I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Produk hasil pertanian mempunyai bentuk dan ukuran yang tidak seragam. Beberapa komponen karakteristik fisik komoditas pertanian antara lain bentuk, ukuran, volume, luas permukaan, densitas, porositas, warna dan kenampakan terkait langsung terhadap rancangan suatu alat terhadap perhitungan energi dalam proses pendinginan dan pengeringan, rancangan alat pengecil ukuran, masalah distribusi, stress berbagai bahan bahan selama penyimpanan, penyimpanan, elektrostatik separation, separation, refleksi cahaya dalam evaluasi warna, dan pengembangan alat sortasi dan grading. Densitas dan gravitasi berperan dalam perhitungan difusivitas panas dalam pindah panas, penemuan bilangan Reynolds dalam perancangan pneumatic atau hidrolik, pemisahan produk dari bahan yang tidak diinginkan dan pendugaan struktur fisik serta komposisi kkimia. Komoditas dengan bentuk yang irregular dan porous akan mempersulit proses pengukuran volume dan densitas. Untuk itu penting untuk mengetahui karakteristik dari suatu produk pertanian agar proses penyimpanan dan pengolahan hingga ke konsumen dapat berlangsung lebih optimal.
B. Tujuan
1. Untuk mengukur bentuk dan ukuran suatu bahan hasil pertanian. 2. Untuk mengukur kebundaran, kebulatan dan kekerasan suatu bahan hasil pertanian.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Bentuk komoditi hasil pertanian atau pangan umumnya tidak beraturan (irregular ). Dibedakan atas 2 kasus : a. Komoditi yang bentuk dan ukurannya dapat dibedakan
dengan mata
telanjang b. Komoditi yang bentuk dan ukurannya hanya dapat dibedakan dengan alat, misalnya produk bubuk : kopi, garam, susu bubuk dll. Bentuk dan ukuran bahan pangan mempunyai arti penting dalam proses penanganan bahan pangan, misalnya pada proses pengepakan, pengangkutan, dan penyimpanan. Selain itu, bentuk dan ukuran bahan pangan juga penting pada proses pengolahan bahan pangan, misalnya pada proses pemotongan curd (jendalan) pada pembuatan tahu merupakan penyeragaman bentuk dan ukuran guna memberi kenampakan yang lebih baik, mempermudah pengepakan, penyimpanan ataupun pengangkutannya. Ukuran menyatakan besaran materi atau isi pada suatu komoditas yang dimanifestasikan dalam bentuk besaran yaitu berat, lebar, volume, diameter, luas, tebal, dan panjang. Ukuran produk tepung dinyatakan dengan mesh, yaitu jumlah lubang 2
2
persatuan luas (n/in ) atau N/cm . Penentuan ukuran buah dan sayuran : pengukuran panjang/berat atau volume. Distribusi ukuran pada umumnya ditunjukkan dalam bentuk diagram distribusi atau dengan menggunakan skala probabilitas. Pengetahuan tentang karakteristik bahan diperlukan untuk mencegah kerusakan seminimal mungkin, untuk merancang mesin-mesin pengolahan, menentukan bahan konstruksinya, pengoperasian serta pengendaliannya, untuk menganalisis dan menentukan efisiensi dari suatu mesin, maupun proses pengolahannya, untuk mengembangkan produk-produk olahan baru dari tanaman dan hewan, dan untuk mengevaluasi serta mengawetkan mutu produk akhir.
Karakteristik bahan dibedakan menjadi empat, yaitu karakteristik fisik, karakteristik friksi, karakteristik aero dan hidrodinamis, dan karakteristik termal. Karakteristik bahan antara lain kadar air, bentuk dan ukuran, volume, densitas, spesifik grafity, dan luas permukaan. Yang perlu diketahui dalam karakteristik friksi adalah sudut repos ( angle of repose) yaitu sudut yang terbentuk antara bidang alas dan bidang miring dari suatu bentuk segitiga pada saat bahan curah (biji-bijian) dijatuhkan di atas permukaan bidang miring tersebut dan tergelincir secara bebas menuju bidang datar. Aplikasi sudut repos adalah dalam penentuan sudut kemiringgan hopper (corong pengumpan) dan saluran pengeluaran bahan dari suatu m esin penanganan BHP, penentuan kemiringan saringan mesin sortasi. Besarnya sudut repose dari suatu bahan dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, kadar air, dan orientasu bahan. Secara sederhana, sudut repos bahan dapat ditentukan menggunakan alat pengukur sudut repos. Karakteristik aero dan hidrodinamis diperlukan untuk perancangan system pembawa (conveying system) melalui udara atau air serta untuk perancangan alat dan mesin separasi (pemisah bahan), dan mesin pengering fluidisasi. Karakteristik aero dan hidrodinamis bahan dibagi dua, yaitu koefisien terminal ( terminal velocity) dan koefisien drag ( drag coefficient ) adalah besaran tetap bahan yang
menyatakan gaya tahanan bahan terhadap aliran fluida. Kecepatan terminal adalah besarnya kecepatan jatuh suatu bahan pada saat gaya grafitasi bahan tersebut sama dengan gaya tahan yang ditimbulkan oleh aliran udara terhadap bahan tersebut. Pada gerak jatuh bebas, sebuah bahan akan mendapatkan kecepatan terminal konstan dimana gaya grafitasi sebanding dengan gaya angkat yang melawannya sehingga percepatannya sama dengan nol. Pada kondisi diam, dimana kecepatan terminal telah tercapai, apabila kerapatan bahan lebih besar daripada kerapatan fluida. Terminal velocity biji-bijian dapat diketahui dengan menggunakan alat uji aerodinamis. Aplikasi karakteristik termal bahan hasil pertanian yaitu perencanaan, pengendalian dan operasi dalam perlakuan pemanasan, perencanaan pengendalian dan operasi dalam perlakuan penggorengan dengan vacuum frying, perencanaan
pengendalian
dan
operasi
dalam
perlakuan
pengeringan,
perencanaan,
pengendalian dan operasi dalam perlakuan pendinginan, dan perencanaan pengendalian dan operasi dalam perlakuan pembekuan. Panas Spesifik ( specific heat ) merupakan jumlah energi panas yang diserap atau dilepaskan oleh satuan massa bahan dalam suatu perubhan suhu tanpa terjadi perubahan fasa bahan. Konduktivitas termal ( thermal conductivity) sebagai jumlah energi panas yang dialirkan per satuan luas dan satuan ketebalan dari suatu bahan dalam satuan waktu dengan perubahan sebesar satu satuan suhu. Nilai kondukstivitas termal suatu bahan hasil pertanian ditentukan oleh komposisinya, persentase ruang kosong, bentuk, ukuran, dan susunan ruang kosong serta factorfaktor lain yang membatasi aliran panas. Difusivitas Termal (thermal difusivity) merupakan karakteristik termal yang digunakan untuk menentukan laju aliran energi panas di dalam BHP yang berwujud padat pada berbagai bentuk. Karakteristik ini berhubungan dengan kemampuan bahan untuk mengalirkan energi panas dan kemampuan untuk menyimpan energi panas. Entalpi adalah kandungan energi panas dari suatu bahan. Secara umum entalpi digunakan untuk mengukur jumlah energi panas yang diperlukan untuk mengkondisikan BHP.
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
1. Mangga
7. Penggaris
2. Kentang
8. Jangka sorong
3. Apel
9. Pensil
4. Wortel
10. Kertas milimeter
5. Mentimun
11. Jangka
6. Pear
12. Hardnessmeter
B. Prosedur Kerja
1. Bahan diletakkan diatas kertas milimeter blok kemudian menggambar bentuk bahan pada kertas. 2. Setelah digambar, membuat lingkaran pada luar garis bahan dan dalam garis bahan. 3. Menentukan ukuran bahan yang digunakan dengan cara meletakkan, meliputi pengukuran : Ap
= luas permukaan proyeksi terbesar dari bahan dalam posisi bebas
Ac
= luas permukaan lingkaran terkecil yang membatasi
a
= sumbu terpanjang
b
= sumbu intermediate
c
= sumbu terpendek
di
= diameter lingkaran terbesar dalam objek
dc
= diameter lingkaran terkecil yang membatasi objek
4. Menentukan bentuk bahan yang diguankan meliputi : a. Kebundaran/roundness = Ap/Ac dimana nilai kebundaran diantara 0 hingga 1. b. Kebulatan/spericity = diameter geometri rata-rata dibagi diameter terpanjang =
;
serta dengan rumus : Kebulatan/spericity = di/dc dimana nilainya diantara 0 dan 1 5. Menentukan nilai kekerasan bahan dengan menusukan hardnessmeter atau penetrometer ke tiga titik bahan. Masing-masing hasil dibagi dengan penampang jarum penetrometer dan kemudian dijumlahkna dan dibagi 3.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Bahan
Kekerasan
Kebundaran
Kebulatan Kebulatan (perhitungan) (pengukuran)
Mangga Kentang Wortel Mentimun Pir
0,024 0,399 0,13 0,377 0,106
0,59 0,87 0,397 0,033 0,9
0,74 0,79 0,586 0,435 0,947
0,56 0,91 0,377 0,339 0,9
Apel
0,0594
0,848
0,972
1,284
B. Pembahasan
Bentuk dan ukuran merupakan dua karakter fisik yang tidak dapat dipisahkan. Bentuk dan ukuran diperlukan untuk pemberian karakter fisik suatu bahan. Ada beberapa karakteristik yang dapat digunakan untuk mennjelaskan bentuk dan ukuran hasil pertanian yaitu bentuk acuan atau gambar standar (charted standart ), kebundaran ( roundness), kebulatan ( sphericity), kesesuaian atau kemiripan terhadap bentuk geometri, dan dimensi sumbu bahan atau luas proyeksi rata-rata. Bentuk
acuan
dilakukan
melalui
pengamatan
terhadap
potongan
penampang yang dibandingkan dengan gambar standar. Contoh bentuk adalah round, oblong, oblate, cone, ovate, dan obovate. Round (bundar) mempunyai bentuk menyerupai bulatan, oblong (membujur) merupakan bentuk dimana diameter vertikal lebih besar daripada horisontal, oblate mempunyai bentuk datar pada bagian batang dan pucuk, cone (kerucut) berbentuk meruncing ke arah bagian pucuk, ovate (bujur telur) berbentuk seperti telur dan melebar pada bagian pangkal, dan obovate (bujur telur terbalik) berbentuk telur terbalik.
Pada umumnya bentuk dan ukuran ini digunakan untuk menggambarkan obyek secara fisual. Dalam penggolongan tingkat mutu ( grading) biasanya ukuran dan bentuk merupakan faktor mutu yang pertama kali di lihat. Beberapa kriteria yang termasuk ukuran adalah bobot, volume, panjang, lebar, diameter, kerapatan, dan luas bidang. Bobot suatu bahan dapat diukur dengan berbagai jenis neraca sejak yang halus sampai kasar, tergantung kepada tingkat ketelitian pengukuran yang di kehendaki. Dimana bobot suatu bahan tersebut dapat di catat sebagai bobot total, bobot rata-rata, dan bobot persatuan tertentu. Pengukuran volume ada dua pengertian yaitu volume nyata (volume bahan tesebut dalam suatu wadah tertentu) dan volume mutlak (suatu bahan adalah volume bahan itu sendiri). Panjang, lebar dan diameter suatu bahan dapat di ukur dengan menggunakan berbagai alat pengukur seperti penggaris, micrometer, dan vernier caliper. Kerapatan dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu ; kerapatan nisbi (perbandingan antara kerapatan suatu bahan pada suatu suhu tertentu dengan kerapatan standar), nyata (perbandingan antara massa suatu bahan pada suhu tertentu dengan massa air pada suhu yang sama) dan kerapatan mutlak (perbandingan antara bobot dengan volume bahan). Sebagian besar semua hasil pertanian memiliki ukuran yang tidak beraturan. Pengukuran luas bidang dari bahan yang tak beraturan di lakukan dengan dua cara yaitu : penimbangan dan dengan s impon’s rule. Sedangkan yang termasuk ke dalam bentuk adalah oval, simetri, dan melengkung. Kebundaran adalah ukuran ketajaman sudut-sudut dari suatu benda padat. Niali kebundaran suatu benda berkisar dari 0 hingga 1. Apabila nilai mendekati 1 maka bentuk bahan tersebut mendekati bundar. Pengukuran kebundaran pada buah pir menghasilkan nilai sebesar 0,9. Hal ini menunjukkan bahwa buah pir yang diukur berbentuk bulat atau mendekati bulat karena nilai kebulatannya mendekati 1. Dari pengukuran yang dilakukan pada enam buah produk hasil pertanian berbeda yaitu mangga, kentang, wortel, mentimun, pir dan apel, diketahui bahwa buah pir merupakan buah dengan bentuk paling bundar, dengan nilai kebundaran 0,9. Dan buah yang memiliki bentuk kurang bundar adalah mentimun dengan nilai
kebundaran 0,033. Hal ini sesuai dengan kondisi nyata dimana buah pir memang paling bulat dan mentimun beberntuk lonjong memanjang atau kurang bulat. Kebulatan merupakan perbandingan antara diameter bola pada 3 posisi tertentu, yaitu sumbu terpanjang, sumbu terpendek dan sumbu intermediate. Nilai kebulatan suatu bahan antara 0 hingga 1. Untuk nilai 1 berarti bahan mendekati bentuk bola. Pengukuran kebulatan dilakukan dua kali, dengan data dari milimeter blok, dan data dari pengukuran menggunakan jangka sorong. Pada buah pir menghasilkan nilai sebesar 0,947 untuk kebulatan dengan milimeter blok dan 0,9 untuk kebulatan dengan pengukuran menggunakan jangka sorong. Hal ini menunjukkan bahwa buah pir berbentuk bulat atau mendekati bulat karena kedua nilainya mendekati satu. Dari pengukuran nilai kebulatan pada enam buah, nilai kebulatan dengan pengukuran milimetr blok dan pengukuran jangka sorong seharusnya sama. Akan tetapi, terdapat perbedaan yang cukup signifikan. Hhal ini kemungkinan dikarenakan karena kesalahan pengukuran atau pembacaan pada milimetr blok atau pada jangka sorong. Dapat diketahui bahwa buah yang mempunyai bentuk paling bulat adalah apel dengan nilai kebulatan 0,972 dan 1,284. Nilai kebulatan apel yang pengukuran menggunakan jangka sorong melebihi batas nilai kebulatan seharusnya yaitu 1. Hal ini kemungkinan dikarenakan karena kesalahan pembacaan atau perhitungan oleh praktikan. Dari hasil praktikum juga dapat diketahui bahwa nilai kebulatan terendah ada pada buah mentimun, yaitu dengan nilai 0,435 dan 0,339. Kekerasan (firmness) merupakan daya tahan produk hasil pertanian terhadap tekanan dari luar. Dari hasil pengukuran dengan penetrometer, dapat diketahui bahwa nilai kekerasan buah pir adalah 0,106. Nilai ini menunjukkan bahwa buah pir mempunyai tingkat kekerasan bahan yang lunak karena nilainya kecil (mendekati nol). Dari data yang didapat, nilai kekerasan terbesar terdapat pada buah kentang dengan nilai kekerasan sebesar 0,399 dan nilai kekerasan terkecil ada pada buah apel dengan nilai 0,0594.
IV. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
1. Kebundaran adalah ukuran ketajaman sudut-sudut dari suatu benda padat. 2. Kebulatan merupakan perbandingan antara diameter bola pada 3 posisi tertentu,
yaitu
sumbu
terpanjang,
sumbu
terpendek
dan
sumbu
intermediate. 3. Kekerasan (firmness) merupakan daya tahan produk hasil pertanian terhadap tekanan dari luar. 4. Beberapa kriteria yang termasuk bentuk dan ukuran adalah bobot, volume, panjang, lebar, diameter, kerapatan, dan luas bidang. 5. Dari praktikum dapat diketahui bahwa nilai kekerasan, kebundaran, kebulatan perhitungan dan kebulatan pengukuran dari buah pir masingmasing adalah 0,106, 0,9, 0,947 dan 0,9.
B. Saran
Sebaiknya alat untuk melakukan praktikum ditambah sehingga praktikan tidak saling mengantri untuk melakukan pengukuran dan praktikum dapat terlaksana lebih kondusif.
