laporan praktikum 2 pengukuran densitas dan spesific gravity

LAPORAN PRATIKUM

TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN AGRIBISNIS

PENGUKURAN DENSITAS DAN SPESIFIC GRAVITY

SERTA PENGUKURAN SUDUT GESER DAN ANGLE OF REPOSE

Oleh:

Nama : Muchammad Edwin Nugraha

NPM : 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

2013

Nilai:

(ACC Asisten)

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 (Bulk 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 (γb)

3) Working/Dynamic Bulk Density, yaitu densitas bahan curah untuk

penanangan bahan curah

Rumus untuk mengukur kerapatan kamba adalah sebagai berikut:

Bulk density (γ) = massa bahanvolume bahan

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 udaradi 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:

Spesific Gravity (BJ) = massa ba h an diudara

massa air yang dipinda hkanx spesific gravity air

2.3. Sudut Repos (Angle 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 :

• Kacang hijau

• Jagung

• Air

3.2. 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, ms

b. Siapkan air dan ukur volumenya, Vs

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, Vs-1+a

f. Hitung volume lilin, Vl

g. Hitung volume sampel berdasarkan persamaan Vs = Vs+l+a – Vl –

Va

h. Hitung densitas sampel ρs = ms / Vs

BAB IV

HASIL PERCOBAAN

4.1. Pengukuran Bulk Density

Bahan Percobaan Massa (gram) Volume (ml) Bulk Density

Jagung

1 4,9 7,5 0,65

2 5,02 7,25 0,69

3 5,15 7,6 0,67

Rata-rata ± SD 0,67 ± 0,02

Perhitungan:

Percobaan 1: massavolume

= 4,97,5

=0,65


= 5,027,25

=0,69


= 5,157,6

=0,67

4.2. Menentukan Spesific Gravity (Kacang Hijau ± 5 gram)

Percobaan MBM air +

wadah

MB + wadah +

air

M air yang

dipindahkan

Spesific

Gravity

1 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

Rata-rata ± SD 1,001 ± 0,017

Perhitungan:

Percobaan 1: massa bahan diudara

massa air yang dipindahkan x SG air =

4,945

x1=0,98



5,024,95

x 1=1,014



4,994,98

x 1=1,002

4.3. Pengukuran Sudut Repos pada Bidang Mika

Percobaan Kacang Hijau Jagung

1 6º 11 º

2 4 º 14 º

3 7 º 15 º

4 7 º 18 º

5 9 º 6 º

6 4 º 16 º

7 6 º 11 º

8 3 º 15 º

9 6 º 6 º

10 3 º 9 º

Rata-rata ± SD 5,5 º ± 1,957 12,1 º ± 4,175

Perhitungan:

Rata-rata sudut repose pada kacang hijau: Total JumlahSudut Repose

Banyaknya Percobaan =

5510

=5,5

Rata-rata sudut repose pada jagung: Total JumlahSudut Repose


12110

=12,1

4.4. 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 ±

SD

14o ± 4,71 7,4o ± 2,22

Perhitungan:

Rata-rata sudut repose pada kacang hijau: Total JumlahSudut Repose


7410

=7,4

Rata-rata sudut repose pada jagung: Total Jumlah Sudut Repose


14010

=14

4.5. 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 ± SD0,827 ±

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 rata-

rata 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 14o dan standar deviasinya ± 4,71 dibandingkan

dengan sudut repos dari kacang panjang yaitu dengan rata-rata 7,4o 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

Modul Penuntun Praktikum MK. Teknologi Hasil Pertanian,2013

Syarief R. dan A. Irawati, 1988, Pengetahuan Bahan untuk Industri Pertanian,

Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta

Zain, Sudaryanto., Ujang Suhadi, Sawitri dan Ulfi Ibrahim. 2005.

Teknik Penanganan Hasil Pertanian. Pustaka Giratuna, Bandung.

Mohsenin, N.N. 1980. Physical Properties of Plant and Animal

Materials.

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

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

(Diakses pada tanggal 18 Maret 2013)

LAMPIRAN

laporan praktikum 2 pengukuran densitas dan spesific gravity

Documents