BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat sektor pertanian sedang dalam
masa panen, bahan hasil pertanian yang diperoleh bisa berjumlah sangat banyak. Bahan
hasil pertanian sebelum dikonsumsi ataupun diolah lebih lanjut harus
dipindahkan dari sawah ke tempat penyimpanannya. Untuk memindahkan bahan hasil
pertanian tersebut petani harus menggunakan alat yang menghemat tenaga dan
efisien. Saat dibawa ke tempat penyimpanan hasil panen tentunya harus dibawa
dengan jumlah yang tidak sedikti agar cepat dan tidak menghabiskan waktu yang
banyak. Hasil panen yang diangkut dengan alat maupun dipikul akan mengalami
gesekan, getaran dan benturan yang dapat menyebabkan kerusakan mekanis pada
bahan. Tingkat elastisitas bahan hasil pertanian sangat bervariasi. Tingkat
elastisitas ini akan mempengaruhi seberapa kuat hasil panen bertahan dari
kerusakan akibat perlakuan yang diperolehnya. Oleh karena itu, kita perlu
melakukan praktikum mengenai pengukuran elastisitas bahan hasil pertanian.
1.2 Tujuan Praktikum
Praktikum ini dilakukan dengan tujuan
untuk mengetahui cara pengukuran elastisitas bahan hasil pertanian.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Elastisitas
Hampir semua bahan memiliki sifat
elastisitas (elasticity). Sifat
elastis atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali kebentuk
awalnya setelah gaya luar yang diberikan pada benda tersebut hilang. Sedangkan,
benda yang plastis adalah benda yang tidak kembali kebentuk semula saat gaya
dilepaskan (Giancoli, 2001).
Apabila gaya luar
menghasilkan perubahan bentuk (deformation)
tidak memiliki batas tertentu, maka perubahan bentuk hilang sesudah gaya
dilepas. Benda dianggap mengalami gaya luar benar-benar elastis sempurna (perfectly elastic), yaitu benda kembali
kebentuk semula secara utuh setelah gaya dilepas. Zat dari benda elastis
dianggap homogen dan terbagi merata diseluruh volumenya sehingga meskipun suatu
elemen kecil dipotong dari benda, elemen tersebut masih memiliki sifat fisik
tertentu yang sama seperti benda itu sendiri. Sebagian besar benda isotropik,
sifat elastisnya dianggap sama ke semua arah. Pada suatu sifat elastis terdapat
regangan dan tegangan (Sebayang, 1986).
2.2. Pengertian Tegangan
dan Regangan
Tegangan (stress) adalah gaya pendeformasi
persatuan luas menghasilkan regangan (strain)
yang merupakan deformasi satuan. Tegangan didefinisikan sebagai (F/A) hasil bagi antara gaya F yang dialami kawat
dengan luas penampang A atau bisa juga didefinisikan sebagai gaya persatuan
luas. Regangan atau deformasi satuan merupakan besaran yang tidak berdimensi.
Regangan didefinisikan sebagai (∆L/Lo) hasil bagi antara pertambahan panjang ∆L
dengan panjang awalnya Lo atau perbandingan perubahan panjang dengan panjang
awalnya. Ekspresi hubungan antara keduanya dikenal dengan elastisitas modulus atau modulus
Young yang berfungsi untuk
menyatakan kekuatan bahan (Walker, 2008).
2.3. Karakteristik Mekanis
Hukum Hooke tentang modulus elastis (Modulus Young) diterapkan pada daerah
linier elastis. Bila muatan tekanan berlebihan maka bahan akan kembali ke
bentuk asal, bila bahan diregangkan hingga mendekati batas elastis hanya
sebagian yang kembali ke keadaan aslinya dan menjadi bentuk permanen. Pada
daerah elastis jika beban diberikan berupa gaya tarik maka bahan akan bertambah
panjang dan jika berupa gaya tekan maka bahan menjadi lebih pendek. Jika gaya
ditiadakan maka bahan akan kembali ke bentuk semula. Pada daerah plastis,
terjadi perubahan struktur yang permanen yang diikuti dengan patah statis. Pada
deformasi elastis, regangan (strain)
sebanding dengan tegangan (stress)
(Sahara, 2010).
2.4. Kerusakan Mekanis Bahan
Pangan
Kerusakan mekanis terjadi akibat benturan-benturan
mekanis yang dapat terjadi selama pemanenan, pengolahan, pengangkutan serta
pemanasan, antara bahan pangan dan alat panen atau alat pengangkut, atau antara
bahan pangan dan wadah pengolah. Kerusakan yang timbul antara lain
memar (akibat benturan, tertindih atau tertekan), gepeng, retak, pecah, sobek
atau terpotong, dan lain-lain. Bahan pangan yang mudah mengalami
kerusakan mekanis adalah buah-buahan (terutama yang berkulit lunak), sayuran
terutama sayuran buah (tomat, timun), telur dan umbi-umbian (Lukman, 2013).
Kerusakan
mekanis disebabkan adanya benturan-benturan mekanis. Kerusakan ini terjadi pada benturan antar bahan, waktu dipanen dengan alat,
selama pengangkutan (tertindih atau tertekan) maupun terjatuh. Kerusakan ini juga bisa terjadi akibat kecerobohan dalam proses pemanenan
maupun serangan dari hama penyakit tanaman. Kerusakan mekanis dapat mengakibatkan memar pada permukaan kulit
dan jaringan pangan dan memicu kerusakan lebih lanjut akibat tumbuhnya
mikroorganisme (Ismanilda, 2011).
Kerusakan pangan adalah setiap perubahan
sifat-sifat fisik, kimiawi, atau sensorik/organoleptik yang ditolak oleh
konsumen pada bahan pangan yang masih segar maupun yang telah
diolah. Jika terjadi perubahan pada bahan makanan sehingga nilainya
menurun, maka dinyatakan makanan tersebut telah rusak atau
membusuk. Perubahan yang nyata terlihat dari perubahan sensorik
(penampakan, konsistensi, bau dan rasa), sehingga konsumen menolak (Sinell, 1992).
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini
dilaksanakan pada hari Minggu, 15 Desember 2013 di Laboratorium
Teknik Bioproses Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas
Mataram.
3.2. Alat dan Bahan Praktikum
3.2.1. Alat-alat Praktikum
Adapun alat-alat yang digunakan pada
praktikum ini adalah satu jangka sorong, gelas ukur, timbangan digital, beban
500 gram, 1000 gram dan 1500 gram serta alat ukur elastisitas bahan.
3.2.2. Bahan-bahan Praktikum
Bahan-bahan yang
digunakan pada praktikum ini adalah buah pear, buah mangga apel, buah jeruk,
buah apel dan air 500 ml.
3.3. Prosedur Kerja
Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum
adalah sebagai berikut:
1. Ditimbang masing-masing buah dengan
timbangan digital.
2. Diukur diameter masing-masing buah secara
vertikal dan horizontal dengan menggunakan jangka sorong.
3.
Diukur volume masing-masing buah dengan meletakkannya
dalam gelas ukur yang sudah diisi air.
4. Diambil alat untuk mengukur elastisitas
dan diletakkan masing-masing buah di bawahnya.
5. Diberi beban di atas masing-masing buah.
6. Diukur devikasi masing-masing buah secara
vertikal dan horizontal.
7. Dicatat devikasi yang terjadi untuk setiap
penambahan beban.
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel 1. Hasil Pengamatan Pengukuran Elastisitas Bahan Hasil Pertanian
|
No.
|
Bahan
|
Massa (gr)
|
Volume
(ml)
|
Diameter
(cm)
|
Devikasi
(mm)
|
||||||
|
V
|
H
|
500 gr
|
1000 gr
|
1500 gr
|
|||||||
|
V
|
H
|
V
|
H
|
V
|
H
|
||||||
|
1.
2.
3.
4.
|
Jeruk
Apel
Pear
Mangga
|
149,27
189,86
167,68
218,9
|
140
190
160
200
|
5,47
6,65
7,67
6,04
|
6,77
7,24
6,20
7,76
|
0,27
0,00
0,01
0,07
|
0,58
0,08
0,00
0,03
|
0,96
0,00
0,02
0,16
|
1,26
0,06
0,12
0,34
|
1,34
0,21
0,13
0,28
|
1,43
0,05
0,35
0,17
|
Tabel 2. Hasil
Pengamatan Konversi Data Elastisitas Bahan
|
No.
|
Bahan
|
Massa
(lb)
|
Volume
(in3)
|
Diameter
(in)
|
|
|
V
|
H
|
||||
|
1.
2.
3.
4.
|
Jeruk
Apel
Pear
Mangga
|
0,2814
0,4186
0,0343
0,4825
|
55,188
74,803
62,992
78,74
|
2,153
2,618
3,022
2,378
|
2,665
2,8054
2,4409
3,0551
|
Tabel 3. Hasil
Pengamatan Konversi Data Devikasi
|
Konversi Data Defikasi (in)
|
|||||||
|
No.
|
Bahan
|
500 gr
|
1000 gr
|
1500 gr
|
|||
|
V
|
H
|
V
|
H
|
V
|
H
|
||
|
1.
2.
3.
4.
|
Jeruk
Mangga
Pear
Apel
|
0,01
0,00275
0,00039
0
|
0,022
0,0012
0
0,0315
|
0,037
0,0062
0,00078
0
|
0,049
0,0133
0,00047
0,0132
|
0,052
0,011
0,00512
0,0083
|
0,042
0,0069
0,0017
0,0019
|
BAB V
PEMBAHASAN
Elastisitas
adalah sifat benda atau bahan yang dapat kembali ke bentuk semula. Terdapat dua
macam benda berdasarkan sifat elastisitasnya, yaitu benda elastis dan benda
plastis. Benda elastis adalah yang
benda yang dapat kembali ke bentuk semula jika gaya luar yang diberikan pada
benda dilepaskan, contohnya karet. Sementara itu, benda plastis adalah benda
yang tidak dapat kembali ke bentuk semula jika diberikan gaya meskipun gaya
tersebut telah dihilangkan, contohnya plastisin dan tanah liat.
Percobaan dalam praktikum ini dilakukan pengukuran terhadap bahan hasil pertanian yaitu
buah jeruk, apel, pear dan mangga. Buah-buah tersebut diukur massa, volume,
diameter (vertikal dan horizontal) dan devikasinya setiap terjadi penambahan
beban. Kemudian dihitung nilai radius
dibawah kompresi, regangan, elastisitas, dan frekuensi natural setiap buah. Berdasarkan hasil pengamatan dan perhitungan,
diketahui bahwa masing-masing buah mengalami perubahan diameter vertikal dan
horizontal setelah diberi beban (devikasi), baik beban 500 gram, 1000 gram dan 1500
gram. Setelah dihitung secara
vertikal dan horizontal, buah yang
memiliki nilai radius di bawah kompresi paling besar adalah pear yaitu 0,8815
in. Regangan buah yang bernilai paling besar adalah buah pear yaitu 1,7199 in. Sedangkan elastisitas buah yang paling
tinggi adalah mangga yaitu 2452,7140 lb/in2s2. Nilai frekuensi natural yang paling besar
dimiliki oleh buah pear yaitu 7727808,802.
Dengan mengetahui nilai elastisitas
masing-masing buah maka dapat ditentukan cara untuk menangani buah, sehingga
dapat mengurangi resiko kerusakan mekanis pada buah tersebut. Semakin
tinggi daya tahan buah terhadap berat yang diberikan, maka semakin tinggi juga
nilai elastisitas buah. Jika berat yang diberikan lebih tinggi daripada daya
tahan buah maka buah akan mengalami kerusakan mekanis, misalnya buah menjadi
memar, penyok atau bahkan hancur.
Pengetahuan tentang elastisitas bahan hasil
pertanian khususnya buah-buahan sangat diperlukan dalam teknik pengemasan buah.
Teknik pengemasan harus disesuaikan dengan karakteristik buah, karena setiap
buah memiliki ketahahanan yang berbeda-beda terhadap benturan, tekanan dan
gesekan. Buah yang memiliki nilai elastisitas paling besar mampu menahan beban
lebih banyak, artinya saat dilakukan pengemasan buah tersebut bisa ditumpuk
dengan jumlah buah yang lebih banyak juga, sehingga tidak menghabiskan banyak kotak
atau kemasan lainnya. Mangga bisa dikemas dengan karung maupun keranjang dengan
tumpukan yang relatif banyak tanpa mengalami kerusakan, hal ini disebabkan
karena mangga memiliki serat-serat seperti rambut dalam daging buahnya. Serat
ini akan menahan benturan dan tekanan yang berpotensi merusak mangga. Sedangkan
cara pengemasan lainnya adalah dengan menggunakan kotak dengan menambahkan
gabus pada selah antarbuah untuk menghindari gesekan yang terjadi. Seperti buah
apel dan pear biasanya menggunakan plastik
untuk pengemasannya. Hal ini karena kulit kedua buah ini tidak terlalu
keras dan sensitif terhadap gesekan yang terjadi. Oleh karena itu, buah pear
dan apel tidak bisa ditumpuk terlalu banyak saat dilakukan pengemasan dan
pengangkutan. Pada buah jeruk, meskipun jeruk adalah buah yang sangat elastis
karena kandungan airnya yang banyak. Jeruk tidak boleh dikemas dengan tumpukan
yang banyak, namun harus dengan tumpukan yang kecil karena buah ini akan pecah dan rusak. Setiap
buah harus diperlakukan sesuai dengan karakteristik buah itu sendiri. Karena
setiap buah memiliki nilai alstisitas yang berbeda-beda saat disusun secara
horizontal atau vertikal.
Pengemasan buah yang baik dapat melindungi buah
dari kerusakan ,melindungi dari kerusakan mekanis (gesekan, tekanan, getaran),
melindungi buah dari pengaruh lingkungan temperatur, kelembaban, angin.
Pengemasan bisa melindungi dari kotoran/pencemaran, memudahkan penanganan,
meningkatkan pelayanan dalam pemasaran serta mengurangi/menekan biaya
transportasi.
Untuk akselerasi getaran pada bagian atas dari
buah selama transportasi tergantung pada beberapa faktor yaitu, kedalaman
truk container, kepadatan pengisian, tipe
sistem suspensi yang ada di truk, besarnya gaya getaran pada permukaan jalan dan karakteristik
getaran buah. Semua faktor tersebut akan mempengaruhi tingkat kerusakan yang
dialami buah saat pengangkutan.
Perhitungan frekuensi natural digunakan untuk simulasi
kondisi pengangkutan berdasarkan nilai elastisitas bahan yang diamati dalam
laboratorium. Tahap awal dalam menentukan frekuensi natural getaran pada kedalaman yang berbeda dapat
menggunakan tes kompresi melalui nilai elastisitas.
Pengangkutan umumnya diartikan sebagai
penyimpanan berjalan. Semua kondisi penyimpanan pada komoditas yang diangkut harus
diterapkan. Faktor pengangkutan yang
perlu diperhatikan adalah fasilitas angkutannya, jarak yang ditempuh atau lama
perjalanan, kondisi jalan dan kondisi lingkungan selama pengangkutan serta
perlakuan “bongkar-muat” yang diterapkan. Teknik pengemasan yang baik sangat
diperlukan dalam pengangkutan buah agar faktor pengerusak lain selain kerusakan
mekanis dapat dihindarkan. Faktor-faktor tersebut diantaranya serangan hama dan
penyakit setelah panen. Selain itu bahan kimia juga perlu diberikan pada buah yang
sedang diangkut.
Tujuan pemberian bahan kimia pada buah, antara
lain insektisida atau fungisida untuk mencegah serangan hama dan penyakit
setelah panen. Penyerap etilen (ethylene
absorber) untuk mengikat gas etilen yang timbul selama penyimpanan buah agar
pematangan buah dapat diperlambat.
Pemberian etilen untuk mempercepat pematangan atau untuk pemeraman.
Pemberian zat penghambat pertunasan untuk menekan tumbuhnya tunas. Pelilinan
untuk mengganti atau menambah lapisan lilin yang ada dipermukaan buah.
Pemberian kapur pada tangkai kubis (bekas potongan) untuk mencegah pembusukan.
Pemberian senyawa tertentu untuk warna yang lebih baik.
BAB VI
PENUTUP
6.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan maka dapat
ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1.
Elastisitas
adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang
diberikan terhadap benda tersebut dilepaskan.
2.
Buah yang memiliki nilai radius di bawah kompresi
paling besar adalah pear yaitu 0,8815 in.
Regangan paling besar adalah buah pear yaitu 1,7199 in. Elastisitas buah yang paling tinggi adalah mangga yaitu 2452,7140
lb/in2s2. Frekuensi natural yang paling besar dimiliki
oleh buah pear yaitu 7727808,802.
3.
Dengan
mengetahui nilai elastisitas masing-masing buah maka dapat ditentukan cara
untuk menangani buah, sehingga dapat mengurangi resiko kerusakan mekanis pada
buah tersebut.
4.
Setiap
jenis buah harus di tangani dengan perlakuan yang berbeda-beda, cara pengemasan
yang berbeda dan cara pengangkutan yang berbeda pula.
5.
Pemberian
bahan kimia pada buah adalah untuk meminimalisir terjadinya kerusakan pada buah
dan mengatur agar buah sesuai dengan kehendak yang diinginkan.
6.2 Saran
Saran penulis untuk
praktikum ini adalah agar pengetahuan dari praktikum ini dapat diaplikasikan
oleh petani agar bahan hasil pertanian dapat ditangani dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Akhirudin, T., 2008. Desain
Alat Destilasi Air Laut dengan Sumber Energi Tenaga Surya sebagai Alternatif
Penyediaan Air Bersih. IPB Press. Bogor
Alakali,
Joseph S., Sunday O. Eze, and Michael O. Ngadi., 2012. Influence of Variety and Processing
Methods on Specific Heat Capacity of Crude Palm Oil. International Journal
of Chemical Engineering and Applications, Vol. 3 (5) : 300 – 302. McGill
University. Canada
Almatsier,
S., 2010. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Pustaka
Gramedia Utama. Jakarta
Anonim a, 2008. Modul Praktikum
Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman.
Purwokerto
Anonim a, 2008. Modul
Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto
Anonim b,
2013. Mekanika Fluida. http://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_fluida.
(Diakses pada tanggal 3 Desember 2013)
Anonim b, 2013. Mekanika fluida. http://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_fluida.
(Diakses pada tanggal 3 Desember 2013)
Anonim, 2007. Petunjuk Praktikum Satuan Operasi. Fakultas Pertanian. Universitas Mataram. Mataram
Anonim, 2012. Peralatan Pengecilan
Ukuran. http://agroindustrialis.blogspot.
com/2012/06/peralatan-pengecil-ukuran-size.html. (Diakses pada hari
Kamis, 19 desember 2013)
Arutanti, Osi dan
Mikrajuddin Abdullah, Khairurrijal, dan Hernawan Mahfudz. 2009. Penjernihan Air Dari Pencemar Organik dengan
Proses Fotokatalis pada Permukaan Titanium Dioksida (TiO2) . Jurnal
Nanosains & Nanoteknologi ISSN 1979-0880
Budiarti, Akhmad. 2009., Teknologi Sederhana. Erlangga. Jakarta
Choirunnisa, F., 2009. Dasar-Dasar Keteknikan Pengolahan.
Liberty. Yogyakarta
Fathi, 2013. Laporan Praktikum Mekanika Fluida. http://binderismine. blogspot.com/2013/01/laporan-praktikum-mekanika-fluida.html.
(Diakses pada tanggal 3 Desember 2013)
Fathi, 2013. Laporan Praktikum
Mekanika Fluida. http://binderismine. blogspot.com/2013/01/laporan-praktikum-mekanika-fluida.html.
(Diakses pada tanggal 3 Desember 2013)
Giancoly,
D.C., 2001. Fisika Jilid 1(Terjemahan).
Erlangga. Jakarta
Gibbs, K. 2008. Advanced
Physics. Cambridge University Press. New York
Intan, Sunita., 2013. Filtrasi Air Limbah. http://sunitaintan.blogspot.com/
2013/01/filtrasi-air-limbah.html. (Diakses pada hari Rabu 11
Desember 2013)
Ismanilda. A.,
2011. Ilmu Pangan Lanjut. Liberty.
Yogyakarta
Jennes, 2005. Teori dan
Prosedur mutu susu. Jilid 1. Liberty.Yogya
Juliastuti, E., 2002. Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta
Karmana, O., 2009. Pengantar Fisika Teknik. Rhineka Cipta. Jakarta
Lukman, D.,
2013. Kerusakan Pangan. http://higiene-pangan.blogspot.com/2013/
07/kerusakan-pangan.html. (Diakses pada hari Selasa, 17 Desember
2013)
Munson and Young., 2009. Fundamentals
of Fluids Mechanics, ed. 4. Erlangga. Jakarta
Munson and Young., 2009. Fundamentals
of Fluids Mechanics, ed. 4. Erlangga. Jakarta
Nabawiyah,
Khilfatin & Ahmad Abtokhi., 2010. Penentuan Nilai Kalor dengan Bahan Bakar
Kayu Sesudah Pengeringan serta Hubungannya dengan Nilai Porositas Zat
Padat. Jurnal Neutrino, Vol.3 (1) : 13 – 20. UIN Maulana Malik Ibrahim. Malang
Nurmaed, Im., 2012. Laporan
Praktikum Destilasi. http://imnurmaed.blogspot.com/
2012/12/laporan-rktikum-destilasi.html. (Diakses pada hari Rabu 11
Desember 2013)
Oliveira,
J. M., Lessio, B. C., Morgante, C. M., Santos, M. M. and Augusto, P. E. D.
2012. Specific Heat (Cp) Of Tropical
Fruits: Cajá, Cashew Apple, Cocoa, Kiwi, Pitanga, Soursop Fruit And Yellow
Melon. International Food Research Journal 19 (3) : 811-814. Unicamp. Brazil
Petrucci
Pauliza, O., 2008. Fisika Kelompok Teknologi. Grafindo
Media Pratama. Jakarta
Purwanto, B., 2009. Fisika Dasar 1. Liberty. Yogyakarta
Sahara, Z.,
2010. Sifat Reologi Bahan Pangan.
Andi Offset. Yogyakarta
Saloko, S., 1997. Petunjuk Praktikum Satuan Operasi. Fakultas
Pertanian Universitas Mataram. Mataram
Sebayang, D.,
1986. Teori Elastisitas. Erlangga.
Jakarta
Setyaningsih,
D., 2011. Teknologi Isolasi Minyak Atsiri. Liberty. Yogyakarta
Sinell,
HJ., 1992. Einführung
in Die Lebensmittel Hygiene 3. Überarbeitete
Auflage. Verlag Paul Parley. Berlin
Sudiana. P., 2005. Dasar-Dasar Fisika. Binaputra Aksara.
Jakarta
Sugiharto, 1987. Gelombang dan Medan. Departemen Pendidikan
dan Kebudayaan. Jakarta
Supardi, N. I., 2007. Pengecilan Ukuran Produk Pertanian. Andi Offset. Yogyakarta
Sutrisno,
E.T., 2010. Penuntun Praktikum Kimia Dasar. Universitas Pasundan Press.
Bandung
Syarief, R., 1998. Pengetahuan
Bahan Industri Pertanian. Mediatama Sarana Prakasa. Jakarta
Tandra, 2011. Laporan Praktikum Konversi Satuan. http://rianrtandra.
wordpress.com/2011/10/20/laporan-praktikum-satuan-operasi-i-konversi-satuan.html.
(Diakses pada hari Minggu, 22 Desember 2013)
Utami, Isni.,
2009. Mekanika Fluida.
www.lontar.ui.ac.id (Diakses pada tanggal 3 Desember 2013)
Walker, J.,
2008. Dasar-Dasar Fisika (Terjemahan).
Binaputra Aksara. Jakarta
No comments:
Post a Comment