diambil data setiap satu jam selama 8 jam
15. Diambil data radiasi sinar mataharidan kecepatan angin yang diperoleh dari
data Stasiun Meteorologi dan Geofisika Selaparang.
16. Dihitung dan dianalisis setiap data primer dengan setiap persamaan-
persamaan yang ada.
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1 Hasil Pengamatan
4.1.1 Gambar alat dan Keterangan
Keterangan :
1. Thermometer dalam kaca
2. Thermometer luar kaca
3. Thermometer dinding
4. Kaca kolektor
5. Thermometer lingkungan
6. Wadah bertingkat
7. Pipa alir
8. Wadah penampung
9. Thermokopel
10. Termokontrol
4.1.2 Tabel Pengamatan
Jam T dalam kaca (0C)
T air laut (0C)
T dinding (0C)
T luar kaca (0C)
T lingkunagn (0C)
Va Tampungan (M3)
Ket(Warna)
10.00 40 41 32 31 30 0 bening
11.00 45 54 44 34 34 0 bening
12.00 50 62 50 42 41 8 bening
13.00 59 67 54 45 42 10 bening
14.00 68 70 60 48 45 12 bening
15.00 60 65 55 40 40 18 bening
16.00 55 60 50 39 38 19 bening
17.00 50 57 48 38 33 20 bening
Diketahui:
I max = 177,8 kal = 741,07 joule
I min = 0,00 kal = 0 joule
V angin = 8 knot = 14,4 km/jam
t = 8 jam
β = 150
θ = 480
n = 2669 jam
Kc = Ki = 0,78
Rb = 0,7478
Rd = 8
T air laut = 30,275 = 303,275 K
Tlingkungan = 32oC = 305 K
T1max = 36oC = 309 K (permukaan dalam kaca)
T1min = 30oC = 303 K (permukaan luar Kaca)
Isc = 1353
γ = 21,348
v = 20
x = 0,43
e = 5,672 x10-4
α.γ = 0,86
(γ β)1 = 0,76
L1 = 0,15
T = 5,6097 x 10-4
4.2 Hasil Perhitungan
4.2.1 Radiasi yang sampai di bumi
I = (I max – I min) sin n (t - (t-1) ) + I min
= (741,07 – 0,00) sin 2669 (8 – (8 – 1) + 0,00
= 741,07 x 0,515
= 381,679 joule
4.2.2 Penentuan Keawanan
I0 = Isc T ((1 + 0,33 cos 360 x n) / 370)
= 1353 (5,6097 x 10-4) ((1 + 0,33 cos 360 x 2669) / 370)
= (7589,92 x 10-4 ) ((3549,77) / 370)
= 29,126 joule
aw = I n/I0
= 381,679 – (29,126)
= 352,552 joule
4.2.3 Penentuan energi hilang
Rb = Cos (θ + β) cos cos x + sin (θ + β) sin γ
= cos (48 + 15) cos 0,78 cos 0,43 + sin (48 + 15) sin 21,438
= (0,4539) (0,9999) (0,9999) + (0,8910) (0,3654)
= 0,7793
= 0,7478
Rd = 8
Id = 0,16 x In
= 0,16 x 381,679
= 61,06864
Ib = In – Id
= 381,679 – 61,06864
= 320,61036
Qabs = (α.γ) Ib Rb + (γ β)1 Id Rd
= (0,86) (320,61036) (0,7478) + (0,76) (61,06864) (8)
= 577,484
4.2.4 Penentuan E terkumpul
A = 0,48
H2 = Rb x 30 x 14,4
= 0,7478 x 30 x 14,4
= 323,0496
uL3 = 1L1k1
+1h2
= 10,150,78
+10,43
= 5,182
Q = UL3A x (T1max - T1min)
= 5,182 x 0,48 x (309ok - 303ok)
= 14, 92416
4.2.5 Penentuan Q total
Q total = e . (Tal4 – T lingk4)
= 5,672 x 104 x (303,2754-3054)
= 5,672 x 104 x 19411
= 110099,192 x 104
4.2.6 Penentuan Q efisien
Qef = Q totalQabs
= 110099,192 x 104577,484
= 190,653
4.2.7 Kapasitas
= Volume TampunganWaktu
= 208
= 2,5
BAB VPEMBAHASAN
Ada berbagai cara yang sering dilakukan untuk mendapatkan air bersih yaitu
perebusan, penyaringan, destilasi dan lain–lainnya. Cara perebusan dilakukan hanya
untuk mematikan kuman dan bakteri–bakteri yang merugikan, namun kotoran yang
berupa padatan–padatan kecil tidak bisa terpisah dengan air. Penyaringan digunakan
hanya untuk menyaring kotoran–kotoran yang berupa padatan kecil, namun kuman
dan bakteri yang merugikan tidak bisa terpisah dari air. Cara destilasi merupakan cara
yang efektif digunakan untuk menghasilkan air bersih yang bebas dari kuman,
bakteri, dan kotoran yang berupa padatan kecil. Pada proses destilasi, yang diambil
hanya air kondensatnya, kuman dan bakteri akan mati oleh proses pemanasan, dan
kotoran akan mengendap di dasar basin.
Destilasi merupakan cara untuk mendapatkan air bersih melalui proses
penyulingan air kotor. Pada proses penyulingan terdapat proses perpindahan panas,
penguapan, dan pengembunan. Perpindahan panas terjadi dari sumber panas menuju
air kotor. Jika air terus-menerus dipanaskan maka akan terjadi proses penguapan. Uap
ini jika bersentuhan dengan permukaan yang dingin maka akan terjadi proses
kondensasi pada permukaan dingin tersebut. Pada proses destilasi yang diambil
hanyalah air kondensatnya, kuman dan bakteri akan mati oleh proses pemanasan, dan
kotoran akan mengendap di dasar basin. Pada destilasi air laut ini kebanyakan
menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber panas, sedangkan ketersediaan bahan
bakar tersebut semakin berkurang, maka diperlukan sumber energi yang lain. Salah
satunya yang bisa digunakan yaitu energi matahari. Pada sistem destilasi air laut
tenaga surya, plat penyerap sangat berperan penting karena berfungsi sebagai
penyerap intensitas radiasi matahari dan mengkonversikannya menjadi energi panas.
Air yang digunakan dalam praktikum ini adalah air yang diambil langsung
dari laut sebanyak 1 galon, percobaan dilakukan selama 8 jam pengamatan.
Dilakukan langsung dibawah sinar matahari pada pukul 10.00 sampai selesai karena
pada pukul 10.00 matahari mengeluarkan intensitas sinar yang optimum dengan sudut
datang penyinaran matahari yang sangat baik. Hasil yang diperoleh dari pengamatan
tersebut adalah, pada 2 jam pengamatan pertama tidak diperoleh tampungan (air yang
menguap). Dengan kenaikan suhu yang terus terjadi di dalam kolektor yang
disebabkan karena sinar matahari yang terus memasuki kolektor dan memanasi
semua permukaan kolektor dengan pemanasan secara radiasi, kemudian kolektor
meneruskan panas menuju permukaan air dengan cara konveksi panas terus
terkumpul di dalam kolektor sehinggga pada 3 jam pengamatan mulai terbentuknya
Penguapan terjadi pada suhu 50oC, ini dikarenakan ketika air sudah direaksikan
dengan garam titik didih air diperkirakan turun sehingga pada suhu dibawah 100oC
air sudah mulai menguap, dengan kenaikan suhu yang terus berjalan volume
tanpungan semakin bertambah hingga pada 1 jam pengamatan terakhir diperoleh
volume tampungan sebanyak 20m3 dengan perolehan tampungan yang terasa sudah
tidak mengandung garam, sehingga dapat dikonsumsi langsung karena air yang
diperoleh sudah bersih dan tidak berbau.
Berdasarkan perhitungan dalam percobaan yang dilaksanakan, radiasi yang
sampai dibumi sebesar 381,679 joule dan potensi awan sebesar 352,552 joule, dengan
radiasi yang lebih besar dari potensi awan, pada kondisi ini dari analisis yang
didapatkan energi air laut yang hilang sebesar 577,484 joule dan energi yng
terkumpul pada destilator untuk menguapkan air laut dari suhu awal hingga suhu
maksimum sebesar 14,92416 joule. Dari pengamatan dan perhitungan diperoleh nilai
efisiensi dari destilator sebesar 190,653 joule yang menunjukkan bahwa destilator dan
tingkat pengamatan yang sangat baik. Dengan volume tampungan yang didapatkan
selama 8 jam sebesar 20 m3 berarti jumlah tampungan 2,5 m3 setiap 1 jam
pengamatan. Besarnya kapasitas penyinaran matahari yang didapatkan oleh bumi dan
semakin sedikitnya awan yang tekumpul di atmosfer maka akan memperbesar energi
yang hilang pada air laut sehingga volume tampungan air tawar yang didapatkan akan
semakin banyak dan waktu yang digunakan akan lebih singkat dan tingkat efisiensi
pengggunaan destilator dan pengamatan yang dilakukan akan semakin meningkat.
Sehingga destilasi sederhana ini dapat digunakan dalam kehidupan sehari-
hari untuk memperoleh air yang tawar agar bisa digunakan sebagai air minum dan
untuk keperluan rumah tangga. Dalam jangka panjang, pemanfaatan destilasi akan
dapat mengurangi pencemaran air, yang sebelumnya tidak layak digunakan akan
menjadi lebih bermanfaat.
Alat-alat yang digunakan dalam distilasi air laut antara lain yaitu
Thermometer yang memiliki fungsi sebagi pengukur temperatur, Thermocouple yang
berfungsi untuk mengukur temperatur plat kolektor, dan temperatur air, Stopwatch
berfungsi untuk menentukan waktu pengambilan data, dan gelas ukur yang berfungsi
untuk menampung dan mengukur jumlah air bersih yang dihasilkan dari proses
distilasi.
Salah satu penerapan terpenting dari metode distilasi adalah pemisahan
minyak mentah menjadi bagian-bagian penggunaan khusus seperti untuk transportasi,
pembangkit listrik, pemanas, dan lainnya. Udara didistilasi menjadi komponen-
komponen seperti oksigen untuk penggunan medis dan helium untuk pengisi balon.
Distilasi juga telah digunakan sejak lama untuk pemekatan alkohol dengan penerapan
panas terhadap larutan hasil fermentasi untuk menghasilkan minuman suling.
BAB VIPENUTUP
6.3. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
6. Destilasi adalah teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih
komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh.
7. Semakin tinggi intensitas penyinaran matahari maka kapasitas tampungan yang
didapatkan akan lebih banyak.
8. Semakin tinggi intensitas penyinaran matahari semakin cepat waktu yang
dibutuhkan untuk pelaksanaan destilasi
9. Pada intensitas matahari sebesar 381,679 joule diperoleh tampungan sebesar 20
m3 dalam waktu 8 jam.
10. Destilasi dapat digunakan dalam jangka waktu yang cukup lama oleh masyarakat
untuk memperoleh air tawar dari air laut karena menggunakan bantuan energi
sinar matahari.
6.4. Saran
Praktikan harus lebih serius dalam mendengarkan penjelasan dari Asisten
Praktikum sehingga praktikan dapat mengerti tentang prinsip kerja dari alat destilasi
tenaga surya tersebut.
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kelangkaan dan kesulitan mendapatkan air bersih dan layak pakai menjadi
permasalahan yang mulai muncul dibanyak tempat. Kriteria air bersih yaitu tidak
berwarna, tidak berbau dan tidak mempunyai rasa. Salah satu faktor penting
penggunaan air dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk kebutuhan air minum.
Selain itu, kebutuhan akan air bersih juga digunakan untuk mandi, memasak, mencuci
dan sebagiannya. Namun belakangan ini pencemaran air menjadi persoalan penting
yang perlu mendapat penanganan yang serius.
Salah satu masalah utama yang dihadapi oleh pemukiman penduduk terutama
di daerah perkotaan adalah masalah pencemaran lingkungan yang ditimbulkan oleh
pembuangan air limbah yang tidak tertangani dengan baik. Upaya menumbuhkan
kesadaran terhadap pembangunan yang berwawasan lingkungan seyogyanya
dilakukan secara terus menerus dan berkesinambungan, karena pengelolaan
lingkungan hidup bukan semata-mata tanggung jawab pemerintah, tetapi juga
tanggung jawab semua pihak. Oleh karena itu untuk mengatasi mekanisme filtrasi,
maka perlu dilakukan percobaan filtrasi dalam skala laboraturium.
1.2. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui mekanisme filtrasi
pada air limbah.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Air
Air merupakan unsur utama bagi kehidupan mahluk hidup di planet ini.
manusia mampu bertahan hidup tanpa makan dalam beberapa minggu, namun tanpa
air akan mati dalam beberapa hari saja. Karena merupakan kebutuhan yang sangat
vital bagi kehidupan manusia, maka jika kebutuhan akan air tersebut belum tercukupi
dapat memberikan dampak yang besar terhadap kesehatan maupun sosial. Air yang
layak diminum, mempunyai standar persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis,
kimiawi dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada
satu saja parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk
diminum. Standar kualitas air di Indonesia dinyatakan sebagai baku mutu air yang
tertuang dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MENKES/PER/IX/1990
tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air (Rahmawati, 2009).
2.2. Pengertian Filtrasi
Filtrasi merupakan proses penjernihan atau penyaringan air limbah melalui
media (pada penelitian ini digunakan batu apung), dimana selama air melalui media
akan terjadi perbaikan kualitas. Hal ini disebabkan adanya pemisahan partikel-
partikel tersuspensi dan koloid, reduksi bakteri dan organisme lainnya dan pertukaran
konstituen kimia yang ada dalam air limbah. Filtrasi adalah salah satu bentuk untuk
menghasilkan effluent limbah dengan efisiensi tinggi (Edahwati, 2012).
2.3. Air Limbah
Air limbah adalah air yang telah digunakan manusia dalam berbagai
aktivitasnya. Air limbah tersebut dapat berasal dari aktivitas rumah tangga,
perkantoran, pertokoan, fasilitas umum, industri maupun dari tempat-tempat lain.
Atau, air limbah adalah air bekas yang tidak terpakai yang dihasilkan dari berbagai
aktivitas manusia dalam memanfaatkan air bersih. Air limbah yang tidak diolah
terlebih dahulu dan dibuang secara terus menerus akan memberikan dampak negatif
terhadap kesehatan lingkungan, baik pada di daerah penghasil limbah maupun
diluarnya. Contoh yang sering terjadi adalah tercemarnya daerah pantai karena
bermuaranya sungai-sungai yang tercemar pada daerah tersebut (Supriyatno, 2012).
2.4. Media Filtrasi
Filtrasi Bagian filter yang berperan penting dalam melakukan penyaringan
adalah media filter. Media Filter dapat tersusun dari pasir silika alami, anthrasit, atau
pasir garnet. Media ini umumnya memiliki variasi dalam ukuran, bentuk dan
komposisi kimia. Pemilihan media filter yang akan digunakan dilakukan dengan
analisa ayakan (sieve analysis). Hasil ayakan suatu media filter digambarkan dalam
kurva akumulasi distribusi (Gambar 7.5) untuk mencari ukuran efektif (effective size)
dan keseragaman media yang diinginkan dimana dinyatakan sebagai uniformity
coefficient (Yulinda, 2012).
2.5. Tipe Filter
Berdasarkan sistem kontrol kecepatannya, filter pasir cepat dapat
dikelompokkan menjadi Constant rate, debit hasil proses filtrasi konstan sampai pada
level tertentu. Hal ini dilakukan dengan memberikan kebebasan kenaikan level muka
air di atas media filter dan Declining rate atau constant head merupakan debit hasil
proses filtrasi menurun seiring dengan waktu filtrasi, atau level muka air di atas
media filter dirancang pada nilai yang tetap. Berdasarkan arah alirannya, filter pasir
cepat dikelompokkan menjadi Filter aliran down flow (kebawah). Filter aliran upflow
(keatas). Dan Filter aliran horizontal, dan Berdasarkan sistem pengalirannya, filter
pasir dikelompokkan menjadi Filter dengan aliran secara grafitasi (gravity filter).
Filter dengan aliran bertekanan (Huzaiman, 212).
BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM
3.1. Waktu Dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 6 Desember 2015 di Parkiran
Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.
3.2. Alat dan Bahan Praktikum
3.2.1. Alat-alat Praktikum
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Ember, Satu Set
Alat Filtrasi, Gelas Piala, Stopwatch dan Gelas Ukur.
3.2.2. Bahan-bahan Praktikum
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain satu
galon air limbah.
3.3. Prosedur Kerja
Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah sebagai
berikut:
1. Disiapkan peralatan dan bahan praktikum.
2. Diisi tabung filtrasi dengan air limbah kemudian dimasukkan lagi tanah ke
dalamnya.
3. Dibuka keran pertama dan kedua.
4. Diperiksa secara visual tingkat kekeruhan air pada tangki pertama dan kedua.
5. Ditutup semua keran dan siapkan stopwatch.
6. Dicatat data setiap lima menit, berapa volume filtrat yang ditampung dengan gelas
piala
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel 1. Hasil Pengamatan 210 Menit
No Waktu (menit)
Volume (dm3)
Yt(A/V)
X(V/A) X2 X – Y
1 6 x 5 = 30 159,6 0,158 190 36100 189,8422 6 x 5 = 30 159,6 0,316 190 36100 189,6843 6 x 5 = 30 206,4 0,366 245,714 60375,370 245,3484 6 x 5 = 30 206,4 0,488 245,714 60375,370 245,2265 6 x 5 = 30 398,4 0,316 474,286 224947,210 473,976 6 x 5 = 30 398,4 0,380 474,286 224947,210 473,9067 6 x 5 = 30 478,2 0,369 569,286 324086,550 568,917
Tabel 2. Hasil Pengamatan Bau danWarnaNo. Bau Warna1. Amis Sangat keruh2. Amis Keruh3. Amis keruh4. Amis keruh5. Amis Agak jernih6. Amis Agak jernih
4.2. Hasil Perhitungan
Diketahui :
t = 60 cm = 0,6 m
A = 2.п.r.t
A = 2 x 3,14 x 0,22 x 0,6 = 0,84 m2
Penentuan Nilai Y
- Y1 = t1 (Av1 )
= 30 ( 0,84159,6
)
= 0,158 menit/dm
- Y2 = t2(Av2 )
= 60 ( 0,84159,6
)
= 0,316 menit/dm
- Y3 = t3 (Av3 )
= 90 ( 0,84206,4
)
= 0,366 menit/dm
- Y4 = t4(Av4 )
= 120 ( 0,84206,4
)
= 0,488 menit/dm
- Y5 = t5(Av5 )
= 150 ( 0,84398,4
)
= 0,316 menit/dm
- Y6 = t6(Av6 )
= 180 ( 0,84398,4
)
= 0,380 menit/dm
- Y7 = t7(Av7 )
= 210 ( 0,843478,2
)
= 0,369 menit/dm
- ∑ y = Y1 + Y2 + Y3 + Y4 + Y5 + Y6 + Y7
= 0,158 + 0,316 + 0,366 + 0,488 + 0,316 + 0,380 + 0,369
= 2,393 menit/dm
- Y = Σ yn
= 2,3937
= 0,342 menit/dm
Penentuan Nilai X
- X1 = V1
A
= 159,60,84
= 190 dm
- X2 = V2
A
= 159,60,84
= 190 dm
- X3 = V3
A
= 206,40,84
= 245,714 dm
- X4 = V4
A
= 206,40,84
= 245,714 dm
- X5 = V5
A
= 398,40,84
= 474,286 dm
- X6 = V6
A
= 398,40,84
= 474,286 dm
- X7 = V7
A
= 478,20,84
= 569,286 dm
- ∑ xi = X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6 + X7
= 190 + 190 + 245,714 +245,714 + 474,286 + 474,286 +569,286
= 2398,286 dm
- x = ∑ xn
= 2398,2867
= 342,612 dm
∑ x2 = X12 + X2
2+ X32+ X4
2+ X52 + X6
2
= (190)2+(190)2+(245,714)2+(245,714)2+(474,286)2+(474,286)2+
(569,286)2
= 36100+36100+60375,370+60375,370+224947,210+224947,2+
3240+86,550
= 966931,71 dm2
- x2 = ∑ x2
n
= 966931,717
= 138133,10 dm2
- ∑ (xi – yi) = (X1 – Y1)+(X2 – Y2)+(X3 – Y3)+(X4 – Y4)+(X5 – Y5)+(X6 –Y6)
= (190– 0,158) + (190– 0,316) + (20,4245,71476 – 0,366) +
(245,714– 0,488) + (474,286– 0,316) + (474,286–0,380)+
(569,286– 0,369)
= 189,842 + 189,684 + 245,348 + 245,226+ 473,97 + 473,906 +
568,917
= 2386,893 dm
Korealasi Y
b = Ʃ ( xi – yi ) Ʃ (x ) . Ʃ (y )
n
Ʃ x2 - ∑ x2
n
= 2386,893 . 5739,1
7
966931,71- 966931,717
=2386,893 . 819,871966931,71-138133
= 1956944 828798,6
= 2,361
Jika b, = 2,361
maka a = y – bx
= 2,393dm – 2,361(2389.286) dm
= 2,393dm – 5641,104 dm
= 5638,711 dm
= 563,8711 m
= 0,5638711 km
Sehingga, efisiensi kerja mesin = 0,5638711 km x 100% = 56,38711%
BAB VPEMBAHASAN
Filtrasi adalah suatu proses pemisahan zat padat dari fluida (cair maupun gas)
yang membawanya mengggunakan suatu medium, medium berpori atau bahan
berpori lain untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat padat halus yang tersuspensi
dan koloid. Pemisahan zat padat dari campuran padat cair dilakukan dengan bantuan
medium berpori yang disebut medium penyaring. Suspensi padat cair dipaksa
melewati medium penyaring. Zat padat akan tertahan medium penyaring sedangkan
cairan dapat melewatinya, yang biasa disebut filtrat. Dalam beberapa penyaringan,
padatan-saring yang terbentuk merupakan medium penyaring yang baik.
Praktikum ini dilakukan percobaan filtrasi terhadap air limbah yang diperoleh
langsung dari sungai. Air yang digunakan adalah air yang sangat keruh dan memiliki
tingkat kesadahan yang tinggi. Kita ketahui air limbah adalah air dari suatu daerah
pemukiman yang telah dipergunakan untuk berbagai keperluan, harus dikumpulkan
dan dibuang untuk menjaga lingkungan hidup yang sehat dan baik. Limbah memiliki
ciri-ciri yang dapat dikelompokan menjadi 3 bagian, yaitu : sifat fisika yang meliputi
kandungan bahan padat dimana air yang dapat dibedakan atas empat kelompok
berdasarkan besar partikelnya dan sifat-sifat lainnya, warna adalah cirri kualitatif
yang dapat dipakai untuk mengkaji kondisi umum air limbah yang biasanya berupa
air buangan industri serta bangkai benda organis yang menentukan warna air limbah
itu sendiri, bau yang berasal dari pembusukan air limbah yang disebabkan karena
adanya zat organik terurai secara tidak sempurna dan suhu air limbah yang biasanya
lebih tinggi daripada suhu air bersih karena adanya tambahan air hangat dari
perkotaan. Selain ciri fisika air limbah juga memiliki ciri kimia, air limbah
mengandung berbagai macam zat kimia seperti amonia bebas, nitrogen,
organik,nitrit,nitrat fosfor organik dan fosfor anorganik. Air limbah juga memiliki ciri
biologis yang berupa adanya bakteri di dalam air.
Percobaan ini menggunakan air limbah yang sangat kotor dengan warna sangat
keruh, dan bau amis yang sangat menyengat,percobaan dilaksanakan selama 210
menit. Pertama disusun alat filtrasi sedemikian rupa dan medium filtrasi yang disusun
di dalam alat filtrasi dengan tingkatan dan ketebalan tertentu. Medium filtrasi adalah
suatu benda yang dapat menghalang partikel kasar maupun halus dalam air limbah.
Karena ini adalah mekanisme filtrasi sederhana maka filter yang digunakan pula filter
sederhana dengan urutan penempaatan masing-masing filter dalam alat disusun dari
atas hingga bagian bawah dimulai dari pasir,kerikil,ijuk dan kemudian arang. Filter
disusun sedemikian rupa sesuai urutan fungsi atau peranan masing-masing filter
dalam kemampuannya untuk menyaring partikel. Pasir diletakkan pada permukaan
paling atas karena pasir berfungsi untuk menyaring partikel-partikel dalam ukuran
yang cukup besar sehingga partikel-partikel besar langsung diendapkan dipermukaan
pasir. Tingkatan kedua diisi dengan kerikil dimanaa krikil memiliki luas permukaaan
lebih kecil dari pasir atau memiliki ukuran yang lebih besar dari pasir yang memiliki
kemampuan untuk menjernihkan air. Tingkatan ketiga diisi dengan ijuk yang
berfungsi sebagai penyaring partikel-partikel lebih halus yang tidak mampu ditahan
oleh pasir pada bagian atas, pada bagian dasar diisi dengan arang yang berfungsi
sebagai penghilang bau amis pada air limbah.
Percobaan selama 210 menit, perolehan volume selama 210 menit pada setiap
30 menit tidaklah selalu sama tetapi terjadi perbedaan perolehan volume setiap 60
menit pengambilan volume hasil filtraasi, volume yang diperoleh dari awal hingga
akhir mengalami peningkatan ini dikarenakan pengaturan keran saat dibuka dan debit
aliran air saat dimasukkan kedalam alat akan mempengaruhi debit air yang keluar
melalui keran,pada saat dituangkan pertama air memiliki debit yang kecil karena
dituangkan semua secara perlahan, hasil yang diperoleh pada 30 menit pertama
volume filtrasi sebesar 159,6 dm3,dengan volume ini dapat dihitung nilai y sebesar
0,158 dan x bernilai 190, pada menit ke 60 diperoleh volume filtrtari yang sama
sehingga diperoleh nilai y sebesar 0,361 dan x sebesar 190, pada menit ke 90
diperoleh volume filtrasi sebesar 206,4 dm3 sehingga didapat nilai y sebesar 0,366
dan x sebesar 245,714, pada menit ke 120 diperoleh volume yang sama sehingga nilai
y yang didapat sebesar 0,488 dengan nilai x yang sama, pada menit ke 150 dan menit
ke 180 diperoleh volume yang sama yakni sebesar 398,4 dm3 sehingga diperoleh nilai
y secara berturut-turut yakni sebesar 0,316 dan 0,380 dengan nilai x sebesar 474,286,
pada menit ke 210 diperoleh tampungan air sebanyak 478,2 dm3 dengan nilai y
sebesar 0,369 dan x sebesar 569,286. Dengan y adalah akumulasi hubungan waktu
filtrasi dikalikan dengan luas penampang alat filtrasi berbanding volume yang
dihasilkan setiap 30 menit,dan x adalah perbandingan antara volume yang diperoleh
setiap 30 menit dengan luas penampang alat filtrasi sehingga didapat nilai efisiensi
alat filtrasi yang digunakan dalam percobaan sebesar 56,3871 %.
Percobaaan dilakukan juga pengujian air secaara kualitatif sifat fisik air secara
langsung setiap 30 menit. Air yang dituangkaan pada alat filtrasi berwarna coklat
pekat yang berarti sangat keruh, dengan kadaar sampah dan partikel lainnya yang
sangat banyak dan air yang berbau amis yang sangat menyengat. Pada saaat 60 menit
pertama air sudah menunjukkan peruban warna tidak terlalu keruh tetapi air masih
berbau amis, dan 60 menit kedua air yang dihaasilkan masih keruh tetapi bau amis
sudah mulai berkurang, paada 90 menit terakhir diperoleh air yang cukup bening
tetapi masih berbau amis. Pada percobaan kualitatif ini terlihat medium filtrasi yang
bekerja dengan baik, dimana setiap air yang dikelarkan dari keran dan dimasukkan
kembali kedalam alat filtrasi ternyata akaan terus mengalami penyaringan sehingga
akan semaakin jernih dari ini dapat disimpulkan semakin kecil volume air yang
difiltrasi dengan waktu yang lebih lama akan menghasilkan air yang lebih bening dan
tidak berbau sehingga dapat digunakan untuk keperluan sehari hari.
Filtrasi ini dapat diterapkaan di daerah-daerah yang kesulitan untuk
mendapatkan air bersih tetapi memilikin sumber air kotor aatau memilikin kandungan
mineral tertentu seperti air sungai, air sumur tinggi mineral sehingga dapaat
dimanfaatkan untuk keperluan sehari-hari tanpa haarus khawatir waktu efisien
penggunaan alat karena alat yang digunakan adalah alat tradisional sehingga
masyarakat dapat membuat mandiri alat ini dari peralaatan sehari-hari begitu pula
dengan mediun filtrasi yang mudah didapatkan di lingkungan sekitar. Sehingga
masyarakat sudah tidah khawatir untuk mengkonsumsi air yang sebelumnya tidak
bolek dikonsumsi menjadi boleh untuk dikonsumsi.
Perkembangan ilmu teknologi diharapkan masyarakat luas mampu
memodifikasi alat filtrasi yang lebih baik dengan tingkt efisien yang tinggi. Faktor
yang perlu diperhatikan untuk menjaga efisiensi filtrasi adalah Menghilangkan
partikulat dan koloidal yang tidak mengendap setelah flokulasi biologis atau kimia,
Menaikkan kehilangan suspensi solid, kekeruhan, phospor, bakteri dan lain-lain. Dan
mengurangi biaya desinfektan.
BAB VIPENUTUP
6.1 Kesimpulan
Dari hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
1. Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan
melewatkannya pada medium penyaring.
2. Medium filtrasi adalah bahan penyaring partikel pada fluida
3. Mekanisme kerja alat filtrasi di mulaai dari penyaringan partikel, penjernihan air
dan penghilang bau pada air.
4. Proses keberhasilan dari filtrasi tergantung dari media filtrasi yang digunakan
5. Semakin lama waktu yang digunakan untuk melakukan filtrasi akan semakin
baik hasil filtrasi yang didapatkan.
6.2 Saran
Praktikan harus lebih serius dalam mendengarkan penjelasan dari Asisten
Praktikum sehingga praktikan dapat mengerti tentang prinsip kerja dari alat filtrasi air
limbah tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Diana, Sarah. 2010. Pengecilan Ukuran Partikel/Kominusi dan Alat-alatnya.
Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta
Hanani, 2011. Identifikasi Kandungan Ubi Jalam dalam 100 gram. Institut
Pertanian Bogor. Bogor
Hermayanti, Mustika. 2013. Satuan Operasi dan Proses Pengecilan
Ukuran.
Universitas Brawijaya. Malang
Mustafa, Saiin. 2015. Pengecilan Ukuran Metode Ball Mill dan Pemurnian
Kimia Terhadap Kemurnian Tepung Porang (Amorphophallus Muelleri Blume).
Jurnal Pangan dan AgroindustriI. 3(2): 560-570
Yuniarti, Enita. 2013. Perencanaan Produksi pada Proses Produksi Gula. PG.
Madukismo. Yogyakarta.
Yusmanizar. 2013. Karakteristik Fisik Bubuk Kopi Arabika Hasil
Penggilingan Mekanis dengan Penambahan Jagung dan Beras Ketan. Jurnal
Teknologi dan Industri Pertanian Indonesia. 5(1): 12-19
Andoko, Agus. 2001. Bertanam millet untuk pakan burung. PT. Penebar Swadaya. Jakarta. 61 halaman.
Bahtiar, 2010. Fisika Dasar I. Kurnia Kalam Semesta. Mataram.
Giancoly, 2001. Fisika edisi kedua jilid 2. Erlangga. Jakarta.
Satrijo, 2005. Buku Pedoman Praktikum Satuan Operasi. Fakultas Pertanian Universitas Mataram. Mataram.
Martini, Dwi. 2009. Penentuan Modulus Young Kawat Besi dengan Percobaan Regangan, Jurnal Berkala Fisika Indonesia. 2(1) : 17-23
Irawati, 2003. Elastisitas Bahan Hasil Pertanian. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta
Syukri, 2004. Fisika Dasar 2. UGM .Yogyakarta
Ediyanto, Sudarsono. 2011. Fisika Gembira. Generasi Cerdas. Jakarta.
Friska, Regina. 2007. Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta.
Kemal, M. 2008. Bahan Ajar Fisika. Grafindo. Jakarta.
Setianingrum, Dela. 2010. Modul Praktikum Fisika Dasar I. Unsri Indralaya. Jakarta
Soeharto, Putra. 2009. Fisika Dasar. Penerbit Andi. Yogyakarta.
Faruk, Umar. 2012. Analisa Pengaruh Aliran Turbulen Terhadap Karakteristik Lapisan Batas pada Pelat Datar Panas. Jurnal Sainas dan Seni. 1(1) : 57-61
Priyanto, Singgih. 2012. Analisa Aliran Fluida pada Pipa Acrylic Diameter 12,7 mm (0,5 Inci) dan 38,1 mm (1,5 Inci). Universitas Gunadarma. Jakarta.
Ridwan. 2010. Mekanika Fluida. Universitas Gadjah Mada.Yogyakarta.
Setiawan, Irwan. 2010. Analisa Aliran Fluida pada Pipa Spiral Dengan Variasi Diameter Menggunakan Metode Computation Fluid Dinamics (CFD). Jurnal Teknik Mesin. 2(3) : 1-8
Wibhisana, Himawan. 2013. Pengaruh Variasi Bilangan Reynold Terhadap Distribusi Tegangan pada Riser Akibat Arus Laut . Universitas Brawijaya. Malang.
Astawa, Ketut. 2011. Analisisi Performansi Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Radiasi Surya Tipe Bergelombang Berbahan Dasar Beton. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin. 5(1):7-13.
Melda, Sari. 2012. Kaji Eksperimental Untuk Meningkatkan Performansi Destilasi Surya Basin Tiga Tingkat Menggunakan Beberapa Bahan Penyimpan Panas. Jurnal Teknik Mesin. 2(1):7-12
Mulyanief. 2004. Kaji Eksperimental Untuk Meningkatkan Performansi Destilasi Surya Basin Tiga Tingkat Menggunakan Beberapa Bahan Penyimpan Panas. Jurnal Teknik Mesin. 2(1):7-12
Supriyatno, Budi. 2012. Pengelolaan Air Limbah Yang Berwawasan Lingkungan Suatu Strategi dan Langkah Penanganannya. Universitas Brawijaya. Malang
Walangare, 2013. Rancang Bangun Alat Konversi Air Laut Menjadi Air Minum Dengan Proses Destilasi Sederhana Menggunakan Pemanas Elektrik. Jurnal Teknik Elektro dan Komputer.
Wira. 2013. Kenaikkan Titik Didih. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta
Edahwati, Luluk. Kombinasi Proses Aerasi, Adsorpsi, dan Filtrasi pada Pengolahan Air limbah Industri Perikanan. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan. 1(2) : 79-82
Huzaiman. 2003. Unit Operasi Filtrasi. Jurnal Penelitian. 5(3):17-22
Rahmawati, Anis. 2009. Efisiensi Filter Pasir-Zeolit Dan Filter Pasir-Arang Tempurung Kelapa Dalam Rangkaian Unit Pengolahan Air Untuk Mengurangi Kandungan Mangan Dari Dalam Air. Jurnal Hasil Penelitian. 4(3) : 12-16
Supriyatno, Budi. 2012. Pengelolaan Air Limbah Yang Berwawasan Lingkungan Suatu Strategi dan Langkah Penanganannya. Universitas Brawijaya. Malang
Yulinda, 2012. Filtrasi pada Air Limbah Industri Tekstil. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta