laporan praktikum 2 Pengukuran densitas dan spesific gravity

Nilai: (ACC Asisten)

LAPORAN PRATIKUM TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN AGRIBISNIS PESI F I C GRAVITY  PENGUKURAN DENSITAS DAN SPESI REPOSE  SERTA PENGUKURAN SUDUT GESER DAN ANGL E OF REPOSE 

Oleh:  Nama

: Muchammad Edwin Nugraha

 NPM

: 150610100081 150610100081

Hari, Tanggal Praktikum

: Rabu, 13 Maret 2013

Waktu

: 14.00 WIB

Co.Ass

: 1. Rahmi Fathonah 2. Tb. M. Gumilang Sinatria 3. Dwi Septiani Lestari

LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN PADJADJARAN 2013

BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Proses penangangan komoditas pertanian memiliki hubungan dengan  beberapa bentuk perlakuan seperti suhu ataupun gaya (gaya gesek dan gaya tekan). Untuk mendapatkan hasil yang bermutu, maka setiap perlakuan yang diberikan terhadap bahan harus dijaga untuk menghindari kerusakan. Oleh karena itu, pengetahuan dan pemahaman mengenai karakteristik sifat pertanian sangat diperlukan dalam perancangan ataupun pengoperasian berbagai alat yang diperlukan dalam proses penanganan maupun pengolahan. Komponen-komponen karakteristik fisik komoditas pertanian antara lain densitas dan  spesific gravity, serta pengukuran sudut geser dan angle of repose. Densitas dan gravitasi berperan dalam perhitungan difusivitas panas dalam pindah  panas, penentuan bilangan Reynold dalam penangan pneumatic atau hidrolik,  pemisahan produk dari bahan yang tidak diinginkan dan pendugaan struktur fisik  serta komposisi kimia, komoditas bahan dengan bentuk yang tidak biasa dan  porus bisa mempersulit dalam melakukan pengukuran volume dan densitas.

1.2.

Tujuan Pratikum 

Menentukan kerapatan kamba (bulk density), spesific gravity serta sudut repos (angle of repose) suatu bahan



Mempelajari cara pengukuran densitas produk pertanian yang  berbentuk tidak beraturan serta bersifat porus

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Kerapatan Kamba (Bul k Density  )

Kerapatan kamba merupakan salah satu sifat fisik bahan yang umum digunakan untuk perancangan suatu penyimpanan dan volume alat pengolahan. Dalam penentuan kerapatan kamba pertama perlu diketahui volume solid suatu  bahan, yaitu dengan membagi berat air yang dipindahkan dengan densitas air. Apabila komoditas bersifat higroskops, maka digunakan media lain seperti tepung. Dalam penanganan bahan hasil pertanian istilah densitas dibendakan menjadi dua macam, yaitu densitas massa atau kerapatan massa (mass density) dan densita kamba atau kerapatan kamba (bulk density) a. Kerapatan massa adalah kerapatan bahan yang diukur tanpa menyertakan ruang-ruang

kosong

di

antara

bahan

atau

dengan

pengertian

lain perbandingan massa sebuah bahan dengan volumenya.  b. Kerapatan

kamba

adalah

kerapatan

bahan

yang

diukur

dengan

menyertakan ruang kosong di antara bahan atau dengan pengertian lain perbandingan antara massa bahan dengan volume bahan beserta ruang-ruang kosong di antara bahan. Berat satuan bahan-bahan butiran (bulk solid) dibedakan menjadi: a. Berat satuan partikel (γ butiran tunggal) disebut solid particle density (γp)  b. Berat satuan curah (bulk density) yaitu berat bahan curah dibagi volume total bahan termasuk pori-pori. Macam-macam bulk density yaitu: 1)  Apparent/Loose Bulk Density, yaitu densitas bahan curah tanpa  pemadatan (γa) 2) Compacted/Tapped Bulk Density, yaitu densitas bahan curah dengan pemadatan (γ b) 3) Working/Dynamic Bulk Density, yaitu densitas bahan curah untuk   penanangan bahan curah Rumus untuk mengukur kerapatan kamba adalah sebagai berikut:  Bulk density (γ) =

   

2.2.

Spesif ic Gr avity 

Pengertian berat jenis ( spesific gravity) adalah perbandingan berat bahan terhadap berat air yang volumenya sama dengan bahan. Spesific gravity (berat  jenis) menunjukkan kerapatan massa yang dipengaruhi oleh gravitasi. Spesific  gravity memiliki peranan penting dalam penanganan komoditas pertanian seperti  pengeringan dan penyimpanan biji-bijian, stabilitas makanan ringan, penentuan kemurnian biji, sortasi dan  grading , evaluasi kemasakan buah, tekstur dan kemasakan buah, estimasi ruang udaradi dalam jaringan tanaman, serta evaluasi kualitas produk seperti pada jagung manis, kacang-kacangan, kentang dan lainlain. Penentuan specific gravity dapat menggunakan rumus sebagai berikut: Spesific Gravity (BJ) =

2.3.

       

 x spesific gravity air 

Sudut Repos ( An gle of Repose  )

Karakteristik friksi yang perlu diketahui dalam perancangan mesin-mesin  pasca panen dari bahan hasil pertanian terutama biji-bijian adalah sudut repos (angle of repose). Biasanya sudut repos diperlukan untuk menentukan sudut kemiringan corong pengumpan (hopper ) atau kemiringan saringan mesin sortasi. Sudut repos adalah sudut yang terbentuk antara bidang alas dan bidang miring dari suatu bentuk segitiga pada saat bahan curah (biji-bijian) dijatuhkan secara bebas atau sampai bahan mulai jatuh bergulir. Sudut repos terbagi dua, yaitu: a. Sudut repos statik, yaitu sudut gesek antar bijian diambang batas gerak.  b. Sudut repos dinamik, yaitu sudut antara lereng timbunan bijian dengan  permukaan horizontal.Menurut Sahay dan Singh (1994), nilai sudut repos dari suatu bahan dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, kadar air, dan orientasi  bahan

2.5.

Densitas

Densitas adalah sifat intensif suatu zat, densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volume. Sifat intensif tergantung pada jumlah dan volume. Kalibrasi pipet dan gelas ukur juga menentukan densitas suatu zat (zat cair, zat  padat dengan bentuk tertentu). Pengukuran harus di catat dan dilakukan koreksi

untuk menentukan ketelitian dari pengukuran. Perhitungan di lihat dari hasil  pengukuran dan koreksinya yang berasal dari alat yang di gunakan. Pengukuran di laboratorium kimia menggunakan pengukuran massa dan volume untuk  menghitung densitas suatu zat. a. Pengukuran massa, massa adalah besaran yang menyatakan banyaknya zat, massa bersifat tidak bergantung besaran lain seperti suhu, tempat dan waktu. Satuan massa adalah Kg (Kilogram) satu kilogram adalah sama dengan massa satu liter air murni pada suhu 4°C.  b. Pengukuran volume, Volume bisa juga di sebut kapasitas adalah  perhitungan seberapa banyak ruang yang di tempati dalam suatu objek, objek bisa beberapa benda yang beraturan dan tidak beraturan. Pada densitas objek yang tidak berbentuk tidak bisa di ukur menggunakan  penggaris jadi sarana yang di gunakan menggunakan air karena bersifat cair yaitu  pemindahan air.

BAB III METODOLOGI 3.1.

Alat dan Bahan 3.1.1 Alat:

•

Timbangan analitik 

•

Gelas ukur 

•

Baker glass

•

Alat pengukur sudut repos

3.1.2 Bahan :

3.2.

•

Kacang hijau

•

Jagung

•

Air 

Prosedur Percobaan

1) Menentukan Bulk  Density a. Timbanglah sejumlah bahan dengan menggunakan timbangan analitik.  b. Ukurlah volume bahan yang telah ditimbang tersebut dengan menggunkan gelas ukur atau gelas baker. c. Hitunglah bulk density bahan dengan menggunakan persamaannya 2) Menentukan Spesific Gravity a. Timbanglah bahan dengan menggunakan timbangan analitik   b. Masukkan air ke dalam gelas ukur atau gelas baker kemudian timbanglah gelas yang telah diisi air (massa wadah + air) c. Masukkan bahan ke dalam gelas ukur yang telah diisi oleh air dan catatlah massanya (massa wadah + air + bahan) d. Hitunglah spesific gravity-nya 3) Menentukan Sudut Repos a. Letakkan bahan pada permukaan bidang atas (seng) dari alat  pengukur sudut repos  b.  Naikkanlah lapisan atasndari alat bpengukur sudut repos sedikit demi sedikit sampai dengan bahan mulai bergulir jatuh dan amati

 busur derajat untuk melihat besarnya sudut yang terbentuk antara lapisan bawah dan lapisan atas dari alat pengukur sudut repos c. Pada saat bahan mulai bergerak, catatlah sudut yang terbentuk  (sudut repos bahan) d. Ulangi pengukuran pada permukaan yang berbeda dan juga bahan yang berbeda dengan masing-masing permukaan diulang sebanyak  10 kali 4) Mengukur densitas bahan pertanian porus berbentuk tak menentu dengan pelapisan lilin a. Siapkan sampel dan timbang beratnya, m s  b. Siapkan air dan ukur volumenya, V s c. Panaskan lilin hingga mencair  d. Setelah lilin mencair, celupkan sampel ke dalam lilin kemudian timbang berat sampel berlapis lilin, msl e. Masukan sampel berlapis lilin ke dalam air. Ukur volume air  ditambah sampel dan lilin, V s-1+a f. Hitung volume lilin, V l g. Hitung volume sampel berdasarkan persamaan Vs = V s+l+a  – Vl –  Va h. Hitung densitas sampel ρ s = ms / Vs

BAB IV HASIL PERCOBAAN

4.1.

Pengukuran Bu lk Density  Bahan

Percobaan

Massa (gram)

Volume (ml)

1

4,9

7,5

0,65

2

5,02

7,25

0,69

3

5,15

7,6

0,67

Jagung

Bul k D ensity 

0,67 ± 0,02

Rata-rata ± SD

Perhitungan: 

Percobaan 1:



Percobaan 2:



Percobaan 3:

4.2.

     



= =



 



 



=

 

 

Menentukan Spesif ic Gr avity (Kacang Hijau ± 5 gram) M air +

MB + wadah +

M air yang

Spesific

wadah

air

dipindahkan

Gravity

4,94

103,09

108,09

5

0,98

2

5,02

103,14

108,09

4,95

1,014

3

4,99

103,53

108,5

4,98

1,002

Percobaan

MB

1

1,001 ± 0,017

Rata-rata ± SD

Perhitungan: 

Percobaan 1:



Percobaan 2:



Percobaan 3:

                       

x SG air = x SG air = x SG air =

     

           

4.3.

Pengukuran Sudut Repos pada Bidang Mika Percobaan

Kacang Hijau

Jagung

1

6º

11 º

2

4º

14 º

3

7º

15 º

4

7º

18 º

5

9º

6º

6

4º

16 º

7

6º

11 º

8

3º

15 º

9

6º

6º

10

3º

9º

Rata-rata ± SD

5,5 º ± 1,957

12,1 º ± 4,175

Perhitungan: 

Rata-rata sudut repose pada kacang hijau:  



4.4.

     

=

 

Rata-rata sudut repose pada jagung:

     

Pengukuran Sudut Repos pada Bidang Seng Percobaan

Jagung

Kacang Hijau

1

13o

10o

2

17o

6o

3

22o

11o

4

16o

10o

5

19o

6o

6

10o

5o

7

8o

5o

8

9o

6o

9

16o

8o

=

 

 

10

10o

7o

Rata-rata ±

14o ± 4,71

7,4o ± 2,22

SD

Perhitungan: 

Rata-rata sudut repose pada kacang hijau:  



4.5.

     

=

 

Rata-rata sudut repose pada jagung:

     

=

 

 

Mengukur Densitas Bahan Pertanian Porus Berbentuk Tak Menentu dengan Pelapisan Lilin Perc.

Ms

Vair

Msl

Vsla

Ml

Vl

Vs

ρ sampel

1

3,29

15

3,47

20

0,18

0,193

4,807

0,684

2

3,1

15

6,06

21

2,96

3,182

2,818

1,1

3

2,76

15

5,23

21

1,894

2,036

3,964

0,696

Rata-rata  SD

0,827 ± 0,237

BAB V PEMBAHASAN

Pada percobaan pertama dalam mencari bulk density jagung, pada  percobaan satu, dua dan tiga, memiliki kerapatan kamba yang berbeda-beda, yaitu secara berurutan adalah 0,65, 0,69 dan 0,67. Bisa dilihat dari hasil yang didapat  bahwa kerapatan kamba pada jagung tidak memiliki perubahan yang terlalu besar  antara satu sama lain percobaan satu, dua dan tiga. Besar kecilnya bulk density ini akan mempengaruhi dengan besar kecilnya gudang penyimpanan, Selanjutnya adalah di percobaan kedua untuk mencari spesific gravity pada kacang hijau, telah ditemukan rata-rata spesific gravity pada tiga kali percobaan yaitu 1,001 dengan standar deviasinya adalah 0,017. Pada percobaan ini, didapatkan nilai yang paling kecil adalah percobaan pertama yaitu 0,98 maka  pengaruh dari gravitasi yang paling besar adalah saat melakukan percobaan  pertama. Lalu, pada saat mengukur sudut repos jangung dengan kacang hijau di atas  bidang mika, kita bisa mendapatkan sudut reposnya yaitu jagung memiliki ratarata 12,1º dengan standar deviasinya adalah 4,175. Sedangkan pada kacang hijau telah ditemukan bahwa sudut reposnya memiliki rata-rata 5,5º dengan standar  deviasinya adalah 1,957. Setelah mengukur sudut repos terhadap jagung dan kacang panjang di atas  bidang seng, mendapatkan sebuah hasil yaitu sudut repos yang dibutuhkan oleh  jagung adalah memiliki rata-rata 14 o dan standar deviasinya ± 4,71 dibandingkan dengan sudut repos dari kacang panjang yaitu dengan rata-rata 7,4 o dan standar  deviasinya ± 2,22. Maka sudut repos yang dibutuhkan oleh jagung lebih besar  dibandingkan dengan kacang panjang.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

1. Data kerapatan kamba (bulk density) dan spesific gravity bahan diperlukan untuk

menyimpan

biji-bijian,

perencanaan  silo,

bunker,

hopper ,

 perancangan, pengemasan, dan lain-lain. Jika dilihat nilai yang didapat maka gudang yang digunakan tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil 2. Data volume, densitas, dan spesific gravity bahan diperlukan dalam proses  pengeringan dan penyimpanan biji-bijian,

proses sortasi,

grading,

 pengemasan, rancang bangun alat mesin, dan lain-lain. Dari hasil  perhitungan, nilai  spesific gravity paling besar tedapat pada percobaan kedua. Semakin kecil (percobaan pertama) nilai  specific gravity suatu  bahan maka semakin besar pengaruh gravitasinya. 3. Besar kecilnya nilai sudut repos dipengaruhi oleh karakteristik fisik bahan yang akan diukur sudutnya. Menurut Sahay dan Singh (1994), nilai sudut repos dari suatu bahan dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, kadar air, danorientasi bahan

Diperhatikan

saat

melakukan

percobaan

adalah

saat

melakukan

 pengukuran apapun baik itu seperti massa ataupun volume bahan karena walaupun pengukuran kadang menggunakan pernyataan kurang lebih (±) tetap harus mendekati dari perhitungan pada percobaan sebelumnya, karena jika terlalu  jauh nilai yang digunakan kurnag efektif untuk mendapatkan hasil percobaan yang maksimal.

4. DAFTAR PUSTAKA

M odul Penu ntun Pr aktikum M K. Teknol ogi Hasil Per tanian,2013  Syari ef R. dan A. I rawati, 1988, Pengetahuan B ahan un tuk I ndustri Pertani an, M ediyatama Saran a Per kasa, Jakart a  Zain , Sudaryanto., Uj ang

Suhadi,

Sawitr i

dan

U lf i

I brahi m.

2005.

Teknik Penanganan H asil Per tanian. Pustaka Giratun a, Bandung. M ohseni n,

N.N .

1980.

Physical

Pr oper ti es

of

Plan t

and

An im al 

Materials. Anonim.

2011.

Sifat-Sifat

Fisik

Bahan-Bahan

Pertanian.

http://bambangpurwantana.staff.ugm.ac.id/.../PengBhn01.doc. (D iak ses pada tanggal 18 M aret 2013) 

LAMPIRAN