Model Matematika Pendugaan Penyebaran Suhu Pada Buah-buahan Selama Perlakuan Panas

(1)

MODEL MATEMAA PENDUGN PEEBARAN SUHU PADA BUAH-BUAHAN SELA PERLAKUAN PANAS

Oleb:

ENDAH PUSPITOJA TI F0149012

203

FAKULTAS TEKNOLGI PERTAN

(2)

Endah Puspitojati. FOI4990l2. Model Matematika Pendugaan Penyebaran Suhu Pada Buah-buahan Selama Perlakuan Panas. Dosen Pembimbing : Suroso. 2003.

RNGKASAi

Dewasa In! agribisnis merupakan sektor yang secara riil mampu memberikan nilai tambah bagi mas\,arakat Indonesia, apalagi kalau pasar komoditas yang dipilih adalah pasar ekspor. Jumlah asokan eksor masih sangat terbatas akiba! kemampuan uotuk memasck yang masih rendah n belwn mampu menjamin kesinambungan pasokan. Salah satu kendala eksor bua-buahan n

sayur-sayuran adalah adanya enyakit-enyakit dan seranga yang tidak diinginkan sehingga produk yang akan dipasarkan ditolak oleh negara englmpor.

Salah satu uaya yang dapat dilakukan uotuk mengatasi

l terseb�t adalah

dengan menggunakan erlakuan panas

(heat treatment)

pada buah-buahan atau sayur-sayuran. Perlakuan panas seeara komersial telah dilakukan di erbagai negara misalnya dengan pence1upan dalam air panas

(hot water dips),

teknik enyikatan dengan air panas

(hot water hrushing technique),

erlakuan dengan udara panas

(hot air treatment)

dan metode uap panas

(vapour heat treatment).

Perlakuan panas untuk masing-masing produk buah-buahan atau sayur sayuran berbeda anara satu produk dengan produk lainnya tergantung pada nilai diusivitas panas bahan. Dif'Jsivitas panas nerupakan Jaju enyebaran panas yang keluar dari suatu bahan (Mohsenm, 1 Y80). Koefisien ini sangat enting untuk mengetahui enetrasi suhu dalam suatu zat selama proses emanasan atau pendinginan. Semakin besar nilai difusi\·itas panas suatu bahan maka akan semakin cepat kecepatan penyebaran suhunya selama proses emanasan atau

pendinginan.

-Tujuan penelitian ini adalah membuat model matematika menggunakan metode

imte diference

dengan program komputer untuk menduga penyebaran suhu pada buah-buahan dan sayur-sayuran selana perlakuan panas

(hear

treatment).

Model matematika untuk ersamaan pindah par.as daat divariasikan berdasarkan bentuk bahannya. Model pindah panas dibuat sesuai bentuk bahan yaitu bentuk ola untuk tomat, bentuk kubus sisi 2.5 em untuk daging buah alpukat, daging buah mangga, dan ubi jalar, serta bentuk kubus sisi 1 en untuk hiji alpl:kat dan biji r.ngga. Pe1yebart1 slhu pad.. mlsir.g-masing bah::m dihitung erdaarkan moel-model pindah panas yang dibuat menggunakan program Visual Basic 6.0 dengan diagram alir. Verifikasi dilakukan dengan menganalisis koeisien determinasi yang terbentuk ada hubunan linear antara penyearan suhu aan menegunakan model dan penyebaran suhu bahan hasil engukuran serta menghitung nilai

error

dl masing-masing titik engukuran dan ve:ld:::�;1.

(3)

lomal adalah 2.21 % untuk suhu di puat bahan, 1.76 % ltuk subu di antara pusal dan enna, an 1.23 % untuk subu di ennukaan n.

lrisan kubus daging buah aJpukal yang dianaskan dengan air ersuhu 46.4

°c membutuhkan u 12.2 menit untuk mencaai suhu pusat 46.0 Dc.

Pemanasan irisan kubus ubi jalar dengan suhu air 46.8 °c membutuhkan waktu 13.2 menit uotuk mencaai subu pusat 46.2 DC, sedangkan irisan kubus daging buah mangga hanya membutuhkan waktu 7.5 menit untuk mencapai suhu pusat 46.0 °c dengan menggunakan suhu air 46.3 0c. Bahan dengan ukuran sana oamun mempunyai waktu emanasan yang berbeda disebabkan karena adanya erb'daan karakteristik masing-masing bahan. Daging buah mangga mem:liki difusivitas panas yang

�

aling tioggi yaitu sebesar 1.75x�O-5 m2/menit dibanding ubi jalar (8.37xIO-G m Imcnit) dan daging buah alpukat (1.00xl0-5 m2/nenit) sehmgga waktu emanasannya semakin singkat. Waktu pemanasan juga dipengaruhi oleh nilai konduktivitas panas bahan, panas jenis bahan, dan massa jenis bahan. Waktu endugaan yang dierlukan untuk erlakuan panas irisan kubus biji alpukat dengan suhu air 47.2 °c sampai mencapai suhu pusat 46.2 °c

adalah se1ama 108.6 detik. Waktu emanasan untuk irisan kubus biji alpukat lebih lama daripada irisan kubus biji man

�

ga yang hanya menbutuhkan waktu 58.8 detik untuk nencapai suhu pusat 46.0 C dengan nenggunakan suhu air 47.0

0c. Hal ini disebabkan karena difusivitas panas biji mangga (1. 72x 1 0-5 n2Jnenit)

(4)

MODEL MATEMA TlKA PENDUGAAN PENYEBARAN SUHU PADA BUAH-BUAHAN SELAMA PERLAKUAN PANAS

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat memeroleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN Pada Juru�an Teknik Pertaoiao

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertaoian Bogor

Oleh:

ENDAH PUSPITOJA TI

F01499012

203

FAKULTAS TEKNOLGI PERTANIAN N£TITUT PE.T ANIAN BGGOR

BG OR

(5)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOWGI I'ERTANIAN

MODEL MATEMATIKA I'ENDUGAAI PENYEIARAN SUIHI

PADA BUAH-BUAHAN SELAMA rERLAKUAN PANAS

SKRIPSI

Scbagai salah satu syarat mem�ero!eh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pads Jurusan Teknik Pertan:an

Fakultas Teknologi P'rta.ian

lnstitut P"rtauiail Hogor

Oleh:

ENDAH PUSPITOJA TI

F01499012

Dilabirkan pada tanggal28 Febr.ari 1981

Di Purworcjo

Tanggal Lul.s:

II

Agustus 203

.gUilUS 2003

(6)

WAYATDP

Penulis dilahirkan di Purworejo pada tanggal 28 Februari 1981,

merupakan putri terakhiT dari keluarga Soetomo. Pada tahuo 1987 enulis masuk SDK Penabur Puworejo dan lutus pada tahun 1993. Kemudian meanjutkan ke SMPN 2 Purworejo dan twus pata abun 1996 Pada tahun yang �ma enulis diterima di SMUN 1 Purworejo dan erhasil lulus pada tabun 1999.

Pada tahun 1999 enulis diterima di lnstitut Pertanian Bogar melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada lurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama endidikannya enulis te1ah melaksanakan praktek lapang di PT Perkebunan Tambi pata tahun 2002 dan uotuk memeroleh gelar sarjana enulis

telah menyelesaikan skripsi dengan judu! «Mdel Matematika Pendugaan Penyebaran Suhu pada Buah-Buahan Selama Perlakuan Panas" pada tahun 2003

dengan dosen pembimbing Dr. Ir. Suroso, MAgr.

Selama kuliah enulis emah menjadi asisten resonsi mata kuliah Statika

(7)

KATAPENGANTAR

Bismillahironanirrohim. Puji syukur enulis panjatkan kepada Allah

SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas

akhir yang berjudul . Model Matematika Pendugaan Penyebaran Suhu pads

Bush-Buahan Selams Perlakuan Panas".

Tugas 8Khir disusun sebagai salah satu syarat uotuk menyelesaikan

pendidikan tingkat SI di Jurusan Teknik Pertaoian, Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor.

Tugas akhir ini daat terselesaikan erkat bantuan berbagai pihak berupa

infonnasi serta waktu selama pelaksanaan penelitian dan e'lulisan tugas akhir ini.

Ungkapan rasa terimakasih penulis sampaikan kepada :

L Dr. IT. SUTOSO, MAgr selaku dosen embimhing akademik yang telah banyak memberikan arahan, ruasukan dan dorongan semangat selama kuhah hingga

enyusunan skripsi.

2. Dr. [r, Rokhani Hasbullah, MSi dan Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, MAgr

selaku dosen enguji yang teJah memberikan arahan dan masukan selama

enyusunan �mpsi.

3. 8apak dan Ibu enulis yang tak henti-hentinya memberi semangat, kasih

sayang dan doa yang tulus. Kakak-kakakku atas semangat, perhatian dan doanya.

4. Pak Maskuri yang telah memberi dorongan semangat dan masukan selama

enyusunan program.

5. Tenan sebinbingankll Dodi an Iwap ((qpP smile, t�p sew'nat t

Jangan nyusahin orang terus, ok!) atas keceriaan, kekompakan dan

kerjasamanya se1ama eneiitian.

6. Pipi, Ika, Indro

(your joke make me happier),

Deni

(thank's

pinjaman buku vbnya), Ropj K, Arif �I.ng lllem1)antu l�ele�lhka., ml�Rh!l pele!i!i�L\.". Rioi, Nunung, Widi, Dian, Diah, Andri, Elen, Tiwi, Nanik, Suroso, Eka, Rim,

Ipul, Zaki, Khalim n semua warga TEP'36 yang tidak bisa disebutkan satu

(8)

7. Pk Sulyaden

n

M'ewi yang tnt memeri doronan semanot

n

keceriannya di Lab. TPPP.

8. Sari

with Casper's Crew

(lin, Vivi, M'Umi, Diaz, Asih, Pipit), M' Tn atas dukungan n semangatnya selama ini.

9. Adek-adekku di Pd. Marwah

especially for

Iik dan Si cantik Ep-ep (canda tawa kalian tak akan emah terlupakan, meski cna ertiga tapi keceriaan tak akan bisa hilang, seri sering ngejain), Didio Kusrini. Fina, Si manls An, dan Si kecil Risko atas semangat, dukungan n kasih sayangnya selama di Istana Marwah kita tercinta.

10. Seluruh civitas akademika Jun Teknik Peinian, Fakultas Tenologi Pertanian PB yang telah membantu enulis dari ertama kali masuk sampai enyusunan skripsi.

Penuli� menyadari skripsi ini masih baoyak kekurangannya. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun dari semua pihak sangat enulis harapkan. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat paJa umumnya dan warga IPB pada khususnya.

Bogor, Agostus 2003

Penulis

(9)

DAFTAR 151

halaman KATA PENGANTAR ...•... _ ....•... __ .• _ ... _ ...•... iii

DAFT AR lSI ...•... _ •• · ...• ··· ..

·v

DAFTAR SIMBOL. ... vii

DAFT AR GAM BAR ... viii

IHFT AR TABE!.

.

...

.

..

.

..._.. . _ ...•••... _ ...

.

_ ••...••... xi

DAFT AR LAMPIRAN ...• __ ...

.

....

.

... xii

I. PENDAIIULUAN ... 1

A. LA TAR BELAKANG ...•••.••...• 1

B. TUJUAN ... _ .•...•... _ ... .. ...••..•... _ ...•... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ...••...•••...

3

A. JENIS PRODUK ...•...•... 3

1. Tomat (Lycopescum esculellium Mill)

...

.

... 3

2. _Alllukat(Persea americatl(l Mill) ... _ ...

.

... 4

3. Mangga (Mallgfera

indica)

... 5

4. Ubi Jalar (Ipomea batatas

(..)

Lamb) ....••.•. _ ...••••... _

6

B. PENGERTIAN DAN MEKAMSME PINDAH PANAS

... 6

C.

SlFAT PANAS DAN DIFUSIVITAS BAHAN PERTANIAN ..•.. II I . SiCa! Fisik ••••• ••••• ••••••••.•••••.••.•••••••••••••••.••.••. _._ •••••••••• _ •••.•••.•••• II 2. Sifat Panas ... 12

D. REA T TREATMENT ... ... .. •••.•... _ ...•....••• •. _ ... 14

E. METODE NU.fERlK ...

...

. _ ...

.

... 17

III. .IETODOLOGI . __ .... , ... 20

A. WAK1'U DANTE\IPAT ...

..

....

..

... 20

B. BAlIAN DAN ALAT ...

.

... _ ..

.

....

.

...

.

...

.

...

.

20

C.

METODE PENELITIAN ...

.

...

.

... 20

1. Pcnyusunan Pindah Panas dengan

Finite

Dfference ... .

.

... 20

2. V:rifiasi Model ..

.

...

.

...

..

... 17

IV. HASIL DAN PEMBARASAN .. , ... _ ....•.•.•• _ .

...

..

.

...

..

... 28

A. PROGRAM PENYEBARAN SURU •••...••• _ ••• _ ...

...

... 28

(10)

halaman

C.

VERFlKASI MODEL PENDUGAAN SEBARAN SURU ... _ .. 41

V. KESMPULAN DAN SARAN ...•... _ ... ___ .. _ ...••.. •••. _.61 A. KESIMPULAN ...•... _ ... : ...•.

�

... 61

. SARAN ...•... _ ... _ ...•...

62

DAFTAR PUSTAKA ... _ ...

63

LA�IPlRAN ... _ ... .•. _ ... ... ... ... ... 65

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

(124)

(125)

(126)

(127)

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

(144)

(145)

(146)

(147)

(148)

(149)

(150)

(151)

(152)

(153)

(154)

(155)

(156)

(157)

(158)

(159)