Viskositas

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

VISKOSITAS


Oleh :

Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 1 April 2011

Asisten                        : Anggita Agustin

LABORATORIUM PASCA PANEN  DAN TEKNOLOGI PROSES

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011


BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita mengenal tiga jenis zat, yaitu padat,cair dan gas. Meskipun zat cair dan gas berbeda dalam banyak hal, tapi keduanya mempunyai karakteristik umum yang membedakannya dengan zat padat, yaitu: zat cair dan gas adalah fluida, yang resistensinya rendah dan akan berubah bentuk jika dikenai gaya dibandingkan dengan zat padat.

Di dalam fluida, dikenal istilah viskositas. Viskositas merupakan suatu besaran yang diekspresikan sebagai harga nisbah suatu tegangan geser persatuan luas pada suatu titik dibagi dengan gradien kecepatan. Viskositas dapat didefinisikan sebagai kemampuan fluida untuk mengalir. Setiap unsur atau senyawa tertentu misalnya memiliki besaran viskositas yang berbeda-beda karena pengaruh jenis zat, komposisi campuran, temperatur, dan tekanan. Fluida yang memenuhi kriteria tersebut adalah fluidaNewton. Dalam fluidaNewton, diasumsikan bahwa densitas yang diberikan oleh fluida konstan.

Metode pendugaan viskositas campuran zat cair masih terus dikembangkan sampai saat ini. Semua metode pendugaan viskositas campuran yang diusulkan umumnya diturunkan secara empirik dan data-data penelitian tersebut tidak memberikan hasil yang cukup memuaskan. Penelitian yang ada belum dapat menemukan suatu persamaan yang dapat digunakan untuk menduga viskositas campuran.

oleh karena itu, untuk lebih mendalami materi ini maka dilakukanlah praktikum yang berjudul ”Viskositas”.

1.1  Tujuan Percobaan

  • Mahasiswa dapat mempelajari viskositas dalam unit operasi industri hasil pertanian.
  • Mahasiswa dapat mengukur viskositas beberapa bahan hasil pertanian.

 


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 

2.1  Fluida

Fluida adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan yang berubah-ubah secara kontinyu apabila mengalami pergeseran atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil apapun. Dalam keadaan diam atau dalam keadaan setimbang, fluida tidak mampu menahan gaya geser yang bekerja padanya. Dan oleh sebab itu, fluida mudah berubah bentuk tanpa pemisahan massa.

Fluida Non-Newtonian memiliki viskositas yang tergantung pada suhu, laju geser dan waktu. Juga tergantung dari bagaimana viskositasnya berubah karena waktu sejalan  dengan diaplikasikannya tegangan geser, fluida ini mempunyai karakteristik, sbb.:

  • Thixotropic    (time thinning, yaitu viskositasnya menurun terhadap waktu). Fluida thixotropic sangat umum terdapat dalam industri pangan dan kimia.
  • Rheopectic    (time thickening, yaitu viskositasnya meningkat terhadap waktu)
  • Visco-elastic fluids  Beberapa jenis fluida mempunyai sifat elastis, yaitu akan kembali ke bentuk semula bila tegangan geser dihentikan.
  • Contoh fluida  shear thinning: cat,shampoo, slurries, konsentrat juice buah-buahan, kecap
  • Contoh fluida shear thickening: pasir basah, konsentrat suspensi pati.
  • Contoh fluida plastic: pasta tomato, odol, hand cream, kecap kental manis.
  • Contoh fluida thixotropic: yoghurt, cat, gelatin, cream, shortening, salad dressing.
  • Contoh fluida rheopectic: pasta highly concentrated starch solution
  • Contoh fluida visco-elastic: putih telur

2.2  Viskositas

Viskositas adalah suatu pernyataan “ tahanan untuk mengalir” dari suatu sistem yang mendapatkan suatu tekanan. Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel.( Moechtar,1990).

Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, maka viskositas cairan justru akan menurun jika temperatur dinaikan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperatur.( Martin,1993 ). Viskositas dipengaruhi oleh :

  1. Besar dan bentuk molekul
  2. Viskositas cairan semakin berkurang dengan bertambahnya suhu tapi tak cukup banyak dipengaruhi oleh perubahan tekanan.
  3. Adanya koloid dapat memperbesar viskositas sedang adanya elektrolit akan sedikit menurunkan viskositas dari cairan

Alat yang digunakan untuk menghitung karakteristik aliran dari fluida disebut viskometer. Viskometer yang lebih sederhana digunakan untuk membedakan viskositas dari sebuah fluida Newtonian atau “apparent viscosity” dari fluida non-Newtonian.

Viskometer yang lebih kompleks digunakan ketika tahan dari suatu aliran dibawah shear rates yang telah ditentukan, dan viskometer ini digunakan untuk menilai komponen rheologi dari fluida non-Newtonian. Prinsip perhitungannya berdasarkan:

  • Persamaan Rabinowitsch-Money untuk fluida Non-Newtonian
  • Persamaan Poiseuille untuk fluida Newtonian

Persamaan Poiseuille menunjukkan perbandingan fluida yang mengalir melalui tabung seperti yang ditunjukan pada gambar.

Gaya yang harus digunakan pada fluida yang memyebabkan fluida dapat mengalir dapat dilihat dari perbedaan antara tekanan (P1 - P2) dikali dengan luas penampang pipa:

            

Kekuatan di titik radius r dari tengah pipa merupakan gaya yang dibagi oleh area permukaan silinder dengan radius r dan panjang L.

= tekanan =

=

=

Berdasarkan hubungan shear stress dan shear rates dari fluida Newtonian. Dimana kecepatan selalu positif dan kecepatan akan menurun ketika mendekati dinding pipa, dv/dr berharga negatif. Oleh karena itu Hukum Newton dari viskositas  dapat ditulis sebagai berikut :

t = -µ dv/dr

= -µ dv/dr

dV =

Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain :

  1. Viskometer kapiler / Ostwald

Viskositas dari cairan newton bisa ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui ( biasanya air ) untuk lewat 2 tanda tersebut.( Moechtar,1990 )

  1. Viskometer Hoppler

Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya Archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang hampir tikal berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel. ( Moechtar,1990 ).

  1. Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penueunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut dengan aliran sumbat ( Moechtar,1990 ).

  1. Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Moechtar,1990).

Gambar kiri : viskometer analog. Gambar kanan : viskometer digital

2.3  Rheologi

Rheologi berasal dari bahasa Yunani yaitu rheo dan logos. Rheo berarti mengalir, dan logos berarti ilmu. Sehingga rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas dinyatakan dalam simbol η.

Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailability). Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh.

Aliran fluida terjadi karena adanya gaya yang diberikan pada fluida yang menyebabkan bergerak pada kecepatan tertentu dan besarnya gaya tergantung dari viskositas. Aliran terjadi jika molekul-molekul fluida saling bergeseran satu sama lainnya dalam arah tertentu pada suatu bidang datar. (Dadi Rusendi, 2007).

Adanya pergeseran tersebut karena adanya perbedaan kecepatan antar molekul yang berdekatan, velocity gradient. Gradient Kecepatan (, Υ) disebabkan oleh resistensi yang dikeluarkan oleh molekul fluida karena adanya gaya dan mengakibatkan pergeseran satu molekul lebih cepat dari moekul yang lain. Resistensi suatu bahan untuk mengalir atau berdeformasi disebut dengan Stress atau Shear Stress (σ). Gradient Kecepatan adalah ukuran seberapa cepat sebuah molekul bergeser satu dengan yang lainnya, sehingga disebut juga Rate of Shear (Laju Geser, Y). µ adalah viskositas. Fluida Newtonian mempunyai µ konstan dan tidak tergantung pada laju geser. Fluida yang mempunyai karakteristik menyimpang dari sifat di atas disebut Fluida Non-newtonian. (Dadi Rusendi, 2007).

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

  1. Alat yang digunakan yaitu :
  • Viscometer                     ● Gelas
  • Termometer                    ● Oven
  • Sendok                           ● Refrigerator
  1. Bahan yang digunakan yaitu :
  • Saus ABC dan Asli.
  • Kecap ABC, Bango, Sedap.

3.2 Prosedur Percobaan

  1. Praktikum terbagi ke dalam 5 kelompok.
  2. Setiap kelompok mendapatkan bahan yang berbeda.
  3. Memasang peralatan viscometer dengan benar.
  4. Menyiapkan bahan, masukkan bahan ke dalam gelas ukur.
  5. Memberi label dingin, normal dan panas’ pada gelas ukur.
  6. Menyimpan  bahan berlabel dingin ke dalam Refrigerator.
  7. Menyimpan bahan berlabel panas ke dalam oven.
  8. Mengukur suhu bahan berlabel normal.
  9. Memasukkan spindel ke dalam bahan , lalu pasang ke dalam alat.
  10. Menyalakan alat dan catat bacaan tengah (1), bacaan bawah (2) dan

bacaan atas (3) sebagai nilai viskositas bahan.

  1. Melakukan tahapan 8, 9, dan 10 untuk bahan berlabel dingin dan panas.
  2. Mencatat hasil pengamatan ke dalam tabel.
  3. Membandingkan hasil dari setiap bahan.
  4. Membuat grafik yang menunjukkan hubungan antara viskositas dan suhu.

 

 

 

BAB IV

HASIL PRAKTIKUM

 

 

Hasil yang diperoleh setelah praktikum diantaranya:

4.1 Tabel Hasil Pengamatan

No.

Nama Bahan

Perlakuan

Suhu ()

Viskositas (Pa.s)

1.

Kecap Sedap

Dingin

2.5

24

Sedang

26

2.2

Panas

32

1.45

2.

Kecap ABC

Dingin

3

10.95

Sedang

26

1.55

Panas

32

0.95

3.

Kecap Bango

Dingin

2.9

10.5

Sedang

27

1.75

Panas

32

1.1

4.

Sambal Asli

Dingin

2

33

Sedang

26

32.25

Panas

34

42.75

5.

Sambal ABC

Dingin

1

31.25

Sedang

26

16.75

Panas

33

19

  

4.2 Grafik hubungan antara viskositas dan suhu bahan

 

 


BAB V

PEMBAHASAN

 

Praktikum ini berjudul viskositas, bahan yang digunakan yaitu fluida atau cairan yang termasuk fluida non Newtonian karena di dalamnya terdapat perbedaan nilai viskositas pada waktu yang berbeda saat diberi laju geseran.  Bahan tersebut yaitu saus, kecap ABC , kecap Sedap, kecap Bango, saus ABC, dan saus Asli. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui nilai kekentalan dari bahan-bahan tersebut.

Viskositas merupakan nilai kekentalan dari suatu bahan. Nilai besarnya viskositas tersebut dapat ditentukan dari laju aliran yang terjadi jika fluida tersebut diberi gaya atau tekan. Semakin besar gaya yang diperlukan untuk menghasilkan laju aliran, maka semakin besar viskositasnya dengan kata lain fluida semakin kental. Alat untuk mengukur viskositas suatu bahan disebut viskometer.

Adapun tahapan praktikum yang dilakukan sehingga memperoleh data hasil pengamatan, yaitu pertama menyiapkan semua bahan dalam gelas ukur. Di mana setiap bahan terdiri dari 3 sample, yaitu panas, dingin dan normal. Banyak/massa bahan tersebut bebas, karena tidak akan berpengaruh terhadap hasil. Sample bahan yang bertuliskan panas, disimpan di dalam oven. Sample bahan dingin disimpan di dalam refrigerator, sedangkan sample normal hanya disimpan pada suhu ruangan biasa. Lama penyimpanan pun tidak ditentukan waktunya, karena tidak akan mempengaruhi hasil.

Ketika akan melakukan pengukuran viskositas. Alat ukur viskositas (viskometer) harus dipasang dengan benar. Gelembung nivo yang terdapat di dalamnya harus tepat berada di tengah-tengah. Sehingga untuk mengaturnya, posisi/ketinggian viskometerlah yang harus diubah-ubah. Kemudian kita dapat mengukur nilai viskositasnya.

Hasil yang diperoleh dari bahan kecap ABC dan kecap Bango relatif sama. Namun pada kecap Sedap berbeda cukup jauh nilai viskositasnya dengan yang lain. Dari hasil pengamatan, diperoleh nilai kekentalan yang paling besar yaitu pada saus Asli suhu dingin, yaitu bacaan I = 33, bacaan II = 32.25  dan bacaan III = 42.75.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

 

4.1  Kesimpulan

  • Fluida adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan yang berubah-ubah secara kontinyu apabila mengalami pergeseran atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil apapun.
  • Viskositas adalah ukuran resistansi fluida terhadap aliran.
  • Prinsip perhitungan viskositas didasarkan pada persamaan Rabinowitsch-Money untuk fluida Non-Newtonian dan persamaan Poiseuille untuk fluida Newtonian.
  • Alat untuk mengukur viskositas disebut viskometer.
  • Rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat.

4.2  Saran

Pada saat praktikum sebaiknya praktikan melakukan pengamatan dengan teliti, sehingga faktor penghambat berjalannya praktikum dapat sedikit teratasi, sehingga tidak menghambat saat praktikum dan tidak memakan waktu yang lama. Pada saat melakukan praktikum dianjurkan pada setiap kelompok agar saling bekerja sama, sehingga pengerjaannya tidak memakai waktu yang lama.

DAFTAR PUSTAKA

 

Nurjanah, Sarifah. Dr. Ir.Mapp.Sc. dkk. 2010.Penuntun Praktikum satuan Operasi

Industri. Jatinangor.

Akademik.ftip.unpad.ac.d/bahankuliah

http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/1870394-pengembangan-model

viskositas-campuran-multikomponen/

http://id.wikipedia.org/wiki/Viskositas

http://web.ipb.ac.id/~erizal/mekflud/modul1.pdf

About these ads

About Olovan

Ordinary people with extraordinary life

Posted on May 9, 2011, in Satuan Operasi Industri. Bookmark the permalink. Leave a comment.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: