penentuan panas spesifik bahan

5/24/2018 Penentuan Panas Spesifik Bahan

1/8

ACARA II

PENENTUAN PANAS SPESIFIK BAHAN

I. Tujuan Praktikuma. Mahasiswa mampu memahami salah satu metode penentuan panas

spesifik bahan hasil pertanian

b. Mahasiswa dapat menentukan besarnya panas spesifik bahan hasilpertanian

II. Tinjauan Pustakaa. Tinjauan Alat Bahan

Alat yang terpenting dalam praktikum ini ialah kalorimetri

(calorimeter). Kalorimetri adalah pengukuran panas secara kuantitatif

yang masuk selama proses kimia atau selama perubahan panas.

Kalorimeter adalah alat untuk mengukur panas dari reaksi yang

dikeluarkan. Sebagai contoh, jika energi dari reaksi kimia eksotermal

diserap air, perubahan suhu dalam air akan mengukur jumlah panas yang

ditambahkan. Kalorimeter digunakan untuk menghitung energi dari

makanan dengan membakar makanan dalam atmosfer dan mengukur

jumlah energi yang meningkat dalam suhu kalorimeter. Prinsip kerja

kalorimeter dimulai dari masuknya listrik melewati kumparan, ada daya

disipasi yang berupa panas, dan selanjutnya akan menaikkan suhu air

(Nurfauziawati, 2010).

Kapasitas kalorimetrik kalorimeter (C-calorimeter) dapat

ditentukan dengan menggunakan 600 g air suling pada 5C dan 300 g air

suling pada 90C. Dalam hal ini, panas spesifik (Cp) juga dapat ditentukan

dengan menggunakan 300 g bahan pada 90 C dan 600 g air suling pada 5

C. Sebelum percobaan, sampel disimpan untuk menjamin suhu awal yang

diinginkan. Selain itu, kalorimeter dipertahankan dengan sampel pada suhu

awal yang diinginkan. Untuk memberikan hasil yang valid, percobaan

dilakukan dalam tiga ulangan (Oliveira, 2012).


2/8

Penggunaan kalorimeter yang terpenting adalah penentuan kalor

spesifik zat yang dikenal sebagai metode campuran; contoh zat

dipanaskan sampai suhu tinggi, yang diukur secara akurat, dan kemudian

dimasukkan secara tepat dalam kalorimeter yang berisi air dingin. Kalor

yang hilang oleh zat akan diterima oleh air dan kalorimeter. Dengan

mengukur suhu akhir campuran, kalor spesifik dapat dihitung

(Giancoli, 1997).

Adapun bahan yang diperlukan dalam praktikum ini ialah kopi.

Dalam hal ini, disajikan tabel kalor panas spesifik dua jenis kopi pada

waktu penyimpanan yang diteliti sebagai berikut.

Waktu Kopi Cp (J/kg K)

1 hari Robusta 4,005.756




1 hari Arabika 3,700.927

15 hari Arabika 3,700.927

29 hari Arabika 3,700.92743 hari Arabika 3,700.927

(Lilis, 2001).

Adapun bahan yang dipakai ialah tepung beras. Panas spesifik

tepung beras sama dengan panas spesifik tepung padian (gandum, cantel)

yang juga memiliki nilai sama dengan panas spesifik tepung kering (kanji)

sebesar 1.54 kJ/(kg)(oC) = 0.37 kcal/(kg)(oC). Panas spesifik untuk padi-

padian lain dapat ditentukan dengan kadar lengas yang berlainan.

Sedangkan panas spesifik bahan kering sayuran dan buah-buahan adalah

0.8-0.9 kJ/(kg)(oC) dan untuk susu kering kaya lemak adalah 1.8-1.9

kJ/(kg)(oC), menunjukkan bahwa panas spesifik bahan kering pada bahan

yang berlainan adalah sangat berbeda (Fathina, 2013).

Selain itu, karakteristik tepung beras, diantaranya dilihat dari

kadar air yang dikandungnya. Tepung beras yang terfosforilasi ternyata

memiliki kadar air yang beragam. Kadar air tepung beras biasa umumnya

lebih tinggi kadar air tepung beras terfosforilasi. Hal ini kemungkinan


3/8

disebabkan oleh adanya perbedaan dalam proses pengeringan awal.

Tepung beras biasa dikeringkan dengan cara dijemur, dimana suhu tidak

terkontrol dan tidak kontinyu, sedangkan tepung beras terfosforilasi

dikeringkan dengan oven blower pada suhu yang terkontrol (450C) dan

berlangsung kontinyu (Munarso, 2004).

b. Tinjauan TeoriSifat fisik bahan makanan berbasis pertanian dapat

dikelompokkan menjadi 5 kategori yaitu sifat termofisik/thermal, meliputi

konduktivitas thermal, kapasitas panas spesifik, titik beku dan besaran

besaran termofisik lainnya yang merupakan fungsi suhu dan komposisi

bahan, sifat mekanik (rheologi dan tekstur), meliputi viskositas, modulus

elastis, gaya tekan, dan sifat bahan makanan cair dan padat, sifat

kelistrikan, meliputi konduktivitas terhadap arus searah berfrekuensi 50 Hz

dan permitivitas dielektrik kompleks pada frekuensi 915 dan 2450 MHz,

koefisien difusi dan sifat penjerapan terhadap air, berkaitan dengan

keamanan terhadap aktivitas mikrobiologi, sifat optik (spektral dan warna).

Dalam hal ini, percobaan bertujuan mengetahui fisik bahan pangan

pertanian bersifat termofisik (Aziz, 2007).

Bahan pertanian juga dibutuhkan dalam pengolahan makanan.

Pengolahan makanan melibatkan pemanasan atau pendinginan bahan

pangan berbagai komposisi lebih dari berbagai suhu. Desain optimal

proses membutuhkan pengetahuan tentang sifat teknis bahan makanan

termasuk sifat termal sebagai fungsi dari variabel yang relevan dengan

kondisi pengolahan dan penyimpanan. Panas spesifik (cp) merupakan

parameter penting yang sangat termodinamika digunakan dalam

perpindahan panas dan perhitungan neraca energi. Panas spesifik sensitif

terhadap komposisi bahan tertentu jika memanaskan komponen individu

yang berbeda dan interaksi antar komponen material. Panas spesifik

material biasanya meningkat sebagai fungsi temperatur. Peralatan, waktu,

dan tenaga kerja yang terkait dengan generasi data eksperimen yang akurat


4/8

untuk membuat basis data yang relevan dengan pengolahan dan kondisi

penyimpanan dapat menjadi substansial (Kaletunc, 2006).

Untuk pengolahan bahan pertanian, yang berhubungan dengan

panas spesifik bahan pertanian, misalnya dilakukan penggorengan.

Pengulangan penggorengan pada suhu tinggi akan mempengaruhi mutu

kimia dan organoleptik minyak goreng. Cita rasa makanan yang digoreng

akan dipengaruhi oleh kualitas minyak goreng, bahan dan proses

penggorengan. Deep frying menurunkan asam lemak tak jenuh pada

minyak dan meningkatkan buih, warna, viskositas, densitas, panas spesifik

dan kandungan asam lemak bebas, komponen polar dan komponen

polimerik (Aminah, 2010).

Penggorengan tersebut memerlukan sejumlah kalor. Kalor atau

energi kalor adalah jumlah energi yang dipindahkan antara dua benda yang

pada awalnya mempunyai suhu berbeda. Perubahan suhu sejumlah

senyawa tertentu dapat digunakan sebagai pengukuran jumlah kalor yang

dipindahkan ke atau dari senyawa tersebut. Karena kalor, seperti halnya

kerja, adalah bentuk perpindahan energi, sehingga satuan yang tepat

adalah Joule (Oxtoby, 2001).

Cara kerja kalor ialah dengan perpindahan panasnya. Kalor dapat

berpindah dalam tiga cara yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

Perpindahan kalor secara konduksi lebih cepat dibanding cara konveksi,

sedangkan perpindahan kalor melalui radiasi paling lambat dibanding cara

aliran yang lain. Konduksi kalor biasanya bermedium padat dan

perpindahan kalor itu disebabkan oleh perpindahan tenaga getar atom ke

atom tetangganya. Adapun konveksi kalor biasa terjadi pada medium cair

dan udara, yang dicirikan oleh ikut berpindahnya atom atau molekul

pembawa kalor. Jadi pada konveksi, atom atau molekul itu boleh jadi

melakukan gerak translasi, rotasi, dan vibrasi sekaligus. Perpindahan kalor

melalui radiasi tidak memerlukan medium sehingga peristiwa ini bisa

terjadi pada medium udara atau hampa (Jati, 2008).


5/8

Perpindahan panas memiliki kemampuan menjadi sangat rendah

dalam mode panas atas, karena untuk membatasi refluks dengan kekuatan

kapiler. Perpindahan kalor pada kondisi tertentu dapat dirumuskan

q = M c T, di mana q adalah kalor yang dipindahkan ke benda dengan

massa M (kg/s) dengan kapasitas kalor spesifik c (J/kg. K) untuk

menyebabkan perubahan suhu sebesar T (K). Perpindahan panas

terutama dengan transportasi panas berpengaruh banyak dalam

penggabungan yang tidak terkondensasi gas (Shingu, 2010).

Sedangkan kalor bahan pertanian memiliki spesifikasi tertentu.

Nilai kalor tergantung pada sifat bahan yang memperngaruhi massa

jenisnya. Sehingga semakin tinggi berat jenis bahan bakar, maka semakin

tinggi nilai kalor yang diperolehnya. Nilai kalor juga akan berpengaruh

pada laju pembakaran pada proses pembakaran, semakin tinggi nilai kalor

bakar maka semakin lambat laju pembakaran pada proses pembakaran

(Tirono, 2011).

Kalor juga dapat menentukan suatu panas spesifik bahan

pertanian (kalor jenis bahan).Panas spesifik (Cp) bahan pangan pertanian

merupakan jumlah panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan temperatur

satu satuan kuantitas bahan pangan sebesar satu derajat dikali bobot

produk dikali perubahan temperatur yang diinginkan. Sifat fisik bahan

seperti dimensi, densitas, panas laten, panas jenis serta sifat termal yaitu

konduktivitas termal, difusivitas termal, dan emisivitas termal. Data sifat

fisik bahan juga sangat diperlukan dalam operasi pada industri pengolahan

pangan guna pengembangan model termal untuk mendapatkan hasil yang

akurat serta memprediksi atau mengontrol panas dalam bahan makanan

selama proses pengolahan (Jassin, 2010).

Panas psesifik bahan meningkat dengan semakin besarnya

diameter butiran atau luas permukaan bahan. Kondisi ini disebabkan

karena semakin besar diameter, maka semakin banyak udara yang

terkandung pada bahan. Kondisi ini cukup beralasan karena panas jenis


6/8

udara jauh lebih besar dibandingkan panas spesifik bahan

(Siswantoro, 2008)

Untuk kalor dan panas spesifik juga dapat ditentukan efisiensi

energy yang dibutuhkan. Semakin besar nilai efisiensi maka banyak energi

yang diserap oleh bahan sehingga menghemat penggunaan energi. Ini

berarti biaya produksi dapat ditekan. Semakin kecil efisiensi panas maka

semakin banyak energi yang menghilang, berarti pemborosan energi dan

memperbesar biaya produksi suatu usaha. Faktor-faktor yang

mempengaruhi efisiensi adalah massa bahan, besarnya kalor spesifik

bahan dan besarnya perubahan suhu yang terjadi (Fathina, 2013).

III.Metodea. Alat dan Bahan

1. Kalorimeter 1 unit2. Thermometer3. Alat pencatat4. Pengukur waktu5. Timbangan6. Kompor listrik7. Air murni8. Bahan hasil pertanian (kopi dan tepung beras)9. Pengaduk10.Penjepit


7/8

b. Cara Kerja1. Penentuan Panas Spesifik Bahan

Kalorimetri ditimbang (a gram) dan dicatat suhunya (T1)

Air murni ditimbang (b gram) dan dicatat suhunya (T2),kemudian

dimasukkan ke dalam kalorimeter.

Tepung beras dipanaskan hingga merata sampai suhu 80 oC

Tepung beras ditimbang sebesar 25 gr

Tepung beras yang sudah dipanaskan ditimbang (c gram),

kemudian bahan dimasukkan ke dalam kalorimeter.

Campuran bahan hasil pertanian diaduk secara perlahan dan dicatat

suhu akhir cam uran T4

Hitung panas yang diterima oleh kalorimeter

Hitung panas yang diberikan oleh bahan

Hitung panas yang diterima oleh air

Hitung panas spesifik bahan


8/8

2. Penentuan efisiensi menggunakan panas kopi

Ditimbang air murni 100 g dan dicatat suhunya (T1).

Hitung jumlah kebutuhan panas bahan, jumlah panas yangdiberikan

dan efisiensi emanasan.

Ditimbang kopi 25 g dan dimasukkan ke dalam air murni, diaduk

hin a merata dan catat suhun a T2 .

Dipanaskan sampai dengan suhu 80 oC

Waktu yang diperlukan untuk pemanasan dicatat

penentuan panas spesifik bahan

Documents