BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangKonsep kesetimbangan massa dalam industry pengolahan pertanian sangatlah penting dan merupakan parameter pengendali dalam proses penangan hasil pertanian.Massa bahan yang melalui serangkaian proses dapat dijelaskan melalui kesetimbangan massa. Sesuai dengan prinsip kesetimbangan massa yaitu bahwa input harus sama dengan output maka bahan pertanian yang diolah atau dengan kata lain inputnya harus mengahsilkan output yang setara atau sama dengan inputnya. Selain itu kesetimbangan massa juga digunakan untuk menetapkan jumlah berbagai bahan dalam setiap aliran proses.Maka dengan adanya praktikum kesetimbangan massa ini mahasiswa diharapa mampu membukttikan teori tentang kesetimbangan massa dan mengaplikasikannya dalam kehidupan. Untuk lebih memahaminya maka dilakuakan percobaan melalui proses pengenceran dan pengentalan agar menghasilkan kondisi massa yang setimbang.

1.2 Tujuan PercobaanTujuan dari praktikum ini terbagi menjadi dua, yaitu :1. Tujuan Intruksional Umum (TIU)a. Mahasiswa dapat mempelajari kesetimbangan massa secara umum.b. Mempelajari keadaan steady state dan unsteady state dengan2. Tujuan Pembelajaran Khusus (TIK)a. Mempelajari keadaan steady state dan unsteady state denganb. Menentukan model neraca massa steady state pada alir massa dan unsteady state pada komponen gula.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kesetimbangan Massa1. Kesetimbangan massa totalKesetimbangan massa dapat dievaluasi secara total, artinya membuat persamaan matematika dengan menghitung keseluruhan tahap proses pengolahan yang dilaluinya. Yang dimaksud kesetimbangan massa total di sini ada 2 pengertian, yaitu (a) total massa semua input dan output yang terlibat dalam proses; dan (b) total proses yang terlibat dalam aliran bahan (tidak memperhatikan per tahap proses).1. Kesetimbangan massa komponenKomponen adalah sesuatu yang terkandung dalam bahan dan persamaan matematika dfbuat berdasarkan komponen tertentu. Dalam pengolahan pangan yang dimaksud dengan komponen, misalnya adalah kadar air, kadar protein, kadar gula, kadar lemak, dan sebagainya.Dalam pemecahan persamaan kesetimbangan massa, kadang-kadang tidak cukup untuk memandang secara total dari bahan masuk, tetapi perlu memper- timbangkan kesetimbangan komponen. Sebagai contoh, dalam proses pencam- puran terigu berkadar protein tinggi dengan terigu berprotein rendah, harus memperhatikan persyaratan kadar'protein yang harus dicapai. Kadar protein di sini digunakan sebagai komponen indikator dalam pemecahan masalahnya. Cara pemecahan masalah dengan memperhatikan komponen bahan ini disebut kesetimbangan komponen.Kesetimbangan komponen juga berarti memperhatikan suatu tahapan proses tertentu dari seluruh rangkaian proses yang dilalui bahan, misalnya pada tahap pencampuran, pengeringan, evaporasl/pemekatan, pengenceran, dsb. Dari masing-masing tahap proses ini dapat dibuat persamaan matematika. (Kusnandar, Feri. 2012).

2.2 RefraktometerDitya, 2012 menyatakan bahwa refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar atau konsentrasi bahan terlarut misalnya : Gula, Garam, Protein dsb. Prinsip kerja dari refractometer sesuai dengan namanya adalah dengan memanfaatkan refraksi cahaya. Seperti terlihat pada Gambar di bawah ini sebuah sedotan yang dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air akan terlihat terbengkok. Pada Gambar kedua sebuah sedotan dicelupkan ke dalam sebuah gelas yang berisi lauran gula. Terlihat sedotan terbengkok lebih tajam. Fenomena ini terjadi karena adanya refraksi cahaya. Semakin tinggi konsentrasi bahan terlarut (Rapat Jenis Larutan), maka sedotan akan semakin terlihat bengkok secara proporsional. Besarnya sudut pembengkokan ini disebut Refractive Index (nD). Refractometer ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan dari German pada permulaan abad 20. Menurut Destri, 2012 refraktometer analog tradisional sering digunakan sebagai sumber cahaya sinar matahari atau lampu pijar untuk berpisah dengan filter warna detektor adalah skala yang dapat dibaca dengan sistem optik, optik dengan mata. Contoh refraktometer adalah Obbe refraktometer, Pulfrich refraktometer, Woltan Stans refraktometer (1802), Jellay refraktometer.Ada empat jenis refraktometer utama:1. refraktometer genggamtradisional(traditionalhandheld refractometers),2. refraktometer genggam digital(digital handheld refractometers),3. laboratorium ataurefraktometer Abbe( Abberefractometers), dan4. proses refraktometer inline(inline process refractometers).AdajugaRefractometerRayleigyangdigunakan(biasanya)untukmengukur indeks bias gas. Dalamkedokteran hewan(veterinary medicine), refractometer digunakan untuk mengukur jumlah protein plasma dalam sampel darah dan berat jenis urin. Dalam gemmology, refractometer digunakan untuk membantu mengidentifikasi bahan permata dengan mengukur indeks biasnya.Macam-macamRefraktometer : 1. Refraktometer Abbe 1. Refraktometer tangan / HandRefraktometer

Gambar 1. Refraktometer(Sumber : ditya, 2012)

2.3 Pengentalan Menurut Olovans, 2011 menyatakan bahwa pengentalan atau karamelisasi merupakan suatu proses dimana gula ditambahkan terus konsentrasinya dengan menggunkan suhu yang tinggi yang akhir produk tersebut adalah kumpulan-kumpulan gula,dengan kadar air yang diatur(sesuai dengan kebutuhan).Berdasarkan tekstur yang diatur melalui kadar air sisanya,caramel dibagi atas:1.karamel keras (kadar air 6%)2.karamel sedang (kadar air 8%)3.karamel lunak (kadar air 10%)

2.4 PengenceranMenurut Fatia, 2012 dijelaskan bahwa pengenceran adalah mencampur larutan pekat (konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar. Perkaratan besi merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat, sedangkan peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat. Pengenceran pada prinsipnya hanya menambahkan pelarut saja, sehingga jumlah mol zat terlarut sebelum pengenceransama dengan jumlah mol zat terlarut sesudah pengenceran. Dengan kata lainjumlah mmol zat terlarut sebelum pengenceran sama dengan jumlah mmol zat terlarut sesudah penegenceran atau jumlah gr zat terlarut sebelum pengenceran sama dengan jumlah gr zat terlarut sesudah pengenceran. (Lansida, 2010).

2.5 Derajat BrixBrix adalah jumlah zat padat semu yang larut (dalam gr) dalam setiap 100 gram larutan. Jadi jika nira memiliki kadar BRIX = 16, berarti dalam 100 gram nira, 16 gram merupakan zat padat terlarut dan 84 gram adalah air. Untuk mengetahui seberapa banyak zat padat yang terlarut dalam larutan (brix) maka diperlukan suatu alat ukur. Nilai indeks bias suatu larutan gula atau nira memiliki kaitan yang sangat erat dengan kadar brix. Jadi kesimpulannya jika indeks bias nira bisa diukur, maka nrix nira dapat kita ketahui berdasarkan indeks bias tersebut. Alat yang digunakan untuk mnengukur kadar brix yaitu refraktometer brix. Dengan menggunakan alat ini sampel nira yang dibutuhkan sangat sedikti dan alatnya juga tidak mudah rusak untuk pemakaian jangka panjang. (Anonim. 2013).

BAB III3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat1. Peralatan proses kontinu brpengaduk;2. Gelas ukur 100 ml dan 200 ml;3. Stopwatch;4. Refraktometer;5. Timbangan.

3.1.2 Bahan 1. Air; 2. Gula pasir;3. Kertas tisu;

3.2 Metodologi Pengamatan dan PengukuranAdapun metodologi pengamatan dan pengukuran adalah sebagai berikut :1. Memasang peralatan tangki kontinu.2. Mencoba terlebih dahulu peralatan tersebut sebelum digunakan dengan menggunakan air sebagai bahan. 3. Menentukan volume maksimum tangki (V) ketika pengaduk sedang berjalan dan menentukan laju alir input dan output sehingga kondisi unsteady state tercapai.4. Menjalankan masing-masing operasi sesuai dengan perlakuan dan memeriksa konsenterasi madu dalam setiap 5, 10, dan 15 menit.5. Membuat grafik konsenterasi madu terhadap waktu berdasarkan hasil yang didapat.6. Membandingkan antara proses pemekatan dan proses pengenceran.

BAB IVHASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan4.1.1 Tabel Hasil Praktikum Tabel 1. Data Pengenceran Larutan Madu dan Pengentalan Larutan MaduWaktu(menit)Pengenceran

ln (Xf - Xt)Pengentalanln (Xf - Xt)

021 oBrix00

520,1 oBrix-0,150313,045

1020 oBrix01,12,996

1519,9 Brix0,09531,92,991

2019,8 Brix0,18232,12,950

3019,5 Brix0,405422,939

4518,7 Brix0,83293,22,879

Tabel 2. Data Pengenceran Larutan Gula dan Pengentalan Larutan GulaWaktu(menit)Pengenceran

ln (Xf Xt)Pengentalanln (Xf - Xt)

018 Brix-0-

517,9 Brix-2,30261,42,809

1017,85 Brix-1,89710,92,839

1517,85 Brix-1,89710,52,862

2017,85 Brix-1,897112,833

3017,1 Brix-0,10541,52,803

4517 Brix022,772

4.1.2 Hasil PerhitunganHasil perhitungan maduQin= = = 3,333 x 10-6 m3/sPencairan1. 5 menitln (Xf - Xt) = ln (21 - 20,1)= -0,15031. 10 menitln (Xf - Xt) = ln (21 20)= 01. 15 menitln (Xf - Xt) = ln (21 19,9)= 0,09531. 20 menitln (Xf - Xt) = ln (21 19,8)= 0,18231. 30 menitln (Xf - Xt) =ln (21 19,5)= 0,40541. 45 menitln (Xf - Xt)= ln (21 18,7)= 0,8329Pengenceran1. 5 menitln (Xf - Xt) = ln (21 1)= 3,0451. 10 menitln (Xf - Xt) = ln (21 1,1 )= 2,9961. 15 menitln (Xf - Xt) = ln (21 1,9)= 2,9911. 20 menitln (Xf - Xt) = ln (21 2,1)=2,9501. 30 menitln (Xf - Xt) = ln (21 2)= 2,9391. 45 menitln (Xf - Xt) =ln (21 3,2) = 2,879Hasil perhitungan gulaQin= = = 7,5 x 10-7 m3/sPengenceran1. 5 menitln (Xf - Xt) = ln (18 17,9 )= -2,3026 1. 10 menitln (Xf - Xt) =ln (18 17,85)= -1,8971 1. 15 menitln (Xf - Xt) = ln (18 17,85)= -1,89711. 20 menitln (Xf - Xt) = ln (18 17,85)= -1,89711. 30 menitln (Xf - Xt) = ln (18 17,1)= -0,15041. 45 menitln (Xf - Xt) = ln (18 - 17)= 0Pengentalan1. 5 menitln (Xf - Xt) = ln (18 1,4)= 2,803 1. 10 menitln (Xf - Xt) = ln (18 0,9) = 2,8391. 15 menitln (Xf - Xt)= ln (18 0,5)= 2,8621. 20 menitln (Xf - Xt)= ln (18 1)= 2,8331. 30 menitln (Xf - Xt)= ln (18 1,5)= 2,8031. 45 menitln (Xf - Xt) = ln (18 2)= 2,772

4.1.3 Grafik

Grafik 1. Pengenceran Madu

Grafik 2. Pengentalan Madu

Grafik 3. Pengenceran Gula

Grafik 4. Pengentalan Gula

BAB VPEMBAHASAN

Praktikum kali ini ialah tentang kesetimbangan massa dimana kesetimbangan massa mempunyai prinsip bahwa input yang dimasukan harus sama dengan outputnya. Bahan yang digunakan praktikan adalah air dan madu, dalam praktikum kali ini praktikan kebagian tentang pengenceran yang terjadi pada madu.Mula-mula kadar kekentalan madu adalah 21 oBrix namun setelah diberi perlakuan dengan cara mengaduk cairan yang telah diisi madu sekitar 45 menit madu mengencer kadarnya menurun menjadi 18,7 oBrix. Hasil yang didapat oleh praktikan dapat dikatakan sesuai dengan teori pengenceran karena pengenceran menurut literatur terjadi penurunan kadar zat terlarut. Hasil tersebut didapat dengan menganalisis pengenceran disetiap 5 menit hingga ke hitungan menit 20 , selanjutnya 10 menit , dan yang terakhir 15 menit dengan disepanjang penganalisisan dilakukan perlakuan berupa adukan pada cairan yang bercampur dengan madu, dan untuk lebih rincinya hasil dapat dilihat pada tabel 1 dibab hasil.Selanjutnya adalah menganalisis kekentalan, metode yang dilakukan sama halnya dengan pengenceran namun untuk perlakuan yang diberi berupa adukan dilakukan pada air. Hasil yang didapat mula-mula sesuai dengan literatur namun pada menit ke 20 menuju 30 justru terjadi penurunan kadar madu. Hal ini dapat terjadi karena pembacaan refraktometer yang tidak teliti oleh praktikan. Untuk hasil selain itu semuanya tidak ada yang menyimpang dan sesuai dengan literatur yang dipakai.Yang terakhir adalah menganalisis pengenceran dan pengentalan larutan gula, praktikum ini sebenarnya tidak dikerjakan oleh praktikan namun jika dilihat dari data-data yang ada baik pengenceran ataupun pengentalan hanya pengencerannya saja yang sudah sesuai dengan literatur dan praktikumnya dapat dikatakan berhasil, namun berbeda dengan pengentalan yang justru pada menit 5 s/d 15 konsentrasinya gulanya malah menurun dari yang seharusnya meningkat. dapat dilihat pada tabel 2. Data pengenceran larutan gula dan pengentalan larutan gula. Perbandingan antara pengenceran dan pengentalan larutan dan madu dapat terlihat jelas pada data mula-mula sebelum diberi perlakuan padahal banyak air dan kadar gula ataupun madu diisi sama banyaknya. Data awal kekentalan madu ialah 21 oBrix sedangkan gula 18 oBrix. Hal ini dapat terjadi karena perbedaan bahan salah satunya adalah kekentalan dimana madu mempunyai nilai kekentalan yang lebih tinggi dibanding gula pada ukuran yang sama.Dari hasil-hasil yang yang diperoleh maka praktikan dapat membuat grafik pengenceran dan pengentalan baik madu ataupun gula. Untuk pengenceran madu grafiknya menunjukkan bahwa konsentrasi gula yang makin lama makin menurun dan hal itu sesuai dengan literatur. Dan grafik pengentalan secara umum sesuai dengan literatur namun dalam prosesnya pada menit 20 s/d 30 kekentalannya malah menurun padahal seharusnya naik. Sama halnya dengan grafik pengentalan madu digrafik pengentalan pun terjadi demikian konsentrasi kekentalannya malah menurun berbeda dengan grafik pengenceran gula tidak menyimpang dan sesuai dengan teori yang diberikan yaitu terjadi turunnya kekentalan gula.

BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KesimpulanAdapun kesimpulan dari praktikum kali ini ialah : 1. kesetimbangan massa mempunyai prinsip bahwa input yang dimasukan harus sama dengan outputnya.2. Kesalahan pada percobaan dapat diakibatkan oleh keakuratan alat yang digunakan, dan kesalahan praktikan yang akan mempengaruhi hasil praktikum.3. Pada praktikum pengenceran gula dan madu tidak terjadi penyimpangan dan sesuai dengan literatur.4. Pengentalan mengalami kenaikan nilai derajat brixnya;5. Pengenceran mengalami penurunan nilai derajat brixnya;

6.2 Saran Adapun kesimpulan dari praktikum kali ini ialah : 1. Pahami terlebih dahulu metode-metode praktikum yang akan dipelajari.2. Lebih teliti dalam pembacaan refraktometer dan diusahakan melihat kearah yang bercahaya.3. Dalam melakukan pengadukan diusahakan secara terus menerus.4. Pada saat mengukur kekentalan diharuskan tidak ada gelembung udara pada alat.5. Meminta penjelasan asisten apabila masih kurang mengerti.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Derajat brix. Terdapat pada http://www.multimeter-digital.com/pengertian-derajat-pol-dan-brix-dalam-analisa-gula.html (Diakses pada tanggal 29 Maret 2015, pada pukul 20.09 WIB).

Destri. 2012. Macam Refraktometer. Terdapat pada http://destririzkiarifelia.blogspot.com/2012/10/penjelasan-hand-refraktometer.html (Diakses pada tanggal 29 Maret 2015, pada pukul 20.15 WIB).

Ditya. 2012. Refraktometer. Terdapat pada http://ditya-garin.blogspot.com/2012/12/refraktometer.html (Diakses pada tanggal 29 Maret 2015, pada pukul 20.22 WIB).

Fatia. 2012. Pengenceran. Terdapat pada http://fatiaale.blogspot.com/2012/11/pengenceran-laju-reaksi-dan-molaritas.html (Diakses pada tanggal 29 Maret 2015, pada pukul 20.30 WIB).

Kusnandar, Feri. 2012. Kesetimbangan Massa. Terdapat pada iirc.ipb.ac.id/jspui/.../9/convert_feri%20kusnandar%20-%20002.doc (Diakses pada tanggal 29 Maret 2015, pada pukul 20.37 WIB).).

Lansida. 2010. Pengenceran Larutan. Terdapat pada http://lansida.blogspot.com/2010/10/pengenceran-larutan.html (Diakses pada tanggal 29 Maret 2015, pada pukul 20.45 WIB).

Olovans. 2011. Pengentalan. Terdapat pada http://olovans.wordpress.com/2011/06/04/pengentalan-dan-penguapan-produk-pertanian-cair/ (Diakses pada tanggal 29 Maret 2015, pada pukul 20.52 WIB).

LAMPIRAN

Gambar 1. Refraktometer Gambar 2.Pipet

Gambar 3. Gelas Ukur Gambar 4. Batang Pengaduk

Gambar 5. Penglihatan Refraktometer