kuliah ke-iv karakteristik fisik dan termik nbsp;· sejumlah atribut fisik (ukuran, tekstur, gloss,...

Download Kuliah ke-IV KARAKTERISTIK FISIK DAN TERMIK nbsp;· Sejumlah atribut fisik (ukuran, tekstur, gloss, polarisasi, keadaan fisik) Serangkaian persepsi psikologis (latar belakang warna, type cahaya,

Post on 31-Jan-2018

214 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • KARAKTERISTIK FISIK DAN TERMIK

    Tujuan Instruksional Khusus (TIK) pada pertemuan ini adalah :

    Mampu menjelaskan hubungan antara karakteristik fisik dan termik bahan hasil pertanian dengan disain alat dan proses pengolahannya

  • Karakteristik Fisik :

    Bentuk

    Ukuran

    Volume

    Luas Permukaan

    Sudut Curah

    Densitas

    Porositas

    Warna

    Penampakan

  • Karakteristik Mekanis

    Kekerasan

    Sifat Reologi

    Kekuatan Kompresif

    Resistensi Impak

    Shear

  • Karakteristik Thermal

    Panas spesifik

    Panas Laten

    Konduktivitas Panas

    Difusivitas Panas

  • KARAKTERISTIK FISIK

    1. Bentuk dan Ukuran

    Tidak dapat dipisahkan

    Penting untuk merancang alat seperti grading dan sortasi

    Dibedakan atas 2 kasus :

    1. Komoditi yang bentuk dan ukurannya dapat dibedakan

    dengan mata telanjang

    2. Produk berbentuk bubuk : kopi, garam, susu bubuk dll.

    Mempengaruhi :

    - penerimaan konsumen

    - pengemasan

    - distribusi

    - proses pengolahan

  • Kriteria untuk menjelaskan bentuk dan ukuran :

    a. Menggunakan Tabel Standar (Standard Chart)

    Bentuk Deskripsi

    Bulat Mendekati bola

    Oblat Pipih pada ujung tangkai dan ujung tanpa tangkai

    Oblong Diameter vertikal > diameter horizontal

    Konik Mengecil ke arah ujung

    Ovat Bentuk telur, agak lebar di ujung tangkai

    Blik Aksis yang menghubungkan tangkai dan apeks ramping

    Abovat Ovat terbalik

    Eliptikal Mendekati elipsoid

    Trunkat Kedua ujung datar

    Unekual Setengah bagian > dari setengah bagian lainnya

    Ribbed Pada potongan melintang sisinya kurang lebih angular

    Regular Potongan melintang horizontal mendekati lingkaran

    Irregular Potongan melintang horizontal menjauhi lingkaran

  • Potongan Membujur

    Oblong Oblat

    Unequal

    Trunkat Bulat

    Konik

    Blik

    Potongan Melintang

    Regular

    Irregular

    Ribbed

  • b. Kebulatan (sphericity) dan kebundaran (roundness)

    o adalah ukuran ketajaman pojok (sudut) suatu benda padat

    AP luas proyeksi objek terkecil

    o Roundness = =

    AC luas proyeksi objek terbesar

    Akar pangkat tiga dari hasik kali ketiga sumbu

    o Sphericity =

    Sumbu Terpanjang

    Defenisi kebulatan dan kebundaran

    kebulatan=Fm/Fc kebulatan rerata = r/nR kebundaran=di/dc

  • Ukuran menyatakan besaran materi atau isi pada suatu komoditas yang dimanifestasikan dalam bentuk besaran :

    - berat - volume

    - luas - panjang

    - lebar - diameter

    - tebal

    Ukuran produk tepung dinyatakan dengan mesh (saringan), yaitu jumlah lubang persatuan luas (n/in2) atau N/cm2

    Penentuan ukuran buah dan sayuran : pengukuran panjang/berat atau volume.

  • 2. Volume dan Densitas

    Aplikasi dalam :

    pengeringan dan penyimpanan

    rancangan silo dan ruang penyimpanan

    mesin kompresi mekanikal

    pemisahan bahan-bahan asing

    penentuan kemurnian benih

    separasi dan grading

    evaluasi kematangan

    tekstur dan kelunakan buah

    estimasi ruang udara di dalam jaringan tanaman

    evaluasi kualitas produk seperti kacang kapri, jagung manis dan kentang (densitas meningkat jika matang)

  • Densitas Kamba dan Densitas Nyata

    Densitas Kamba = perbandingan bobot bahan dengan volume yang ditempatinya, termasuk ruang kosong di antara butiran makanan

    Pengukuran :

    - Menimbang bahan yang menempati wadah literan sesuai dengan volume

    Metode penentuan volume dan densitas :

    -Gelas ukur

    -Piknometer

    -densitimeter

  • Densitas Nyata = perbandingan bobot bahan dengan volume yang hanya ditempati oleh butiran bahan tidak termasuk ruang kosong.

    Pengukuran 1 :

    Gelas ukur diisi toluena (C6H5CH3) sampai volume tertentu

    Kenaikan volume toluena akibat sejumlah bobot butiran = densitas nyata

    Pengukuran 2 :

    Dengan piknometer

    Timbang piknometer kosong (a)

    Timbang piknometer + toluena (b)

    Timbang piknometer + butiran bahan yang diketahui bobotnya (X gram) + toluena sampai penuh (c)

    Timbang piknometer + air sampai penuh (d)

  • Densitas nyata dihitung dengan rumus :

    densitas toluena x bobot biji toluena x X

    D = =

    bobot toluena yang diusir biji (b+X) - c

    Densitas toluena :

    b - a

    toluena = g/cm2

    d - a

    Densitas kamba bervariasi menurut kadar air

    berat air yang dipindahkan (lb)

    Volume (in3) =

    densitas air (lb/in3)

  • Gambar 7. Pengukuran volume

  • 3. Sudut Curah

    Penting untuk disain wadah, fasilitas penyimpanan, dan alat pembantu lain dalam pengolahan biji-bijian

    adalah sudut yang terbentuk antara bidang datar dengan sisi miring curahan bila sejumlah biji dituangkan dengan cepat di atas bidang datar.

    d

    Tg = t/0.5 d = 2t/d

  • 4. Luas Permukaan Luas permukaan daun menentukan :

    kapasitas fotosintesis

    Laju pertumbuhan

    Hubungan tanaman-tanah-air

    Luas permukaan buah dan biji penting dalam :

    Pengukuran respirasi

    Penentuan warna

    Pemantulan cahaya

    Fenomena transfer panas

    Luas permukaan bahan juga menentukan image-sensor untuk keperluan otomatisasi dan robotisasi mesin-mesin pertanian.

  • 4. Luas Permukaan.................

    a. Luas Permukaan Daun

    Pencetakan kontak permukaan di atas kertas yang peka terhadap cahaya

    Luas permukaan diukur dengan planimeter

    b. Luas Permukaan Buah

    Misal apel

    Apel dikupas dalam bentuk strip

    Gunakan planimeter untuk mengukur strip

    Contoh luas permukaan beberapa buah :

    -Plum : 5.4 7.0 in2 Apel : 17.2 25.2 in2 -Pir : 22.2 23.0 in2

  • 5. Warna dan Penampakan

    Menentukan mutu fisik

    Pada beras dinyatakan dengan derajat sosoh atau derajat keputihan

    Pada umbi yang penting warna bagian dalam umbi

    Kelainan warna menunjukkan adanya kerusakan atau penyimpangan mutu

    Menunjukkan tingkat kematangan buah

    Pedoman dalam proses pengolahan

    Ditentukan oleh :

    1.Adanya sinar sebagai sumber penerangan

    2.Sifat absorbsi dan refleksi spektral benda

    3.Kondisi lingkungan benda

    4.Kondisi subjek yang melihat benda

  • WARNA sensasinya dengan karakteristik fisik lain seperti

    titik leleh, ukuran partikel, SG dll. Merupakan persepsi manusia terhadap

    penampakan dari sinyal yang diberikan oleh otak. Dipengaruhi oleh :

    Sejumlah atribut fisik (ukuran, tekstur, gloss, polarisasi, keadaan fisik)

    Serangkaian persepsi psikologis (latar belakang warna, type cahaya, karakteristik geometri objek).

  • SIFAT FISIK WARNA Defenisi warna : sebuah sensasi fisik jika distribusi energi

    dari cahaya direfleksikan atau ditransmisikan oleh/melalui bahan pangan.

    Energi digambarkan sebagai spektrum elektromagnetik yang kontiniu dengan kisaran dari sinar gamma (pjg gel 10-5 nm 1017 nm.

    Bagian dari spektrum elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata : 380-770 nm mempengaruhi warna.

    UV = 100-380 nm

    Infra red = 770-1.000.000 nm

  • Jika sinar putih melewati anggur yang berwarna merah, maka pigmen antosianin dari anggur akan mengabsorbsi energi pada daerah sinar tampak. Energi yang tidak diserap akan lewat mencapai mata panjang gelombang sinar yang ditransmisikan = 700-770 nm warna merah.

    Jika panjang gelombang = 380-400 nm warna violet.

    SIFAT FISIK WARNA..

  • Tabel 1. Warna, panjang dan jumlah gelombang sinar kromatik

    Warna Panjang Gelombang, nm

    Jumlah gelombang x 104 cm-1

    1. Merah 630 770 1.25 1.59

    2. Jingga 610 630 1.59 1.64

    3. Kuning 560 610 1.64 1.79

    4. Hijau Muda 520 560 1.79 1.92

    5. Hijau 480 520 1.92 2.08

    6. Biru Muda 460 480 2.08 2.17

    7. Biru Tua 440 460 2.17 2.27

    8. Nila 420 440 2.27 2.38

    9. Violet 400 - 420 2.38 2.50

  • 3 Unsur warna untuk menyatakan pengukuran warna :

    - hue (warna kromatik)

    - value / lightness : warna akromatik atau kecerahan

    - kroma : intensitas warna kromatik

    Penglihatan manusia merespon 3 warna (tri stimulus) dengan panjang gelombang yang berbeda yaitu merah, hijau dan biru.

    Notasi standar untuk ketiga warna ini oleh International Committee on Illumination (ICI/CIE) :

    X = merah

    Y = hijau

    Z = biru

  • Pengukuran Warna 5 Cara menilai atau mengukur warna :

    Cara deskripsi

    Cara gambar (chart methods)

    Cara notasi subjektif dan objektif

    Cara spektrofotometri objektif

    Cara panelis ahli subjektif

    Subjektif, visual

    Contoh deskripsi warna baku untuk daging sapi

    No Urut/Skor Diskripsi Baku

    1 Merah pink (dark pink)

    2 Merah ceri (Light Cherry Red)

    3 Merah ceri