LAPORAN AKHIR PRATIKUM KARAKTERISTIK TEKNIK DAN BAHAN PERTANIAN
DISUSUN OLEH : M. HARIYADI OKA PUTRA.A
J1B116004
DOSEN PENGAMPU : Dr. FITRY TAFZI,S.TP., M.Si MONIKA MARPAUNG, S.TP.,M.P EDO SAPUTRA,S.TP.,M.P SAPUTRA,S.TP.,M.P
PRODI TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JAMBI
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Manusia sebagai makhluk hidup membutuhkan serat dan vitamin untuk menjaga keseimbangan tubuh. Sumber serat dan vitamin terbaik berasal dari biji bijian, buah, dan sayuran. Biji-bijian yang mengandung serat dan vitamin meliputi beras, kacang hijau, maupun jenis kacang-kacangan lainnya. Seluruh jenis buah maupun sayuran memiliki kandungan vitamin dan serat yang berbeda-beda. Oleh karena itu perlu dilakukan pratikum mengenai sifat fisik, sifat rheologi biji-bijian, sayur dan buah-buahan. Padi/gabah merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk dunia, yang mana produksi padi menempati urutan ketiga dari semua serealia setelah jagung dan gandum. Pada biji-bijian/kacang-kacangan terdapat sumber energi utama bagi manusia dan hewan. Kandungan pati pada biji-bijian merupakan sumber energi utama yang terdapat pada biji-bijian. Parameter yang digunakan untuk menentukan sifat fisik gabah dan beras diantaranya ukuran dan bentuk yang berguna dalam mendesain mesin pemisahaan dan penggilingan, bulk density density untuk mendesain tempat penyimpanan serta pemisahan gabah dan beras dari kotoran yang tidak diinginkan. Angle of repose digunakan untuk mendesain gudang yang tepat untuk menyimpan gabah dan beras serta untuk menentukan ukuran dari sabuk conveyor yang yang berguna dalam proses transportasi. Angle of friction friction yang diperlukan dalam proses penanganan, penggilingan dan dalam pembuatan pembuatan bangunan. Buah-buahan merupakan salah satu sumber bahan pangan yang potensial dan banyak mengandung zat gizi terutama vitamin. Selain sebagai sumber vitamin, buah-buahan juga mengandung mineral dan pada jenis buah-buahan tertentu juga menghasilkan cukup banyak energi. Sayuran merupakan kelompok komoditas pangan yang pada umumnya sangat banyak dikonsumsi oleh masyarakat, baik sebagai sayuran mentah (lalapan) ataupun dengan cara dimasak terlebih dahulu. Mengkonsumsi sayuran memberi asupan vitamin, serta serat yang sangat penting bagi tubuh kita. Sayuran diklasifikasikan sebagai tanaman hortikultura. Umur panen sayuran pada umumnya relatif pendek (kurang dari satu tahun ). Karakteristik ini sedikit berbeda dengan beberapa jenis buah-buahan seperti mangga, durian dan sebagainya yang hanya dijumpai pada musim-musim tertentu satu kali dalam satu tahun. Bahan pangan organik dibudidayakan menggunakan teknologi alami. Kesuburan tanah dipertahankan dengan pupuk alam, seperti kompos dan pupuk kandang. Dengan pemupukan alami dan tanpa ta npa insektisida, insekti sida, populasi cacing tanah meningkat. Untuk menanggulangi hama, bisa selang-seling setiap jenis tanamannya. Penyemprotan juga dilakukan menggunakan menggunakan anti hama (Muchtadi, 1992). Sifat fisik buah-buahan dan sayur-sayuran yang sering diamati adalah warna, aroma, rasa, bentuk, ukuran dan kekerasan. Biasanya dalam praktek sehari-hari sifat fisik ini diamati secara subjektif, s ubjektif, sedangkan berat ditentukan secara objektif dengan menggunakan timbangan. Dalam proses pasca panen pengetahuan akan sifat fisik buah dan sayur sayur sangatlah dibutuhkan . Diantara sifat fisik tersebut adalah berat dan vulume bahan. Berat dan volume dapat ditentukan dengan mengetahui volume bahan.
1.2 Tujuan Pratikum 1. Menentukan bulk density gabah, beras, biji-bijian, buah, dan sayur (g/cm³) 2. Menentukan angle of repose gabah, beras, dan biji-bijian (°) 3. Menentukan angle of friction gabah, beras, dan biji-bijian (°) 4. Menentukan Geometric Mean Diameter (GMD) pada buah dan sayur (cm) 5. Menentukan Sphrecity pada buah dan sayur 6. Menentukan hubungan antara gaya dan deformasi 7. Menentukan nilai poison ratio dari produk pertanian 1.3 Manfaat Pratikum Manfaat yang diperoleh setelah melakukan pratikum ini adalah dapat mengetahui sifat fisik, sifat rheologi, dan potion ratio dari bahan yang diuji.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sifat Fisik Sifat fisik bahan pertanian merupakan faktor yang sangat penting dalam masalah-masalah dalam merancang suatu alat khusus untuk suatu produk pertanian atau analisa perilaku produk dan cara penanganannya. Karakteristik sifat fisik pertanian adalah bentuk, ukuran, luas permukaan, warna, penampakan, berat, prositas, densitas, dan kadar air (Suharto, 1991). 2.2 Sifat Rheologi Kata rheologi pertama kali diartikan oleh Eugene C. Bingham sebagai segala sesuatu yang mengalir. Sekarang ini rheologi lebih dikenal sebagai ilmu yang mempelajari perubahan bentuk dan aliran dari fluida serta bagaimana respon fluida tersebut terhadap penerimaan tekanan dan tegangan (Steffe 1996). Rheology adalah suatu cabang ilmu fisik yang didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari perubahan bentuk suatu material serta mempelajari hubungan antara tekanan geser (shearing stree) dengan kecepatan geser (shearing rate) pada cairan atau hubungan antara shear dan stress pada benda padat. Salah satu cara menentukan sifat rheology adalah viskositas (kekentalan). Rheology bahan pangan mempelajari salah satu aspek pada aliran fluida atau yang dapat mengalir (Kusnandar et all, 2006). Dengan mempelajari sifat rheologi, struktur dari masing-masing produk dapat diketahui dan hal tersebut dapat dikaitkan dengan proses teknik yang biasanya menyangkut perpindahan massa, panas dan perpindahan momentum. Pada akhirnya, dengan mengetahui sifat rheologi dari suatu produk atau benda, maka akan memungkinkan untuk memproses produk tersebut (Ibarz and BarbosaCánovas 2010). 2.3 Gabah Gabah merupakan buah dari tanaman padi yang berbentuk biji yang diselimuti oleh sekam. Bobot gabah pada kadar air 0% berkisar antara 12 – 44 mg, sedangkan bobot sekam rata-rata sebesar 20% dari bobot gabah.Pada gabah terdapat 5 komponen utama yakni beras (karyopsis), palea, lemma, rakhilla, lemma mandul dan pedisel atau tangkai gabah. Secara antomi biologi gabah merupakan buah sekaligus biji padi (Yoshida, 1981). Padi yang dipanen terlalu awal sebelum matang akan memberikan jumlah gabah muda yang tinggi. Gabah muda cenderung mudah patah pada saat digiling dan menghasilkan banyak butiran berkapur. Sebaliknya, gabah yang dipanen lewat matang akan mudah rontok di lahan dan mudah pecah saat digiling (Patiwiri, 2006). 2.4 Beras Beras sebagai bahan pangan disusun oleh pati, protein, dan unsur lain seperti lemak, serat kasar, mineral, vitamin, dan air. Analisis komponen kimia beras dan fraksi gilingnya menunjukkan bahwa distribusi penyusunannya tidak merata. Lapisan terluar beras kaya akan komponen non pati seperti protein, lemak, serat, abu, pentosa, dan lignin, sedangkan bagian endosperm kaya akan pati (Dennis R. Heldman dan R. Paul Singh, 1980).
2.5 Kacang Kedelai Kedelai merupakan bahan pangan sumber protein nabati utama bagi masyarakat khususnya di Indonesia. Kedelai merupakan bahan baku utama untuk produk pangan yang dibuat didalam negeri seperti tempe, tahu, tauco, keccap, susu keddelai, dan kembang tahu. Proses fermentaasi dalam pembuatan tempe tersebut dapat mempertahankan sebagian besar zat gizi yang terkandung dalam kedelai, meningkatakn daya cerna proteinnya, serta meningkatkan kadar beberapa macam vitamin B (Muchtadi. D, 2010). 2.6 Kacang Tanah Kacang tanah ( Arachi sHipogaea.L) merupakan tanaman kacang kacangan yang menduduki urutan kedua setalh kedelai, sehingga berpotensi untuk dikembangkan karena memiliki nilai ekonomi tingi dan peluang besar dan dalam negeri yang cukup besar juga. Biji kacang tanah dapat digunakan langsung untuk pangan dalam bentuk sayur, digoreng atau direbus, dan sebagai bahan abku industri seperti keju, sabun dan minyak serta brankasannya untuk pakan ternak dan pupuk (Marzukie 2007). Kacang tanah memiliki kandungan protein 25-30%, lemak 4050%, karbohidrat 12% serta vitamin B1 dan menempatkan kacang tanah dalam hal pemenuhan gizi. Manfaat kacang tanah dalam bidang industri antara lain sebagai pembuatan margarin, sabun, dan lainnya (Cibro, 2008). 2.7 Kacang Merah Kacang merah atau kacang jogo merupakan tanaman semak yang tegak dan ada yang merambat. Tinggi tanaman kacang merah sekitar 3,5-4,5 m, dengan warna biji merah tua dan buah berbentuk polong dibandingkan buncis. Jumlah biji kacang merah sekitar 2-3 biji dalam satu polongnya. (Zebua, 2009). Kacang merah sebagai sumber protein nabati, karbohidrat kompleks, serat, vitamin B, tiamin, kalsium, fosfor, dan zat besi. Kacang merah memiliki kandungan lemak dan natrium yang sangat rendah, mengandung sedikit lemak jenuh, serta bebas kolesterol. Khasiat kacang merah tersebut dapat diperoleh secara sempurna dengan cara pengolahan yaitu dengan perebusan dan perendaman. Perebusan dan perendaman dilakukan untuk menghilangkan kemampuan kacang merah memproduksi gas dalam usu yang dapat menyebabakan perut kembung. 2.8 Kacang Hijau Kacang hijua merupakan salah satu bahan pangan yang bnayk dikonsumsi oleh masyarakat luas selain beras. Kacang hijau memiliki tinghkat kebutuhan yang cukup tinggi dengan teknik budi daya dan penanaman yang realtif mudah dibudidaya serta memliki prospek yang baik untuk menjadi peluang usaha bidang agribisnis. Kacang hijau memiliki kelebihan dari segi agronomi dan ekonomis sepeti lebih Tanah kekeringan, serangan hama dan penyakit lebih sedikit,dapat ditanam pada tanah yang kurang subur, dipanen pada umur 55-60 hari dan cara budidayanya mudah (Atman 2007). 2.9 Tomat Tomat ( Lycopersicum esculentum) merupakan salah satu produk hortikultura yang menyehatkan, bentuk, warna, rasa, dan tekstur buah tomat sangat beragam. Ada yang bulat, bulat pipih, keriting, atau seperti bola lampu. Warna buah masak
bermacam-macam dari kuning, oranye, sampai merah, tergantung dari jenis pigmen yang dominan. Rasa buah tomat beragam mulai dari masam hingga manis. Buahnya tersusun dalam tandan-tandan. Keseluruhan buahnya berdaging dan banyak mengandung air. Ada 5 (lima) jenis buah tomat berdasarkan bentuk buahnya yaitu :Tomat biasa ( L. commune), tomat apel atau pir ( L. pyriporme), tomat kentang ( L. grandifolium), tomat gondol ( L.validum), tomat ceri ( L. esculentum var cerasiforme) (Soekartiwi. 2002). 2.10 Cabai Merah Cabai merah merupakan salah satu komoditas pertanian paling atraktif. Tumbuhan anggota genus Capsicum yang buahnya dapat digolongkan sebagai sayuran maupun bumbu, karena rasa pedasnya cabe sangatlah populer di Asia Tenggara sebagai penguat rasa makanan. Cabai mengandung antioksidan yang berfungsi untuk menjaga tubuh dari serangan radikal bebas kandungan terbesar antioksidan terdapat pada cabe hijau. Cabai juga mengandung Lasparaginase dan Capsaicin yang berperan yang berperan sebagai zat antikanker (Hilman.Y. S. 1992). 2.11 Jeruk Keragaman jeruk sangat tinggi, yang ditunjukkan oleh banyaknya anggota pada marga Citrus. Meskipun demikian, yang dianggap sebagai jeruk yang asli hanya 3 kelompok, yaitu Mandarin, jeruk besar, dan sitron, sedangkan yang lainnya merupakan hasil persilangan dari ketiga kelompok tersebut. Kelompok Mandarin sendiri terdiri dari banyak spesies yang secara fenotipik berbeda jauh (Moore 2001). Penyebaran beberapa spesies jeruk, khususnya di Indonesia, sangat cepat dan luas. Bahkan banyak bermunculan varietas-varietas jeruk lokal komersial dari beberapa spesies seperti jeruk keprok Garut (Jawa Barat), Tawangmangu (Jawa Tengah), Batu 55 (Jawa Timur), Madura (Pulau Madura), Tejakula (Bali), keprok Soe (NTT), siem Pontianak (Kalbar), siam Madu (Sumut), dan siam Banjar (Kalsel). Sedangkan untuk jeruk manis antara lain manis Pacitan (Baby) dan Punten (Jawa Timur), Waturejo (Jawa Tengah) termasuk jer uk pamelo seperti Nambangan, Sri Nyonya, dan Bali (Hardiyanto et al. 2004). 2.12 Wortel Wortel adalah tumbuhan biennal yang menyimpan karbohidrat dalam jumla h besar untuk tumbuhan ini berbunga dan bersiklus 12-24 bulan pada tahun kedua. Batang bunga tumbuh setinggi sekitar 1m dengan bunga bewarna putih dan rasa yang manis langu. Wortel kaya betakoroten (vit A), zat gizi penting yang diperlukan oleh mata dan sifatnya yang antioksidan dapat mencegah katarak dan degenerasi makula yang kerap menimpa para lansia (Wirakusumah, 2006). 2.13 Mentimun Mentimun merupakan salah satu jenis sayur yangbanyak diminati oleh masyarakat sebagai lalapan yang banyak mengandung bayak kadar air dan juga banyak mengandung mineral seperti kalsium, fosfor, kalium, dan besi, serta vitamin A, B, dan C, dan juga serat. Mentimun memiliki prospek yang cukup baik, dibidang teknologi kecantikan bahwa mentimun dapat dimanfaatkan sebagai bahan kosmetika untuk perawatan kecantikan), sedangkan untuk kesehatan mentimun memiliki senyawa kukurbitasin yaitu senyawa yang memiliki aktifitas antitumor.
Selain itu biji mentimun juga mengandung senyawayang bersifat antioksidan untukmencegah kerusakan tubuh akibat radikal bebas, sementara kandungan mineral dalam mentimun dapat menurunkan tekanan darah(Rahar djo, 2005 ). 2.14 Terong Pirus Terung pirus (Cyphomandra betacea) termasuk dalam famili Solanaceae (terung-terungan) sama seperti kentang, terung sayur, dan tomat. Buah terung belanda bentuknya bulat lonjong. Kulit buah yang masih mentah berwarna hijau keabuan dan akan menjadi merah keunguan atau kuning pada saat buah tersebut sudah masak. Daging bulat tebal, berwarna merah kuning dan melindungi biji bijinya serta dibungkus oleh selaput kulit tipis. Kulit ini mengandung zat yang rasanya pahit. Jumlah bijinya banyak dan tersusun melingkar dengan ukuran yang kecil, berbentuk pipih, tipis (Verhoeven, 1991). 2.15 Pisang Pisang adalah salah satu buah tropis yang sudah populer di masyarakat, potensial dikembangkan di Indonesia. Saat ini pisang merupakan komoditas unggulan dan memberikan kontribusi paling besar terhadap produksi buah-buahan nasional. Selain rasanya yang enak, pisang juga mengandung gizi, vitamin, dan kalori, sehingga bermanfaat untuk kesehatan (Krismawati et al. 2010). Buah pisang adalah bahan pangan yang bergizi, sumber karbohidrat, vitami n, dan mineral. Komponen karbohidrat terbesar pada buah pisang adalah pati pada daging buahnya, dan akan diubah menjadi sukrosa, glukosa dan fruktosa pada saat pisang matang (15-20 %) (Bello et al., 2000). 2.16 Sawo Sawo ( Manilkara zapota), juga dikenal dengan nama sapodilla (Inggris) merupakan tanaman buah yang berasal dari Amerika Tengah. Sawo tumbuh liar di hutan-hutan Amerika Tengah dan Mexico, dimana pohonnya disadap untuk diambil getahnya, dan getahnya diolah menjadi bahan dasar permen karet. Dari sana Sawo tersebar ke negara-negara lain termasuk Indonesia dimana merupakan tempat sawo tumbuh secara komersial (Lakshminarayana & Rivera, 1979). 2.17 Pear Buah pear sebutan untuk pohon genus pyrus dengan 30 spesies dan bentuk yang mirip seperti apel, buah pear termasuk juicy fruit yang berat rata-ratanya 160 gr dengan panjang 18 cm dan lebar 8 cm. buah ini mempunyai kandungan nilai gizi yang cukup baik diantaranya kalium, serat pangan, vitamin C, vitamin E, dan provitamin/A karotenoid, niasin, fosfor , dan kalsium. Beberapa buah spesies ini banyak menghasilkan rasa yang enak karena mengandung banyak kadar air, manis dan masir. Spesies buah pear dan kultivarnya seperti: pear Eropa, pear Ya, dan pear Nashi (Roeslan BO,2002). BAB III METODE PRATIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Pratikum dilaksanakan pada tanggal 19 Oktober, 2 November, dan 16 November 2017 dilaboratorium Pengolahan 2 Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jambi. 3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Sifat fisik gabah, beras dan biji-bijian Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah berupa Timbangan digital/manual, jangka sorong/Vernier capiler , papan tripleks, kertas karton ukuran (40 × 40) cm dan gelas ukur/tabung kosong atau botol mineral dengan ukuran diameter (14-16) cm. Bahan yang digunakan adalah gabah dan beras sebanyak 1,5 kg serta 1 kg biji-bijian (kacang kedelai, kacang merah, kacang hijau, dan kacang tanah).
3.2.2 Sifat fisik buah dan sayur Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah berupa Timbangan digital/manual, jangka sorong/Vernier capiler , mistar, gelas ukur besar 1000ml dan gelas ukur panjang 1000ml. Bahan yang digunakan adalah air 800ml, 3 buah pear, 3 buah tomat, 3 buah cabai, 3 buah jeruk, 3 buah wortel dan 3 buah timun. 3.2.3 Sifat reologi produk pertanian Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah mistar, papan triplek, pisau/curter , jangka sorong dan batu bata (3 buah). Bahan yang digunakan adalah tomat merah, tomat hijau, jeruk, pisang mas, terong pirus, dan sawo masing-masing sebanyak 6 buah. 3.3 Prosedur Pratikum 3.3.1 Pratikum 1 Praktikum kali ini bertujuan untuk mengukur bulk density, angle of repose, dan angle of friction. Untuk melakukan pengukuran tersebut di perlukan prosedur kerja. Berikut langkah kerja yang dilakukan :
3.3.1.1 Mengukur Bulk Density dan Angle of Repose Langkah pertama yang harus kita lakukan yaitu dengan mengambil 10 butir gabah, beras dan biji-bijian dari kantong sampel yang awalnya sudah ditimbang seberat 500g, lalu mengukur panjang (d mayor ), lebar (dmoderat ) dan tebal (dminor ) dengan menggunakan Vernier Caliperi atau jangka sorong. Langkah ini dilakukan satu persatu dan secara berurutan, setelah itu memasukkan data yang didapat kedalam tabel data mentah sampel dan mengitung nilai rata-ratanya dari hasil pengukuran tersebut maka didapat hasil pengukurannya, setelah itu, carilah GMD (Geometric Mean Diameter ) dengan menggunakan rumus: GMD = (d mayor × d moderat × d minor )1/3 S = (GMD/d mayor ) Setelah didapatkan GMD dari masing-masing pengulangan bahan kemudian masukkan ke tabel data.
Langkah selanjutnya melakukan pengukuran bulk density dan angle of respose, dimana terlebih dahulu mengambil data sampel dengan menyiapkan papan tripleks lalu letakkan tabung mineral diatas bidang datar dan memasukkan bahan (gabah, beras dan biji-bijian) kedalam tabung sebanyak 500g, setelah itu ukur tinggi bahan (gabah, beras dan biji-bijian) didalam tabung, mengukur diameter dan tinggi sudut tumpukan dengan mengangkat tabung secara perlahan akan membentuk gundukan. Setelah itu, ukur sudut ketinggian dari tinggi bahan tadi dengan menggunakan busur. Rumus Bulk density: Ket : m: massa bahan (g) Bulk density = V: volume tabung ( ¼ Ӆ d 2 t) Rumus Angle Of Repose: Angle Of Repose = Arc tan
Kemudian masukkan hasil pengukuran kedalam tabel data. 3.3.1.2 Mengukur Angle of Friction Pengukuran angle of friction dengan menyiapkan papan tripleks lalu ambil sekitar 5-10 butir bahan (gabah, beras dan biji-bijian) setelah itu, letakkan sampel bahan (gabah, beras dan biji-bijian) tadi diatas tripleks tersebut, kemudian tripleks dimiringkan secara perlahan, lalu kita lihat sampel bahan yang turun pertama ataupun duluan dengan sendirinya kemudian, tahan kemiringan tripleks, ukur sudut kemiringan tripleksnya dengan menggunakan busur. Setelah itu, hasil yang didapat dimasukkan kedalam tabel data. 3.3.2 Pratikum 2 3.3.2.1Geometric Mean Diameter (GMD) dan Sphercity Langkah pertama yang kita lakukan ialah dengan menyiapkan seluruh bahan praktikum, lalu membagi setiap buah dan sayuran menjadi 3 sample, yaitu sampel pertama, kedua dan ketiga. Selanjutnya mengukur panjang (dmayor ), lebar (dmoderat ) dan tebal (dminor ) dengan menggunakan Vernier Caliperi atau jangka sorong. Langkah ini dilakukan satu persatu dan secara berurutan, setelah itu memasukkan data yang didapat kedalam tabel data mentah sampel dan menghitung nilai rata-ratanya dari hasil pengukuran tersebut maka didapat hasil pengukurannya, setelah itu, carilah GMD (Geometric Mean Diameter ) dengan menggunakan rumus: GMD
= (d mayor × d moderat × d minor )1/3
Setelah didapatkan GMD dari masing-masing pengulangan bahan kemudian masukkan ke tabel data. Untuk sampel wortel, timun dan cabe ukurlah tinggi, jari-jari tebesar (r 1) dan jari-jari terkecil (r 2) menggunakan mistar. Catat data setiap sampel. Kemudian menghitung sphercity dengan rumus:
S
= (GMD/d mayor )
3.3.2.2 Volume dan Bulk Density Pengukuran volume air pada tabung dilakukan dengan cara yang pertama mengambil gelas ukur 1000ml dan masukkan air kedalam gelas ukur sebanyak 800ml, kemudian hitung volume air pada setiap sampel ketika sebelum dan sesudah dimasukkan kedalam air yang berada di dalam gelas ukur. Catat berapa volume air yang naik ketika buah dan sayuran dimasukkan kedalam air. Selanjutnya menghitung bulk density dengan rumus: Bulk density
=
Ket :
m: massa bahan (g) V: volume tabung ( ¼ Ӆ d 2 t)
3.3.3 Pratikum 3 3.3.3.1 Menentukan Hubungan Antara Gaya dan Deformasi Langkah pertama yang dilakukan yaitu menyiapkan bahan dan alat, selanjutnya memberikan nomor terhadap batu bata dan buah, kemudian timbang batu bata satu persatu dan mengukur masing-masing sampel buah. Setelah itu tempatkan papan diatas sampel (ulangi prosedur dengan menambah batu bata diatas sampel dengan waktu 30 detik dan amati yang terjadi), sampel pertama diberi beban 1 batu bata, dan sampel kedua diberi beban juga dengan 2 buah batu bata, selanjutnya sampel ketiga diberi beban dengan 3 buah batu bata dan pecah pada saat detik ke18. Setelah semua sampel selesai diberi beban, mengukur kembali masing-masing sampel yang telah dilakukan pengujian. 3.3.3.2 Menentukan Hubungan Gaya Terhadap Waktu Setelah menentukan hubungan antara gaya dan deformasi, langkah yang dilakukan selanjutnya semua masing-masing sampel diletakkan diatas plastik kemudian didiamkan dalam waktu 3-4 hari, kemudian di lakukan pengamatan terhadap perubahan yang terjadi pada sampel buah. Sehingga hasil dari pengamatan yang terjadi pada masing-masing sampel tersebut terjadi kerusakan mekanis yaitu pembusukan, perubahan warna dan bentuk, aroma sampel menjadi tidak sedap.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada pratikum ini, diperoleh nilai sifat fisik gabah, beras, biji-bijian, sayur dan buah serta nilai rheologi bahan pertanian sebagai berikut :
4.1 Bulk Density Gabah, Beras, Biji-Bijian dan Buah. Bulk density merupakan massa sebuah partikel yang menempati suatu bahan. Bulk density ditentukan oleh berat wadah yang di ketahui volumenya dan merupakan hasil pembagian dari berat granular dan volume wadah. Nilai rata-rata bulk density masing-masing bahan dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Nilai bulk density gabah, beras, biji-bijian dan buah.
Bahan
Bulk density (g/cm3)
Gabah Beras Kedelai Kacang Tanah Kacang Merah Kacang Hijau Pear Tomat Merah Cabe Merah Jeruk Wortel Mentimun
0,65 0,83 0,71 0,68 0,27 0,88 1,01 1,31 0,32 0,79 1,02 0,97
Perulangan dilakukan sebanyak 3 kali untuk mendapat nilai yang lebih akurat. Dari data tersebut bulk density yang didapat berbeda-beda, dimana nilai bulk density terbesar untuk gabah, beras, dan biji-bijian terdapat pada kacang hijau dan terkecil pada kacang merah. Hal ini disebakan oleh ukuran kacang hijau yang kecil membuat ruang antar kacang menjadi padat, sedangkan ukuran kacang mera h yang besar membuat ruang antar kacang yang lebih besar sehingga menyababkan nilai bulk density kacang hijau paling besar dan nilai bulk density kacang merah paling kecil diantara bahan lainnya. Untuk nilai bulk density buah-buahan juga diperoleh hasil yang berbeda-beda, dimana nilai bulk density terbesar terdapat pada buah tomat merah dan nilai terkecil pada buah jeruk. 4.2 Angle Of Repose Gabah, dan Biji-bijian Angle of repose merupakan sifat teknik dari suatu bahan berbentuk granular yang dituang dalam suatu permukaan horizontal yang akan membentuk suatu gundukan berbentuk kerucut. Nilai rata-rata angle of repose masing-masing bahan dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Angle of repose Gabah, dan Biji-bijian Bahan Angle Of Repose (°) Gabah 12,40 Beras 12,2 Kedelai 7,67 Kacang Tanah 28,67
Kacang Merah Kacang Hijau
70,28 26,99
Hasil perhitungan angle of respose dengan pengamatan secara manual dengan menggunakan alat berupa busur dan menggunakan perhitungan dengan rumus pada masing-masing bahan. Dalam menentukan angle of respose dari gabah, beras dan biji-bijian dilakukan dengan menggunakan rumus. Nilai angle of repose yang diperolah setelah melakukan praktikum tidak jauh berbeda antara kacang tanah dan kacang hijau. Sudut yang terbentuk dihitung menggunakan rumus yaitu 28,67° dan 26,99°. Hal ini berbeda karena bahan yang digunakan berbeda. Selain itu, yang membuat angle of repose bahan ini berbeda secara rumus adalah kedalaman dari bahan tersebut. 4.3 Angle of Friction Gabah, dan Biji-bijian Angle of friction merupakan sudut yang terbentuk oleh permukaan kayu dengan bidang horizontal. Angle of friction yang diukur adalah menggunakan benda dengan bisang datar. Nilai rata-rata angle of friction masing-masing bahan dapat dilihat pada tabel 3. Tabel 3. Angle of friction gabah, dan biji-bijian Bahan Angle Of Friction (°) Gabah 40 Beras 34,67 Kedelai 16,3 Kacang Tanah 26,7 Kacang Merah 18,3 15,7 Kacang Hijau
Dari data tersebut, bisa dikatakan bahwa angle of friction pada setiap bahan berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena luas permukaan dari triplek terhadap bahan tersebut dan juga dapat karena mengangkat bidang yang terlalu cepat dan cara pembacaan busur yang kurang tepat. Selain itu, berdasarkan data yang di peroleh sudut yang terbentuk dengan menggunakan triplek lebih besar, hal ini disebabkan oleh bentuk permukaan dari triplek yang dimana permukaannya sedikit kesat. 4.4 Geometric Mean Diameter (GMD) Buah Geometric Mean Diameter merupakan nilai rata-rata yang diperoleh dengan mengalikan semua data dalam suatu kelompok sampel, kemuadian diakar pangkatkan dengan jumlah data sampel tersebut. Nilai rata-rata Geometric Mean Diameter buah dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Geometric mean diameter buah Bahan Geometric Mean Diameter (cm) Pear 6,72 Tomat 5,15
Jeruk 4,08 Untuk menentukan nilai Geometric Mean Diameter digunakan 3 sampel bahan. Nilai Geometric Mean Diameter terbesar terdapat pada pear, dan yang terkecil terdapat pada jeruk. Hasil tersebut dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk bahan tersebut, dikarenakan ukuran buah pear yang lebih besar dari buah lain yang diuji. 4.5 Sphercity Buah Sphercity merupakan ukuran butiran hingga mendekati bentuk bola. Semakin tinggi nilai sphercity, maka butiran tersebut semakin menyerupai bentuk bola. Nilai rata-rata sphercity masing-masing bahan dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 5. Sphercity buah Bahan Sphercity Pear 0,91 Tomat 0,94 Jeruk 0,95 Dari Tabel 5 dapat dilihat bahwa pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali dengan menggunakan 3 sampel bahan dan data sphercity yang didapat berbeda beda, dimana nilai sphercity terbesar terdapat pada buah tomat dan yang terkecil pada buah pear. Hal ini disebabkan oleh bentuk tomat yang cenderung bulat, sedangkan buah pear memiliki bentuk yang cenderung oval. Perbedaan kedua bahan tersebut juga bisa dilihat dari sifat fisik buah masing-masing, yang mana tingkat kemiripan buah tersebut ditinjau dari kebulatannya. 4.6 Volume dan Luas Permukaan Buah Untuk mencari volume dan luas permukaan bahan berbentuk Right circular cone atau silinder (cabe, wortel dan mentimun), dilakukan pengukuran secara manual dengan menggunakan jangka sorong dan menghitung nilainya deengan menggunakan rumus. Tabel 6. Volume dan luas permukaan Volume Luas Bahan 3 (cm ) Permukaan Cabe Merah 8,59 41,76 Wortel 514,55 333,27 Mentimun 458,71 315,41 Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa hasil volume dan luas permukaan terbesar terdapat pada wortel dan terkecil terdapat pada cabe. Hal ini disebabkan karena wortel memiliki massa lebih besar dibandingkan cabe dan mentimun. Semakin besar massa jenis bahan maka akan besar pula volume air naik, begitu pula sebaliknya semakin kecil massa jenis bahan maka akan sedikit pula volume air akan naik.
4.7 Hubungan Antara Gaya Dan Deformasi Tabel 7. Hubungan antara gaya dan deformasi No Nama Produk Beban (kg) Rata-rata Deformasi (cm)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Terung Pirus
Sawo
Tomat Merah
Tomat Hijau
Pisang
Jeruk
∆X
∆L
1 Bata (1,20) 2 Bata (2,38) 3 Bata (3,57)
0,005 0,01
0,13 0,23 1,83
1 Bata (1,68) 2 Bata (3,10) 3 Bata (4,50)
0,06 0,03
1 Bata (1,52) 2 Bata (3,23) 3 Bata (4,78)
0,05 0,03
1 Bata (1,10) 2 Bata (2,24) 3 Bata (3,49)
0,26 0,25
1 Bata (1,20) 2 Bata (2,66) 3 Bata (3,86)
0,07 0,18
1 Bata (1,56) 2 Bata (3,00) 3 Bata (4,50)
0.095 0,20
0,86
0,02
0,47
0,31
1,36
0,55
0,26 0,05 0,02 0,19 0,83 0,69 0,25 0,21 0,29 0,06 0,09 0,04 0,17 0,11 0,18
Berdasarkan tabel diatas, terjadi perubahan bentuk fisik dan karakteristik buah setelah diberikan beban.Hasil yang didapat antara tinggi dan diameter berbanding terbalik setelah diberi gaya. Seakin besar beban yang diberikan maka tinggi dari bahan akan mengalami penurunan, sedangkan nilai lebar yang dihasilkan semakin besar. Tingkat kematangan terhadap buah juga mempengaruhi deformasi, sehingga terlihat pada terung pirus percobaan ketiga mengalami perubahan panjang yang jauh berbeda dengan bahan lainnya. Perubahan panjang pada terung pirus ini, disebabkan karena sebelum diberi tekanan atau beban buah nya sudah matang dan mulai membusuk. Terung pirus mengalami kehancuran pada saat diberi tekanan 3,57 g. Tabel 8. Perubahan fisik tomat merah
Bahan
A1
Tomat Merah
Perubahan
Kode
A2
B1
-
Memar sedikit Warna (kemerah-merahan) Tekstur ( agak melunak)
-
Memar Warna (tetap) Tekstur ( sedikit lunak Memar Tekstur (lunak) Terjadi kerusakan pada bagian bawah
-
B2
C1
-
C2
Bagian dalam daging dan biji terpisah Memar Warna (merah gelap) Tekstur (lunak) Bagian daging dan biji terpisah Kulit menjadi keriput Hancur Bentuk tidak beraturan Aroma (sedikit busuk dan terdapat ulat) Memar Tekstur (lembek) Aroma (asam) Warna berubah dan bagian dalam lendir berubah warna
Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa tomat merah mengalami perubahan tekstur, warna serta aroma yang sebelumnya dilakukan uji coba. Hal ini disebabkan sampel diberi tekanan dan mengalami deformasi. Deformasi dipengaruhi oleh gaya, waktu dan suhu. Pengaruh gaya terhadap deformasi adalah semakin besar gaya yang diberikan terhadap produk pertanian maka deformasi akan semakin jelas terlihat. Bertambahnya ukuran diameter bahan dan berkurangnya tinggi bahan saat diberi beban secara bertahap pada setiap bahan yang diberikan beban, didapat hasil yang berbeda-beda karena barbagai faktor yang mempengaruhi seperti tingkat kematangan buah yang berbeda.Bahan yang masih keras karena masih muda sehingga cenderung keras maka bahan tersebut tidak mengalami deformasi. 4.8 Poison Ratio Poison ratio adalah konstanta elastisitas yang dimiliki oleh setiap material. Sebuah material yang diberikan gaya satu arah, ditarik maupun ditekan, akan mengalami perubahan bentuk. Nilai rata-rata poison ratio masing-masing bahan dapat dilihat pada tabel 9. Tabel 9. Poison ratio
No 1
Bahan Tomat Merah
Beban A B C
Poison ratio 0,33 0,12 -0,47
2
Tomat Hijau
A B C
1,02 1,17 1,07
3
Jeruk
A
0,54
B C
1,9 1,96
4
Pisang
A B C
2,15 0,72 25,46
5
Terung Pirus
A B C
0,04 0,06 0,28
6
Sawo
A 1,06 B 0,70 C 1,35 Pengukuran dilakukan sebanyak 6 kali (masing-masing sampel bahan) dimana Poison ratio terkecil terdapat pada terung pirus dan poison ratio terbesar terdapat pada pisang. Hal ini disebabkan tingkat kematangan buah yang melewati batas, sehingga deformasi yang terjadi tidak beraturan. Selain itu perbedaan nilai poison ratio dapat disebabkan juga oleh perbedaan ukuran panjang dan diameter masing-masing komoditi dan kekerasan fisik dari bahan juga mempengaruhi besar kecilnya deformasi yang akan terjadi serta bentuk granular dari bahan juga berpengaruh terhadap perbedaan yang terjadi.
BAB V PENUTUP
Dari pratikum yang sudah dilakukan, disimpulkan bahwa sifat fisik gabah, beras, biji-bijian, sayur dan buah memiliki sifat fisik dan sifat rheologi yang berbeda-beda. Nilai bulk density gabah, beras, biji-bijian, buah dan sayur sangat beragam hal ini dipengaruhi berat dan ukuran bahan. Nilai bulk density biji-bijian terbesar dimiliki kacang hijau dan yang terkecil dimilikikacang merah. Untuk nilai bulk density buah terbesar dimiliki buah tomat merah dan nilai terkecil pada buah jeruk. Untuk angle of respose gabah, beras dan biji-bijian didapatkan data bahwa sudut kemiringan yang tertinggi pada bahan kacang merah yaitu sebesar 70,28 o. Sedangkan yang terkecil terdapat pada kacang kedelai yaitu sebesar 0,08 o. Hasil pengukuran untuk data Angel of friction di dapatkan hasil yang paling besar terdapat pada bahan gabah sebesar 40 0, sedangkan untuk hasil terkecil terdapat pada bahan kacang hijau yaitu sebesar 15,7 o. Buah dan sayur mempunyai kadar air yang cukup tinggi, maka didapat nilai data Geometric Mean Diameter dengan hasil terbesar terdapat pada buah pear dan hasil terkecil pada buah jeruk, hasil pengukuran ini dipengaruhi oleh ukuran, bentuk bahan. Dan nilai sphericity terbesar terdapat pada buah tomat dan yang terkecil pada buah pear, disebabkan oleh bentuk tomat yang cenderung bulat, sedangkan buah pear memiliki bentuk yang cenderung oval. Perbedaan dari masing-masing buah dan tingkat kemiripan buah tersebut ditinjau dari kebulatannya. Perhitungan sampel dapat diperoleh data hasil bulk density yang berbeda-beda, dimana nilai bulk density terbesar terdapat pada buah tomat merah dan nilai terkecil pada buah jeruk. Hasil volume dan luas permukaan data bahwa nilai terbesar terdapat pada wortel dan terkecil terdapat pada cabe. Hal ini disebabkan karena wortel memiliki massa lebih besar dibanding cabe. Sifat rheologi produk pertanian mengalami deformasi yang dipengaruhi oleh gaya dimana waktu dan suhu berpengaruh terhadap produk pertanian. Deformasi adalah semakin besar gaya yang diberikan terhadap produk pertanian maka deformasi akan semakin jelas terlihat. Nilai poison ratio terkecil terdapat pada terung pirus dan poison ratio terbesar terdapat pada pisang mas. Hal ini disebabkan tingkat kematangan buah yang melewati batas dan buah sudah lembek, sehingga deformasi yang terjadi tidak beraturan.
DAFTAR PUSTAKA
Atman. 2007. Teknologi Budidaya Kacang Hijau ( Phaseolusradiatus) di Lahan Sawah. Jurnal Ilmiah Tambua VI : 89-95. Bello-Pérez, L.A. A. De Francisco, E. Agama-Acevedo, F. Gutierrez-Me raz, F. J.L. García-Suarez. 2005. Morphological and Molecular Studies of Banana Starch. SAGE Publications, DOI: 10: 1177. Cibro, M. A. 2008. Respon Beberapa Varietas Kacang Tanah Trerhadap Pemakaiana Mikoriza pada Berbagai Cara Pengolahan Tanah. Universitas Sumetera Utara. Medan. Dennis R. Heldman dan R. Paul Singh, 1980. Introduction to Food Engineering Fourth Edition. Food Science and Technology : International Series. Hardiyanto, C.Martasari, dan D. Agisimanto. 2004. Rekoleksi, Karakterisasi, dan Konservasi Plasma Nutfah Jeruk. (In press). Laporan Akhir Tahun 2004. Loka Penelitian Tanaman Jeruk dan Hortikultura Subtropik. 14 hlm. Hilman,Y. dkk. 1992. Pengaruh Pupuk Nitrogen dan Tanaman Cabai Bul. Penebar Swadaya : Jakarta. Jakarta. Ibarz, A. and G. V. Barbosa-Cánovas (2010). Unit operations in food engineering, Crc Press. Krismawati, A. Yuniarti, dan Prahardini. (2010) Karakterisasi Varietas Unggul Pisang Mas Kirana dan Agung Semeru di Kabupaten Lumajang. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Jawa Timur. Kusnandar, Fery., Purwiyatno H., Elvira S,. 2006. ITP 330 Prinsip Teknik Pangan. Bogor: Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Institut Pertanian Bogor. Lakshminarayana, S. dan M. A. Moreno Rivera. 1979. Proximate Characteristics and Composition of Sapodilla Fruits Grown in Mexi co. Proc. Fla. State Hort. Soc. 92:303-305. Marzuki,R. 2007. Bertanam Kacang Tanah. Jakarta : Penebar Swadaya. Moore, G.A. 2001. Orange and lemons: Clues to the Taxonomy of Citrus from Molecular Markers. Trends in Genetics. 17:536 – 540. Muchtadi, dkk.1992. Ilmu Pengetahuan Bahan Pangan . Institut Pertanian Bogor. Bogo Muchtadi, D 2010. Kedelai Komponen untuk Kesehatan, Bandung : Alfabeta. Patiwiri, A.W. 2006. Teknologi Penggilingan Padi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. Rahardjo, M. 2005. Tanaman Berkhasiat Antioksida. Jakarta : Penebar Swadaya. Jakarta. Roeslan, BO. 2002. Imunologi Oral Jakarta.Jakarta. Soekartiwi. 2002. Analisis Usahatani. Universitas Indonesia. Jakarta. Steffe, J. F. (1996). Rheological methods in food process engineering, Freeman press. Verhoeven, G., 1991. Cyphomandra betacea (Cav) Sendtner, Plant Resources of SouthEast Asia 2: Edible Fruits and Nuts. Pudoc/Prosea, Wageninge. Wirakartakusumah MA. 1989. Prinsip Teknik Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB, Bogor. Yoshida, Shouichi 1981. Fundamentals of Rice Crop Science, Philipines.. International Rice Research Institute.
Zebua, A.M. 2009. Pemanfaatan Pati Kacang Merah (Vignea Sinensis) Hasil Isolasi Sebagai Matriks Teofilin. Skripsi, Fakultas Farmasi Universitas Sumatra Utara. Medan.
LAMPIRAN
Pratikum 1
Penimbangan gabah
Pengambilan dan pengukuran sample
Proses pemasukan gabah ke dalam tabung
Proses pengeluaran gabah dari luar tabung
Pengukuran diameter gabah
Lampiran 1. Data Bahan Mentah
1
2
3
4
Gabah
dmayor dmoderat dminor
8,3 2,3 1,4
8,6 3,2 2,5
8,2 2,9 2,4
8,9 3,1 2,5
Sample 5 6 (mm) 8,2 8,5 3,2 2,5 2,5 1,8
Beras
dmayor dmoderat dminor
5,5 1,4 2,8
6,8 1,2 2,1
6,9 1,3 2,1
6,3 1,2 2,8
6,9 1,4 2,2
5,2 1,2 2,9
5,6 1,3 2,9
5,5 1,2 2,6
5,3 1,1 2,1
5,8 1,2 2,2
5,98 1,25 2,47
dmayor Kedelai dmoderat dminor
7,0 6,9
7,9 6,8
7,9 6,2
6,9 6,5
6,5 6,3
7,9 6,9
5,7 5,3
6,8 6,4
7,1 6,3
6,7 6,2
7,83 5,73
5,9
6,5
5,2
5,4
5,5
9,6
5,1
4,8
5,8
5,7
5,39
dmayor
9,9
11,8
9,8
8,1
9,5
7,1
10,1
9,41
dmoderat dminor
7,4 6,1
7,2 5,1
4,2 4,3
5,3 4,2
6,7 5,6
5,2 5,5
6,3 6,5
6,27 5,63
dmayor
1,56 1,46 1,54 1,55 1,42 1,32 1,63 1,53 1,34 1,52 1,487
Bahan
Kacang Tanah
Kacang Merah Kacang Hijau
9,8 7,5 5,9
7
8
9
10
9,0 2,5 1,7
8,5 2,7 1,7
7,5 2,6 1,9
9,4 2,4 2,1
RataRata (mm) 8,51 2,74 2,05
8,4 5,3 5,8
9,6 7 ,6 7,3
dmoderat 7,55 dminor 6,1
8,9 5,9
7,6 5,7
8,0 5,7
6,8 5,2
7,9 4,1
7,6 4,5
7,6 5,2
7,6 3,4
7,8 4,9
7,735 5,07
dmayor
6,1
6,0
5,9
6,1
6,4
6,6
6,1
6,1
5,6
6,1
6,1
dmoderat dminor
4,1 4,2
4,4 4,4
4,0 4,3
4,0 4,1
4,2 4,1
4,1 4,2
4,2 4,1
4,2 4,1
3,8 4,1
4,3 4,5
4,13 4,21
Perhitungan Sifat Fisik Gabah Sampel 1
=
Bulk density Vt1
=
Bulk density
³
³
AOR
=
Bulk density
= Arc tan Arc tan
6 23,2
Arc tan 0,26 = 14,57°
= 768,76 = 0,65 ⁄ 500
³
³
= r²t = 3,14.(4,095²).14,6 = 3,14.16,77.14,6 = 768,76 cm³
Sampel 3
Vt3
500
= r²t = 3,14.(4,095²).14,3 = 3,14.16,77.14,3 = 752,96 cm³
Sampel 2
Vt2
= 752,96 = 0,66 ⁄
AOR
5,6 Arc tan 29
= Arc tan
Arc tan 0,19 = 10,76°
= 763,49 = 0,65 ⁄ 500
³
³
= r²t = 3,14.(4,095²).14,5 = 3,14.16,77.14,5 = 763,49 cm³ AOR Arc tan
= Arc tan
5,6 27
Arc tan 0,21 = 11,86° Bulk densityrata-rata = 1 + 2 + 3 3
Vtrata-rata
0,66 + 0,65 + 0,66 3 1,96 = = 0,65 3 Vt1 + Vt2 + Vt3 = 3
=
= 752,96 cm³+768,76 cm³ + 763,49 cm³ 3 2285,21 cm³ = = 761,74 3
cm³ AORrata-rata
1 + 2 + 3 3 14,57°+10.76°+11,86° = 3
=
37,19° =12,40° 3
=
1 + 2 + 3 3 44°+41°+35° 120° = = 3 =40° 3
AOF rata-rata
=