Top Banner
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PENANGANAN HASIL PERTANIAN PENGUKURAN DENSITAS DAN SPECIFIC GRAVITY SERTA PENGUKURAN SUDUT GESER DAN ANGLE OF REPOSE Oleh : Nama : Wendi Irawan Dediarta NPM : 150310080137 Hari, Tanggal Praktikum : Rabu, 16 Maret 2011 Waktu : 13.00 – 14.00 Co. Ass : Ade Wulan
25

Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

Jul 28, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

LAPORAN PRAKTIKUM

TEKNIK PENANGANAN HASIL PERTANIAN

PENGUKURAN DENSITAS DAN SPECIFIC GRAVITY

SERTA PENGUKURAN SUDUT GESER DAN ANGLE

OF REPOSE

Oleh :

Nama : Wendi Irawan Dediarta

NPM : 150310080137

Hari, Tanggal Praktikum : Rabu, 16 Maret 2011

Waktu : 13.00 – 14.00

Co. Ass : Ade Wulan

LABORATORIUM TEKNIK PASCA PANEN

PROGRAM STUDI AGRIBISNIS

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011

Page 2: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses penanganan komoditas pertanian akan berhubungan dengan

beberapa bentuk perlakuan seperti gaya (gaya gesek, gaya tekan) dan suhu

(pemanasan dan pendinginan). Untuk memperoleh hasil yang memenuhi

persyaratan mutu, maka setiap perlakuan yang diberikan terhadap bahan

harus tetap pada kisaran yang aman untuk menghidari kerusakan pada

komoditas. Oleh karena itu, pengetahuan dan pemahaman mengenai

karakteristik sifat pertanian sangat diperlukan dalam perancangan maupun

pengoperasian berbagai peralatan yang digunakan dalam proses penanganan

maupun pengolahan, juga dalam pengembangan perancangan peralatan.

Beberapa komponen karakteristik fisik komoditas pertanian antara

lain densitas dan specific gravity serta pengukuran sudut geser dan angle of

repose terkait langsung terhadap rancangan suatu alat khusus atau analisis

perilaku produk serta perilaku produk. 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 dengan bentuk yang irregular dan porus akan mempersulit

proses pengukuran volume dan densitas.

1.2 Tujuan Praktikum

Menentukan kerapatan kamba (bulk desity), specific gravity serta sudut

repost (angle of repos) suatu bahan.

Mempelajari cara pengukuran densitas produk pertanian yang berbentuk

tidak beraturan serta bersifat porus.

Page 3: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kerapatan Kamba (Bulk Density)

Kerapatan kamba merupakan salah satu sifat fisik bahan yag umumya

digunakan dalam perancangan suatu gudang penyimpanan dan volume alat

pengolahan. Dalam penentuan kerapatan kamba perlu diketahui terlebih

dahulu volume solid suatu komoditas pertanian yakni dengan membagi berat

air yang dipindahkan dengan densitas air. Apabila komoditas yang diukur

bersifat higroskops, maka digunakan media lain seperti tepung. Keraptan

kamba merupakan parameter yang digunakan dalam menentukan ruang

proses maupun penyimpanan bahan.

Dalam penanganan bahan hasil pertanian istilah densitas dibedakan

menjadi dua macam, yaitu densitas massa atau kerapatan massa (mass

density) dan densitas kamba atau kerapatan kamba (bulk density).

1. 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.

2. 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 2,

yaitu:

1. Berat satuan partikel (γ butiran tunggal) disebut solid/ particle density

(γp).

2. Berat satuan curah (bulk density), yaitu berat bahan curah dibagi volume

total bahan termasuk pori-pori. Macam-macam bulk density, yaitu:

- Apparent/ Loose Bulk Density, yaitu densitas bahan curah tanpa

pemadatan (γa).

Page 4: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

- Compacted/ Tapped Bulk Density, yaitu densitas bahan curah dengan

pemadatan (γc).

- Working/ Dynamic Bulk Density, yaitu densitas bahan curah untuk

penanganan bahan curah.

Dalam menentukan Bulk Density dan Densiti curah, dapat digunakan

rumus sebagai berikut : bulk density (γ) =

2.2 Spesific Gravity

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 udara di dalam jaringan

tanaman, serta evaluasi kualitas produk seperti pada jagung manis, kacang-

kacangan, kentang dan lain-lain. Penentuan specific gravity dapat

menggunakan rumus sebagai berikut:

Dimana: massa air yang dipindahkan = (massa wadah + air + bahan) – (massa

wadah + air).

2.3 Sudut Repos

Karakteristik friksi yang perlu diketahui dalam perancangan mesin-

mesin pascapanen 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)

Page 5: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

dijatuhkan secara bebas atau sampai bahan mulai jatuh bergulir. Sedut repos

terbagi dua, yaitu:

1. Sudut repos statik, yaitu sudut gesek antar bijian diambang

batas gerak.

2. 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.

Page 6: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat :

Timbangan analitik

Gelas ukur

Beaker glass

Alat pengukur sudut repos

3.1.2 Bahan :

Kacang hijau

Kacang Kedelai

Jagung

Air

3.2 Prosedur Perrcobaan

3.2.1 Menentukan Bulk Density

a. Timbanglah sejumlah bahan dengan menggunakan timbangan

analitik.

b. Ukurlah volume bahan yang telah ditimbang tersebut dengan

menggunakan gelas ukur/gelas baker.

c. Hitunglah bulk density bahan dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut :

bulk density (γ) =

3.2.2 Menentukan Spesific Gravity

a. Timbanglah bahan dengan menggunakan timbangan analitik.

Page 7: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

b. Masukkan air ke dalam gelas ukur/gelas baker, kemudian

timbanglah gelas yang telah diisi air tersebut (massa wadah+air).

c. Masukkan bahan ke dalam gelas ukur/gelas baker yang telah diisi

ari tersebut dan catatlah massanya (massa wadah+air+bahan).

d. Hitunglah specific grafity bahan dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut :

Dimana : Massa air yang dipindahkan = (massa wadah + air +

bahan) - (massa wadah + air).

3.2.3 Menentukan Sudut Repos

a. Letakkan bahan pada permukaan bidang atas (seng) dari alat

pengukur sudut repos.

b. Naikkanlah lapisan atas dari alat pengukur sudut repos sedikit

demi sedikit sampai dengan bahan mulai bergulir jatuh dan

amati busur derajat untuk melihat besarnya sudut 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 (mika dan

kayu) dengan masing-masing permukaan diulang sebanyak 30

kali.

3.2.4. Mengukur Densitas Bahan Pertanian Porus Berbentuk Tak

Menentu Dengan Pelapisan Lilin

a. Siapkan sampel dan timbang beratnya, ms.

b. Siapkan air dan ukur volumenya, Va.

c. Panaskan lilin sampai mencair.

d. Setelah lilin mencair, celupkan sampel ke dalam lilin

kemudian timbang berat sampel berlapis lilin, ms1.

e. Masukkan sampel berlapis lilin ke dalam air. Ukur volume air

ditambah sampel dan lilin, Vs+1+a.

f. Hitung volume lilin, V1.

Page 8: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

g. Hitung volume sampel berdasarkan persamaan Vs = Vs+1+a - V1 -

Va.

h. Hitung densitas sampel s = ms / Vs.

BAB IV

HASIL PERCOBAAN

4.1 Bulk Density

Bulk Density (

Bahan Massa (gr) ∆V (ml)Nilai

Bulk DensityRata-rata SD

Jagung 1 3.00 2 1,5

1,54 0,153948Jagung 2 2.82 2 1,41

Jagung 3 2.71 1 1,71

Kedelai 1 2.92 2.5 1,49

1,27 0,194857Kedelai 2 2.92 2.5 1,184

Kedelai 3 2.86 2.00 1,128

Kacang Hijau 1 2.98 2 1,168

1,26 0,151266Kacang Hijau 2 2.96 2.5 1,168

Kacang Hijau 3 2.82 2.5 1,43

4.2 Spesific Grafity

Komoditas Perco

baan

Massa

Bahan

(Mb)

Massa

Wadah

(Mw) + air

Mb + Mw

+ Ma

Massa air yang

dipindahkan

(Map)

Spesific

Gravity =

(Mbu/Map) x

Page 9: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

(Ma) (1g/cm3)

Jagung

1 9,07 52,58 61,17 8,59 1,06

2 8,97 52,45 61,31 8,86 1,01

3 9,03 52,73 61,56 8,83 1,02

Rata-rata 1,03

SD 0,02

K. Hijau

1 9,07 52,53 61,34 8,81 1,03

2 9,01 52,67 61,49 8,82 1,02

3 9,01 52,77 61,73 8,96 1,01

Rata-rata 1,02

SD 0,01

K. Kedelai

1 9,04 52,57 61,40 8,83 1,02

2 9,03 52,86 61,64 8,78 1,03

3 9,04 52,44 61,22 8,78 1,03

Rata-rata 1,03

SD 0,003

4.3 Sudut Repos

4.3.1 Uji Repos Dengan Mika

PERCOBAAN JAGUNG KACANG HIJAU KEDELAI

1 20 12 8

2 15 9 8

3 20 6 7

4 18 15 6

5 22 7 8

6 25 7 7

7 24 9 8

8 21 10 6

9 20 5 6

10 24 14 7

Page 10: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

11 22 5 6

12 24 12 8

13 26 13 10

14 20 8 6

15 18 17 9

16 20 8 10

17 25 14 9

18 25 14 8

19 20 10 9

20 21 14 9

21 24 8 6

22 25 12 10

23 23 11 7

24 25 11 9

25 25 10 6

26 25 15 7

27 24 13 10

28 40 12 6

29 24 14 8

30 26 9 7

Rata-rata 23,03333 10,8 7,7

SD 4,230296 3,188341 1,369915

4.3.2 Uji Repos Dengan Seng

PERCOBAAN JAGUNG KACANG HIJAU KEDELAI

1 22 15 14

2 23 20 15

3 22 20 12

4 24 17 18

5 23 19 15

6 25 12 14

Page 11: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

7 34 10 10

8 28 27 16

9 28 20 14

10 28 25 20

Rata-rata 25,7 18,5 14,8

SD 3,802046 5,275731 2,820559

4.4 Densitas bahan pertanian

Tabel Hasil Perhitungan Densitas

komod

itas

Perc

obaa

n

Massa

(Ms)

Volume

air (Va)

Massa

Sample +

Lilin

(Msl)

Volume

Sample+

lilin+air

(Vs+l+a)

Volume

Lilin

(Vl)

Volume

Sample (Vs)

= Vs + l + a -

Vl - Va

Densitas

ρs =

Ms/Vs

Terong

1 3,72 10 4,10 16 0,41 5,59 0,67

2 1,91 10 2,11 12 0,22 1,78 1,07

3 2,09 10 2,24 12,50 0,16 2,34 0,89

Xbar (Densitas) = 0,88 SD Densitas = 0,20

Page 12: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

BAB V

PEMBAHASAN

Informasi mengenai bulk denisty membantu kita dalam menentukan design

storange (ruang penyimpanan). Karena berdasarkan data bulk denisty tersebut, kita

dapat menetukan storange (ruang penyimpanan) yang diperlukan oleh produk

tersebut. Apabila nilai bulk denisty dari produk tersebut besar, maka ruang

penyimpanan yang diperlukan oleh produk tersebut besar pula. Dan apabila nilai

bulk denisty kecil maka ruang penyimpanan yang diperlukan oleh produk tersebut

kecil pula.

Perhitungan standar deviasi pada jagung, kedelai dan kacang hijau. Pada

jagung, standar deviasi yang didapat adalah 0,153948, pada kedelai standar

deviasi yang diperoleh adalah 0,194857, sedangkan pada kacang hijau standar

deviasi yang diperoleh adalah 0,151266. Setiap bahan berbeda standar deviasinya

dikarenakan berat jenis yang dimiliki masing-masing bahan berbeda-beda,

semakin besar berat jenis yang dimiliki bahan maka semakin kecil standar

deviasinya.

Dari perhitungan tentang specific gravity didapat kesimpulan bahwa

semakin kecil nilai specific gravity suatu bahan maka semakin besar pengaruh

gravitasinya. Dalam percobaan kali ini bahan yang dipakai yaitu jagung, kedelai

dan kacang hijau. Pada percobaan jagung nilai yg paling kecil dilakukan pada

percobaan kedua yakni 1,01 hal ini berarti tingkat gravitasi yang dimiliki oleh

jagung yang paling tinggi terdapat pada percobaan ke dua. Pada percobaan kadelai

nilai yang paling kecil dilakukan pada percobaan pertama sebesar 1,02, jadi

tingkat gravitasi kedelai yang paling tinggi terdapat pada percobaan pertama.

Page 13: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

Sedangkan untuk kacang hijau, nilai yang paling kecil terdapat pada percobaan ke

tiga sebesar 1,01, jadi tingkat gravitasi kacang hijau yang paling tinggi terdapat

pada percobaan ke tiga.

Biasanya sudut repos diperlukan untuk menentukan sudut kemiringan

corong pengumpan (hopper) atau kemiringan saringan mesin sortasi.

Pembentukan sudut repos dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, kadar air, dan

orientasi bahan. Terlihat dari hasil praktikum rata – rata sudut repos dengan

menggunakan mika, maka diperoleh sudut repos rata-rata jagung 23,03º, kacang

hijau 10,80º, dan kedelai 7,70º. Pada saat menggunakan seng, diperoleh sudut

repos rata-rata pada jagung 3,80º, kacang hijau 5,27º , dan kedelai 2,82º. Sudut

repos yang paling kecil yaitu sudut repos dari kacang kedelai. Hal itu berarti

bahwa kacang kedelai mudah menggelinding terlihat juga dari bentuk kacang

kedelai itu sendiri yang kecil di bandingkan dari bahan yang lain. Perbedaan sudut

repos ini yang menjadikan perbedaan kemiringan corong pada mesin – mesin

pengolah hasil pertanian.

Page 14: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

BAB VI

KESIMPULAN

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

untuk menyimpan biji-bijian, perencanaan silo, bunker, hopper, perancangan,

pengemasan, dan lain-lain. Dari hasil perhitungan, nilai bulk density terbesar

terdapat pada jagung.

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 jagung dan

kedelai. Semakin kecil nilai specific gravity suatu bhan 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, dan

orientasi bahan.

Page 15: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

DAFTAR PUSTAKA

Sudaryanto, dkk. 2011. Penuntun Praktikum Mata Kuliah Teknologi Hasil

Pertanian. Fakultas Teknologi Industri Pertanian Universitas

Padjadjaran.

Abbas, Akmadi. 2007. Karakteristik Fisik Wortel (Daucus Carrota L.) Terhadap

Penanganan Pasca Panen dan Quality Control.

http://elib.pdii.lipi.go.id/katalog/index.php/searchkatalog/.../7852/785

7.pdf. (Diakses pada tanggal 22 Maret 2011).

Anonim. 2011. Sifat-Sifat Fisik Bahan-Bahan Pertanian.

http://bambangpurwantana.staff.ugm.ac.id/.../PengBhn01.doc.

(Diakses pada tanggal 22 Maret 2011).

Page 16: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

LAMPIRAN

Gambar 1. Timbangan Analitik Gambar 2. Gelas Ukur

Gambar 3. Beaker Glasss Gambar 4. Kacang Hijau

Page 17: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

Gambar 5. Kacang Kedelai Gambar 6. Jagung

Gambar 7. Pengukuran Kacang Hijau Gambar 8. Pengukuran Kacang Kedelai

Gambar 9. Pengukuran Jagung Gambar 10. Pengukuran Masa Air

Page 18: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

Lampiran :

Alat :

Page 19: Pengukuran Densitas dan Specific Gravity serta Pengukuran Sudut Geser dan Angle Of Repose

Bahan :