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.

About Olovan

Ordinary people with extraordinary life

Posted on March 29, 2011, in Satuan Operasi Industri. Bookmark the permalink. Leave a comment.

Leave a Reply

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

WordPress.com Logo

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

Twitter picture

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

Facebook photo

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

Google+ photo

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

Connecting to %s

%d bloggers like this: