Nilai: (ACC Asisten)
LAPORAN PRATIKUM TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN AGRIBISNIS PESI F I C GRAVITY PENGUKURAN DENSITAS DAN SPESI REPOSE SERTA PENGUKURAN SUDUT GESER DAN ANGL E OF REPOSE
Oleh: Nama
: Muchammad Edwin Nugraha
NPM
: 150610100081 150610100081
Hari, Tanggal Praktikum
: Rabu, 13 Maret 2013
Waktu
: 14.00 WIB
Co.Ass
: 1. Rahmi Fathonah 2. Tb. M. Gumilang Sinatria 3. Dwi Septiani Lestari
LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN PADJADJARAN 2013
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Proses penangangan komoditas pertanian memiliki hubungan dengan beberapa bentuk perlakuan seperti suhu ataupun gaya (gaya gesek dan gaya tekan). Untuk mendapatkan hasil yang bermutu, maka setiap perlakuan yang diberikan terhadap bahan harus dijaga untuk menghindari kerusakan. Oleh karena itu, pengetahuan dan pemahaman mengenai karakteristik sifat pertanian sangat diperlukan dalam perancangan ataupun pengoperasian berbagai alat yang diperlukan dalam proses penanganan maupun pengolahan. Komponen-komponen karakteristik fisik komoditas pertanian antara lain densitas dan spesific gravity, serta pengukuran sudut geser dan angle of repose. Densitas dan gravitasi berperan dalam perhitungan difusivitas panas dalam pindah panas, penentuan bilangan Reynold dalam penangan pneumatic atau hidrolik, pemisahan produk dari bahan yang tidak diinginkan dan pendugaan struktur fisik serta komposisi kimia, komoditas bahan dengan bentuk yang tidak biasa dan porus bisa mempersulit dalam melakukan pengukuran volume dan densitas.
1.2.
Tujuan Pratikum
Menentukan kerapatan kamba (bulk density), spesific gravity serta sudut repos (angle of repose) suatu bahan
Mempelajari cara pengukuran densitas produk pertanian yang berbentuk tidak beraturan serta bersifat porus
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Kerapatan Kamba (Bul k Density )
Kerapatan kamba merupakan salah satu sifat fisik bahan yang umum digunakan untuk perancangan suatu penyimpanan dan volume alat pengolahan. Dalam penentuan kerapatan kamba pertama perlu diketahui volume solid suatu bahan, yaitu dengan membagi berat air yang dipindahkan dengan densitas air. Apabila komoditas bersifat higroskops, maka digunakan media lain seperti tepung. Dalam penanganan bahan hasil pertanian istilah densitas dibendakan menjadi dua macam, yaitu densitas massa atau kerapatan massa (mass density) dan densita kamba atau kerapatan kamba (bulk density) a. Kerapatan massa adalah kerapatan bahan yang diukur tanpa menyertakan ruang-ruang
kosong
di
antara
bahan
atau
dengan
pengertian
lain perbandingan massa sebuah bahan dengan volumenya. b. Kerapatan
kamba
adalah
kerapatan
bahan
yang
diukur
dengan
menyertakan ruang kosong di antara bahan atau dengan pengertian lain perbandingan antara massa bahan dengan volume bahan beserta ruang-ruang kosong di antara bahan. Berat satuan bahan-bahan butiran (bulk solid) dibedakan menjadi: a. Berat satuan partikel (γ butiran tunggal) disebut solid particle density (γp) b. Berat satuan curah (bulk density) yaitu berat bahan curah dibagi volume total bahan termasuk pori-pori. Macam-macam bulk density yaitu: 1) Apparent/Loose Bulk Density, yaitu densitas bahan curah tanpa pemadatan (γa) 2) Compacted/Tapped Bulk Density, yaitu densitas bahan curah dengan pemadatan (γ b) 3) Working/Dynamic Bulk Density, yaitu densitas bahan curah untuk penanangan bahan curah Rumus untuk mengukur kerapatan kamba adalah sebagai berikut: Bulk density (γ) =
2.2.
Spesif ic Gr avity
Pengertian berat jenis ( spesific gravity) adalah perbandingan berat bahan terhadap berat air yang volumenya sama dengan bahan. Spesific gravity (berat jenis) menunjukkan kerapatan massa yang dipengaruhi oleh gravitasi. Spesific gravity memiliki peranan penting dalam penanganan komoditas pertanian seperti pengeringan dan penyimpanan biji-bijian, stabilitas makanan ringan, penentuan kemurnian biji, sortasi dan grading , evaluasi kemasakan buah, tekstur dan kemasakan buah, estimasi ruang udaradi dalam jaringan tanaman, serta evaluasi kualitas produk seperti pada jagung manis, kacang-kacangan, kentang dan lainlain. Penentuan specific gravity dapat menggunakan rumus sebagai berikut: Spesific Gravity (BJ) =
2.3.
x spesific gravity air
Sudut Repos ( An gle of Repose )
Karakteristik friksi yang perlu diketahui dalam perancangan mesin-mesin pasca panen dari bahan hasil pertanian terutama biji-bijian adalah sudut repos (angle of repose). Biasanya sudut repos diperlukan untuk menentukan sudut kemiringan corong pengumpan (hopper ) atau kemiringan saringan mesin sortasi. Sudut repos adalah sudut yang terbentuk antara bidang alas dan bidang miring dari suatu bentuk segitiga pada saat bahan curah (biji-bijian) dijatuhkan secara bebas atau sampai bahan mulai jatuh bergulir. Sudut repos terbagi dua, yaitu: a. Sudut repos statik, yaitu sudut gesek antar bijian diambang batas gerak. b. Sudut repos dinamik, yaitu sudut antara lereng timbunan bijian dengan permukaan horizontal.Menurut Sahay dan Singh (1994), nilai sudut repos dari suatu bahan dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, kadar air, dan orientasi bahan
2.5.
Densitas
Densitas adalah sifat intensif suatu zat, densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volume. Sifat intensif tergantung pada jumlah dan volume. Kalibrasi pipet dan gelas ukur juga menentukan densitas suatu zat (zat cair, zat padat dengan bentuk tertentu). Pengukuran harus di catat dan dilakukan koreksi
untuk menentukan ketelitian dari pengukuran. Perhitungan di lihat dari hasil pengukuran dan koreksinya yang berasal dari alat yang di gunakan. Pengukuran di laboratorium kimia menggunakan pengukuran massa dan volume untuk menghitung densitas suatu zat. a. Pengukuran massa, massa adalah besaran yang menyatakan banyaknya zat, massa bersifat tidak bergantung besaran lain seperti suhu, tempat dan waktu. Satuan massa adalah Kg (Kilogram) satu kilogram adalah sama dengan massa satu liter air murni pada suhu 4°C. b. Pengukuran volume, Volume bisa juga di sebut kapasitas adalah perhitungan seberapa banyak ruang yang di tempati dalam suatu objek, objek bisa beberapa benda yang beraturan dan tidak beraturan. Pada densitas objek yang tidak berbentuk tidak bisa di ukur menggunakan penggaris jadi sarana yang di gunakan menggunakan air karena bersifat cair yaitu pemindahan air.
BAB III METODOLOGI 3.1.
Alat dan Bahan 3.1.1 Alat:
•
Timbangan analitik
•
Gelas ukur
•
Baker glass
•
Alat pengukur sudut repos
3.1.2 Bahan :
3.2.
•
Kacang hijau
•
Jagung
•
Air
Prosedur Percobaan
1) Menentukan Bulk Density a. Timbanglah sejumlah bahan dengan menggunakan timbangan analitik. b. Ukurlah volume bahan yang telah ditimbang tersebut dengan menggunkan gelas ukur atau gelas baker. c. Hitunglah bulk density bahan dengan menggunakan persamaannya 2) Menentukan Spesific Gravity a. Timbanglah bahan dengan menggunakan timbangan analitik b. Masukkan air ke dalam gelas ukur atau gelas baker kemudian timbanglah gelas yang telah diisi air (massa wadah + air) c. Masukkan bahan ke dalam gelas ukur yang telah diisi oleh air dan catatlah massanya (massa wadah + air + bahan) d. Hitunglah spesific gravity-nya 3) Menentukan Sudut Repos a. Letakkan bahan pada permukaan bidang atas (seng) dari alat pengukur sudut repos b. Naikkanlah lapisan atasndari alat bpengukur sudut repos sedikit demi sedikit sampai dengan bahan mulai bergulir jatuh dan amati
busur derajat untuk melihat besarnya sudut yang terbentuk antara lapisan bawah dan lapisan atas dari alat pengukur sudut repos c. Pada saat bahan mulai bergerak, catatlah sudut yang terbentuk (sudut repos bahan) d. Ulangi pengukuran pada permukaan yang berbeda dan juga bahan yang berbeda dengan masing-masing permukaan diulang sebanyak 10 kali 4) Mengukur densitas bahan pertanian porus berbentuk tak menentu dengan pelapisan lilin a. Siapkan sampel dan timbang beratnya, m s b. Siapkan air dan ukur volumenya, V s c. Panaskan lilin hingga mencair d. Setelah lilin mencair, celupkan sampel ke dalam lilin kemudian timbang berat sampel berlapis lilin, msl e. Masukan sampel berlapis lilin ke dalam air. Ukur volume air ditambah sampel dan lilin, V s-1+a f. Hitung volume lilin, V l g. Hitung volume sampel berdasarkan persamaan Vs = V s+l+a – Vl – Va h. Hitung densitas sampel ρ s = ms / Vs
BAB IV HASIL PERCOBAAN
4.1.
Pengukuran Bu lk Density Bahan
Percobaan
Massa (gram)
Volume (ml)
1
4,9
7,5
0,65
2
5,02
7,25
0,69
3
5,15
7,6
0,67
Jagung
Bul k D ensity
0,67 ± 0,02
Rata-rata ± SD
Perhitungan:
Percobaan 1:
Percobaan 2:
Percobaan 3:
4.2.
= =
=
Menentukan Spesif ic Gr avity (Kacang Hijau ± 5 gram) M air +
MB + wadah +
M air yang
Spesific
wadah
air
dipindahkan
Gravity
4,94
103,09
108,09
5
0,98
2
5,02
103,14
108,09
4,95
1,014
3
4,99
103,53
108,5
4,98
1,002
Percobaan
MB
1
1,001 ± 0,017
Rata-rata ± SD
Perhitungan:
Percobaan 1:
Percobaan 2:
Percobaan 3:
x SG air = x SG air = x SG air =
4.3.
Pengukuran Sudut Repos pada Bidang Mika Percobaan
Kacang Hijau
Jagung
1
6º
11 º
2
4º
14 º
3
7º
15 º
4
7º
18 º
5
9º
6º
6
4º
16 º
7
6º
11 º
8
3º
15 º
9
6º
6º
10
3º
9º
Rata-rata ± SD
5,5 º ± 1,957
12,1 º ± 4,175
Perhitungan:
Rata-rata sudut repose pada kacang hijau:
4.4.
=
Rata-rata sudut repose pada jagung:
Pengukuran Sudut Repos pada Bidang Seng Percobaan
Jagung
Kacang Hijau
1
13o
10o
2
17o
6o
3
22o
11o
4
16o
10o
5
19o
6o
6
10o
5o
7
8o
5o
8
9o
6o
9
16o
8o
=
10
10o
7o
Rata-rata ±
14o ± 4,71
7,4o ± 2,22
SD
Perhitungan:
Rata-rata sudut repose pada kacang hijau:
4.5.
=
Rata-rata sudut repose pada jagung:
=
Mengukur Densitas Bahan Pertanian Porus Berbentuk Tak Menentu dengan Pelapisan Lilin Perc.
Ms
Vair
Msl
Vsla
Ml
Vl
Vs
ρ sampel
1
3,29
15
3,47
20
0,18
0,193
4,807
0,684
2
3,1
15
6,06
21
2,96
3,182
2,818
1,1
3
2,76
15
5,23
21
1,894
2,036
3,964
0,696
Rata-rata SD
0,827 ± 0,237
BAB V PEMBAHASAN
Pada percobaan pertama dalam mencari bulk density jagung, pada percobaan satu, dua dan tiga, memiliki kerapatan kamba yang berbeda-beda, yaitu secara berurutan adalah 0,65, 0,69 dan 0,67. Bisa dilihat dari hasil yang didapat bahwa kerapatan kamba pada jagung tidak memiliki perubahan yang terlalu besar antara satu sama lain percobaan satu, dua dan tiga. Besar kecilnya bulk density ini akan mempengaruhi dengan besar kecilnya gudang penyimpanan, Selanjutnya adalah di percobaan kedua untuk mencari spesific gravity pada kacang hijau, telah ditemukan rata-rata spesific gravity pada tiga kali percobaan yaitu 1,001 dengan standar deviasinya adalah 0,017. Pada percobaan ini, didapatkan nilai yang paling kecil adalah percobaan pertama yaitu 0,98 maka pengaruh dari gravitasi yang paling besar adalah saat melakukan percobaan pertama. Lalu, pada saat mengukur sudut repos jangung dengan kacang hijau di atas bidang mika, kita bisa mendapatkan sudut reposnya yaitu jagung memiliki ratarata 12,1º dengan standar deviasinya adalah 4,175. Sedangkan pada kacang hijau telah ditemukan bahwa sudut reposnya memiliki rata-rata 5,5º dengan standar deviasinya adalah 1,957. Setelah mengukur sudut repos terhadap jagung dan kacang panjang di atas bidang seng, mendapatkan sebuah hasil yaitu sudut repos yang dibutuhkan oleh jagung adalah memiliki rata-rata 14 o dan standar deviasinya ± 4,71 dibandingkan dengan sudut repos dari kacang panjang yaitu dengan rata-rata 7,4 o dan standar deviasinya ± 2,22. Maka sudut repos yang dibutuhkan oleh jagung lebih besar dibandingkan dengan kacang panjang.
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
1. Data kerapatan kamba (bulk density) dan spesific gravity bahan diperlukan untuk
menyimpan
biji-bijian,
perencanaan silo,
bunker,
hopper ,
perancangan, pengemasan, dan lain-lain. Jika dilihat nilai yang didapat maka gudang yang digunakan tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil 2. Data volume, densitas, dan spesific gravity bahan diperlukan dalam proses pengeringan dan penyimpanan biji-bijian,
proses sortasi,
grading,
pengemasan, rancang bangun alat mesin, dan lain-lain. Dari hasil perhitungan, nilai spesific gravity paling besar tedapat pada percobaan kedua. Semakin kecil (percobaan pertama) nilai specific gravity suatu bahan maka semakin besar pengaruh gravitasinya. 3. Besar kecilnya nilai sudut repos dipengaruhi oleh karakteristik fisik bahan yang akan diukur sudutnya. Menurut Sahay dan Singh (1994), nilai sudut repos dari suatu bahan dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, kadar air, danorientasi bahan
Diperhatikan
saat
melakukan
percobaan
adalah
saat
melakukan
pengukuran apapun baik itu seperti massa ataupun volume bahan karena walaupun pengukuran kadang menggunakan pernyataan kurang lebih (±) tetap harus mendekati dari perhitungan pada percobaan sebelumnya, karena jika terlalu jauh nilai yang digunakan kurnag efektif untuk mendapatkan hasil percobaan yang maksimal.
4. DAFTAR PUSTAKA
M odul Penu ntun Pr aktikum M K. Teknol ogi Hasil Per tanian,2013 Syari ef R. dan A. I rawati, 1988, Pengetahuan B ahan un tuk I ndustri Pertani an, M ediyatama Saran a Per kasa, Jakart a Zain , Sudaryanto., Uj ang
Suhadi,
Sawitr i
dan
U lf i
I brahi m.
2005.
Teknik Penanganan H asil Per tanian. Pustaka Giratun a, Bandung. M ohseni n,
N.N .
1980.
Physical
Pr oper ti es
of
Plan t
and
An im al
Materials. Anonim.
2011.
Sifat-Sifat
Fisik
Bahan-Bahan
Pertanian.
http://bambangpurwantana.staff.ugm.ac.id/.../PengBhn01.doc. (D iak ses pada tanggal 18 M aret 2013)
LAMPIRAN
