ACARA I
ELASTISITAS
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Elastisitas adalah apabila sebuah benda di
tekan atau di tarik akan kembali ke keadaan semula. Hasil pertanian merupakan
bahan yang mudah sekali rusak terutama dalam hal pengangkutan. Untuk itu
diperlukan suatu perhitungan yang dapat mengurangi kerusakan yang terjadi pada
saat pengangkutan. Dalam hal ini dapat dilakukan dengan menghitung nilai
elastisitas bahannya. Perlu diketahui juga bahwa setiap hasil pertanian
mempunyai nilai elastisitas yang berbeda-beda tergantung pada tingkat
kematangan dan kesegaran dari jaringan pada buah tersebut.
Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah
untuk mengetahui cara pengukuran elastisitas bahan hasil pertanian.
TINJAUAN PUSTAKA
Benda
yang bersifat elastis adalah benda yang apabila diberikan gaya
atau tekanan akan berubah, selama gaya atau
tekanan itu masih bekerja padanya dan akan hilang atau kembali pada posisi
semula jika gaya
atau tekanan yang diberikan padanya hilang. Benda seperti buah-buahan mempunyai
elastisitas yang relatif kecil, sifatnya
lebih mendekat pada elastik, yaitu benda yang apabila ditekan atau daya
tekannya dihilangkan, bentuk tidak lagi kebentuk semula. Hal ini terjadi karena
adanya batas elastisitas bahan (Kanginan,1992).
Bahan
biologi hasil pertanian merupakan bahan hidup yang sangat penting dalam
melakukan proses metabolisme tubuh atau dalam tubuh selama bahan tersebut masih
hidup, hal ini dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan dalam bahan, apabila
kurang berhati-hati pada saat transportasi karena terjadi gesekan pada lapisan
bagian atas (Syarief, 1986).
Adanya benturan-benturan mekanis misalnya
benturan antara bahan-bahan itu sendiri atau karena benturan alat dengan bahan
tersebut dapat menimbulkan kerusakan mekanis. Banyak kerusakan mekanis yang
terjadi selama pengangkutan. Barang-barang diangkut secara “bulk
transportation”, bagian bawahnya akan tertindih dan tertekan dari bagian atas
dan samping sehingga mengalami pememaran, apalagi kendaraan yang berjalan pada
jalan yang rusak seolah-olah bahan-bahan yang ada dalam guncangan yang kuat
sehingga banyak mengalami kerusakan mekanis (Basuki, 1991).
Resiko kerusakan bahan hasil pertanian
pangan khususnya buah-buahan pada transportasi cukup besar. Ini disebabkan
karena adanya kerusakan karena getaran yang terjadi pada lapisan atas bahan.
Tingkat memar berhubungan secara langsung dengan besarnya percepatan getaran c
pada frekuensi x. untuk akselerasi kerusakan pada bagian atas dari buah selama
transportasi bergantung pada beberapa faktor. Antara lain : kedalaman
container, kepadatan pengisian, tipe system suspensi yang ada di truk, besarnya
gaya getaran pada permukaan jalan, dan karakteristik getaran buah (Saloko,
1997).
Resiko kerusakan bahan hasil pertanian
atau pangan khususnya buah-buahan pada transportasi cukup besar, kerusakan yang
terjadi dapat disebabkan karena adanya getaran yang terjadi pada lapisan hasil
pangan tersebut, sehingga mengalami kerusakan (Anonim, 1998).
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan
pada hari Minggu, 09 Desember 2007 di Laboratorium Mekanisasi Pertanian
Universitas Mataram.
Alat dan Bahan Praktikum
a. Alat
Praktikum
Adapun
alat-alt yang digunakan dalam praktikum ini antara lain : timbangan digital,
jangka sorong, mistar, beban seberat 500 gram, 1000 gram dan 1500 gram, gelas
piala, gelas ukur, serta nampan persegi.
b. Bahan
Praktikum
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam
praktikum ini antara lain : buah apel,
mangga, pear, jeruk dan air.
Cara Kerja
1. Ditimbang buah pada alat timbangan
digital.
2. Diukur buah secara horizontal dan vertical
dengan jangka sorong.
3. Ditambahkan beban seberat 500 g, 1000 g,
dan 1500 g.
4.
Diukur volume masing-masing buah.
5.
Dicatat hasil pengukuran dalam tabel.
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Tabel 1 Data pengamatan ukuran beberapa
bahan pangan
Bahan
|
Volume
ml
|
g
|
diameter
|
Defikasi
|
||||
Vertikal
|
horizontal
|
1000
g
|
1500
g
|
|||||
vertikal
|
horizontal
|
vertikal
|
horizontal
|
|||||
Apel
|
168
|
176.3
|
12
|
7,91
|
12,13
|
7,81
|
12,15
|
7,51
|
Jeruk
|
179
|
176.95
|
11,2
|
6,39
|
11,21
|
6,18
|
11,09
|
6,24
|
Mangga
|
270
|
279.1
|
7,25
|
7,1
|
7
|
7,45
|
6,6
|
7
|
Pear
|
230.5
|
236.85
|
5,11
|
5,77
|
5,02
|
5,96
|
5,07
|
5,81
|
Perhitungan
v Mangga
Diketahui :
m = 279.1 Lb
V = 270 m3
λ = 2 m = 78,74 inch
g = 385,826 inch/s2
ρ = m/V = = 1.049 Lb/inch
R (vertikal) = 5.6 inch
R (horizontal) = 3.51 inch
Jawab :
Mangga dengan beban 500am :
Defikasi vertikal (δ) = 10.8 cm = 4.2 inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.8 cm = 2.65 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2.078 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
= 1.091 inch
3.
Elastisitas
Bahan (E)
E = F =
= 4241.03 Lb/inch2
s2
Ē * 2 * R * r
4.
Frekuensi
Natural
Fn
= ¼ λ = ¼ (78.74)
= 1312,969 inch/s2
Ø Horizontal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r =
= = 1.224 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē =
=
= 1.139
inch
3.
Elastisitas
Bahan (E)
E = F =
= 7335.424 Lb/inch2
s2
Ē * 2 * R * r
4.
Frekuensi
Natural
Fn
= ¼ λ = ¼ (78.74)
= 32335,25509 inch/s2
Mangga dengan beban 1000 gram
Defikasi vertikal (δ) = 10.7 cm = 4.2 inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.7 cm = 2.6 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 5.4 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
= 0.406
inch
3.
Elastisitas
Bahan (E)
E = F =
= 4385.4 Lb/inch2
s2
Ē * 2 * R * r
4.
Frekuensi
Natural
Fn
= ¼ λ = ¼ (78.74) = 27818557,55 inch/s2
Ø Horizontal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 1,464 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
=
1,146 inch
3.
Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 9149,025 Lb/inch2
s2
Ē * 2 * R * r
4.
Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 36111,96 inchi2.s2
Mangga dengan beban 1500gram
Defikasi vertikal (δ) = 10.6 cm = 4.1 inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.5 cm = 2.5 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2,521inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
5,477 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 1110,96 Lb/inch2
s2
Ē *
2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 12583,636 inch/s2
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r = = = 1,838 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
1,155 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 14452,29 Lb/inch2
s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 2310,546 inchi2.s2
v Jeruk
Diketahui :
m = 176.95 Lb
V = 179 m3
λ = 2 m = 78,74 inch
g = 385,826 inch/s2
ρ = m/V = = 0,53 Lb/inch
R (vertikal) = 5,34 cm =
2,1 inch
R (horizontal) = 5,60 cm
= 2,2 inch
Jawab :
Jeruk dengan beban 500
gram :
Defikasi vertikal (δ) = 5.042 cm = 1.96 inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.91 cm = 2.69 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 0,6271 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
= 1,844 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 17953,01 Lb/inch2
s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74)
= 52121,943
inch/s2
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r =
= = 1,0448 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē =
=
= 1,1385 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = = = 8120,445 Lb/inch2
s2
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74)
= 35054,26 inch/s2
Jeruk dengan beban 1000 gram
Defikasi vertikal (δ) = 4.91cm = 1.9 inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.88 cm = 2.68 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 1,0154 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
=
1,19361inchi
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 11002,122
Lb/inchi2s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn =
¼ λ = ¼ (78.74) = 2072,79 inchi2.s2
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r = = = 1,1372 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
1,1396 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 7453,436 inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 33381,62 inchi2.s2
Jeruk dengan beban 1500gram
Defikasi vertikal (δ) = 4.9 cm = 1.9 inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.74 cm = 2.6 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 1.0382 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
1,1947 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 10750,601
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 40333,77 inch/s2
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r = = = 1,486 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
1,45 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 5677,07 inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 29309,78 inchi2.s2
v Apel
Diketahui :
m = 176.3 Lb
V = 168 m3
λ = 2 m = 78,74 inch
g = 385,826 inch/s2
ρ = m/V = = 0.988 Lb/inch
R (vertikal) = 5,65 cm = 2,23
inch
R (horizontal) = 6,00 cm =
2,362 inch
Jawab :
Apel dengan beban 500 gram :
Defikasi vertikal (δ) = 6.002 cm = 2.3 inch
Defikasi horizontal (δ) = 7.102 cm = 2.7 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2,096 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
= 2,97 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 3,7 Lb/inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74)
= 1582,46 inch/s2
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r =
= = 2,19 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē =
=
= 3,27 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 3,06 Lb/inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74)
= 1439,11 inch/s2
Apel dengan beban 1000 gram
Defikasi vertikal (δ) = 5.28 cm = 2.06 inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.14 cm = 2.4 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2,099 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
=
tidak terdefinisi
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= tidak terdefinisi
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural : tidak terdefinisi
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r = = = 2,19 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
0,87 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 11,5 inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 2789,85 inchi2.s2
Apel dengan beban 1500gram
Defikasi vertikal (δ) = 6.14 cm = 2.4 inch
Defikasi horizontal (δ) = 7.16 cm = 2.8 inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2,099inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
0,23 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
tidak terdefinisi
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = tidak terdefinisi
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r = = = 2,19 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
1,11 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F
= = 9,02 inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 2470,79 inchi2.s2
v Pear
Diketahui :
m = 236.85 Lb
V = 230.5 m3
λ = 2 m = 78,74 inch
g = 385,826 inch/s2
ρ = m/V = = 1.027 Lb/inch
R (vertikal) = 3.94 cm = inch
R (horizontal) = 3.824 cm =
inch
Jawab :
Pear dengan beban 500 gram :
Defikasi vertikal (δ) = 7.5 cm = inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.664 cm = inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2,096 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
= 2,97 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 3,7 Lb/inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74)
= 1582,46 inch/s2
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r =
= = 2,19 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē =
=
= 3,27 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 3,06 Lb/inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74)
= 1439,11 inch/s2
Pear dengan beban 1000 gram
Defikasi vertikal (δ) = 7 cm = inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.5 cm = inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2,099 inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
=
tidak terdefinisi
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= tidak terdefinisi
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural : tidak terdefinisi
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r = = = 2,19 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
0,87 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 11,5 inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 2789,85 inchi2.s2
Pear dengan beban 1500gram
Defikasi vertikal (δ) = 6.9 cm = inch
Defikasi horizontal (δ) = 6.46 cm = inch
Ø Vertikal
1.
r
(radius dibawah kompresi)
r = = = 2,099inch
2.
Regangan
(Ē)
Ē = =
=
0,23 inch
3
Elastisitas Bahan (E)
E = F =
tidak terdefinisi
Ē * 2 * R * r
4.
Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = tidak terdefinisi
Ø
Horizontal
1.
r (radius dibawah kompresi)
r = = = 2,19 inch
2.
Regangan (Ē)
Ē = =
=
1,11 inch
3. Elastisitas Bahan (E)
E = F =
= 9,02 inch2 s2
Ē * 2 * R * r
4. Frekuensi Natural
Fn = ¼ λ = ¼ (78.74) = 2470,79 inchi2.s2
PEMBAHASAN
Elastisitas
merupakan suatu keadaan benda yang apabila diberi gaya tarik atau gaya tekan
maka akn mengalami perubahan bentuk dan bila gaya yang diberikan tersebut
dihilangkan maka benda tersebut akan kembali ke posisi semula. Adapun
sifat-sifat dari elastisitas untuk masing-masing buah atau bahan berbeda-beda.
Pada praktikum ini bahan yang digunakan adalah jeruk, apel, mangga, dan pear.
Adapun tujuan yang ingin dicapai pada praktikum ini adalah untuk mengukur
elastisitas pada buah-buahan dan meneliti seberapa besar pengaruh getaran yang
ditimbulkan dalam proses transportasi.
Berdasarkan hasil pengamatan dari praktikum
ini dapat diketahui bahwa masing-masing bahan atau buah mengalami perubahan,
baik itu perubahan panjang maupun lebar. Pertambahan panjang pada masing-masing
bahan atau buah tersebut semakin besar jika berat beban ditambah sehingga
bentuk panjangnya tidak sama dengan panjangnya semula. Begitu pula dengan
bentuk lebar bahan atau buah yang akan berubah pula setelah diberi beban dengan
berat tertentu.
Adapun data hasil
pengamatan yang diperoleh yakni beban dengan berat 500 gram apel memiliki
elastisitas sebesar 7824,53616 inch2s2, jeruk sebesar
17953,0 in2s2, mangga sebesar 4241,03 lb/in2s2,
pear sebesar 6074,77 lb/in2s2. Sedang beban dengan beratn1000
gram apel memiliki elastisitas sebesar 3951,155 lb/in2s2,
jeruk sebesar 11002,122 lb/in2s2, mangga sebesar
3841,87lb/in2s2, pear sebesar 3094,577 lb/in2s2.
Untuk beban dengan berat 1500 gram apel memiliki elastisitas sebesar 11251,5857
lb/in2s2, jeruk sebesar 10750,601 lb/in2s2,
mangga sebesar 45,59 lb/in2s2, pear sebesar 214,9466
lb/in2s2. Untuk buah apel dengan berat beban 500 gram
memiliki elastisitas sebesar 4605,357lb/in2s2, jeruk memiliki elastisitas sebesar 8120,445 lb/
inc, mangga sebesar 4241,03 lb/in2s2, pear sebesar
6074,77 lb/in2s2. Dengan beban 1000 gram apel memiliki
elastisitas sebesar 2607,861 lb/in2s2, jeruk memiliki
elastisitas sebesar 7453,436 lb/inch, mangga sebesar 3841,87 lb/in2s2,
pear sebesar 3094,577 lb/in2s2.
Dengan beban 1500 gram apel memiliki elastisitas sebesar 4953,261 lb/in2s2,
jeruk memiliki elastisitas 5677,07, mangga sebesar 1110,96 lb/in2s2,
pear sebesar 3857,119 lb/in2s2.
Untuk buah jeruk, mangga, apel, dan pear
mengalami perubahan deflaksi yang cenderung lebih besar dari deflaksi yang
terjadi pada jeruk. Hal tersebut menunjukkan bahwa jeruk memiliki tingkat
elastisitas yang lebih besar dari buah apel, mangga, apel, dan pear. Sehingga
jeruk memiliki daya tahan yang lebih besar terhadap kerusakan mekanis atau
karena benturan selama pengangkutan atau selama tertekan oleh bahan yang berada
diatas bahan tersebut. Tekanan yang terdapat pada buah dapat dipengaruhi oleh
besarnya tekanan yang dapat diterima oleh buah tersebut, sehingga dalam
pengangkutan buahntersebut tidak mudah rusak.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan
pembahasan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1.
Bahan
dikatakan elastis jika dapat kembali ke bentuk semula setelah diberi tekanan
atau perlakuan tertentu
2.
Semakin
tinggi tingkat elastisitas maka daya tahan bahan akan lebih baik terhadap
kerusakan selama proses pengangkutan dan penyimpanan.
3.
Semakin
besar beban yang diberikan kepada buah-buahan, maka akan semakin besar pula
perubahan defikasinya (vertical dan horizontal).
4.
Tingkat
elastisitas pada bahan atau buah-buahan antara yang satu dengan yang lain
berbeda-beda tergantung pada daya tahan bahan tersebut terhadap beban.
ACARA II
PERPINDAHAN PANAS
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perpindahan
panas dapat di definisikan sebagai berpindahnya energi dari satu daerah ke
daerah lain sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut. Karena beda suhu terdapat di seluruh alam
semesta, maka hal ikhwal aliran panas bersifat seuniversal hal ikhwal yang
berkaitan dengan tarikan gravitasi. Tetapi tidak sebagaimana halnya gravitasi,
aliran panas tidak dikendalikan oleh sebuah hubungan yang unik, namun oleh
kombinasi dari berbagai hukum fisika tidak saling bergantungan. Perpindahan
panas pada umumnya mengenal tiga cara pemindahan panas yang berbeda konduksi,
radiasi, dan konveksi. Jika kita berbicara secara tepat, maka hanya konduksi dan
radiasi dapat digolongkan sebagai perpindahan panas karena hanya kedua
mekanisme ini yang untuk terselenggaranya tergantung semata-mata pada adanya
beda suhu.
Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah
untuk mengetahui laju atau tingkat proses pemindahan panas pada produk hasil
pertanian.
TINJAUAN PUSTAKA
Pemanasan dan pendinginan produk pangan
merupakan proses yang paling sering muncul dalam pengolahan bahan makanan.
Proses ini diperlukan produk pangan untuk memperlambat proses metabolismenya,
dimana proses metabolisme ini hanya berlangsung pada suhu optimum. Pendinginan
dapat memperlambat kecepatan reaksi metabolisme sehingga dapat memperpanjang
hidup dari jaringan-jaringan di dalam bahan pangan tersebut. Untuk mengetahui
kebutuhan energi pendinginan, ada beberapa satuan atau pengertian yang perlu di
bahas. Densitas yaitu perbandingan antara massa dan volume. Konduktivitas
termal, pendugaan untuk mendekati nilainya adalah dengan persamaan ;k = 0,148 +
0,00493 (% air) W/m C. Panas spesifik : Cp (Kj/kg C) (Satrio, Cahyawan,
Sukmawati, 2000).
Satu factor kunci dalam evaluasi pindah
panas “unsteady state” yaitu pentingnya resistensi internal dan eksternal
terhadap pindah panas. Bilangan tidak berdimensi yang digunakan dalam
mengevaluasi pentingnya factor ini adalah bilangan Biot, yang di definisikan
dengan persamaan : Bi = he I/ks
Keterangan : he = Koevisien pindah panas konveksi
Ks = Konduktivitas panas
I
= Karakteristik dimensi bahan
(Khondaraman
and Subramanyan, 1987).
Adapun
kalor dapat berpindah dengan tiga cara yaitu : konduksi, konveksi, dan radiasi.
Konduksi adalah perpindahan panas melalui suaru zat tanpa disertai perpindahan
dari partikel zat itu. Sedangkan konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu
zat disertai perpindahan partikel zat tersebut. Adapun radiasi adalah
perpindahan kalor tanpa adanya perantara (Widodo, 1997).
Bahan
pangan hasil pertanian setelah dipanen secara fisiologis masih hidup. Proses
hidup ini berlangsung dengan menggunakan bahan yang ada dalam bahan tersebut.
Proses hidup ini perlu dihambat, sebab apabila proses kehidupan terus
berlangsung dapat menyebabkan terjadinya kerusakan atau kebusukan pada bahan
pangan tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan usaha-usaha agar hasil
pertanian tersebut tidak cepat rusak atau busuk, diantaranya dengan pemanasan
dan pendinginan (Basuki, 2000).
Untuk
menelaah kebutuhan energi pendingin ada beberapa satuan yang perlu dibahas
yaitu : densitas adalah perbandingan massa dan volume, konduktivitas termal adalah
pendugaan untuk mendeteksi nilainya dengan persamaan yang telah ditentukan dan
panas spesifik (Saloko, 2000).
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan
pada hari Minggu, 09 Desember 2007 di Laboratorium Mekanisasi Pertanian
Universitas Mataram.
Alat dan Bahan Praktikum
a. Alat Praktikum
Adapun
alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain : jangka sorong, gelas
piala, gelas ukur, nampan persegi, thermometer, refrigerator, dan freezer.
b. Bahan Praktikum
Adapun
bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain : buah apel, pir dan
air.
Cara Kerja
1. Diukur panjang horizontal dan vertikal
buah apel.
2. Diukur volume buah apel dengan cara
:
Ø Gelas piala diberi air sampai penuh
dan diletakkan pada nampan persegi untuk menampung air yang tumpah.
Ø Buah apel dimasukkan kedalam air
tersebut sampai buah apel tenggelam.
Ø
Air yang tumpah dimasukkan ke dalam gelas ukur
dan di ukur volume air tersebut.
3. Diukur suhu buah dalam lemari es
(refrigerator) dan freezer setiap dua menit.
4. Dicatat hasil pengukuran dalam tabel
pengamatan.
5. Diulangi cara yang sama untuk
masing-masing buah yang akan diukur.
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Tabel 2 Pengamatan Perpindahan Panas
Waktu
|
T
refrigerator
|
T freezer
|
Ti - Ta / T1-Ta
|
|||||
|
Refrigerator
|
Freezer
|
||||||
|
(Apel) C
|
(Pear) C
|
(Apel) C
|
(Pear) C
|
Apel
|
Pear
|
Apel
|
Pear
|
0
|
31.5
|
31
|
32
|
28
|
1
|
1
|
1
|
1
|
2
|
31
|
31
|
31
|
27
|
1.6667
|
1
|
1.11
|
1.13
|
4
|
30
|
30
|
30
|
27
|
1.75
|
1.6667
|
1.125
|
1
|
6
|
30
|
30
|
29
|
26.5
|
1.75
|
1.6667
|
1.42
|
1.07
|
8
|
30
|
30
|
29
|
26
|
1.75
|
1.6667
|
1
|
1.07692
|
10
|
30
|
30
|
28
|
26
|
1.75
|
1.6667
|
1.16
|
1
|
12
|
30
|
30
|
28
|
25
|
1.75
|
1.6667
|
1
|
1.18
|
14
|
30
|
30
|
27
|
25
|
1.75
|
1.6667
|
1.2
|
1
|
16
|
29
|
30
|
26.5
|
24
|
3.5
|
1.6667
|
1.11
|
1.22
|
18
|
29
|
30
|
26
|
23.5
|
3.5
|
1.6667
|
1.25
|
1.25
|
20
|
29
|
29.5
|
25
|
23
|
3.5
|
2.5
|
1.33
|
1.1428
|
22
|
29
|
29.5
|
25
|
22
|
3.5
|
2.5
|
1
|
1.4
|
24
|
29
|
29
|
24
|
21.5
|
3.5
|
5
|
1.5
|
1.25
|
26
|
28.5
|
29
|
23
|
21
|
7
|
5
|
2
|
1.33
|
28
|
28.5
|
29
|
23
|
20
|
7
|
5
|
1
|
3
|
30
|
28
|
28.5
|
22
|
19.5
|
0
|
0
|
∞
|
∞
|
Perhitungan
TR =
Apel Trefrigerator
t= 0 →TR= = 1
t = 2 →TR= = 1.6667
t = 4 →TR= = 1.75
t = 6 →TR= = 1.75
t = 8 →TR= = 1.75
t = 10 →TR= = 1.75
t = 12 →TR= = 1.75
t = 14 →TR= = 1.75
t = 16 →TR= = 3.5
t = 18 →TR= = 3.5
t = 20 →TR= = 3.5
t = 22 →TR= = 3.5
t = 24 →TR= = 3.5
t = 26 →TR= = 7
t = 28 →TR= = 7
t = 30 →TR= = ∞
Pear Trefrigerator
t = 0 TR= = 1
t = 2 TR= = 1
t = 4 TR= = 1.6667
t = 6 →TR= = 1.6667
t = 8 →TR= = 1.6667
t = 10 →TR= = 1.6667
t = 12 →TR= = 1.6667
t = 14 →TR= =1.6667
t = 16 →TR= = 1.6667
t = 18 →TR= = 1.6667
t = 20 →TR= = 2.5
t = 22 →TR= = 2.5
t = 24 →TR= = 5
t = 26 →TR= = 5
t = 28 →TR= = 5
t = 30 →TR= = ∞
Apel Tfreezer
t = 0 →TR= = 1
t = 2 →TR= = 1.11
t = 4 →TR= = 1.125
t = 6 →TR= = 1.142
t = 8 →TR= = 1
t = 10 →TR= = 1.16
t = 12 →TR= = 1
t = 14 →TR= = 1.2
t = 16 →TR= = 1.11
t = 18 →TR= = 1.125
t = 20 →TR= = 1.33
t = 22 →TR= = 1
t = 24 →TR= = 1.5
t = 26 →TR= = 1
t = 28 →TR= = 1
t = 30 →TR= = ∞
Pear Tfreezer
t = 0 →TR= = 1
t = 2 →TR= = 1.13
t = 4 →TR= = 1
t = 6 →TR= = 1.07
t = 8 →TR= = 1.0769
t = 10 →TR= = 1
t = 12 →TR= = 1.18
t = 14 →TR= = 1
t = 16 →TR= = 1.22
t = 18 →TR= = 1.125
t = 20 →TR= = 1.1428
t = 22 →TR= = 1.4
t = 24 →TR= = 1.25
t = 26 →TR= = 1.33
t = 28 →TR= = 3
t = 30 →TR= = ∞
Grafik 1.1 Hubungan waktu dengan TR pada refrigerator untuk Apel
Grafik 1.2 Hubungan waktu dengan TR pada freezer untuk Apel
Grafik 1.3 Hubungan waktu dengan TR pada refrigerator untuk Pear
Grafik 1.4 Hubungan waktu dengan TR pada freezer untuk Pear
PEMBAHASAN
Untuk
menambah nilai guna dari produk pertanian, maka diperlukan penanganan lebih
lanjut misalnya dengan pemberian panas terhadap bahan, hal ini ditujukan untuk
menghambat ataupun menghentikan metabolisme (respirasi) dari produk pertanian.
Praktikum ini mencoba untuk mengukur besar pindah panas antara sumber (lemari
pendingin) terhadap beberapa macam buah yaitu apel dan jeruk.
Pada produksi hasil pertanian (dalam
bentuk segar) merupakan suatu bahan yang bersifat hidup yang berarti bahan
tersebut masih melakukan suatu proses metabolisme. Proses metabolisme suatu
bahan akan berdampak pada suatu perubahan-perubahan dan pada akhirnya akan
mengalami kerusakan. Untuk memperlambat atau menghentikan proses metabolisme
pada bahan hasil pertanian yang masih hidup (segar) dapat dilakukan dengan
pemanasan atau pendinginan.
Pada praktikum ini, dilakukan pengamatan
yaitu mengukur besar pindah panas antara sumber (lemari pendingin) terhadap
beberapa macam buah yang awalnya diletakkan pada suhu kamar. Buah-buahan yang
digunakan pada praktikum ini antara lain adalah apel, jeruk, dan pear. Setelah
diukur suhu buah pada suhu kamar, kemudian diletakkan dalam lemari pendingin
dalam ruangan yang berbeda yaitu freezer dan refrigerator. Perubahan suhu buah
yang diletakkan pada freezer dan refrigerator diukur setiap 2 menit dengan
perlakuan yang sama sebanyak 15 kali, jadi waktu yang dugunakan untuk mengamati
satu jenis buah selama 30 menit.
Untuk buah apel yang diletakkan pada
refrigerator, suhu awal (t=0) 10C. Setelah 2 menit pertama (t=2)
suhunya menjadi 1,66670C, pada suhu t=4 suhunya menjadi 1,750C
konstan sampai suhu t=14. Pada t=16 suhunya menjadi 3,50C konstan
sampai pada suhu t=24, t=26 sampai t=28 suhunya konstan 70C dan pada
suhu yang terakhir yaitu t=30 suhunya ∞. Sedangkan apel yang diletakkan pada
freezer, suhu awalnya (t=0) 10C, dan setelah 2 menit pertama (t=2)
suhunya menjadi 1,110C, kemudian terus naik dari t=4 menjadi 1,1250C
dan t=6 menjadi 1,1420C. Suhu turun menjadi 10C pada t=8, naik kembali pada t=10 yaitu 1,160C,
t=12 suhunya 10C, t=14 suhunya 1,20C, t=16 suhunya 1,110C,
t=18 suhunya 1,1250C, naik hingga suhu 1,330C pada t= 20.
Pada t=22 suhunya 10C kemudian naik menjadi 1,50C pada t=
24, konstan pada t=26 dan t=28 yaitu 10C, t=30 suhunya ∞ 9setelah 30
menit).
Untuk
buah pear yang diletakkan pada refrigerator, suhu awalnya (t=0) 10C,
pada saat t=2 suhunya masih 10C. Suhu konstan 1,66670C pada t=4 sampai t=18, t=20 dan t=22
suhunya sama yaitu 2,50C, suhu kembali konstan 50C pada
t=24 sampai t=28. Pada t=30 (setelah 30 menit) suhunya ∞.
Sedangkan pear yang diletakkan pada
freezer, suhu awalnya (t=0) 10C, t=2 suhunya 1,130C, t=4
suhunya 10C, t=6 suhunya 1,070C, t=8 suhunya 1,07690C,
t=10 suhunya 10C, t=12 suhunya 1,80C, t=14 suhunya 10C,
t=16 suhunya 1,220C, t=18 suhunya 1,1250C, t=20 suhunya
1,14280C, t=22 suhunya 1,140C, t=24 suhunya 1,250C,
t=26 suhunya 1,330C, t=28 suhunya 30C dan menit terakhir
(30 menit) suhunya ∞.
Dari
hasil pengamatan ke dua jenis buah yang diletakkan pada freezer dan refrigerator
semuanya menunjukkan bahwa buah yang diletakkan pada freezer mengalami
penurunan suhu yang lebih cepat dari pada buah yang diletakkan pada
refrigerator. Hal ini disebabkan
oleh suhu pada freezer lebih dingin dari pada suhu refrigerator. Perpindahan
panas yang terjadi pada praktikum ini disebut pindah panas secara konveksi.
Perpindahan panas konveksi bebas ini terjadi bilamana sebuah benda ditempatkan
dalam suatu fluida yang suhunya lebih tinggi atau lebih rendah dari pada benda
tersebut, dimana dalam praktikum ini buah-buahan diletakkan pada suhu yang
lebih rendah. Pada ke dua buah-buahan tersebut kecepatan pindah panasnya
berbeda-beda, hal ini dapat dilihat dari perubahan suhu yang terjadi pada
setiap buah, perbedaan ini dipengaruhi oleh berat beban, volume bajan, dan
densitas bahan.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan
pembahasan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
- Penurunan
suhu pada buah yang diletakkan pada freezer lebih cepat dari pada buah yang
diletakkan pada refrigerator.
- Pindah
panas yang terjadi adalah secara konveksi yang diakibatkan karena
perbedaan suhu.
- Kecepatan
pindah panas suatu bahan kebahan lain dipengaruhi oleh berat bahan, volume
bahan, dan densitas bahan.
ACARA III
DESTILASI AIR LAUT
PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
Destilasi
berarti memisahkan komponen-komponen yang mudah menguap dari suatu campuran
cair dengan cara menguapkannya, yang diikuti dengan kondensasi uap yang
terbentuk dan menampung kondensat yang dihasilkan. Uap yang dihasilkan dari
campuran disebut uap bebas, kondensat yang jatuh sebagai destilat dan bagian
cairan yang tidak menguap sebagai residu. Destilasi merupakan proses
penyaringan air laut untuk mendapatkan air murni (H2O), dikarenakan
jumlah air laut yang melimpah dan banyaknya air-air limbah yang tidak terpakai.
1.2.Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah
untuk mengetahui keseimbangan massa dan energi untuk destilasi air laut.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Destilasi dilaksanakan dalam praktek
menurut salah satu dari dua metode utama. Metode utama didasarkan atas
pembuatan uap dengan mendidihkan campuran air yang akan dipisahkan dan
mengembunkan (kondensasi) uap tanpa ada zat cair yang kembali ke dalam bejana
didih, jika tidak ada refluks. Metode kedua didasarkan atas pengembalian
sebagian dari kondensat ke bejana didih dalam suatu kondisi tertentu sehingga
zat cair yang dikembalikan ini mengalami kontrak akrab dengan uap yang mengalir
ke atas menuju kondensor. Masing-masing metode ini dapat dilaksanakan dalam
proses kontinu (sinambung) maupun dalam proses tumpuk atau batch (Werren,
1993).
Energi surya merupakan sumber energi yang
langsung tersedia dan murah. Untuk memanfaatkan energi surya ini salah satu
cara dengan mengubah energi radiasi menjadi energi panas. System pemanfaatan
prinsip termal yaitu dengan cara pengumpulan energi panas matahari dengan
kolektor untuk disimpan dan mendapatkan suhu yang lebih tinggi. Panas yang
didapatkan ini selanjutnya dapat digunakan untuk penyulingan atau mendestilasi
air laut menjadi air bersih (Saloko, 1997).
Air laut mempunyai kadar mineral yang
tinggi. Ion yang terbanyak terdapat dalam air laut adalah Cl-
(55%). Namun kadar garam di laut tidak sama, ada yang tinggi (seperti di daerah
tropic), dan ada yang rendah (seperti di daerah yang jauh dari ekuator).
Destilasi air laut telah dilakukan selama bertahun-tahun dengan menggunakan
tenaga cahaya matahari untuk produksi terbatas di daerah-daerah yang banyak
mendapat cahaya matahari sepanjang tahun (Linstley, 1991).
Tenaga radiasi yang dipancarkan dari
permukaan benda tergantung pada keadaan permukaan benda. Makin kasar dan makin
kegelap-gelapan permukaan itu, makin banyak tenaga radiasi yang dipancarkannya.
Dilain pihak, permukaan yang demikian akan lebih sedikit memantulkan radiasi
panas yang berarti pula lebih banyak menyerap radiasi panas yang mengenainya.
Jadi, benda hitam didefinisikan sebagai benda yang permukaannya menyerap
seluruh radiasi panas yang mengenainya. Benda demikian sudah tentu memancarkan
radiasi panas yang paling banyak dibandingkan dengan lainnya pada suhu yang
sama (Soedojo, 1997).
Destilasi berarti memisahkan
komponen-komponen yang mudah menguap dari suatu campuran cair dengan cara
menguapkannya, yang diikuti dengan kondensasi uap yang terbentuk dan menampung
kondensat yang dihasilkan. Uap yang dihasilkan dari campuran disebut uap bebas,
kondensat yang jatuh sebagai destilat dan bagian cairan yang tidak menguap
sebagai residu (Bernasconi, 19950.
Matahari bertanggung jawab tidak hanya
untuk intensitas cahaya yang tersedia untuk proses fotosintesis, tetapi juga
untuk temperature umumnya. Temperature yang tinggi menyebabkan organisme tumbuh
lebih cepat, setelah itu suhu atau intensitas cahaya yang tinggi bisa
dimanfaatkan untuk proses detilasi air laut untuk mendapatkan air bersih
(Sugiharto, 1987).
BAB III
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
3.1. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu,
16 Desembar 2007 di Laboratorium Mekanisasi Fakultas Pertanian Universitas Mataram.
3.2. Alat dan Bahan Praktikum
3.2.1. Alat
Praktikum
Adapun
alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain : alat destilator (kolektor bertingkat), thermometer, plastik,
gelas piala, dan gelas ukur.
3.2.2. Bahan Praktikum
Adapun
bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain : arang kayu dan air
laut.
3.3. Prosedur Kerja
Adapun
langka-langka kerja dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Diletakkan alat destilator menghadap sinar
matahari.
2. Dimasukkan arang kayu terlebih dahulu
kemudian dimasukkan air laut sebanyak yang diperlukan untuk memenuhkan alat
kolektor bertingkat.
3. Diletakkan thermometer masing-masing pada
air laut, dinding kaca bagian dalam, dinding kaca bagian luar, dinding alat
destilator, dan pada lingkungan.
4. Diambil data setiap satu jam.
5. Diambil data radiasi sinar matahari dan
kecepatan angin yang diperoleh dari data Stasium Meteorologi dan Geofisika
Selaparang.
6. Dihitung dan dianalisa setiap data primer
dengan setiap persaman-persamaan yang ada.
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel Hasil
Pengamatan Destilasi Air Laut
Jam
|
T
dalam kaca (oC)
|
T
air laut (oC)
|
T
dinding (oC)
|
T
luar kaca (oC)
|
T
lingk. (oC)
|
0
|
74
|
63
|
42
|
31
|
-
|
1
|
72
|
63
|
44
|
32
|
3
|
2
|
74
|
70
|
46
|
32
|
66
|
3
|
73
|
68
|
46
|
30
|
71
|
4
|
38
|
49
|
28
|
19
|
59
|
5
|
41
|
39
|
28
|
20
|
46
|
6
|
35
|
39
|
30
|
22
|
16
|
4.2. Hasil Perhitungan
Diketahui :
I max = 177.8 kkal = 741.07 joule
I min = 0.000 kkal = 0.000 joule
v
angin = 8 knot = 14.4 jam
T = 7jam
Β = 15 o
Q = 48 o
n = 2669 jam
Ki = 0.78
A = 56 m2
T al = 68 oC = 341 K
T lingk = 30 oC = 303 K
T1 max = 32 oC = 305 K
T1 min = 19 oC = 292 K
ISC = 1353
γ = 21.438
e = 5.672 x 10-4
(αγ) = 0.86
(αγ)I = 0.7
L1 = 0.15
Jawab:
1.
Radiasi yang sampai ke bumi
Ih = (I max-I min) sin
n (t-5) + I min
= (741,07-0,00) sin 2669,0 (7-(7-1)+0,00
= 741,07
sin2669,0
= 741,07*0,5150
= 381,6792 joule
Penentuan
keawanan
Io = ISC [(1+0.33 cos 360 *
n)/370]
= 1353
[(1+0.33 (1) 2669,0)/370]
= 1353
(2,3831)
= 3224,4148
joule
Aw = Ih/Io
= 381,6792/3224,4189
= 0,1183
2.
Penentuan energi hilang
Rb = cos
(θ+β) cos γ cos X + sin (θ+β) sin γ
= cos
(48+15) cos 21.438 cos 0.43 + sin (48+15) sin 21.438
= (0.454)
(0.931) (0.999) + (0.891) (0.365)
= 0.747
Rd = (1+15)/2
= 8
Id = 0.16 * Ih
= (0.16) (381,6792)
= 61,0686
Ib = Ih - Id
= 381,6792-61,0686
= 320,6106
Q abs = (αγ) Ib Rb
+ (αβ)I Id Rd
= (0.86) (320,6106) (0.747) + (0,7)
(61,0686)(8)
= 206,1872+341,9841
= 548,1713 joule
3.
Penentuan E terkumpul
A = 56
m2
h2 = 0,7478*19*14,4
= 204,59808
UL3 =
=
= 5,0735
Q = UL3
A X (T1 max - T1 min)
= 5,0735*56*0,43
(32-19)
= 1588,2 joule
4.
Penentuan Q total
Qtot = e
t
(Tal4 - Tlingk4)
= 5,672*10-4*5,6697*10-8
(329,674-305,564)
= 32,1585*10-12(1,18*1010‑0,87*1010)
= 32,1585*10-12
(0,31*1010)
= 9,97*10-2
joule
5.
Penentuan Q efisien
Qef = Qtot
/Qabs
= 9,97*10-2/548,1713
= 1,81*10-4 joule
PEMBAHASAN
Destilasi
adalah suatu proses untuk memperoleh air murni (H2O) dari air laut.
Adapun alat yang digunakan adalah destilator bertingkat. Alat ini ditutup
dengan kaca transparan agar saat penguapan, air yang menguap tidak hilang
tetapi tertahan oleh kaca dan matahari masih dapat mengenai bahan meskipun
tertahan oleh kaca. Air laut
diletakkan pada destilator yang terbuat dari arang kayu karena merupakan benda
hitam sempurna yang memiliki emisifitas sama dengan nol. Sehingga dapat
memencarkan atau menyerap kalor dari radiasi matahari secara sempurna sehingga
panas yang ada pada destilasi dapat menyebabkan penguapan dan kemudian terjadi
kondensasi yang menghasilkan air murni. Alat ini dilengkapi dengan empat
thermometer yaitu thermometer air laut, thermometer lingkungan, thermometer
kaca luar, dan thermometer kaca dalam. Alat ini juga dibuat lima lapisan yaitu
lapisan 1 seng, lapisan 2 kapuk, lapisan 3 triplek, lapisan 4 fiber, dan
lapisan 5 cat warna hitam.
Pada praktikum ini dilakukan perhitungan
terhadap radiasi ke bumi, penentuan keawanan, penentuan energi terkumpul,
penentuan Qtot, penentuan Qefisien. Perhitungan ini dilakukan untuk keseluruhan
pross destilasi selama 6 jam, mulai jam 12.00 sampai 18.00 WITA. Hasil dari
perhitungan radiasi yang sampai ke bumi
sebesar 381,6792 joule, keawanannya
0,1183, energi yang hilang (Qabsolut) sebesar 548,1713 joule, E yang terkumpul
sebesar 1588,2 joule, Qtot sebesar 9,97*10-2 joule, Qefisien 1,81*10-4
joule.
Perubahan
suhu maupun volume tampungan pada proses destilasi air laut tidak kostan,
disebabkan karena pada waktu percobaan terjadi perubahan cuaca yang tidak
menentu. Pada pengamatan pukul 16.00 dan 17.00 WITA terjadi hujan yang
mengakibatkan hasil akhir yang diperoleh menjadi lebih kecil dibandingkan pada
hasil pengamatan awal. Semakin panas
intensitas penyinaran sinar matahari, semakin banyak terjadi proses penguapan
yang terjadinya pada waktu siang hari.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan
pembahasan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
- Untuk memperoleh air murni (H2O) diperlukan destilasi karena melimpahnya jumlah air laut.
- Perubahan
suhu tidak konstan karena dipengaruhi oleh suhu pada waktu praktikum.
- Perubahan
akhir lebih kecil dari pada perubahan suhu awal dan volume tampungan
terbanyak pada jam 14.00 WITA.
ACARA IV
FILTRASI AIR LAUT
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Disebabkan karena melimpahnya air limbah
yang tidak dipakai, agar keberadaan air limbah tidak mengkhawatirkan maka
dilakukan proses filtrasi untuk mendapatkan air bersih dan layak pakai.
Filtrasi merupakan proses penyaringan air kotor (air limbah) agar layak dipakai
didasarkan ukuran partikel.
Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui mekanisasi
filtrasi pada air limbah agar layak dipakai.
TINJAUAN PUSTAKA
Filtrasi merupakan proses penyaringan yang
dilakukan untuk memisahkan zat padat dari suatu suspensi. Filtrasi didasarkan
pada ukuran partikel. Metode ini menggunakan suatu penyaring yaitu suatu bahan
berpori yang dapat dilewati partikel-partikel kecil, tetapi menahan partikel
yang lebih besar. Penyaringan biasa dilakukan laboratorium menggunakan kertas
saring yang dilipat berbentuk kerucut dan ditaruh dalam corong lalu cairan yang
berisi zat padat dituang pelan-pelan kedalam kertas saring. Zat padat tertahan
oleh kertas saring dan larutan (filtrate) masuk ke dalam bejana (Michael,
1994).
Cara filtrasi juga dipakai untuk
memisahkan zat-zat yang kelarutannya berbeda. Misalnya gula yang dikotori pasir
dimasukkan ke dalam air, gula akan melarut, sedangkan pasir tidak. Melalui
penyaringan, gula yang larut itu akan turun sebagai filtrate. Lalu filtrate diuapkan
sehingga diperoleh gula padat yang bersih. Pada industri PAM, salah satu proses
awalnya adalah penyaringan air kotor melalui filter bed, yaitu lapisan air di
atas, kerikil di tengah, dan batu besar di bawah. Air saringan diolah lebih
lanjut (Hiskia, 1996).
Melalui penyaringan sederhana, suatu
campuran bahan padatan dan bahan cairan atau bahan padat dan gas diproses yang
bertumpukan pada suatu sisi plat berpori yang disebut medium filter yang hanya
melawatkan cairan atau gas serta meninggalkan bahan padat dalam bentuk gumpalan
pada permukaan filter medium. Cairan berupa suspensi partikel-partikel padat.
Hasil dari pemisahan ini nantinya akan diperoleh cairan bening yaitu filtrate
dan bahan padat tertinggal pada filter medium yang disebut gumpalan filter
(Cook, 1986).
Kedalam penyaring atau derajat kebersihan
air yang disaring pada pengolahan air untuk diminum. Filtrasi diterapkan untuk
memisahkan bahan padatan dengan bahan yang cairan atau gas. Akan tetapi
penyaringan ini banyak dijumpai sebagai pengolahan ketiga dari air limbah
setelah mengalami proses biologis atau proses fisika kimia (Sudjono, 1994).
Jika suatu cairan didiamkan dalam bejana
tertutup cairaan itu akan menguap dan penguapan itu akan terhenti pada tekanan
tertentu yang hanya tergantung pada suhu. Tekanan ini ditetapkan sebagai uap
jenuh. Tujuan penyulingan adalah untuk memisahkan cairan yang mudah menguap
atau biasanya merupakan pemisahan dua atau lebih cairan yang berbeda titik
didihnya, yang ini disebut penyulingan bertingkat (Kanisius, 1988).
Yang dimaksud dengan fitrasi adalah
pemisahan bahan secara mekanis berdasarkan ukuran partikelnya yang
berbeda-beda. Filtrasi dilakukan dengan media filter dan beda tekanan.
Molekul-molekul cairan dibiarkan menerobos lubang pada media filter. Sedangkan
partikel-partikel padatnya yang lebih besar akan tertahan oleh media media yang
terdapat di dalam filter (Bernascoli, 1995).
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan
pada hari Minggu, 16 Desember 2007 di Laboratorium Mekanisasi Pertanian,
Fakultas Pertanian Universitas Mataram.
Alat dan Bahan Praktikum
a. Alat praktikum
Adapun
alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain: alat filtrasi dan
stopwatch.
b. Bahan Praktikum
Bahan-bahan yang digunakan
pada praktikum ini adalah air limbah.
Prosedur
Kerja
1. Disiapkan
peralatan praktikum.
2. Diisi tabung filtrasi dengan air limbah
dengan membuka kran 1 dan kran 2.
3.
Diperiksa
tingkat kekeruhan air pada tangki pertama dan kedua, kemudian diperiksa air
filtrasi (hasil filtrasi) pada tangki kedua.
4. Ditutup semua kran (kran1 dan kran 2),
kemudian dipersiapkan stopwatch.
5. Dicatat data setiap 5 menit selama 30
menit.
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Hasil pengamatan
Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Filtrasi untuk 5 menit
Waktu (menit)
|
Volume (ml)
|
T
(A/v)
(y)
|
V/A
(x)
|
X2
|
x-y
|
|
5
|
13.500
|
18,84
* 103
|
15,92
* 10-3
|
253,45
* 10-6
|
-18.839,9
* 103
|
|
10
|
5.260
|
96,70
* 103
|
6,2
* 10-3
|
38,44
* 10-6
|
-96.699,9
* 103
|
|
15
|
12.260
|
62,24
* 103
|
14,46
* 10-3
|
209,09
* 10-6
|
-62.239,9
* 103
|
Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Filtrasi untuk 10 menit
Waktu
|
Volume
|
T(A/V)
|
V/A
|
x2
|
x-y
|
(menit)
|
(ml)
|
(y)
|
(x)
|
||
10
|
12.198
|
41,7.103
|
14,38.10-3
|
206,78.10-6
|
-41,7.103
|
20
|
9.800
|
103,81.103
|
11,56.10-3
|
133,63.10-6
|
-103,8.103
|
30
|
10.650
|
143,29.103
|
12,56.10-3
|
157,75.10-6
|
-143,29.103
|
Hasil
Perhitungan
v
5 Menit
Y1 =
= 18.84.103
Y2 =
= 96,70.103
Y3 =
= 62,24.103
18,84.103 + 96,70.103 + 62,24.103
= 177,78.103
Y =
= 59,26.103
X1 =
X12
=
X2 =
X22
= 38,44-6
X3 =
X32
=
X12
+ X22 + X32
= 500,98.10-6
X1 + X2
+ X3
= 36,58.10-3
X =
= 12,193.10-3
(X1 –
y1) = (15,92.10-3)
– (18,84.103) = -18.839,9.103
(X2 –
y2) = (6,2.10-3) –
(96,70.103) = -96.699,9.103
(X3 –
y3) = (14,46.10-3)
– (62,24.103) = -62.239,9.103
b =
=
=
=
a = y – bx
= 59,26.103 – (-15309,5.106)
(12,193.10-3)
= 18.726,08.103
yi = a + bxi
=18.726,08*103-15309,5*106Xi
v 10
Menit
Y1 =
= 41,7.103
Y2 =
= 103,81.103
Y3 =
= 143,29.103
41,7.103 + 103,81.103 + 143,29.103
=288,8.103
Y =
= 96,27.103
X1 =
X12
= 206,78.10-6
X2 =
X22
=133,63.10-6
X3 =
X32
=
X12
+ X22 + X32
=498,16.10-6
X1 + X2
+ X3
=38,5.10-3
X
= 12,83.10-3
(X1 –
y1) = (14,38.10-3)
– (41,7.103) = -41,73.103
(X2 –
y2) = (11,56.10-3)
– (103,81.103) = -103,8.103
(X3 –
y3) = (12,56.10-3)
– (143,29.103) = -143,29.103
b =
=
=
=
a = y – bx
=
96,27.103 – (-880,72.106) (12,83.10-3)
=
(96,27.103) – (-11299,64.103)
= 11395,91.103
Grafik 2.1 Hubungan x dan y untuk filtrasi 5 menit
Grafik 2.2 Hubungan x dan y untuk filtrasi 10 menit
PEMBAHASAN
Filtrasi merupakan proses penyaringan air
limbah yang bertujuan untuk mendapatkan air bersih yang layak dipakai yang
didasarkan ukuran partikelnya. Pada alat filtrasi terdapat empat lapisan yaitu
lapisan pasir, ijuk, kerikil, dan arang. Masing-masing dari ke empat lapisan
dalam alat filtrasi memiliki fungsinya masing-masing. Lapisan pasir berfungsi
memisahkan komponen bahan yang bersifat makro. Lapisan ijuk berfungsi memisahkan komponen bahan yang bersifat
mikro. Lapisan kerikil berfungsi menjernihkan air. Sedangkan lapisan terakhir
yaitu lapisan arang berfungsi untuk menghilangkan bau air.
Pada praktikum ini didapatkan untuk 5
menit pertama, volume terbesar terjadi pada 5 menit pertama yaitu 13.500 ml dan
5 menit ke tiga sebesar 12.260 ml, sedangkan volume terkecilnya terjadi pada 5
menit ke dua yaitu sebesar 5.260 ml. Begitu pula untuk 10 menit didapatkan
volume terbesar terjadi pada 10 menit pertama yaitu sebesar 12.198 ml dan 10
menit ke tiga yaitu sebesar 10.650 ml, sedangkan volume terkecil terjadi pada
10 menit ke dua yaitu sebesar 9.800 ml. Semakin lama waktu yang diperlukan,
semakin berkurang kapasitas air yang ada di dalam alat filtrasi tersebut.
Regresi pada 5 menit pertama didapatkan
nilainya sebesar 18,84 * 103, pada 5 menit ke dua nilai regresinya
sebesar 96,7*103, dan pada 5 menit ke tiga didapatkan nilai
regresinya sebesar 62,24*103. Regresi pada 10 menit pertama
didapatkan nilainya sebesar 41,7*103, pada 10 menit ke dua
didapatkan nilain regresinya sebesar 103,81*103, sedangkan pada 10
menit ke tiga didapatkan nilai regresinya sebesar 149,29*103.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan
pembahasan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
- Pada alat
filtrasi terdapat empat lapisan yaitu lapisan pasir, ijuk, kerikil, dan
arang.
- Kekeruhan
air limbah dipengaruhi oleh adanya sifat fisik dalam bentuk kandungan zat
padat sebagai efek estetika dan kejernihan serta bau, warna, dan
temperatur.
- Untuk
mendapatkan air bersih dan sehat dilakukan pengolahan air minum sesuai
standar mutu air minum, peraturan kesehatan yaitu dilakukannya filtrasi.
- Semakin banyak
waktu yang diperlukan maka semakin berkurang kapasitas air yang ada dalam
alat filtrasi.
ACARA V
PENENTUAN KAPASITAS PANAS JENIS SUSU
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Hasil kali antara massa benda dengan
kapasitas panas jenisnya dikatakan sebagai panas jenis suatu benda. Panas jenis
suatu benda didefinisikan sebagai suatu perbandingan antara kapasitas panas
jenis bahan dengan kapasitas panas jenis air
yang bertujuan untuk menaikkan suhu yang sama atau berbeda pada suatu
benda.
Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah
untuk mengetahui panas jenis beberapa susu yang beredar di masyarakat.
TINJAUAN PUSTAKA
Panas jenis suatu bahan didefinisikan
sebagai perbandingan antara kapasitas panas jenis bahan itu dengan kapasitas
jenis air. Maka jelaslah kapasitas jenis air adalah 1 kal/gr 0C atau
1 Btu/Lb 0F. Jadi panas suatu bahan secara monorik sama dengan
kapasitas panas jenisnya, akan tetapi karena didefinisikan sebagai
perbandingan, maka panas jenis hanyalah berupa bilangan tanpa satuan (Searce,
1962).
Sebelum mengukur panas jenis suatu bahan
yang perlu diperhatikan adalahdua atau lebih benda yang berbeda suhunya apabila
bersentuhan cukup lama akan membentuk suhu akhir yang sama. Benda bersuhu
tinggi memberikan kalor kepada benda bersuhu rendah. Kalor yang diberikan sama
dengan kalor yang diterima. Pernyataan ini sesuai disebut dengan asas black.
Alat yang sering digunakan dalam menghitung jumlah kalor disebut kalorimeter.
Pada prinsipnya alat itu mempunyai dua dinding yang diantaranya dibatasi dengan
bahan yang tidak mudah dilalui kalor (Soeparmo, 1994).
Kalorimeter berarti pengukuran kapasitas
atau kuantitas panas yang terdiri dari dua macam yaitu : kalorimeter air dan
kalorimeter arus kontinu. Kalorimeter ini mempunyai bentuk yang sederhana
terdir dari bejana logam berdinding tipis yang sanggup memuat dua liter air.
Permukaan luarnya diberi lapian nikel untuk mengurangi kehilangan panas akibat
radiasi (Saloko, 1997).
Panas jenis adalah banyaknya panas yang
dibutuhkan untuk menimbulkan kenaikkan suhu yang sama dan berbeda-beda antara
bahan yang satu dengan bahan yang lainnya. Misalnya suhu sebuah benda naik
dengan At’ sebagai sebab dari pemberian panas sebagai akibat kebanyakan Q.
perbandingan antara banyaknya panas yang diberikan dengan kenaikkan suhu
disebut kapasitas panas benda (Raharjo, 1996).
Suaru bahan sejenis yang berbeda massanya
jika dipanasi oleh sejumlah kalor yang besarnya sama tentu menunjukkan
kenaikkan suhu yang berbeda. Sebaliknya jika kedua bahan memperoleh beda suhu
yang sama, jumlah kalor yang lebih besar harus diberikan pada bahan yang
massanya lebih besar. Dengan kata lain kapasitas kalor kedua benda sejenis yang
massanya berbeda itu tidak sama (Zamroni, 1998).
Kapasitas panas suatu bahan atau panas
jenis suatu bahan padat dan cair cukup sederhana yaitu panaskan suatu bahan
padat hingga suhu tertentu, kemudian ditempatkan pada sebuah tabung yang berisi
air serta telah diketahui massanya dan juga suhunya, air diukur setelah
mencapai titik imbang. Dalam hal ini diasumsikan bahwa massa air jauh lebih
besar daripada massa calorimeter sehingga panas yang diserap oleh bahan
kalorimeter dapat diabaikan (Sukrismo,1995).
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan
hari Minggu, 16 Desember 2007 di Laboratorium Mekanisasi Pertanian, Fakultas
Pertanian Universitas Mataram.
Alat dan Bahan Praktikum
a. Alat Praktikum
Adapun alat-alat yang
digunakan dalam praktikum ini antara lain : kompor listrik, kalorimeter, dan
gelas piala.
b. Bahan Praktikum
Adapun bahan-bahan yang
digunakan dalam praktikum ini antara lain : susu cair berbagai merk (Indomilk,
Frisian Flag, Krimer, Omela) dan air.
Prosedur
Kerja
1. Diamati komposisi kimia susu seperti
kandungan karbohidrat, protein, lemak, air dan mineral.
2. Dipanaskan 100 gram air selama 15 menit.
3. Dimasukkan air ke dalam calorimeter
selama 6 menit.
4. Dihitung suhu awal dan suhu selang 2
menit.
5. Dipanaskan 100 gram susu cair selama
15 menit.
6. Dimasukkan ke dalam kalorimeter selama 6
menit.
7. Dihitung suhu awal dan suhu selang 2
menit.
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Hasil Pengamatan
Tabel 2.1 Pengamatan Suhu
Bahan
Jenis
susu
|
|
T
awal (0C)
|
T
akhir (0C)
|
||||||
air
|
kal
|
susu
|
air
|
kal
|
susu
|
air
|
kal
|
susu
|
|
I
|
100
|
520
|
100
|
48
|
43
|
43
|
50
|
43
|
44
|
II
|
100
|
520
|
100
|
35
|
41
|
47
|
37
|
45
|
49
|
III
|
100
|
520
|
100
|
34
|
46
|
43
|
36
|
47
|
44
|
Tabel 2.2 Pengamatan Komposisi Bahan Penyusun Susu
Komposisi
|
I
(Indomilk)
Gram
|
II
(Frisian Flag)
Gram
|
III
(Omela)
Gram
|
Karbohidrat
(Xc)
|
25
|
24
|
24
|
Protein (Xp)
|
3
|
3
|
1
|
Lemak (Xl)
|
3,3
|
3,4
|
5
|
Air (Xa)
|
100
|
100
|
100
|
Mineral (Xm)
|
358,8
|
681,12
|
231
|
Hasil
Perhitungan
Penentuan
Panas Jenis Susu Dengan Pengujian
1. Susu Indomilk
a. Penentuan Panas Jenis Air (Qair)
b. Penentuan Panas Jenis Kalorimeter (Qkal)
c. Penentuan Panas Jenis Susu (pengujian)
2. Susu Frisian Flag
a. Penentuan Panas Jenis Air (Qair)
b. Penentuan Panas Jenis Kalorimeter (Qkal)
c. Penentuan Panas Jenis Susu (pengujian)
3. Susu Omela
a. Penentuan Panas Jenis Air (Qair)
b. Penentuan Panas Jenis Kalorimeter (Qkal)
c. Penentuan Panas Jenis Susu (pengujian)
Penentuan Panas Jenis Susu Dengan
Perhitungan
I. Susu Indomilk
II. Susu Frisian
Flag
III. Susu Omela
PEMBAHASAN
Panas
jenis merupakan panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari suatu bahan ke
bahan lain dengan tujuan untuk mengetahui panas jenis beberapa susu yang beredar
di masyarakat. Pada praktikum ini perhitungan yang digunakan adalah menghitung
panas jenis air, panas jenis calorimeter, panas jenis susu, panas jenis susu
(pengujian) dengan menggunakan beberapa jenis merek susu yaitu Indomilk,
Frisian flag, dan Omela. Pada susu Indomilk panas jenis airnya adalah 200 kal, Cpk
sebesar ∞, Cps perhitungan sebesar 1621,342 kal/gr0C, Cps pengujian
sebesar 0,5 kal/gr0C. pada susu Frisian flag panas jenis airnya
adalah 200 kal, Cpk sebesar ∞, Cps perhitungan sebesar 2959,634 kal/gr0C,
Cps pengujian sebesar 1 kal/gr0C. Pada susu Omela panas jenis airnya
adalah 200 kal, Cpk sebesar ∞, Cps perhitungan sebesar 1088,067 kal/gr0C,
Cps pengujian sebesar 0,5 kal/gr0C.
Dari
hasil perhitungan yang telah dilakukan di atas maka dapat diketahui bahwa
masing-masing jenis susu memiliki panas jenis yang berbeda-beda antara yang
satu dengan yang lainnya. Hal ini
disebabkan oleh kandungan bahan yang terdapat pada masing-masing merek susu
tersebut. Merek susu yang memiliki panas jenis susu pengujian yang lebih tinggi
terdapat pada susu Frisian flag, namun pada panas jenis perhitungan diperoleh
data yang lebih kecil dari bahan-bahan yang lain. Sedangkan pada susu Omela
memiliki panas jenis perhitungan yang lebih besar atau tak hingga sedangkan
untuk panas jenis pengujiannya labih kecil bila dibandingkan dengan bahan-bahan
yang lainnya.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan
pembahasan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
- Panas
jenis susu tertinggi adalah Frisian flag karena dengan pengujian lebih
akurat selain itu sudah ada yang pernah mempraktekkannya dan berarti susu
Frisian flag membutuhkan pans yang lebih banyak dari pada susu yang lain
untuk massa dan kenaikkan suhu yang sama.
- Panas
jenis pengujian yang lebih tinggi adalah pada susu Frisian flag.
- Panas
jenis pada masing-masing sample berbeda-beda karena tergantung pada
kandungan bahan penyusunya.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2007. Petunjuk Praktikum
Satuan Operasi. Fakultas Pertanian.
Universitas Mataram.
Basuki, 2000. Pengantar
Tekhnologi Pertanian. Fakultas Pertanian.
Universitas
Mataram.
Bernasconi, 1995. Tekhnologi Kimia 1. Paradnya Paramita. Jakarta .
Cook, 1986. Industri Kimia Operasi.
Gramedia. Jakarta.
Hiskia, Akhmad. 1996. Kimia Dasar 1. Erlangga. Jakarta.
Kanginan, M., 1992. Fisika. Erlangga. Jakarta.
Kanisius, 1988. Kimia. Aneka Ilmu. Jakarta.
Kothandraman and Subramanyan,
1987. Heat and Mass Transfer Data
book Third
Edition. Wiley Eastren Limited. New Delhi .
Linstley, 1991. Gelombang dan
Medan. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan.
Jakarta.
Michael, 1994. Tekhnik Pengeringan. Erlangga. Jakarta.
Petter, Soedojo. 1997. Asas-Asas Ilmu Fisika. Gadjah Mada
University Press.
Saloko, S., 2000. Buku Petunjuk
Praktikum Satuan Operasi. Fakultas Pertanian.
Universitas Mataram.
Searce, F. W., 1962. Makanan Panas dan Bunyi. Bina Cipta. Jakarta.
Soeparmo, 1994. Fisika. PT Pabelan. Surakarta.
Sudjono, 1994. Fisika Dasar. Aksara Baru. Jakarta.
Sugiharto, 1987. Gelombang dan
Medan. Departemen Pendidikan Dan
Kebudayaan. Jakarta.
Syarief, 1986. Pengetahuan Bahan
Untuk Industri. Madysa Sarana Pustaka.
Werren, 1993. Operasi
Tekhnik Kimia. Erlangga. Jakarta .
Zamroni, 1998. Dasar-Dasar Fisika. PT Intan Pariwara. Klaten.
ALAT DESTILASI
KETERANGAN :
1. Kaca Penutup
2. Kolektor
3. Pipa Saluran Hasil Destilasi
4. Wadah Hasil Destilasi
ALAT FILTRASI
KETERANGAN :
A. Bak Penampung Air Limbah
B. Tabung Filtrasi
- Pasir
- Ijuk
- Kerikil
- Arang
- Keran
C. Bak Penampung Hasil Filtrasi
KALORIMETER
EmoticonEmoticon