PENDINGINAN BAHAN HASIL PERTANIAN HEWANI
A. PRINSIP
Pada suhu yang rendah mikroorganisme tidak dapat tumbuh atau tidak dapat berkembang dan reaksi-reaksi enzimatis enzimatis serta reaksi-reaksi kimiawi yang menyebabkan kerusakan atau pembusukan dapat dihambat
B. TUJUAN
1. Melakukan pendinginan dan pembekuan pada berbagai bahan pangan hewani
2. Menjelaskan sifat-sifat bahan pangan hewani dalam proses pendinginan dan pembekuan
3. Menjelaskan ciri-ciri dan penyebab kerusakan bahan pangan hewani akibat proses pendingian pembekuan
C. TINJUAN PUSTAKA
Yang menjadi dasar pada penggunaan suhu rendah ini adalah kenyataan pada suhu yang rendah mikroorganisme tidak dapat tumbuh atau tidak dapat berkembang dan reaksi-reaksi enzimatis serta reaksi-reaksi kimiawi yang menyebabkan kerusakan atau pembusukan dapat dihambat.
Meskipun suhu rendah dapat menghambat proses metabolisme mikroorganisme, namun hal ini tidaklah berarti bahwa suhu rendah dapat mematikan seluruh mikroorganisme .
Mikroorganisme ternyata lebih sering dapat mengatasi pengaruh dari suhu yang rendah daripada suhu yang tinggi. Temperatur -20oC s/d -30oC tidak mampu mematikan semua bakteri, meskipun semakin lama penyimpanan dengan suhu tersebut jumlah bakteri semakin berkurang. Tetapi apabila suhu dinaikan kembali maka jumlah bakteri akan meningkat kembali.
Bakteri yang termasuk golongan psikhrofil seperti Pseudmonas, Achromobacter, Alcaligenes dan Flavobacterium tumbuh baik pada suhu yang rendah. Batas dimana masih terjadi perkembangbiakan adalah antara -5oC s/d -8oC dan suhu terendah dimana dianggap perkembangbiakan masih ada adalah -10oC.
Bakteri penyebab keracunan pada makanan tidak akan tumbuh lagi pada suhu dibawah 3oC. Kematian bakteri ini ada hubungannya dengan proses pembentukan kristal-kristal es pada proses pembekuan dimana kristal es ini paling cepat terbentuk pada suhu -0,5oC s/d -3oC. Dengan terbentuknya kristal-kristal es maka sebagian besar daripada mikroorganisme ini tidak dapat melangsungkan kegiatan metabolisme secara sempurna. Proses kematian bakteri ini berlangsung paling cepat pada suhu -2oC s/d -5oC, sedangkan pada suhu -20oC hal ini akan berlangsung lebih lambat.
Golongan khamir masih dapat berkembangbiak pada suhu -2,5oC s/d -10oC dan batasnya adalah -12oC. sedangkan golongan jamur seperti Penicillium, Rhizopus, Mucor, dan Fusarium masih dapat berkembangbiak pada suhu antara -5oC s/d -10oC.
Jumlah mikroorganisme yang terdapat pada produk yang didinginkan atau yang dibekukan sangat tergantung pada penanganan atau perlakuan-perlakuan yang diberikan sebelum produk itu didinginkan atau dibekukan perlu mendapat perlakuan-perlakuan pendahuluan seperti pembersihan, steriliasi, blansing, sehingga mikroorganisme yang terdapat padanya dapat sedikit berkurang atau sedikit terganggu keseimbangan metabolismenya.
Pendinginan dapat memperlambat kecepatan reaksi-reaksi metabolisme, dimana setiap penurunan 8oC kecepatan reaksi akan berkurang menjadi kira-kira setengahnya. Pada suhu penyimpanan yang rendah laju respirasi (pernafasan) akan diperlambat, artinya produk-produk metabolisme yang terbentuk akan berkurang, dan panas yang dilepaskan juga akan lebih sedikit, sedang pada suhu penyimpanan yang lebih tinggi akan terjadi pengaktifan pernafasan dan pembentukan panas yang lebih banyak.
Antara proses pernafasan dan suhu penyimpanan ternyata ada suatu korelasi atau hubungan yang tertentu.
Pada puncaknya yaitu pada suhu antara 35os/d 40oC tampak pemakaian O2 atau produksi CO2 sebagai hasil proses pernafasan adalah maksimal. Jika suhu diturunkan maka proses-proses tersebut akan berlangsung lebih lambat.
Berikut laju pernafasan berbagai jenis buah-buahandan sayuran pada berbagai suhu penyimpanan.
BAHAN MAKANAN SUHU oC mg CO2 per kg produk per jam
Kentang 10 5
Apel 0
4
10 3,4
7,2
26,5
Pisang 12,2
15
25 10-40
20-70
50-150
Jeruk 0
4,5
10 2,6
3,7
10,5
Pengawetan bahan pangan dengan menggunakan suhu rendah seperti telah disebutkan di atas dapat dibedakan atas :
Pendinginan (Cooling)
pada cara ini suhu yang digunakan lebih tinggi dari titik beku bahan makanannya. Pada umumnya suhu yang digunakan adalah antara -1oC s/d 4oC, pada proses tersebut petumbuhan bakteri dan berlangsungnnya proses biokimia akan terhambat.
Pembekuan (Freezing)
pada cara ini suhu yang digunakan adalah lebih rendah daripada titik beku bahan makanan. Suhu yang digunakan pada umumnya adalah sama atau lebih rendah dari -18oC, karena pada suhu antara -10oC s/d -12oC ternyata bahan makanan kurang tahan lama. Pembekuan yang baik biasanya dilakukan pada suhu antara -12oC s/d 24oC, sedangkan pembekuan cepat (Quick Freezing) dilakukan pada suhu -24oC s/d -40oC. Dengan pembekuan, bahan akan tahan sampai beberapa bulan, bahkan kadang-kadang sampai beberapa tahun.
Berikut ketahanan dari berbagai jenis bahan pangan dalam bermacam-macam suhu (dalam bulan).
BAHAN PANGAN SUHU
24oC -18oC -12oC
Kol kembang 18-20 12-14 5-6
Jagung (lengkap) 12-14 8-10 4-6
Butir jagung 36 24 12
Ikan berlemak 8-10 5-6 3-4
Ikan tak berlemak 12-14 9-10 5
Sari jeruk 12-14 10-12 4-6
Bayam 18 12-14 5-7
Sumber : Brgstrom (1971)
Proses pendinginan dan pembekuan bahan pangan dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu :
• Pembekuan dengan penghembusan air dingin (Air Blast Freezing), sebagai media pendingin digunakan udata dingin yang mempunyai suhu antara -30oC s/d -40oC. Udara dingin disirkulasikan dengan cepat di atas bahan yang didinginkan.
• Pembekuan kontak atau pelat (Contact Freezing atau Plate Frezing), Produk yang berbentuk pasta dan yang berbutir-butir tidak dapat dibekukan dengan cara ini
• Pembekuan setengah kontak (Half Contact Freezing), dalam cara ini, udara disirkulasikan di atas plat tumpukan pada produk pada plat metal. System ini sangat mahal dan rendemennya kurang memuaskan karena ditiadakannya tekanan diatas produk tadi, maka penghantaran suhu dingin tadi menjadi kurang efisien
• Pembekuan Imersi (Immersion Freezing), dalam cara ini produk dicelupkan dalam media pendingin atau produk disemprot dengan medium pendingin. Jadi jarak antara bahan pendingin dengan produk yang didinginkan adalah kecil sekali, serta suhu pendinginnya mendekati suhu pembekuan.
• Imersi dengan cairan Kryogenik (Immersion with cryogenic liquid), cara ini merupakan modifikasi dari cara pendinginan imersi, dalam cara ini bahan makanan dicelupkan kedalam larutan kryogenik, yaitu larutan dari gas-gas yang dicairkan, seperti, nitrogen cair (196oC atau 320oF), CO2 cair (-145oC atau -88oF), dan Freon -12 (-22oF atau 30oC)
• Fluidiezed Bed Freezing, cara ini masih termasuk dalam Air Blast Freezing, tapi dilengkapi dengan system khusus. Pada alat ini udara dingin dihembuskan melalui suatu rooster daripada kawat yang menyangga dan mengangkut produknya
• Pembekuan kontak tidak langsung (Indirect Contact freezing), cara ini digunakan untuk membekukan bahan makanan yang berbentuk cairan atau bubur (pure). Pada cara ini proses pembekuan tidak dilakukan dengan sempurna dan berlangsung dengan cepat (hanya beberapa detik)
Pada penggunaan suhu rendah sebagai salah satu cara pengawetan, berikut faktor-faktor berikut adalah sangat menentukan :
a. Suhu, yang perlu diperhatikan dari faktor suhu ini adalah :
• Suhu yang digunakan : suhu yang digunakan untuk mendinginkan setiap bahan makanan berbeda-beda tergantung kepada kandungan air daripada bahan makanan tersebut.
Berikut tabel suhu pendinginan dan kadar air dari berbagai bahan makanan
BAHAN MAKANAN SUHU PENDINGINANoC KADAR AIR %
Ikan -0,6 s/d -2,0 75-85
Air susu 0,6 87,5
Apel -2,0 84,1
Pisang -2,2 74,8
Sumber : Borgstrom (1971)
• Suhu penyimpanan : penyimpanan selalu menimbulkan penurunan kualitas, yang pada suhu penyimpanan tinggi, hal ini akan berlangsung lebih cepat daripada suhu yang rendah.
b. Kualitas bahan mentahnya, bahan makanan yang akan diawetkan (dengan berbagai cara) sebaiknya adalah bahan makanan yang berkualitas baik. Bahan makanan yang telah rusak atau cacat mungkin sudah terkontaminasi oleh mikroorganisme. Untuk buah-buahan, derajat kematangan pada saat dipetik merupakan faktor yang sangat penting untuk menentukan kualitas bahan sebelum dan sesudah disimpan pada suhu rendah.
c. Kelembaban, kelembaban tempat penyimpanan suhu rendah besar artinya dalam mengurangi dan mencegah pembusukan yang disebabkan oleh serangan mikrorganisme.
d. Aliran udara yang optimum, distribusi udara yang cukup memadai akan menjamin terdapatnya suhu yang merata (uniform) di seluruh tempat pendingin dan akan mencegah terjadinya pengumpulan uap air setempat (local).
Pemakaian suhu rendah untuk mengawetkan bahan pangan tanpa mengindahkan syarat-syarat yang diperlukan oleh masing-masing bahan pangan dapat mengakibatkan kerusakan-kerusakan, yaitu :
Kerusakan oleh suhu rendah (Chilling Injury)
Chilling injury ada berbagai macam dan faktor penyebabnya berbeda-beda, yaitu :
• Daya tahan dinding sel
Pendinginan dapat menurunkan daya tahan dinding sel terhadap serangan mikroorganisme, hingga bila terdapat luka atau cacat sedikitpun maka luka akan cepat sekali menjalar ke bagian-bagian yang lain.
• Perubahan warna (Discoloration)
Perubahan warna dapat terjadi pada bagian luar atupun bagian dalam bahan pangan berkisar antara coklat dan hitam. Perubahan warna akan cepar terlihat setelah bahan makanan tersebut dikeluarkan dari alat pendingin, sedangkan pewarnaan di dalam jaringan buah dapat dilihat jika buah tersebut dipotong.
• Burik-burik bopeng (pitting)
Kerusakan jenis ini disebabkan oleh derajat kelembaban udara yang rendah di sekitar produk yang didinginkan. Sebagai akibat terjadi pengeringan dalam penyimpanan dingin, maka sel-sel cidera dan jaringan pun akan tampak cekung serta transparan. Hal ini dapat dicegah dengan mengatur kelembaban cukup tinggi.
• Pertukaran bau dan aroma
Di dalam ruang pendingin di mana disimpan lebih dari satu macam produk atau komoditi, maka kemungkinan terjadinya pertukaran bau dan aroma sangat besar.
Berbagai kerusakan yang terjadi pada buah-buahan dan sayutran bila disimpan di bawah suhu penyimpanan terbaik.
BAHAN PANGAN SUHU PENYIMPANAN TERBAIK C KERUSAKAN YANG TERJADI
Buah-buahan
Apel
Jeruk
Mangga
Pisang
1-2
2-3
10
13,5
Coklat bagian dalam, lunak pecah
Kulit tidak beraturan
Bagian dalam berwarna pucat
Berwarna gelap jika masak
Sayur-sayuran
Buncis
Kentang
Kol
Tomat matang
7,5-10
4,5
0
10
Bopeng, lembek, kemerah-merahan
Bopeng, lembek, busuk
Garis-garis coklat pada tangkainya
Pecah
Sumber : Borgstrom (1971)
• kerusakan oleh bahan pendingin (refrigerant)
ammonia adalah salah satu jenis refrigerant yang umum dipakai dalam pendinginan sayuran dan buah-buahan. Jika ammonia ini sampai masuk ke dalam ruang pendinginan misalnya karena kebocoran pada pipa, maka akan mengakibatkan perubahan warna pada bagian luar bahan makanan yang didinginkan berwarna coklat atau hitam kehijauan. Kalau proses ini berjalan lebih lanjut, maka akan diikuti pula oleh proses pelunakan daripada jaringan-jaringan buah.
• Kehilangan air dari bahan makanan yang didinginkan (akibat pengeringan)
Gejala ini terutama terjadi pada bahan makanan yang dibekukan tanpa dibungkus terlebih dahulu, atau yang dibungkus dengan bahan-bahan pembungkus yang kedap uap air, serta pada waktu membungkusnya masih banyak ruang-ruang yang tidak terisi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya proses pengeringan ini ialah :
o Suhu
o Kelembaban
o Kontak dengan atmosfir
o Kecepatan sirkulasi udara
o Perbedaan suhu antara produk dan udara
• Denaturasi Protein
Denaturasi protein berarti putusnya sejumlah ikatan-ikatan air (water bons) dan berkurangnya kadar protein yang dapat diekstraksi dengan larutan garam. Proses tersebut dipengaruhi oleh
o Perlakuan pendahuluan
o Sifat-sifat dari proteinnya sendiri
o Dari jenis hewannya (ikan lebih peka daripada daging)
D. ALAT DAN BAHAN
Alat Bahan
• Kulkas • Susu
• Peralatan masak • Telur
• Timbangan
• Tempat telur
• Kertas pH
• Thermometer
• Baki plastik
E. PROSEDUR
1. Susu dengan kemasan tertutup
• Susu segar disiapkan, ukur pH dan suhu susu
• Susu dimasukan kedalam beberapa cup plastik, masing-masing dengan jumlah yang sama kemudian tutup dengan penutupnya masing-masing
• Masukan kedalam kulkas
2. Telur tanpa paraffin
• Telur disiapkan
• Telur dicuci sampai bersih, kemudian susun diatas tempat telur
• Masukan kedalam kulkas
3. Pengamatan
• Pengamatan dilakukan selama penyimpanan
• Pengamatan organoleptik (warna, flavor dan tekstur) secara kuantitatif dan secara kualitatif yang dilakukan setiap 2 hari pendinginan
• Amati kerusakan-kerusakan bahan yang terjadi selama pendinginan
F. DATA HASIL PENGAMATAN
1. Sample susu dilengkapi tutup
No Sample Sifat Fisik Pengamatan Awal Pengamatan Ke -
1 2 3 4 5 6 7
1 Warna Putih (normal) Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna putih kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, bagian atas berwarna putih gading, lapisan bawah lebih bening Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih gading, bagian tengah bening, bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih
Bau Khas susu (normal) Stabil (normal) Tercium bau agak asam Bau asam Asam Asam menyengat Asam menyengat Asam sangat menyengat
Suhu 24oC 10oC 7,5oC 9oC 3oC 10oC 13oC 8oC
pH 7 (normal) 7 (normal) 6 (sedikit asam) 6 (sedikit asam) 6,5 6 6 6
Bobot 63,0 g 63,1 g 62,6 g 62,4 g 62,1 g 62,2 g 61,9 g 61,1
2 Warna Putih (normal) Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna putih kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, bagian atas berwarna putih gading, lapisan bawah lebih bening Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih gading, bagian tengah bening, bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih
Bau Khas susu (normal) Stabil (normal) Tercium bau agak asam Bau asam Asam Asam menyengat Asam menyengat Asam sangat menyengat
Suhu 24oC 10oC 7,5oC 9oC 3oC 10oC 13oC 8oC
pH 7 7 (normal) 6 (sedikit asam) 6 (sedikit asam) 6,5 6 6 6
Bobot 63,9 g 64,1 g 63,9 g 63,7 g 63,4 g 63,5 g 63,2 g 64,2
3 Warna Putih (normal) Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna putih kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, bagian atas berwarna putih gading, lapisan bawah lebih bening Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih gading, bagian tengah bening, bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih
Bau Khas susu (normal) Stabil (normal) Tercium bau agak asam Bau asam Asam Asam menyengat Asam menyengat Asam Sangat menyengat
Suhu 24oC 10oC 7,5oC 9oC 3oC 10oC 13oC 8oC
pH 7 7 (normal) 6 (sedikit asam) 6 (sedikit asam) 6,5 6 6 6
Bobot 66,5 g 66,6 g 66,3 66,2 g 65,8 g 65,9 g 65,7 g 65,4 g
4 Warna Putih (normal) Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna putih kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, bagian atas berwarna putih gading, lapisan bawah lebih bening Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih gading, bagian tengah bening, bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih
Bau Khas susu (normal) Stabil (normal) Tercium bau agak asam Bau asam Asam Asam menyengat Asam menyengat Asam Sangat menyengat
Suhu 24oC 10oC 7,5oC 9oC 3oC 10oC 13oC 8oC
pH 7 7 (normal) 6 (sedikit asam) 6 (sedikit asam) 6,5 6 6 6
Bobot 74,3 g 74,5 g 74,4 g 74,2 g 74 g 74,2 g 74,1 g 74 g
5 Warna Putih (normal) Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna putih kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, bagian atas berwarna putih gading, lapisan bawah lebih bening Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih gading, bagian tengah bening, bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih
Bau Khas susu (normal) Stabil (normal) Tercium bau agak asam Bau asam Asam Asam menyengat Asam menyengat Asam Sangat menyengat
Suhu 24oC 10oC 7,5oC 9oC 3oC 10oC 13oC 8oC
pH 7 7 (normal) 6 (sedikit asam) 6 (sedikit asam) 6,5 6 6 6
Bobot 69,7 g 69,9 g 69,7 g 69,4 g 69 g 69,2 g 69 98,4 g
6 Warna Putih (normal) Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna putih kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, bagian atas berwarna putih gading, lapisan bawah lebih bening Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih gading, bagian tengah bening, bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih
Bau Khas susu (normal) Stabil (normal) Tercium bau agak asam Bau asam Asam Asam menyengat Asam menyengat Asam Sangat menyengat
Suhu 24oC 10oC 7,5oC 9oC 3oC 10oC 13oC 8oC
pH 7 7 (normal) 6 (sedikit asam) 6 (sedikit asam) 6,5 6 6 6
Bobot 66,6 g 66,8 g 66,6 66,4 g 66,4 g 66,2 g 66,1 g 65,4
7 Warna Putih (normal) Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna putih kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, lapisan paling atas berwarna kekuningan dan bagian bawah berwarna putih sedikit transparan Terdapat 2 lapisan, bagian atas berwarna putih gading, lapisan bawah lebih bening Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih gading, bagian tengah bening, bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih Terdapat 3 lapisan, bagian atas putih kekuningan, bagian tengah bening (warna minyak goreng), bagian bawah putih
Bau Khas susu (normal) Stabil (normal) Tercium bau agak asam Bau asam Asam Asam menyengat Asam menyengat Asam Sangat menyengat
Suhu 24oC 10oC 7,5oC 9oC 3oC 10oC 13oC 8oC
pH 7 7 (normal) 6 (sedikit asam) 6 (sedikit asam) 6,5 6 6 6
Bobot 59,4 g 59,6 g 59,4 g 59,2 g 59 g 59,2 g 58,9 g 58,4 g
2. Sample telur tanpa dilapisi paraffin
No Sample Sifat Fisik Pengamatan Awal Pengamatan Ke -
2 3 4 5 6 7
1 Warna Albumin : bening, kental
Yolk : cembung, orange kekuningan - - - - - -
Bau Amis, khas telur - - - - - -
Bobot 70,9 g - - - - - -
2 Warna … Albumin : bening, kental
Yolk : cembung, orange kekuningan - - - - -
Bau … Amis, khas telur - - - - -
Bobot 72 g 71,9 g - - - - -
3 Warna … … Albumin : bening, ada 2 fase encer dan kental
Yolk : cembung, orange kekuningan - - - -
Bau … … Amis, khas telur - - - -
Bobot 69,7 g 69,6 g 69,3 g - - - -
4 Warna … … … Albumin : bening, ada 2 fase encer dan kental
Yolk : cembung, orange kekuningan - - -
Bau … … … Amis, khas telur - - -
Bobot 73,4 g 73,1 g 72,8 g 72,4 g - - -
5 Warna … … … … Albumin : bening, ada 2 fase encer dan kental
Yolk : cembung, orange kekuningan - -
Bau … … … … Amis, khas telur - -
Bobot 68,4 g 68,8 g 68,4 g 68 g 56,3 g - -
6 Warna … … … … … Albumin : bening, ada 2 fase encer dan kental
Yolk : cembung, orange kekuningan -
Bau … … … … … Amis, khas telur -
Bobot 72,2 g 72,1 g 71,9 g 71,6 g 71,2 g 70,7 g
7 Warna … … … … … … Albumin : bening, ada 2 fase encer dan kental
Yolk : cembung, orange kekuningan
Bau … … … … … … Amis, khas telur
Bobot 75,2 g 75,1 g 74,9 g 74,4 g 74,1 g 73,7 g 73,7 g
G. PEMBAHASAN
Kerusakan bahan pangan hewani relative lebih cepat dibandingkan bahan pangan nabati. Proses pendinginan dan pembekuan bahan pangan hewani biasanya lebih banyak diaplikasikan untuk mempertahankan mutu bahan tersebut.
Praktikum pendinginan bahan pangan hewani ini merupakan pengamatan bahan pangan hewani yaitu susu dan telur dalam suhu refrigerator. Pengamatan dilakukan 2 hari sekali selama 2 minggu.
Praktikum pendinginan hewani dengan sample susu dan telur. Dengan perlakuan, untuk pendinginan telur tanpa dilapisi paraffin dan susu dalam wadah tertutup.
1. Susu
susu adalah makanan cair yang diproduksi oleh kelenjar susu mamalia betina. Dalam istilah, kata susu juga digunakan untuk cairan pengganti susu yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, misalnya susu kedelai (atau coconut milk dalam perbendaharaan istilah bahasa Inggris).
Sedangkan definisi susu secara kimiawi adalah emulsi (campuran zat yang tidak saling larut) butiran lemak dalam cairan berbahan dasar air. Dalam kata lain, kandungan terbesar susu adalah air dan lemak.
Susu yang digunakan saat praktikum merupakan susu segar, berdasarkan SNI 01-3141-1998 susu segar merupakan cairan yang berasal dari sapi sehat dan bersih yang diperoleh dengan cara pemerahan yang benar yang kandungan alaminya tidak dikurangi atau ditambah sesuatu apapun dan belum mendapat perlakuan apapun.
Susu sapi segar yang banyak dijual biasanya mengalami proses pasteurisasi, susu yang di-pasteurisasi adalah susu yang dipanaskan pada suhu 63-72 derajat
Celcius selama 15-20 detik untuk membunuh virus dan organisme patogen
seperti bakteri, jamur, protozoa dan ragi. Proses ini tidak membunuh
semua mikroorganisme, hanya mengurangi jumlahnya sehingga tidak dapat
menyebabkan penyakit. Penampakan susu sapi yang dipergunakan berwarna kekuningan, hal ini disebabkan kandungan karoten dalam susu. Secara umum warna alami susu murni adalah putih kebiruan disebabkan pemantulan cahaya oleh globula lemak yang terdispersi, kalsium kaseinat dan fosfat koloidal.
Gambar 1. Susu
Warna putih susu merupakan hasil dispersi cahaya dari butiran-butiran lemak, protein, dan mineral yang ada di dalam susu. Lemak dan beta karoten yang larut menciptakan warna kuning, sedangkan apabila kandungan lemak dalam susu diambil, warna biru akan muncul. Menurut Buckle dkk (1987), rata-rata komposisi air susu untuk semua kondisi dan jenis sapi perah adalah : 3,9 % lemak ; 3,4% protein ; 4,8% laktosa ; 0,72% abu dan 87,10% air. Disamping itu juga terdapat bahan lain dalam jumlah sedikit seperti sitrat, enzim, fosfolipid, vitamin A, vitamin B, dan vitamin C.
Susu terasa sedikit manis dan asin (gurih) yang disebabkan adanya kandungan gula laktosa dan garam mineral di dalam susu. Rasa susu sendiri mudah sekali berubah bila terkena benda-benda tertentu, misalnya makanan ternak penghasil susu, kerja enzim dalam tubuh ternak, bahkan wadah tempat menampung susu yang dihasilkan nantinya. Bau susu umumnya sedap, namun juga sangat mudah berubah bila terkena faktor di atas.
Susu segar mempunyai sifat amfoter, artinya dapat berada di antara sifat asam dan sifat basa. Secara alami pH susu segar berkisar 6,5–6,7. Bila pH susu lebih rendah dari 6,5, berarti terdapat kolostrum ataupun aktivitas bakteri.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas susu adalah : keadaan kandang sapi, keadaan rumah pemerah, keadaan kesehatan sapi, kesehatan pemerah atau pekerja, pemberian makanan, kebersihan hewan, kebersihan alat pemerah, penyaringan susu, penyimpanan susu.
Pada saat praktikum pH sample susu sebelum pendinginan adalah 7, hal ini disebabkan karena banyaknya fosfat susu maupun protein (kasein dan albumin) serta mineral lain seperti CO2dan sitrat dalam susu yang telah berkurang.
Susu yang akan didinginkan dimasukan kedalam wadah yang dilengkapi tutup, setelah dimasukan kedalam wadah selanjutnya susu dimasukan kedalam lemari pendingin dengan suhu ± 2oC selama 2 minggu. Pengamatan yang dilakukan adalah organoleptik pH dan bobot susu.
Gambar 2. Susu dimasukan kedalam wadah dilengkapi tutup
Berdasarkan pengamatan, diketahui bahwa semua sample susu mengalami kerusakan, pada pengamatan ke-2 susu sudah mengalami kerusakan fisik yang cukup terlihat yaitu terjadinya pemisahan lapisan, lapisan bagian atas berwarna kuning sedangkan lapisan bagian bawah berwarna putih cenderung transparan.
Gambar 2. Pemisahan Lapisan pada pengamatan ke-2
Kerusakan susu yang secara fisik membentuk 2 lapisan juga terjadi penurunan pH, penurunan pH terjadi karena banyaknya senyawa asam laktat hasil metabolisme laktosa susu oleh bakteri asam laktat.
Penurunan mutu organoleptik yang lain juga mengalami penurunan, seperti bau yang agak sedikit asam. Bakteri asam laktat yang mungkin terkandung dalam susu akan memanfaatkan laktosa susu sebagai substrat metabolisme dan menghasilkan asam laktat, hal ini membuktikan bahwa sample susu yang dipergunakan memang memiliki kualitas yang rendah, sehingga dalam waktu kurang dari 5 hari dalam suhu 2oC susu sudah mengalami kerusakan yang signifikan.
Proses pemisahan pada pengamatan ke-4 juga mendindikasikan bahwa susu mengalami kerusakan, pemisahan susu yang terjadi pada pengamatan ke-4 menjadi 3 lapisan
Gambar 3. Pengamatan ke-4 pemisahan susu menjadi 3 lapisan
Pada bagian permukaan susu berwarna kuning, pada bagian tengah menjadi transparan dan pada bagian bawah susu menjadi putih. Hal ini terjadi mungkin karena disebabkan oleh pemisahan antara susu skim dan air. Sifat dari globula lemak yang akan timbul ke permukaan atas dan membentuk lapisan krim yang jelas. Lapisan bagian atas merupakan krim dari susu, hal ini diketahui dari warnanya yang kekuningan.
Kerusakan pada susu dapat disebabkan oleh faktor-faktor sebagai berikut:
1. Pertumbuhan dan aktivitas mikroba terutama bakteri, ragi, dan kapang. Beberapa mikroba dapat membentuk lendir, gas, busa, warna yang menyimpang, asam, racun dan lain-lain.
2. Aktivitas enzim-enzim di dalam susu. Enzim yang terdapat pada susu tersebut dapat berasal dari mikroba atau sudah ada pada bahan pangan tersebut secara normal. Adanya enzim memungkinkan terjadinya reaksi-reaksi kimia labih cepat tergantung dari jenis enzim yang ada, selain itu juga dapat mengakibatkan bermacam-macam perubahan pada komposisi susu.
3. Suhu termasuk suhu pemanasan dan pendinginan. Pemanasan dengan suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kerusakan protein (denaturasi), emulsi lemak, dan vitamin, sedangkan susu yang dibekukan akan menyebabkan pecahnya emulsi dan lemaknya akan terpisah. Pembekuan juga dapat menyebabkan kerusakan protein susu dan menyebabkan penggumpalan.
4. Kadar air. Kadar air sangat berpengaruh pada daya simpan susu karena air inilah yang membantu pertumbuhan mikroba.
5. Udara terutama oksigen. Oksigen dapat merusak vitamin, warna susu, cita rasa serta merupakan pemicu pertumbuhan mikroba aerobik. Susu yang mengandung lamak dapat menyebabkan ketengikan karena proses lipoksidase.
6. Sinar matahari. Susu yang terkena sinar matahari secara langsung dapat berubah cita rasanya serta terjadi oksidasi lemak dan perubahan protein.
7. Jangka waktu penyimpanan. Umumnya waktu penyimpanan susu yang lama akan menyebabkan kerusakan yang lebih besar.
Dari pengamatan penyimpanan susu tersebut diketahui bahwa penyimpanan dengan menggunakan wadah tertutup dan disimpan dalam suhu dingin tidak cukup untuk mempertahankan mutu susu lebih dari 7 hari.
2. Telur
Telur adalah zigot yang dihasilkan melalui fertilisasi sel telur dan berfungsi memelihara dan menjaga embrio. Telur-telur reptilia dan burung diselimuti kerak pelindung, yang memiliki lubang yang sangat kecil agar hewan yang belum lahir tersebut dapat bernapas.
Sebenarnya hampir semua jenis telur dapat dimakan tetapi hanya beberapa jenis telur saja yang lazim dimakan, baik sebagai lauk-pauk maupun sebagai obat. Telur yang biasa dikonsumsi antara lain telur yang berasal dari unggas seperti ayam, bebek, angsa dan beberapa jenis burung seperti burung unta dan burung puyuh. Sebagai bahan makanan telur mempunyai kandungan gizi yang cukup lengkap, meliputi karbohidrat, protein dan delapan macam asam amino sehingga berguna bagi tubuh, terutama bagi anak-anak yang masih berada dalam masa pertumbuhan.
Pada saat praktikum, telur yang dipergunakan adalah telur ayam. Telur ayam yang akan diamati dicuci bersih dan dikeringkan tanpa dilakukan pelapisan dengan paraffin, setelah itu disusun diatas rak telur dan dimasukan kedalam lemari pendingin. Pada suhu rendah kecepatan penguapan lebih rendah dan kelarutan gas dalam cairan lebih besar. Sehingga penguapan air dari telur dapat ditekan sehingga mutu telur dapat dipertahankan dalam waktu yang lebih lama
Gambar 4. Telur yang sudah dibersihkan disusun diatas rak telur
Proses pencucican dilakukan untuk menghilangkan kotoran. Pencucican pada telur utuh ternyata dapat menghilangkan pula cairan mukosa pada kulit atau cangkang. Mukosa mampu melindungi telur dari air, gas dan mikroba. Dengan demikian telur menjadi rawan kerusakan karena pori-pori kulit telur tebuka.
Sebutir telur terdiri dari 11% kulit telur, 58% putih telur dan 31% kuning telur. Sebutir telur mengandung 6-7 gram protein, 0,6 gram karbohidrat, 5 gram lemak, vitamin dan mineral. Protein telur merupakan protein yang bermutu tinggi dan mudah dicerna. Dalam telur protein lebih banyak terdapat pada kuning telur, yaitu sebanyak 16,5% sedangkan pada putih telur sebanyak 10,9%
Telur segar mempunyai kekentalan yang baik, sehingga kuning telur terletak di tengah. makin lama larutan didalamnya makin encer sehingga kuning telur berkeser ke tepi. selain itu, kantung udara di bagian ujung membulat telur relatif kecil daripada telur segar, diameternya sekitar 1,5 cm.
Sebelum proses pendinginan, warna albumin atau putih telur pada telur bening dengan konsistensi kental, dan kuning telur atau yolk terlihat cembung dan berwarna orange kekuningan. Bau-nya pun masih normal yakni amis khas telur.
Penurunan mutu telur setelah didinginkan terlihat pada pengamatan ke-3, yaitu terjadi pemisahan albumin menjadi dua bagian, encer dan kental. Hal ini terjadi dikarenakan albumin kehilangan CO2 melalui pori-pori kulit.
Gambar 5. Pemisahan albumin pada pengamatan ke-3
Encernya albumin ini merupakan salah satu dari beberapa cirri-ciri kerusakan fisik telur. Selain terjadi pengenceran albumin pada telur, ciri-ciri bagian telur mengalami penurunan kualitas adalah :
1. Ruang udara tambah lebar
2. Kuning telur : volume berkurang, pH bertambah besar. Kadar fosfor berkurang, kadar amonia bertambah dan letak kuning telur bergeser.
3. Kulit telur : Warna berubah dan timbul titik-titik
Terjadinya pengenceran pada putih telur yang disimpan dalam pendingin dapat dihindari dengan dilakukan pengemasan pada telur, dengan pengemasan maka terjadi keseimbangan CO2 antara di dalam dan di luar telur demikian juga dengan air. Dengan pencegahan terjadinya penguapan air dan karbon dioksida maka tidak terjadi kenaikan pH dan kekentalan putih telur dapat dipertahankan.
Selama penyimpanan dalam suhu dingin, sifat organoleptik telur yang lain yaitu aroma tidak banyak berubah. Jika aroma telur selama penyimpanan berubah, kemungkinan dapat disebabkan oleh mikroba maupun kondisi penyimpanan yang dekat dengan bahan beraroma tajam.
Selain sifat organoleptik bahan, bobot telur juga diamati selama penyimpanan. Dari hasil pengamatan, diketeahui bahwa telur mengalamai penurunan bobor. Hal ini dikarenakan telur kehilangan air dan CO2. Penurunan bobot yang terjadi tidak terlalu signifikan.
Dengan demikian dari hasil pengamatan diketahui bahwa komoditas telur yang disimpan dalam lemari pendingin setelah dicuci dapat dipertahankan mutunya selama 14 hari atau lebih, karena selama rentang waktu tersebut tidak ditemukan tanda-tanda kerusakan telur, dan telur yang diamati masih layak untuk dikonsumsi.
H. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum diketahui bahwa kerusakan mutu susu dengan kemasan bertutup pada penyimpanan dingin sudah terjadi pada hari ke-8, kerusakan tersebut terlihat dengan terjadinya pemisahan antara air dari skim, perubahan aroma yang menjadi semakin asam, pH dan berat yang juga susut.
Dan untuk komoditas telur yang disimpan dalam suh udingin dan tanpa dilapisi paraffin mampu tahan setelah 14 hari. Kerusakan yang terjadi hanyalah pengenceran albumin dan kehilangan bobot akibat penguapan air.
I. DAFTAR PUSTAKA
• Buckle, et al. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
• Dwiari, S.R. 2008. Teknologi Pangan Jilid 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional.
• http://en.wikipedia.org/
• http://www.iptek.net.id/
• Muchtadi, T.R. 1992. Pengetahuan Bahan Hasil Pertanian. Bogor: Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor.
• Poedjiadi, A. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
• Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dn Gizi. Jakarta: Penerbit Gramedia.
Selasa, 20 Juli 2010
PEMBEKUAN BAHAN PANGAN NABATI
PEMBEKUAN BAHAN PANGAN NABATI
A. PRINSIP
Proses perpindahan panas dari produk makanan yang akan menyebabkan bekunya air dalam bahan dan menyebabkan berkurangnya aktivitas air didalamnya. Menurunnya temperatur dan menghilangnya ketersediaan air menjadi penghambat utama pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas enzim di dalam bahan makanan, menyebabkan bahan menjadi lebih awet dan tidak mudah membusuk.
B. TUJUAN
1. Melakukan pendinginan dan pembekuan pada berbagai bahan pangan nabati
2. Menjelaskan sifat-sifat bahan pangan nabati dalam proses pendinginan dan pembekuan
3. Menjelaskan ciri-ciri dan penyebab kerusakan bahan pangan nabati akibat pembekuan dan pendinginan
C. TINJAUAN PUSTAKA
1. Pembekuan
Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan cara membekukan bahan pada suhu di bawah titik beku pangan tersebut. Dengan membekunya sebagian kandungan air bahan atau dengan terbentuknya es (ketersediaan air menurun), maka kegiatan enzim dan jasad renik dapat dihambat atau dihentikan sehingga dapat mempertahankan mutu bahan pangan. Mutu hasil pembekuan masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan dengan mutu hasil pendinginan.
Pembekuan dapat mempertahankan rasa dan nilai gizi bahan pangan yang lebih baik daripada metoda lain, karena pengawetan dengan suhu rendah (Pembekuan) dapat menghambat aktivitas mikroba mencegah terjadinya reaksi-reaksi kimia dan aktivitas enzim yang dapat merusak kandungan gizi bahan pangan. Walaupun pembekuan dapat mereduksi jumlah mikroba yang sangat nyata tetapi tidak dapat mensterilkan makanan dari mikroba (Frazier, 1977).
Menurut Tambunan (1999), pembekuan berarti pemindahan panas dari bahan yang disertai dengan perubahan fase dari cair ke padat, dan merupakan salah satu proses pengawetan yang umum dilakukan untuk penanganan bahan pangan. Pada proses Pembekuan, penurunan suhu akan menurunkan aktifitas mikroorganisma dan sistem enzim, sehingga mencegah kerusakan bahan pangan. Selain itu, kristalisasi air akibat pembekuan akan mengurangi kadar air bahan dalam fase cair di dalam bahan pangan tersebut sehingga menghambat pertumbuhan mikroba atau aktivitas sekunder enzim.
Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusat bahan. Pada pemukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan pada bagian yang lebih dalam, proses pembekuan berlangsung lambat (Brennan, 1981). Pada awal proses pembekuan, terjadi fase precooling dimana suhu bahan diturunkan dari suhu awal ke suhu titik beku. Pada tahap ini semua kandungan air bahan berada pada keadaan cair (Holdworth, 1968). Setelah tahap precooling terjadi tahap perubahan fase, pada tahap ini terjadi pembentukan kristal es (Heldman dan Singh,1981).
Perubahan-perubahan fisik, kimia dan biologis yang terjadi di dalam bahan pangan selama pembekuan dan pencairan merupakan proses yang sangat kompleks dan belum seluruhnya diketahui. Walaupun demikian sangat bermanfaat mempelajari perilaku perubahan-perubahan ini. Sehingga dapat dirancang suatu proses pembekuan bahan pangan dengan berhasil. Titik beku suatu cairan adalah suhu di mana cairan tersebut dalam keadaan seimbang dengan bentuk padatnya. Suatu larutan dengan tekanan uap yang lebih rendah dari zat pelarut murni tidak akan seimbang dengan zat pelarut yang padat pada titik beku normalnya. Sistem tersebut harus didinginkan sampai suhu dimana larutan dan zat pelarut yang padat mempunyai tekanan yang sama. Titik beku suatu larutan adalah lebih rendah daripada zat pelarut murni. Titik beku bahan pangan adalah lebih rendah daripada air murni.
a. Pengaruh pembekuan terhadap jaringan
Makanan tidak mempunyai titik beku yang pasti, tetapi akan membeku pada kisaran suhu tergantung pada kadar air dan komposisi sel. Kurva suhu – waktu pembekuan umumnya menunjukkan garis datar (plataeau) antara 0oC dan 5oC berkaitan dengan perubahan (fase) air menjadi es, kecuali jika kecepatan pembekuan sangat tinggi. Telah ditunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk melampaui daerah pembekuan ini mempunyai pengaruh yang nyata pada mutu beberapa makanan beku. Umumnya telah diketahui bahwa pada tahapan ini terjadi kerusakan sel dan struktur yang irreversible yang mengakibatkan mutu menjadi jelek setelah pencairan, terjadi khususnya sebagai hasil pembentukan kristal es yang besar dan perpindahan air selama pembekuan dari dalam sel ke bagian luar sel yang dapat mengakibatkan kerusakan sel karena pengaruh tekanan osmotis. Pembekuan yang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yang tidak terlalu besar, akan membentuk kristal-kristal es kecil di dalam sel dan akan mempertahankan jaringan dengan kerusakan minimum pada membran sel.
b. Pengaruh pembekuan terhadap mikroorganisme
Pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan pada suhu di bawah kira-kira -12oC belum dapat diketahui dengan pasti. Jadi penyimpanan makanan beku pada suhu sekitar 18oC dan di bawahnya akan mencegah kerusakan mikrobologis, dengan persyaratan tidak terjadi perubahan suhu yang besar mikroorganisme psikofilik mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada suhu lemari es terutama di antara 0o dan 5oC. Jadi penyimpanan yang lama pada suhu-suhu ini baik sebelum atau sesudah pembekuan dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan oleh mikroba.
Walaupun jumlah mikroba biasanya menurun selama pembekuan dan penyimpanan beku (kecuali spora), makanan beku tidak steril dan acapkali cepat membusuk seperti produk yang tidak dibekukan jika suhu cukup tinggi dan lama penyimpanan pada suhu tersebut cukup lama. Pembekuan dan penyimpanan makanan beku juga mempunyai pengaruh yan nyata pada kerusakan sel mikroba. Jika sel yang rusak atau luka tersebut mendapat kesempatan menyembuhkan dirinya, maka pertumbuhan yang cepat akan terjadi jika lingkungan sekitarnya memungkinkan
c. Metode Pembekuan
Metode yang umum digunakan adalah :
• Penggunaan udara dingin yang ditiupkan atau gas lain dengan suhu rendah kontak langsung dengan makanan, misalnya dengan alat-alat pembeku tiup (blast), terowongan (tunnel), bangku fluidisasi (fluidised bed), spiral, tali (belt) dan lain-lain.
• Kontak langsung misalnya alat pembeku lempeng (plate freezer), di mana makanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam (lempengan, silindris) yang telah didinginkan dengan mensirkulasi cairan pendingin (alat pembeku berlempeng banyak).
• Perendaman langsung makanan ke dalam cairan pendingin, atau menyemprotkan cairan pendingin di atas makanannya (misalnya nitrogen cair dan freon, larutan gula atau garam)
Metoda pembekuan yang dipilih untuk setiap produk tergantung pada :
• Mutu produk dan tingkat pembekuan yang didinginkan .
• Tipe dan bentuk produk , pengemasan , dan lain-lain.
• Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan.
• Biaya pembekuan untuk teknik alternatif.
2. Pembekuan Bahan Pangan Nabati
Penyimpanan bahan makanan pada suhu rendah tidak hanya mengurangi laju respirasi, tapi juga menghambat pertumbuhan kebanyakan mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan.
Sayuran seperti umbi, bawang, kentang, dan biji-bijian dapat disimpan pada suhu ruang dalam jangka waktu yang relatif lama tanpa terjadi penurunan mutu yang berarti. Terung, wortel, buncis, ketimun, dapat disimpan pada ruang sejuk. Sayuran yang lainnya akan sangat baik jika disimpan pada suhu dingin.
Suhu pendinginan atau pembekuan dan cara yang digunakan tergantung pada jenis dan sifat bahannya. Buah-buahan jenis tertentu (seperti pisang, advokat, nenas, semangka) sebaiknya tidak disimpan pada suhu dingin, karena pada suh dibawah 13,3oC akan terjadi kerusakan (Chilling Injury) dan tidak akan mengalami pematangan yang normal. Penyimpanan pada suhu rendah (dibawah 4,4oC) menyebabkan terjadinya akumulasi gula sebab aktivitas metabolisme berlangsung agak lambat. Gula menyebabkan kentang mempunyai rasa manis, rasa yang tidak disenangi dan menimbulkan reaksi pencoklatan yang tidak terlalu keras pada waktu digoreng.
D. ALAT & BAHAN
Alat Bahan
• Cold Storage
• Timbangan
• Peralatan dapur
• Plastic wrap
• Wadah dari Sterofoam • Nenas (Ananas comosus L)
• Apel (Malus domestica)
• Buncis (Phaseolus vulgaris L)
• Kentang (Solanum tuberosum L)
• Wortel (Daucus carota L)
• Tomat (Solanum lycopersicum L)
• Jeruk (Citrus L)
• Pepaya (Carica papaya L)
E. PROSEDUR
1. Persiapan Bahan
a. Bahan-bahan yang akan dibekukan dibersihkan dari kotoran yang melekat dan kalau perlu buang yang tidak akan dimakan (dikupas).
b. Blanching dilakukan untuk semua bahan dengan suhu 80oC selama 5 menit.
c. Bahan-bahan yang telah di-blanching kemudian ditimbang, hasil penimbangan dicatat.
d. Bahan-bahan tersebut kemudian disusun dalam wadah dari sterofoam
2. Pembekuan
a. Bahan-bahan yang telah disusun dalam wadah sterofoam dimasukan kedalam cold storage
b. Setelah 24 jam, bungkus wadah dari sterofoam tersebut dengan plastic warp
c. Lakukan pengamatan 1 minggu sekali selama 1 bulan
d. Berat bahan beku dan setelah di-thawing, serta uji organoleptik baik yang beku maupun setelah dithawing dicatat
F. DATA HASIL PENGAMATAN
1. Data Pembekuan Dengan Blanching
Bahan Pengamatan Sebelum Blancing Setelah Blancing Selama Penyimpanan Sesudah Thawing
1 2 3 4 1 2 3 4
Nanas Bau Tajam Menyengat khas nanas Tidak Tajam dan Tidak menyengat Sedikit tercium aroma khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas - Khas nanas Khas nanas Khas nanas
Warna Kuning Cerah Kuning Cerah Stabil Stabil Stabil Stabil - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tekstur Lembut Berair Lembut Berair Keras Keras Keras Keras - Normal Sedikit lunak Lunak
Bobot 568 g 580 g 460 g 490 g 420 g 450 g - @50 @35 g 420 g
Wortel Bau Khas wortel Khas wortel lebih tajam Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Khas wortel Khas wortel Tidak tercium
Warna Orange Pekat Orange Pekat Stabil Stabil Orange kusam Orange kusam - Orange cerah pekat Orange cerah pekat Orange pekat
Tekstur Keras Keras Keras Keras Keras Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 400 g 462 g 410 g 400 g 400 g 400 g - 20 g/9 pcs 20 g/7 pcs 400 g
Tomat Bau Khas tomat segar tidak tercium bau khas tomat Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Khas tomat Khas tomat Khas tomat
Warna Orange kekuningan Orange pekat kekuningan Stabil Stabil Stabil Stabil - Orange kekuningan Orange kekuningan Orange kekuningan
Tekstur Lembek berair Kulit buah mengencang Keras Keras Keras Keras - Lembek Lembek Lembek, beberapa hancur
Bobot 488 g 510 g 480 g 500 g 500 g 500 g - @ 40 g @30 g 390 g
Kentang Bau khas kentang mentah Bau kentang tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Sedikit tercium bau khas kentang Sedikit tercium bau khas kentang Sedikit tercium bau khas kentang
Warna Kulit coklat, daging Kuning pucat Terdapat sedikit noda-noda hitam Noda hitam pada sample bertambah banyak Noda hitam pada sample tidak bertambah banyak Noda hitam pada sample tidak bertambah banyak - Kuning pucat dengan sedikit noda hitam Kuning pucat dengan noda hitam bertambah banyak Kuning pucat, noda hitam tidak bertambah
Tekstur Keras Sedikit lunak Keras Keras Keras Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 450 g 470 g 440 g 450 g 410 g 410 g - 10 g/ 3 pcs 10 g/3pcs 440 g
Jeruk Bau Tajam khas jeruk Bau khas jeruk tidak terlalu tajam Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Khas jeruk Khas jeruk Khas jeruk
Warna Kulit orange, warna daging kuning pucat Warna daging kuning pucat Stabil Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tektur Lembek berair Semakin Lembek berair Keras Keras Keras Keras - Lembek Lembek Lembek, beberapa hancur
Bobot 680 g 690 g 640 g 650 g 650 g 650 g - 40 g/ 0,5 buah 41 g/0,5 buah 680 g
Buncis Bau Khas buncis Bau khas buncis tercium lebih menyengat Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Bau khas Bau khas Tidak tercium
Warna Hijau tua Hijau tua pekat Stabil Stabil Hijau tua kusam Hijau tua kusam - Hijau pucat Hijau tua kusam Hijau pucat layu
Tekstur Renyah Lembek Keras Keras Keras Keras - Lembek Lembek Lembek
Bobot 230 g 250 g 200 g 270 g 270 g 275 g - 18 g/3 pcs 10 g/3 pcs 160 g
Apel Bau Khas apel Bau khas aple tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Tercium sedikit bau asam Tercium bau asam Tercium bau asam
Warna Kulit : hijau muda
Daging Buah : putih Daging buah berwarna coklat Coklat Coklat Coklat Coklat - Coklat Coklat Coklat
Tekstur Renyah Renyah Keras Keras Keras Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 340 g 390 g 470 g 410 g 450 g 450 g - 70 g/ 3 pcs 20 g/2 pcs 360 g
Pepaya Bau Khas pepaya Khas pepaya sedikit tercium Tercium sedikit bau khas pepaya Tercium sedikit bau khas papaya Tercium sedikit bau khas papaya Tercium sedikit bau khas papaya - Khas pepaya Khas pepaya Khas papaya
Warna Kulit : hijau kekuningan
Daging buah : orange Dading buah orange pekat Stabil Stabil Stabil Stabil - Orange Orange Orange
Tekstur Semakin mendekati kulit buah, daging bauh semakin keras Lembek Keras Keras Keras Keras - Sangat lembek Sangat lembek Sangat lembek, sebagian besar hancur
Bobot 750 g 750 g 640 g 680 g 670 g 670 g - @ 60 g @ 65 g 560 g
2. Data Pembekuan Tanpa Blanching
Bahan Pengamatan Selama Penyimpanan Sesudah Thawing
1 2 3 4 1 2 3 4
Nanas
Warna Kuning pucat, khas apel Kuning cerah, khas Kuning cerah, khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tekstur Keras, berkristal Keras berair Keras berair Keras berair - Normal Agak lembek Lunak
Bobot 520 g 480 g 420 g 380 g - 60 g 54,2 g 340 g
Wortel
Warna Orange cerah, khas wortel Orange cerah, khas Orange kusam Orange kusam - Orange cerah pekat Orange cerah pekat Orange pekat
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal - Empuk Empuk Empuk
Bobot 400 g 380 g 370 g 360 g - 5 g 16 g 370 g
Tomat
Warna Kuning bersemu orange, khas tomat Orange kemerahan, khas tomat Kuning bersemu orange, khas tomat (asam) Kuning bersemu orange, khas tomat - Orange kekuningan Orange kemerahan, agak berbau busuk Orange kekuningan
Tekstur Agak empuk, berkristal Agak empuk, berkristal Agak empuk, berkristal Keras - Lembek Agak lembek Lembek, beberapa hancur
Bobot 500 g 510 g 400 g 365 g - 45 g 46 g 280 g
Kentang
Warna Putih pucat kecoklatan, khas kentang Putih pucat kecoklatan, khas Putih pucat kecoklatan, khas kentang Putih pucat kecoklatan, khas kentang - Sedikit tercium bau khas kentang Kuning kecoklatan, agak berbau busuk Sedikit tercium bau khas kentang
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 390 g 400 g 360 g 370 g - 10 g/ 3 pcs 10 g/3pcs 440 g
Jeruk
Warna orange kusam, khas jeruk Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tektur Keras berair, berkristal Keras berair, berkristal Keras berair, berkristal Keras - Lembek Lembek berair Lembek, beberapa hancur
Bobot 690 g 620 g 635 g 590 g - 20 g buah 36,5 g 590 g
Buncis
Warna Hijau segar, khas buncis Hijau segar, khas Hijau segar, khas buncis Hijau segar, khas buncis - Hijau pucat Hijau cerah, aroma khas berkurang Hijau pucat layu
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal - Lembek Agak lembek Lembek
Bobot 230 g 175 g 200 g 160 g - 5 g 8,1 g 220 g
Apel
Warna Kuning pucat, khas apel Kuning pucat, khas Kuning pucat, khas apel Kuning pucat, khas apel - kecoklatan Kuning pucat kecoklatan
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal - Empuk Agak lembek Empuk
Bobot 420 g 370 g 370 g 340 g - 10 g 25,9 g 345 g
Pepaya
Warna Orange kemerahan, khas pepaya Orange kemerahan, khas papaya Orange kemerahan, khas pepaya Orange kemerahan, khas pepaya - Khas pepaya Orange kemerahan, khas pepaya Khas papaya
Tekstur Setengah lembek dan licin, berkristal Setengah lembek dan licin, berkristal Setengah lembek dan licin, berkristal Keras - Sangat lembek Agak lembek Sangat lembek, sebagian besar hancur
Bobot 910 g 900 g 850 g 850 g - 20 g 22,4 g 775 g
a. Transformasi data pengamatan menjadi nilai mutu
1) Aroma
Buah Pengamatan ke
1 2 3 4
Nanas 4 3 3 3
Wortel 5 4 3 2
Tomat 4 4 4 3
Kentang 4 3 3 3
Jeruk 5 4 4 4
Buncis 5 4 4 2
Apel 4 2 1 1
Pepaya 5 4 4 4
Keterangan
Skala Nilai 5 : Aroma khas sangat menyengat
4 : Aroma khas
3 : Sedikit tercium aroma khas
2 : Tidak tercium aroma khas
1 : Aroma menyimpang
2) Warna
Buah Pengamatan ke
1 2 3 4
Nanas 5 4 4 4
Wortel 5 4 4 3
Tomat 5 4 4 3
Kentang 4 3 2* 2*
Jeruk 5 4 4 4
Buncis 5 4 3 3
Apel 5 1** 1** 1**
Pepaya 5 4 4 4
Keterangan
* : terjadi freezerburn (noda-noda hitam)
** : terjadi browning
Skala Nilai 5 : Warna segar
4 : Warna sedikit memudar
3 : Warna pudar
2 : Warna sedikit menyimpang
1 : Warna menyimpang
1) Tekstur
Buah Pengamatan ke
1 2 3 4
Nanas 5 3 2 2
Wortel 4 2 2 2
Tomat 3 2 2 1
Kentang 3 3 2 2
Jeruk 3 2 2 1
Buncis 3 3 2 2
Apel 3 3 2 2
Pepaya 3 2 1 1
Keterangan
Skala Nilai 5 : Tekstur Sangat keras
4 : Tekstur keras
3 : Tekstur agak keras (sedikit lunak)
2 : Tekstur lunak
1 : Tekstur sangat lunak
G. PEMBAHASAN
Kerusakan bahan pangan pada umumnya disebabkan oleh adanya proses kimiawi dan biokimiawi, termasuk juga kerusakan yang dikerjakan oleh mikroorganisme. Kecepatan reaksi dalam proses kerusakan tadi dipengaruh oleh suhu. Salah satu contoh terjadinya kerusakan lepas panen ialah masih berlangsungnya respirasi setelah hasil-hasil tanaman dipanen.
Sample yang dipergunakan dalam praktikum pembekuan bahan pangan nabati adalah Nenas (Ananas comosus L), Apel (Malus domestica), Buncis (Phaseolus vulgaris L), Kentang (Solanum tuberosum L), Wortel (Daucus carota L), Tomat (Solanum lycopersicum L), Jeruk (Citrus L), Pepaya (Carica papaya L).
Praktikum pembekuan bahan pangan nabati ini bertujuan untuk mengetahui perubahan fisik seperti bobot, warna, tekstur, dan aroma sample bahan buah dan sayur. Proses pengamatan dilakukan 1 minggu sekali selama 1 bulan. Parameter yang diamati adalah bobot bahan beku dan setelah di thawing, pengujian organoleptik meliputi bau, tekstur, dan warna.
Proses pembekuan bahan nabati dilakukan oleh 2 kelompok, 1 kelompok dengan bahan nabati yang diberi perlakuan terlebih dahulu sebelum pembekuan yaitu Blanching, dan kelompok lainnya tanpa perlakuan blanching terlebih dahulu.
1. Persiapan bahan
Bahan yang dipergunakan terlebih dahulu dibersihkan dengan cara dicuci dengan air bersih yang mengalir. Proses pencucian ini dilakukan untuk meminimalisir jumlah kotoran yang menempel pada bahan yang dapat menyebabkan kontaminasi pada produk.
Bahan yang tidak mengalami perlakukan blanching, setelah dibersihkan langsung disusun diatas wadah dan dimasukan kedalam cold storage.
Untuk apel, sebelum dilakukan blanching terlebih dahulu dilakukan perendaman dengan asam askorbat untuk mencegah proses browning pada apel.
2. Blanching
Blanching merupakan suatu cara pemanasan pendahuluan pada sayur-sayuran dan buah-buahan, dalam air panas atau uap air. Tujuan utama blanching adalah menginaktifkan enzim, diantaranya enzim peroksidase dan katalase, kedua jenis enzim ini yang paling tahan terhadap panas.
Blanching memiliki banyak fungsi, salah satu diantarannya adalah merusak aktifitas enzim dalam sayuran dan beberapa buah terutama yang akan mengalami proses lebih lanjut. Oleh karena itu blanching tidak dimasukkan kedalam metode pengawetan namun dalam preparasi (persiapan) bahan baku proses.
Blanching yang dilakukan saat praktikum adalah dengan metode perebusan, bahan direbus setelah dibersihkan dan sebagian dikupas terlebih dahulu. Kemudian bahan dimasukan kedalam air yang dipanaskan sampai suhu 80oC dan biarkan direbus selama 5 menit.
Setelah direbus selama 5 menit, bahan kemudian diangkat dan ditiriskan kemudian ditimbang. Dari hasil penimbangan sebelum dan sesudah blanching, terjadi peningkatan bobot bahan. Hal ini dikarenakan kandungan air dalam bahan meningkat akibat proses perebusan.
Kenaikan bobot bahan sesudah blanching yang paling menonjol adalah wortel, kenaikan bobot bahan sesudah blanching mencapai 62 gram. Dan kenaikan bahan yang paling kecil terjadi pada jeruk, kenaikan bobotnya setelah blanching hanya 10 gram dari bobot awal. Sedangkan untuk papaya, bobot sebelum blanching dan sesudah blanching sama, atau dengan kata lain tidak terjadi kenaikan bobot.
Sedangkan bahan-bahan lainnya mengalami kenaikan yang bervariasi, dan berkisar antara 20-50 gram dari bobot awal bahan.
Tabel 1. Kenaikan bobot sebelum dan sesudah blanching
Bahan Bobot Sebelum Blanching (g) Bobot Sesudah Blanching (g) Kenaikan Bobot (g)
Nanas 568 580 12
Wortel 400 462 62
Tomat 488 510 22
Kentang 450 470 20
Jeruk 680 690 10
Buncis 230 250 20
Apel 340 390 50
Papaya 750 750 0
Setelah mengalami proses blanching, bahan mengalami perubahan organoleptik yaitu dari warna, tekstur, dan aroma. Selain bertujuan menginaktifkan enzim dalam buah atau sayur, blanching juga dapat meningkatkan warna bahan (terutama warna hijau) sehingga menjadi lebih menarik.
Contoh peningkatan warna yang cukup terlihat adalah pada bahan buncis. Setelah di-blanching, warna buncis menjadi lebih menarik.
Gambar 1. Perubahan warna setelah buncis di-blanching
Selain warna, sifat organoleptik yang lain pun mengalami perubahan. Ketajaman aroma bahan setelah di-blanching menjadi menurun dibandingkan dengan aroma bahan ketika masih dalam keadaan segar. Sedangkan untuk tekstur, bahan menjadi lebih lemas dibandingkan dengan keadaan segarnya.
3. Pembekuan
Setelah proses blanching dilakukan, baru kemudian bahan hasil nabati dimasukan kedalam cold storage dengan suhu -40oC. Sebelum dimasukan kedalam cold storage, masing-masing bahan terlebih dahulu disusun dalam wadah yang terbuat dari sterofoam.
Gambar 2. Bahan yang disusun dalam wadah sterofoam
Setelah disimpan selama 24 jam didalam cold storage, wadah dari masing-masing bahan kemudian dilapisi dengan plastik wrap. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi jumlah Kristal es yang menempel pada bahan. Ketika temperatur produk makanan diturunkan hingga di bawah titik beku air, air mulai membentuk kristal es. Pembentukan kristal es dapat disebabkan oleh kombinasi molekul-molekul air yang disebut dengan nukleasi homogenik, atau pembentukan inti di sekitar partikel tersuspensi yang dikenal dengan nama nukleasi heterogen (Fellows, 2000)
Setelah dilakukan pengamatan selama 1 bulan, diketahui bahwa bahan pangan nabati yang dibekukan dan di-blanching terlebih dahulu mengalami fluktuasi. Berikut table fluktuasi bobot bahan selama penyimpanan beku :
Bahan Pengamatan Bobot (gram) Minggu ke-
1 2 3 4
Nanas 460 490 420 360
Wortel 410 400 400 360
Tomat 480 500 400 330
Kentang 440 450 410 380
Jeruk 640 650 600 550
Buncis 200 270 180 150
Apel 470 410 320 190
Pepaya 670 680 570 480
Dari table hasil pengamatan diatas, diketahui bahwa bahan rata-rata mengalami kenaikan di minggu pertama dan kedua, dan selanjutnya bobot bahan mengalami penurunan yang cukup besar, hal ini kemungkinan disebabkan karena sebagian bahan diambil untuk diamati dan mengalami proses thawing, sebagian bahan yang di-thawing tidak mengalami proses penimbangan kembali dalam keadaan beku. Sisa bahan yang mengalami proses thawing dan yang masih beku ditimbang total diakhir pengamatan.
Fluktuasi bobot bahan selama pembekuan juga terjadi pada bahan yang dibekukan tanpa di-blanching terlebih dahulu. Sebagaimana dapat dilihat pada table berikut :
Bahan Pengamatan Bobot (gram) Minggu ke-
1 2 3 4
Nanas 520 480 420 380
Wortel 400 380 370 370
Tomat 500 510 400 365
Kentang 390 400 360 370
Jeruk 690 620 635 590
Buncis 230 175 200 160
Apel 420 370 370 340
Pepaya 910 900 850 850
Dari table hasil pengamatan diatas, diketahui bahwa fluktuasi bobot bahan yang cukup tinggi terjadi pada minggu ke 2 setelah pembekuan. Jika data hasil pengamatan pembekuan bahan yang mengalami blanching dan tidak mengalami blanching tersebut dibandingkan, maka fluktuasi bobot bahan paling besar terjadi pada pembekuan bahan dengan blanching. Ketika air diubah menjadi es, volumenya bertambah 9% (air memiliki volume terkecil pada temperatur 4oC lalu bertambah volumenya seiring penurunan temperatur, sifat anomali air) (Kalichevsky et al. 1995). Jika produk makanan tersebut mengandung banyak air, maka hal yang sama akan terjadi, namun kadar air, temperatur pendinginan, dan keberadaan ruang antar sel amat mempengaruhi perubahan volume tersebut.
Untuk masing-masing sifat organoleptik bahan yang dibekukan, baik bahan yang di-blanching maupun tidak di-blanching mengalami perubahan yang hampir sama. Yaitu warna menjadi lebih pekat dan aroma tidak setajam bahan ketika masih dalam keadaan segar.
Pada komoditas kentang yang disimpan beku mengalami kerusakan fisik, yaitu timbulnya bercak-bercak kehitaman pada permukaan bahan. Hal tersebut dinamakan freezer burn. Freezer burn yang terjadi akibat dehidrasi pada permukaan kentang karena fluktuasi suhu penyimpanan.
Gambar 3. Kerusakan fisik kentang
Kerusakan yang hampir sama juga terjadi pada bahan yang dibekukan tanpa proses blanching terlebih dahulu.
4. Thawing
Thawing merupakan proses pencairan atau penurunan suhu bahan yang dibekukan, proses thawing dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan disiram air panas atau disiram dengan air biasa. Saat praktikum, proses thawing dilakukan dengan merendam bahan yang sebelumnya dimasukan kedalam kantong plastic dengan air biasa. Proses thawing dilakukan dengan mengambil beberapa potong bahan kemudian dimasukan kedalam kantong plastik, hal ini dilakukan untuk menghindari proses drip. Drip merupakan proses keluarnya sel dalam bahan yang pecah ketika thawing.
Bahan yang mengalami thawing beberapa kali akan lebih cepat mengalami kerusakan, hal ini dikarenakan proses pendinginan dan pembekuan tidak mampu membunuh semua mikroba, sehingga pada saat dicairkan kembali (thawing), sel mikroba yang tahan terhadap suhu rendah akan mulai aktif kembali dan dapat menimbulkan masalah kebusukan pada bahan pangan yang bersangkutan. untuk itulah bahan yang di-thawing hanya diambil sebagian saja. Karena bahan yang diambil sebagian, bobot bahan total setelah di-thawing hanya dilakukan ketika pengamatan pada minggu terakhir, sedangkan perubahan-perubahan sifat organoleptik-nya dilakukan setiap minggu.
Pada bahan beku dengan proses blanching terlebih dahulu, mengalami perubahan pada minggu ke-2. Akan tetapi perubahan yang paling signifikan adalah pada minggu ke-3 dan ke-4. Rata-rata warna bahan yang sesudah di-thawing lebih pucat dan layu. Tekstur menjadi lebih lembek bahkan ada yang hancur, seperti pada papaya. Tekstur buah yang lembek dan mengalami proses blanching membuat pepaya mengalami kerusakan tekstur paling parah dibandingkan dengan komoditas lainnya.
Komoditas lainnya mengalami kerusakan yang hampir sama, yaitu berair dan tekstur menjadi lembek. Bahan dengan tekstur awal keras, seperti kentang, wortel dan apel setelah mengalami proses thawing tekstur bahan menjadi lebih lembek dan empuk. Sedangkan untuk bahan dengan tekstur awal lembek dan berair seperti tomat, nanas, papaya setelah mengalami proses thawing tekstur bahan menjadi hancur dan pecah, hal ini sangat terlihat pada komoditas tomat. Setelah mengalami proses thawing tomat menjadi hancur dan kandungan air dalam bahan keluar.
H. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa dengan melakukan proses blanching terlebih dahulu akan berpengaruh pada mutu organoleptik bahan terutama warna. Pada saat praktikum proses blanching yang dilakukan tidak maksimal sehingga browning tetap terjadi pada beberapa komoditas.
I. DAFTAR PUSTAKA
• Buckle, et al. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
• Dwiari, S.R. 2008. Teknologi Pangan Jilid 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional.
• http://en.wikipedia.org/
• http://www.iptek.net.id/
• http://library.usu.ac.id/download/fp/Tekper-Ainun.pdf.
• Muchtadi, T.R. 1992. Pengetahuan Bahan Hasil Pertanian. Bogor: Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor.
• Poedjiadi, A. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
• Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dn Gizi. Jakarta: Penerbit Gramedia.
A. PRINSIP
Proses perpindahan panas dari produk makanan yang akan menyebabkan bekunya air dalam bahan dan menyebabkan berkurangnya aktivitas air didalamnya. Menurunnya temperatur dan menghilangnya ketersediaan air menjadi penghambat utama pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas enzim di dalam bahan makanan, menyebabkan bahan menjadi lebih awet dan tidak mudah membusuk.
B. TUJUAN
1. Melakukan pendinginan dan pembekuan pada berbagai bahan pangan nabati
2. Menjelaskan sifat-sifat bahan pangan nabati dalam proses pendinginan dan pembekuan
3. Menjelaskan ciri-ciri dan penyebab kerusakan bahan pangan nabati akibat pembekuan dan pendinginan
C. TINJAUAN PUSTAKA
1. Pembekuan
Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan cara membekukan bahan pada suhu di bawah titik beku pangan tersebut. Dengan membekunya sebagian kandungan air bahan atau dengan terbentuknya es (ketersediaan air menurun), maka kegiatan enzim dan jasad renik dapat dihambat atau dihentikan sehingga dapat mempertahankan mutu bahan pangan. Mutu hasil pembekuan masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan dengan mutu hasil pendinginan.
Pembekuan dapat mempertahankan rasa dan nilai gizi bahan pangan yang lebih baik daripada metoda lain, karena pengawetan dengan suhu rendah (Pembekuan) dapat menghambat aktivitas mikroba mencegah terjadinya reaksi-reaksi kimia dan aktivitas enzim yang dapat merusak kandungan gizi bahan pangan. Walaupun pembekuan dapat mereduksi jumlah mikroba yang sangat nyata tetapi tidak dapat mensterilkan makanan dari mikroba (Frazier, 1977).
Menurut Tambunan (1999), pembekuan berarti pemindahan panas dari bahan yang disertai dengan perubahan fase dari cair ke padat, dan merupakan salah satu proses pengawetan yang umum dilakukan untuk penanganan bahan pangan. Pada proses Pembekuan, penurunan suhu akan menurunkan aktifitas mikroorganisma dan sistem enzim, sehingga mencegah kerusakan bahan pangan. Selain itu, kristalisasi air akibat pembekuan akan mengurangi kadar air bahan dalam fase cair di dalam bahan pangan tersebut sehingga menghambat pertumbuhan mikroba atau aktivitas sekunder enzim.
Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusat bahan. Pada pemukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan pada bagian yang lebih dalam, proses pembekuan berlangsung lambat (Brennan, 1981). Pada awal proses pembekuan, terjadi fase precooling dimana suhu bahan diturunkan dari suhu awal ke suhu titik beku. Pada tahap ini semua kandungan air bahan berada pada keadaan cair (Holdworth, 1968). Setelah tahap precooling terjadi tahap perubahan fase, pada tahap ini terjadi pembentukan kristal es (Heldman dan Singh,1981).
Perubahan-perubahan fisik, kimia dan biologis yang terjadi di dalam bahan pangan selama pembekuan dan pencairan merupakan proses yang sangat kompleks dan belum seluruhnya diketahui. Walaupun demikian sangat bermanfaat mempelajari perilaku perubahan-perubahan ini. Sehingga dapat dirancang suatu proses pembekuan bahan pangan dengan berhasil. Titik beku suatu cairan adalah suhu di mana cairan tersebut dalam keadaan seimbang dengan bentuk padatnya. Suatu larutan dengan tekanan uap yang lebih rendah dari zat pelarut murni tidak akan seimbang dengan zat pelarut yang padat pada titik beku normalnya. Sistem tersebut harus didinginkan sampai suhu dimana larutan dan zat pelarut yang padat mempunyai tekanan yang sama. Titik beku suatu larutan adalah lebih rendah daripada zat pelarut murni. Titik beku bahan pangan adalah lebih rendah daripada air murni.
a. Pengaruh pembekuan terhadap jaringan
Makanan tidak mempunyai titik beku yang pasti, tetapi akan membeku pada kisaran suhu tergantung pada kadar air dan komposisi sel. Kurva suhu – waktu pembekuan umumnya menunjukkan garis datar (plataeau) antara 0oC dan 5oC berkaitan dengan perubahan (fase) air menjadi es, kecuali jika kecepatan pembekuan sangat tinggi. Telah ditunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk melampaui daerah pembekuan ini mempunyai pengaruh yang nyata pada mutu beberapa makanan beku. Umumnya telah diketahui bahwa pada tahapan ini terjadi kerusakan sel dan struktur yang irreversible yang mengakibatkan mutu menjadi jelek setelah pencairan, terjadi khususnya sebagai hasil pembentukan kristal es yang besar dan perpindahan air selama pembekuan dari dalam sel ke bagian luar sel yang dapat mengakibatkan kerusakan sel karena pengaruh tekanan osmotis. Pembekuan yang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yang tidak terlalu besar, akan membentuk kristal-kristal es kecil di dalam sel dan akan mempertahankan jaringan dengan kerusakan minimum pada membran sel.
b. Pengaruh pembekuan terhadap mikroorganisme
Pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan pada suhu di bawah kira-kira -12oC belum dapat diketahui dengan pasti. Jadi penyimpanan makanan beku pada suhu sekitar 18oC dan di bawahnya akan mencegah kerusakan mikrobologis, dengan persyaratan tidak terjadi perubahan suhu yang besar mikroorganisme psikofilik mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada suhu lemari es terutama di antara 0o dan 5oC. Jadi penyimpanan yang lama pada suhu-suhu ini baik sebelum atau sesudah pembekuan dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan oleh mikroba.
Walaupun jumlah mikroba biasanya menurun selama pembekuan dan penyimpanan beku (kecuali spora), makanan beku tidak steril dan acapkali cepat membusuk seperti produk yang tidak dibekukan jika suhu cukup tinggi dan lama penyimpanan pada suhu tersebut cukup lama. Pembekuan dan penyimpanan makanan beku juga mempunyai pengaruh yan nyata pada kerusakan sel mikroba. Jika sel yang rusak atau luka tersebut mendapat kesempatan menyembuhkan dirinya, maka pertumbuhan yang cepat akan terjadi jika lingkungan sekitarnya memungkinkan
c. Metode Pembekuan
Metode yang umum digunakan adalah :
• Penggunaan udara dingin yang ditiupkan atau gas lain dengan suhu rendah kontak langsung dengan makanan, misalnya dengan alat-alat pembeku tiup (blast), terowongan (tunnel), bangku fluidisasi (fluidised bed), spiral, tali (belt) dan lain-lain.
• Kontak langsung misalnya alat pembeku lempeng (plate freezer), di mana makanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam (lempengan, silindris) yang telah didinginkan dengan mensirkulasi cairan pendingin (alat pembeku berlempeng banyak).
• Perendaman langsung makanan ke dalam cairan pendingin, atau menyemprotkan cairan pendingin di atas makanannya (misalnya nitrogen cair dan freon, larutan gula atau garam)
Metoda pembekuan yang dipilih untuk setiap produk tergantung pada :
• Mutu produk dan tingkat pembekuan yang didinginkan .
• Tipe dan bentuk produk , pengemasan , dan lain-lain.
• Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan.
• Biaya pembekuan untuk teknik alternatif.
2. Pembekuan Bahan Pangan Nabati
Penyimpanan bahan makanan pada suhu rendah tidak hanya mengurangi laju respirasi, tapi juga menghambat pertumbuhan kebanyakan mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan.
Sayuran seperti umbi, bawang, kentang, dan biji-bijian dapat disimpan pada suhu ruang dalam jangka waktu yang relatif lama tanpa terjadi penurunan mutu yang berarti. Terung, wortel, buncis, ketimun, dapat disimpan pada ruang sejuk. Sayuran yang lainnya akan sangat baik jika disimpan pada suhu dingin.
Suhu pendinginan atau pembekuan dan cara yang digunakan tergantung pada jenis dan sifat bahannya. Buah-buahan jenis tertentu (seperti pisang, advokat, nenas, semangka) sebaiknya tidak disimpan pada suhu dingin, karena pada suh dibawah 13,3oC akan terjadi kerusakan (Chilling Injury) dan tidak akan mengalami pematangan yang normal. Penyimpanan pada suhu rendah (dibawah 4,4oC) menyebabkan terjadinya akumulasi gula sebab aktivitas metabolisme berlangsung agak lambat. Gula menyebabkan kentang mempunyai rasa manis, rasa yang tidak disenangi dan menimbulkan reaksi pencoklatan yang tidak terlalu keras pada waktu digoreng.
D. ALAT & BAHAN
Alat Bahan
• Cold Storage
• Timbangan
• Peralatan dapur
• Plastic wrap
• Wadah dari Sterofoam • Nenas (Ananas comosus L)
• Apel (Malus domestica)
• Buncis (Phaseolus vulgaris L)
• Kentang (Solanum tuberosum L)
• Wortel (Daucus carota L)
• Tomat (Solanum lycopersicum L)
• Jeruk (Citrus L)
• Pepaya (Carica papaya L)
E. PROSEDUR
1. Persiapan Bahan
a. Bahan-bahan yang akan dibekukan dibersihkan dari kotoran yang melekat dan kalau perlu buang yang tidak akan dimakan (dikupas).
b. Blanching dilakukan untuk semua bahan dengan suhu 80oC selama 5 menit.
c. Bahan-bahan yang telah di-blanching kemudian ditimbang, hasil penimbangan dicatat.
d. Bahan-bahan tersebut kemudian disusun dalam wadah dari sterofoam
2. Pembekuan
a. Bahan-bahan yang telah disusun dalam wadah sterofoam dimasukan kedalam cold storage
b. Setelah 24 jam, bungkus wadah dari sterofoam tersebut dengan plastic warp
c. Lakukan pengamatan 1 minggu sekali selama 1 bulan
d. Berat bahan beku dan setelah di-thawing, serta uji organoleptik baik yang beku maupun setelah dithawing dicatat
F. DATA HASIL PENGAMATAN
1. Data Pembekuan Dengan Blanching
Bahan Pengamatan Sebelum Blancing Setelah Blancing Selama Penyimpanan Sesudah Thawing
1 2 3 4 1 2 3 4
Nanas Bau Tajam Menyengat khas nanas Tidak Tajam dan Tidak menyengat Sedikit tercium aroma khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas - Khas nanas Khas nanas Khas nanas
Warna Kuning Cerah Kuning Cerah Stabil Stabil Stabil Stabil - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tekstur Lembut Berair Lembut Berair Keras Keras Keras Keras - Normal Sedikit lunak Lunak
Bobot 568 g 580 g 460 g 490 g 420 g 450 g - @50 @35 g 420 g
Wortel Bau Khas wortel Khas wortel lebih tajam Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Khas wortel Khas wortel Tidak tercium
Warna Orange Pekat Orange Pekat Stabil Stabil Orange kusam Orange kusam - Orange cerah pekat Orange cerah pekat Orange pekat
Tekstur Keras Keras Keras Keras Keras Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 400 g 462 g 410 g 400 g 400 g 400 g - 20 g/9 pcs 20 g/7 pcs 400 g
Tomat Bau Khas tomat segar tidak tercium bau khas tomat Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Khas tomat Khas tomat Khas tomat
Warna Orange kekuningan Orange pekat kekuningan Stabil Stabil Stabil Stabil - Orange kekuningan Orange kekuningan Orange kekuningan
Tekstur Lembek berair Kulit buah mengencang Keras Keras Keras Keras - Lembek Lembek Lembek, beberapa hancur
Bobot 488 g 510 g 480 g 500 g 500 g 500 g - @ 40 g @30 g 390 g
Kentang Bau khas kentang mentah Bau kentang tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Sedikit tercium bau khas kentang Sedikit tercium bau khas kentang Sedikit tercium bau khas kentang
Warna Kulit coklat, daging Kuning pucat Terdapat sedikit noda-noda hitam Noda hitam pada sample bertambah banyak Noda hitam pada sample tidak bertambah banyak Noda hitam pada sample tidak bertambah banyak - Kuning pucat dengan sedikit noda hitam Kuning pucat dengan noda hitam bertambah banyak Kuning pucat, noda hitam tidak bertambah
Tekstur Keras Sedikit lunak Keras Keras Keras Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 450 g 470 g 440 g 450 g 410 g 410 g - 10 g/ 3 pcs 10 g/3pcs 440 g
Jeruk Bau Tajam khas jeruk Bau khas jeruk tidak terlalu tajam Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Khas jeruk Khas jeruk Khas jeruk
Warna Kulit orange, warna daging kuning pucat Warna daging kuning pucat Stabil Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tektur Lembek berair Semakin Lembek berair Keras Keras Keras Keras - Lembek Lembek Lembek, beberapa hancur
Bobot 680 g 690 g 640 g 650 g 650 g 650 g - 40 g/ 0,5 buah 41 g/0,5 buah 680 g
Buncis Bau Khas buncis Bau khas buncis tercium lebih menyengat Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Bau khas Bau khas Tidak tercium
Warna Hijau tua Hijau tua pekat Stabil Stabil Hijau tua kusam Hijau tua kusam - Hijau pucat Hijau tua kusam Hijau pucat layu
Tekstur Renyah Lembek Keras Keras Keras Keras - Lembek Lembek Lembek
Bobot 230 g 250 g 200 g 270 g 270 g 275 g - 18 g/3 pcs 10 g/3 pcs 160 g
Apel Bau Khas apel Bau khas aple tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium Tidak tercium - Tercium sedikit bau asam Tercium bau asam Tercium bau asam
Warna Kulit : hijau muda
Daging Buah : putih Daging buah berwarna coklat Coklat Coklat Coklat Coklat - Coklat Coklat Coklat
Tekstur Renyah Renyah Keras Keras Keras Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 340 g 390 g 470 g 410 g 450 g 450 g - 70 g/ 3 pcs 20 g/2 pcs 360 g
Pepaya Bau Khas pepaya Khas pepaya sedikit tercium Tercium sedikit bau khas pepaya Tercium sedikit bau khas papaya Tercium sedikit bau khas papaya Tercium sedikit bau khas papaya - Khas pepaya Khas pepaya Khas papaya
Warna Kulit : hijau kekuningan
Daging buah : orange Dading buah orange pekat Stabil Stabil Stabil Stabil - Orange Orange Orange
Tekstur Semakin mendekati kulit buah, daging bauh semakin keras Lembek Keras Keras Keras Keras - Sangat lembek Sangat lembek Sangat lembek, sebagian besar hancur
Bobot 750 g 750 g 640 g 680 g 670 g 670 g - @ 60 g @ 65 g 560 g
2. Data Pembekuan Tanpa Blanching
Bahan Pengamatan Selama Penyimpanan Sesudah Thawing
1 2 3 4 1 2 3 4
Nanas
Warna Kuning pucat, khas apel Kuning cerah, khas Kuning cerah, khas nanas Sedikit tercium aroma khas nanas - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tekstur Keras, berkristal Keras berair Keras berair Keras berair - Normal Agak lembek Lunak
Bobot 520 g 480 g 420 g 380 g - 60 g 54,2 g 340 g
Wortel
Warna Orange cerah, khas wortel Orange cerah, khas Orange kusam Orange kusam - Orange cerah pekat Orange cerah pekat Orange pekat
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal - Empuk Empuk Empuk
Bobot 400 g 380 g 370 g 360 g - 5 g 16 g 370 g
Tomat
Warna Kuning bersemu orange, khas tomat Orange kemerahan, khas tomat Kuning bersemu orange, khas tomat (asam) Kuning bersemu orange, khas tomat - Orange kekuningan Orange kemerahan, agak berbau busuk Orange kekuningan
Tekstur Agak empuk, berkristal Agak empuk, berkristal Agak empuk, berkristal Keras - Lembek Agak lembek Lembek, beberapa hancur
Bobot 500 g 510 g 400 g 365 g - 45 g 46 g 280 g
Kentang
Warna Putih pucat kecoklatan, khas kentang Putih pucat kecoklatan, khas Putih pucat kecoklatan, khas kentang Putih pucat kecoklatan, khas kentang - Sedikit tercium bau khas kentang Kuning kecoklatan, agak berbau busuk Sedikit tercium bau khas kentang
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras - Empuk Empuk Empuk
Bobot 390 g 400 g 360 g 370 g - 10 g/ 3 pcs 10 g/3pcs 440 g
Jeruk
Warna orange kusam, khas jeruk Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat - Kuning pucat Kuning pucat Kuning pucat
Tektur Keras berair, berkristal Keras berair, berkristal Keras berair, berkristal Keras - Lembek Lembek berair Lembek, beberapa hancur
Bobot 690 g 620 g 635 g 590 g - 20 g buah 36,5 g 590 g
Buncis
Warna Hijau segar, khas buncis Hijau segar, khas Hijau segar, khas buncis Hijau segar, khas buncis - Hijau pucat Hijau cerah, aroma khas berkurang Hijau pucat layu
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal - Lembek Agak lembek Lembek
Bobot 230 g 175 g 200 g 160 g - 5 g 8,1 g 220 g
Apel
Warna Kuning pucat, khas apel Kuning pucat, khas Kuning pucat, khas apel Kuning pucat, khas apel - kecoklatan Kuning pucat kecoklatan
Tekstur Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal Keras, berkristal - Empuk Agak lembek Empuk
Bobot 420 g 370 g 370 g 340 g - 10 g 25,9 g 345 g
Pepaya
Warna Orange kemerahan, khas pepaya Orange kemerahan, khas papaya Orange kemerahan, khas pepaya Orange kemerahan, khas pepaya - Khas pepaya Orange kemerahan, khas pepaya Khas papaya
Tekstur Setengah lembek dan licin, berkristal Setengah lembek dan licin, berkristal Setengah lembek dan licin, berkristal Keras - Sangat lembek Agak lembek Sangat lembek, sebagian besar hancur
Bobot 910 g 900 g 850 g 850 g - 20 g 22,4 g 775 g
a. Transformasi data pengamatan menjadi nilai mutu
1) Aroma
Buah Pengamatan ke
1 2 3 4
Nanas 4 3 3 3
Wortel 5 4 3 2
Tomat 4 4 4 3
Kentang 4 3 3 3
Jeruk 5 4 4 4
Buncis 5 4 4 2
Apel 4 2 1 1
Pepaya 5 4 4 4
Keterangan
Skala Nilai 5 : Aroma khas sangat menyengat
4 : Aroma khas
3 : Sedikit tercium aroma khas
2 : Tidak tercium aroma khas
1 : Aroma menyimpang
2) Warna
Buah Pengamatan ke
1 2 3 4
Nanas 5 4 4 4
Wortel 5 4 4 3
Tomat 5 4 4 3
Kentang 4 3 2* 2*
Jeruk 5 4 4 4
Buncis 5 4 3 3
Apel 5 1** 1** 1**
Pepaya 5 4 4 4
Keterangan
* : terjadi freezerburn (noda-noda hitam)
** : terjadi browning
Skala Nilai 5 : Warna segar
4 : Warna sedikit memudar
3 : Warna pudar
2 : Warna sedikit menyimpang
1 : Warna menyimpang
1) Tekstur
Buah Pengamatan ke
1 2 3 4
Nanas 5 3 2 2
Wortel 4 2 2 2
Tomat 3 2 2 1
Kentang 3 3 2 2
Jeruk 3 2 2 1
Buncis 3 3 2 2
Apel 3 3 2 2
Pepaya 3 2 1 1
Keterangan
Skala Nilai 5 : Tekstur Sangat keras
4 : Tekstur keras
3 : Tekstur agak keras (sedikit lunak)
2 : Tekstur lunak
1 : Tekstur sangat lunak
G. PEMBAHASAN
Kerusakan bahan pangan pada umumnya disebabkan oleh adanya proses kimiawi dan biokimiawi, termasuk juga kerusakan yang dikerjakan oleh mikroorganisme. Kecepatan reaksi dalam proses kerusakan tadi dipengaruh oleh suhu. Salah satu contoh terjadinya kerusakan lepas panen ialah masih berlangsungnya respirasi setelah hasil-hasil tanaman dipanen.
Sample yang dipergunakan dalam praktikum pembekuan bahan pangan nabati adalah Nenas (Ananas comosus L), Apel (Malus domestica), Buncis (Phaseolus vulgaris L), Kentang (Solanum tuberosum L), Wortel (Daucus carota L), Tomat (Solanum lycopersicum L), Jeruk (Citrus L), Pepaya (Carica papaya L).
Praktikum pembekuan bahan pangan nabati ini bertujuan untuk mengetahui perubahan fisik seperti bobot, warna, tekstur, dan aroma sample bahan buah dan sayur. Proses pengamatan dilakukan 1 minggu sekali selama 1 bulan. Parameter yang diamati adalah bobot bahan beku dan setelah di thawing, pengujian organoleptik meliputi bau, tekstur, dan warna.
Proses pembekuan bahan nabati dilakukan oleh 2 kelompok, 1 kelompok dengan bahan nabati yang diberi perlakuan terlebih dahulu sebelum pembekuan yaitu Blanching, dan kelompok lainnya tanpa perlakuan blanching terlebih dahulu.
1. Persiapan bahan
Bahan yang dipergunakan terlebih dahulu dibersihkan dengan cara dicuci dengan air bersih yang mengalir. Proses pencucian ini dilakukan untuk meminimalisir jumlah kotoran yang menempel pada bahan yang dapat menyebabkan kontaminasi pada produk.
Bahan yang tidak mengalami perlakukan blanching, setelah dibersihkan langsung disusun diatas wadah dan dimasukan kedalam cold storage.
Untuk apel, sebelum dilakukan blanching terlebih dahulu dilakukan perendaman dengan asam askorbat untuk mencegah proses browning pada apel.
2. Blanching
Blanching merupakan suatu cara pemanasan pendahuluan pada sayur-sayuran dan buah-buahan, dalam air panas atau uap air. Tujuan utama blanching adalah menginaktifkan enzim, diantaranya enzim peroksidase dan katalase, kedua jenis enzim ini yang paling tahan terhadap panas.
Blanching memiliki banyak fungsi, salah satu diantarannya adalah merusak aktifitas enzim dalam sayuran dan beberapa buah terutama yang akan mengalami proses lebih lanjut. Oleh karena itu blanching tidak dimasukkan kedalam metode pengawetan namun dalam preparasi (persiapan) bahan baku proses.
Blanching yang dilakukan saat praktikum adalah dengan metode perebusan, bahan direbus setelah dibersihkan dan sebagian dikupas terlebih dahulu. Kemudian bahan dimasukan kedalam air yang dipanaskan sampai suhu 80oC dan biarkan direbus selama 5 menit.
Setelah direbus selama 5 menit, bahan kemudian diangkat dan ditiriskan kemudian ditimbang. Dari hasil penimbangan sebelum dan sesudah blanching, terjadi peningkatan bobot bahan. Hal ini dikarenakan kandungan air dalam bahan meningkat akibat proses perebusan.
Kenaikan bobot bahan sesudah blanching yang paling menonjol adalah wortel, kenaikan bobot bahan sesudah blanching mencapai 62 gram. Dan kenaikan bahan yang paling kecil terjadi pada jeruk, kenaikan bobotnya setelah blanching hanya 10 gram dari bobot awal. Sedangkan untuk papaya, bobot sebelum blanching dan sesudah blanching sama, atau dengan kata lain tidak terjadi kenaikan bobot.
Sedangkan bahan-bahan lainnya mengalami kenaikan yang bervariasi, dan berkisar antara 20-50 gram dari bobot awal bahan.
Tabel 1. Kenaikan bobot sebelum dan sesudah blanching
Bahan Bobot Sebelum Blanching (g) Bobot Sesudah Blanching (g) Kenaikan Bobot (g)
Nanas 568 580 12
Wortel 400 462 62
Tomat 488 510 22
Kentang 450 470 20
Jeruk 680 690 10
Buncis 230 250 20
Apel 340 390 50
Papaya 750 750 0
Setelah mengalami proses blanching, bahan mengalami perubahan organoleptik yaitu dari warna, tekstur, dan aroma. Selain bertujuan menginaktifkan enzim dalam buah atau sayur, blanching juga dapat meningkatkan warna bahan (terutama warna hijau) sehingga menjadi lebih menarik.
Contoh peningkatan warna yang cukup terlihat adalah pada bahan buncis. Setelah di-blanching, warna buncis menjadi lebih menarik.
Gambar 1. Perubahan warna setelah buncis di-blanching
Selain warna, sifat organoleptik yang lain pun mengalami perubahan. Ketajaman aroma bahan setelah di-blanching menjadi menurun dibandingkan dengan aroma bahan ketika masih dalam keadaan segar. Sedangkan untuk tekstur, bahan menjadi lebih lemas dibandingkan dengan keadaan segarnya.
3. Pembekuan
Setelah proses blanching dilakukan, baru kemudian bahan hasil nabati dimasukan kedalam cold storage dengan suhu -40oC. Sebelum dimasukan kedalam cold storage, masing-masing bahan terlebih dahulu disusun dalam wadah yang terbuat dari sterofoam.
Gambar 2. Bahan yang disusun dalam wadah sterofoam
Setelah disimpan selama 24 jam didalam cold storage, wadah dari masing-masing bahan kemudian dilapisi dengan plastik wrap. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi jumlah Kristal es yang menempel pada bahan. Ketika temperatur produk makanan diturunkan hingga di bawah titik beku air, air mulai membentuk kristal es. Pembentukan kristal es dapat disebabkan oleh kombinasi molekul-molekul air yang disebut dengan nukleasi homogenik, atau pembentukan inti di sekitar partikel tersuspensi yang dikenal dengan nama nukleasi heterogen (Fellows, 2000)
Setelah dilakukan pengamatan selama 1 bulan, diketahui bahwa bahan pangan nabati yang dibekukan dan di-blanching terlebih dahulu mengalami fluktuasi. Berikut table fluktuasi bobot bahan selama penyimpanan beku :
Bahan Pengamatan Bobot (gram) Minggu ke-
1 2 3 4
Nanas 460 490 420 360
Wortel 410 400 400 360
Tomat 480 500 400 330
Kentang 440 450 410 380
Jeruk 640 650 600 550
Buncis 200 270 180 150
Apel 470 410 320 190
Pepaya 670 680 570 480
Dari table hasil pengamatan diatas, diketahui bahwa bahan rata-rata mengalami kenaikan di minggu pertama dan kedua, dan selanjutnya bobot bahan mengalami penurunan yang cukup besar, hal ini kemungkinan disebabkan karena sebagian bahan diambil untuk diamati dan mengalami proses thawing, sebagian bahan yang di-thawing tidak mengalami proses penimbangan kembali dalam keadaan beku. Sisa bahan yang mengalami proses thawing dan yang masih beku ditimbang total diakhir pengamatan.
Fluktuasi bobot bahan selama pembekuan juga terjadi pada bahan yang dibekukan tanpa di-blanching terlebih dahulu. Sebagaimana dapat dilihat pada table berikut :
Bahan Pengamatan Bobot (gram) Minggu ke-
1 2 3 4
Nanas 520 480 420 380
Wortel 400 380 370 370
Tomat 500 510 400 365
Kentang 390 400 360 370
Jeruk 690 620 635 590
Buncis 230 175 200 160
Apel 420 370 370 340
Pepaya 910 900 850 850
Dari table hasil pengamatan diatas, diketahui bahwa fluktuasi bobot bahan yang cukup tinggi terjadi pada minggu ke 2 setelah pembekuan. Jika data hasil pengamatan pembekuan bahan yang mengalami blanching dan tidak mengalami blanching tersebut dibandingkan, maka fluktuasi bobot bahan paling besar terjadi pada pembekuan bahan dengan blanching. Ketika air diubah menjadi es, volumenya bertambah 9% (air memiliki volume terkecil pada temperatur 4oC lalu bertambah volumenya seiring penurunan temperatur, sifat anomali air) (Kalichevsky et al. 1995). Jika produk makanan tersebut mengandung banyak air, maka hal yang sama akan terjadi, namun kadar air, temperatur pendinginan, dan keberadaan ruang antar sel amat mempengaruhi perubahan volume tersebut.
Untuk masing-masing sifat organoleptik bahan yang dibekukan, baik bahan yang di-blanching maupun tidak di-blanching mengalami perubahan yang hampir sama. Yaitu warna menjadi lebih pekat dan aroma tidak setajam bahan ketika masih dalam keadaan segar.
Pada komoditas kentang yang disimpan beku mengalami kerusakan fisik, yaitu timbulnya bercak-bercak kehitaman pada permukaan bahan. Hal tersebut dinamakan freezer burn. Freezer burn yang terjadi akibat dehidrasi pada permukaan kentang karena fluktuasi suhu penyimpanan.
Gambar 3. Kerusakan fisik kentang
Kerusakan yang hampir sama juga terjadi pada bahan yang dibekukan tanpa proses blanching terlebih dahulu.
4. Thawing
Thawing merupakan proses pencairan atau penurunan suhu bahan yang dibekukan, proses thawing dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan disiram air panas atau disiram dengan air biasa. Saat praktikum, proses thawing dilakukan dengan merendam bahan yang sebelumnya dimasukan kedalam kantong plastic dengan air biasa. Proses thawing dilakukan dengan mengambil beberapa potong bahan kemudian dimasukan kedalam kantong plastik, hal ini dilakukan untuk menghindari proses drip. Drip merupakan proses keluarnya sel dalam bahan yang pecah ketika thawing.
Bahan yang mengalami thawing beberapa kali akan lebih cepat mengalami kerusakan, hal ini dikarenakan proses pendinginan dan pembekuan tidak mampu membunuh semua mikroba, sehingga pada saat dicairkan kembali (thawing), sel mikroba yang tahan terhadap suhu rendah akan mulai aktif kembali dan dapat menimbulkan masalah kebusukan pada bahan pangan yang bersangkutan. untuk itulah bahan yang di-thawing hanya diambil sebagian saja. Karena bahan yang diambil sebagian, bobot bahan total setelah di-thawing hanya dilakukan ketika pengamatan pada minggu terakhir, sedangkan perubahan-perubahan sifat organoleptik-nya dilakukan setiap minggu.
Pada bahan beku dengan proses blanching terlebih dahulu, mengalami perubahan pada minggu ke-2. Akan tetapi perubahan yang paling signifikan adalah pada minggu ke-3 dan ke-4. Rata-rata warna bahan yang sesudah di-thawing lebih pucat dan layu. Tekstur menjadi lebih lembek bahkan ada yang hancur, seperti pada papaya. Tekstur buah yang lembek dan mengalami proses blanching membuat pepaya mengalami kerusakan tekstur paling parah dibandingkan dengan komoditas lainnya.
Komoditas lainnya mengalami kerusakan yang hampir sama, yaitu berair dan tekstur menjadi lembek. Bahan dengan tekstur awal keras, seperti kentang, wortel dan apel setelah mengalami proses thawing tekstur bahan menjadi lebih lembek dan empuk. Sedangkan untuk bahan dengan tekstur awal lembek dan berair seperti tomat, nanas, papaya setelah mengalami proses thawing tekstur bahan menjadi hancur dan pecah, hal ini sangat terlihat pada komoditas tomat. Setelah mengalami proses thawing tomat menjadi hancur dan kandungan air dalam bahan keluar.
H. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa dengan melakukan proses blanching terlebih dahulu akan berpengaruh pada mutu organoleptik bahan terutama warna. Pada saat praktikum proses blanching yang dilakukan tidak maksimal sehingga browning tetap terjadi pada beberapa komoditas.
I. DAFTAR PUSTAKA
• Buckle, et al. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
• Dwiari, S.R. 2008. Teknologi Pangan Jilid 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional.
• http://en.wikipedia.org/
• http://www.iptek.net.id/
• http://library.usu.ac.id/download/fp/Tekper-Ainun.pdf.
• Muchtadi, T.R. 1992. Pengetahuan Bahan Hasil Pertanian. Bogor: Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor.
• Poedjiadi, A. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
• Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dn Gizi. Jakarta: Penerbit Gramedia.
Optimasi Proses Pengeringan Bahan Pangan
OPTIMASI PROSES PENGERINGAN BAHAN PANGAN
PRINSIP
Perbandingan panas yang diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya di dalam alat pengering
TUJUAN
Mengoptimasikan beberapa variable yang berpengaruh terhadap proses pengeringan
Menghitung biaya pengeringan dengan berbagai alat pengering dan menghubungkannya dengan kualitas hasil pengeringan
TINJAUAN PUSTAKA
Pengeringan merupakan suatu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan dengan menggunakan energy panas. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih tahan lama disimpan dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan. Di sisi lain, pengeringan menyebabkan sifat asli bahan mengalami perubahan, penurunan mutu dan memerlukan penanganan tambahan sebelum digunakan yaitu rehidrasi (Muchtadi 1989).
Pengeringan juga didefinisikan sebagai proses pengeluaran air dari bahan sehingga tercipta kondisi dimana kapang, jamur, dan bakteri yang menyebabkan pembusukan tidak dapat tumbuh (Henderson dan Perry, 1976). Pengeringan adalah proses pengeluaran kadar air untuk memperoleh kadar air yang aman untuk penyimpanan (Winarno et al., 1980). Tujuan Pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti.
Proses pengeringan yang umumnya digunakan pada bahan pangan ada dua cara yaitu pengeringan dengan penjemuran dan pengeringan dengan alat pengering. Kelemahan dari penjemuran adalah waktu pengeringan lebih lama dan lebih mudah terkontaminasi oleh kotoran atau debu sehingga dapat mengurangi mutu akhir produk yang dikeringkan. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari.
Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988). Pemilihan jenis alat dan kondisi pengering yang akan digunakan tergantung dari jenis bahan yang dikeringkan, mutu hasil akhir yang dikeringkan dan pertimbangan ekonomi, misalnya untuk bahan yang berbentuk pasta atau pure maka alat pengering yang sesuai adalah alat pengering drum, sedangkan untuk bahan yang berbentuk lempengan atau jenis bahan padatan dapat menggunakan pengering kabinet. Jenis alat pengering lainnya yang dapat digunakan untuk bahan pangan adalah pengeringan terowongan, pengering semprot, pengering fluidized bed, pengering beku dan lain-lain (Mujumdar 2000).
Efisiensi system dan alat pengeringan merupakan salah satu factor yang perlu dipertimbangkan dalam aplikasi pengeringan dan optimasinya. Efisiensi operasi pengeringan dapat dinyatakan sebagai perbandingan panas yang secara teoritis diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya didalam alat pengering. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau kontruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Proses pengeringan pada bahan dimana udara panas dialirkan dapat dianggap sebagai salah satu proses adiabatis. Hal ini berarti panas yang diberikan untuk penguapan air dari bahan hanya disuplai oleh udara pengering secara konduksi atau radiasi tanpa tambahan energi dari luar.
Proses perpindahan panas terjadi karena suhu bahan lebih rendah dari suhu udara yang dialirkan disekeliling bahan. Panas yang diberikan ini akan menaikan suhu bahan dan akan menyebabkan tekanan uap air didalam bahan akan lebih tinggi dibandingkan tekanan uap air di udara sehingga terjadi perpindahan uap air dari bahan ke udara. Peristiwa perpindahan uap air ke udara ini disebut peristiwa pindah massa.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu: factor yang berhubungan dengan udara pengering (suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara), dan faktor yang berhubungan dengan sifat bahan (ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan). Bahan pangan yang dihasilkan dari produk-produk pertanian pada umumnya mengandung kadar air tinggi. Kadar air tersebut apabila masih tersimpan dan tidak dihilangkan, maka akan dapat mempengaruhi kondisi fisik bahan pangan.
Metode pengeringan pangan maupun non-pangan yang umum dilakukan antara lain adalah pengeringan matahari (Sun Drying), rumah kaca (Greenhouse), oven, iradiasi surya (Solar Drying), pengeringan beku (Freeze Drying), dan yang berkembang saat ini pengeringan menggunakan sinar infra merah. Pangan dapat dikeringkan dengan beberapa cara yaitu menggunakan matahari, oven, atau microwave. Pengeringan merupakan metode pengawetan yang membutuhkan energy dan biaya yang cukup tinggi, kecuali pengeringan matahari (Sun Drying) (Hughes dan Willenberg, 1994)
Pengeringan Matahari (Sun Drying)
Pengeringan matahari (sun drying) merupakan salah satu metode pengeringan tradisional karena menggunakan panas langsung dari matahari dan pergerakan udara lingkungan. Pengeringan ini mempunyai laju yang lambat dan memerlukan perhatian lebih. Bahan harus dilindungi dari serangan serangga dan ditutupi pada malam hari. Selain itu pengeringan matahari sangat rentan terhadap resiko kontaminasi lingkungan, sehingga pengeringan sebaiknya jauh dari jalan raya atau udara yang kotor (Toftgruben, 1977)
Pengeringan Rumah Kaca (Greenhouse)
Pengering efek rumah kaca adalah alat pengering berenergi surya yang memanfaatkan efek rumah kaca yang terjadi karena adanya penutup transparan pada dinding bangunan serta plat absorber sebagai pengumpul panas untuk menaikkan suhu udara ruang pengering. Lapisan transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari masuk ke dalam dan mengenai elemen-elemen bangunan. Hal ini menyebabkan radiasi gelombang pendek yang terpantul berubah menjadi gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Proses inilah yang dinamakan efek rumah kaca. (Kamaruddin et al., 1996)
Pengeringan Oven
Pengeringan oven (Oven Drying) untuk produk pangan membutuhkan sedikit biaya investasi, dapat melindungi pangan dari serangan serangga dan debu, dan tidak tergantung pada cuaca.
Pengeringan Iradiasi Surya (Solar Drying)
Solar drying merupakan modifikasi dari sun drying yang menggunakan kolektor sinar matahari yang didesain khusus dengan ventilasi untuk keluarnya uap air (Hughes dan Willenberg, 1994). Energi matahari dikumpulkan menggunakan pengumpul energi yang berupa piringan tipis (flat plate) yang biasanya terbuat dari plastik transparan (Bala,1997).
Pengeringan Beku (Freeze Drying)
Pengeringan beku merupakan salah satu cara dalam pengeringan produk pangan. Tahap awal produk pangan dibekukan kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam suatu lemari hampa udara. Kristal-kristal es yang terbentuk selama tahap pembekuan akan menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa udara yaitu berubah bentuk dari es menjadi uap tanpa melewati fase cair (Gaman dan Sherrington, 1981).
ALAT DAN BAHAN
Alat Bahan
Oven listrik
Tray dryer
Pengering surya
Dehydrator
Timbangan
Peralatan dapur Ubi kayu
Kelapa parut
PROSEDUR
Pengeringan berbagai suhu dan kecepatan udara pengering
Persiapan bahan
Siapkan kelapa tua tanpa kulit ari yang sudah diparut
Bahan kemudian ditimbang dan dibagi menjadi 3 bagian, ratakan diatas loyang
Masing-masing loyang yang berisi bahan lalu dimasukan kedalam oven listrik, Cabinet Dryer, dan Dehydrator yang disediakan untuk dikeringkan menjadi Desiccated Coconut
Proses dan Pengamatan pengeringan
Lakukan pengeringan pada masing-masing alat pengering tersebut
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 15 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air bahan 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing alat
Penampakan organoleptik masing-masing bahan diamati dan rendemen bahan dihitung
Pengeringan dengan berbagai luas permukaan dan ukuran bahan
Ubi kayu atau singkong dikupas dan dicuci sampai bersih kemudian ditiriskan
Lakukan pengecilan ukuran untuk memperluas permukaan bahan dalam tiga bentuk : dadu, diiris bulat, dan chips
Penampakan organoleptik dari bahan diamati
Masing-masing ukuran bahan ditimbang dan dicatat sebagai bobot awal
Gunakan dehydrator untuk mengeringkan bahan dengan suhu yang sama
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 30 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air mencapai 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing perlakuan
Amati penampakan organoleptik masing-masing gaplek kering yang dihasilkan dan hitung rendemennya
DATA HASIL PENGAMATAN
Tabel 1 Data Perlakuan Gaplek
No Perlakuan Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Chips 200 437,8 28 x 18= 504
2 Dadu 200 133,5 24 x 14,5 = 348
3 Iris 200 134 24 x 14,5 = 348
Tabel 2 Data Perlakuan Kelapa Parut
No Alat Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Oven 250 168,3 23 x 23 = 529
2 Dehidrator 250 166,3 26 x 26 = 676
3 Cabinet drier 250 166,1 23 x 23 =529
Tabel 3 Data Berat Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Berat Gaplek (g) Berat Kelapa (g)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 118 150,5 137 194,6 180,6 199
2 94,2 132,5 115 181,2 158,7 190,9
3 87,8 120,3 100,2 166,9 146,7 193,3
4 85,8 114 92,8 148,2 140,7 177,5
5 85,1 107,1 86,9 138,1 130,7 166,5
6 83,7 76,5 83,9 116,5 124,9 126,9
7 83,6 76 71,7 117,7 124,7 126
8 83,8 78,1 73,5 116,2 124,8 126,1
9 83,6 78,1 73,5 116,2 124,6 126,2
Tabel 4 Data Kadar Air Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Kadar Air Gaplek (%) Kadar Air Kelapa (%)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 59,00 75,25 68,50 77,84 72,24 79,60
2 47,10 66,25 57,50 72,48 63,48 76,36
3 43,90 60,15 50,10 66,76 58,68 77,32
4 42,90 57,00 46,40 59,28 56,28 71,00
5 42,55 53,55 43,45 55,24 52,28 66,60
6 41,85 38,25 41,95 46,60 49,96 50,76
7 41,80 38,00 35,85 47,08 49,88 50,40
8 41,90 39,05 36,75 46,48 49,92 50,44
9 41,80 39,05 36,75 46,48 49,84 50,48
Tabel 5 Laju Pengeringan Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Laju Pengeringan Gaplek
(g.luas area-1 / waktu) Laju Pengeringan Kelapa
(g.luas area-1 / waktu)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 0,008984 0,037578 0,03408 0,038542 0,0362 0,039936
2 0,007172 0,033084 0,028607 0,035888 0,03181 0,03831
3 0,006685 0,030037 0,024925 0,033056 0,029405 0,038792
4 0,006533 0,028464 0,023085 0,029352 0,028202 0,035621
5 0,006479 0,026742 0,021617 0,027352 0,026198 0,033414
6 0,006373 0,019101 0,020871 0,023074 0,025035 0,025467
7 0,006365 0,018976 0,017836 0,023312 0,024995 0,025286
8 0,00638 0,019501 0,018284 0,023014 0,025015 0,025306
9 0,006365 0,019501 0,018284 0,023014 0,024975 0,025326
Gambar 1. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
Gambar 2. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
PEMBAHASAN
Optimasi proses pengeringan erat kaitannya dengan efisiensi. Hal ini terutama berlaku pada pengeringan dengan menggunakan peralatan tertentu. Pada efisiensi pengeringan yang perlu diperhartikan adalah kebutuhan energi untuk mengeringkan bahan sehingga dapat mengurangi biaya operasional dengan kata lain adalah dengan jumlah kalor serendah mungkin dapat mengeringkan bahan secara optimal. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau konstruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Selama pengeringan terjadi 2 proses perpindahan yakni pindah massa dan pindah panas. Pindah massa adalah perpindahan uap air bahan ke udara akibat adanya perbedaan tekanan uap air. Sedangkan pindah panas diakibatkan oleh adanya aliran udara pengering dari lingkungan ke bahan sehingga suhu bahan lebih rendah dari suhu udara sekeliling.
Umumnya dalam pengeringan bahan pangan diharapkan kecepatan pengeringan maksimum. Hal ini dapat tercapai dengan cara mempercepat proses pindah massa dan pindah panas. Akan tetapi pengeringan yang terlalu cepat dapat merusak bahan. Untuk memperoleh kecepatan pengeringan yang maksimal, ada beberapa factor yang perlu diperhatikan.
Salah satunya adalah dengan memperkecil ukuran bahan. Pengecilan ukuran ini akan beakibat :
Memperluas permukaan bahan sehingga mempermudah kontak dengan udara panas dan mempermudah keluarnya air bebas dari permukaan
Mengurangi jarak yang ditempuh oleh aliran udara panas untuk masuk ke bagian dalam bahan dan mengurangi jarak tempuh air dari bagian dalam ke permukaan dengan demikian penguapan akan berlangsung cepat.
Gaplek
Dalam praktikum optimasi pengeringan bahan pangan dilakukan perlakuan pengecilan ukuran pada gaplek singkong. Gaplek dipotong dengan berbagai bentuk yaitu bentuk chip, dadu dan irisan tipis. Secara logika gaplek dengan bentuk irisan tentu memiliki luas permukaan yang paling besar dibandingkan dengan bentuk lain. Pengamatan yang dilakukan adalah pengukuran laju pengeringan tiap 30 menit. Laju pengeringan dapat dihitung dengan membagi berat basah tiap luas permukaan dengan waktu.
Proses pengeringan dilakukan dengan dehydrator. Dehydrator secara teori merupakan alat pengering dengan tingkat efisiensi tinggi karena udara panas di sekitar bahan dialirkan secara kontinu mengikuti desain dehydrator. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari. Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988)
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa laju pengeringan gaplek dalam bentuk iris jauh lebih efektif. Hal ini dapat dilihat pada berat akhir setelah pengamatan ke-9 yang lebih ternyata paling rendah. Diikuti dengan gaplek bentuk dadu dan chips.
Akan tetapi, bila dilihat dari nilai laju pengeringan, maka gaplek dengan bentuk dadu memiliki laju pengeringan yang paling besar diikuti oleh gaplek bentuk irisan dan terakhir chips. Hal ini menunjukkan bahwa bentuk irisan tipis dan dadu ternyata memiliki luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan chips.
Dari grafik laju pengeringan gaplek, diketahui bahwa kadar air kritis untuk gaplek bentuk irisan dan dadu secara jelas tercapai pada pengamatan ke-6 atau menit ke 240. Sedangkan untuk chips sekalipun agak kurang jelas tetapi menunjukkan pada pengamatan ke 6 adalah kadar air kritis.
Gaplek dalam bentuk chips memiliki penurunan kadar air yang tidak terlalu signifikan sehingga untuk menentukan kadar air kritis pun menjadi sedikit sulit. Tidak signifikannya penurunan kadar air chips diakibatkan oleh faktor luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan dua bentuk lainnya.
Laju pengeringan bergantung pada luas permukaan, perbedaan kelembaban aliran udara dan permukaan bahan, koefisien pindah massa dan kecepatan aliran udara. Sedangkan laju pengeringan akan menurun seiring jumlah air terikat yang semakin berkurang.
Oleh karena kadar air kritis untuk semua perlakuan gaplek diperoleh pada pengamatan ke-6, sehingga diketahui bahwa dehydrator sebagai alat pengering memiliki pengaruh yang cukup besar. Perputaran udara panas mengikuti bentuk dehydrator sehingga semua bahan akan terpapar oleh udara panas tersebut secara merata. Dengan adanya perputaran, maka udara yang telah jenuh oleh uap air dapat terbuang melalui saluran pembuangan di bagian bawah.
Kelapa Parut Kering
Pada praktikum optimasi pengeringan kelapa parut, proses pengeringan dilakukan dengan menggunakan tiga alat berbeda, yaitu pengeringan dengan oven, cabinet dryer dan dehydrator.
Oven merupakan alat pengering yang biasa digunakan dalam rumah tangga maupun laboratorium. Karakteristik utama oven adalah tidak adanya perputaran aliran udara. Cabinet dryer memiliki karakteristik yang hampir sama dengan oven, perbedaannya adalah sumber udara panas berasal dari bawah sehingga bahan yang disimpan di bagian paling bawah akan lebih cepat kering. Dan dehydrator mampu memutar udara panas sehingga semua bahan akan teraliri panas dengan baik.
Hasil praktikum kelapa parut menunjukkan bahwa pengeringan dengan cabinet dryer menghasilkan berat basah yang lebih besar dibandingkan dengan oven dan dehydrator. Sedangkan oven menghasilkan berat basah yang paling rendah setelah pengamatan ke-9 atau menit ke 270.
Apabila dihitung laju pengeringan diperoleh hasil bahwa pengeringan dengan oven memiliki nilai laju pengeringan paling kecil diikuti dehydrator dan terakhir cabinet dryer. Sehingga oven ternyata mampu mengeringkan bahan lebih baik dibandingkan dehydrator dan cabinet dryer.
Hasil praktikum di atas ternyata tidak sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa dehydrator paling efisien. Hal ini dikarenakan penggunaan dehydrator yang belum sesuai. Selain itu kemungkinan oven yang digunakan memang memiliki efisiensi yang lebih tinggi.
Perhitungan kalor yang digunakan selama pengeringan dapat dihitung dengan persamaan sederhana berikut
Q= Q_1+ Q_2
dengan, Q = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan dan menguapkan air bahan
Q1 = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan bahan
Q2 = jumlah kalor yang digunakan untuk menguapkan air bahan
Hanya saja perhitungan seperti itu tidak dilakukan. Terlepas dari hasil praktikum, bila dilihat dari besarnya penurunan berat setiap kali pengamatan diketahui bahwa dehidrator mampu mengeringkan dengan cepat. Bahkan jauh melebihi oven. Hal ini terlihat dari pengamatan pertama. Pengukuran berat kelapa hasil pengeringan dengan oven menunjukkan hasil 194,6; hasil cabinet drier sebesar 199 sedangkan dehidrator sebesar 180,6 gram. Dehidrator mampu menguapkan 19,4 gram air selama 30 menit. Sementara oven menguapkan 5,4 gram air bahkan cabinet drier hanya mampu menguapkan 1 gram air. Apabila hasil praktikum dinilai dari besarnya penurunan berat bahan, maka dehidrator jelas menjadi yang paling baik.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa gaplek bentuk irisan mampu menguapkan air paling banyak dibandingkan bentuk dadu dan chip. Sedangkan peralatan pengering yang mampu menguapkan air paling banyak adalah oven. Akan tetapi dehydrator mampu mengeringkan air lebih cepat dibandingkan oven.
Daftar Pustaka
Buckle, et al. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Purnomo, Hari. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya dalam Pengawetan Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Penerbit Gramedia.
http://www.shvoong.com
http://jut3x.multiply.com
http://iirc.ipb.ac.id/jspui/bitstream/123456789/12477/2/D09nda.pdf.
PRINSIP
Perbandingan panas yang diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya di dalam alat pengering
TUJUAN
Mengoptimasikan beberapa variable yang berpengaruh terhadap proses pengeringan
Menghitung biaya pengeringan dengan berbagai alat pengering dan menghubungkannya dengan kualitas hasil pengeringan
TINJAUAN PUSTAKA
Pengeringan merupakan suatu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan dengan menggunakan energy panas. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih tahan lama disimpan dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan. Di sisi lain, pengeringan menyebabkan sifat asli bahan mengalami perubahan, penurunan mutu dan memerlukan penanganan tambahan sebelum digunakan yaitu rehidrasi (Muchtadi 1989).
Pengeringan juga didefinisikan sebagai proses pengeluaran air dari bahan sehingga tercipta kondisi dimana kapang, jamur, dan bakteri yang menyebabkan pembusukan tidak dapat tumbuh (Henderson dan Perry, 1976). Pengeringan adalah proses pengeluaran kadar air untuk memperoleh kadar air yang aman untuk penyimpanan (Winarno et al., 1980). Tujuan Pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti.
Proses pengeringan yang umumnya digunakan pada bahan pangan ada dua cara yaitu pengeringan dengan penjemuran dan pengeringan dengan alat pengering. Kelemahan dari penjemuran adalah waktu pengeringan lebih lama dan lebih mudah terkontaminasi oleh kotoran atau debu sehingga dapat mengurangi mutu akhir produk yang dikeringkan. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari.
Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988). Pemilihan jenis alat dan kondisi pengering yang akan digunakan tergantung dari jenis bahan yang dikeringkan, mutu hasil akhir yang dikeringkan dan pertimbangan ekonomi, misalnya untuk bahan yang berbentuk pasta atau pure maka alat pengering yang sesuai adalah alat pengering drum, sedangkan untuk bahan yang berbentuk lempengan atau jenis bahan padatan dapat menggunakan pengering kabinet. Jenis alat pengering lainnya yang dapat digunakan untuk bahan pangan adalah pengeringan terowongan, pengering semprot, pengering fluidized bed, pengering beku dan lain-lain (Mujumdar 2000).
Efisiensi system dan alat pengeringan merupakan salah satu factor yang perlu dipertimbangkan dalam aplikasi pengeringan dan optimasinya. Efisiensi operasi pengeringan dapat dinyatakan sebagai perbandingan panas yang secara teoritis diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya didalam alat pengering. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau kontruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Proses pengeringan pada bahan dimana udara panas dialirkan dapat dianggap sebagai salah satu proses adiabatis. Hal ini berarti panas yang diberikan untuk penguapan air dari bahan hanya disuplai oleh udara pengering secara konduksi atau radiasi tanpa tambahan energi dari luar.
Proses perpindahan panas terjadi karena suhu bahan lebih rendah dari suhu udara yang dialirkan disekeliling bahan. Panas yang diberikan ini akan menaikan suhu bahan dan akan menyebabkan tekanan uap air didalam bahan akan lebih tinggi dibandingkan tekanan uap air di udara sehingga terjadi perpindahan uap air dari bahan ke udara. Peristiwa perpindahan uap air ke udara ini disebut peristiwa pindah massa.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu: factor yang berhubungan dengan udara pengering (suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara), dan faktor yang berhubungan dengan sifat bahan (ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan). Bahan pangan yang dihasilkan dari produk-produk pertanian pada umumnya mengandung kadar air tinggi. Kadar air tersebut apabila masih tersimpan dan tidak dihilangkan, maka akan dapat mempengaruhi kondisi fisik bahan pangan.
Metode pengeringan pangan maupun non-pangan yang umum dilakukan antara lain adalah pengeringan matahari (Sun Drying), rumah kaca (Greenhouse), oven, iradiasi surya (Solar Drying), pengeringan beku (Freeze Drying), dan yang berkembang saat ini pengeringan menggunakan sinar infra merah. Pangan dapat dikeringkan dengan beberapa cara yaitu menggunakan matahari, oven, atau microwave. Pengeringan merupakan metode pengawetan yang membutuhkan energy dan biaya yang cukup tinggi, kecuali pengeringan matahari (Sun Drying) (Hughes dan Willenberg, 1994)
Pengeringan Matahari (Sun Drying)
Pengeringan matahari (sun drying) merupakan salah satu metode pengeringan tradisional karena menggunakan panas langsung dari matahari dan pergerakan udara lingkungan. Pengeringan ini mempunyai laju yang lambat dan memerlukan perhatian lebih. Bahan harus dilindungi dari serangan serangga dan ditutupi pada malam hari. Selain itu pengeringan matahari sangat rentan terhadap resiko kontaminasi lingkungan, sehingga pengeringan sebaiknya jauh dari jalan raya atau udara yang kotor (Toftgruben, 1977)
Pengeringan Rumah Kaca (Greenhouse)
Pengering efek rumah kaca adalah alat pengering berenergi surya yang memanfaatkan efek rumah kaca yang terjadi karena adanya penutup transparan pada dinding bangunan serta plat absorber sebagai pengumpul panas untuk menaikkan suhu udara ruang pengering. Lapisan transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari masuk ke dalam dan mengenai elemen-elemen bangunan. Hal ini menyebabkan radiasi gelombang pendek yang terpantul berubah menjadi gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Proses inilah yang dinamakan efek rumah kaca. (Kamaruddin et al., 1996)
Pengeringan Oven
Pengeringan oven (Oven Drying) untuk produk pangan membutuhkan sedikit biaya investasi, dapat melindungi pangan dari serangan serangga dan debu, dan tidak tergantung pada cuaca.
Pengeringan Iradiasi Surya (Solar Drying)
Solar drying merupakan modifikasi dari sun drying yang menggunakan kolektor sinar matahari yang didesain khusus dengan ventilasi untuk keluarnya uap air (Hughes dan Willenberg, 1994). Energi matahari dikumpulkan menggunakan pengumpul energi yang berupa piringan tipis (flat plate) yang biasanya terbuat dari plastik transparan (Bala,1997).
Pengeringan Beku (Freeze Drying)
Pengeringan beku merupakan salah satu cara dalam pengeringan produk pangan. Tahap awal produk pangan dibekukan kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam suatu lemari hampa udara. Kristal-kristal es yang terbentuk selama tahap pembekuan akan menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa udara yaitu berubah bentuk dari es menjadi uap tanpa melewati fase cair (Gaman dan Sherrington, 1981).
ALAT DAN BAHAN
Alat Bahan
Oven listrik
Tray dryer
Pengering surya
Dehydrator
Timbangan
Peralatan dapur Ubi kayu
Kelapa parut
PROSEDUR
Pengeringan berbagai suhu dan kecepatan udara pengering
Persiapan bahan
Siapkan kelapa tua tanpa kulit ari yang sudah diparut
Bahan kemudian ditimbang dan dibagi menjadi 3 bagian, ratakan diatas loyang
Masing-masing loyang yang berisi bahan lalu dimasukan kedalam oven listrik, Cabinet Dryer, dan Dehydrator yang disediakan untuk dikeringkan menjadi Desiccated Coconut
Proses dan Pengamatan pengeringan
Lakukan pengeringan pada masing-masing alat pengering tersebut
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 15 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air bahan 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing alat
Penampakan organoleptik masing-masing bahan diamati dan rendemen bahan dihitung
Pengeringan dengan berbagai luas permukaan dan ukuran bahan
Ubi kayu atau singkong dikupas dan dicuci sampai bersih kemudian ditiriskan
Lakukan pengecilan ukuran untuk memperluas permukaan bahan dalam tiga bentuk : dadu, diiris bulat, dan chips
Penampakan organoleptik dari bahan diamati
Masing-masing ukuran bahan ditimbang dan dicatat sebagai bobot awal
Gunakan dehydrator untuk mengeringkan bahan dengan suhu yang sama
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 30 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air mencapai 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing perlakuan
Amati penampakan organoleptik masing-masing gaplek kering yang dihasilkan dan hitung rendemennya
DATA HASIL PENGAMATAN
Tabel 1 Data Perlakuan Gaplek
No Perlakuan Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Chips 200 437,8 28 x 18= 504
2 Dadu 200 133,5 24 x 14,5 = 348
3 Iris 200 134 24 x 14,5 = 348
Tabel 2 Data Perlakuan Kelapa Parut
No Alat Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Oven 250 168,3 23 x 23 = 529
2 Dehidrator 250 166,3 26 x 26 = 676
3 Cabinet drier 250 166,1 23 x 23 =529
Tabel 3 Data Berat Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Berat Gaplek (g) Berat Kelapa (g)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 118 150,5 137 194,6 180,6 199
2 94,2 132,5 115 181,2 158,7 190,9
3 87,8 120,3 100,2 166,9 146,7 193,3
4 85,8 114 92,8 148,2 140,7 177,5
5 85,1 107,1 86,9 138,1 130,7 166,5
6 83,7 76,5 83,9 116,5 124,9 126,9
7 83,6 76 71,7 117,7 124,7 126
8 83,8 78,1 73,5 116,2 124,8 126,1
9 83,6 78,1 73,5 116,2 124,6 126,2
Tabel 4 Data Kadar Air Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Kadar Air Gaplek (%) Kadar Air Kelapa (%)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 59,00 75,25 68,50 77,84 72,24 79,60
2 47,10 66,25 57,50 72,48 63,48 76,36
3 43,90 60,15 50,10 66,76 58,68 77,32
4 42,90 57,00 46,40 59,28 56,28 71,00
5 42,55 53,55 43,45 55,24 52,28 66,60
6 41,85 38,25 41,95 46,60 49,96 50,76
7 41,80 38,00 35,85 47,08 49,88 50,40
8 41,90 39,05 36,75 46,48 49,92 50,44
9 41,80 39,05 36,75 46,48 49,84 50,48
Tabel 5 Laju Pengeringan Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Laju Pengeringan Gaplek
(g.luas area-1 / waktu) Laju Pengeringan Kelapa
(g.luas area-1 / waktu)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 0,008984 0,037578 0,03408 0,038542 0,0362 0,039936
2 0,007172 0,033084 0,028607 0,035888 0,03181 0,03831
3 0,006685 0,030037 0,024925 0,033056 0,029405 0,038792
4 0,006533 0,028464 0,023085 0,029352 0,028202 0,035621
5 0,006479 0,026742 0,021617 0,027352 0,026198 0,033414
6 0,006373 0,019101 0,020871 0,023074 0,025035 0,025467
7 0,006365 0,018976 0,017836 0,023312 0,024995 0,025286
8 0,00638 0,019501 0,018284 0,023014 0,025015 0,025306
9 0,006365 0,019501 0,018284 0,023014 0,024975 0,025326
Gambar 1. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
Gambar 2. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
PEMBAHASAN
Optimasi proses pengeringan erat kaitannya dengan efisiensi. Hal ini terutama berlaku pada pengeringan dengan menggunakan peralatan tertentu. Pada efisiensi pengeringan yang perlu diperhartikan adalah kebutuhan energi untuk mengeringkan bahan sehingga dapat mengurangi biaya operasional dengan kata lain adalah dengan jumlah kalor serendah mungkin dapat mengeringkan bahan secara optimal. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau konstruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Selama pengeringan terjadi 2 proses perpindahan yakni pindah massa dan pindah panas. Pindah massa adalah perpindahan uap air bahan ke udara akibat adanya perbedaan tekanan uap air. Sedangkan pindah panas diakibatkan oleh adanya aliran udara pengering dari lingkungan ke bahan sehingga suhu bahan lebih rendah dari suhu udara sekeliling.
Umumnya dalam pengeringan bahan pangan diharapkan kecepatan pengeringan maksimum. Hal ini dapat tercapai dengan cara mempercepat proses pindah massa dan pindah panas. Akan tetapi pengeringan yang terlalu cepat dapat merusak bahan. Untuk memperoleh kecepatan pengeringan yang maksimal, ada beberapa factor yang perlu diperhatikan.
Salah satunya adalah dengan memperkecil ukuran bahan. Pengecilan ukuran ini akan beakibat :
Memperluas permukaan bahan sehingga mempermudah kontak dengan udara panas dan mempermudah keluarnya air bebas dari permukaan
Mengurangi jarak yang ditempuh oleh aliran udara panas untuk masuk ke bagian dalam bahan dan mengurangi jarak tempuh air dari bagian dalam ke permukaan dengan demikian penguapan akan berlangsung cepat.
Gaplek
Dalam praktikum optimasi pengeringan bahan pangan dilakukan perlakuan pengecilan ukuran pada gaplek singkong. Gaplek dipotong dengan berbagai bentuk yaitu bentuk chip, dadu dan irisan tipis. Secara logika gaplek dengan bentuk irisan tentu memiliki luas permukaan yang paling besar dibandingkan dengan bentuk lain. Pengamatan yang dilakukan adalah pengukuran laju pengeringan tiap 30 menit. Laju pengeringan dapat dihitung dengan membagi berat basah tiap luas permukaan dengan waktu.
Proses pengeringan dilakukan dengan dehydrator. Dehydrator secara teori merupakan alat pengering dengan tingkat efisiensi tinggi karena udara panas di sekitar bahan dialirkan secara kontinu mengikuti desain dehydrator. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari. Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988)
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa laju pengeringan gaplek dalam bentuk iris jauh lebih efektif. Hal ini dapat dilihat pada berat akhir setelah pengamatan ke-9 yang lebih ternyata paling rendah. Diikuti dengan gaplek bentuk dadu dan chips.
Akan tetapi, bila dilihat dari nilai laju pengeringan, maka gaplek dengan bentuk dadu memiliki laju pengeringan yang paling besar diikuti oleh gaplek bentuk irisan dan terakhir chips. Hal ini menunjukkan bahwa bentuk irisan tipis dan dadu ternyata memiliki luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan chips.
Dari grafik laju pengeringan gaplek, diketahui bahwa kadar air kritis untuk gaplek bentuk irisan dan dadu secara jelas tercapai pada pengamatan ke-6 atau menit ke 240. Sedangkan untuk chips sekalipun agak kurang jelas tetapi menunjukkan pada pengamatan ke 6 adalah kadar air kritis.
Gaplek dalam bentuk chips memiliki penurunan kadar air yang tidak terlalu signifikan sehingga untuk menentukan kadar air kritis pun menjadi sedikit sulit. Tidak signifikannya penurunan kadar air chips diakibatkan oleh faktor luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan dua bentuk lainnya.
Laju pengeringan bergantung pada luas permukaan, perbedaan kelembaban aliran udara dan permukaan bahan, koefisien pindah massa dan kecepatan aliran udara. Sedangkan laju pengeringan akan menurun seiring jumlah air terikat yang semakin berkurang.
Oleh karena kadar air kritis untuk semua perlakuan gaplek diperoleh pada pengamatan ke-6, sehingga diketahui bahwa dehydrator sebagai alat pengering memiliki pengaruh yang cukup besar. Perputaran udara panas mengikuti bentuk dehydrator sehingga semua bahan akan terpapar oleh udara panas tersebut secara merata. Dengan adanya perputaran, maka udara yang telah jenuh oleh uap air dapat terbuang melalui saluran pembuangan di bagian bawah.
Kelapa Parut Kering
Pada praktikum optimasi pengeringan kelapa parut, proses pengeringan dilakukan dengan menggunakan tiga alat berbeda, yaitu pengeringan dengan oven, cabinet dryer dan dehydrator.
Oven merupakan alat pengering yang biasa digunakan dalam rumah tangga maupun laboratorium. Karakteristik utama oven adalah tidak adanya perputaran aliran udara. Cabinet dryer memiliki karakteristik yang hampir sama dengan oven, perbedaannya adalah sumber udara panas berasal dari bawah sehingga bahan yang disimpan di bagian paling bawah akan lebih cepat kering. Dan dehydrator mampu memutar udara panas sehingga semua bahan akan teraliri panas dengan baik.
Hasil praktikum kelapa parut menunjukkan bahwa pengeringan dengan cabinet dryer menghasilkan berat basah yang lebih besar dibandingkan dengan oven dan dehydrator. Sedangkan oven menghasilkan berat basah yang paling rendah setelah pengamatan ke-9 atau menit ke 270.
Apabila dihitung laju pengeringan diperoleh hasil bahwa pengeringan dengan oven memiliki nilai laju pengeringan paling kecil diikuti dehydrator dan terakhir cabinet dryer. Sehingga oven ternyata mampu mengeringkan bahan lebih baik dibandingkan dehydrator dan cabinet dryer.
Hasil praktikum di atas ternyata tidak sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa dehydrator paling efisien. Hal ini dikarenakan penggunaan dehydrator yang belum sesuai. Selain itu kemungkinan oven yang digunakan memang memiliki efisiensi yang lebih tinggi.
Perhitungan kalor yang digunakan selama pengeringan dapat dihitung dengan persamaan sederhana berikut
Q= Q_1+ Q_2
dengan, Q = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan dan menguapkan air bahan
Q1 = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan bahan
Q2 = jumlah kalor yang digunakan untuk menguapkan air bahan
Hanya saja perhitungan seperti itu tidak dilakukan. Terlepas dari hasil praktikum, bila dilihat dari besarnya penurunan berat setiap kali pengamatan diketahui bahwa dehidrator mampu mengeringkan dengan cepat. Bahkan jauh melebihi oven. Hal ini terlihat dari pengamatan pertama. Pengukuran berat kelapa hasil pengeringan dengan oven menunjukkan hasil 194,6; hasil cabinet drier sebesar 199 sedangkan dehidrator sebesar 180,6 gram. Dehidrator mampu menguapkan 19,4 gram air selama 30 menit. Sementara oven menguapkan 5,4 gram air bahkan cabinet drier hanya mampu menguapkan 1 gram air. Apabila hasil praktikum dinilai dari besarnya penurunan berat bahan, maka dehidrator jelas menjadi yang paling baik.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa gaplek bentuk irisan mampu menguapkan air paling banyak dibandingkan bentuk dadu dan chip. Sedangkan peralatan pengering yang mampu menguapkan air paling banyak adalah oven. Akan tetapi dehydrator mampu mengeringkan air lebih cepat dibandingkan oven.
Daftar Pustaka
Buckle, et al. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Purnomo, Hari. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya dalam Pengawetan Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Penerbit Gramedia.
http://www.shvoong.com
http://jut3x.multiply.com
http://iirc.ipb.ac.id/jspui/bitstream/123456789/12477/2/D09nda.pdf.
Sabtu, 26 Juni 2010
Optimasi Proses Pengeringan Bahan Pangan
OPTIMASI PROSES PENGERINGAN BAHAN PANGAN
PRINSIP
Perbandingan panas yang diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya di dalam alat pengering
TUJUAN
Mengoptimasikan beberapa variable yang berpengaruh terhadap proses pengeringan
Menghitung biaya pengeringan dengan berbagai alat pengering dan menghubungkannya dengan kualitas hasil pengeringan
TINJAUAN PUSTAKA
Pengeringan merupakan suatu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan dengan menggunakan energy panas. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih tahan lama disimpan dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan. Di sisi lain, pengeringan menyebabkan sifat asli bahan mengalami perubahan, penurunan mutu dan memerlukan penanganan tambahan sebelum digunakan yaitu rehidrasi (Muchtadi 1989).
Pengeringan juga didefinisikan sebagai proses pengeluaran air dari bahan sehingga tercipta kondisi dimana kapang, jamur, dan bakteri yang menyebabkan pembusukan tidak dapat tumbuh (Henderson dan Perry, 1976). Pengeringan adalah proses pengeluaran kadar air untuk memperoleh kadar air yang aman untuk penyimpanan (Winarno et al., 1980). Tujuan Pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti.
Proses pengeringan yang umumnya digunakan pada bahan pangan ada dua cara yaitu pengeringan dengan penjemuran dan pengeringan dengan alat pengering. Kelemahan dari penjemuran adalah waktu pengeringan lebih lama dan lebih mudah terkontaminasi oleh kotoran atau debu sehingga dapat mengurangi mutu akhir produk yang dikeringkan. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari.
Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988). Pemilihan jenis alat dan kondisi pengering yang akan digunakan tergantung dari jenis bahan yang dikeringkan, mutu hasil akhir yang dikeringkan dan pertimbangan ekonomi, misalnya untuk bahan yang berbentuk pasta atau pure maka alat pengering yang sesuai adalah alat pengering drum, sedangkan untuk bahan yang berbentuk lempengan atau jenis bahan padatan dapat menggunakan pengering kabinet. Jenis alat pengering lainnya yang dapat digunakan untuk bahan pangan adalah pengeringan terowongan, pengering semprot, pengering fluidized bed, pengering beku dan lain-lain (Mujumdar 2000).
Efisiensi system dan alat pengeringan merupakan salah satu factor yang perlu dipertimbangkan dalam aplikasi pengeringan dan optimasinya. Efisiensi operasi pengeringan dapat dinyatakan sebagai perbandingan panas yang secara teoritis diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya didalam alat pengering. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau kontruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Proses pengeringan pada bahan dimana udara panas dialirkan dapat dianggap sebagai salah satu proses adiabatis. Hal ini berarti panas yang diberikan untuk penguapan air dari bahan hanya disuplai oleh udara pengering secara konduksi atau radiasi tanpa tambahan energi dari luar.
Proses perpindahan panas terjadi karena suhu bahan lebih rendah dari suhu udara yang dialirkan disekeliling bahan. Panas yang diberikan ini akan menaikan suhu bahan dan akan menyebabkan tekanan uap air didalam bahan akan lebih tinggi dibandingkan tekanan uap air di udara sehingga terjadi perpindahan uap air dari bahan ke udara. Peristiwa perpindahan uap air ke udara ini disebut peristiwa pindah massa.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu: factor yang berhubungan dengan udara pengering (suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara), dan faktor yang berhubungan dengan sifat bahan (ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan). Bahan pangan yang dihasilkan dari produk-produk pertanian pada umumnya mengandung kadar air tinggi. Kadar air tersebut apabila masih tersimpan dan tidak dihilangkan, maka akan dapat mempengaruhi kondisi fisik bahan pangan.
Metode pengeringan pangan maupun non-pangan yang umum dilakukan antara lain adalah pengeringan matahari (Sun Drying), rumah kaca (Greenhouse), oven, iradiasi surya (Solar Drying), pengeringan beku (Freeze Drying), dan yang berkembang saat ini pengeringan menggunakan sinar infra merah. Pangan dapat dikeringkan dengan beberapa cara yaitu menggunakan matahari, oven, atau microwave. Pengeringan merupakan metode pengawetan yang membutuhkan energy dan biaya yang cukup tinggi, kecuali pengeringan matahari (Sun Drying) (Hughes dan Willenberg, 1994)
Pengeringan Matahari (Sun Drying)
Pengeringan matahari (sun drying) merupakan salah satu metode pengeringan tradisional karena menggunakan panas langsung dari matahari dan pergerakan udara lingkungan. Pengeringan ini mempunyai laju yang lambat dan memerlukan perhatian lebih. Bahan harus dilindungi dari serangan serangga dan ditutupi pada malam hari. Selain itu pengeringan matahari sangat rentan terhadap resiko kontaminasi lingkungan, sehingga pengeringan sebaiknya jauh dari jalan raya atau udara yang kotor (Toftgruben, 1977)
Pengeringan Rumah Kaca (Greenhouse)
Pengering efek rumah kaca adalah alat pengering berenergi surya yang memanfaatkan efek rumah kaca yang terjadi karena adanya penutup transparan pada dinding bangunan serta plat absorber sebagai pengumpul panas untuk menaikkan suhu udara ruang pengering. Lapisan transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari masuk ke dalam dan mengenai elemen-elemen bangunan. Hal ini menyebabkan radiasi gelombang pendek yang terpantul berubah menjadi gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Proses inilah yang dinamakan efek rumah kaca. (Kamaruddin et al., 1996)
Pengeringan Oven
Pengeringan oven (Oven Drying) untuk produk pangan membutuhkan sedikit biaya investasi, dapat melindungi pangan dari serangan serangga dan debu, dan tidak tergantung pada cuaca.
Pengeringan Iradiasi Surya (Solar Drying)
Solar drying merupakan modifikasi dari sun drying yang menggunakan kolektor sinar matahari yang didesain khusus dengan ventilasi untuk keluarnya uap air (Hughes dan Willenberg, 1994). Energi matahari dikumpulkan menggunakan pengumpul energi yang berupa piringan tipis (flat plate) yang biasanya terbuat dari plastik transparan (Bala,1997).
Pengeringan Beku (Freeze Drying)
Pengeringan beku merupakan salah satu cara dalam pengeringan produk pangan. Tahap awal produk pangan dibekukan kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam suatu lemari hampa udara. Kristal-kristal es yang terbentuk selama tahap pembekuan akan menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa udara yaitu berubah bentuk dari es menjadi uap tanpa melewati fase cair (Gaman dan Sherrington, 1981).
ALAT DAN BAHAN
Alat Bahan
Oven listrik
Tray dryer
Pengering surya
Dehydrator
Timbangan
Peralatan dapur Ubi kayu
Kelapa parut
PROSEDUR
Pengeringan berbagai suhu dan kecepatan udara pengering
Persiapan bahan
Siapkan kelapa tua tanpa kulit ari yang sudah diparut
Bahan kemudian ditimbang dan dibagi menjadi 3 bagian, ratakan diatas loyang
Masing-masing loyang yang berisi bahan lalu dimasukan kedalam oven listrik, Cabinet Dryer, dan Dehydrator yang disediakan untuk dikeringkan menjadi Desiccated Coconut
Proses dan Pengamatan pengeringan
Lakukan pengeringan pada masing-masing alat pengering tersebut
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 15 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air bahan 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing alat
Penampakan organoleptik masing-masing bahan diamati dan rendemen bahan dihitung
Pengeringan dengan berbagai luas permukaan dan ukuran bahan
Ubi kayu atau singkong dikupas dan dicuci sampai bersih kemudian ditiriskan
Lakukan pengecilan ukuran untuk memperluas permukaan bahan dalam tiga bentuk : dadu, diiris bulat, dan chips
Penampakan organoleptik dari bahan diamati
Masing-masing ukuran bahan ditimbang dan dicatat sebagai bobot awal
Gunakan dehydrator untuk mengeringkan bahan dengan suhu yang sama
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 30 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air mencapai 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing perlakuan
Amati penampakan organoleptik masing-masing gaplek kering yang dihasilkan dan hitung rendemennya
DATA HASIL PENGAMATAN
Tabel 1 Data Perlakuan Gaplek
No Perlakuan Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Chips 200 437,8 28 x 18= 504
2 Dadu 200 133,5 24 x 14,5 = 348
3 Iris 200 134 24 x 14,5 = 348
Tabel 2 Data Perlakuan Kelapa Parut
No Alat Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Oven 250 168,3 23 x 23 = 529
2 Dehidrator 250 166,3 26 x 26 = 676
3 Cabinet drier 250 166,1 23 x 23 =529
Tabel 3 Data Berat Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Berat Gaplek (g) Berat Kelapa (g)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 118 150,5 137 194,6 180,6 199
2 94,2 132,5 115 181,2 158,7 190,9
3 87,8 120,3 100,2 166,9 146,7 193,3
4 85,8 114 92,8 148,2 140,7 177,5
5 85,1 107,1 86,9 138,1 130,7 166,5
6 83,7 76,5 83,9 116,5 124,9 126,9
7 83,6 76 71,7 117,7 124,7 126
8 83,8 78,1 73,5 116,2 124,8 126,1
9 83,6 78,1 73,5 116,2 124,6 126,2
Tabel 4 Data Kadar Air Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Kadar Air Gaplek (%) Kadar Air Kelapa (%)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 59,00 75,25 68,50 77,84 72,24 79,60
2 47,10 66,25 57,50 72,48 63,48 76,36
3 43,90 60,15 50,10 66,76 58,68 77,32
4 42,90 57,00 46,40 59,28 56,28 71,00
5 42,55 53,55 43,45 55,24 52,28 66,60
6 41,85 38,25 41,95 46,60 49,96 50,76
7 41,80 38,00 35,85 47,08 49,88 50,40
8 41,90 39,05 36,75 46,48 49,92 50,44
9 41,80 39,05 36,75 46,48 49,84 50,48
Tabel 5 Laju Pengeringan Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Laju Pengeringan Gaplek
(g.luas area-1 / waktu) Laju Pengeringan Kelapa
(g.luas area-1 / waktu)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 0,008984 0,037578 0,03408 0,038542 0,0362 0,039936
2 0,007172 0,033084 0,028607 0,035888 0,03181 0,03831
3 0,006685 0,030037 0,024925 0,033056 0,029405 0,038792
4 0,006533 0,028464 0,023085 0,029352 0,028202 0,035621
5 0,006479 0,026742 0,021617 0,027352 0,026198 0,033414
6 0,006373 0,019101 0,020871 0,023074 0,025035 0,025467
7 0,006365 0,018976 0,017836 0,023312 0,024995 0,025286
8 0,00638 0,019501 0,018284 0,023014 0,025015 0,025306
9 0,006365 0,019501 0,018284 0,023014 0,024975 0,025326
Gambar 1. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
Gambar 2. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
PEMBAHASAN
Optimasi proses pengeringan erat kaitannya dengan efisiensi. Hal ini terutama berlaku pada pengeringan dengan menggunakan peralatan tertentu. Pada efisiensi pengeringan yang perlu diperhartikan adalah kebutuhan energi untuk mengeringkan bahan sehingga dapat mengurangi biaya operasional dengan kata lain adalah dengan jumlah kalor serendah mungkin dapat mengeringkan bahan secara optimal. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau konstruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Selama pengeringan terjadi 2 proses perpindahan yakni pindah massa dan pindah panas. Pindah massa adalah perpindahan uap air bahan ke udara akibat adanya perbedaan tekanan uap air. Sedangkan pindah panas diakibatkan oleh adanya aliran udara pengering dari lingkungan ke bahan sehingga suhu bahan lebih rendah dari suhu udara sekeliling.
Umumnya dalam pengeringan bahan pangan diharapkan kecepatan pengeringan maksimum. Hal ini dapat tercapai dengan cara mempercepat proses pindah massa dan pindah panas. Akan tetapi pengeringan yang terlalu cepat dapat merusak bahan. Untuk memperoleh kecepatan pengeringan yang maksimal, ada beberapa factor yang perlu diperhatikan.
Salah satunya adalah dengan memperkecil ukuran bahan. Pengecilan ukuran ini akan beakibat :
Memperluas permukaan bahan sehingga mempermudah kontak dengan udara panas dan mempermudah keluarnya air bebas dari permukaan
Mengurangi jarak yang ditempuh oleh aliran udara panas untuk masuk ke bagian dalam bahan dan mengurangi jarak tempuh air dari bagian dalam ke permukaan dengan demikian penguapan akan berlangsung cepat.
Gaplek
Dalam praktikum optimasi pengeringan bahan pangan dilakukan perlakuan pengecilan ukuran pada gaplek singkong. Gaplek dipotong dengan berbagai bentuk yaitu bentuk chip, dadu dan irisan tipis. Secara logika gaplek dengan bentuk irisan tentu memiliki luas permukaan yang paling besar dibandingkan dengan bentuk lain. Pengamatan yang dilakukan adalah pengukuran laju pengeringan tiap 30 menit. Laju pengeringan dapat dihitung dengan membagi berat basah tiap luas permukaan dengan waktu.
Proses pengeringan dilakukan dengan dehydrator. Dehydrator secara teori merupakan alat pengering dengan tingkat efisiensi tinggi karena udara panas di sekitar bahan dialirkan secara kontinu mengikuti desain dehydrator. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari. Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988)
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa laju pengeringan gaplek dalam bentuk iris jauh lebih efektif. Hal ini dapat dilihat pada berat akhir setelah pengamatan ke-9 yang lebih ternyata paling rendah. Diikuti dengan gaplek bentuk dadu dan chips.
Akan tetapi, bila dilihat dari nilai laju pengeringan, maka gaplek dengan bentuk dadu memiliki laju pengeringan yang paling besar diikuti oleh gaplek bentuk irisan dan terakhir chips. Hal ini menunjukkan bahwa bentuk irisan tipis dan dadu ternyata memiliki luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan chips.
Dari grafik laju pengeringan gaplek, diketahui bahwa kadar air kritis untuk gaplek bentuk irisan dan dadu secara jelas tercapai pada pengamatan ke-6 atau menit ke 240. Sedangkan untuk chips sekalipun agak kurang jelas tetapi menunjukkan pada pengamatan ke 6 adalah kadar air kritis.
Gaplek dalam bentuk chips memiliki penurunan kadar air yang tidak terlalu signifikan sehingga untuk menentukan kadar air kritis pun menjadi sedikit sulit. Tidak signifikannya penurunan kadar air chips diakibatkan oleh faktor luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan dua bentuk lainnya.
Laju pengeringan bergantung pada luas permukaan, perbedaan kelembaban aliran udara dan permukaan bahan, koefisien pindah massa dan kecepatan aliran udara. Sedangkan laju pengeringan akan menurun seiring jumlah air terikat yang semakin berkurang.
Oleh karena kadar air kritis untuk semua perlakuan gaplek diperoleh pada pengamatan ke-6, sehingga diketahui bahwa dehydrator sebagai alat pengering memiliki pengaruh yang cukup besar. Perputaran udara panas mengikuti bentuk dehydrator sehingga semua bahan akan terpapar oleh udara panas tersebut secara merata. Dengan adanya perputaran, maka udara yang telah jenuh oleh uap air dapat terbuang melalui saluran pembuangan di bagian bawah.
Kelapa Parut Kering
Pada praktikum optimasi pengeringan kelapa parut, proses pengeringan dilakukan dengan menggunakan tiga alat berbeda, yaitu pengeringan dengan oven, cabinet dryer dan dehydrator.
Oven merupakan alat pengering yang biasa digunakan dalam rumah tangga maupun laboratorium. Karakteristik utama oven adalah tidak adanya perputaran aliran udara. Cabinet dryer memiliki karakteristik yang hampir sama dengan oven, perbedaannya adalah sumber udara panas berasal dari bawah sehingga bahan yang disimpan di bagian paling bawah akan lebih cepat kering. Dan dehydrator mampu memutar udara panas sehingga semua bahan akan teraliri panas dengan baik.
Hasil praktikum kelapa parut menunjukkan bahwa pengeringan dengan cabinet dryer menghasilkan berat basah yang lebih besar dibandingkan dengan oven dan dehydrator. Sedangkan oven menghasilkan berat basah yang paling rendah setelah pengamatan ke-9 atau menit ke 270.
Apabila dihitung laju pengeringan diperoleh hasil bahwa pengeringan dengan oven memiliki nilai laju pengeringan paling kecil diikuti dehydrator dan terakhir cabinet dryer. Sehingga oven ternyata mampu mengeringkan bahan lebih baik dibandingkan dehydrator dan cabinet dryer.
Hasil praktikum di atas ternyata tidak sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa dehydrator paling efisien. Hal ini dikarenakan penggunaan dehydrator yang belum sesuai. Selain itu kemungkinan oven yang digunakan memang memiliki efisiensi yang lebih tinggi.
Perhitungan kalor yang digunakan selama pengeringan dapat dihitung dengan persamaan sederhana berikut
Q= Q_1+ Q_2
dengan, Q = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan dan menguapkan air bahan
Q1 = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan bahan
Q2 = jumlah kalor yang digunakan untuk menguapkan air bahan
Hanya saja perhitungan seperti itu tidak dilakukan. Terlepas dari hasil praktikum, bila dilihat dari besarnya penurunan berat setiap kali pengamatan diketahui bahwa dehidrator mampu mengeringkan dengan cepat. Bahkan jauh melebihi oven. Hal ini terlihat dari pengamatan pertama. Pengukuran berat kelapa hasil pengeringan dengan oven menunjukkan hasil 194,6; hasil cabinet drier sebesar 199 sedangkan dehidrator sebesar 180,6 gram. Dehidrator mampu menguapkan 19,4 gram air selama 30 menit. Sementara oven menguapkan 5,4 gram air bahkan cabinet drier hanya mampu menguapkan 1 gram air. Apabila hasil praktikum dinilai dari besarnya penurunan berat bahan, maka dehidrator jelas menjadi yang paling baik.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa gaplek bentuk irisan mampu menguapkan air paling banyak dibandingkan bentuk dadu dan chip. Sedangkan peralatan pengering yang mampu menguapkan air paling banyak adalah oven. Akan tetapi dehydrator mampu mengeringkan air lebih cepat dibandingkan oven.
Daftar Pustaka
Buckle, et al. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Purnomo, Hari. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya dalam Pengawetan Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Penerbit Gramedia.
http://www.shvoong.com
http://jut3x.multiply.com
http://iirc.ipb.ac.id/jspui/bitstream/123456789/12477/2/D09nda.pdf.
PRINSIP
Perbandingan panas yang diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya di dalam alat pengering
TUJUAN
Mengoptimasikan beberapa variable yang berpengaruh terhadap proses pengeringan
Menghitung biaya pengeringan dengan berbagai alat pengering dan menghubungkannya dengan kualitas hasil pengeringan
TINJAUAN PUSTAKA
Pengeringan merupakan suatu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan dengan menggunakan energy panas. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih tahan lama disimpan dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan. Di sisi lain, pengeringan menyebabkan sifat asli bahan mengalami perubahan, penurunan mutu dan memerlukan penanganan tambahan sebelum digunakan yaitu rehidrasi (Muchtadi 1989).
Pengeringan juga didefinisikan sebagai proses pengeluaran air dari bahan sehingga tercipta kondisi dimana kapang, jamur, dan bakteri yang menyebabkan pembusukan tidak dapat tumbuh (Henderson dan Perry, 1976). Pengeringan adalah proses pengeluaran kadar air untuk memperoleh kadar air yang aman untuk penyimpanan (Winarno et al., 1980). Tujuan Pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti.
Proses pengeringan yang umumnya digunakan pada bahan pangan ada dua cara yaitu pengeringan dengan penjemuran dan pengeringan dengan alat pengering. Kelemahan dari penjemuran adalah waktu pengeringan lebih lama dan lebih mudah terkontaminasi oleh kotoran atau debu sehingga dapat mengurangi mutu akhir produk yang dikeringkan. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari.
Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988). Pemilihan jenis alat dan kondisi pengering yang akan digunakan tergantung dari jenis bahan yang dikeringkan, mutu hasil akhir yang dikeringkan dan pertimbangan ekonomi, misalnya untuk bahan yang berbentuk pasta atau pure maka alat pengering yang sesuai adalah alat pengering drum, sedangkan untuk bahan yang berbentuk lempengan atau jenis bahan padatan dapat menggunakan pengering kabinet. Jenis alat pengering lainnya yang dapat digunakan untuk bahan pangan adalah pengeringan terowongan, pengering semprot, pengering fluidized bed, pengering beku dan lain-lain (Mujumdar 2000).
Efisiensi system dan alat pengeringan merupakan salah satu factor yang perlu dipertimbangkan dalam aplikasi pengeringan dan optimasinya. Efisiensi operasi pengeringan dapat dinyatakan sebagai perbandingan panas yang secara teoritis diperlukan untuk menguapkan air dengan penggunaan panas yang sebenarnya didalam alat pengering. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau kontruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Proses pengeringan pada bahan dimana udara panas dialirkan dapat dianggap sebagai salah satu proses adiabatis. Hal ini berarti panas yang diberikan untuk penguapan air dari bahan hanya disuplai oleh udara pengering secara konduksi atau radiasi tanpa tambahan energi dari luar.
Proses perpindahan panas terjadi karena suhu bahan lebih rendah dari suhu udara yang dialirkan disekeliling bahan. Panas yang diberikan ini akan menaikan suhu bahan dan akan menyebabkan tekanan uap air didalam bahan akan lebih tinggi dibandingkan tekanan uap air di udara sehingga terjadi perpindahan uap air dari bahan ke udara. Peristiwa perpindahan uap air ke udara ini disebut peristiwa pindah massa.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu: factor yang berhubungan dengan udara pengering (suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara), dan faktor yang berhubungan dengan sifat bahan (ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan). Bahan pangan yang dihasilkan dari produk-produk pertanian pada umumnya mengandung kadar air tinggi. Kadar air tersebut apabila masih tersimpan dan tidak dihilangkan, maka akan dapat mempengaruhi kondisi fisik bahan pangan.
Metode pengeringan pangan maupun non-pangan yang umum dilakukan antara lain adalah pengeringan matahari (Sun Drying), rumah kaca (Greenhouse), oven, iradiasi surya (Solar Drying), pengeringan beku (Freeze Drying), dan yang berkembang saat ini pengeringan menggunakan sinar infra merah. Pangan dapat dikeringkan dengan beberapa cara yaitu menggunakan matahari, oven, atau microwave. Pengeringan merupakan metode pengawetan yang membutuhkan energy dan biaya yang cukup tinggi, kecuali pengeringan matahari (Sun Drying) (Hughes dan Willenberg, 1994)
Pengeringan Matahari (Sun Drying)
Pengeringan matahari (sun drying) merupakan salah satu metode pengeringan tradisional karena menggunakan panas langsung dari matahari dan pergerakan udara lingkungan. Pengeringan ini mempunyai laju yang lambat dan memerlukan perhatian lebih. Bahan harus dilindungi dari serangan serangga dan ditutupi pada malam hari. Selain itu pengeringan matahari sangat rentan terhadap resiko kontaminasi lingkungan, sehingga pengeringan sebaiknya jauh dari jalan raya atau udara yang kotor (Toftgruben, 1977)
Pengeringan Rumah Kaca (Greenhouse)
Pengering efek rumah kaca adalah alat pengering berenergi surya yang memanfaatkan efek rumah kaca yang terjadi karena adanya penutup transparan pada dinding bangunan serta plat absorber sebagai pengumpul panas untuk menaikkan suhu udara ruang pengering. Lapisan transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari masuk ke dalam dan mengenai elemen-elemen bangunan. Hal ini menyebabkan radiasi gelombang pendek yang terpantul berubah menjadi gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Proses inilah yang dinamakan efek rumah kaca. (Kamaruddin et al., 1996)
Pengeringan Oven
Pengeringan oven (Oven Drying) untuk produk pangan membutuhkan sedikit biaya investasi, dapat melindungi pangan dari serangan serangga dan debu, dan tidak tergantung pada cuaca.
Pengeringan Iradiasi Surya (Solar Drying)
Solar drying merupakan modifikasi dari sun drying yang menggunakan kolektor sinar matahari yang didesain khusus dengan ventilasi untuk keluarnya uap air (Hughes dan Willenberg, 1994). Energi matahari dikumpulkan menggunakan pengumpul energi yang berupa piringan tipis (flat plate) yang biasanya terbuat dari plastik transparan (Bala,1997).
Pengeringan Beku (Freeze Drying)
Pengeringan beku merupakan salah satu cara dalam pengeringan produk pangan. Tahap awal produk pangan dibekukan kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam suatu lemari hampa udara. Kristal-kristal es yang terbentuk selama tahap pembekuan akan menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa udara yaitu berubah bentuk dari es menjadi uap tanpa melewati fase cair (Gaman dan Sherrington, 1981).
ALAT DAN BAHAN
Alat Bahan
Oven listrik
Tray dryer
Pengering surya
Dehydrator
Timbangan
Peralatan dapur Ubi kayu
Kelapa parut
PROSEDUR
Pengeringan berbagai suhu dan kecepatan udara pengering
Persiapan bahan
Siapkan kelapa tua tanpa kulit ari yang sudah diparut
Bahan kemudian ditimbang dan dibagi menjadi 3 bagian, ratakan diatas loyang
Masing-masing loyang yang berisi bahan lalu dimasukan kedalam oven listrik, Cabinet Dryer, dan Dehydrator yang disediakan untuk dikeringkan menjadi Desiccated Coconut
Proses dan Pengamatan pengeringan
Lakukan pengeringan pada masing-masing alat pengering tersebut
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 15 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air bahan 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing alat
Penampakan organoleptik masing-masing bahan diamati dan rendemen bahan dihitung
Pengeringan dengan berbagai luas permukaan dan ukuran bahan
Ubi kayu atau singkong dikupas dan dicuci sampai bersih kemudian ditiriskan
Lakukan pengecilan ukuran untuk memperluas permukaan bahan dalam tiga bentuk : dadu, diiris bulat, dan chips
Penampakan organoleptik dari bahan diamati
Masing-masing ukuran bahan ditimbang dan dicatat sebagai bobot awal
Gunakan dehydrator untuk mengeringkan bahan dengan suhu yang sama
Lakukan penimbangan bahan dengan interval waktu 30 menit
Hentikan proses pengeringan setelah kadar air mencapai 3-5%
Buat kurva pengeringan bahan dan bandingkan kecepatan pengeringan masing-masing perlakuan
Amati penampakan organoleptik masing-masing gaplek kering yang dihasilkan dan hitung rendemennya
DATA HASIL PENGAMATAN
Tabel 1 Data Perlakuan Gaplek
No Perlakuan Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Chips 200 437,8 28 x 18= 504
2 Dadu 200 133,5 24 x 14,5 = 348
3 Iris 200 134 24 x 14,5 = 348
Tabel 2 Data Perlakuan Kelapa Parut
No Alat Berat Awal Bahan (g) Berat Loyang (g) Luas alas loyang (cm2)
1 Oven 250 168,3 23 x 23 = 529
2 Dehidrator 250 166,3 26 x 26 = 676
3 Cabinet drier 250 166,1 23 x 23 =529
Tabel 3 Data Berat Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Berat Gaplek (g) Berat Kelapa (g)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 118 150,5 137 194,6 180,6 199
2 94,2 132,5 115 181,2 158,7 190,9
3 87,8 120,3 100,2 166,9 146,7 193,3
4 85,8 114 92,8 148,2 140,7 177,5
5 85,1 107,1 86,9 138,1 130,7 166,5
6 83,7 76,5 83,9 116,5 124,9 126,9
7 83,6 76 71,7 117,7 124,7 126
8 83,8 78,1 73,5 116,2 124,8 126,1
9 83,6 78,1 73,5 116,2 124,6 126,2
Tabel 4 Data Kadar Air Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Kadar Air Gaplek (%) Kadar Air Kelapa (%)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 59,00 75,25 68,50 77,84 72,24 79,60
2 47,10 66,25 57,50 72,48 63,48 76,36
3 43,90 60,15 50,10 66,76 58,68 77,32
4 42,90 57,00 46,40 59,28 56,28 71,00
5 42,55 53,55 43,45 55,24 52,28 66,60
6 41,85 38,25 41,95 46,60 49,96 50,76
7 41,80 38,00 35,85 47,08 49,88 50,40
8 41,90 39,05 36,75 46,48 49,92 50,44
9 41,80 39,05 36,75 46,48 49,84 50,48
Tabel 5 Laju Pengeringan Gaplek dan Kelapa
Pengamatan ke Laju Pengeringan Gaplek
(g.luas area-1 / waktu) Laju Pengeringan Kelapa
(g.luas area-1 / waktu)
Chips Dadu Iris Oven Dehidrator Cabinet drier
1 0,008984 0,037578 0,03408 0,038542 0,0362 0,039936
2 0,007172 0,033084 0,028607 0,035888 0,03181 0,03831
3 0,006685 0,030037 0,024925 0,033056 0,029405 0,038792
4 0,006533 0,028464 0,023085 0,029352 0,028202 0,035621
5 0,006479 0,026742 0,021617 0,027352 0,026198 0,033414
6 0,006373 0,019101 0,020871 0,023074 0,025035 0,025467
7 0,006365 0,018976 0,017836 0,023312 0,024995 0,025286
8 0,00638 0,019501 0,018284 0,023014 0,025015 0,025306
9 0,006365 0,019501 0,018284 0,023014 0,024975 0,025326
Gambar 1. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
Gambar 2. Grafik Laju Pengeringan Gaplek
PEMBAHASAN
Optimasi proses pengeringan erat kaitannya dengan efisiensi. Hal ini terutama berlaku pada pengeringan dengan menggunakan peralatan tertentu. Pada efisiensi pengeringan yang perlu diperhartikan adalah kebutuhan energi untuk mengeringkan bahan sehingga dapat mengurangi biaya operasional dengan kata lain adalah dengan jumlah kalor serendah mungkin dapat mengeringkan bahan secara optimal. Efisiensi tersebut berguna untuk memperlajari pendugaan atau konstruksi alat pengering dan studi perbandingan antar berbagai alat pengering yang digunakan untuk alternative.
Selama pengeringan terjadi 2 proses perpindahan yakni pindah massa dan pindah panas. Pindah massa adalah perpindahan uap air bahan ke udara akibat adanya perbedaan tekanan uap air. Sedangkan pindah panas diakibatkan oleh adanya aliran udara pengering dari lingkungan ke bahan sehingga suhu bahan lebih rendah dari suhu udara sekeliling.
Umumnya dalam pengeringan bahan pangan diharapkan kecepatan pengeringan maksimum. Hal ini dapat tercapai dengan cara mempercepat proses pindah massa dan pindah panas. Akan tetapi pengeringan yang terlalu cepat dapat merusak bahan. Untuk memperoleh kecepatan pengeringan yang maksimal, ada beberapa factor yang perlu diperhatikan.
Salah satunya adalah dengan memperkecil ukuran bahan. Pengecilan ukuran ini akan beakibat :
Memperluas permukaan bahan sehingga mempermudah kontak dengan udara panas dan mempermudah keluarnya air bebas dari permukaan
Mengurangi jarak yang ditempuh oleh aliran udara panas untuk masuk ke bagian dalam bahan dan mengurangi jarak tempuh air dari bagian dalam ke permukaan dengan demikian penguapan akan berlangsung cepat.
Gaplek
Dalam praktikum optimasi pengeringan bahan pangan dilakukan perlakuan pengecilan ukuran pada gaplek singkong. Gaplek dipotong dengan berbagai bentuk yaitu bentuk chip, dadu dan irisan tipis. Secara logika gaplek dengan bentuk irisan tentu memiliki luas permukaan yang paling besar dibandingkan dengan bentuk lain. Pengamatan yang dilakukan adalah pengukuran laju pengeringan tiap 30 menit. Laju pengeringan dapat dihitung dengan membagi berat basah tiap luas permukaan dengan waktu.
Proses pengeringan dilakukan dengan dehydrator. Dehydrator secara teori merupakan alat pengering dengan tingkat efisiensi tinggi karena udara panas di sekitar bahan dialirkan secara kontinu mengikuti desain dehydrator. Di sisi lain, pengeringan yang dilakukan dengan menggunakan alat pengering biayanya lebih mahal, tetapi mempunyai kelebihan yaitu kondisi sanitasi lebih terkontrol sehingga kontaminasi dari debu, serangga, burung dan tikus dapat dihindari. Selain itu pula dehidrasi dapat memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan (Desrosier 1988)
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa laju pengeringan gaplek dalam bentuk iris jauh lebih efektif. Hal ini dapat dilihat pada berat akhir setelah pengamatan ke-9 yang lebih ternyata paling rendah. Diikuti dengan gaplek bentuk dadu dan chips.
Akan tetapi, bila dilihat dari nilai laju pengeringan, maka gaplek dengan bentuk dadu memiliki laju pengeringan yang paling besar diikuti oleh gaplek bentuk irisan dan terakhir chips. Hal ini menunjukkan bahwa bentuk irisan tipis dan dadu ternyata memiliki luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan chips.
Dari grafik laju pengeringan gaplek, diketahui bahwa kadar air kritis untuk gaplek bentuk irisan dan dadu secara jelas tercapai pada pengamatan ke-6 atau menit ke 240. Sedangkan untuk chips sekalipun agak kurang jelas tetapi menunjukkan pada pengamatan ke 6 adalah kadar air kritis.
Gaplek dalam bentuk chips memiliki penurunan kadar air yang tidak terlalu signifikan sehingga untuk menentukan kadar air kritis pun menjadi sedikit sulit. Tidak signifikannya penurunan kadar air chips diakibatkan oleh faktor luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan dua bentuk lainnya.
Laju pengeringan bergantung pada luas permukaan, perbedaan kelembaban aliran udara dan permukaan bahan, koefisien pindah massa dan kecepatan aliran udara. Sedangkan laju pengeringan akan menurun seiring jumlah air terikat yang semakin berkurang.
Oleh karena kadar air kritis untuk semua perlakuan gaplek diperoleh pada pengamatan ke-6, sehingga diketahui bahwa dehydrator sebagai alat pengering memiliki pengaruh yang cukup besar. Perputaran udara panas mengikuti bentuk dehydrator sehingga semua bahan akan terpapar oleh udara panas tersebut secara merata. Dengan adanya perputaran, maka udara yang telah jenuh oleh uap air dapat terbuang melalui saluran pembuangan di bagian bawah.
Kelapa Parut Kering
Pada praktikum optimasi pengeringan kelapa parut, proses pengeringan dilakukan dengan menggunakan tiga alat berbeda, yaitu pengeringan dengan oven, cabinet dryer dan dehydrator.
Oven merupakan alat pengering yang biasa digunakan dalam rumah tangga maupun laboratorium. Karakteristik utama oven adalah tidak adanya perputaran aliran udara. Cabinet dryer memiliki karakteristik yang hampir sama dengan oven, perbedaannya adalah sumber udara panas berasal dari bawah sehingga bahan yang disimpan di bagian paling bawah akan lebih cepat kering. Dan dehydrator mampu memutar udara panas sehingga semua bahan akan teraliri panas dengan baik.
Hasil praktikum kelapa parut menunjukkan bahwa pengeringan dengan cabinet dryer menghasilkan berat basah yang lebih besar dibandingkan dengan oven dan dehydrator. Sedangkan oven menghasilkan berat basah yang paling rendah setelah pengamatan ke-9 atau menit ke 270.
Apabila dihitung laju pengeringan diperoleh hasil bahwa pengeringan dengan oven memiliki nilai laju pengeringan paling kecil diikuti dehydrator dan terakhir cabinet dryer. Sehingga oven ternyata mampu mengeringkan bahan lebih baik dibandingkan dehydrator dan cabinet dryer.
Hasil praktikum di atas ternyata tidak sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa dehydrator paling efisien. Hal ini dikarenakan penggunaan dehydrator yang belum sesuai. Selain itu kemungkinan oven yang digunakan memang memiliki efisiensi yang lebih tinggi.
Perhitungan kalor yang digunakan selama pengeringan dapat dihitung dengan persamaan sederhana berikut
Q= Q_1+ Q_2
dengan, Q = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan dan menguapkan air bahan
Q1 = jumlah kalor yang digunakan untuk memanaskan bahan
Q2 = jumlah kalor yang digunakan untuk menguapkan air bahan
Hanya saja perhitungan seperti itu tidak dilakukan. Terlepas dari hasil praktikum, bila dilihat dari besarnya penurunan berat setiap kali pengamatan diketahui bahwa dehidrator mampu mengeringkan dengan cepat. Bahkan jauh melebihi oven. Hal ini terlihat dari pengamatan pertama. Pengukuran berat kelapa hasil pengeringan dengan oven menunjukkan hasil 194,6; hasil cabinet drier sebesar 199 sedangkan dehidrator sebesar 180,6 gram. Dehidrator mampu menguapkan 19,4 gram air selama 30 menit. Sementara oven menguapkan 5,4 gram air bahkan cabinet drier hanya mampu menguapkan 1 gram air. Apabila hasil praktikum dinilai dari besarnya penurunan berat bahan, maka dehidrator jelas menjadi yang paling baik.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa gaplek bentuk irisan mampu menguapkan air paling banyak dibandingkan bentuk dadu dan chip. Sedangkan peralatan pengering yang mampu menguapkan air paling banyak adalah oven. Akan tetapi dehydrator mampu mengeringkan air lebih cepat dibandingkan oven.
Daftar Pustaka
Buckle, et al. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Purnomo, Hari. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya dalam Pengawetan Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Penerbit Gramedia.
http://www.shvoong.com
http://jut3x.multiply.com
http://iirc.ipb.ac.id/jspui/bitstream/123456789/12477/2/D09nda.pdf.
Minggu, 06 Juni 2010
Minggu, 02 Mei 2010
PENGUJIAN SUHU, WARNA & BAU AIR
PENGUJIAN SUHU, WARNA & BAU AIR
A. ACARA
Praktikum pengujian suhu, warna dan bau pada sample air
B. PRINSIP
1. Suhu dengan thermometer
Jika suhu materi tersebut berubah, bentuk dan ukuran materi tersebut juga akan berubah.
2. Warna dengan colorimeter
Suatu media dipancarkan spektrum cahaya, cahaya tersebut ada yang diteruskan, diserap, dan ditampilan dalam bentuk angka. Cahaya yang diteruskan disebut transmitan dan yang diserap adalah absorban (hukum Lamber-Beer)
3. Bau secara organoleptik
Pengguaan indera dalam menganalisa sample secara kualitatif
C. TUJUAN
Mengetahui suhu, warna dan bau pada sample air
D. TINJAUAN PUSTAKA
1. Air
Air merupakan sumber daya alam yang sangat penting dalam kehidupan manusia dan digunakan masyarakat untuk berbagai kehidupan sehari-hari, termasuk kegiatan pertanian, perikanan, peternakan, industri, pertambangan, rekreasi, olah raga dan sebagainya.
Dewasa ini masalah utama sumber daya air meliputi kualitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan manusia yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestic terus menurun khususnya untuk air minum.
Gambar 1. Air
a. Karakteristik Fisik Air
• Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan industri.
• Temperatur,
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi.
• Warna
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
• Solid (Zat padat)
Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air
• Bau dan rasa
Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu
b. Karakteristik Kimia Air
• pH
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH.
• DO (dissolved oxygent)
DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.
• BOD (biological oxygent demand)
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas badan air penerima.
Reaksi:
Zat Organik + m.o + O2 -→ CO2 + m.o + sisa material organik (CHONSP)
• COD (chemical oxygent demand)
COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
Reaksi:
+ 95%terurai
Zat Organik + O2 - --→ CO2 + H2O
• Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri (air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air.
• Senyawa-senyawa kimia yang beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l). Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau ligam, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia.
2. Kolorimeter
Kolorimeter merupakan alat yang dipergunakan dalam bidang kolorimetri. Alat ini dipergunakan untuk menentukan intensitas atau gelapnya larutan berwarna atau untuk membandingkan dengan warna pembanding, biasanya digunakan dalam analisis kuantitatif.
Kolorimeter pada umumnya banyak dipergunakan untuk menentukan konsentrasi dari larutan. Prinsip yang digunakan dalam metode ini didasarkan pada hukum Lambert dan Beer, yaitu penyerapan pada gelombang cahaya tertentu merupakan fungsi dari kadar zat yang terlarut.
Gambar 1. Colorimeter
E. ALAT & BAHAN
Alat Bahan
• Thermometer
• Colorimeter + Kuvet
• Beaker glass 250 mL • Sample air
F. PROSEDUR
1. Pengujian suhu
• Thermometer disiapkan
• Sample air dimasukan dalam beaker glass 250 mL
• Thermometer dimasukan kedalam beaker glass yang berisi sample air dan biarkan sampai pengukuran konstan
• Hasil pengukuran dicatat
2. Pengujian warna
• Colorimeter disambungkan dengan sumber listrik dan dinyalakan, lalu biarkan selama 15 menit
• Tentukan panjang gelombang pengukuran
• Sample dimasukan dalam kuvet sesuai dengan takaran yang tertera pada kuvet
• Kuvet yang berisi standar/blanko dimasukan kedalam tempat pengukuran dibagian paling belakang pada alat colorimeter
• Kuvet yang berisi sample dimasukan kedalam tempat pengukuran dibagian paling depan pada alat colorimeter
• Standar/blanko diukur, dan nilai pengukuran diatur sampai nilai yang tertera di display 0
• Sample diukur, dan hasil pengukuran dicatat
3. Pengujian bau
• Sample dimasukan kedalam beaker glass 250 mL
• Lakukan pengujian organoleptik
• Hasil pengamatan dicatat
G. HASIL PENGAMATAN
No Sample Suhu Warna Bau
1. Air Sumur 28oC 0,00 Bau logam
2. Air Galon 29oC 0,00 Tercium sedikit bau logam
3. Air Sungai 27oC 0,11 Bau lumpur
4. Air PDAM 27oC 0,01 Normal
H. PEMBAHASAN
Seperti halnya turbidimeter, kolorimeter dipergunakan untuk mengukur kekeruhan pada larutan. Selain mengukur tingkat kekeruhan pada sample air dengan menggunakan kolorimeter, pengukuran suhu dengan thermometer dan bau secara organoleptik juga dilakukan. Kolorimeter yang dipakai untuk pengukuran bermerk JENWAY 6050 Colorimeter.
Sample yang dipergunakan dalam pengujian ini berjumlah 4 buah, dan merupakan sample air dari berbagai sumber, yaitu air sumur, air galon (isi ulang), air sungai dan air PDAM. Pengujian warna dengan kolorimeter, suhu, dan bau secara organoleptik dilakukan untuk masing-masing sample.
Gambar 2. Sample
1. Suhu
Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan thermometer pada suhu ruang. Sample dimasukan kedalam beaker glass secukupnya, kemudian dilakukan pengukuran dengan thermometer dan didiamkan sampai suhu pengukuran konstan atau tidak berubah-ubah lagi.
Gambar 3. Pengukuran suhu sample
Dari hasil praktikum dan pengamatan masing-masing sample diketahui, sample air sumur memiliki suhu 28oC, sample air galon 29oC, sample air sungai 27oC, sample air PDAM 27oC.
2. Warna
Pengukuran warna pada sample dilakukan secara kuantitatif dengan menggunakan kolorimeter. Seperti diketahui bahwa mekanisme kerja alat kolorimeter berdasarkan pada hukum Lambert-Beer, yaitu penyerapan pada gelombang cahaya tertentu merupakan fungsi dari kadar zat yang terlarut.
Sebelum dipergunakan, kolorimeter disambungkan dengan sumber listrik dan dibiarkan selama 15 menit, hal ini dilakukan untuk membuat alat bekerja secara optimal dengan pasokan tenaga listrik yang cukup. Setelah alat hidup dan dibiarkan 15 menit, dilakukan penentuan panjang gelombang pengukuran. Besarnya panjang gelombang dapat ditentukan dengan mengatur tombol pada kolorimeter untuk panjang gelombang. Panjang gelombang yang dipergunakan untuk pengujian sample air adalah 520 nm.
Selanjutnya adalah pengukuran blanko, proses ini dilakukan dengan menggunakan aquadest sebagai blanko yang dimasukan kedalam kuvet. Baik blanko maupun sample dimasukan kedalam kuvet yang merupakan wadah untuk bahan yang akan diukur dan sesuai untuk alat tersebut. Jumlah blanko dan sample dimasukan kedalam kuvet sesuai dengan batas takaran yang tercantum dalam kuvet.
Masing-masing kuvet sample dan blanko kemudian dibersihkan dari debu atau cairan lain yang menempel diluar permukaan kuvet dengan menggunakan tisu. Permukaan kuvet terdiri dari 4 sisi, 2 sisi memiliki permukaan buram dan 2 sisi lainnya memiliki permukaan yang bening. 2 sisi permukaan bening tersebut harus ditempatkan tepat didepan sumber gelombang cahaya.
Sample dan blanko dimasukan secara bersamaan kedalam alat. Kolorimeter dilengkapi dengan 2 tempat pengukuran, tempat pengukuran pertama dipergunakan untuk mengukur standar atau blanko, dan tempat pengukuran kedua dipergunakan untuk mengukur sample.
Gambar 4. Posisi kuvet dalam alat
Setelah kuvet sample dan blanko ditempatkan pada posisi yang sesuai, kemudian turunkan penutup ruang pengukuran, hal ini dilakukan untuk menjaga agar pancaran gelombang sinar tetap focus sehingga hasil pengukuran akurat. Tahap selajutnya adalah pengukuran blanko yang sekaligus untuk mengkalibrasi alat tersebut, pada kolorimeter terdapat tombol atau Scroll penggeser yang berfungi untuk menggeserkan posisi kuvet mana yang akan dipaparkan sinar terlebih dahulu. Scroll tersebut hanya dapat digerakan 2 arah (maju & mundur).
Arah tujuan scroll dapat diatur, bagian dengan tanda mengarah keatas merupakan arah yang dituju jika kuvet berisi blanko akan diukur, sedangkan arah sebaliknya adalah jika kuvet berisi sample akan diukur.
Hasil pengukuran blanko harus nol, jika tidak maka dilakukan kalibrasi dengan mengatur hasil pengukuran yang ditampilkan display menjadi nol. Setelah hasil blanko diketahui nol, maka selanjutnya adalah menggeser scroll kearah bawah untuk mengukur sample dan hasil pengukuran akan ditampilkan pada displa atau layar, dan niali yang sering muncul dianggap sebagai hasil pengukuran.
Gambar 5. Kolorimeter tampak depan
Berdasarkan hasil praktikum dan pengukuran warna dengan kolorimeter pada panjang gelombang 520 nm, diketahui sample air sumur memiliki tingkatan warna sebesar 0,00 ; sample air galon 0,00 ; sample air sungai 0,11 ; sample air PDAM 0,01.
Dari hasil pengukuran diketahui bahwa sample air sumur dan galon memiliki nilai yang paling kecil yaitu 0,00. Hal tersebut membuktikan bahwa berdasarkan pengujian warna, sample tersebut sudah memenuhi persyaratan warna untuk air bersih.
3. Bau
Pengujian bau dari sample air dilakukan secara organoleptik, persyaratan air bersih berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No 416/MENKES/PER/IX/1990 menyatakan bahwa syarat fisik dari air bersih adalah tidak berbau dan pengujian ini dilakukan apakah sample air tersebut memenuhi persyaratan tersebut.
Berdasarkan hasil pengujian secara organoleptik, diketahui sample air sumur sedikit berbau logam, sample air galon juga sedikit berbau logam akan tetapi terkadang tidak tercium lagi, sample air sungai berbau lumpur, dan sample air dari PDAM tidak berbau.
Hasil pengujian untuk sample air sumur dan sample air galon yang keduanya memiliki sedikit bau logam, hal ini dapat terjadi selain karena sample memang mengandung Fe atau wadah yang dipergunakan saat pengujian memang berbau Fe, sehingga berpengaruh pada hasil pengujian.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang persyaratan air bersih, harus memiliki syarat fisik sebagai berikut :
• Jernih
• Tidak berwarna
• Tidak berasa
• Tidak berbau
• Temperatur tidak melebihi suhu udara.
Jika hasil pengujian sample air tersebut dibandingkan dengan persyaratan MENKES tersebut, maka hasilnya sample air sungai tidak memenuhi kriteria sebagai air bersih, sedangkan sample air PDAM memenuhi persyaratan tersebut. Sample air PDAM memiliki suhu 27oC, tingkatan warna sebesar 0,01 dan berbau normal. Sedangkan untuk sample air sumur dan sample air galon, parameter warna dan suhu sudah memenuhi kriteria air bersih, akan tetapi bau yang dimiliki sedikit berbau logam.
Akan tetapi hasil organoleptik bau dari sample air sumur dan galon tersebut dapat disebabkan dari wadah yang dipergunakan adalah beaker glass yang tidak cukup bersih dan terdapat sedikit noda menguning dibagian dasar wadah, sehingga bau logam kemungkinan berasal dari wadah bukan dari sample, hal ini menjadikan pengujian sebaiknya dilakukan pada wadah yang bebas logam sehingga hasil pengujian dapat lebih akurat.
I. KESIMPULAN
Pengujian sample air dilakukan berdasarkan 3 parameter, yaitu pengujian suhu dengan menggunakan thermometer, warna dengan kolorimeter, dan bau secara organoleptik.
Dari hasil praktikum dan pengamatan suhu masing-masing sample diketahui, sample air sumur memiliki suhu 28oC, sample air galon 29oC, sample air sungai 27oC, sample air PDAM 27oC.
Dan berdasarkan hasil praktikum dan pengukuran warna dengan kolorimeter pada panjang gelombang 520 nm, diketahui sample air sumur memiliki tingkatan warna sebesar 0,00 ; sample air galon 0,00 ; sample air sungai 0,11 ; sample air PDAM 0,01.
Sedangkan berdasarkan hasil pengujian secara organoleptik, diketahui sample air sumur sedikit berbau logam, sample air galon juga sedikit berbau logam akan tetapi terkadang tidak tercium lagi, sample air sungai berbau lumpur, dan sample air dari PDAM tidak berbau.
Jika hasil pengujian sample air tersebut dibandingkan dengan persyaratan MENKES tersebut, maka hasilnya sample air sungai tidak memenuhi kriteria sebagai air bersih, sedangkan sample air PDAM memenuhi persyaratan tersebut. Sample air PDAM memiliki suhu 27oC, tingkatan warna sebesar 0,01 dan berbau normal.
Wadah yang dipergunakan untuk pengujian organoleptik bau air seharusnya menggunakan wadah yang sangat bersih dan bebas logam sehingga hasil pengujian lebih akurat.
J. DAFTAR PUSTAKA
• http://abahjack.com
• http://www.litbang.depkes.go.id/media/data/air.pdf
• http://acta.fa.itb.ac.id/pdf_dir/issue_29_1_4.pdf
• http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Colorimeter_%28chemistry%29&action=edit
A. ACARA
Praktikum pengujian suhu, warna dan bau pada sample air
B. PRINSIP
1. Suhu dengan thermometer
Jika suhu materi tersebut berubah, bentuk dan ukuran materi tersebut juga akan berubah.
2. Warna dengan colorimeter
Suatu media dipancarkan spektrum cahaya, cahaya tersebut ada yang diteruskan, diserap, dan ditampilan dalam bentuk angka. Cahaya yang diteruskan disebut transmitan dan yang diserap adalah absorban (hukum Lamber-Beer)
3. Bau secara organoleptik
Pengguaan indera dalam menganalisa sample secara kualitatif
C. TUJUAN
Mengetahui suhu, warna dan bau pada sample air
D. TINJAUAN PUSTAKA
1. Air
Air merupakan sumber daya alam yang sangat penting dalam kehidupan manusia dan digunakan masyarakat untuk berbagai kehidupan sehari-hari, termasuk kegiatan pertanian, perikanan, peternakan, industri, pertambangan, rekreasi, olah raga dan sebagainya.
Dewasa ini masalah utama sumber daya air meliputi kualitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan manusia yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestic terus menurun khususnya untuk air minum.
Gambar 1. Air
a. Karakteristik Fisik Air
• Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan industri.
• Temperatur,
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi.
• Warna
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
• Solid (Zat padat)
Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air
• Bau dan rasa
Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu
b. Karakteristik Kimia Air
• pH
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH.
• DO (dissolved oxygent)
DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.
• BOD (biological oxygent demand)
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas badan air penerima.
Reaksi:
Zat Organik + m.o + O2 -→ CO2 + m.o + sisa material organik (CHONSP)
• COD (chemical oxygent demand)
COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
Reaksi:
+ 95%terurai
Zat Organik + O2 - --→ CO2 + H2O
• Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri (air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air.
• Senyawa-senyawa kimia yang beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l). Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau ligam, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia.
2. Kolorimeter
Kolorimeter merupakan alat yang dipergunakan dalam bidang kolorimetri. Alat ini dipergunakan untuk menentukan intensitas atau gelapnya larutan berwarna atau untuk membandingkan dengan warna pembanding, biasanya digunakan dalam analisis kuantitatif.
Kolorimeter pada umumnya banyak dipergunakan untuk menentukan konsentrasi dari larutan. Prinsip yang digunakan dalam metode ini didasarkan pada hukum Lambert dan Beer, yaitu penyerapan pada gelombang cahaya tertentu merupakan fungsi dari kadar zat yang terlarut.
Gambar 1. Colorimeter
E. ALAT & BAHAN
Alat Bahan
• Thermometer
• Colorimeter + Kuvet
• Beaker glass 250 mL • Sample air
F. PROSEDUR
1. Pengujian suhu
• Thermometer disiapkan
• Sample air dimasukan dalam beaker glass 250 mL
• Thermometer dimasukan kedalam beaker glass yang berisi sample air dan biarkan sampai pengukuran konstan
• Hasil pengukuran dicatat
2. Pengujian warna
• Colorimeter disambungkan dengan sumber listrik dan dinyalakan, lalu biarkan selama 15 menit
• Tentukan panjang gelombang pengukuran
• Sample dimasukan dalam kuvet sesuai dengan takaran yang tertera pada kuvet
• Kuvet yang berisi standar/blanko dimasukan kedalam tempat pengukuran dibagian paling belakang pada alat colorimeter
• Kuvet yang berisi sample dimasukan kedalam tempat pengukuran dibagian paling depan pada alat colorimeter
• Standar/blanko diukur, dan nilai pengukuran diatur sampai nilai yang tertera di display 0
• Sample diukur, dan hasil pengukuran dicatat
3. Pengujian bau
• Sample dimasukan kedalam beaker glass 250 mL
• Lakukan pengujian organoleptik
• Hasil pengamatan dicatat
G. HASIL PENGAMATAN
No Sample Suhu Warna Bau
1. Air Sumur 28oC 0,00 Bau logam
2. Air Galon 29oC 0,00 Tercium sedikit bau logam
3. Air Sungai 27oC 0,11 Bau lumpur
4. Air PDAM 27oC 0,01 Normal
H. PEMBAHASAN
Seperti halnya turbidimeter, kolorimeter dipergunakan untuk mengukur kekeruhan pada larutan. Selain mengukur tingkat kekeruhan pada sample air dengan menggunakan kolorimeter, pengukuran suhu dengan thermometer dan bau secara organoleptik juga dilakukan. Kolorimeter yang dipakai untuk pengukuran bermerk JENWAY 6050 Colorimeter.
Sample yang dipergunakan dalam pengujian ini berjumlah 4 buah, dan merupakan sample air dari berbagai sumber, yaitu air sumur, air galon (isi ulang), air sungai dan air PDAM. Pengujian warna dengan kolorimeter, suhu, dan bau secara organoleptik dilakukan untuk masing-masing sample.
Gambar 2. Sample
1. Suhu
Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan thermometer pada suhu ruang. Sample dimasukan kedalam beaker glass secukupnya, kemudian dilakukan pengukuran dengan thermometer dan didiamkan sampai suhu pengukuran konstan atau tidak berubah-ubah lagi.
Gambar 3. Pengukuran suhu sample
Dari hasil praktikum dan pengamatan masing-masing sample diketahui, sample air sumur memiliki suhu 28oC, sample air galon 29oC, sample air sungai 27oC, sample air PDAM 27oC.
2. Warna
Pengukuran warna pada sample dilakukan secara kuantitatif dengan menggunakan kolorimeter. Seperti diketahui bahwa mekanisme kerja alat kolorimeter berdasarkan pada hukum Lambert-Beer, yaitu penyerapan pada gelombang cahaya tertentu merupakan fungsi dari kadar zat yang terlarut.
Sebelum dipergunakan, kolorimeter disambungkan dengan sumber listrik dan dibiarkan selama 15 menit, hal ini dilakukan untuk membuat alat bekerja secara optimal dengan pasokan tenaga listrik yang cukup. Setelah alat hidup dan dibiarkan 15 menit, dilakukan penentuan panjang gelombang pengukuran. Besarnya panjang gelombang dapat ditentukan dengan mengatur tombol pada kolorimeter untuk panjang gelombang. Panjang gelombang yang dipergunakan untuk pengujian sample air adalah 520 nm.
Selanjutnya adalah pengukuran blanko, proses ini dilakukan dengan menggunakan aquadest sebagai blanko yang dimasukan kedalam kuvet. Baik blanko maupun sample dimasukan kedalam kuvet yang merupakan wadah untuk bahan yang akan diukur dan sesuai untuk alat tersebut. Jumlah blanko dan sample dimasukan kedalam kuvet sesuai dengan batas takaran yang tercantum dalam kuvet.
Masing-masing kuvet sample dan blanko kemudian dibersihkan dari debu atau cairan lain yang menempel diluar permukaan kuvet dengan menggunakan tisu. Permukaan kuvet terdiri dari 4 sisi, 2 sisi memiliki permukaan buram dan 2 sisi lainnya memiliki permukaan yang bening. 2 sisi permukaan bening tersebut harus ditempatkan tepat didepan sumber gelombang cahaya.
Sample dan blanko dimasukan secara bersamaan kedalam alat. Kolorimeter dilengkapi dengan 2 tempat pengukuran, tempat pengukuran pertama dipergunakan untuk mengukur standar atau blanko, dan tempat pengukuran kedua dipergunakan untuk mengukur sample.
Gambar 4. Posisi kuvet dalam alat
Setelah kuvet sample dan blanko ditempatkan pada posisi yang sesuai, kemudian turunkan penutup ruang pengukuran, hal ini dilakukan untuk menjaga agar pancaran gelombang sinar tetap focus sehingga hasil pengukuran akurat. Tahap selajutnya adalah pengukuran blanko yang sekaligus untuk mengkalibrasi alat tersebut, pada kolorimeter terdapat tombol atau Scroll penggeser yang berfungi untuk menggeserkan posisi kuvet mana yang akan dipaparkan sinar terlebih dahulu. Scroll tersebut hanya dapat digerakan 2 arah (maju & mundur).
Arah tujuan scroll dapat diatur, bagian dengan tanda mengarah keatas merupakan arah yang dituju jika kuvet berisi blanko akan diukur, sedangkan arah sebaliknya adalah jika kuvet berisi sample akan diukur.
Hasil pengukuran blanko harus nol, jika tidak maka dilakukan kalibrasi dengan mengatur hasil pengukuran yang ditampilkan display menjadi nol. Setelah hasil blanko diketahui nol, maka selanjutnya adalah menggeser scroll kearah bawah untuk mengukur sample dan hasil pengukuran akan ditampilkan pada displa atau layar, dan niali yang sering muncul dianggap sebagai hasil pengukuran.
Gambar 5. Kolorimeter tampak depan
Berdasarkan hasil praktikum dan pengukuran warna dengan kolorimeter pada panjang gelombang 520 nm, diketahui sample air sumur memiliki tingkatan warna sebesar 0,00 ; sample air galon 0,00 ; sample air sungai 0,11 ; sample air PDAM 0,01.
Dari hasil pengukuran diketahui bahwa sample air sumur dan galon memiliki nilai yang paling kecil yaitu 0,00. Hal tersebut membuktikan bahwa berdasarkan pengujian warna, sample tersebut sudah memenuhi persyaratan warna untuk air bersih.
3. Bau
Pengujian bau dari sample air dilakukan secara organoleptik, persyaratan air bersih berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No 416/MENKES/PER/IX/1990 menyatakan bahwa syarat fisik dari air bersih adalah tidak berbau dan pengujian ini dilakukan apakah sample air tersebut memenuhi persyaratan tersebut.
Berdasarkan hasil pengujian secara organoleptik, diketahui sample air sumur sedikit berbau logam, sample air galon juga sedikit berbau logam akan tetapi terkadang tidak tercium lagi, sample air sungai berbau lumpur, dan sample air dari PDAM tidak berbau.
Hasil pengujian untuk sample air sumur dan sample air galon yang keduanya memiliki sedikit bau logam, hal ini dapat terjadi selain karena sample memang mengandung Fe atau wadah yang dipergunakan saat pengujian memang berbau Fe, sehingga berpengaruh pada hasil pengujian.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang persyaratan air bersih, harus memiliki syarat fisik sebagai berikut :
• Jernih
• Tidak berwarna
• Tidak berasa
• Tidak berbau
• Temperatur tidak melebihi suhu udara.
Jika hasil pengujian sample air tersebut dibandingkan dengan persyaratan MENKES tersebut, maka hasilnya sample air sungai tidak memenuhi kriteria sebagai air bersih, sedangkan sample air PDAM memenuhi persyaratan tersebut. Sample air PDAM memiliki suhu 27oC, tingkatan warna sebesar 0,01 dan berbau normal. Sedangkan untuk sample air sumur dan sample air galon, parameter warna dan suhu sudah memenuhi kriteria air bersih, akan tetapi bau yang dimiliki sedikit berbau logam.
Akan tetapi hasil organoleptik bau dari sample air sumur dan galon tersebut dapat disebabkan dari wadah yang dipergunakan adalah beaker glass yang tidak cukup bersih dan terdapat sedikit noda menguning dibagian dasar wadah, sehingga bau logam kemungkinan berasal dari wadah bukan dari sample, hal ini menjadikan pengujian sebaiknya dilakukan pada wadah yang bebas logam sehingga hasil pengujian dapat lebih akurat.
I. KESIMPULAN
Pengujian sample air dilakukan berdasarkan 3 parameter, yaitu pengujian suhu dengan menggunakan thermometer, warna dengan kolorimeter, dan bau secara organoleptik.
Dari hasil praktikum dan pengamatan suhu masing-masing sample diketahui, sample air sumur memiliki suhu 28oC, sample air galon 29oC, sample air sungai 27oC, sample air PDAM 27oC.
Dan berdasarkan hasil praktikum dan pengukuran warna dengan kolorimeter pada panjang gelombang 520 nm, diketahui sample air sumur memiliki tingkatan warna sebesar 0,00 ; sample air galon 0,00 ; sample air sungai 0,11 ; sample air PDAM 0,01.
Sedangkan berdasarkan hasil pengujian secara organoleptik, diketahui sample air sumur sedikit berbau logam, sample air galon juga sedikit berbau logam akan tetapi terkadang tidak tercium lagi, sample air sungai berbau lumpur, dan sample air dari PDAM tidak berbau.
Jika hasil pengujian sample air tersebut dibandingkan dengan persyaratan MENKES tersebut, maka hasilnya sample air sungai tidak memenuhi kriteria sebagai air bersih, sedangkan sample air PDAM memenuhi persyaratan tersebut. Sample air PDAM memiliki suhu 27oC, tingkatan warna sebesar 0,01 dan berbau normal.
Wadah yang dipergunakan untuk pengujian organoleptik bau air seharusnya menggunakan wadah yang sangat bersih dan bebas logam sehingga hasil pengujian lebih akurat.
J. DAFTAR PUSTAKA
• http://abahjack.com
• http://www.litbang.depkes.go.id/media/data/air.pdf
• http://acta.fa.itb.ac.id/pdf_dir/issue_29_1_4.pdf
• http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Colorimeter_%28chemistry%29&action=edit
PENGENALAN ALAT & ANALISA TINGKAT KEKERUHAN AIR DENGAN TURBIDIMETER
PENGENALAN ALAT
&
ANALISA TINGKAT KEKERUHAN AIR DENGAN TURBIDIMETER
A. ACARA
Praktikum pengenalan alat dan analisa tingkat kekeruhan air dengan menggunakan Turbidimeter.
B. PRINSIP
Alat akan memancarkan cahaya pada media atau sample, dan cahaya tersebut akan diserap, dipantulkan atau menembus media tersebut. Cahaya yang menembus media akan diukur dan ditransfer kedalam bentuk angka.
C. TUJUAN
Mengenal alat pengujian air limbah dan mengukur tingkat kekeruhan pada sample dengan menggunakan turbidimeter
D. TINJAUAN PUSTAKA
1. Air
Air merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia, karena tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Air juga banyak mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemar air berasal dari :
• Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan sebagainya.
• Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta sumber-sumber lainnya.
Semua bahan pencemar diatas secara langsung ataupun tidak langsung akan mempengaruhi kualitas air. Berbagai usaha telah banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari atau setidaknya diminimalkan. Masalah pencemaran serta efisiensi penggunaan sumber air merupakan masalah pokok. Hal ini mengingat keadaan perairan-alami di banyak negara yang cenderung menurun, baik kualitas maupun kuantitasnya.
Gambar 1. Air
a. Karakteristik Fisik Air
• Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan industri.
• Temperatur,
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi.
• Warna
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
• Solid (Zat padat)
Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air
• Bau dan rasa
Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu
b. Karakteristik Kimia Air
• pH
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH.
• DO (dissolved oxygent)
DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.
• BOD (biological oxygent demand)
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas badan air penerima.
Reaksi:
Zat Organik + m.o + O2 -→ CO2 + m.o + sisa material organik (CHONSP)
• COD (chemical oxygent demand)
COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
Reaksi:
+ 95%terurai
Zat Organik + O2 - --→ CO2 + H2O
• Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri (air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air.
• Senyawa-senyawa kimia yang beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l). Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau ligam, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia.
2. Turbidimeter
Turbidimeter merupakan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspensi adalah fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan.
Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu :
• Pengukuran perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang datang;
• Pengukuran efek ekstingsi, yaitu kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan medium yang keruh.
• Instrumen pengukur perbandingan Tyndall disebut sebagai Tyndall meter. Dalam instrumen ini intensitas diukur secara langsung. Sedang pada nefelometer, intensitas cahaya diukur dengan larutan standar.
Turbidimeter meliputi pengukuran cahaya yang diteruskan. Turbiditas berbanding lurus terhadap konsentrasi dan ketebalan, tetapi turbiditas tergantung. juga pada warna. Untuk partikel yang lebih kecil, rasio Tyndall sebanding dengan pangkat tiga dari ukuran partikel dan berbanding terbalik terhadap pangkat empat panjang gelombangnya.
Gambar 2. Tubidimeter Hellige
Prinsip spektroskopi absorbsi dapat digunakan pada turbidimeter dan nefelometer. Untuk turbidimeter, absorbsi akibat partikel yang tersuspensi diukur, sedangkan pada nefelometer, hamburan cahaya oleh suspensilah yang diukur. Meskipun presisi metode ini tidak tinggi tetapi mempunyai kegunaan praktis, sedangkan akurasi pengukuran tergantung pada ukuran dan bentuk partikel.
Setiap instrumen spektroskopi absorbsi dapat digunakan untuk turbidimeter, sedangkan nefelometer kurang sering digunakan pada analisis anorganik. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, absorbsi bervariasi secara Tinier terhadap konsentrasi, sedangkan pada konsentrasi lebih rendah untuk sistem koloid Te dan SnCl2, tembaga ferosianida dan sulfida-sulfida logam berat tidak demikian halnya.
Kelarutan zat tersuspensi seharusnya kecil. Suatu gelatin pelindung koloid biasanya digunakan untuk membentuk suatu dispersi koloid yang seragam dan stabil.
E. ALAT & BAHAN
Alat Bahan
• Turbidimeter dan Tabung Sample • Larutan standar
• Sample
F. PROSEDUR
1. Alat turbidimeter disambungkan dengan sumber listrik dan diamkan selama 15 menit
2. Larutan standar diletakan pada tempat sample, lakukan pengukuran dan sesuaikan nilai pengukuran dengan cara memutar tombol pengatur hingga nilai yang tertera pada layar sesuai dengan nilai standar.
3. Sample dimasukan pada tempat pengukuran sample
4. Skala pengukuran kekeruhan dibaca (lakukan pengukuran 3 kali dengan menekan tombol pengulangan pengukuran untuk setiap pengulangan)
G. DATA PENGAMATAN
No Jenis Sample Nilai Pengukuran Rata-rata Nilai Pengukuran (NTU)
1. Air keran toilet 1 4,1
4,5
4,0
4,2
2. Air keran toilet 2 5,1
5,0
5,0
5,03
3. Air tadah hujan 82,5
78,1
78,8
79,8
4. Air sungai 38,3
39,2
37,9
38,47
H. PEMBAHASAN
Turbidity atau kekeruhan adalah adanya partikel koloid dan supensi dari suatu bahan pencemar antara lain beberapa bahan organik dan bahan anorgnik dari buangan industri, rumah tangga, budidaya perikanan dan sebagainya yang terkandung dalam perairan. (Suraiwira, 1993 )
Kekeruhan dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan organik yang dihasilkan oleh buangan industri (Saeni, 1989). Kekeruhan dapat disebabkan bahan-bahan tersupensi yang yang bervariasi dari ukuran koloidal sampai dispersi kasar , tergantung derajat turbelensinya.(Saeni, 1989)
Jenis turbidimeter yang dipergunakan saat praktikum adalah Orbeco-Hellico, alat ini menggunakan satuan NTU atau Nephelometric Turbidity Unit. Satuan NTU dipergunakan untuk menggambarkan tingkat kekeruhan, Nephelometris dimaksudkan pada cara kerja instrument tersebut, nephelometer mengukur seberapa banyak cahaya yang dipancarkan oleh partikel tersuspensi yang terdapat di dalam air. Semakin banyak cahaya yang terpancarkan, maka semakin tinggi nilai kekeruhannya. Sehingga, nilai NTU yang rendah mengindikasikan tingginya tingkat kejernihan air, sebaliknya nilai NTU yang tinggi mengindikasikan bahwa nilai kejernihannya rendah.
Gambar 2. Turbidimeter
Sebelum dipergunakan untuk mengukur tingkat kekeruhan, turbidimeter disambungkan dengan sumber listrik dan dibiarkan selama 15 menit, hal ini dilakukan untuk membuat alat bekerja secara optimal dengan pasokan tenaga listrik yang cukup. Selanjutnya adalah proses kalibrasi, proses ini dilakukan dengan menggunakan larutan standar yang sudah ada dan biasanya dalam 1 alat turbidimeter sudah memiliki standar tersebut (satu paket dengan alat).
Gambar 3. Larutan Standar
Larutan standar yang melengkapi alat turbidimeter biasanya terdiri dari 2 larutan, yaitu larutan yang berwarna hitam pekat dan larutan yang berwarna jernih. Nilai dari setiap larutan standar sudah tertera pada bagian tutup botol larutan, seperti dapat dilihat pada gambar 3, diketahui bahwa nilai kekeruhan dari larutan standar tersebut adalah 0 NTU yang berarti bahwa larutan tersebut sangat keruh.
Pada turbidimeter yang dipergunakan saat praktikum, larutan standar yang tersedia hanya larutan standar berwarna hitam pekat dengan nilai 0 NTU. Sesudah dibiarkan selama 15 menit, kemudian dilakukan kalibrasi dengan larutan warna hitam tersebut. Jika nilai kekeruhan yang ditampilkan layar sesuai dengan nilai standar yang tertera pada botol larutan standar, maka turbidimeter tidak perlu diatur ulang. Akan tetapi jika nilai kekeruhan tidak sesuai, maka turbidimeter perlu dilakukan pengaturan ulang dengan cara memutar tombol untuk menyesuaikan nilai yang tertera di layar dengan nilai larutan standar.
Tombol Pengatur Pengulangan Pengukuran
Gambar 4. Fungsi Tombol
Setelah kalibrasi selesai dilakukan, maka pengukuran sample dapat diuji. Saat praktikum sample yang diuji berjumlah 4 buah dan merupakan sample air dari berbagai sumber. Sample yang pertama dan yang kedua merupakan sample air dari toilet dan berasal dari kran yang berbeda, sample yang ketiga merupakan air tadah hujan, dan sample yang keempat adalah sample air sungai.
Gambar 5. (Kanan-Kiri)
Larutan Standar, Sample 4, sample 1, sample 2, dan sample 3
Nilai hasil pengukuran diambil dari nilai yang sering muncul. Masing-masing sample diukur sebanyak 3 kali, dan tombol pengulangan pengukuran ditekan untuk setiap pengulangan. Hasil akhir nilai kekeruhan sample didapatkan dari nilai rata-ratanya.
Dari hasil praktikum dan perhitungan, diketahui nilai rata-rata kekeruhan untuk sample pertama dari toilet keran 1 adalah 4,2 NTU ; sample kedua dari toilet keran 2 adalah 5,03 NTU ; sample ketiga air tadah hujan adalah 79,8 NTU ; dan sample keempat air sungai adalah 38,47 NTU.
Pengukuran kekeruhan pada air sungai merupakan indikator yang sangat yang penting dari konsentrasi sendimen yang tersupensi di air .sendimen tersebut merupakan bagian yang alami dari sungai. (state of minesota river : minesota polltion coutrol agency). Sedimentri pada sungai akan menyebabkan kekeruhan air dan menutupi substansi dasar air sungai. Turbiditas atau kekeruhan air sungai juga tergantung pada jenis dasar sungai, polutan, ataupun tumbuh-tumbuhan dan hewan yang hidup disungai.
Dari hasil pengukuran diketahui bahwa sample 3 air tadah hujan memiliki nilai kekeruhan yang tinggi dan air dari toilet keran 1 memiliki nilai kekeruhan yang paling rendah. Nilai kekeruhan untuk air minum adalah 5 NTU, sehingga dari hasil pengukuran sample pertama dan kedua berturut-turut 4,2 NTU dan 5,03 NTU memenuhi standar persyaratan air minum.
I. KESIMPULAN
Turbidity atau kekeruhan adalah adanya partikel koloid dan supensi dari suatu bahan pencemar antara lain beberapa bahan organik dan bahan anorgnik dari buangan industri, rumah tangga, budidaya perikanan dan sebagainya yang terkandung dalam perairan.
Dari hasil praktikum dan perhitungan, diketahui nilai rata-rata kekeruhan untuk sample pertama dari toilet keran 1 adalah 4,2 NTU ; sample kedua dari toilet keran 2 adalah 5,03 NTU ; sample ketiga air tadah hujan adalah 79,8 NTU ; dan sample keempat air sungai adalah 38,47 NTU. Dari hasil pengukuran diketahui bahwa sample 3 air tadah hujan memiliki nilai kekeruhan yang tinggi dan air dari toilet keran 1 memiliki nilai kekeruhan yang paling rendah dan memenuhi standar kualitas air minum.
J. DAFTAR PUSTAKA
• http://library.usu.ac.id/download/fmipa/kimia-farida.pdf.
• http://forum.upi.edu/v3/index
• http://www.hupelita.com
• http://andalucygroup.blogspot.com
• http://www.bikalabs.com
&
ANALISA TINGKAT KEKERUHAN AIR DENGAN TURBIDIMETER
A. ACARA
Praktikum pengenalan alat dan analisa tingkat kekeruhan air dengan menggunakan Turbidimeter.
B. PRINSIP
Alat akan memancarkan cahaya pada media atau sample, dan cahaya tersebut akan diserap, dipantulkan atau menembus media tersebut. Cahaya yang menembus media akan diukur dan ditransfer kedalam bentuk angka.
C. TUJUAN
Mengenal alat pengujian air limbah dan mengukur tingkat kekeruhan pada sample dengan menggunakan turbidimeter
D. TINJAUAN PUSTAKA
1. Air
Air merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia, karena tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Air juga banyak mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemar air berasal dari :
• Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan sebagainya.
• Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta sumber-sumber lainnya.
Semua bahan pencemar diatas secara langsung ataupun tidak langsung akan mempengaruhi kualitas air. Berbagai usaha telah banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari atau setidaknya diminimalkan. Masalah pencemaran serta efisiensi penggunaan sumber air merupakan masalah pokok. Hal ini mengingat keadaan perairan-alami di banyak negara yang cenderung menurun, baik kualitas maupun kuantitasnya.
Gambar 1. Air
a. Karakteristik Fisik Air
• Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan industri.
• Temperatur,
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi.
• Warna
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
• Solid (Zat padat)
Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air
• Bau dan rasa
Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu
b. Karakteristik Kimia Air
• pH
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH.
• DO (dissolved oxygent)
DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.
• BOD (biological oxygent demand)
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas badan air penerima.
Reaksi:
Zat Organik + m.o + O2 -→ CO2 + m.o + sisa material organik (CHONSP)
• COD (chemical oxygent demand)
COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
Reaksi:
+ 95%terurai
Zat Organik + O2 - --→ CO2 + H2O
• Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri (air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air.
• Senyawa-senyawa kimia yang beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l). Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau ligam, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia.
2. Turbidimeter
Turbidimeter merupakan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspensi adalah fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan.
Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu :
• Pengukuran perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang datang;
• Pengukuran efek ekstingsi, yaitu kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan medium yang keruh.
• Instrumen pengukur perbandingan Tyndall disebut sebagai Tyndall meter. Dalam instrumen ini intensitas diukur secara langsung. Sedang pada nefelometer, intensitas cahaya diukur dengan larutan standar.
Turbidimeter meliputi pengukuran cahaya yang diteruskan. Turbiditas berbanding lurus terhadap konsentrasi dan ketebalan, tetapi turbiditas tergantung. juga pada warna. Untuk partikel yang lebih kecil, rasio Tyndall sebanding dengan pangkat tiga dari ukuran partikel dan berbanding terbalik terhadap pangkat empat panjang gelombangnya.
Gambar 2. Tubidimeter Hellige
Prinsip spektroskopi absorbsi dapat digunakan pada turbidimeter dan nefelometer. Untuk turbidimeter, absorbsi akibat partikel yang tersuspensi diukur, sedangkan pada nefelometer, hamburan cahaya oleh suspensilah yang diukur. Meskipun presisi metode ini tidak tinggi tetapi mempunyai kegunaan praktis, sedangkan akurasi pengukuran tergantung pada ukuran dan bentuk partikel.
Setiap instrumen spektroskopi absorbsi dapat digunakan untuk turbidimeter, sedangkan nefelometer kurang sering digunakan pada analisis anorganik. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, absorbsi bervariasi secara Tinier terhadap konsentrasi, sedangkan pada konsentrasi lebih rendah untuk sistem koloid Te dan SnCl2, tembaga ferosianida dan sulfida-sulfida logam berat tidak demikian halnya.
Kelarutan zat tersuspensi seharusnya kecil. Suatu gelatin pelindung koloid biasanya digunakan untuk membentuk suatu dispersi koloid yang seragam dan stabil.
E. ALAT & BAHAN
Alat Bahan
• Turbidimeter dan Tabung Sample • Larutan standar
• Sample
F. PROSEDUR
1. Alat turbidimeter disambungkan dengan sumber listrik dan diamkan selama 15 menit
2. Larutan standar diletakan pada tempat sample, lakukan pengukuran dan sesuaikan nilai pengukuran dengan cara memutar tombol pengatur hingga nilai yang tertera pada layar sesuai dengan nilai standar.
3. Sample dimasukan pada tempat pengukuran sample
4. Skala pengukuran kekeruhan dibaca (lakukan pengukuran 3 kali dengan menekan tombol pengulangan pengukuran untuk setiap pengulangan)
G. DATA PENGAMATAN
No Jenis Sample Nilai Pengukuran Rata-rata Nilai Pengukuran (NTU)
1. Air keran toilet 1 4,1
4,5
4,0
4,2
2. Air keran toilet 2 5,1
5,0
5,0
5,03
3. Air tadah hujan 82,5
78,1
78,8
79,8
4. Air sungai 38,3
39,2
37,9
38,47
H. PEMBAHASAN
Turbidity atau kekeruhan adalah adanya partikel koloid dan supensi dari suatu bahan pencemar antara lain beberapa bahan organik dan bahan anorgnik dari buangan industri, rumah tangga, budidaya perikanan dan sebagainya yang terkandung dalam perairan. (Suraiwira, 1993 )
Kekeruhan dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan organik yang dihasilkan oleh buangan industri (Saeni, 1989). Kekeruhan dapat disebabkan bahan-bahan tersupensi yang yang bervariasi dari ukuran koloidal sampai dispersi kasar , tergantung derajat turbelensinya.(Saeni, 1989)
Jenis turbidimeter yang dipergunakan saat praktikum adalah Orbeco-Hellico, alat ini menggunakan satuan NTU atau Nephelometric Turbidity Unit. Satuan NTU dipergunakan untuk menggambarkan tingkat kekeruhan, Nephelometris dimaksudkan pada cara kerja instrument tersebut, nephelometer mengukur seberapa banyak cahaya yang dipancarkan oleh partikel tersuspensi yang terdapat di dalam air. Semakin banyak cahaya yang terpancarkan, maka semakin tinggi nilai kekeruhannya. Sehingga, nilai NTU yang rendah mengindikasikan tingginya tingkat kejernihan air, sebaliknya nilai NTU yang tinggi mengindikasikan bahwa nilai kejernihannya rendah.
Gambar 2. Turbidimeter
Sebelum dipergunakan untuk mengukur tingkat kekeruhan, turbidimeter disambungkan dengan sumber listrik dan dibiarkan selama 15 menit, hal ini dilakukan untuk membuat alat bekerja secara optimal dengan pasokan tenaga listrik yang cukup. Selanjutnya adalah proses kalibrasi, proses ini dilakukan dengan menggunakan larutan standar yang sudah ada dan biasanya dalam 1 alat turbidimeter sudah memiliki standar tersebut (satu paket dengan alat).
Gambar 3. Larutan Standar
Larutan standar yang melengkapi alat turbidimeter biasanya terdiri dari 2 larutan, yaitu larutan yang berwarna hitam pekat dan larutan yang berwarna jernih. Nilai dari setiap larutan standar sudah tertera pada bagian tutup botol larutan, seperti dapat dilihat pada gambar 3, diketahui bahwa nilai kekeruhan dari larutan standar tersebut adalah 0 NTU yang berarti bahwa larutan tersebut sangat keruh.
Pada turbidimeter yang dipergunakan saat praktikum, larutan standar yang tersedia hanya larutan standar berwarna hitam pekat dengan nilai 0 NTU. Sesudah dibiarkan selama 15 menit, kemudian dilakukan kalibrasi dengan larutan warna hitam tersebut. Jika nilai kekeruhan yang ditampilkan layar sesuai dengan nilai standar yang tertera pada botol larutan standar, maka turbidimeter tidak perlu diatur ulang. Akan tetapi jika nilai kekeruhan tidak sesuai, maka turbidimeter perlu dilakukan pengaturan ulang dengan cara memutar tombol untuk menyesuaikan nilai yang tertera di layar dengan nilai larutan standar.
Tombol Pengatur Pengulangan Pengukuran
Gambar 4. Fungsi Tombol
Setelah kalibrasi selesai dilakukan, maka pengukuran sample dapat diuji. Saat praktikum sample yang diuji berjumlah 4 buah dan merupakan sample air dari berbagai sumber. Sample yang pertama dan yang kedua merupakan sample air dari toilet dan berasal dari kran yang berbeda, sample yang ketiga merupakan air tadah hujan, dan sample yang keempat adalah sample air sungai.
Gambar 5. (Kanan-Kiri)
Larutan Standar, Sample 4, sample 1, sample 2, dan sample 3
Nilai hasil pengukuran diambil dari nilai yang sering muncul. Masing-masing sample diukur sebanyak 3 kali, dan tombol pengulangan pengukuran ditekan untuk setiap pengulangan. Hasil akhir nilai kekeruhan sample didapatkan dari nilai rata-ratanya.
Dari hasil praktikum dan perhitungan, diketahui nilai rata-rata kekeruhan untuk sample pertama dari toilet keran 1 adalah 4,2 NTU ; sample kedua dari toilet keran 2 adalah 5,03 NTU ; sample ketiga air tadah hujan adalah 79,8 NTU ; dan sample keempat air sungai adalah 38,47 NTU.
Pengukuran kekeruhan pada air sungai merupakan indikator yang sangat yang penting dari konsentrasi sendimen yang tersupensi di air .sendimen tersebut merupakan bagian yang alami dari sungai. (state of minesota river : minesota polltion coutrol agency). Sedimentri pada sungai akan menyebabkan kekeruhan air dan menutupi substansi dasar air sungai. Turbiditas atau kekeruhan air sungai juga tergantung pada jenis dasar sungai, polutan, ataupun tumbuh-tumbuhan dan hewan yang hidup disungai.
Dari hasil pengukuran diketahui bahwa sample 3 air tadah hujan memiliki nilai kekeruhan yang tinggi dan air dari toilet keran 1 memiliki nilai kekeruhan yang paling rendah. Nilai kekeruhan untuk air minum adalah 5 NTU, sehingga dari hasil pengukuran sample pertama dan kedua berturut-turut 4,2 NTU dan 5,03 NTU memenuhi standar persyaratan air minum.
I. KESIMPULAN
Turbidity atau kekeruhan adalah adanya partikel koloid dan supensi dari suatu bahan pencemar antara lain beberapa bahan organik dan bahan anorgnik dari buangan industri, rumah tangga, budidaya perikanan dan sebagainya yang terkandung dalam perairan.
Dari hasil praktikum dan perhitungan, diketahui nilai rata-rata kekeruhan untuk sample pertama dari toilet keran 1 adalah 4,2 NTU ; sample kedua dari toilet keran 2 adalah 5,03 NTU ; sample ketiga air tadah hujan adalah 79,8 NTU ; dan sample keempat air sungai adalah 38,47 NTU. Dari hasil pengukuran diketahui bahwa sample 3 air tadah hujan memiliki nilai kekeruhan yang tinggi dan air dari toilet keran 1 memiliki nilai kekeruhan yang paling rendah dan memenuhi standar kualitas air minum.
J. DAFTAR PUSTAKA
• http://library.usu.ac.id/download/fmipa/kimia-farida.pdf.
• http://forum.upi.edu/v3/index
• http://www.hupelita.com
• http://andalucygroup.blogspot.com
• http://www.bikalabs.com
Langganan:
Postingan (Atom)