LAPORAN PRAKTIKUM SIFAT FISIK HASIL PERTANIAN
MENGHITUNG BENTUK, UKURAN DAN MENGUKUR KEKERASAN PADA BUAH
Oleh: Khoirunnisa Arijah NIM A1H012057
KEMENTERIAN KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO 2014
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bahan-bahan hasil pertanian mempunyai bentuk dan ukuran yang tidak seragam, maka dari itu diperlukan ilmu untuk mengukur dan menganalisa bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian untuk mengklasifikasinya kedalam keseragaman bentuk. Dalam dunia industri penanganan hasil pertanian merupakan salah satu komponen penting dalam proses pasca panen penanganan ini dapat dilakukan dengan teknik grading atau sortase sehingga diperlukan pengetahuan tentang karakteristik bahan tersebut, selain itu dalam penanganan hasil pertanian dibutuhkan juga beberapa alat dan mesin yang bisa mempermudah proses penanganan. Mesin-mesin yang akan di buat berdasarkan karakteristik dari bahan itu sendiri khususnya memperhatikan karakteristik hasil pertanian dari sisi bentuk. Konsumen tertentu memiliki penerimaan tertentu mempertimbangkan karakteristik fisik. Bentuk dan ukuran berat dan warna yang seragam menjadi pilihan konsumen. Untuk mencegah kerusakan seminimal mungkin, diperlukan pengetahuan tentang karakteristik watak sifat teknik bahan hasil pertanian yang berkaitan dengan karakteristik karakte ristik fisik, mekanik dan termis. Oleh sebab itulah kami melakukan praktikum mengenai karakteristik fisik bahan hasil pertanian untuk klasifikasi standar bentuk dan ukuran produk hasil pertanian.
B. Tujuan
1. Menentukan bentuk dan ukuran suatu bahan hasil pertanian berdasarkan perhitungan kebundarn kebundarn dan kebulatan. 2. Mengukur kekerasan bahan hasil pertanian dengan menggunakan Fruits Hardness Tester .
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Berbagai tingkat kematangan buah dan sayuran, sifat fisik dan kimia bahan tersebut berbeda-beda. Uji sifat fisik biasanya dilakukan terhadap kekerasan, warna, rasa, dan bau bahan tersebut. Sedangkan uji kimia dapat dilakukan terhadap PH, total asam, dan kadar gula (Solube ( Solube Solida) Solida) (Khatir, 2006). Sifat fisik bahan hasil pertanian merupakan faktor yang sangat penting dalam menangani masalah-masalah yang berhubungan dengan merancang suatu alat khusus untuk suatu produk hasil pertanian atau analisa prilaku produk dan cara penanganannya. Karakteristik sifat fisik pertanian adalah bentuk, ukuran, luas permukaan, warna, penampakkan, berat, porositas, densitas dan kadar air. Bentuk dan ukuran sangat penting dalam perhitungan energi untuk pendinginan dan pengeringan, rancangan pengecilan ukuran, masalah distribusi dan penyimpanan bahan, seperti elektoistatistik, pantulan cahaya dalam evaluasi warna, dan dalam pengembangan alat grading dan sortasi (Suharto, 1991). Pada pemasakan buah, kandungan zat-zat terlarut dan oleh karena itu berat jenis bertambah. Itulah sebabnya mengapa telah diusulkan kemungkinan menggunakan berat jenis sebagai metode pengujian kemasakan secara cepat. Buah-buah yang mengapung di atas air mempunyai berat jenis lebih kecil, jadi masih belum masak. Buah-buah yang tenggelam mempunyai berat jenis lebih besar dari 1, total zat terlarut lebih banyak dan oleh karena itu berarti sudah matang (Pantastico, 1989).
Perubahan tingkat keasaman dalam jaringan juga akan mempengaruhi aktifitas beberapa enzim diantaranya adalah enzim-enzim pektinase yang mampu mengkatalis degradasi protopektin yang tidak larut menjadi substansi pectin yang larut. Perubahan komposisi substansi pektin ini akan mempengaruhi kekerasan buah-buahan (Sianturi. 2008 a. Kebundaran (roundness )
Kebundaran adalah suatu ukuran ketajaman sudut-sudut dari suatu benda padat. Nilai kebundaran suatu bahan berkisar 0-1. Apabila nilai kebundaran suatu bahan hasil pertanian mendekati 1, maka bentuk bahan bahan tersebut mendekati bundar. Ada beberapa metode untuk mengestimasi kebundaran suatu benda diantaranya
adalah : Roundness (Rd) = Dimana : A p = luas permukaan pronyeksi terbesar dalam posisi bebas
Ac = luas permukaan pronyeksi terkecil yang membatasinya
Roundness (Rd) = Dimana : r = jari-jari kelengkungan N = Jumlah sudut yang ada R = Jari-jari lingkaran dalam maksimum kebundaran=di/dc
dimana d i adalah diameter terbesar lingkaran dalam, dan d c adalah diameter terkecil dari lingkaran yang melingkupi bundaran.
b. Kebulatan (sphericity )
Sphericity dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara diameter bola yang mempunyai volume sama dengan objek dengan diameter bola terkecil yang dapat mengelilingi objek. Seperti halnya nilai kebundaran, nilai kebulatan suatu bahan juga berkisar antara 0-1. Apabila nilai kebulatan suatu bahan hasil pertanian mendekati 1 maka bahan tersebut mendekati bentuk bola (bulat). Persamaan untuk menghitung kebulatan ( sphericity) sphericity) adalah sebagai berikut:
Keterangan: a= Sumbu terpanjang obyek b = Sumbu pertengahan (intermediate (intermediate)) obyek c = Ukuran terpendek obyek c. Bentuk dan Ukuran
Proses pengolahan suatu bahan hasil pertanian, bentuk dan ukuran suatu komoditi merupakan parameter yang penting didalam penilaian. Bentuk dan ukuran merupakan 2 hal yang tidak dapat dipisahkan pada suatu obyek. 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 : 1. Bobot 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. 2. Volume 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). 3. Panjang, lebar, diameter Panjang, lebar dan diameter suatu s uatu bahan dapat di ukur dengan menggunakan men ggunakan berbagai alat pengukur seperti penggaris, micrometer, dan vernier caliper. 4. Kerapatan 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). 5. Luas bidang Sebagian besar semua hasil pertanian memiliki ukuran yang tidak beraturan. Pengukuran luas bidang dari bahan yang tak berat uran di lakukan dengan dua cara yaitu : penimbangan dan simpon,s rule. Sedangkan yang termasuk ke dalam bentuk adalah : a) . Oval b) . Simetri c) . Melengkung
Untuk mendefinisikan bentuk, beberapa parameter dimensional perlu diukur. Pada keadaan dimana bentuk dan ukuran berpengaruh pada proses suatu hubungan dapat digambarkan dengan satu persamaan berdimensi dua sebagai berikut : I = ( b, u) Dimana : I = indeks yang dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran. Bentuk komoditas produk pangan dapat dikelompokkan sebagai bentuk umum dan bentuk normal. Bentuk umum komoditas menyatakan bentuk yang dapat dideskripsikan dan diukur secara fisik. Dalam pengawasan mutu produk bentuk komoditas padat yang bersifat umum dapat dinyatakan seperti ketiga bentuk dasar atau bentuk turunannya yaitu bulat, lonjong, silinder, kerucut, kubus, bundar dan lain-lain (Thumi, 2010). d. Kemiripan terhadap benda-benda geometri
Selain membandingkan dengan bentuk standar, penentuan bentuk bahan hasil pertanian dapat juga ditentukan dengan melihat kemiripan dengan benda benda geometri tertentu, seperti bulat memanjang ( prolate prolate spheroid ), ), bulat membujur (oblate (oblate spheroid ), ), dan kerucut berputar atau silinder. Adapun definisi dari masing-masing bentuk tersebut adalah sebagai berikut : 1.
Bulat memanjang ( prolate spheroid ) adalah bentuk yang terjadi apabila
sebuah bentuk elips berputar pada sumbu panjangnya. Salah satu contoh dari bentuk ini adalah buah lemon (sejenis jeruk sitrun). 2.
Bulat membujur (oblate (oblate spheriod ) adalah bentuk yang terjadi apabila sebuah
elips berputar pada sumbu pendeknya. Salah satu contohnya adalah buah anggur.
3.
Kerucut berputar atau silinder adalah bentuk yang menyerupai kerucut atau
silinder (tabung). Contohnya adalah wortel. Tabel 1. Istilah dan deskripsi objek dari bentuk acuan
Bentuk
Deskripsi
Bundar (Round)
Menyerupai bentuk bulatan ( spheroid )
Oblate
Datar pada bagian pangkal dan pucuk atau puncak
Kerucut (Conic)
Meruncing ke arah bagian puncak
Bujur telur (Ovate)
Bentuk seperti telur dan melebar pada bagian pangkal
Berat sebelah atau miring (Lopsided)
Poros yang menghubungkan pangkal dan puncak tidak tegak lurus melainkan miring
Bujur telur terbalik (Obovate)
Seperti telur terbalik
Bulat panjang (Elliptical)
Menyerupai bentuk elips (bulat panjang)
Kerucut terpotong (Truncate)
Kedua ujungnya mendatar atau persegi
Tidak seimbang (Unequal)
Separuh bagian lebih besar daripada yang lain
Ribbed
Pada
potongan
melintangnya
sisi-sisinya
menyerupai sudut-sudut Teratur (Regular)
Bagian horizontalnya menyerupai lingkaran
Tidak teratur (Irregular)
Potongan horizontalnya sama sekali tidak menyerupai lingkaran
Sumber : (Mohsenin, 1980).
III.
METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
1. Jangka sorong 2. Penggaris 3. Pensil/pulpen
4. Kertas HVS 5. Milimeter blok 6. Jangka 7. Fruits Hardness Tester 8. Buah
B. Prosedur Kerja
1. Alat dan bahan disiapkan 2. Tentukan nilai kebundaran buah a. Objek digambar pada milimeter blok. b. Ditentukan nilai Ap dan Ac. 3. Tentukan kebulatan buah. a. Nilai a, b dan c diukur dengan menggunakan jangka sorong. b. Objek digambar pada milimeter blok dan ditentukan nilai di dan dc. 4. Kekerasan buah ditentukan dengan menggunakan alat fruits hardness tester.
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
B. PEMBAHASAN
Sifat fisik bahan hasil pertanian merupakan faktor yang sangat penting dalam menangani masalah-masalah yang berhubungan dengan merancang suatu alat khusus untuk suatu produk hasil pertanian atau analisa prilaku produk dan cara penanganannya. Karakteristik sifat fisik pertanian adalah bentuk, ukuran, luas permukaan, warna, penampakkan, berat, porositas, densitas dan kadar air. Bentuk dan ukuran sangat penting dalam perhitungan energi untuk pendinginan dan pengeringan, rancangan pengecilan ukuran, masalah distribusi dan penyimpanan bahan, seperti elektoistatistik, pantulan cahaya dalam evaluasi warna, dan dalam pengembangan alat grading dan sortasi (Suharto, 1991).. 1) Bentuk dan ukuran adalah sesuatu yang tidak dapat dipisahkan. Dua hal ini mengambil peran penting dalam merancang alat, seperti grading dan sortasi. Bentuk dan ukuran dibedakan menjadi 2 kasus: a. Komoditi yang bentuk dan ukurannya ukurannya dapat dibedakan dengan mata telanjang b. Produk berbentuk bubuk bubuk : kopi, garam, susu bubuk dll. Beberapa kriteria yang termasuk ukuran adalah : 1. Bobot 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.
2. Volume 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). 3. Panjang, lebar, diameter Panjang, lebar dan diameter suatu bahan dapat di ukur dengan menggunakan berbagai alat pengukur seperti penggaris, micrometer, dan vernier caliper. 4. Kerapatan 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). 5. Luas bidang Sebagian besar semua hasil pertanian memiliki ukuran yang tidak beraturan. Pengukuran luas bidang dari bahan yang tak berat uran di lakukan dengan dua cara yaitu : penimbangan dan simpon,s rule. Sedangkan yang termasuk ke dalam bentuk adalah : d) . Oval e) . Simetri f) . Melengkung Selain membandingkan dengan bentuk standar, penentuan bentuk bahan hasil pertanian dapat juga ditentukan dengan melihat kemiripan dengan benda-
benda geometri tertentu, seperti bulat memanjang ( prolate prolate spheroid ), ), bulat membujur (oblate (oblate spheroid ), ), dan kerucut berputar atau silinder. Adapun definisi dari masing-masing bentuk tersebut adalah sebagai berikut : 1.
Bulat memanjang ( prolate spheroid ) adalah bentuk yang terjadi apabila
sebuah bentuk elips berputar pada sumbu panjangnya. Salah satu contoh dari bentuk ini adalah buah lemon (sejenis jeruk sitrun). 2.
Bulat membujur (oblate (oblate spheriod ) adalah bentuk yang terjadi apabila sebuah
elips berputar pada sumbu pendeknya. Salah satu contohnya adalah buah anggur. 3.
Kerucut berputar atau silinder adalah bentuk yang menyerupai kerucut atau
silinder (tabung). Contohnya adalah wortel. 2) Densitas terbagi menjadi dua, yaitu: a. Densitas Kamba (Bulk density) adalah perbandingan bobot bahan dengan volume yang ditempatinya, termasuk ruang termasuk ruang kosong diantara butiran makanan. b. Densitas Nyata adalah adala h perbandingan bobot bahan dengan volume yang hanya ditempati oleh butiran bahan tidak termasuk ruang kosong. 3) Sudut curah adalah sudut yang terbentuk antara bidang datar dengan sisi miring curahan bila sejumlah biji dituangkan dengan cepat di atas bidang datar. Sudut curah sangat penting untuk mendisain wadah, fasilitas penyimpanan, dan alat pembantu lain dalam pengolahan biji-bijian. Sudut Curah ditentukan dengan mengukur diameter curahan dan tinggi curahan . Tabel 1. Sudut Curah berbagai Jenis Biji-bijian
Jenis Bahan
Sudut Curah (Derajat)
Jagung Pipil
27
Sorgum
33
Gabah
36
Kacang Kedelai
29
Gandum
28
sumber : Richey, Jacobson dan Hall (1980) 4) Luas permukaan bahan juga menentukan image-sensor image-s ensor untuk keperluan otomatisasi dan robotisasi mesin-mesin pertanian. Luas permukaan daun menentukan :
kapasitas fotosintesis
Laju pertumbuhan
Hubungan tanaman-tanah-air
Luas permukaan buah dan biji penting dalam : Pengukuran respirasi Penentuan warna Pemantulan cahaya Fenomena transfer panas
5) Warna adalah sebuah sensasi fisik jika distribusi energi dari cahaya direfleksikan atau ditransmisikan oleh/melalui bahan pangan. Energi digambarkan sebagai spektrum elektromagnetik yang kontiniu dengan kisaran dari sinar gamma (pjg gel 10 -5 nm – 10 1017 nm. Bagian dari spektrum elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata adalah 380-770 nm, sehingga sehingga mempengaruhi warna.Warna tidak sama sensasinya dengan karakteristik fisik lain seperti titik leleh, ukuran partikel, dll. Warna merupakan persepsi manusia terhadap penampakan dari sinyal yang diberikan oleh otak. Warna juga dapat dipengaruhi oleh :
Sejumlah atribut fisik (ukuran, tekstur, gloss, polarisasi, keadaan fisik) Serangkaian persepsi psikologis (latar belakang warna, type cahaya, karakteristik geometri objek).
Warna dan Penampakan dapat ditentukan oleh :
Adanya sinar sebagai sumber penerangan
Sifat absorbsi dan refleksi spektral benda
Kondisi lingkungan benda
Kondisi subjek yang melihat benda
Warna dan Penampakan berperan dalam menentukan mutu fisik, seperti: Pada beras dinyatakan dengan derajat sosoh atau derajat keputihan Pada umbi yang penting warna bagian dalam umbi Kelainan warna menunjukkan adanya kerusakan atau penyimpangan mutu Menunjukkan tingkat kematangan buah Pedoman dalam proses pengolahan Ada 3 unsur warna untuk menyatakan pengukuran warna :
hue (warna kromatik)
value / lightness : warna akromatik atau kecerahan
kroma : intensitas warna kromatik Penglihatan manusia merespon 3 warna (tri stimulus) dengan panjang gelombang yang berbeda yaitu merah, hijau dan biru. Notasi standar untuk ketiga warna ini oleh International Committee on Illumination (ICI/CIE) : X = merah Y= hijau Z = biru
W5 Cara menilai atau mengukur warna : Cara deskripsi Cara gambar (chart methods) Cara notasi, dengan cara subjektif dan objektif Cara spektrofotometri, dengan cara objektif Cara panelis ahli, dengan carasubjektif
6) Porositas merupakan ruang (void) dalam suatu massa seperti biji-bijian atau bahan porous lain. Porositas penting dalam aliran udara dan panas. Bahan hasil pertanian mempunyai bentuk dan ukuran yang tidak seragam, maka dari itu diperlukan ilmu untuk mengukur dan menganalisa bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian untuk mengklasifikasinya kedalam keseragaman
bentuk.Karakteristik dari suatu bahan hasil pertanian sangat penting untuk klasifikasi standar bentuk dan ukuran. Oleh karena itu dibuatlah suatu standar yang telah disepakati bersama untuk mempermudah penanganan dan pengolahan produk tersebut. Ada beberapa kriteria yang dapat digunakan untuk menjelaskan bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian, yaitu: bentuk acuan, kebundaran, kebulatan, dimensi sumbu bahan, serta kemiripan bahan hasil
pertanian
terhadap
benda
geometri
tertentu.
Ilmu
untuk
mengklasifikasikan bahan hasil pertanian sangat penting bagi calon / sarjana teknik pertanian, karena itu sangat berperan aktif dalam peningkatan mutu dan kualitas bahan hasil pertanian yang akan di olah pada proses berikutn ya. Proses pengolahan suatu bahan hasil pertanian, bentuk dan ukuran suatu komoditi merupakan parameter yang penting didalam penilaian. Bentuk dan ukuran merupakan dua hal yang tidak dapat dipisahkan pada suatu obyek. Pada umumnya bentuk dan ukuran ini digunakan untuk menggambarkan obyek secara visual. Dalam penggolongan tingkat mutu ( grading ( grading ) biasanya ukuran dan bentuk merupakan faktor mutu yang pertama kali di lihat. Kebundaran (roundness )
Kebundaran adalah suatu ukuran ketajaman sudut-sudut dari suatu benda padat. Nilai kebundaran suatu bahan berkisar 0-1. Apabila nilai kebundaran suatu bahan hasil pertanian mendekati 1, maka bentuk bahan tersebut mendekati bundar. Ada beberapa metode untuk mengestimasi kebundaran suatu benda diantaranya
adalah : Roundness (Rd) = Dimana : A p = luas permukaan pronyeksi terbesar dalam posisi bebas
Ac = luas permukaan pronyeksi terkecil yang membatasinya
Roundness (Rd) = Dimana : r = jari-jari kelengkungan N = Jumlah sudut yang ada R = Jari-jari lingkaran dalam maksimum kebundaran=di/dc
dimana d i adalah diameter terbesar lingkaran dalam, dan d c adalah diameter terkecil dari lingkaran yang melingkupi bundaran. Kebulatan (sphericity )
Sphericity dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara diameter bola yang mempunyai volume sama dengan objek dengan diameter bola terkecil yang dapat mengelilingi objek. Seperti halnya nilai kebundaran, nilai kebulatan suatu bahan juga berkisar antara 0-1. Apabila nilai kebulatan suatu bahan hasil pertanian mendekati 1 maka bahan tersebut mendekati bentuk bola (bulat). Persamaan untuk menghitung kebulatan ( sphericity) sphericity) adalah sebagai berikut:
Keterangan: a= Sumbu terpanjang obyek b = Sumbu pertengahan (intermediate (intermediate)) obyek c = Ukuran terpendek obyek prosedur mengukur kekerasan
a. Atur beban pada penetrometer b. Atur jarum penunjuk skala kedalaman tusukan dengan de ngan angka nol c. Pasang waktu sesuai komoditi yang diukur
d. Tempatkan buah dibawah jarum sehingga ujung jarum menempel pada buah tetapi tidak menusuk kulit buah e. Pencet tombol mulainya tusukan f.
Baca jauhnya skala penanda bergeser dari angka nol
g. Lakukan pengukuran pada beberapa tempat (ujung, tengah dan pangkal buah) untuk mendapatkan nilai rataan kekerasan buah. h. Jika buah terlalu keras maka beban penetrometer perlu ditambahkan.
Sianturi. 2008. Perubahan Perubahan Kimia, Fisika Dan Lama Lama Simpan Buah Pisang Muli dalam Penyimpanan Atmosfir Pasif. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008 Universitas Lampung, 17-18 November 2008. Mohsein NN. 1980. Physical Properties of plant and Animal Materials. Materials . Gordon and Breach, Science Publisher, Inc. New York. Khatir, Rita, 2006. Penuntun Praktikum Fisiologi dan Teknologi Penanganan Pasca Panen. Panen. Faperta_UNSYIAH: Banda Aceh. Pantastico, 1989. Fisiologi Pasca Panen dan Pemanfaatan Buah-buahan dan Sayuran-sayuran Tropika dan Subtropika. Subtropika . Gadjah Mada University Press: Jogjakarta.
Suharto, 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. Pangan . PT. Rineka Cipta: Jakarta.
