Category Archives: Satuan Operasi Industri

Pengentalan dan Penguapan Produk Pertanian Cair

LAPORAN PRAKTIKUM

PENGANTALAN DAN PENGUAPAN PRODUK PERTANIAN CAIR

Oleh :

Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 13 Mei 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

Beberapa jenis pangan dapat dikonsumsi sebagai cairan pemerasan hasil pertanian antara lain berupa jus,sari buah,nira maupun susu yang berlangsung merupakan hasil produk ternak.Untuk keperluan pengawetan,penyimpanan dan transportasi sebagian dari produk tersebut perlu dikentalkan dengan cara menguapkan sebagian kandungan airnya untuk mengurangi beratnya tanpa kehilangan kandungan nutrisinya.Produk makanan yang umumnya berbentuk air ditempatkan dalam evaporator,kemudian dipanaskan dengan uap jenuh bersuhu tinggi.Namun secara tradisional,pengentalan dapat dilakukan dengan pemanasan dalam panci seperti halnya pembuatan nira kelapa menjadi gula jawa.Untuk mempercepat proses perpindahan panas,cairan dalam panci sering diaduk sehingga suhu merata dan koefisien perpindahan panas konveksi naik.Dalam proses pengentalan,pemanasan dilakukan sampai cairan dalam panci mencapai titik didih dan dibiarkan sampai cairan mencapai kekentalan yang diinginkan.Namun selama pengentalan berlangsung akan disertai dengan kenaikan titik didih.

1.2  Tujuan

  • Mempelajari perubahan titik didih produk pertanian cair selama pemanasan dan penguapan.
  • Mempelajari laju perpindahan panas dan laju penguapan produk cair selama pemanasan dan penguapan

 

 

 

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 

2.1 Pindah Panas

Pindah panas adalah sebuah operasi yang sering terjadi berulang-ulang pada industri pangan. Pindah panas adalah proses yang dinamis yaitu panas dipindahkan secara spontan dari satu badan lain ke badan lain yang lebih dingin. Kecepatan pindah panas tergantung pada perbedaan suhu antara kedua badan, makin besar perbedaan, makin besar kecepatan pindah panas.

Perbedaan suhu antara sumber panas dan penerima panas merupakan gaya tarik dalam pindah panas. Peningkatan perbedaan suhu akan meningkatkan gaya tarik sehingga meningkatkan kecepatan pindah panas. Panas yang melalui satu badan dari badan lain, pindah menembus beberapa perantara, yang pada umumnya memberikan penahanan pada aliran panas. Kedua faktor ini, yaitu perbedaan suhu dan penahan aliran panas, mempengaruhi kecepatan pindah panas.

Faktor-faktor ini dihubungi oleh persamaan :

            Kecepatan pindah = gaya tarik / penahan

Untuk pindah panas :

     Laju pindah panas = perbedaan suhu / penahan perantara aliran panas

Selama pengolahan, suhu banyak berubah, sehingga laju pindah panas akan berubah. Hal ini disebut pindah panas tidak tetap, sebagai lawan pindah panas tetap, yaitu suhu selama proses tidak berubah. Pindah panas tidak tetap jauh lebih kompleks, karena adanya penambahan variabel waktu masuk ke dalam persamaan kecepatan.

Pindah panas dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :

a.      Konduksi

Pada konduksi, energi molekul langsung berubah dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin, molekul dengan energi yang lebih besar memindahkan sebagian energi ke molekul tetangganya yang berenergi lebih sedikit. Biasanya diaplikasikan pada benda-benda solids.

b.      Konveksi

Yaitu perpindahan energi yang terjadi saat molekul      mengalami proses energi tingkat tinggi yang berpindah ke bagian lain pada sistem tersebut. Gerakan konstan yang terjadi karena molekul berpindah dari satu posisi dan digantikan posisinya oleh molekul lainnya dinamakan konveksi alami. Sedangkan jika perpindahan molekul dipengaruhi oleh gerakan atau dorongan dari luar dinamakan konveksi paksa.

Konveksi Paksa

Biasanya diaplikasikan di perpindahan panas pada cairan atau gas, dalam proses mekanik,misalkan proses pindah panas secara konveksi paksa pada pompa yang menyebabkan pergerakan dari cairan tersebut.

Hubungan umum yang berlaku pada proses ini adalah :

NNu = f ( NRe,NPr)

c.       Radiasi

Yaitu perpindahan energi dari materi yang satu ke materi yang lainnya dengan menggunakan gelombang elektromagnetik. Tidak ada kontak antar molekul dalam hal perpindahan panas dengan cara radiasi.

Perpindahan panas erat kaitannya dengan suhu. Suhu bisa didefinisikan sebagai derajat termal yang disebabkan oleh gerakan molekul pada suatu materi. Perubahan gerakan molekul pada zat cair atau gas akan menyebabkan perubahan tekanan dan volume sedangkan pada benda padat akan terjadi perubahan dimensi.

Suhu diindikasikan dengan alat ukur yang menunjukkan suhu dari elemen yang diukur, bukan suhu dari medium yang kontak langsung dengan elemen tersebut. Keakuratan dari pengukuran bergantung pada bagaimana panas berpindah ke elemen yang diukur panasnya tersebut.  Suhu memasuki alat tersebut yang nantinya akan mengukur elemen tersebut setelah pergantian panas mencapai titik ekuilibrium.

2.2 Konduksi Panas

            Dalam hal konduksi panas, persamaan laju  gaya tarik/tekanan, dapat langsung diterapkan. Gaya tarik adalah perbedaan setiap satuan jarak yang ditempuh oleh perpindahan panas , dikenal dengan nama beda suhu. Selain tahanan aliran panas, kebalikannya disebut penghantar (conductance) juga dipergunakan. Hal ini merubah bentuk persamaan menjadi :

Laju pindah panas = gaya tarik x  penghantar

Yaitu :

dQ / dθ = kA dt / dx

 

di mana : dQ/dθ adalah laju pindah panas tiap satuan waktu, A adalah luas penampang jalur pindah panas, dt/dx adalah beda suhu, yaitu laju perubahan suhu per satuan panjang jalur dan k adalah daya hantar panas bahan perantara. Aliran panas dari bagian terpanas ke bagian terdingin adalah dalam arah gradien suhu neragtif. Jadi, tanda min harus ada, pada persamaan Fourrier. Akan tetapi pada persoalan yang sederhana, arah aliran panas kabur dan tanda min dipertimbangkan meragukan daripada menolong sehingga tidak dipergunakan.

2.3 Daya Hantar Panas

            Daya hantar panas pada beberapa benda dapat dihitung. Daya hantar panas sedikit mengalami perubahan akibat pengaruh suhu, akan tetapi dalam beberapa penggunaan hal ini dapat danggap tetap pada beberapa bahan tertentu.

Sebagian besar bahan pangan mengandung kadar air yang cukup tinggi, dan oleh karena daya hantar panas air lebih kurang 0,35 BTU/kaki jam °F di atas 32°F , maka daya hantar panas bahan-bahan panagn juga di sekitar itu.

2.4 Penguapan(evaporasi)

            Evaporasi digunakan untuk melepaskan air dari larutan dengan atau tidak dengan cairan suspensi yang tidak dapat dicairkan.Jika cairan mengandung hanya larutan suspensi,penghilangan air  bisa dilakukan dengan  centrifugasi atau filtrasi.

Pada proses ini meliputi aplikasi panas untuk menguapkan air sampai titik didihnya.Masalah-masalah didalam evaporasi ini meliputi pindah panas pada umumnya dan kesetimbangan massa dan energi.

Faktor dasar yang mempengaruhi laju penguapan adalah :

  • Laju panas pada waktu dipindahkan ke bahan cair.
  • Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan setiap pound cair.
  • Suhu maksimum yang diperkenankan untuk bahan cair.
  • Tekanan pada saat penguapan terjadi.
  • Perubahan lain yang mungkin terjadi di dalam bahan selama proses penguapan berlangsung.

Sebagai suatu bagian proses di dalam pabrik, secara prinsip alat penguapan mempunyai 2 fungsi yaitu merubah panas dan memisahkan uap yang terbentuk dari bahan cair.

Ketentuan-ketentuan yang penting pada praktek penguapan adalah :

  • Suhu maksimum yang diperkenankan, yang sebagian besar di bawah 212°F
  • Promosi perputaran bahan cair melalui permukaan pindah panas untuk mempertahankan koefisisen pindah panas yang tingi dan untuk menghindari setiap pemanasan lokal yang terlalu tinggi.
  • Kekentalan bahan cair yang selalu meningkat dengan cepat karena meningkatnya jumlah bahan yang tidak telarut.
  • Setiap kecenderungan untuk berbusa yang akan mempersulit pemisahan bahan cair dengan uap.

 

2.5 Evaporator (alat penguapan)

Alat penguapan yang dibuat khas dari 3 bagian yang penting, yaitu penukar panas, bagian penguapan tempat bahan cair dididihkan dan diuapkan, dan alat pemisah, tempat uap meninggalkan bahan cair keluar ke alat pengembun atau ke peralatan lain.

Pada sebagian besar alat penguapan, ketiga bagian ini diletakkan dalam suatu silinder tegak. Di tengah-tengah silinder terdapat bagian pemanasan uap, dengan beberapa pipa, melalui bagian ini tempat yang akan diuapkan timbul. Pada bagian puncak silinder terdapat plat yang membiarkan uap terlepas, akan tetapi butir-butir kecil yang mungkin terbawa uap dari permukaan bahan cair ditahan.

Pada bagian pengukur panas disebut celendria pada jenis alat penguap ini, uap diembunkan di dalam pembungkus dan bahan cair yang akan diuapkan dididihkan pada bagian dalam pipa dan di dalam ruangan di atas piringan pipa palig atas. Tahanan terhadap aliran panas ditimbulkan oleh uap dan koefisien lapisan bahan cair, dan juga oleh bahan pipa.

 

2.6 Pengentalan

Pengentalan atau karamelisasi merupakan suatu proses dimana gula ditambahkan terus konsentrasinya dengan menggunkan suhu yang tinggi yang akhir produk tersebut adalah kumpulan-kumpulan gula,dengan kadar air yang diatur(sesuai dengan kebutuhan).Berdasarkan tekstur yang diatur melalui kadar air sisanya,caramel dibagi atas:

1.karamel keras (kadar air 6%)

2.karamel sedang (kadar air 8%)

3.karamel lunak (kadar air 10%)

 

 

 

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

 

            3.1 Bahan dan Alat

Bahan :

  • gula pasir (C12H22O11)
  • air (H2o)

Alat :

  • tabung Erlenmeyer 600 ml,dengan indikator volum
  • termometer raksa
  • pembakar spritus
  • kaki tiga
  • statif
  • pelapis asbes
  • timbangan analitik
  • pengaduk kaca
  • corong sebagai alat bantu memasukkan gula ke dalam tabung

3.2    Metodologi Percobaan :

1. Pengukuran perubahan kenaikan suhu titik didh dengan penambahan konsentrasi

  • Erlenmeyer disiapkan.Air murni yang cukup panas sebanyak 400 ml dimasukkan ke dalam Erlenmeyer kemudian dipanaskan diatas pemanas sampai mencapai titik didihnya.Dilakukan pengukuran suhu titik didih pelarut murni.
  • Sementara itu dilakukan penimbangan berat gula pasir yang akan dilakukan.
  • Gula pasir dilarutkan dalan Erlenmeyer berisi 400 ml air dengan konsentrasi masing-masing 0%,5%,10%,15%,20%,25%.Setiap kali penambahan gram,diukur suhu titik didih larutan.Usahakan volume larutan konstan,bila perlu tambahkan air murni untuk mengganti volume air teruapkan.

2. Pengukuran laju penguapan dan laju perpindahan panas

  • Erlenmeyer yang berisi larutan dengan konsentrasi 25% (percobaan A) dipanasi lebih lanjut
  • Tebal dan diameter Erlenmeyer diukur
  • Setiap 3 menit dilakukan pencatatan suhu larutan,suhu dinding Erlenmeyer dan volume cairan.

 

 


BAB IV

HASIL PERCOBAAN

 

4.1  Hasil Pengamatan Percobaan Terhadap Gula

Ukuran tebal dinding Erlenmeyer =  0,45 cm

Diameter atas Erlenmeyer             =  3,4 cm

Diameter bawah Erlenmeyer         = 10 cm

Volume awal cairan                      =  400 ml

4.1.1     Percobaan A  (Pengukuran Kenaikan Titik Didih )

1.      Menghitung gula yang ditambahkan (gram)

Gram terlarut = 400ml/1000ml x C x Mr

Dimana :

C= konsentrasi larutan(%)

Mr = berat molekul gula(288)

  • Konsentrasi 0 %

(gram terlarut 0 gram)

  • Konsentrasi 5 %

(gram terlarut  5,76 gram)

  • Konsentrasi 10 %

(gram terlarut 11.52 gram)

  • Konsentrasi 30 %

(gram terlarut 34.56 gram)

  • Konsentrasi 50 %

(gram terlarut 57.6 gram)

  • Konsentrasi 70 %

(gram terlarut 80.64 gram)

2.    Menghitung molalitas larutan gula

m =( gram terlarut/Mr terlarut) x (1000/gram pelarut)

  • Konsentrasi 0%

= 0 mol

  • Konsentrasi 5%

= 0,05 mol

  • Konsentrasi 10 %
    = 0,1 mol
  • Konsentrasi 30 %
    = 0,3 mol
  • Konsentrasi 50 %
    = 0,5 mol
  • Konsentrasi 70 %
    = 0,7 mol

3.    Menghitung  tiap konsentrasi larutan

Keterangan :

= Perubahan kenaikan suhu titik didih dengan penambahan  konsentrasi

=  Tetapan gas ideal

 = Titik didih pelarut murni

=  BM pelarut

=  Molalitas larutan (mol)

=  Panas laten penguapan air

  • Konsentrasi 0 %

= 0 K

  • Konsentrasi 5 %

=  4,6×10-4 K

  • Konsentrasi 10 %

= 9,22×10-4 K

  • Konsentrasi 30 %

= 2,76 x10-3 K

  • Konsentrasi 50 %

= 4,61×10-3 K

  • Konsentrasi 70 %

= 6,45×10-3 K

4.    Menghitung  Tc  perhitungan  (Tc perhitungan = Tao + selisih Tb perhitungan)

  •  Tc perhitingan = 373 K + 0 K = 373 K
  • Tc perhitingan = 373 K + 0.00046 K = 373.00046 K
  • Tc perhitingan = 373 K + 0.000922 K = 373.000922 K
  • Tc perhitingan = 373 K + 0.00276K = 373.00276 K
  • Tc perhitingan = 373 K + 0 .00461K = 373.00461 K
  • Tc perhitingan = 373 K + 0.00645K = 373.00645 K

Tabel suhu titik didih cairan dengan penambahan konsentrasi gula pasir

No

Tambahan berat gula pasir

Konsentrasi larutan gula pasir (%)

Molalitas

(m)

Perhitungan

(K)

pengukuran (K)

Kenaikan titik  didih air murni (oC)

1

0

0

0

372

0

0

0

0

0,5

2

5,76

5

0,05

373,00046

372

3

11,52

10

0,1

373,00092

372

4

34,56

30

0,3

373,00275

372

5

57,6

50

0,5

373,00461

372

6

80,64

70

0,7

373,00645

372.5

 

5.      Membuat grafik hubungan  Tc perhitungan dan Tc pengukuran terhadap konsentrasi.

 

4.1.2     Percobaan B  (Pengukuran Kenaikan Titik Didih)

No

Waktu

(menit)

Volume

(mL)

Konsentrasi

(%)

Suhu titik didih (0C)

Suhu dinding Erlenmeyer

(oC)

Massa

(kg)

1

0

400

0,6

99,5

81,6

0,4

2

3

400

0,6

99,5

83,9

0,4

3

6

400

0,6

99,5

96,2

0,4

4

9

390

0,62

99,5

96,7

0,39

5

12

380

0,639

99,5

96,9

0,38

6

15

380

0,639

99,5

74,2

0,38

7

18

380

0,639

99,5

75,1

0,38

 

1.      Mencari nilai konsentrasi (%)

> Gula terlarut (70%) =  x c x 288

C1 = 0,6%

> Gula terlarut (70%) =  x c x 288

C2 = 0,6%

> Gula terlarut (70%) =  x c x 288

C3 = 0,6%

> Gula terlarut (70%) =  x c x 288

C4 = 0,62%

> Gula terlarut (70%) =  x c x 288

C5 = 0,639%

> Gula terlarut (70%) =  x c x 288

C6 = 0,639%

> Gula terlarut (70%) =  x c x 288

C7 = 0,639%

  1. 2.      Dari data diatas maka diperoleh plotting perubahan massa terhadap waktu.

 

Menghitung laju penguapan
q = H x (selesih M/ selisih t)

Keterangan :

H   = panas laten penguapan air

q    = laju penguapan (watt)
Selisih M/ selisih t  = laju perubahan massa

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa slope-nya adalah -0,001. Tanda minus di sini terjadi karena grafiknya linier ke bawah.

Sehingga nilai laju penguapan (qu) adalah

                     = 2257 J/s

3.      Dari data diatas maka diperoleh plotting perubahan waktu terhadap perubahan suhu

 

Laju perpindahan panas ()

Dimana :  = laju perpindahan panas

= massa larutan (kg)

=  kalor jenis pelarut

= laju perubahan suhu larutan (K/s)

= slope grafik T terhadap t

 

4.2  Hasil Pengamatan Percobaan Terhadap Garam

4.2.1     Percobaan A (Pengukuran Kenaikan Titik Didih )

1.      Menghitung garam yang ditambahkan

Gram terlarut =

  • Konsentrasi 0 %
  • Konsentrasi 5 %
  • Konsentrasi 10 %
  • Konsentrasi 30 %
  • Konsentrasi 50 %
  • Konsentrasi 70 %
  1. 2.    Menghitung molalitas larutan gula
  •  Konsentrasi 0%

m = 0

  •  Konsentrasi 5%
  • Konsentrasi 10 %
  • Konsentrasi 30 %
  • Konsentrasi 50 %
    •  Konsentrasi 70 %

3.    Menghitung  tiap konsentrasi larutan

Keterangan :

= Perubahan kenaikan suhu titik didih dengan penambahan  konsentrasi

=  Tetapan gas ideal

 = Titik didih pelarut murni

=  BM pelarut

=  Molalitas larutan (mol)

=  Panas laten penguapan air

  • Konsentrasi 0 %

= 0 K

  • Konsentrasi 5 %

=  4,6×10-4 K

  • Konsentrasi 10 %

= 9,22×10-4 K

  • Konsentrasi 30 %

= 2,76 x10-3 K

  • Konsentrasi 50 %

= 4,61×10-3 K

  • Konsentrasi 70 %

= 6,45×10-3 K

4.    Menghitung  perhitungan  ( perhitungan =  +  perhitungan)

Tabel suhu titik didih cairan dengan penambahan konsentrasi garam

No

Tambahan berat gula pasir

Konsentrasi larutan gula pasir (%)

Molalitas

(m)

Perhitungan

(K)

pengukuran (K)

Kenaikan titik  didih air murni (oC)

1

0

0

0

373

358

1

2

2

2

2

2

1,17

5

0,05

373,00046

360

3

2,34

10

0,1

373,00092

362

4

7,02

30

0,3

373,00276

364

5

11,7

50

0,5

374,00461

366

6

16,38

70

0,7

374,00645

368

5.    Membuat grafik hubungan  Tc perhitungan dan Tc pengukuran terhadap konsentrasi.

 

 

4.2.2 Percobaan B (Pengukuran Kenaikan Titik Didih )

No

Waktu

(menit)

Volume

(mL)

Konsentrasi

(%)

Suhu titik didih (0C)

Suhu dinding Erlenmeyer

(oC)

Massa

(kg)

1

0

400

0,029

92

76,2

0,4

2

3

395

0,003

92

77,4

0,39

3

6

390

0,0031

92

79,0

0,39

4

9

390

0,0031

92

59,7

0,39

5

12

380

0,031

92

57,1

0,38

6

15

380

0,031

92

57,2

0,38

7

18

380

0,031

92

70,2

0,38

 

1.      Mencari nilai konsentrasi (%)

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C1 = 0,029%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C2 = 0,003%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C3 = 0,0031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C4 = 0,0031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C5 = 0,031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C6 = 0,031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C7 = 0,031%

2.      Dari data diatas maka diperoleh plotting perubahan massa vs waktu

 

Menghitung laju penguapan
Keterangan :      = panas laten penguapan air

= laju penguapan (watt)
= laju perubahan massa

= slope grafik massa terhadap waktu

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa slope-nya adalah -0,001. Tanda minus di sini terjadi karena grafiknya linier ke bawah. Maka,

3.      Dari data diatas maka diperoleh plotting perubahan suhu terhadap waktu

4.2 Hasil Pengamatan Percobaan Terhadap Garam

4.2.1     Percobaan A (Pengukuran Kenaikan Titik Didih )1.      Menghitung garam yang ditambahkan

Gram terlarut =

  • Konsentrasi 0 %
  • Konsentrasi 5 %
  • Konsentrasi 10 %
  • Konsentrasi 30 %
  • Konsentrasi 50 %
  • Konsentrasi 70 %

2.    Menghitung molalitas larutan gula

  •  Konsentrasi 0%

m = 0

  •  Konsentrasi 5%
  • Konsentrasi 10 %
  • Konsentrasi 30 %
  • Konsentrasi 50 %
  •  Konsentrasi 70 %

3.    Menghitung  tiap konsentrasi larutan

Keterangan :

= Perubahan kenaikan suhu titik didih dengan penambahan  konsentrasi

=  Tetapan gas ideal

 = Titik didih pelarut murni

=  BM pelarut

=  Molalitas larutan (mol)

=  Panas laten penguapan air

  • Konsentrasi 0 %

= 0 K

  • Konsentrasi 5 %

=  4,6×10-4 K

  • Konsentrasi 10 %

= 9,22×10-4 K

  • Konsentrasi 30 %

= 2,76 x10-3 K

  • Konsentrasi 50 %

= 4,61×10-3 K

  • Konsentrasi 70 %

= 6,45×10-3 K

4.    Menghitung  perhitungan  ( perhitungan =  +  perhitungan)

Tabel suhu titik didih cairan dengan penambahan konsentrasi garam

No

Tambahan berat gula pasir

Konsentrasi larutan gula pasir (%)

Molalitas

(m)

Perhitungan

(K)

pengukuran (K)

Kenaikan titik  didih air murni (oC)

1

0

0

0

373

358

1

2

2

2

2

2

1,17

5

0,05

373,00046

360

3

2,34

10

0,1

373,00092

362

4

7,02

30

0,3

373,00276

364

5

11,7

50

0,5

374,00461

366

6

16,38

70

0,7

374,00645

368

5.    Membuat grafik hubungan  Tc perhitungan dan Tc pengukuran terhadap konsentrasi.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.2 Percobaan B (Pengukuran Kenaikan Titik Didih )

No

Waktu

(menit)

Volume

(mL)

Konsentrasi

(%)

Suhu titik didih (0C)

Suhu dinding Erlenmeyer

(oC)

Massa

(kg)

1

0

400

0,029

92

76,2

0,4

2

3

395

0,003

92

77,4

0,39

3

6

390

0,0031

92

79,0

0,39

4

9

390

0,0031

92

59,7

0,39

5

12

380

0,031

92

57,1

0,38

6

15

380

0,031

92

57,2

0,38

7

18

380

0,031

92

70,2

0,38

 1.      Mencari nilai konsentrasi (%)

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C1 = 0,029%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C2 = 0,003%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C3 = 0,0031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C4 = 0,0031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C5 = 0,031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C6 = 0,031%

> Garam terlarut (70%) =  x c x 58,5

C7 = 0,031%

2.      Dari data diatas maka diperoleh plotting perubahan massa vs waktu

 

Menghitung laju penguapan
Keterangan :      = panas laten penguapan air

= laju penguapan (watt)
= laju perubahan massa

= slope grafik massa terhadap waktu

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa slope-nya adalah -0,001. Tanda minus di sini terjadi karena grafiknya linier ke bawah. Maka,

3.      Dari data diatas maka diperoleh plotting perubahan suhu terhadap waktu

BAB V

PEMBAHASAN

 

 

Pada percobaan A terdapat perbedaan hasil antara Tc pengukuran secara langsung dengan perhitungan. Perbedaan tersebut sebenarnya tidak terlalu besar karena perbedaan ini terjadi karena perbedaan cara dalam memperoleh Tc. Secara teori, Tc akan membentuk grafik ideal yaitu grafik linier, tetapi jika menghitung secara langsung tidak terbentuk grafik linier, karena angka-angka yang diperoleh memiliki nilai yang tersebar. Perbedaan antara pengukuran langsung dan perhitungan disebabkan oleh perbedaan cara memperoleh Tc, yakni pada pengukuran langsung menggunakan alat ukur, sehingga faktor alat ukur ini sangat berpengaruh dalam memperoleh Tc. Karena adanya faktor alat ukur maka sangat mudah terjadi kesalahan pembacaan pada alat ukur akibat kurang teliti dalam pengerjaan, atau kurang telitinya alat yang digunakan. Sedangkan pada perhitungan faktor alat ukur tidak berperan karena hanya dimasukkan ke dalam rumus saja.

Untuk percobaan B, terdapat dua grafik, yaitu grafik laju penguapan dengan laju perpindahan panas.Pada laju penguapan, grafik merupakan grafik antara waktu dengan perubahan massa. Setelah diplotkan, dapat dilihat bahwa grafik yang terbentuk adalah grafik linier ke bawah. Artinya massa makin kecil seiring dengan bertambahnya waktu. Sehingga slope yang terbentuk atau ΔM/Δt adalah -0,0045. Tanda minus di sini adalah sebagai tanda bahwa grafik linier mengarah ke bawah. Setelah diperoleh ΔM/Δt, maka nilai tersebut dimasukkan ke rumus Qu = Hu (ΔM/Δt) ,dengan Hu = 2257 kJ/kg, maka hasil Qu adalah -10156,5 J. Tanda minus pada Qu menandakan bahwa proses penguapan ini melepas kalor.

Untuk laju perpindahan panas, hal pertama yang dilakukan adalah pembentukan grafik antara waktu dengan suhu titik didih, yang dibuat analisis regresinya. Diperoleh slope = ΔTc/Δt = 0,0092, yang kemudian dimasukkan ke persamaan  Qc = mCp ΔTc/Δt. Dapat dilihat dari tabel bahwa nilai Qc makin lama makin kecil seiring dengan massa yang juga nilainya semakin kecil. Pada saat penguapan, massa makin kecil karena terjadi pengentalan produk cair, yang meningkatkan suhu titik didih. Kenaikan suhu titik didih akhirnya berpengaruh terhadap laju pindah panas yang nilainya makin kecil seiring dengan menngentalnya produk cair. Hal ini sesuai dengan teori bahwa laju perpindahan panas pada penguapan akan menurun seiring dengan menurunnya massa akibat terjadi pengentalan atau pemekatan produk cair.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

  • Pada percobaan A terdapat perbedaan hasil antara Tc pengukuran secara langsung dengan perhitungan.Perbedaan antara pengukuran langsung dan perhitungan disebabkan oleh perbedaan cara memperoleh Tc, yakni pada pengukuran langsung menggunakan alat ukur, Karena adanya faktor alat ukur maka sangat mudah terjadi kesalahan pembacaan pada alat ukur akibat kurang teliti dalam pengerjaan, atau kurang telitinya alat yang digunakan. Sedangkan pada perhitungan faktor alat ukur tidak berperan karena hanya dimasukkan ke dalam rumus saja.
  • Pada percobaan B, massa makin kecil seiring dengan bertambahnya waktu.  Massa makin kecil karena terjadi pengentalan produk cair, yang meningkatkan suhu titik didih. Kenaikan suhu titik didih akhirnya berpengaruh terhadap laju pindah panas yang nilainya makin kecil seiring dengan menngentalnya produk cair.

6.2 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

 

Charm, S.E.1971.Fundamentals of Food Engineering. AVI Publishing Company. Westport.Connecticut.

R.L Earle.1983. Unit Operations in Food Processing. NZIFST Inc.

Toledo T., Romeo. 1979. Fundamentals of Food Process Engineering.AVI Publishing Company.Westport, Connecticut.

 

Praktikum Pindah Panas

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

PINDAH PANAS

Oleh :

 Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 6 Mei 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

Perpindahan panas dari suatu zat ke zat lain sering terjadi berulang-ulang dalam industri pangan. Seperti proses memasak, membakar, sterilisasi ataupun pendinginan termasuk ke dalam perpindahan panas. Pada kebanyakan pengerjaan, diperlukan pemasukan atau pengeluaran ka1or, untuk mencapai dan mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses berlangsung.

Pindah panas adalah suatu proses yang dinamis, yaitu panas dipindahkan secara spontan dari satu kondisi ke kondisi lain yang suhunya lebih rendah. Kecepatan pindah panas ini akan bergantung pada perbedaan suhu antar kedua kondisi. Semakin besar perbedaan, maka semakin besar kecepatan pindah panasnya.

Oleh karena itu, untuk lebih memahami proses pindah panas, terutama dalam proses pendinginan dan pemanasan uap. Maka dilakukanlah praktikum destilasi dengan media daun salam.

 

1.2  Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini terbagi dua, yaitu:

  • Tujuan Pembelajaran Umum (TPU)

Mahasiswa dapat mempelajari pindah panas dalam unit operasi industri hasil pertanian.

  • Tujuan Pembelajaran Khusus (TPK)

Mahasiswa dapat mempelajari dan menerapkan analisis pindah panas dalam pendinginan uap.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

  1. Heat Exchanger

Heat exchanger adalah adalah sistem yang efisien untuk menukarkan panas dari satu medium ke medium lainnya. Objek heat exchanger ini yaitu fluida, sehingga prosesnya mengalir. Kinerja heat exchanger dapat dipengaruhi oleh penambahan dalam satu atau dua arah, yang akan meningkatkan luas permukaan dan dapat saluran aliran fluida atau menyebabkan turbulensi. Untuk efisiensi, heat exchanger dirancang untuk memaksimalkan luas permukaan dinding antara kedua cairan, dan meminimalkan resistensi terhadap aliran fluida melalui exchanger tersebut. Suhu yang terdapat dalam aliran heat exchanger disebut Log Mean Temperature.

1.1 Jenis Aliran Heat Exchanger

Adapun jenis aliran heat exchanger, di antaranya :

    • ounter current, yaitu jenis heat exchanger di mana aliran bahan dengan aliran energi (fluida pemanas) mengalir berlawanan.
    • Co current, yaitu jenis heat exchanger di mana aliran bahan dengan aliran energi (fluida pemanas) mengalir searah.
    • Cross flow, yaitu terjadi ketika salah satu aliran fluida tegak lurus terhadap cairan kedua, yaitu, satu aliran fluida melalui tabung dan cairan kedua melewati sekitar saluran di sudut 90 °. Biasanya ditemukan pada kondisi perubahan cairan 2 fasa. Contohnya adalah sistem uap kondensor, di mana uap keluar turbin memasuki sisi shell kondensor, dan air dingin yang mengalir di tabung menyerap panas dari uap, kondensasi itu ke dalam air.

1.2        Tipe Heat Exchanger

Beberapa tipe heat exchanger, antara lain :

  • Shell and tube heat exchanger, terdiri dari serangkaian tabung yang berisi fluida yang akan dipanaskan ataupun didinginkan. Sehingga aliran tersebut akan mengalami perubahan panas karena akan melepaskan ataupun menyerap kalor. Tipe ini biasanya digunakan untuk aplikasi tekanan tinggi (dengan tekanan yang lebih besar dari 30 bar dan suhu lebih besar dari 260° C). Hal ini karena desainnya yang kuat. Hal yang perlu diperhatikan dalam tabung tipe ini yaitu diameter tabung, panjang tabung, tube corrugation, tube pitch dan tube layout.
  • Plate heat exchanger , terdiri dari lempengan logam tipis yang memiliki luas permukaan yang sangat besar sebagai penampang aliran fluida untuk mentransfer panas.
  • Adiabatic wheel heat exchanger, menggunakan cairan untuk menahan panas. Contohnya adalah roda adiabatik , yang terdiri dari roda besar dengan benang halus berputar melalui cairan panas dan dingin, dan penukar panas fluida.
  • Plate fin heat exchanger, desainnya mencakup gabungan crossflow dan counterflow dengan konfigurasi berbagai sirip seperti sirip lurus, offset sirip dan sirip bergelombang.
  1. Perpindahan Panas Konduksi

Adalah suatu proses perpindahan energi panas dimana energi panas tersebut mengalir dari daerah yang bersuhu lebih tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah dalam suatu medium padat atau fluida yang diam.

Persamaan umum laju konduksi dikenal dengan hukum Fourier (Fourier’s Law) [5] dirumuskan dengan :

Di mana :

Q = laju pindah panas konduksi (Watt)

k = koefisien pindah panas konduksi (W/mK)

A = luas permukaan bahan (m2)

dT= perubahan suhu (K)

dx = perubahan panjang bahan (m)

Tanda negatif (-) menyatakan bahwa panas berpindah dari media bertemperatur tinggi ke media yang bertemperatur lebih rendah.

  1. Perpindahan Panas Konveksi

Perpindahan panas konveksi adalah perpindahan panas yang terjadi dari permukaan media padat atau fluida yang diam menuju fluida yang mengalir (begerak) atau sebaliknya, dimana diantara keduanya terdapat perbedaan temperature.

Persamaan perpindahan panas konveksi dikenal sebagai hukum Newton untuk pendinginan (Newton’s Law of Cooling) [5] yang dirumuskan dengan :

Di mana :

Q = laju pindah panas konveksi (Watt)

h = koefisien pindah panas konveksi (W/m2K)

A = luas permukaan bahan (m2)

∆T= perubahan suhu antara permukaan bahan dan lingkungan (K)

Besarnya konveksi tergantung pada :

a. Luas permukaan benda yang bersinggungan dengan fluida (A).

b. Perbedaan suhu antara permukaan benda dengan fluida (DT).

c. koefisien konveksi (h), yang tergantung pada :

  • viscositas fluida
  • kecepatan fluida
  • perbedaan temperatur antara permukaan dan fluida
  • kapasitas panas fluida
  • rapat massa fluida
  • bentuk permukaan kontak
  1. Destilasi

Destilasi (penyulingan) adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan.

Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal destilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton.


BAB III

METODOLOGI PENGAMATAN DAN PENGUKURAN

 

3.1 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan yaitu :

  • Labu destilasi                          ● Baskom
  • Kolom vigreux                        ● Timbangan
  • Termometer                             ● Cawan ukur
  • Kondensor                              ● Pisau
  • Labu penampung                    ● Kompor listrik
  • Selang
  • Kawat
  • Tiang statif

Bahan yang digunakan, yaitu :

  • 400 mL air
  • 27 g daun salam
  • vaseline

 

3.2 Prosedur Percobaan

  1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
  2. Praktikum dilakukan bersama-sama, namun dilakukan pembagian tugas.
  3. Memasang alat destilasi seoerti gambar di bawah ini.
  4. Mengiris tipis daun salam
  5. Menimbang daun salam yang sudah teriris
  6. Mengukur diameter dan panjang pipa serta mengukur diameter dan tinggi air pada baskom.
  7. Mengukur air sebanyak
  8. Mengukur suhu awal air.
  9. Memasukkan air dan daun salam ke dalam labu destilasi.
  10. Memasangkan termometer di atas labu ukur
  11. Mengontakkan sistem ke listrik
  12. Menjalankan proses pendinginan dan pemanasan.
  13. Mengukur suhu dan kondensat setiap selang 2 menit.
  14. Menampung kondensat pada saat suhu termometer menunjukkan nilai konstan.
  15. Mengganti penampung kondensat pada saat suhu meningkat.
  16. Menghitung banyaknya air yang digunakan pada proses pendinginan.
  17. Mencatat hasil pengamatan ke dalam tabel
  18. Membersihkan dan merapihkan alat yang telah terpakai.
  19. Menghitung laju kalor, laju kondensat dan log mean temperatur.

 

 

BAB IV

HASIL PERCOBAAN

 

Data Hasil Pengamatan :

Waktu, t (menit)

Suhu (0C)

Kondensat (ML)

0

27

0

2

27,5

0

4

28

0

6

28,5

0

8

29,5

0

10

30,5

0

12

31,5

0

14

33

0

16

34,5

0

18

37

0

20

39

0

22

41

0

24

44,5

0

26

49,5

0

28

55,5

0

30

65

0

32

90

0

34

92

2,5

36

92,5

4

38

92,5

6,5

40

93

9

42

93

12

44

93

15

46

93

18

48

93

20,5

50

93

24

52

93

28

54

93

30

Diketahui :

Volume air dalam labu ukur : 300 ml

Volume air dalam wastafel :  (menggunakan rumus ¼ . π . d)

Diameter wastafel : 34 cm

Tinggi air dalam wastafel : 9 cm

Diameter pipa kaca : 3 cm

Panjang pipa kaca : 53,5 cm

Luas pipa kaca : π . d . p = 3,14 . 3. 53,5 = 504,225 cm2

92oC

93oC

25oC

24oC

ΔT1 = 67oC                     ΔT2 = 69oC

Perhitungan :

a)      Heat balance

Cp = 4,19 KJ

Pemanas :   -   suhu air awal (TC1) = 24oC

-       Suhu air akhir (TC2) = 25oC

-       Banyaknya air (m) = ρ . V

Dimana, V = ¼ . π . d2 . t

= ¼ . 3,14 . 342 . 9

= 8171 cm3 = 8,171 × 10-3 m3

Jadi, banyaknya air (m) = 1000 . 8,171 × 10-3 = 8,17 Kg

Maka, Pindah panas / menit = Qair =  m . Cp . ΔT

=  8,17 × 4,19 × (1) = 34,23 KJ

Dan laju kondensat =

= 30 / 54 = 0,55

b)      Luas area pindah panas

Apipa = π . r2 = 3,14 . (1,52) = 7,068 cm2

c)      Uap panas yang didinginkan (teoritis) atau log mean temperatur

Hitung pindah panas / menit

Q b/t  =  mb . Cp . ΔT

= 25 × 10-3 . 1 . 2,88

= 0,072 KJ/menit

Maka, ΔTLMTD  =    ΔT2 – ΔT1

ln ()

=    69 – 67

ln ()

=  2,88

d)     Perbandingan Qair dan Qb

Qair  =  m . C . ΔTair

Qair  =  34,23 KJ

Qair = U. massa air

34,23 = U. 8,17

U   = 4,189 KJ/Kg

dan,

Qb  =  m . C . ΔT + m . ub

Q = 0,072 + (25 × 10-3. . 4,189)

BAB V

PEMBAHASAN

 

Praktikum kali ini berjudul pindah panas, yaitu mencoba melakukan proses pendinginan dan pemanasan air dalam destilasi.

Percobaan yang dilakukan menggunakan alat destilasi. Karena destilasi bertujuan untuk menghasilkan minyak dari bahan hasil pertanian, maka kaitan antara destilasi dengan pindah panas ini yaitu terjadinya aliran bahan dalam sebuah penampang, di mana suhu hasil aliran tersebut akan berbeda dengan suhu awalnya karena adanya pemanasan , pendinginan, juga kondensat sebagai produk yang dihasilkan dari proses tersebut. Kondensat bisa disebut sebagai minyak hasil penyulingan. Pemilihan daun salam sebagai bahan destilasi bukan karena maksud lain. Karena semua daun atau semua bahan hasil pertanian dapat disuling untuk menghasilkan minyak.

Pada percobaan ini, aliran yang terjadi yaitu aliran tipe counter current, karena aliran bahan dengan aliran energi (fluida pemanasa) berlawanan arah

Aliran pemanasan dan pendinginan ini dapat dihitung menggunakan tiga metode, yaitu :

  1. kesetimbangan energi sederhana
  2. analisis konveksi dan konduksi
  3. persamaan heat exchanger

Dalam kenyataan, untuk menghasilkan data yang akurat, seharusnya metode yang digunakan adalah metode no 2 dan Oleh karena itu, dua metode ini tidak digunakan.

Sehingga, metode yang digunakan dalam perhitungan hasil praktikum ini yaitu metode kesetimbangan energi sederhana , yaitu

Qlepas = Qterima.

Sehingga

* nilai m. U bahan = 2240 kal. Nilai tersebut dikonversikan ke

dalam bentuk Joule, yaitu :

= 9,376 kJ

Hal ini dipengaruhi oleh perpindahan kalor yang terjadi ketika bahan mengalir dalam pipa destilasi. Panas bahan tersebut dipengaruhi oleh panas ruangan pipa. Juga ketika bahan menetes ke labu ukur, panas bahan terpengaruh oleh suhu ruangan. Yaitu karena penempatan labu ukur yang tepat di atas ubin.  Selain itu karena salah perkiraan ketika membaca suhu kondensat. Termometer yang diletakkan di dalam labu terhalangi oleh penutup labu, sehingga terjadi kesalahan perkiraan suhu. Oleh karena itu, nilai ∆T bahan yang seharusnya lebih besar.

Sedangkan untuk nilai Log Mean Temperature diperoleh dari perhitungan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Di mana :

Tc1 = suhu awal air yang diukur di dalam baskom (0C)

Tc2 = suhu akhir air setelah proses praktikum selesai (0C)

Th1 = suhu kondensat yang telah konstan sampai menit

terakhir( 0C)

Th2 = suhu uap awal , yaitu ketika mulai terjadi kondensat (0C)

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

 

6.1 Kesimpulan

  • Heat exchanger adalah adalah sistem yang efisien untuk menukarkan panas dari satu medium ke medium lainnya.
  • Jenis aliran heat exchanger,  yaitu counter current, co current dan cross flow.
  • Tipe heat exchanger, antara lain shell and tube, plate, plate fin, dan adiabatic wheel heat exchanger.
  • Pendinginan adalah uap panas yang didinginkan dengan media air, sehingga akan diproduksi kondensat.
  • Pemanasan adalah air yang digunakan untuk mendinginkan uap panas yang mengalami perubajan temperatur karena adanya transfer energi dari uap ke air.
  • Kalor dapat berubah dengan cepat karena pengaruh kondisi lingkungan disekitarnya.
  • Log Mean Temperature adalah suhu yang terdapat dalam aliran heat exchanger.
  • Destilasi (penyulingan) adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan.
  • Semua jenis daun dapat menjadi bahan untuk melakukan destilasi, karena bahan yang digunakan adalah bahan hasil pertanian. Contohnya minyak nilam, minyak atsiri, minyak kayu putih, minyak jarak, dll.

6.2 Saran

Walaupun terdapat keterbatasan alat, Sebaiknya seluruh praktikan ikut berpatisipasi selama kegiatan praktikum berlangsung.

 


DAFTAR PUSTAKA

 

Earle,R.L. 1983. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan.

 

Holman, JP. 1995. Perpindahan Kalor. Jakarta : Erlangga.

 

http://ejournal.unud.ac.id/abstrak/1.cakram%20v2n1%20-%20sunupnb.pdf

http://e-course.usu.ac.id/content/teknik0/perpindahan/textbook.pdf

http://www.wikipedia.com

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

Responsi Viskositas

LAPORAN RESPONSI

SATUAN OPERASI INDUSTRI

VISKOSITAS

Oleh :

Nama                          : Daniel Olovan S

NPM                             : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum        : Rabu, 20 April 2011

Asisten                        : Anggita Agustin

LABORATORIUM PASCA PANEN  DAN TEKNOLOGI PROSES

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011


VISKOSITAS

SOAL DAN PEMBAHASAN

Tentukan semua simbol yang digunakan.

Asumsi : saus tomat mengikuti power law relationship antara shear stress dan shear rate, sehingga yiels stress sama dengan nol.

Dengan viskometri dihasilkan data sebagai berikut :

Shear rate (1/s)

1

2

4

6

10

22

34

44

50

Shear stress (N/m2)

27,5

30,8

34

37

39,6

46,8

50,7

53,3

54

  1. (a). Buat grafik hubungan antara shear rate dan shear stress

(b). Berapa viskositas bahan pada saat shear rate mencapai 20s-1 ?

(c). Berapa nilai apparent viscosity pada titik yang sama

(d). Apa yang harus diperhatikan jika melihat viskositas bahan hanya dari bsatu titik?

Pembahasan :

a). Grafik Hubungan antara shear rate dan shear stress

Shear rate (1/s)

1

2

4

6

10

22

34

44

50

Shear stress (N/m2)

27,5

30,8

34

37

39,6

46,8

50,7

53,3

54

Persamaan viscositas :

             b = ln m + ln (0,75 + 0,25/n)

dimana;     m = consistency index

                                   n  = flow behavior index = slope = a

food procing tomato sauce (25% solid),

sheare rate 500-800 1/s,

perbandingan, m = 12,9 : n = 0,41

Perhitungan :

                                b = ln m + ln (0,75 + 0,25/n)

31,881 = ln m + ln (0,75 +0,25/0,5016)

31,881-0,222 = ln m

31,659 = ln m

m = 5,615 x 1013

Perbandingan jika m = 12,9 : n = 0,41:

                   b = ln m + ln (0,75 + 0,25/n)

= ln 12,9 + ln (0,75 +0,25/0,41)

= 2,865

b). Viscositas bahan pada saat shear rate mencapai 20 s-1 diperoleh dengan interpolasi:

c). m = 5,615 x 1013

            

d). shear stress dan shear rate


            2. Buatlah grafik pada kertas yang sesuai untuk mendapatkan :

a)      Consistency index

b)      Flow behavior index

c)      Model matematik yang menggambarkan hubungan antara shear stress dan shear rate

Pembahasan :

a)      grafik x = log(shear rate)

y = log(shear stress)

x = log  (Shear rate)     (1/s)

0

0,30

0,60

0,78

1,34

1,35

1,53

1,64

1,70
y = log

(Shear stress) (N/m2)

1,44

1,49

1,53

1,57

1,60

1,67

1,71

1,73

1,73

0,1693 = ln m + ln (0,75 +0,25/1,4339)

0,1693 + 0,0787 = ln m

0,248 = ln m

m = 1,28

                                                 b = ln m + ln (0,75 + 0,25/n)

31,881 = ln m + ln (0,75 +0,25/0,5016)

31,881-0,222 = ln m

31,659 = ln m

m = 5,615 x 1013

c). flow behavior index = n = a = 1, 4339

d). Model Matematik : Power Law Equation

Power Law Model

   

3. (a). Tentukan tipe bahan yang berdasarkan sifat viskositas saus tomat dtersebut ?

(b). Bahan tersebut termasuk shear thinning atau tickening ?

(c). Buat grafik viskositas vs shear rate saus tomat

Pembahasan :

a). n = 0,5

0<n<1 (pseudoplastic)

b). Shear Thinning

“dengan bertambahnyamaka viskositas berkurang”

c). X = viskositas =

Shear rate

(1/s)

1

2

4

6

10

22

34

44

50

Viscositas

(Pa.sn)

27,5

15,4

8,5

6,17

3,96

2,13

1,49

1,21

1,08

Kesetimbangan Energi

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

KESETIMBANGAN ENERGI

Oleh :

Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 25 Maret 2011

Asisten                        : Anggita Agustin

LABORATORIUM PASCA PANEN  DAN TEKNOLOGI PROSES

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011

KESETIMBANGAN ENERGI

SOAL DAN PEMBAHASAN

  1. Kerjakan soal di bawah ini dengan benar :
    1. Berapa panas yang harus diberikan untuk memanaskan air dari 270C menjadi 600C pada tekanan 1 atm?
    2. Berapa panas yang dibutuhkan untuk memanaskan air dari 270C menjadi 1000C, kemudian diuapkan pada 1000C ?
    3. Hitung panas yang harus diberikan untuk menguapkan air pada suhu 1000C, tekanan 101,35 kPa!

Pembahasan :

a. Dik :          T1 = 270C

T2 = 600C

p = 1 atm

Dit :           Q = ?

Jawab :

Qs     = ∆H

= [H600-H270]

= 251,13 kJ/kg – 113,25 kJ/kg

= 137,88 kJ/kg

b.Dik: T1 = 270C

Dit : Q = ?

Jawab        :                        1000 C  (liquid)      Q laten   (vapour)

  • Q1          = ∆H

= [H1000- H270]

= 251,13 kJ/kg – 113,25 kJ/kg

= 137,88 kJ/kg

  • Q2          = ∆H

= [H1000 vapour - H1000liquid]

= 2676,1 kJ/kg – 419,04 kJ/kg

= 2257,06 kJ/kg

Maka Qtotal    = Q1 + Q2

= 137,88 kJ/kg + 2257,06 kJ/kg

= 2562,85 kJ/kg

c.Dik  : T1 = 1000C

p = 103,5 kPa

Dit  : Q = ?

Jawab           :

                                                                            Qlaten         = ∆H

= [H1000 vapour - H1000liquid]

= 2676,1 kJ/kg – 419,04 kJ/kg

= 2257,06 kJ/kg

2.  a. Berapa panas yang dibuang pada pendinginan dan kondensasi uap jenuh

pada suhu 1030C (1 atm) menjadi cairan dengan suhu 600C ?

b. Berapa panas yang dibuang pada kondensasi uap jenuh pada suhu 1030C

(1 atm)?

Pembahasan :

a.Dik :       T1 = 1030C

T2 = 600C

p = 1 atm

Dit          : Q total

Jawab   :

interpolasi antara H1000 vapour dan H1050 vapour , yaitu :

103 – 100           =                x – 2676,1

105 – 100                          2683,8 – 2676,1

3/5             =             (x – 2676,1)/7.7

5x – 13380,5       =                 23,1

5x      =             1340,36

x       =             2680,72

  • Q 1      = ∆H

= [H1030 vapour - H1000vapour]

= 2680,72 kJ/kg – 2676,1 kJ/kg

= 4,62 kJ/kg

  • Q 2       = ∆H

= [H1000 vapour - H1000liquid]

= 2676,1 kJ/kg – 419,04 kJ/kg

= 2257,06 kJ/kg

  • Q3           = ∆H

= [H1000 liquid- H600liquid]

= 419,04 kJ/kg – 251,13 kJ/kg

= 167,91 kJ/kg

Maka,   Q = QS1 + QL + QS2

                                                                             = 4,62 kJ/kg + 2257,06 kJ/kg + 167,91 kJ/kg

= 2429,59 kJ/kg

b.Dik          : T = 1030C                           p = 1 atm

Dit          : Q yang dibuang pada kondensasi uap jenuh?

Jawab   :

Maka, Qtotal      = QS + QL

= 4,62 kJ/kg + 2257,06 kJ/kg

= 2261,68 kJ/kg

  1. Sebanyak 345 kg madu pada suhu 240C dipanaskan dengan menambahkan energi sebesar 21300 kJ. Jika panas spesifik rata-rata madu sebesar 2,2 kJ/kg K. Berapa suhu madu setelah keluar dari proses?

Pembahasan :

Dik          : m = 345 kg                                                        Q = 21300 kJ

T1 = 240C + 273 = 297 K                                 cp = 2,2 kJ/kg K

Dit          : T2 = ?

Jawab   :

Q             = m cp ∆T

Q             = m cp (T2 – T1)

21300 kJ               = (345 kg) (2,2 kJ/kg K) (T2K – 297 K)

21300                    = 759T2K – 225423

759T2K                    = 246723

T2                  = 325,06 K

= 325,06 K – 273 K = 52,060C

4.Minyak goreng mengalir pada heat exchanger dengan laju 1200 kg/jam pada suhu 500C dan dipanaskan menjadi 1000C dengan menggunakan udara panas. Udara panas yang masuk dengan suhu 2000C dan keluar 1250C. Berapa udara yang dibutuhkan jika panas spesifik udara dan minyak masing-masing 29,1 btu/lb 0F dan 0,45 btu/lb 0F?

Pembahasan :

Dik :

Jenis

keterangan

   Minyak

Udara

Massa(kg/jam)

1200

?

T1 (0C) → K

50 → 323

200 → 473

T2 (0C) → K

100 → 373

125 → 398

∆T (0C) → K

50 → 50

75 → 75

cp (btu/lb0F)

0,45

29,1

Dit : m (kg/jam) ?

Jawab :

m cp ∆T                        =             m cp ∆T

(1200 kg/jam)(1,88kJ/kgK)(50K)                       =             (m)(121,813 kJ/kgK)(75K)

112800 kg/jam                             =             9135,975 m

m                                           =             12,347 kg/jam

5. Udara 32,30C digunakan sebagai media pengeringan dan dipanaskan dengan pemanas uap menjadi 65,50C dengan laju 1000 kg/jam. Uap yang masuk menjadi jenuh pada suhu 148,90C, terkondensasi keluar pada suhu 137,80C. Hitung uap panas yang dibutuhkan!

Pembahasan :

Dik :       t udara1 : 32.2 0C

t udara 2 = 65.5 0C

m udara = 1000 kg/jam

t uap1 =148.9 0C →2730.2 kg/jam

t uap2 =137.8 → 2746.9 kg/jam

Cp udara = 121.85 kj/kg 0K

Dit :        m uap

Jawab :

Qudara                         = Quap

m cp ∆T                     = m ∆H

(1000 kg/jam)(121,813kJ/kgK)(33,3K)      = (m)(16,692kJ/kg)

405637,29 kg/jam                            = 16,692 m

m                                             = 243012,99 kg/jam

Responsi Pindah Panas

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

PINDAH PANAS

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


PINDAH PANAS

SOAL DAN PEMBAHASAN

Pada evaporasi minyak bawang bahan dimasukan sebanyak 10000 kg/hari dengan kadar minyak 38%. Pruduk yang dihasilkan mengandung minyak bawang sebesar 74%. Hitung berat pruduk air yang teruapkan.

             Pembahasan :

Dik :    F = 10000 kg/hari

Kadar minyak1 = 38%

Kadar minyak2 = 74%

Dit :     P = ?

W = ?

Jawab :            Input = output

F = P + W

10000(38%) = W(0) + P(0.74)

3800 = 0 + 0.74P

P = 5135.1

F = W + P

10000 = W + 5135.1

W = 4864.84

Pada pembuatan selai buah-buahan dengan kandungan padatan 14% dibuat bubur dan dicampur dengan gula (1.22 kg gula/1 kg buah) dan pectin (0.0025 kg pectin/1 kg buah). Kemudian bahan dikurangi kadar airnya dengan pengeringan vakum sehingga kadar air produk 33%. Untuk buah-buahan sebanyak 1000 kg, berapa bahan yang keluar dari pencapuran, air teruapkan dan jumlah produk.

Pembahasan :

Dik :                Buah = 1000kg

Padatan = 14% (1000) = 140

Gula = 1.22 kg gula/1 kg buah (1000 kg buah) = 1220 kg

Pektin = 0.0025 kg pektin/1 kg buah (1000 kg buah) = 2.5 kg

P = 33%

Dit :                 P = ?

W = ?

Jawab :            F = W + P

140 + 1220 + 2.5 = W(0) + P(0.67)

1362.5 = 0 + 0.67P

0.67P = 1362.5

P = 2033.58

F = W + P

1000 + 1220 + 2.5 = W + 2033.58

W = 188.92

Hitung jumlah udara yang harus diberikan untuk mengeringkan 100g bahan dari kadar air 80% menjadi 5%. Udara yang masuk mempunyai kelembaban 0.002 kg uap air/kg udara dan udara keluar dengan kelembapan 0.2 kg uap air/kg udara.

Pembahasan :

Dik :                Bahan = 100gr

Kadar air = 80% menjadi 5%

Kelembapan udara1 = 0.002 kg uap air/kg udara

Kelembapan udara2 = 0.2 kg uap air/kg udara

Diasumsikan Fs2 = 1

Dit :                 Fa = ?

Jawab :            W1 =

= 40%

= 0.4

W2 =

= 0.052

Input = output

(Fa . Wa) + (Fs1 . Ws1) = (Fa . Wa2) + (Fs2. W2) + w

(Fa . 0.002) + (0.1 . 4) = (Fa . 0.2) + (1 . 0.052) + 0

(Fa . 0.002) = (Fa . 0.2) + (0.052 . 0.4)

Fa ( 0.002 – 0.2) = -0.348

Fa = 0.567

Komoditi pertanian dengan kadar air 15% dikeringkan sehingga mencapai kadar air 7%, menggunakan pengeringtipe air flow drier. Udara pengering yang sudah digunakan untuk mengeringkan dialirkan kembali dan dicampur dengan udara yang berasal dari pemanas. Jika kelembapan udara dari pemanas 0.01 kg uap air/kg udara dan kelembapan udara yang tercampur keduanya 0.03 kg uap air/ kg udara, untuk bahan sebanyak 100 kg/jam, berapa udara masuk yang dibutuhkan/jam, udara yang direcircle dan jumlah pruduk keriting.

Pembahasan :

Dik : W1 = 0.01 kg uap air/kg udara

W2 = 0.1 kg uap air/kg udara

Wc = 0.03kg uap air/ kg udara

Dit : Ff = ?

Fr = ?

P total =?

Jawaban :        input = output

(Ff + Fr) w camp + (Fs1 . Ws1) = (Fs2 . Ws2) + (Ff + Fr) wr

(Ff + Fr) 0.03 + (100 . 0.1765) = (100 . 0.075) + (Ff + Fr) 0.1

17.65 – 7.5 = 0.07 (Ff + Fr)

Fr + Ff = 145

Ff = 145 – Fr

Fcamp x w camp = (Fr . Wr) + (Ff . Wf)

1450.03 = (Fr . 0.1) + (145 – Fr)(0.01)

4.35= 0.1Fr + 1.45 – 0.01Fr

2.9 = 0.09 Fr

Fr = 32.22

Ff + fr = 145

Ff = 145- 32.22

Ff = 112.77

Input = output

F = P + W

(100 . 85%) = 93%P + W(0)

P =

P = 91.39

W = F – P

W = 100 – 91.39

W = 8.61

P total = W + P

P total = 8.61 + 91.39

P total =100 kg

Kesetimbangan Massa

 

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

KESETIMBANGAN MASSA

Oleh :

 

Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 18 Maret 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

Mengingat begitu pentingnya konsep kesetimbangan massa dalam industri pengolahan pertanian dimana, konsep kesetimbangan merupakan parameter pengendali dalam proses penanganan (khususnya dapat dipakai untuk mengetahui hasil yang diperoleh dari suatu proses).

Konsep kesetimbangan merupakan parameter pengendali dalam proses penanganan (khususnya dapat dipakai untuk mengetahui hasil yang diperoleh dari suatu proses). Massa bahan yang melewati operasi pengolahan dapat dijelaskan melalui kesetimbangan massanya. Kesetimbangan Massa digunakan untuk mengetahui keluar-masuknya (inflow-outflow) bahan dalam suatu proses. Selain itu kesetimbangan massa juga digunakan untuk menetapkan jumlah/kuantitas berbagai bahan dalam setiap aliran proses.

Dengan adanya praktikum yang mempelajari kesetimbangan massa diharapkan mampu membuktikan sebuah teori dari kesetimbangan massa dan mampu mengaplikasikannya di dalam kehidupan. Untuk lebih memahami hal tersebut, dilakukan percobaan melalui proses pengentalan dan pengenceran agar menghasilkan kondisi (massa) yang setimbang.

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari praktikum ini terbagi menjadi dua, yaitu :

  1. Tujuan Pembelajaran Umum (TPU)
  • Mahasiswa dapat mempelajari kesetimbangan massa secara umum.
  • Mempelajari keadaan steady state dan unsteady state dengan
  1. Tujuan Pembelajaran Khusus (TPK)

contoh larutan gula.

  • Menentukan model neraca massa steady state pada alir massa dan

unsteady state pada komponen gula.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kesetimbangan Massa

Prinsip hukum kekekalan massa menerangkan bahwa massa tidak dapat terbentuk atau dihilangkan didalam suatu proses fisis atau kimia. Kesetimbangan massa menjelaskan mengenai massa bahan yang melewati operasi pengolahan. Setiap bentuk kesetimbangan didasari oleh hukum konservasi dimana jika proses berlangsung tanpa terjadi akumulasi, maka massa yang masuk ke dalam sistem akan sama dengan massa yang ke luar sistem. Berdasarkan rumus dapat dituliskan sebgai berikut :

•      Massa masuk = massa ke luar + massa terkumpul

•      Bahan Baku = Produk + Sisa + Bahan baku tertumpuk

•      Jlh mR = Jlh mP + Jlh mW + Jlh m S

•      Jlh mR = mR1 + mR2 + mR3 (Total bhn baku)

•      Jlh mP = mP1 + mP2 + mP3 (= total produk)

•      Jlh mW  = mW1 + mW2 + mW3(Total sisa)

•      Jlh mS = m S1 + mS2 + mS3 (Total bahan baku terakumulasi)

Jika tidak terjadi perubahan kimia selama proses berlangsung, hukum konservasi massa tetap digunakan sehigga bahan yang masuk (mA) akan sama dengan  bahan yang ke luar (mA) di tambah dengan bahan di dalam proses (mA)

2.2 Refraktometer

Refractometer adalah suatu instrumen opfis yang digunakan untuk menentukan indeks-refraksi suatu unsur. Ini sering mengacu pada beberapa sifat fisis suatu unsur yang secara langsung berhubungan dengan indeks-refraksinya. Tertentu jenis refractometers dapat digunakan untuk mengukur gas, cairan seperti minyak atau water-based, dan bahkan padat tembus cahaya atau transparan seperti batu-permata.

Suatu refractometer dapat digunakan untuk menentukan identitas dari suatu unsur yang tak dikenal berdasar pada indeks-refraksinya, untuk menilai kemurnian unsur tertentu, atau untuk menentukan konsentrasi zat atau unsur di (dalam) suatu zat atau unsur. Biasanya, refractometers digunakan untuk mengukur konsentrasi cairan seperti isi gula ( Brix tingkatan, sebagai contoh di (dalam) hidangan buah-buahan, sari buah, atau sayur-mayur madu, dll), konsentrasi protein darah, berkadar garam dan bobot jenis air seni. Refractometers dapat juga digunakan untuk mengukur konsentrasi cairan untuk cairan [yang] komersil seperti bahan anti beku, memotong cairan, dan cairan industri.

Ada empat utama jenis refractometers: handheld tradisional refractometers, handheld digital refractometers, atau laboratorium Abbe refractometers, dan inline memproses refractometers. Ada juga Rayleigh Refractometer menggunakan (secara khas) untuk mengukur indeks gas yang bias. Contohnya dokter hewan obat/kedokteran, suatu refractometer digunakan untuk mengukur total protein plasma di (dalam) suatu contoh darah.

2.3 Keadaan Steady dan Unsteady

  • Keadaan tunak (steady state) adalah kondisi sewaktu sifat-sifat suatu sistem tak berubah dengan berjalannya waktu atau dengan kata lain, konstan. Keadaan steady state dapat ditunjukkan dengan laju alir input (QF : ml/detik) sama dengan output (QR : ml/detik) sehingga tercapai kondisi steady state (QF = QR).
  • keadaan tunak baru akan dicapai beberapa waktu setelah sistem dimulai atau diinisiasi. Kondisi awal ini sering disebut sebagai keadaan transien.
  • Sistem steady menunjukkan akumulasi sama dengan nol, dan tidak bergantung pada waktu,.
  • unsteady state adalah kondisi sewaktu sifat-sifat suatu sistem berubah dengan berjalannya waktu, .

2.4 Derajat Brix

Menurut Diding Suhandy (2008) derajat Brix merupakan satuan yang umum digunakan untuk mengukur KPT dalam suatu larutan. Sebagian besar kandungan padatan terlarut (KPT) pada buah terdiri atas gula-gula sederhana seperti fruktosa, glukosa dan sukrosa.

Brix adalah jumlah zat padat semu yang larut (dalam gr) setiap 100 gr larutan. Jadi misalnya brix nira = 16, artinya bahwa dari 100 gram nira, 16 gram merupakan zat padat terlarut dan 84 gram adalah air. Untuk mengetahui banyaknya zat padat yang terlarut dalam larutan (brix) diperlukan suatu alat ukur. (Risvan,2008).

2.5 Pengentalan dan Pengenceran

Pengentalan merupakan proses meningkatnya konsentrasi suatu larutan akibat adanya pencampuran bahan terlarut (gula, gula, dan lain – lain). Sedangkan pengenceran adalah proses menurunnya konsentrasi suatu larutan akibat adanya pencampuran bahan pelarut (air). Semakin tinggi konsentrasi maka ikatan antar partikelnya semakin kuat, sebaliknya semakin rendah konsentrasi maka ikatan antar partikelnya semakin lemah (Ariani, 2004)

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

a.      Alat-alat yang digunakan pada saat praktikum:

  • Tanki kontinyu
  • Refraktometer .
  • 2 buah Toples gula dan air
  • 2 buah pipet
  • Selang plastik
  • Gelas ukur
  • Penggaris
  • Stopwatch
  • Timbangan
  • Batang pengaduk

b.      Bahan yang digunakan saat praktikum diantaranya:

  • Gula putih sebagai zat terlarut
  • Air sebagai pelarut
  • Tissue

3.2 Prosedur Percobaan

Langkah – langkah percobaan yang harus diperhatikan saat praktikum, yaitu:

  1. Memasang tanki kontinyu.
  2. Menguji coba tanki kontunyu sebelum digunakan.
  3. Menyumbat selang sehingga air tidak mengalir melalui selang tersebut.
  4. Menentukan kadar gula dalam larutan pada satuan brix.
  5. Menimbang gula yang akan dilarutkan.
  6. Melarutkan gula dalam air pada toples 1.
  7. Mengisi air pada toples 2 hingga tinggi air toples 1 dan 2 sama.
  8. Menguji kadarnya dengan menggunkaan refractometer.
  9. Melepasakan sumbatan selang sehingga aliran tidak terhambat. Kemudian memulai menghitung 3 menit pertama sambil mengaduk kedua cairan dalam toples menggunakan batang pengaduk.
  10. Melipat selang kembali setelah 3 menit pertama. Kemudian mengambil sampel larutan dari toples 1 untuk diuji kadarnya dengan refractometer. Setelah itu, melakukan pengujian kadar larutan pada toples 2 setelah toples 1 di uji kadarnya .
  11. Mengulang kembali langkah i dan j sehingga kadar larutan pada toples 1 dan 2 sama besar.

BAB IV

HASIL PRAKTIKUM

Hasil yang diperoleh setelah praktikum diantaranya:

a. Hasil pengamatan yang disajikan dalam table :

Waktu (menit) Kadar (0Brix) Fungsi ln (X-Xt)
Pengenceran Pengentalan Pengenceren Pengentalan
0 20.3 0 - 2.890
3 20.2 1 -2.302 3.000
6 20.1 1.1 -1.094 3.005
9 20 1.2 -1.203 2.995
12 19.9 1.3 -0.916 2.990
15 19.8 1.4 -0.693 2.985
18 19.6 1.6 -0.356 2.975
21 19.4 1.8 -0.105 2.965
24 19.2 2.0 -0.095 2.954
27 19 2.1 -0 2.944
30 18.9 2.2 0.336 2.939

b. Penyajian hasil pengamatan dalam bentuk grafik

Grafik pengentalan


Grafik Pengenceren


Grafik pengentalan

Grafik Pengenceren


BAB V

PEMBAHASAN

Praktikum kali ini membahas mengenai kesetimbangan massa dan lebih membahas tentang pengentalan dan pengenceran. Pada percobaan menggunakan gula pasir, diperoleh kadar pengenceran dengan kadar brix pada waktu 0 menit sebesar 20.20Brix. Sedangkan hasil pengukuran menggunakan rumus fraksi mol yaitu :                   = 0.33, setara dengan 33 %.

Besar kadar pengentalan dalam kadar Brix pada menit awal sampai menit ke 3 adalah mendekati nol. Sedangkan pada menit ke 6 dan 9, besarnya naik menjadi 1.1 sampai 1.2. Kenaikan yang terjadi tidak terlalu besar, hanya sekitar 0,1 saja. Nilai pengentalan dan pengenceran dengan menggunakan fungsi ln (X-Xt) yaitu tinggal dihitung dengan menggunakan kalkulator. Nilai X merupakan kadar pengenceran awal, sedangkan Xt pada pengentalan adalah nilai pengentalan per 3 menit. Dan nilai Xt pada pengenceran adalah nilai pengenceran per 3 menit

Kenaikan dan penurunan nilai kadar pengentalan dan pengenceran gula pasir terjadi karena faktor pengadukan. Pengadukan dilakukan oleh dua orang, cukup sulit untuk mengaduk dengan konstan. Karena besar kecepatan pengadukan dan besar gaya yang diberikan dari masing-masing orang akan berbeda sehingga hasilnya seperti itu.

Dari hasil percobaan dapat terlihat bahwa kadar pengentalan larutan gula semakin lama semakin tinggi namun berbeda dengan kadar pengenceran yang semakin lama semakin rendah. Perubahan kadar yang tidak signifikan membuat praktikum menjadi lebih lama. Nilai fungsi pengenceran dan pengentalan dalam bentuk ln (X0-Xt) berbanding terbalik dengan kadar dalam satuan brix. Semakin lama pengentalan maka nilai fungsi semaikn kecil sedangkan semakin lama pengenceran maka nilai fungsi semakin besar.

Alat yang kurang mendukung. Bisa dilihat dari pipa yang   menghubungkan dua bejana tersebut. Pipa yang tertempel di bejana sepertinya tersumbat oleh perekatnya, sehingga larutan tersebut sulit mengalir dan mengakibatkan perbedaan tinggi antara air dan larutan gula tidak terlalu besar. Selain itu juga karena jumlah refraktometer yang kurang. Sebenarnya, refraktometer yang terdapat di laboratorium sebanyak dua buah, namun, hanya satu saja yang dalam kondisi baik. Maka dari itu, penggunaannya bergiliran untuk empat kelompok. Sehingga waktu yang dibutuhkan cukup lama.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari praktikum ini dapat disimpulkan bahwa :

§   Pada fase pengentalan terjadi kondisi steady state dimana massa bahan masuk (air + gula) sama dengan massa bahan hasil proses pencampuran.

  • Terjadi pengentalan pada air. Pengentalan dan pengenceran yang dihasilkan berbeda tiap 3 menit. Sehingga hasilnya dapat dilihat dalam grafik.
  • Dalam waktu 30 menit, belum diperoleh titik yang setimbang. Sehingga dibutuhkan waktu yang lebih lama lagi untuk mencapai kondisi massa yang setimbang.
  • Human eror yang terjadi,dapat dilihilat dari waktu yang kurang atau berlebih dari prosedur yang telah ditetapkan.

6.2 Saran

Untuk mengatasi kesalahan pengukuran dan penghitungan selama pengamatan, sebaiknya alat dan bahan praktikum harus disediakan secara lengkap dan merupakan alat dan bahan yang layak pakai, sehingga faktor penghambat berjalannya praktikum dapat sedikit teratasi, sehingga tidak menghambat kerja praktikan dan tidak memakan waktu yang lama.

Responsi Kesetimbangan Massa

LAPORAN RESPONSI

SATUAN OPERASI INDUSTRI

KESETIMBANGAN MASSA

 

 

 

Oleh :

 

Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 11 Maret 2011

Asisten                        : Anggita Agustin

 

 

 

 


 

 

 

LABORATORIUM PASCA PANEN  DAN TEKNOLOGI PROSES

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011

 


KESETIMBANGAN MASSA

SOAL DAN PEMBAHASAN

 

 

1.      Pada evaporasi minyak bawang bahan dimasukan sebanyak 10000 kg/hari dengan kadar minyak 38%. Pruduk yang dihasilkan mengandung minyak bawang sebesar 74%. Hitung berat pruduk air yang teruapkan.

Pembahasan :

Dik :    F = 10000 kg/hari

Kadar minyak1 = 38%

Kadar minyak2 = 74%

Dit :     P = ?

W = ?

Jawab :            Input = output

F = P + W

10000(38%) = W(0) + P(0.74)

3800 = 0 + 0.74P

P = 5135.1

 

F = W + P

10000 = W + 5135.1

W = 4864.84

 

2.      Pada pembuatan selai buah-buahan dengan kandungan padatan 14% dibuat bubur dan dicampur dengan gula (1.22 kg gula/1 kg buah) dan pectin (0.0025 kg pectin/1 kg buah). Kemudian bahan dikurangi kadar airnya dengan pengeringan vakum sehingga kadar air produk 33%. Untuk buah-buahan sebanyak 1000 kg, berapa bahan yang keluar dari pencapuran, air teruapkan dan jumlah produk.

Pembahasan :

Dik :                Buah = 1000kg

Padatan = 14% (1000) = 140

Gula = 1.22 kg gula/1 kg buah (1000 kg buah) = 1220 kg

Pektin = 0.0025 kg pektin/1 kg buah (1000 kg buah) = 2.5 kg

P = 33%

Dit :                 P = ?

W = ?

Jawab :            F = W + P

140 + 1220 + 2.5 = W(0) + P(0.67)

1362.5 = 0 + 0.67P

0.67P = 1362.5

P = 2033.58

 

F = W + P

1000 + 1220 + 2.5 = W + 2033.58

W = 188.92

 

3.      Hitung jumlah udara yang harus diberikan untuk mengeringkan 100g bahan dari kadar air 80% menjadi 5%. Udara yang masuk mempunyai kelembaban 0.002 kg uap air/kg udara dan udara keluar dengan kelembapan 0.2 kg uap air/kg udara.

Pembahasan :

Dik :                Bahan = 100gr

Kadar air = 80% menjadi 5%

Kelembapan udara1 = 0.002 kg uap air/kg udara

Kelembapan udara2 = 0.2 kg uap air/kg udara

Diasumsikan Fs2 = 1

Dit :                 Fa = ?

Jawab :            W1 =

=

= 40%

= 0.4

W2 =

=

= 0.052

 

Input = output

(Fa . Wa) + (Fs1 . Ws1) = (Fa . Wa2) + (Fs2. W2) + w

(Fa . 0.002) + (0.1 . 4) = (Fa . 0.2) + (1 . 0.052) + 0

(Fa . 0.002) = (Fa . 0.2) + (0.052 . 0.4)

Fa ( 0.002 – 0.2) = -0.348

Fa = 0.567

 

4.      Komoditi pertanian dengan kadar air 15% dikeringkan sehingga mencapai kadar air 7%, menggunakan pengeringtipe air flow drier. Udara pengering yang sudah digunakan untuk mengeringkan dialirkan kembali dan dicampur dengan udara yang berasal dari pemanas. Jika kelembapan udara dari pemanas 0.01 kg uap air/kg udara dan kelembapan udara yang tercampur keduanya 0.03 kg uap air/ kg udara, untuk bahan sebanyak 100 kg/jam, berapa udara masuk yang dibutuhkan/jam, udara yang direcircle dan jumlah pruduk keriting.

Pembahasan :

Dik : W1 = 0.01 kg uap air/kg udara

W2 = 0.1 kg uap air/kg udara

Wc = 0.03kg uap air/ kg udara

Dit : Ff = ?

 

 

 

 

 

 

Fr = ?

P total =?

 

Jawaban :        input = output

(Ff + Fr) w camp + (Fs1 . Ws1) = (Fs2 . Ws2) + (Ff + Fr) wr

(Ff + Fr) 0.03 + (100 . 0.1765) = (100 . 0.075) + (Ff + Fr) 0.1

17.65 – 7.5 = 0.07 (Ff + Fr)

Fr + Ff = 145

Ff = 145 – Fr

 

Fcamp x w camp = (Fr . Wr) + (Ff . Wf)

1450.03 = (Fr . 0.1) + (145 – Fr)(0.01)

4.35= 0.1Fr + 1.45 – 0.01Fr

2.9 = 0.09 Fr

Fr = 32.22

 

Ff + fr = 145

Ff = 145- 32.22

Ff = 112.77

 

Input = output

F = P + W

(100 . 85%) = 93%P + W(0)

P =

P = 91.39

 

W = F – P

W = 100 – 91.39

W = 8.61

 

P total = W + P

P total = 8.61 + 91.39

P total =100 kg

Penyajian Data (grafik)

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

PENYAJIAN DATA (GRAFIK)

Oleh :

Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 4 Maret 2011

Asisten                        : Anggita Agustin









LABORATURIUM 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 kegiatan penelitian atau pengamatan yang bersifat kualitatif maupun kuantitatif,  biasanya  dihasilkan sebuah kelompok data. Ada yang menghasilkan hanya sedikit data dari penelitiannya, ada yang cukup banyak, bahkan ada yang sangat banyak menghasilkan data seperti pada fenomena sensus penduduk. Dalam  kegiatan  pertanian  pun  demikian. Data  merupakan  salah  satu komponen  terpenting  dalam  kegiatan  pertanian,  khususnya  dalam  kegiatan penelitian.

Data yang dikumpulkan tersebut umumnya digunakan untuk menguji suatu hipotesis atau menjawab pertanyaan yang telah dirumuskan sebelumnya. Untuk memudahkan pembacaan dan analisis data yang diperoleh–khususnya apabila data yang diperoleh berkuantitas banyak–maka dibuatlah suatu penyajian data yang disebut dengan grafik.

Grafik merupakan penggambaran suatu data, baik  dengan histogram, ogive, atau polygon yang dibuat  secara dua dimensi maupun tiga dimensi.  Namun demikian, masih saja banyak masyarakat, khususnya para mahasiswa yang belum mengetahui cara menyajikan data dengan benar menggunakan grafik serta menganalisis maksud dari grafik tersebut.

1.2 Tujuan Percobaan

Pada responsi kali ini yang menjadi tujuan adalah

  1. Mahasiswa dapat menampilkan data dan menerapkan penyajian grafik.
  2. Mahasiswa dapat menganalisis dan menerapkan penyajian grafik dalam unit operasi industri hasil pertanian.

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Grafik

Grafik  dapat di devinisikan sebagai penyajian data berangka, suatu tabel gambar yang dapat mempunyai nilai informasi yang sangat berfaedah, namun dari

grafik yang menggambarkan intisari informasi sekilas akan lebih efektif,grafik

merupakan keterpaduan yang lebih menarik dari sejumlah tabulasi data yang tersusun dengan baik, tujuan membuat garafik adalah untuk memperhatikan perbandingan, informasi kwalitatif dengan cepat serta sederhana. Ada beberapa macam grafik, dan yang paling umum di gunakan adalah grafik-grafik garis, batang, lingkaran,atau piring dan grafik bergambar.

a. Grafik garis

Grafik garis adalah yang paling tepat dari semua jenis grafik, terutama dalam melukiskan  kecendrungan-kecendrungan  atau  menghubungkan  dua  rangkaian kata.sejumlah variasi dan kombinasi dari grafik garis dapat dilukiskan, termasuk bayangan permukaan grafik dari berbagai bentuk.gambar berikut:



b. Grafik batang

Grafik batang mungkin yang paling sederhana daripada semua grafik, grafik batang paling bermanfaat bilamana sejumlah nilai yang akan di bandingkan relative sedikit,  pada lazimnya  grafik  ini  dibuat  dengan menggunakan  batang sebagai gambaran kelompok data secara vertical dan horizontal.tinggi atau panjang batang melukiskan ukuran besarnya presentase data yang di wakilinya.

c. Grafik lingkaran atau piring

Bilamana guru dapat menjelaskan dan memperkenalkan tentang pecahan, maka garafik lingkatran lebih tepat di gunakan, grafik lingkaran atau grafik piring adalah lingkaran sektor-sektor yang di gunakan untuk menggunakan bagian suatu keseluruhan,sebagai  contoh  berikut  ini  adalah  grafik  yang  memvisualisasikan pecahan dalam bentuk tengahan, pertigaan dan perempatan.

Ada dua ciri grafik lingkaran yaitu:

a. Grafik itu selalu menunjukkkan jumlah atau keseluruhan jumlah

b. Bagian-bagiannya atau segmennya di hitung dalam presentase atau bagian bagian pecahan keseluruhan.

2.2. Jenis-jenis Grafik

  • Grafik Linier

Grafik linier adalah grafik yang antara grafik variable x (independen) dan variable y (independen) berlak hubungan : semakin besar x maka nilai y nya semakin besar dan semakin kecil x, y nya semakin kecil.

  • Grafik Eksponensial

Fungsi eksponensial adalah salah satu  fungsi yang paling penting dalam matematika. Biasanya, fungsi ini ditulis dengan notasi exp(x) atau ex, dimana e adalah basis logaritma natural yang kira-kira sama dengan 2.71828183.Fungsi eksponensial (merah) terlihat hampir mendatar horizontal (naik secara sangat perlahan) untuk nilai x yang negatif, dan naik secara cepat untuk nilai x yang positif.Sebagai fungsi variabel bilangan real x, grafik ex selalu positif (berada diatas sumbu x) dan nilainya bertambah (dilihat dari kiri ke kanan). Grafiknya tidak menyentuh sumbu x, namun mendekati sumbu tersebut secara asimptotik. Invers dari fungsi ini, logaritma natural, atau ln(x), didefinisikan untuk nilai x yang positifSecara umum, variabel x dapat berupbilangan real atau bilangan kompleks, ataupun objek matematika yang lain.

  • Grafik Logaritma

Logaritma adalah  operasi  matematika yang  merupakan  kebalikan dari eksponen atau pemangkatan. Rumus dasar logaritma:

bc = a ditulis sebagai blog a = c (b disebut basis)

Logaritma  sering  digunakan  untuk  memecahkan  persamaan  yang

pangkatnya tidak diketahui. Turunannya mudah dicari dan karena itu logaritma sering digunakan sebagai solusi dari integral. Dalam persamaan bn= x, b dapat dicari dengan pengakaran, n dengan logaritma, dan x dengan fungsi eksponensial.

 

BAB III

METODOLOGI PENGAMATAN DAN PENGUKURAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada responsi ini adalah :

  • Buku penuntun praktikum
  • Kalkulator
  • Soal
  • Ballpoint
  • Mistar
  • Millimeter block
  • Buku catatan

3.2 Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan pada response ini adalah :

3.2.1 Dengan menggunakan kalkulator

  1. Menentukan x dan y pada data yang terdapat pada soal.
  2. Menghitung nilai A (titik potong), B (kemiringan grafik), dan r (nilai regresi).

Cara dalam menggunakan kalkulator tipe fx-350MS

  • Menekan tombol mode, kemudian pilih REG
  • Pilih pengolahan datayang sesuai dengan yang diinginkan, seperti : lin, log, exp, dan pwr.
  • Memasukan data ke dalam kalkulator dalam bentuk x,y, lalu tekan m+ hingga semua data dimasukan.
  • Menekan tombol shift lalu tombol 2
  • Menggeser kursor 2 kali untuk mendapatkan nilai A, tekan 1, untuk mendapatkan nilai B, tekan 2, untuk mendapatkan nilai r tekan 3.
  • Menekan = untuk mendapatkan hasil.
  1. Menggambar grafik pada kertas millimeter block yang telah disediakan.

3.2.2 Dengan menggunakan MS Exel.

  1. Memasukan data ke dalam MS Excel 2007.
  2. Men-drag seluruh data, kemudian  tenekan menu insert lalu pilih grafik scatter.
  3. Menekan tombol mouse kanan tepat di garis kurva, kemudian pilihlah menu add trendline.
  4. Mencontreng pilihan : Display Equation on chart dan Equation R-squared value on chart. Kemudian memilih jenis grafik yang dikehendaki.

 

BAB IV

HASIL PERCOBAAN

Soal dan Jawaban

  1. Kacang dikeringkan dengan menggunakan pengering ‘thin layer’ dan ditimbang secara periodic. Pengeringan dilakukan sampai mencapai kesetimbangan dengan lingkungan, kemudian dikeringkan dalam oven vakum untuk menentukan bahan kering dan air tersisa dalam kondisi seimbang dengan lingkungan. Data konversi ke dalam persen kadar air basis kering ( gram air x 100/gram bahan kering). Data yang diperoleh :
waktu (menit) kadar air (%)
0 10
2 9.5
4 8.5
6 7.8
8 6.7
10 5.9
15 4.3
20 2.8
30 2.2
40 1.4
50 0.9
60 0.5
70 0.2

tabel 1. data konveresi ke dalam persen kadar air

maka dapat dibuat ke dalam grafik seperti berikut     :

  • Grafik Linear
  • Grafik Eksponen
  1. Produk hasil pengeringan dengan spray drier diayak dengan ukuran dan hasilnya sebagai berikut:
Mesh Diameter ayakan Fraksi massa tertinggal
Inci mm
10
14 0,05550 1,4097 0,19
20 0,03940 1,0007 0,32
28 0,02800 0,7112 0,20
35 0,01980 0,5029 0,13
48 0,01400 0,3556 0,07
65 0,00990 0,2514 0,04
100 0,00700 0,1778 0,03

Grafiknya adalah sebagai berikut :

  • Grafik linear
  • Grafik logaritma
  1. Buat grafik dari data di bawah ini:
x 0.9 2.3 3.3 4.5 5.7 6.7
y 1.1 1.61 2.6 3.2 4 5

Grafiknya adalah sebagai berikut :

  • Grafik linear
  • Grafik eksponensial
  • Grafik logaritma
  • Grafik power
  1. Data percobaan berikut diharapkan mengikuti persamaan fungsi y = a xb . Tentukan nilai a dan b dari grafik.
x 1.21 1.35 2.4 2.75 4.5 5.1 7.1 8.1
y 1.2 1.82 5 8.8 19.5 32.5 55 80

Grafiknya adalah sebagai berikut :

  • Grafik linear
  • Grafik eksponensial
  • Grafik logaritmik
  • Grafik power

 

BAB V

PEMBAHASAN

Pada bagian hasil, telah disajikan penyajian data dengan jenis grafik yang berbeda-beda. Setiap satu nomor, dibuat beberapa grafik yang berbeda, yaitu grafik linear, grafik eksponensial, grafik logaritma, dan grafik power. Hal ini bertujuan untuk mencari bentuk grafik yang paling sesuai dengan data yang diperoleh. Kesesuaian data dengan bentuk grafik dapat dilihat dari nilai R2-nya. Jika nilai  R2 mendekati 1, maka bentuk grafik sesuai dengan perolehan data. Namun, jika R2 menjauhi angka 1, maka bentuk grafik tidak sesuai dengan perolehan data.R2 merupakan koefisien determinasi yang menunjukan berapa besar pengaruh data pada sumbu absis (x) terhadap sumbu ordinat (y). Misalkan, dari sebuah data peroleh R2=0,909. Hal ini berarti bahwa 90,9% nilai pada sumbu ordinat dipengaruhi oleh  nilai  pada  sumbu  absisnya.  Maka  dalam  hal  ini,  besarnya  nilai  yang disubstitusikan sumbu absis sangat berpengaruh banyak terhadap nilai sumbu ordinat

yang merupakan nilai hasil dari f(x).

Pada soal nomor 1, diperoleh hasil nilai R2 yang berbeda dari 2 grafik yang dibuat. R2 yang diperoleh dari grafik linier bernilai 0,832, sedangkan R2 yang diperoleh dari grafik eksponensial bernilai 0,988. Maka bentuk grafik yang sesuai dengan perolehan data dari soal nomor 1 adalah grafik eksponensial karena nilai R2-nya paling mendekati 1.

Pada soal nomor 2, untuk terdapat perbedaan nilai A,B dan R2 dari hasil perhitungan kalkulator dan dari hasil pembuatan grafik MS Excel untuk tiga grafik, yaitu linier, eksponesial, dan logaritma. Hal ini mungkin disebabkan oleh beberapa faktor, seperti kesalahan perhitungan dan kesalahan substitusi data pada MS Excel atau kalkulator.

Pada  soal  nomor  3,  tidak  terdapat  perbedaan  yang  signifikan  antara perhitungan kalkulator dan MS Excel. Dari keempat grafik, diperoleh nilai R2 yang paling mendekati 1 dari grafik linier yaitu sebesar 0,983. Hal ini menunjukkan bahwa hampir 98,3% nilai pada sumbu ordinat dipengaruhi oleh nilai absisnya.Pada soal nomor 4 pun tidak terdapat perbedaan yang signifikan pula antara perhitungan  kalkulator  dan  MS  Excel. R2 yang diperoleh dari grafik power merupakan nilai R2 terbesar mendekati 1 dibandingkan dengan grafik lainnya, yaitu sebesar 0,955. Hai ini menunjukkan bahwa hampir 95,5% nilai pada sumbu ordinat dipengaruhi oleh nilai substitusi absisnya. Jika telah menemukan bentuk grafik yang sesuai, maka data serta persoalan dapat dianalisis sesuai dengan bentuk grafik masing-masing.

 

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

  1. Setiap data memiliki salah satu grafik yang sesuai.
  2. Grafik terdiri dari beberapa macam seperti logarima, linear, eksponen, dan power.
  3. Setiap grafik memiliki nilai A, B, dan R yang berbeda-beda.
  4. R2adalah koefisien determinasi yang menunjukkan pengaruh nilai sumbu absis terhadap sumbu ordinatnya.

6.2 Saran

  1. Pada  praktikum  ini  praktikan membutuhkan  ketelitian  yang  cukup  tinggi  karena dikhwatirkan  akan terjadi  kesalahan  jika  tidak  teliti  dalam  perhitungan ataupun substitusi data.
  2. Untuk membuat grafik, praktikan diharapkan memiliki kemampuan untuk menguasai MS Exel.

Daftar Pustaka

Satuan dan Dimensi

LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

SATUAN DAN DIMENSI

Oleh :

Nama                           : Daniel Olovan S

NPM                           : 240110090084

Hari, Tgl Praktikum    : Jumat, 25 Februari 2011

Asisten                        : Anggita Agustin

LABORATURIUM PASCA PANEN  DAN TEKNOLOGI PROSES

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011

SATUAN DAN DIMENSI

SOAL DAN PEMBAHASAN

1.Hitung volume yang dibutuhkan untuk1200 kgbahan yang mempunyai spesifik graviy 1,17.

Pembahasan :

Dik :    m = 1200 kg

Sg = 1,17

Dit :     V= ?

Jawab: SG =

ρ bahan = 1.170

V = 1,025 m3

V = 1.025 l

2. Manometer alkohol digunakan untuk mengukur dan terbaca 10 cm Hg vakum. Tekanan atmonfir adalah 76,2 cm Hg. Berapa tekanan absolute pengukuran tersebut ( dalam Pa). Densitas Hg = 13546 kg/m3. Δp = ρ g ∆h

Δ p = perubahan tekanan (Pa)

ρ = densitas (kg/m3)

g = percepatan grafitasi = 9,81 m/s2

∆h = perubahan tinggi carian

Pembahasan :

Dik :    h1= 10 cm Hg = 0.1 m Hg

h2 = 76,2 cm Hg = 0,762 m Hg

ρ = 13546 kg/m3

Dit :     ∆p = ?

Jawab : ∆p =  g ∆h

= 13546 x (0.762 – 0,1) x 9,81

= 87970,704 Pa

3. Udara pada 220 C, 85 kPa (absolute) bergerak dengan kecepatan 5 m/s mlalui saluran dengan diameter 0,25 m. Hitung laju alir volume udara m3/s dan laju aliran massa kg/s, jika konstanta gas ideal (R) = 0,287 kJ/(kg K). Gunakan p V = n R T.

Pembahasan :

Dik :    T = 220 C = 2950 K

p = 85 kPa

v = 5 m/s

D = 0,25 m

R = 0,287 kJ/ (kg K)

Dit :     m = ?

Jawab : Q= A x V

Q = 0,245

p V = n R T

p Q = m R T

85 x 0,245 = m x 0,287 x 295

m = 0,245 kg/s

4. Berapa kJ energy yang harus dibuang untuk mendinginkan susu 100 liter dari 250C menjadi 40C? jika panas spesifik susu =  3,89 kJ/kg.K, spesifik grafity susu = 1,03

Pembahasan :

Dik :    V = 100 l = 0,1 m3

T1 = 250C

T2 = 40C

St = 3.89 kJ/kg.K

SG = 1,03

c = 3,89 kg/kg.K

Dit :     Q = ?

Jawaban :        Q= m c ∆t

= 103 x 3,89 x (4 – 25)v

= – 8914,07 kJ

5. Berapa watt-hour (Wh) energy yang harus diberikan untuk memindahkan 50 kg susu pada jarak 10 m?

Pembahasan :

Dik :    m = 50 kg

s = 10 m

Dit :     W = ?

Jawab :            F= m g

F = 50 x 9,81

F = 49,05 N

W = F s

W = 49,05 x 10

W = 490,5N

P = 490,5 Ws

P = 1,3623 Hh

6. Berapa kecepatan alir cairan (m/s) dalam pipa berdiameter 3 cm jika laju alir bahan tersebut 100 liter/menit?

Pembahasan :

Dik :       D = 3 cm = 0,03 m

r = 0,015 m

Q = 100 l/menit

Q = 1,67 x 10-3 m3/s

A = 3,14 x (0,015)2

Dit :           V = ?

Jawab :

Q = A V

V = 2,359 m/s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.