iii kerapatan dan

21
KERAPATAN & BERAT JENIS Massa Kerapatan = Volume - simbol rho (), - dimensinya : ML -3 , - satuannya kg/m -3 • Suhu ~ kerapatan Kerapatan padat Kerapatan bahan padat Kerapatan curah

Upload: paul-coleman

Post on 26-Nov-2015

103 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

  • KERAPATAN & BERAT JENIS MassaKerapatan = Volume- simbol rho (), - dimensinya : ML-3, satuannya kg/m-3

    Suhu ~ kerapatan Kerapatan padatKerapatan bahan padat Kerapatan curah

  • Kerapatan Padat (solid/particle density) Bila komposisi bahan diketahui maka kerapatannya dapat diketahui 1s = m1/1 + m2/2 + + mn/ns = kerapatan padatm1,, mn = fraksi massa komponen penyusun1n = kerapatan massa komponen penyusun

  • Tabel Kerapatan konstituen padatKonstituen KerapatanGlukosa 1560Pati 1500Protein 1400Garam 2160Air 1000Sukrosa 1590Selulosa 1270-1610Lemak 900-950Asam sitrat 1540

  • Contoh : apel kadar air 84,4%, gula 14,55%, lemak 0,62% dan protein 0,2% 1 = = 1064 0,844 + 0,1455 + 0,006 + 0,002 1064 1590 925 1400Fakta : apel di air mengapung, jumlah udara yang terperangkap harus diperhitungkan. Menurut Mohsenin apel pada suhu 29oC adalah 846 kg/m3

  • Bila kerapatan dan fraksi volume diketahui: s = V11 + V22 + + V33 V1 Vn = fraksi volume 1 n = kerapatan konstituenPenentuan kerapatan : dng prinsip-prinsip penga-pungan menggunakn cairan yg diketahui densitasnyaCatatan : suhu benda padat yg diukur harus : suhu cairanKondisi pengolahan dapat mempengaruhi kerapatan padatMisalnya :dehidrasi dan aglomerasi mempengaruhi tingkat & sifat pembentukan pori~ Dengan demikian pada saat rancang bangun alat, data kerapatan padat harus akurat

  • Kerapatan curah (bulk density) Bila biji-bijian, butiran atau tepung ditangani dalam jumlah banyak isi curahan = isi benda padat + isi ruang (pori2)Porositas () bahan yang dikemas = fraksi total volume yang ditempati oleh udara. Volume udara (pori) = Total volumePorositas dipengaruhi oleh : - bentuk geometri bahan - ukuran - sifat permukaan bahan

  • Wadah diisi benda padat curah, digoyangkan, total volume dan porositas turun ~ tercapai volume setimbangKerapatan curah : kerapatan bahan curah dalam keadaan volume setimbang Kerapatan curah dipengaruhi: - kerapatan padat - bentuk geometriukuran - sifat permukaan cara pengukuran

  • Cara penentuan kerapatan curah :- tepung (beratnya diketahui) dimasukkan ke dalam tabung pengukur- digoyang dng jml goyangan dan waktu ttt mengahasilkan volume curah. Massa Kerapatan curah (b) = Volume curahPengukuran kerapatan curah bahan padat tertentu ada standardnya yang sudah ditentukan oleh ahli di bidang tertentu

  • Hubungan antara porositas, kera-patan curah dan kerapatan padat

    volume udara (ruang antara) = volume curah volume curah volume padat (sebenarnya) = volume curah volume padat = 1 - volume curah

  • rapat curah = 1 - (dinyatakan sebagai rapat padat fraksi atau %)

    b = 1 - s s - b = s

  • Kerapatan dan Berat Jenis CairanBerat jenis (specific gravity) : rasio massa cairan dengan massa air (volume sama) dan diukur pada basis suhu yang sama. Massa cairan BJ = Massa air (V,T)

    L = (BJ)T x w L = kerapatan cairan pada suhu T (BJ)T = berat jenis pada suhu T w = kerapatan air pada suhu T

  • Pengukuran berat jenis cairan a. Botol kerapatan untuk mengukur:BJ suatu cairan yang tidak diketahuisuatu padatan butiran yang tidak larut dalam suatu cairan. Pastikan semua udara dapat dihilangkan dari botol ketika cairan ditambahkan ke dalam padatan. W1 WoBJ cairan = Ww - Wo

  • Ws-Wo W1-WoBj padatan = x W1-Wo-(W1-Ws) Ww-WoWo = berat botol kosong Ww =berat botol penuh berisi air W1 = berat botol penuh cairan yang akan ditentukan berat jenisnya, Ws =berat botol berisi bahan padat yang akan diukur Berat padatanBJ padatan = x Berat jenis cairan Berat cairan (vol. sama)

  • B . HidrometerHidrometer dengan berat tetap bekerja berdasarkan hukum Archimedes: suatu benda memindahkan cairan seberat benda tersebut Alat dicelupkan ke dalam cairan maka berat jenis cairan akan terbaca pada batang hidrometer Bila : Batang hidrometer dengan volume (V) luas penampang (A) dan berat (W):- dicelupkan ke dalam cairan dengan kerapatan panjang batang yang tercelup x

  • Maka :volume cairan yang dipindahkan = Ax + VBerat cairan yang dipindahkan = (Ax + V) W = Ax + V Contoh hidrometer : hidrometer tera, alkoholmeter, laktometer dan Twaddel hydrometer

  • Kerapatan dan Berat Jenis Gas & Uap Gas dan uap : fluida termampatkan kerapatan tgt suhu dan tekanan Kondisi normal mengikuti persamaan gas ideal. pVm = R T p = tekanan (N/m2) Vm = volume molar(m3/kmol), R = konstanta gas (8,314 kJ/kmol.K) T = suhu oKelvinBM gas dinyatakan dalam: kg (I kmol) yang menempati 22,4 m3 pada 273oK, 1 atm

  • Misalnya 29 kg udara menempati ruang 22,4m3 suhu 273oK tekanan 1 atm, keraptaan udara tersebut = berat/volume = 29/22,4 = 1,29 kg/m3 Bila udara tersebut menempati ruang yang sama namun pada suhu 1000Cvolumenya berubah. Volume baru :V1/T1 =V2/T2, V2 = 30,605m3, ~ densitas baru = 29/30,605 = 0,947 kg/m3

  • Volume spesifik (kebalikan dr kerapatan) volume yg ditempati suatu unit massa uapVolume spesifik digunakan pada cairan termodinamik seperti uap air dan refrigerantUap air jenuh pada tekanan 1,013 bar (100oC) mempunyai volume spesifik = 1,67 m3/kg, pada 10oC volume spesifkinya 106,43 m3/kg.Pada tekanan rendah uap volume spesifik sangat besar~ proses penghilangan uap air pd tek rendah (mis: penguapan vakum dan pengeringan beku) perlu pompa vakum yang cukup besar.

  • Kerapatan produk teraerasi (aerated product) = Overrun Aerated product : produk yg dlm prosesnya ada penggabungan udr ke dlm cairan &menghslkan busa Udara : fase dispersi, cairan : fase kontinyu Busa distabilkan oleh surface active yang terdapat diantaranya Adanya penggabungan udara akan menyebabkan penurunan kerapatan produkContoh aerated product adalah adonan kue dan es krim

  • Kenaikan volumeOverrun = x 100 Volume semula Vol. busa vol. cairan semula = x 100 volume cairan

    Mis es krim : volume busa : volume akhir es krim volume cairan : volume campuran semula.

  • Pada prakteknya: overrun lebih mudah ditentukan pada wadah dengan volume tertentu dan menimbang cairan semula dan berat akhir busa, sehingga

    Berat cairan semula berat busa pd vol samaOverrun = x 100 Berat busa pada vol sama

    *********************