VI. Objek 6 (SIFAT HIDRODINAMIS PRODUK PERTANIAN)
2.6.1 Tujuan dan Manfaat
2.6.1.1 Tujuan
1. Melihat
pengaruh fluida (air) untuk pemisahan produk
2.
Menentukan nilai rendemen produk
3. Menentukan
nilai terminal velocity
2.6.1.2 Manfaat
1. Mengetahui
metoda pemisahan produk pertanian menggunakan sifat pada fluida (air)
2. Secara
mandiri dapat membersihkan produk pertanian.
3. Mampu
mengaplikasikan sifat hidrodinamis produk pertanian.
2.6.2 Tinjauan Pustaka
Bahan – bahan produk hasil pertanian punya kandungan air
pada setiap bahan –
bahannya. Kadar air memepengaruhi sifat – sifat produk pertaian tersebut,
semakin besaranya kadar air suatu bahan produk pertanian, maka akan semakin
lembut dan berair bahan produk pertanian tersebut, dan begitu pula jika kadar
air suatu bahan produk pertanian semakin kecil maka bahan produk pertnian itu
juga akan semakin keras dan kering.
Sehingga pengolahan dan treatment yang di lakukan juga akan sangat berbeda dan
treatment yang dilakukan haruslah sesuai satu dengan yang lainnya.
Fluida (air) sering digunakan
sebagai medium dalam penanganan hasil – hasil pertanian, seperti trnsportasi,
pemisahan, pengeringan, dan lain sebgaianya. Bila densitas suatu partikel
semakin besar daripada densitas fluida, maka partikkel tersebut akan bergerak
naik ke permukaan fluida. Atau partikel berada dalam keadaan mengapung. Dan
begitu juga sebaliknya, apabila suatu partikel memiliki densitas yang lebih
besar daripada densitas fluida, maka partikel tersebut akan berada dalam
keadaan teenggelam, atau beggerak ke dalam atau dasar dari fluida. Ketika
aliran air digunakan untuk memisahkan produk biji- biian dengan kotoran maka
diperlukan pengetahuan tentang kecepatan terminal dari partikel - partikel yang
akan dipisahkan. Tujuannya untuk mengetahui jumlah air yang baik untuk
pemisahan biji- bijian dari benda asing. Dengan pengulasan tersebut, jelas
bahwa kecepatan termial telah digunakan sebgai karakteristik aerodinamik dan
hidrodinamik yang penting dari meterial – material dalam penerapan sebagai alat
pengangkutan dan pemisahan bahan - bahan asing dari produk yang diinginkan.
Proses pemisahan
biji-bijian pada umumnya menggunakan prinsip perbedaan berat antara biji-bijian
tersebut dengan kotoran maupun benda lain yang akan di buang atau di pisahkan,
dimana tenaga yang digunakan adalah hembusan udara. Selain itu pemisahan biji-
bijian juga dapat dengan menggunaakan sortasi basah atau yang disebut dengan
proses perendaman bahan sehinga kotoran dan dan bahan yang tidak diperlukan
akan mengapung.
Dua metode cleaning
pada proses pengolahan pangan, yaitu dry
cleaning dan wet cleaning . dry claaning merupakan teknik
penghilangan partikel dan kontaminan tidak berguna dan tidak diperlukan dari
bahan pertanian dengan menggunakan udara sebagai alat pemisahnya. Sedangkan wet cleaning dilakukan dengan cara
melarutkan bahan kontaminan yang menempel pada bagian bahan produk pertanian
sehingga mudah untuk di hilangkan. Pemisahan berdasarkan spesiifik gravity umumnya digunakan untuk memisahkan biji yang
sudah masak (tua) dan yang belum masak (muda). Prinsip pemisahan adalah biji
leih berat daripada yang masih muda dan dapat diendapkan pada larutan tertentu.
Dari cultivular berbeda akan
menghasilakn spesifik gravity
berbeda.
Fluida (air dan
udara) seringkali digunakan sebagai medium dalam penanganan hasil-hasil
pertanian, seperti transportasi, pemisahan, pengeringan, dan lain sebagainya.
Bila densitas partikel akan bergerak ke bawah (tenggelam ke dalam fluida). Bila
densitas partikel lebih kecil dari densitas fluida, maka partikel akan bergerak
ke atas fluida (mengapung di permukaan fluida). Ketika aliran air digunakan
untuk memisahkan produk biji-bijian dengan kotoran, maka diperlakukan
pengetahuan tentang kecepatan terminal dari partikel-partikel yang akan
dipisahkan.
Proses ini
tujuannya untuk mengetahui jumlah air yang baik untuk pemisahan biji-bijian
dari benda asing. Dengan penjelasan tersebut, jelas bahwa kecepatan terminal telah
digunakan sebagai karateristik hidrodinamis dan aerodinamis yang penting dari
material-material dalam penerapan sebagai alat pengangkutan dan pemisahan
bahan-bahan asing dari produk yang diinginkan.
Proses pemisahan
biji-bijian pada umumnya menggunakan prinsip petbedaan berat antara biji-bijian
tersebut dengan kotoran maupun benda lan yang akan dibuang atau dipisahkan,
dimana tenaga yang digunakan adalah hembusan udara. Selain itu, pemisahan
biji-bijian juga dapat meggunakan sortasi basah atau yang diesbut dengan
perendaman bahan, sehingga kotoran pada bahan akan mengapung. Pembersihan
dengan hembusan udara akan optimal apabila hembusan udara yang digunakan sesuai
dengan kecepatan terminal (Terminal
Velocity) biji-bijian tersebut.
Ada dua metode
cleaniang pada proses pengilahan pangan, yaitu dry cleaning dan wet cleaning.
Dry cleaning adalah penghilangan
partikel yang tidak dikehendaki misalnya kerikil atau padatan yang lain.
Pemisahan dapat dilakukan menggunakan aliran udara pada kecepatan tertentu. Produk
yang mempunyai densitas yang lebih rendah akan terpindah dan kontaminan dan yag
densitasnya tinggi atau sebaliknya. Salah satu contoh adalah pemisahan daun
atau kulit dan bijian dengan menggunakan aliran udara. Semakin kering bahan
yang dipisahkan maka akan semakin mudah metode ini. Selain itu, kecepatan
aliran udara dan ukuran partikel juga mempengaruhi dry cleaning. Dry cleaning
meliputi penyaringan, (screening),
penyikatan, hembusan udara, menggosok, pemisahan secara magnetic, pengayakan,
abrasi elektrostatik, radio isotope, dan sinar x.
Wet
cleaning adalah dilakukan dengan cara melarutkan bahan
kotaminan yang menempatkan pada bahan sehingga mudah dihilangkan. Bahan
kotaminan tersebut adalah tanah, pasinsekta, pestisida, dan lain-lain. Wet cleaning membutuhkan air yang bebas
dari bakteri atau kontaminan yang lain adanya.
Wet
cleaning biasanya dilakukan dengan cara direndam ke dalam air
dengan waktu tertentu untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang menempel pda
bahan. Perlakuan ini biasanya dibantu dengan penggosokan secara hati-hati agar bahan tidak tergores.Metode wet cleaning terbagi atas beberapa
bentuk yaitu antara lain ,menggetarkan atau menggosok (soaking), menyemprot(spraying),
mengapungkan kontamin (floating),
pembersihan ultrasonic, menyaring (filtration),
mengendapkan (setting).
Selama proses
cleaning berlangsung hendaknya tahapan memmiliki efisiensi tinggi baik waktu
maupun tenaga, pengambilan kontamin sempurna seperti yang diinginkan, cara dan
peralatan sesuai dan memadai, aseptabilitas bahan tinggi sehingga terbebas dari
kontaminasi dan kerusakan bahan kecil.
Pemisahan
berdasarkan spesifik gravity umumnya
digunakan untuk memisahkan biji yang sudah masak atau tua dan yang belum masak
atau muda. Prinsip pemisahan adalah biji yang lebih berat dari pada yang muda
dan dapat diendapkan pada larutan tertentu, dari cultivar berbeda akan menghasilkan spesifik gravity berbeda.
Penanganan bahan
pertanian sering kali memanfaatkan sifat ketahanannya terhadap udara dan air.
Misalnya penanganan biji-bijian menggunakan elevator biji-bijian tipe konvesor
udara. Hal yang paling mudah terlihat, seperti kayu telah ditebang, dipindahkan
ke tempat lain dengan dialirkan ke sungai. Penanganan lain seperti, pemisahan
endosperma gandum dari sekamnya dengan menggunakan kipas udara berkecepatan
terntentu sehingga mampu menerbangkan sekam namun tidak menerbangkan endosperma
gandum. Benda yang berada dalam medium mengalir menerima gaya fiksi dan gaya
tekan yang diistilahkan dengan gaya hambat.
Mekanika fluida
dan hidrolika adalah bagian dari mekanika yang merupakan salah satu cabang ilmu
pengetahuan dasar bagi mahasiswa salah satu mahasiswa teknik. Mekanika fluida
dapat didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat dan
hukum-hukum yangberlaku serta prilaku fluida. Adapun hidrolika didefinisikan
sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat dan hukum-hukum yang
berlaku, serta perilaku cairan terutama air baik dalam keadaan diam maupun
bergerak.
Hidrolika
mempelajari gaya-gaya yang ada atau bekerja pada benda yang berada dalam
keadaan diam, keseimbangan gaya yang mengapung dan melayang dalam cairan, serta
keseimbangan relative.
Sedangkan
hidrodinamika mempelajari cairan dalam keadaan bergerak atau mengalir dalam
dimensi waktu (t) dan tiga dimensi tempat (x, y, z). Namun di dalam modul
mekanika fluida ini penambahan terbatas pada aliran tetap atau tidak berubah
arah aliran saja.
Viskositas atau
kekentalan dari suatu cairan adalah salah satu sifat cairan yang menentukan
besarnya perlawanan terhadap gaya geser. Viskositas terjadi terutama karena
adanya interaksi antara molekul-mlekul cairan.
Suatu cairan
dimana viskositas dinamikanya tidak tergantung pada temperaturnya dan tegangan
gesernya proposional ataupun mempunyai hubungan yang linear dengan gradient
kecepatan dinamakan suatu cairan newton.
Perilaku
viskositas dari cairan ini adalah menurut hokum newton untuk kekentalan seperti
yang dinyatakan dalam rumus. Dengan demikian maka untuk cairan ini hubungan
grafika antara geser tegangan bergeser dan gradient kecepatan merupakan garis
lurus yang melalui titik pusat salib sumbu kemirigan garis tersebut adalah t
menunjukkan besarnya viskositas.
Cairan yang
perilaku viskositasnya tidak memenuhi rumus dinamakan cairan non newton. Cairan
non newton mempunyai tiga sub group yaitu diantaranya :
1. Cairan
dimana tegangan geser hanya tergantung pada gradient kecepatan saja, walaupun
hubungan antara tegangan geser dan gradient kecepatan tidak linear namun tidak
tergantung pada waktu setelah cairan bergeser.
2. Cairan
dimana tegangan geser tidak hanya tergantung pada cairan atau gradient
kecepatan tetapi tergantung pula pada waktu cairan menggeser atau pada kondisi
sebelum-sebelumnya.
3. Cairan
viskositas Cairan viskositas yang menunjukkan karakteristik dari zat-zat yang
padat elasitis dan cairan viskus.
Sifat hidronamis
mempunyai peran penting dalam pengangkutan bahan secara pneumatic atau
hidrolis, dalam pemisahan benda asing dan bahan-bahan yang tidak diperlukan.
Hidrodinamis melakukan pemisahan secara alami berdasarkan densitas atau daya
apung.
Rendemen
adalah persentase produk yang didapat dan membandingkan berat awal dengan berat
akhir bahannya. Sehingga dapat diketahui kehilangan beratnya pada proses
pengolahan. Selama proses cleaning
berlangsung hendaknya tahapan memiliki efisiensi yang tinggi.
Fluida
adalah zat yang mempunyai kemampuan berubah secara kontinu apabila mengalami
geseran ataupun mempunyai reaksi terhadap tegangan geseran sekecil apapun.
Fluida tidak mampu menahan gaya geser yang bekerja padanya dan oleh sebab itu
fluida mudah merubah bentuk tanpa pemisahan massa.
Kebersihan
sangat berpengaruh terhadap penampakan dari bahan dan hasil dari proses
pengolahan tersebut. Oleh karena itu, sebelum proses suatu bahan pangan harus
dibersihkan dari kotoran-kotoran dan bagian-bagian yang tidak diperlukan. Air
yang dperlukan untk pencucian hendaknya diperhatikan dan harus memiliki
persyaratan tertentu. Secara fisik air harus jernih, tidak berwarna, dan tidak
berbau. Secara kimiawi, air yang digunakan hendaknya tidak mengandung
senyawa-senyawa kimiawi yang berbahaya. Dilihat dari segi mikrobiologis, air
yang digunakan untuk mencuci harus bebas dari mikroorganisme yang menjadi wabah
penyakit.
2.6.3 Bahan dan Alat
2.6.3.1 Bahan
1. Kacang
hijau (1kg)
2. Kacang
kedelai (1kg)
2.6.3.2 Alat
1. Wadah
Plastik
2. Nampan
3. Timbangan
Digital
4. Saringan
Santan
2.6.4 Metoda
1. Siapkan
bahan dan alat
2. Ambil
sampel masing – masing bahan 100 gram
3. Masukan
air ke dalam wadah plasik
4. Masukan
bahan ke dalam wadah plastik
5. Lakuakan
pengamatan saat produk telah terpisah (antara yang tenggelam dan yang terapung)
6. Angkat
dan tiriskan produk yang terapung di atas air
7. Timbang
berat produk yang terapung (tidak layak)
8. Hitung
persentase rendemen produk hasil pemisahan berdasarkan persamaan berikut :
Rendemen : (m2/m1) x 100%
Dimana : m1 = Berat awal
m2 = Berat awal – berat produk yang tidak layak.
Terminal velocity terjadi
pada saat kecepatan gravitasi Fg sama dengan hambatan udara Fd. Secara harfiah
, terminal kecepatan tanpa memepertimbangkan daya apung efek di berikan oleh :
Vt = [(2mg) / (ρACd)] ^1/2
Dimana : Vt adalah kecepatan terminal,
m adalah massa dari benda jatuh
g adalah percepatan gravitasi (980 cm/s2)
Cd adalah koefisien drag
ρ adalah densitas fluida di mana benda yang jatuh
(1g/cm3)
A adalah daerah di proyeksikan objek.
2.6.5 Hasil dan Pembahasan
2.6.5.1. Hasil
Tabel 14. Penentuan Velocity
Bahan
|
m (g)
|
g (g/cm2)
|
ρ (g/cm3)
|
A (cm2)
|
Cd
|
Rumus
|
Vt
(m/s)
|
||||||
Kacang Kedelai
|
0,232
|
980
|
1
|
0,367
|
0,47
|
51,417
|
0,170
|
980
|
1
|
0,367
|
0,47
|
44,013
|
|
0,223
|
980
|
1
|
0,367
|
0,47
|
50,409
|
|
Kacang Tanah
|
0,060
|
980
|
1
|
0,168
|
0,47
|
38,829
|
0,081
|
980
|
1
|
0,168
|
0,47
|
45,115
|
|
0,078
|
980
|
1
|
0,168
|
0,47
|
44,272
|
Tabel
15. Data Perhitungan Rendemen
Bahan
|
M1
|
Mrusak
|
M2
|
rendemen
|
Kedelai
|
1000
|
3,724
|
996,276
|
99,62
|
Kacang hijau
|
1000
|
1,266
|
998,734
|
99,873
|
2.6.5.2. Pembahasan
Setelah pratikum objek 6 tentang
sifat hidrodinamis produk pertanian,didapatkan hasil dan data – data yang dapat
menunjukan pengaruh sifat hidrodinamis pada sifat produk pertanian. Objek yang
digunakan dalam praktikum ini yaitu kacang hijau dan kedelai masing-masing
memiliki massa 1000 gram.Data tersebut berhubungan dengan nilai rendemen atau
sisa atau bahan produk pertanian yang tidak di butuhkan. Data juga menunjukan
bahwa hubungan hidrodinamis dengan kecepatan terminal dapat terlihat setelah di
lakukan percobaan terhadap sampel.
Pengukuran Terminal velocity. Nilai dari massa
kedelai dengan masa kacang hijau menunjukan adanya perbedaan, dimana pada
kacang hijau memiliki nilai massa yang lebih kecil daripada nilai massa kacang
kedelai. Begitu juga dengan nilai GMD yang telah di selesaiakan dengan rumus
juga menunjukan perbedaan anatar kacang hijau dengan kacang kedelai, dimana
nilai GMD dari kacang hijau relatife lebih kecil dari pada nilai GMD kacang
hijau. Nilai masssa dan juga nilai GMD yang telah di dapati setelah di
selesaiakan dengan rumus tersebut mempengaruhi nilai dari terminal velocity dari
sampel atau bahan percobaan. Yang mengakibatakan terjadinya perbedaan nilai GMD
dan massa dari sampel pertama (kacang kedelai)
dengan GMD dan masssa sampel kedua (kacang hijau) adalah bentuk atau shape dari sampel tersebut. Dimana
sampel pertama (kacang kedelai) memeiliki bentuk bulat hampir sempurna dan
diameter yang lebih besar. Di bandingkan dengan sampel kedua (kacang hijau)
yang memiliki diameter yang lebih kecil. Hal ini telah dibuktikan dengan data
dari d mayor,minor, dan moderate masing - masing sampel.
Terminal
velocity dari kacang kedelai dan juga kacang hijau memiliki perbedaan yang
cukup bisa dibedakan. Perbedaan ini diakibatkan oleh berat (W = m.g) dari
kacang kedelai dan juga kacang hijau. Kacang kedelai memiliki massa yang lebih
besar, sehigga berat dari bahan juga besar. Sedangkan pada kacang hijau memiliki
berat yang lebih kecil dibandingkan dengan berat kacang kedelai karena massa
dari kacang hijau yang relative lebih
kecil. Selain dari berat bahan hal selanjutnya yang mengakibatkan perbedaan
nilai terminal velocity dari kacang
hijau dan juga kacang kedelai adalah A atau luas permukaan yang di proyeksikan
dari masing – masing bahan. Di mana setelah di lakukan dan diperoleh data –
data yang selanjutnya diolah menunjukan bahwa nilai A dari kacang kedelai lebih
besar daripada A kacang hijau. Kemudian ada satu hal lagi yang mempengaruhi dan menyebabkan
perbandingan nilai terminal velocity
dari sampel pertama (kacang kedelai) dengan sampel kedua (kacang hijau) yaitu
Cd (koefisien
drag). Koefisian drag dari kacang kedelai lebih besar daripada koefisien drag sampel kedua (kacang
hijau). Koefisien drag merupakan gaya
yang lurus pada bahan pertanian. Atau dengan kata lain gaya yang menahan (drag) sedangkan terminal velocity adalah kecepatan suatu biji jatuh bebas di mana
gaya tekan ke bawah sama dengan gaya tekan udara. Jadi apabila koefisien drag dari bahan tersebut lebih
kecil daripada terminal velocity maka
biji atau bahan tadi akan terbang atau terangkat dan begitu juga sebaliknya.
Setelah dilakukan pengamatan
terhadap sampel percobaan (kacang kedeai dan kacang hijau) yang setelah
direndam masing – masing. Dan di lakuakan pengamatan terhadap bahan yang
terapung dan yang terbenam sebelum akhirnya disaring dan hasil saringan
tersebut di butuhkan untuk pencarian rendemen dari bahan – bahan percobaan
tadi. Tujuan dari tidak di aduknya bahan dengan air namun langsung disaring
adalah agar dapat nilai dari bahan yang terbuang dalam satu kali percobaan
sortasi dengan air dan tidak di lakukan treatment
sehingga jelas mana yang langsung terangkat dan tidak atau tetap tinggal
bersama bahan. Rendemen merupakan persentase rata – rata dari kontaminan atau
bahan yang telah di eliminasi dari produk atau bahan utama. Rendemen di dapat
dari berat awal di bagi dengan berat awal di kurangi berat produk yang tidak
layak di kali seratus persen. Setelah di dapati rendemen dari sampel pertama
(kacang kedelai) dan sampel kedua (kacang hijau). Menunjukan hasil bahwa
rendemen dari sampel pertama (kacang kedelai) memiliki nilai persentase
rendemen yang lebih kecil daripada nilai rendemen sampel kedua (kacang hijau).
Persentase rendemen dari kacang kedelai lebih mendekati angka seratus persen
dari pada persentase rendemen kacang lainnya. Semakin mendekati angka 100% maka
kualitas dari kacang tersebut semakin baguss. Sehingga dari hasil tersebut di
katakan bahwa pada pemisahan yang dilakukan dengan merendam bahan percobaan ke
dalam media air, kacang kedelai lebih banyak di keluarakan atau dibersihkan
daripada kacang hijau. Karena nilai rendemen kacang hijau yang lebih mendekati angka seratus
persen daripada nilai persentase rendemen kacang kedelai.
Setelah semua percobaan tentang
sifat hidrodinamis produk pertanian telah selesai di laksanakan dan telah di
lakukan pengamatan dan telah di dapati hasil. Maka selanjutnya adalah penerapan
dari sifat hidrodinamis produk pertanian, terkhusus pada teknologi atau teknik
atau juga mekanisasi di bidang
pertanian. Aplikasi yang dapat di lakukan dari sifat hidrodinamis produk
pertanian adalah perancangan hooper.
Seelain itu juga dapat dilakukan peghitungan kadar air dari suatu bahan produk
pertanian, sehingga apabila telah diketahui kondisi dan kandungan air pada
bahan produk pertaian, maka dapat diketahui teknik pengolahan dan penyimpanan
yang cocok untuk bahan pertanian tersebut. Dan juga perancangan mesin lainnya.
Salah satu contoh mesin lainnya adalah mesin untuk mencuci dan menstrelilkan
bahan – bahan prtanian yang mana mesin ini telah diterapkan pada pabrikan yang
mengolah hasil – hasil pertanian. Selain itu contoh sederhananya adalah
pencucian beras yang sering kita lakukan juga merupakan aplikasi dari sifat
hidrodinamis produk – produk pertanian.
Adapun aplikasi
dari kegiatan praktikum objek enam mengenai sifat hidrodinamis produk pertanian
yaitu kita dapat merancang atau mendesign
sebuah alat yang dapat memisahkan atau menyortir produk pertanian dari partikel-partikel yang
tidak di inginkan. Selain itu juga dapat membantu dalam proses packing agar
produk pertanian tidak cepat rusak.Dapat menentukan kualitas bahan pertanian
dari nilai rendemen yang di dapatkan.selain itu kita mampu membuat alat yang
dapat memisahkan produk pertanian dengan partikel-partikel kotornya berdasarkan
berat jenis dan berat air yang di kandung.
2.6.6 Kesimpulan dan Saran
2.6.6.1 Kesimpulan
Nilai kecepatan terminal pada kacang kedelai dengan
kacang hijau menunjukan nilai berbeda. Terminal
velocity kacang kedelai lebih kecil dibanding nilai kecepatan terminal velocity pada kacang hijau. Hal
ini di sebabkan perbedaan GMD pada kedua bahan. Pada perhitungann nilai
rendemen kacang kedelai lebih mendekati angka seratus persen di banding kacang
hijau, sehingga kontaminan yang teruang
pada kacang kedelai lebih banyak.
Kak dapat Jurnal Dari mana
BalasHapus