KAJIAN SIFAT LISTRIK BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.)
PADA TINGKAT KEMATANGAN BERBEDA
RIKA PUTRI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
RIKA PUTRI. Kajian Sifat Listrik Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) pada Tingkat Kematangan Berbeda. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAH dan IRMANSYAH
Prediksi tingkat kematangan buah manggis berdasarkan penglihatan warna langsung sangat bersifat subyektif sehingga diperlukan kajian sifat lain dari buah manggis untuk tingkat kematangan buah tersebut. Sifat listrik buah yang diukur (kapasitansi, konduktansi, impedansi dan loss coefficient) dikaitkan dengan sifat-sifat lain seperti indeks warna G, total padatan terlarut, indeks bias, pH, massa jenis, dan kekerasan dari buah. Penelitian dilakukan dalam dua tahap. Pertama pembuatan plat kapasitor keping sejajar dari bahan tembaga (PCB) dan dilanjutkan dengan pengambilan data. Pengukuran dilakukan pada sampel manggis utuh dan bagian-bagiannya (kulit, daging dan biji).
Karakterisasi sifat listrik dan sifat lain buah manggis pada tingkat kematangan berbeda menghasilkan informasi tentang kematangan buah manggis. Semakin matang buah manggis maka nilai indek warna G, massa jenis, pH, kekerasan dan impedansi akan semakin menurun. Sedangkan total padatan terlarut, indeks bias dan konduktansi semakin meningkat dengan semakin matangnya buah manggis.
Karakterisasi daging buah manggis dengan menggunakan plat memperlihatkan sifat; semakin tinggi frekuensi, kapasitansi dan loss coefficient semakin menurun sedangkan konduktansi akan semakin besar. Pada frekuensi 20 Hz nilai kapasitansi daging buah manggis cendrung teratur, semakin matang buah manggis maka kapasitansinya semakin besar.
KAJIAN SIFAT LISTRIK BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.)
PADA TINGKAT KEMATANGAN BERBEDA
RIKA PUTRI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul
: Kajian Sifat Listrik Buah Manggis (
Garcinia mangostana L.)
pada Tingkat Kematangan Berbeda
Nama
: Rika Putri
NRP :
G74103016
Menyetujui :
Pembimbing I
Pembimbing II
( Jajang Juansah, M.Si )
( Irmansyah, M.Si )
NIP. 132 311 933
NIP. 132 104 953
Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
( Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS. )
NIP. 131473999
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Payakumbuh pada tanggal 18 Februari 1985. Penulis adalah putri ke tujuh dari delapan bersaudara dari Ayah Zulkarnaini (Alm) dan Ibu bernama Warni.
Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Al-Ikhlash Payolansek pada tahun 1991 kemudian melanjutkan ke SD Negeri VI Payolansek dan lulus pada tahun 1997. Setelah itu penulis melanjutkan studi di SLTP N I Payakumbuh dan lulus pada tahun 2000, kemudian menyelesaikan pendidikan di SMU N 2 Payakumbuh pada tahun 2003.
Tahun 2003 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Selama menempuh pendidikan di IPB penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan diantaranya sebagai Bendahara Departemen RTK BEM TPB, Bendahara Departemen Kerohanian BEM FMIPA, Staff PSDM SERUM-G dan Staff Kewirausahaan KAMMI Komisariat IPB. Penulis juga aktif sebagai panitia dan peserta seminar baik tingkat lokal maupun nasional. Penulis juga pernah sebagai asisten praktikum Fisika Dasar dan Fisika TPB tahun 2004-2006, asisten praktikum mata kuliah gelombang tahun ajaran 2006/2007, asisten Pendidikan Agama Islam (PAI) tahun 2005-2007. Awal tahun ajaran 2004/2005 penulis terpilih sebagai penerima beasiswa The Best Student Programme LAZ Al Hurriyyah dan mendapat pembinaan sampai tahun ajaran 2006/2007.
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT senantiasa penulis panjatkan kepada Rabb semesta alam Allah SWT, atas nikmat dan karunia yang telah diberikan. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada Rasulullah SAW, tauladan yang telah membawa kita menuju zaman yang terang benderang. Atas rahmat-Nya pula penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Kajian Sifat Listrik Buah Manggis (Garcinia Mangostana L) pada Tingkat Kematangan Berbeda” Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) pada Departemen Fisika IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, diantaranya :
Bapak Jajang Juansah, M.Si dan Bapak Ir. Irmansyah, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan, dan motivasi yang begitu besar.
Ibu Yessi Widya Sari, M.Si, Bapak Ardian, M.Si selaku dosen penguji yang telah banyak memberi masukan dalam penulisan skripsi ini.
Bapak Ir. Hanedi Darmasetiawan, MS. Selaku dosen pembimbing akademik yang yang selalu memotivasi penulis selama kuliah.
Seluruh dosen, staf dan laboran Departemen Fisika IPB
LAZ Al Hurriyyah yang telah memberikan beasiswa dan pembinaan selama kuliah
Physicsholic 40 (Senang bisa bertemu dan berjuang bersama dengan orang-orang hebat seperti teman-teman semua! Dan terima kasih atas semua bantuannya selama ini)
Semua teman-teman Fisika 37,38,39,41,42 terima kasih atas dukungannya
Teman-teman chatting (Terima kasih untuk tausiyah dan motivasinya)
A3-329, Al Muth dan Elegant Crew, tarima kasih telah memberi warna dalam hidup ini.
Sahabatku ( Fitri, Ariz, Hadi, Mada, Epi, Iez, Ira, Mice, Riri dan Indra) terima kasih untuk ukhuwah yang sangat indah.
The Best Student Programme LAZ Al Hurriyyah dan Outstanding Students of IPB 2006 untuk semangat-semangatnya
M Nuqi, K Ihsan, K Nanto, Eti, Ulil, Yudha, Pak Tony, dan Pak Mus yang telah banyak membantu dalam penelitian ini
Ummi, Abi dan keluarga besar Zai-zai, terimakasih telah menjagaku. Semoga kita semua istiqomah dalam jalan dakwah ini.
Teman-teman kelembagaan (Tetap bergerak! Karena diam itu mematikan!)
Last but not least untuk Amak, Abah, Uda (Ery, Effendi dan Jhon), Uni (Juli dan Epi) dan adikku Rike, Terima kasih untuk kasih sayang, do’a dan semangat-semangatnya. Special untuk Uda Firman, yang telah mengubah mimpiku jadi kenyataan. Semoga Allah membalasnya dengan pahala yang berlipat ganda. Amin.
Bogor Mei 2007
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
PRAKATA ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL... vi
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR LAMPIRAN... vii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 1
TINJAUAN PUSTAKA Manggis (Garcinia Manggostana L.)... 1
Indeks Warna ... 2
Bahan Dielektrik ... 3
Kapasitansi ... 3
Pengukuran Kapasitansi... 3
Polarisasi Muatan ... 3
Konduktivitas Listrik ... 4
Impedansi ... 5
Loss Coefficient ... 5
Total Padatan Terlarut ... 5
Indek Bias ... 6
pH (Derajat Keasaman) ... 6
Massa Jenis ... 6
Kekerasan ... 7
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 7
Bahan dan Alat ... 7
Metode Penelitian ... 7
Pembuatan Plat Kapasitor ... 7
Pengambilan Data ... 7
HASIL DAN PEMBAHASAN Plat Kapasitor ... 8
Indeks Warna... 9
Kapasitansi Daging Buah Manggis ... 9
Konduktansi Buah Manggis ... 10
Impedansi Buah Manggis ... 11
Loss Coefficient ... 11
Total Padatan Terlarut ... 12
Indek Bias ... 12
pH (Derajat Keasaman) ... 12
Massa Jenis ... 12
Kekerasan ... 13
Rasio TPT dan pH ... 13
Korelasi Sifat Listrik dan Fisik ... 13
Korelasi Sifat Listrik Bagian-bagian buah manggis... 14
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ... 14
Saran ... 15
DAFTAR PUSTAKA ... 15
LAMPIRAN ... 17
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Nilai nutrisi per 100 g daging buah manggis... 2
2 Tiga klon manggis ... 2
3 Konstanta Dielektrik ... 4
4 Indeks bias medium ... 6
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Buah Manggis ... 12 Polarisasi muatan pada plat kapasitor... 4
3 Kapasitor keping sejajar... 4
4 Loss Coefficient yang dibentuk antara I dan Ic ... 5
5 Pembiasan cahaya pada medium yang berbeda ... 6
6 Desain plat kapasitor bentuk persegi ... 8
7 Tipe tingkat kematangan buah manggis yang digunakan dalam penelitian ... 8
8 Diagram Alir Penelitian ... 9
9 Plat kapasitor keping sejajar ... 9
10 Hubungan tingkat kematangan dengan indek warna (RGB) ... 9
11 Hubungan kapasitansi terhadap frekuensi pada berbagai tingkat kematangan ... 9
12 Hubungan kapasitansi terhadap frekuensi plat kapsitor kosong (udara) ... 10
13 Konduktansi manggis (utuh,kulir, daging dan biji) yang diukur langsung pada berbagai nilai indek warna G ... 10
14 Konduktansi daging buah manggis dengan menggunakan plat pada berbagai tingkat kematangan ... 10
15 Impedansi buah manggis (utuh, kulit, daging dan biji) pada berbagai nilai indek warna G ... 11
16 Loss coefficient buah manggis (utuh,kulit,daging dan biji) pada berbagai nilai indek warna G ... 11
17 Hubungan Loss coefficient terhadap frekuensi daging buah manggis pada berbagai tingkat kematangan ... 11
18 Total padatan terlarut daging buah manggis pada berbagai nilai indek warna G... 12
19 Indek bias daging buah manggis pada berbagai nilai indek warna G... 12
20 pH daging buah manggis pada berbagai nilai indek warna G... 12
21 Massa jenis buah manggis (utuh, kulit, daging dan biji) pada berbagai nilai indek warna G ... 12
22 Kekerasan buah manggis pada berbagai nilai indek warna G ... 13
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Nilai indek warna RGB buah manggis ... 17
2 Kapasitansi udara (Plat kapasitor kosong) ... 18
3 Kapasitansi sampel 1 (Hijau)... 18
4 Kapasitansi sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 18
5 Kapasitansi sampel 3 (Merah) ... 19
6 Kapasitansi sampel 4 (Ungu)... 19
7 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz ... 19
8 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 20
9 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 20
10 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz ... 20
11 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 21
12 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 2 (Hijau Kemerahan)... 21
13 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 21
14 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 22
15 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 22
16 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 22
17 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 2 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 23
18 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 23
19 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient biji sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 23
20 Impedansi, Konduktansi dan loss coefficient biji sampel 2(Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 24
21 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient biji sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 24
22 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient biji sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 24
23 Loss coefficient manggis utuh sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 25
24 Loss coefficient manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz ... 25
25 Loss coefficient manggis utuh sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz ... 25
26 Loss coefficient manggis utuh sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 26
27 Loss coefficient kulit manggis sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz ... 26
28 Loss coefficient kulit manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 26
29 Loss coefficient kulit manggis sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 27
30 Loss coefficient kulit manggis sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz ... 27
31 Loss coefficient daging manggis sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 27
32 Loss coefficient daging manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz ... 28
33 Loss coefficient daging manggis sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz ... 28
34 Loss coefficient daging manggis sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 28
35 Loss coefficient biji manggis sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 29
36 Loss coefficient biji manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 29
37 Loss coefficient biji manggis sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz ... 29
38 Loss coefficient biji manggis sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 30
39 Loss coefficient daging buah manggis sampel 1 (Hijau) dengan menggunakan plat kapasitor... 30
41 Loss coefficient daging buah manggis sampel 3 (Merahan)
dengan menggunakan plat kapasitor... 31
42 Loss coefficient daging buah manggis sampel 4 (Ungu) dengan menggunakan plat kapasitor... 31
43 Konduktansi daging buah manggis sampel 1 (Hijau) dengan menggunakan plat kapasitor... 31
44 Konduktansi daging buah manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) dengan menggunakan plat kapasitor... 32
45 Konduktansi daging buah manggis sampel 3 (Merah) dengan menggunakan plat kapasitor... 32
46 Konduktansi daging buah manggis sampel 4 (Ungu) dengan menggunakan plat kapasitor... 32
47 Kekerasan buah manggis (N) ... 33
48 Indek bias buah manggis... 33
49 Total padatan terlarut buah manggis (% Brix) ... 33
50 Massa jenis manggis utuh sampel 1 (Hijau)... 34
51 Massa jenis manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 34
52 Massa jenis manggis utuh sampel 3 (Merah) ... 34
53 Massa jenis manggis utuh sampel 4 (Ungu)... 35
54 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 1 (Hijau) ... 35
55 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan)... 35
56 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 3 (Merah)... 36
57 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 4 (Ungu) ... 36
58 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 1 (Hijau)... 36
59 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 2 (Hijau kemerahan) ... 37
60 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 3 (Merah) ... 37
61 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 4 (Ungu)... 37
62 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 1 (Hijau) ... 38
63 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan)... 38
64 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 3 (Merah)... 38
65 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 4 (Ungu) ... 39
66 pH buah manggis sampel 1 (Hijau) ... 39
67 pH buah manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 39
68 pH buah manggis sampel 3 (Merah)... 40
69 pH buah manggis sampel 4 (Ungu) ... 40
70 Regresi linear berganda Impedansi sampel 1 (hijau) ... 41
71 Regresi linear berganda Impedansi sampel 2 (hijau kemerahan) ... 42
72 Regresi linear berganda Impedansi sampel 3 (merah) ... 43
73 Regresi linear berganda Impedansi sampel 4 (ungu) ... 44
74 Regresi linear berganda konduktansi sampel 1 (hijau) ... 45
75 Regresi linear berganda konduktansi sampel 2 (hijau kemerahan) ... 46
76 Regresi linear berganda konduktansi sampel 3 (merah) ... 47
77 Regresi linear berganda konduktansi sampel 4 (ungu) ... 48
78 Korelasi Kapasitansi Terhadap Total Padatan Terlarut ... 49
79 Korelasi Kapasitansi Terhadap pH ... 49
80 Korelasi Loss Coefficient Terhadap Total Padatan Terlarut ... 49
81 Korelasi Loss Coefficient Terhadap pH... 50
82 Korelasi Konduktansi Terhadap Total Padatan Terlarut... 50
83 Korelasi Konduktansi Terhadap pH ... 50
84 Korelasi Impedansi Terhadap Total Padatan terlarut... 51
85 Korelasi Impedansi Terhadap pH ... 51
86 Kekerasan buah manggis sampel 1 (Hijau) ... 51
87 Kekerasan buah manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 52
88 Kekerasan buah manggis sampel 3 (Merah) ... 52
89 Kekerasan buah manggis sampel 4 (Ungu) ... 52
KAJIAN SIFAT LISTRIK BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.)
PADA TINGKAT KEMATANGAN BERBEDA
RIKA PUTRI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
RIKA PUTRI. Kajian Sifat Listrik Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) pada Tingkat Kematangan Berbeda. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAH dan IRMANSYAH
Prediksi tingkat kematangan buah manggis berdasarkan penglihatan warna langsung sangat bersifat subyektif sehingga diperlukan kajian sifat lain dari buah manggis untuk tingkat kematangan buah tersebut. Sifat listrik buah yang diukur (kapasitansi, konduktansi, impedansi dan loss coefficient) dikaitkan dengan sifat-sifat lain seperti indeks warna G, total padatan terlarut, indeks bias, pH, massa jenis, dan kekerasan dari buah. Penelitian dilakukan dalam dua tahap. Pertama pembuatan plat kapasitor keping sejajar dari bahan tembaga (PCB) dan dilanjutkan dengan pengambilan data. Pengukuran dilakukan pada sampel manggis utuh dan bagian-bagiannya (kulit, daging dan biji).
Karakterisasi sifat listrik dan sifat lain buah manggis pada tingkat kematangan berbeda menghasilkan informasi tentang kematangan buah manggis. Semakin matang buah manggis maka nilai indek warna G, massa jenis, pH, kekerasan dan impedansi akan semakin menurun. Sedangkan total padatan terlarut, indeks bias dan konduktansi semakin meningkat dengan semakin matangnya buah manggis.
Karakterisasi daging buah manggis dengan menggunakan plat memperlihatkan sifat; semakin tinggi frekuensi, kapasitansi dan loss coefficient semakin menurun sedangkan konduktansi akan semakin besar. Pada frekuensi 20 Hz nilai kapasitansi daging buah manggis cendrung teratur, semakin matang buah manggis maka kapasitansinya semakin besar.
KAJIAN SIFAT LISTRIK BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.)
PADA TINGKAT KEMATANGAN BERBEDA
RIKA PUTRI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul
: Kajian Sifat Listrik Buah Manggis (
Garcinia mangostana L.)
pada Tingkat Kematangan Berbeda
Nama
: Rika Putri
NRP :
G74103016
Menyetujui :
Pembimbing I
Pembimbing II
( Jajang Juansah, M.Si )
( Irmansyah, M.Si )
NIP. 132 311 933
NIP. 132 104 953
Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
( Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS. )
NIP. 131473999
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Payakumbuh pada tanggal 18 Februari 1985. Penulis adalah putri ke tujuh dari delapan bersaudara dari Ayah Zulkarnaini (Alm) dan Ibu bernama Warni.
Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Al-Ikhlash Payolansek pada tahun 1991 kemudian melanjutkan ke SD Negeri VI Payolansek dan lulus pada tahun 1997. Setelah itu penulis melanjutkan studi di SLTP N I Payakumbuh dan lulus pada tahun 2000, kemudian menyelesaikan pendidikan di SMU N 2 Payakumbuh pada tahun 2003.
Tahun 2003 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Selama menempuh pendidikan di IPB penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan diantaranya sebagai Bendahara Departemen RTK BEM TPB, Bendahara Departemen Kerohanian BEM FMIPA, Staff PSDM SERUM-G dan Staff Kewirausahaan KAMMI Komisariat IPB. Penulis juga aktif sebagai panitia dan peserta seminar baik tingkat lokal maupun nasional. Penulis juga pernah sebagai asisten praktikum Fisika Dasar dan Fisika TPB tahun 2004-2006, asisten praktikum mata kuliah gelombang tahun ajaran 2006/2007, asisten Pendidikan Agama Islam (PAI) tahun 2005-2007. Awal tahun ajaran 2004/2005 penulis terpilih sebagai penerima beasiswa The Best Student Programme LAZ Al Hurriyyah dan mendapat pembinaan sampai tahun ajaran 2006/2007.
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT senantiasa penulis panjatkan kepada Rabb semesta alam Allah SWT, atas nikmat dan karunia yang telah diberikan. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada Rasulullah SAW, tauladan yang telah membawa kita menuju zaman yang terang benderang. Atas rahmat-Nya pula penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Kajian Sifat Listrik Buah Manggis (Garcinia Mangostana L) pada Tingkat Kematangan Berbeda” Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) pada Departemen Fisika IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, diantaranya :
Bapak Jajang Juansah, M.Si dan Bapak Ir. Irmansyah, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan, dan motivasi yang begitu besar.
Ibu Yessi Widya Sari, M.Si, Bapak Ardian, M.Si selaku dosen penguji yang telah banyak memberi masukan dalam penulisan skripsi ini.
Bapak Ir. Hanedi Darmasetiawan, MS. Selaku dosen pembimbing akademik yang yang selalu memotivasi penulis selama kuliah.
Seluruh dosen, staf dan laboran Departemen Fisika IPB
LAZ Al Hurriyyah yang telah memberikan beasiswa dan pembinaan selama kuliah
Physicsholic 40 (Senang bisa bertemu dan berjuang bersama dengan orang-orang hebat seperti teman-teman semua! Dan terima kasih atas semua bantuannya selama ini)
Semua teman-teman Fisika 37,38,39,41,42 terima kasih atas dukungannya
Teman-teman chatting (Terima kasih untuk tausiyah dan motivasinya)
A3-329, Al Muth dan Elegant Crew, tarima kasih telah memberi warna dalam hidup ini.
Sahabatku ( Fitri, Ariz, Hadi, Mada, Epi, Iez, Ira, Mice, Riri dan Indra) terima kasih untuk ukhuwah yang sangat indah.
The Best Student Programme LAZ Al Hurriyyah dan Outstanding Students of IPB 2006 untuk semangat-semangatnya
M Nuqi, K Ihsan, K Nanto, Eti, Ulil, Yudha, Pak Tony, dan Pak Mus yang telah banyak membantu dalam penelitian ini
Ummi, Abi dan keluarga besar Zai-zai, terimakasih telah menjagaku. Semoga kita semua istiqomah dalam jalan dakwah ini.
Teman-teman kelembagaan (Tetap bergerak! Karena diam itu mematikan!)
Last but not least untuk Amak, Abah, Uda (Ery, Effendi dan Jhon), Uni (Juli dan Epi) dan adikku Rike, Terima kasih untuk kasih sayang, do’a dan semangat-semangatnya. Special untuk Uda Firman, yang telah mengubah mimpiku jadi kenyataan. Semoga Allah membalasnya dengan pahala yang berlipat ganda. Amin.
Bogor Mei 2007
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
PRAKATA ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL... vi
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR LAMPIRAN... vii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 1
TINJAUAN PUSTAKA Manggis (Garcinia Manggostana L.)... 1
Indeks Warna ... 2
Bahan Dielektrik ... 3
Kapasitansi ... 3
Pengukuran Kapasitansi... 3
Polarisasi Muatan ... 3
Konduktivitas Listrik ... 4
Impedansi ... 5
Loss Coefficient ... 5
Total Padatan Terlarut ... 5
Indek Bias ... 6
pH (Derajat Keasaman) ... 6
Massa Jenis ... 6
Kekerasan ... 7
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 7
Bahan dan Alat ... 7
Metode Penelitian ... 7
Pembuatan Plat Kapasitor ... 7
Pengambilan Data ... 7
HASIL DAN PEMBAHASAN Plat Kapasitor ... 8
Indeks Warna... 9
Kapasitansi Daging Buah Manggis ... 9
Konduktansi Buah Manggis ... 10
Impedansi Buah Manggis ... 11
Loss Coefficient ... 11
Total Padatan Terlarut ... 12
Indek Bias ... 12
pH (Derajat Keasaman) ... 12
Massa Jenis ... 12
Kekerasan ... 13
Rasio TPT dan pH ... 13
Korelasi Sifat Listrik dan Fisik ... 13
Korelasi Sifat Listrik Bagian-bagian buah manggis... 14
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ... 14
Saran ... 15
DAFTAR PUSTAKA ... 15
LAMPIRAN ... 17
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Nilai nutrisi per 100 g daging buah manggis... 2
2 Tiga klon manggis ... 2
3 Konstanta Dielektrik ... 4
4 Indeks bias medium ... 6
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Buah Manggis ... 12 Polarisasi muatan pada plat kapasitor... 4
3 Kapasitor keping sejajar... 4
4 Loss Coefficient yang dibentuk antara I dan Ic ... 5
5 Pembiasan cahaya pada medium yang berbeda ... 6
6 Desain plat kapasitor bentuk persegi ... 8
7 Tipe tingkat kematangan buah manggis yang digunakan dalam penelitian ... 8
8 Diagram Alir Penelitian ... 9
9 Plat kapasitor keping sejajar ... 9
10 Hubungan tingkat kematangan dengan indek warna (RGB) ... 9
11 Hubungan kapasitansi terhadap frekuensi pada berbagai tingkat kematangan ... 9
12 Hubungan kapasitansi terhadap frekuensi plat kapsitor kosong (udara) ... 10
13 Konduktansi manggis (utuh,kulir, daging dan biji) yang diukur langsung pada berbagai nilai indek warna G ... 10
14 Konduktansi daging buah manggis dengan menggunakan plat pada berbagai tingkat kematangan ... 10
15 Impedansi buah manggis (utuh, kulit, daging dan biji) pada berbagai nilai indek warna G ... 11
16 Loss coefficient buah manggis (utuh,kulit,daging dan biji) pada berbagai nilai indek warna G ... 11
17 Hubungan Loss coefficient terhadap frekuensi daging buah manggis pada berbagai tingkat kematangan ... 11
18 Total padatan terlarut daging buah manggis pada berbagai nilai indek warna G... 12
19 Indek bias daging buah manggis pada berbagai nilai indek warna G... 12
20 pH daging buah manggis pada berbagai nilai indek warna G... 12
21 Massa jenis buah manggis (utuh, kulit, daging dan biji) pada berbagai nilai indek warna G ... 12
22 Kekerasan buah manggis pada berbagai nilai indek warna G ... 13
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Nilai indek warna RGB buah manggis ... 17
2 Kapasitansi udara (Plat kapasitor kosong) ... 18
3 Kapasitansi sampel 1 (Hijau)... 18
4 Kapasitansi sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 18
5 Kapasitansi sampel 3 (Merah) ... 19
6 Kapasitansi sampel 4 (Ungu)... 19
7 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz ... 19
8 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 20
9 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 20
10 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz ... 20
11 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 21
12 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 2 (Hijau Kemerahan)... 21
13 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 21
14 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient kulit sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 22
15 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 22
16 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 22
17 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 2 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 23
18 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient daging sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 23
19 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient biji sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 23
20 Impedansi, Konduktansi dan loss coefficient biji sampel 2(Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 24
21 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient biji sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 24
22 Impedansi, konduktansi dan loss coefficient biji sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 24
23 Loss coefficient manggis utuh sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 25
24 Loss coefficient manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz ... 25
25 Loss coefficient manggis utuh sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz ... 25
26 Loss coefficient manggis utuh sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 26
27 Loss coefficient kulit manggis sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz ... 26
28 Loss coefficient kulit manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 26
29 Loss coefficient kulit manggis sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz... 27
30 Loss coefficient kulit manggis sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz ... 27
31 Loss coefficient daging manggis sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 27
32 Loss coefficient daging manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz ... 28
33 Loss coefficient daging manggis sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz ... 28
34 Loss coefficient daging manggis sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 28
35 Loss coefficient biji manggis sampel 1 (Hijau) pada frekuensi 1 kHz... 29
36 Loss coefficient biji manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) pada frekuensi 1 kHz... 29
37 Loss coefficient biji manggis sampel 3 (Merah) pada frekuensi 1 kHz ... 29
38 Loss coefficient biji manggis sampel 4 (Ungu) pada frekuensi 1 kHz... 30
39 Loss coefficient daging buah manggis sampel 1 (Hijau) dengan menggunakan plat kapasitor... 30
41 Loss coefficient daging buah manggis sampel 3 (Merahan)
dengan menggunakan plat kapasitor... 31
42 Loss coefficient daging buah manggis sampel 4 (Ungu) dengan menggunakan plat kapasitor... 31
43 Konduktansi daging buah manggis sampel 1 (Hijau) dengan menggunakan plat kapasitor... 31
44 Konduktansi daging buah manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) dengan menggunakan plat kapasitor... 32
45 Konduktansi daging buah manggis sampel 3 (Merah) dengan menggunakan plat kapasitor... 32
46 Konduktansi daging buah manggis sampel 4 (Ungu) dengan menggunakan plat kapasitor... 32
47 Kekerasan buah manggis (N) ... 33
48 Indek bias buah manggis... 33
49 Total padatan terlarut buah manggis (% Brix) ... 33
50 Massa jenis manggis utuh sampel 1 (Hijau)... 34
51 Massa jenis manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 34
52 Massa jenis manggis utuh sampel 3 (Merah) ... 34
53 Massa jenis manggis utuh sampel 4 (Ungu)... 35
54 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 1 (Hijau) ... 35
55 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan)... 35
56 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 3 (Merah)... 36
57 Massa jenis kulit buah manggis utuh sampel 4 (Ungu) ... 36
58 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 1 (Hijau)... 36
59 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 2 (Hijau kemerahan) ... 37
60 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 3 (Merah) ... 37
61 Massa jenis daging buah manggis utuh sampel 4 (Ungu)... 37
62 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 1 (Hijau) ... 38
63 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 2 (Hijau Kemerahan)... 38
64 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 3 (Merah)... 38
65 Massa jenis biji buah manggis utuh sampel 4 (Ungu) ... 39
66 pH buah manggis sampel 1 (Hijau) ... 39
67 pH buah manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 39
68 pH buah manggis sampel 3 (Merah)... 40
69 pH buah manggis sampel 4 (Ungu) ... 40
70 Regresi linear berganda Impedansi sampel 1 (hijau) ... 41
71 Regresi linear berganda Impedansi sampel 2 (hijau kemerahan) ... 42
72 Regresi linear berganda Impedansi sampel 3 (merah) ... 43
73 Regresi linear berganda Impedansi sampel 4 (ungu) ... 44
74 Regresi linear berganda konduktansi sampel 1 (hijau) ... 45
75 Regresi linear berganda konduktansi sampel 2 (hijau kemerahan) ... 46
76 Regresi linear berganda konduktansi sampel 3 (merah) ... 47
77 Regresi linear berganda konduktansi sampel 4 (ungu) ... 48
78 Korelasi Kapasitansi Terhadap Total Padatan Terlarut ... 49
79 Korelasi Kapasitansi Terhadap pH ... 49
80 Korelasi Loss Coefficient Terhadap Total Padatan Terlarut ... 49
81 Korelasi Loss Coefficient Terhadap pH... 50
82 Korelasi Konduktansi Terhadap Total Padatan Terlarut... 50
83 Korelasi Konduktansi Terhadap pH ... 50
84 Korelasi Impedansi Terhadap Total Padatan terlarut... 51
85 Korelasi Impedansi Terhadap pH ... 51
86 Kekerasan buah manggis sampel 1 (Hijau) ... 51
87 Kekerasan buah manggis sampel 2 (Hijau Kemerahan) ... 52
88 Kekerasan buah manggis sampel 3 (Merah) ... 52
89 Kekerasan buah manggis sampel 4 (Ungu) ... 52
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Manggis merupakan salah satu buah unggulan Indonesia yang memiliki peluang ekspor cukup menjanjikan. Tahun ke tahun permintaan manggis meningkat seiring dengan kebutuhan konsumen terhadap buah yang mendapat julukan “Queen of Fruits”.
Ekspor manggis dari Indonesia mengalami peningkatan. Pada tahun 2002 volume ekspor 6.512.423 kg dengan nilai ekspor 6.956.042 US$ dan tahun 2003 volume ekspor mencapai 9.304.511 kg dengan nilai ekspor 9.306.042 US$ (Muharfiza, 2006).
Daging buah manggis tersusun dalam beberapa segmen atau juring, berwarna putih bersih, rasanya manis segar sedikit asam dan agak sepat. Enak tidaknya buah manggis bergantung pada tingkat kematangannya. Tingkat kematangan ini dapat diketahui dari warna kulitnya. Kulit yang hijau jelas menunjukkan buah itu masih mentah. Makin dibiarkan tua di pohon, warna hijau itu akan berubah secara bertahap menjadi kuning, coklat, merah, dan akhirnya ungu kehitam-hitaman. Warna inilah yang menjadi pertanda bahwa buah itu sudah masak sempurna.
Prediksi tingkat kematangan buah manggis berdasarkan penglihatan warna langsung sangat bersifat subyektif sehingga diperlukan kajian sifat lain dari buah untuk tingkat kematangan buah tersebut, diantaranya kajian sifat listrik buah. Perbedaan tingkat kematangan buah manggis akan memberikan perbedaan pada sifat listriknya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengukur dan mempelajari sifat listrik (kapasitansi, konduktansi, impedansi dan loss coefficient) yang dikaitkan dengan sifat-sifat lain seperti total padatan terlarut (TPT), indek bias, pH, massa jenis, dan kekerasan dari buah. Data yang diperoleh dikaji korelasinya terhadap tingkat kematangan sehingga dihasilkan besaran yang berkaitan dengan kualitas buah tersebut. Selain itu dikaji bagian-bagian buah manggis yang meliputi daging, biji dan kulit.
TINJAUAN PUSTAKA
Manggis (Garcinia mangostana L.)Manggis merupakan tanaman buah berupa pohon yang berasal dari hutan tropis yang teduh di kawasan Asia Tenggara, yaitu hutan belantara Malaysia dan Indonesia. Tanaman ini menyebar ke daerah Amerika Tengah dan daerah tropis lainnya seperti Srilanka, Malagasi, Karibia, Hawaii dan Australia Utara. Manggis dikenal dengan berbagai macam nama lokal seperti Manggu (Jawa Barat), Manggus (Lampung), Manggusto (Sulawesi Utara) dan
Manggista (Sumatera Barat) (http://warintek.progressio.or.id/).
Manggis didapati tumbuh di hutan-hutan dan belum dimanfaatkan secara ekonomis. Padahal, masyarakat banyak menyukai buah eksotis yang mempunyai rasa enak ini, yaitu campuran antara rasa manis, asam, dan agak sepat.
Tinggi pohon manggis mencapai 15 m dengan tajuk rimbun. Pertumbuhan pohon ini termasuk lamban. Batangnya berkulit cokelat dan bergetah. Daunnya berukuran relatif besar, berbentuk oval, liat, dan berwarna hijau. Tanaman ini berumah dua, bunga jantan dan betinanya dihasilkan oleh tanaman yang berbeda. Akan tetapi, bunga jantannya tidak berfungsi sebab mengalami rudimenter, yaitu mengecil dan mengering. Oleh karena itu, buah manggis selalu dihasilkan dari bunga betina yang berwarna merah muda secara apomiksis (tanpa proses penyerbukan). Hal ini pulalah yang menjadi salah satu kendala dalam usaha perbaikan varietas melalui penyilangan (IPTEKnet, 2005).
Buah manggis (Gambar 1) berbentuk bulat dengan kulit tebal dan bergetah kuning. Pada waktu masih muda kulit buahnya berwarna hijau, setelah tua berubah menjadi merah tua sampai ungu kehitaman. Jumlah juring biasanya dapat diperkirakan dari jumlah bekas kepala putik yang terdapat pada ujung buah. Biasanya dalam
2
Tabel 1 Nilai nutrisi per 100 g daging buah manggis Komponen Jumlah Air (gram) Protein (gram) Karbohidrat (gram) Serat (gram) Kalsium (gram) Fosfor (gram) Besi (gram) Vitamin A (IU) Vitamin C (gram)
Energi (kJ) 72,9 0,5 19,8 0,3 0,011 0,017 0,006 14 0,066 340 Sumber : Ashari (1995)
sebutir buah terdiri dari 7 juring. Bijinya berukuran kecil, berwarna kecokelatan, dan biasanya berjumlah 1-2 dalam setiap buah. Berat daging buah manggis kira-kira sepertiga dari total berat buah. Nilai nutrisi per 100 g daging buah manggis dapat dilihat pada tabel 1.
Tanaman manggis tumbuh baik di dataran rendah sampai dengan ketinggian 600 m di atas permukaan laut dan suhu antara 22-32° C. Daerah dengan curah hujan tinggi, antara 1.500-2.500 mm, dan merata sepanjang tahun. Tanaman buah ini tumbuh baik pada jenis tanah yang subur, gembur, aerasi dan drainasenya baik, serta mengandung pasir (misalnya tanah latosol). Selain itu, tanaman ini lebih menyukai tempat tempat yang teduh
dan agak terlindung (http://warintek.progressio.or.id/)
Buah manggis dipetik setelah berwarna merah kehitaman, kira-kira berumur 120 hari setelah bunga mekar. Bunga akan mekar (anthesis) setelah 25 hari sejak muncul bunga (kuncup).
Tabel 2 Tiga klon manggis (Balai Penelitian Pohon Buah-buahn Solok)
Parameter Kelompok Besar Kelompok Sedang Kelompok kecil Panjang daun
>20 cm 17-20 cm <17 cm
Lebar daun >10 cm 8,5-10 cm <8,5 cm
Tebal kulit buah
>9 mm 6-9 mm <6 mm
Diameter buah
>6,5 cm 5,5-6,5 cm <5,5 cm
Berat buah >140 g 70-140 g <70 g
Buah tiap tandan
1 butir 1-2 butir >2 butir
(http://warintek.progressio.or.id/)
Buah harus dipanen satu per satu dengan memotong tangkai karena matangnya buah tidak bersamaan. Manggis yang telah dipanen dikelompokkan (Tabel 2) dan harus diangkut hati-hati, tidak boleh jatuh atau berbenturan karena dapat menimbulkan memar dan warna coklat pada buah (IPTEKnet, 2005)
Sentra penanaman pohon manggis adalah Kalimantan Timur, Kalimantan Tengah, Jawa Barat (Jasinga, Leuwiliang, Ciamis, Wanayasa), Sumatera Barat, Sumatera Utara, Riau, Jawa Timur dan Sulawesi Utara (http://warintek.progressio.or.id/)
Klasifikasi botani pohon manggis adalah sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Keluarga : Guttiferae Genus : Garcinia
Spesies : Garcinia mangostana L.
Indeks Warna
Perubahan warna pada buah manggis merupakan salah satu parameter kematangan manggis. Warna yang ada pada buah manggis disebabkan oleh kandungan pigmennya. Pigmen tersebut dapat dibagi ke dalam empat kelompok, yaitu kholrofil, anthosianin, flavonoid, dan karotenoid.
Setelah panen, khlorofil mengalami degradasi, hal ini mengakibatkan warna buah yang hijau berubah menjadi kuning. Sedangkan warna merah, ungu, dan biru pada buah-buahan biasanya disebabkan oleh warna pigmen anthosianin.
Warna yang disebabkan oleh anthosianin sebenarnya tergantung pada beberapa faktor, yaitu konsentrasi, pH dan adanya pigmen lain. Konsentrasi anthosianin yang rendah menyebabkan warna tidak merah melainkan ungu. Apabila konsentrasinya sangat tinggi maka buah bewarna ungu tua bahkan bisa menjadi hitam.
Adanya pigmen lain sering menutupi warna yang disebabkan oleh pigmen anthosianin (Winarno dan Aman, 1979). Adanya ikatan antara anthosianin dengan pigmen lainnya dapat mengubah warna aslinya.
Saat ini telah digunakan beberapa model warna dalam menentukan tingkat kematangan buah. Salah satunya adalah model warna RGB (Red, Green, Blue). Model warna RGB sering dikombinasikan untuk menghasilkan warna yang lain.
3
warna merah, hijau dan biru yang dimasukkan. Nilai-nilai warna ditulis dalam angka mulai dari 0 sampai 255. Sehingga untuk intesitas merah penuh ditulis (255,0,0).
Bahan Dielektrik
Bahan dielektrik pada suatu kapasitor berfungsi untuk menghambat aliran arus antar plat. Berbagai bahan digunakan untuk dielektrik seperti ditunjukkan pada tabel 2. Bahan dielektrik dinilai berdasarkan kemampuan bahan tersebut untuk mempengaruhi gaya elektrostatis pada suhu tertentu yang disebut konstanta dielektrik. Kemampuan dari bahan dielektrik untuk mendukung gaya elektrostatis berbanding lurus dengan konstanta dielektrik.
Kapasitansi
Kapasitansi adalah sifat dari bahan yang ditandai dengan kemampuannya untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor dirancang untuk menyediakan kapasitansi pada rangkaian listrik. Fungsi lain kapasitor adalah untuk menyimpan energi dalam medan listrik antar dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan dielektrik (Politeknik Elektronika Negeri Surabaya-ITS)
Bahan dielektrik atau yang sering disebut sebagai isolator adalah suatu bahan yang sukar dilewati arus listrik. Bahan ini dapat dipergunakan untuk memperbesar kapasitansi suatu kapasitor (Sutrisno dan Gie, 1983).
Kedua konduktor pada kapasitor mengangkut muatan-muatan yang sama besarnya tapi berlawanan tanda berturut-turut sebesar +q dan –q. Kapasitansi suatu kapasitor sangat bergantung pada geometri dari plat kapasitor. Faktor geometris yang mempengaruhi besarnya kapasitansi adalah luas permukaan plat (A) dan jarak antar plat (Halliday dan Resnick, 1997).
Pengukuran kapasitansi
Kapasitansi memiliki satuan coulomb/volt (SI). Sebuah satuan khusus, yakni farad (disingkat F), digunakan untuk menyatakan satuan SI tersebut. Nama ini digunakan untuk menghormati Michael Faraday (1791-1867) yang telah mengembangkan konsep kapasitansi. Hubungan satuan farad dan coulomb/volt dinyatakan sebagai
1 farad = 1 coulomb/volt ...(1)
Sub pelipat dari farad, yakni mikrofarad (1 µF = 10-6 F) dan pikofarad (1 pF = 10-12 F). Satuan-satuan ini lebih memudahkan dalam praktek. Persamaan matematika kapasitansi dapat ditulis :
V
Q
C
=
...(2)Keterangan : C = kapasitansi (Farad) Q = kuantitas muatan listrik (Coulomb) V = beda potensial (Volt)
Muatan elektrik yang disimpan dapat dihitung menggunakan rumus:
Q=CV...(3)
Perbedaan tegangan atau potensial dari kapasitor dapat dihitung menggunakan rumus:
C
Q
V
=
...(4)Ketika luas permukaan plat meningkat, maka kapasitansi akan meningkat. Ketika jarak antar plat besar, maka nilai kapasitansi berkurang. Ketika konstanta dielektrik besar, maka kapasitansi akan meningkat. Dengan mempertimbangkan tiga faktor tersebut, maka kapasitansi kapasitor plat sejajar (Gambar 3) dapat dihitung menggunakan rumusan:
d
A
k
C
=
ε
0 ...(5)Keterangan : C = kapasitansi (pF) k = konstanta dielektrik
ε0 = permitivitas ruang hampa (8,85x1012 F/m) A = luas permukaan plat (m2)
d = jarak antar plat (m)
Polarisasi Muatan
4
Tabel 3 Konstanta dieletrik
Material Dielectric Constant Vacuum Air Polystyrene Paper Mica Flint Gelas Methyl alcohol Glycerin Pure water 1.0 1.00059 2.5 3.5 5.4 9.9 35 56.2 81
sumber : Politeknik Elektronika Negeri Surabaya – ITS
tegangan, maka akan timbul muatan induksi pada permukaan dielektrik, hal ini juga terjadi dalam logam, tetapi dalam logam muatan induksi ini akan menghasilkan muatan listrik, sehingga kuat medan di dalam logam menjadi nol.
Muatan induksi yang timbul pada permukaan dielektrik sedikit, sehingga medan listrik induksi yang ditimbulkannya tidak terlalu besar. Akibatnya medan listrik didalam dielektrik menjadi lebih lemah daripada di luar dielektrik.
Gambar 2 Polarisasi muatan pada plat kapasitor (Halliday dan Resnick, 1997)
Gambar 3 Kapasitor keping sejajar
Gambar 2(a) memperlihatkan sebuah lempeng dielektrik dengan muatan positif dan negatif terdistribusi sembarang. Sebuah medan listrik luar E0 diberikan pada lempeng dielektrik. Pemberian medan luar ini akan memisahkan pusat muatan positif di dalam lempeng sejauh jarak yang kecil dari pusat muatan negatif. Lempeng tersebut, secara keseluruhan, walaupun tetap bersifat netral secara listrik, akan menjadi terpolarisasi, seperti ditunjukan pada Gambar 2(b). Efek netto tersebut mengakibatkan munculnya penumpukan muatan positif pada kanan lempeng dan penumpukan muatan negatif pada kiri lempeng. Karena lempeng tersebut secara keseluruhan tetap netral, maka muatan permukaan imbas positif haruslah sama besarnya dengan muatan permukaan imbas negatif.
Gambar 2(c) memperlihatkan bahwa muatan-muatan permukaan imbas akan selalu muncul sedemikian rupa sehingga medan listrik yang dihasilkan oleh muatan-muatan permukaan imbas tersebut (E’) akan menentang medan listrik luar E0. Medan E di dalam dielektrik merupakan resultan dari E0 dan E’. Medan resultan tesebut memiliki arah yang sama seperti E0 tetapi lebih kecil dari E0.
Konduktivitas Listrik
Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor, muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik
σ
didefinisikan sebagai rasio dari rapat arusj
terhadap kuat medan listrikE
:E
j
=
σ
...(6)Keterangan:
σ = Konduktivitas listrik (Ω.m)-1 j = Rapat arus (A/m2)
E = Medan listrik (V/m)
Konduktivitas litrik adalah kebalikan dari resistivitas listrik
ρ
, yang dihubungkan olehρ
σ
=
1
...(7)--+--+++-- +---++++- ----+-+-+- -+----+--+++++++ ++++ + --+---++++ ---+--+++ ---+---+-++ --++---++ ---+--++++ - + - + - E’ + - E + - + +
E0 = 0
E0 E0
5
Keterangan:
σ = Konduktivitas listrik (Ω.m)-1 ρ= resistivitas bahan (Ω.m)
Kuantitas makroskopik seperti R dan G lebih banyak digunakan dalam aplikasi. Resistansi (R) dapat berhubungan dengan ρ yang dapat dilihat pada persamaan (8).
A
l
R
=
ρ
...(8)Keterangan:
R = Resistansi (Ohm) l = Panjang penghantar (m)
A = Luas penampang penghantar (m2)
Untuk kasus tertentu akan lebih mudah jika menggunakan kuantitas makroskopik G, yang dapat dinyatakan sebagai berikut:
R
G
=
1
... ...(9)Keterangan:
G = Konduktansi ( Siemens) R = Resistansi ( Ohm)
Impedansi
Jika suatu kapasitor dirangkai dengan resistor dan induktor pada rangkaian arus bolak balik, maka hambatan total rangkaian itu dikenal dengan impedansi. Dengan analisis fasor untuk tegangan didapatkan bahwa nilai impedansi rangkaian seri sebagai berikut:
)
(
2 C LX
X
R
Z
=
+
−
...(10)Keterangan: Z = Impedansi (Ω) R = Resistansi (Ω) XL = Reaktansi Induktif (Ω) XC = Reaktansi Kapasitif (Ω)
Secara formulasi hukum Ohm untuk impedansi didapatkan dengan perbandingan tegangan total dengan arus total dalam rangkaian.
I
V
Z
=
Δ
...(11)Z = Impedansi (Ω)
ΔV = Beda Potensial (V) I = Arus listrik (A)
Loss Coefficient
Loss coefficient merupakan faktor hamburan energi bahan yang menyatakan kemampuan bahan untuk menghamburkan atau melepaskan energi dan mengkonversinya menjadi panas. Sudut loss coefficient merupakan sudut yang dibentuk antara arus total (I), arus bolak balik (ac) dan arus pengisian Ic pada kapasitor seperti diperlihatkan pada gambar 4 ( Ramli dalam Susilawati 2004). Idealnya pada kapasitor, arus mendahului tegangan sebesar 900, sehingga dapat dinyatakan dalam persamaan :
Loss coefficient = 900 – sudut fase ...(12)
Jika terjadi kehilangan energi maka sudut fase akan berkurang dan loss coefficient akan bertambah.
Hubungan loss coefficient dan konduktansi dapat dinyatakan dengan persamaan :
C
G
C
V
R
V
Ic
I
Rω
ω
δ
=
=
/
=
tan
...(13)ω adalah frekuensi angular dan C adalah kapasitansi (Farad).
Total Padatan Terlarut
Total padatan terlarut merepresentasikan kadar gula atau kadar padatan yang terlarut dalam bahan tersebut (Winarno dan Aman 1979). Secara substansial kadar zat yang terlarut dalam bahan akan mempengaruhi sifat bahan itu. Jika yang akan ditinjau kematangan maka akan dibutuhkan informasi total padatan terlarut ini.
Total padatan terlarut diukur dengan menggunakan refraktometer dan memiliki satuan persen brix. Hasilnya dapat memperlihatkan persen total padatan terlarut. Selain itu memiliki informasi kadar gula untuk kematangan. Ic I δ θ IR
6
Indeks Bias
Jika seberkas cahaya jatuh pada permukaan air, sebagian dipantulkan oleh permukaan, sebagian lagi dibelokkan (dibiaskan) masuk ke dalam air. Pada gambar dibawah, berkas datang digambarkan dengan sebuah garis lurus, yang membentuk sudut θ1 dengan garis tegak lurus (garis normal). Berkas yang dipantulkan dan yang dibiaskan membentuk sudut θ1’ dan θ2 terhadap garis normal.
Berdasarkaneksperimen, diperoleh hukum-hukum mengenai refleksi dan difraksi sebagai berikut :
1. Sinar yang direfleksikan dan yang direfraksikan terletak pada satu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas dititik datang, yaitu bidang seperti Gambar 5.
2. Untuk refleksi :
θ1’ = θ1 …..………..…...(14) 3. Untuk refraksi :
21 2 1
sin
sin
n
=
θ
θ
...(15)n21adalah konstanta yang disebut indek bias dari medium 2 terhadap medium 1. Indek bias beberapa medium dapat dilihat pada tabel 3.
Gambar 5 Pembiasan cahaya pada medium yang berbeda
Tabel 4 Indek Bias Medium
Medium Indek Bias
Air 1.33
Etil Alkohol 1.36
Karbon bisulfida 1.63
Udara (1 atm 200 C) 1.0003
Metilin Iodide 1.74
Leburan kuarsa 1.46
Gelas, flinta 1.66
Gelas, kaca krona (Crown) 1.52
Natrium Khlorida 1.53
Sumber : Halliday dan Resnick (1997)
pH (Derajat Keasaman)
pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. Istilah pH diturunkan dari konsentrasi ion hydrogen dalam suatu larutan.
)
(
1
log
10 +=
H
pH
………..(16)
(H+) ialah konsentrasi ion hidrogen.
pH normal memiliki nilai 7 sementara bila nilai pH > 7 menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai pH < 7 menunjukan keasaman. pH 0 menunjukan derajat keasaman tertinggi, dan pH 14 menunjukan derajat kebasaan tertinggi (Gaman dan Sherrington, 1992)
Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah. Selain mengunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit / konduktivitas suatu larutan (http://wikipedia.co.id)
Buah-buahan hijau yang sudah tua dan yang sedang berubah warnanya akan meningkat keasamannya, dan kenaikan itu terjadi bersamaan dengan pola klimateriknya (Pantastico dalam Qanytah 1989). Suyanti et al (1999) dalam Qanytah mengemukakan semakin matang buah manggis maka kandungan asamnya semakin tinggi.
Massa Jenis
Massa jenis bahan didefinisikan sebagai massa per satuan unit volum. Satuan massa jenis dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik atau kilogram per meter kubik (SI). Biasanya dilambangkan dengan ρ (rho) atau dapat dinyatakan dengan persamaan :
V
m
=
ρ
...(17)Keterangan :
ρ : kerapatan (kg/m3) m : massa (kg) V : volume (m3) θ1’
θ1
Udara (n1)
Zat Cair (n2)
7
Beberapa zat padat dan cairan massa jenisnya hampir tidak bergantung pada tekanan dan suhu, karena zat padat dan cairan mengembang sedikit bila dipanaskan dan menyusut sedikit bila dipengaruhi pertambahan tekanan eksternal sehingga perubahan volumnya relatif kecil (Tippler,1994)
Kekerasan
Kekerasan buah-buahan dipengaruhi oleh turgor sel yang masih hidup. Dalam proses perkembangan dan pematangan buah, tekanan turgor selalu berubah. Perubahan turgor disebabkan adanya komponen dinding sel yang berubah. Perubahan ini berpengaruh terhadap kekerasan yang biasanya menyebabkan buah menjadi lunak setelah matang (Winarno dan Aman 1979). Semakin matang buah manggis maka kekerasan kulitnya akan semakin menurun. Namun manggis memiliki sifat yang unik, pada batas tertentu semakin tua buahnya maka kulitnya akan semakin keras (Daud, 2006)
Kekerasan mempunyai arti yang tidak kalah penting dalam penentuan kualitas bahan. Kekerasan memperlihatkan daya tahan bahan terhadap gangguan mekanik dari luar atau memperlihatkan daya lindung terhadap lingkungan fisik di sekelilingnya. Kekerasan dapat dilihat dari besarnya gaya yang terukur. Hal ini dapat digunakan dengan menggunakan sensor gaya.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu PenelitianPenelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika IPB. Penelitian dimulai pada bulan Desember 2006 sampai Mei 2007.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah manggis yang diperoleh dari Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang Kabupaten Bogor serta plat kapasitor dari PCB. Bahan tambahan yang digunakan karet, lem, kabel, aquades, pH buffer 4, dan tissue.
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah LCR Hitester 2522-50 untuk mengukur kapasitansi, konduktansi, impedansi dan loss coefficient, refraktometer untuk mengukur TPT, pH meter untuk mengukur pH, economy force sensor untuk mengukur kekerasan,
neraca analitik, gelas piala, gelas ukur, pisau, micrometer, jangka sorong, solder, mistar besi, pipet tetes dan cawan porselin.
Metoda Penelitian
Penelitian dilakukan dalam dua tahap. Pertama pembuatan plat kapasitor keping sejajar dari PCB dan dilanjutkan dengan pengambilan data sesuai dengan parameter listrik yang ingin diukur. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada gambar 8.
Pembuatan Plat Kapasitor
Kapasitor (Gambar 6) dibuat dari PCB dengan bentuk persegi dan digunakan untuk mengukur kapasitansi, konduktansi dan loss coefficient daging buah manggis. Plat kapasitor dibuat dengan dimensi 9 cm x 9 cm dengan permukaan aktif 8,44 cm x 8,44 cm dan pada sisinya dipasang karet yang tebalnya 0,127 cm.
Pengambilan Data
Manggis dibedakan menjadi 4 tipe berdasarkan warna (hijau, hijau kemerahan, merah dan ungu). Setiap tipe dikarakterisasi sifat listrik dan sifat lainnya. Karakterisasi setiap tipe dilakukan pada manggis utuh, kulit, biji dan daging dan dilakukan dengan 3 kali ulangan.
Sampel manggis utuh
Karakterisasi yang dilakukan pada manggis utuh adalah kekerasan, konduktansi, impedansi, loss coefficient dan massa jenis. Diameter buah manggis diukur dan elektroda dipasang pada buah manggis pada sisi yang berlawanan kemudian dihubungkan dengan LCR Hitester. Secara langsung dapat diperoleh nilai konduktansi, impedansi dan loss coefficient buah manggis utuh. Pengukuran dilakukan tiga kali pada sisi yang berbeda.
Kekerasan buah manggis diukur dengan economy force sensor yang terhubung langsung dengan komputer. Kulit buah manggis utuh ditusuk dengan alat dengan kedalaman 4 mm dengan tiga kali ulangan pada sisi yang berbeda.
8
Sampel kulit dan biji
Sama halnya dengan manggis utuh, tebal kulit dan biji buah manggis diukur dan dipasang elektroda kemudian dihubungkan dengan LCR Hitester untuk mendapatkan nilai konduktansi, impedansi, dan loss coefficient. Pengukuran dilakukan tiga kali pada sisi yang berbeda untuk tiap karakterisasi.
Massa jenis kulit dan biji dihitung dengan membandingkan massa dengan volum. Massa kulit dan biji buah manggis diukur dengan menggunakan neraca analitik. Volum diukur dengan menggunakan gelas ukur dengan cara mengurangkan volum setelah sampel tercelup dengan volum air sebelum sampel dicelupkan. Pengukuran massa dan volum dilakukan masing-masing 3 kali.
Sampel daging buah
Daging buah manggis diukur panjangnya dan dipasang elektroda pada masing-masing ujung buah. Elektroda dihubungkan dengan LCR Hitester dan diperoleh nilai impedansi, konduktansi dan loss coefficient secara langsung. Daging kemudian diperas dan diambil airnya untuk diukur TPTnya dengan menggunakan refraktometer. Sebelum digunakan refraktometer dikalibrasi dengan menggunakan aquades sehingga diperoleh nilai 0.0 %. Nilai indeks bias tidak diperoleh dari pengukuran langsung, tapi diperoleh dari tabel hubungan antara TPT dan indeks bias.
Gambar 6 Desain plat kapasitor persegi
5,3 cm
1 2 3 4
Gambar 7 Tipe tingkat kematangan buah manggis yang digunakan dalam penelitian
Setelah pengukuran TPT, daging buah manggis dihancurkan dalam cawan porselen dengan menggunakan penggerus. Daging buah manggis yang telah dihancurkan diukur pHnya. pH meter dikalibrasi dengan menggunakan buffer 4. Nilai pH sebenarnya diperoleh dengan cara mengurangi nilai pengukuran dengan nilai kelebihan pH buffer, jika nilai pH buffernya lebih dari 4 dan menambahkan nilai pengukuran dengan nilai kekurangan pH buffer jika pH buffernya kurang dari 4.
Massa jenis daging buah manggis diukur dengan menimbang gelas ukur kosong (m1), kemudian daging buah manggis dimasukkan lebih kurang 4 ml dan diukur massanya (m2). Nilai massa jenis dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
V
m
m
manggis daging 1 2−
=
ρ
...(13)Terakhir, pada daging buah manggis dilakukan pengukuran kapasitansi, konduktansi, dan loss coefficientnya dengan menggunakan plat kapasitor. Plat kapasitor yang telah diisi daging buah manggis dihubungkan dengan LCR Hitester dan pengukuran dilakukan dengan memvariasikan frekuensi (20 Hz – 20 kHz). Setelah semua data diperoleh, maka dilakukan analisis terhadap tingkat kematangan dan korelasi antara sifat listrik dan sifat yang lainnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Plat Kapasitor9
Gambar 8 Diagram alir penelitian
9 cm 8,44 cm
Gambar 9 Plat kapasitor keping sejajar
Indeks Warna
Nilai indeks warna G (Green) menurun dengan semakin matangnya buah manggis (Gambar 10). Indeks warna R (Red) dan B (Blue) memperlihatkan sifat yang sama, menurun jika buah manggis semakin matang. Namun pada manggis hijau kemerahan nilai indeks warna R dan B lebih tinggi dibandingkan dengan yang lainnya.
Tingkat kematangan buah manggis dapat diketahui dari nilai indek warna G. Hal ini sesuai dengan yang dinyatakan oleh Winarno dan Aman (1979) bahwa degradasi klorofil menyebabkan berkurangnya intensitas warna hijau pada buah-buahan. Selain itu degradasi klorofil lebih cepat dibandingkan dengan degradasi pigmen lainnya. Sehingga nilai indek warna G lebih tepat digunakan untuk mengetahui tingkat kematangan buah manggis.
Kapasitansi Daging Buah Manggis
Semakin besar frekuensi maka kapasitansi daging buah manggis akan semakin menurun (Gambar 11). Semakin besar frekuensi maka semakin banyak gelombang yang ditransmisikan tiap detiknya. Sebelum kapasitor terisi penuh arah arus listrik sudah berbalik sehingga terjadi pengosongan.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Hijau Hijau Kemerahan Merah Ungu
Tingkat Kem atangan
In d e ks W a rn a ( R G B
) Red (Merah)
Green (Hijau) Blue (Biru)
Gambar 10 Hubungan tingkat kematangan dengan indeks warna (RGB)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0.02 0.05 0.1 0.5 0.7 1 5 10 15 20 Frekuensi (kHz) K a p a s ita ns i ( uF ) Hijau Hijau Kemerahan Merah Ungu
Gambar 11 Hubungan kapasitansi terhadap frekuensi pada berbagai tingkat kematangan
Studi Pustaka
Penyusunan Proposal
Kulit
Daging Buah Biji
Penyusunan Skripsi
Karakterisasi (kekerasan, Z, G, D dan ρ)
Z G D Cs TPT n pH
ρ
ρ Z G D ρ Z G D Persiapan bahan Manggis dibedakan menjadi4 tipe warna
Pengolahan data dan analisa
Mulai
10
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.350.02 0.05 0.1 0.5 0.7 1 5 10 15 20
[image:30.612.134.311.80.193.2]Frekuensi (kHz) Ka p a s ita n s i (µ F )
Gambar 12 Hubungan kapasitansi terhadap frekuensi plat kapasitor kosong (udara)
Pengisian dan pengosongan muatan dalam plat kapasitor berlangsung secara cepat. Akibatnya muatan yang tersimpan dalam plat makin berkurang dan kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan makin kecil (Sutrisno dalam Susilawati 1984). Bahan dielektrik yang terdapat antara plat akan memperlemah medan listriknya. Bahan dielektrik tersebut akan terpolarisasi ketika diberi medan listrik sehingga akan timbul kerapatan muatan yang tinggi pada sisi-sisi plat.
Sifat yang sama pada udara dapat dilihat pada Gambar 12. Kapasitansi udara menurun dengan semakin meningkatnya frekuensi. Perbedaannya dapat dilihat dari besar nilai kapasitansi. Kapasitansi udara jauh lebih kecil dibandingkan dengan kapasitansi daging buah manggis pada setiap frekuensi pengukuran. Hal ini sesuai dengan tujuan pengisian bahan dielektrik pada kapasitor yaitu untuk memperbesar nilai kapasitansinya.
Tingkat kematangan berbeda pada buah manggis tidak menunjukan keteraturan nilai kapasitansi untuk semua frekuensi yang digunakan. Pengukuran yang dilakukan pada frekuensi 20 Hz memperlihatkan suatu kecendrungan, semakin matang buah manggis maka kapasitansi makin besar. Namun pada tingkat kematangan ke 2 (hijau kemerahan), kapasitansi buah manggis mengalami peningkatan tajam.
Konduktansi Buah Manggis
[image:30.612.326.505.406.512.2]Konduktansi daging buah manggis memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan dengan biji, kulit, dan manggis utuh (Gambar 13). Konduktansi manggis utuh dan kulit semakin meningkat dengan semakin matangnya buah manggis. Berbeda dengan manggis utuh dan kulit, konduktansi daging dan biji buah manggis menurun dengan semakin meningkatnya kematangan buah manggis.
Semakin tinggi frekuensi maka konduktansi daging buah manggis semakin meningkat (Gambar 14). Jika frekuensi meningkat pergerakan muatan di dalam plat berlangsung sangat cepat, sehingga makin banyak jumlah muatan yang bergerak makin besar konduktansinya.
Pengisian dan pengosongan kapasitor akan berlangsung cepat dengan naiknya frekuensi. Kapasitor dengan cepat melepaskan dan mengisi muatan dengan tingkat resistansi yang rendah. Muatan-muatan yang tersimpan dalam kapasitor akan berkurang dengan meningkatnya frekuensi.
Frekuensi yang tinggi akan mentransmisikan energi yang banyak diserap oleh plat. Akibatnya muatan dengan cepat terpolarisasi, resistansi yang terjadi dalam plat kecil dan kemampuan untuk menghantarkan listriknya makin besar.
Nilai konduktansi daging buah manggis tidak memperlihatkan sifat yang spesifik untuk perbedaan tingkat kematangan. Manggis berwarna hijau kemerahan memiliki konduktansi yang paling tinggi dibandingkan dengan yang lainnya. Sedangkan manggis berwarna merah memiliki nilai konduktansi yang lebih rendah.
0 100 200 300 400 500 600 700
0 50 100 150 200
Indeks warna G
K o ndu k ta ns i ( µ S ) utuh kulit daging biji
Gambar 13 Konduktansi manggis (utuh, kulit, daging dan biji) yang diukur langsung pada berbagai
nilai indek warna G
75 125 175 225 275 325 375 425
1 100 10000 1000000
Frekuensi (Hz) K onduk ta ns i ( µ S ) Hijau Hijau Kemerahan Merah Ungu
Gambar 14 Konduktansi daging buah manggis dengan menggunakan plat pada berbagai tingkat
[image:30.612.327.504.567.671.2]11
Pengukuran konduktansi daging buah manggis dengan elektroda titik memperlihatkan nilai terbesar dimiliki oleh manggis berwarna hijau kemerahan dan nilai konduktansi terkecil terdapat pada manggis yang berwarna merah. Pengukuran konduktansi dengan elektroda titik atau dengan menggunakan plat memperlihatkan sifat yang sama.
Keteraturan nilai konduktansi diperlihatkan oleh nilai konduktansi manggis utuh. Semakin matang buah manggis maka konduktansi semakin besar. Keteraturan ini mengindikasikan tingkat kematangan buah manggis dapat diketahui dari nilai konduktansi yang tinggi.
Impedansi buah Manggis
Impedansi daging buah manggis memiliki nilai paling tinggi dibandingkan dengan dengan kulit, biji dan manggis utuh (Gambar 15). Nilai impedansi manggis utuh dan kulit semakin menurun dengan semakin matangnya buah manggis. Impedansi biji dan daging meningkat dengan semakin matangnya buah manggis. Namun peningkatannya tidak terlalu signifikan.
Pengukuran impedansi pada manggis utuh memperlihatkan nilai yang lebih teratur. Impedansi manggis utuh menurun dengan semakin matangnya buah manggis. Nilai ini kebalikan dari nilai konduktansi karena secara tidak langsung konduktansi dan impedansi berbanding terbalik. Keteraturan nilai impedansi ini bisa dijadikan sebagai indikasi tingkat kematangan buah manggis.
Loss Coefficient Buah Manggis
Dari Gambar 16 dapat dilihat bahwa manggis utuh memiliki loss coefficient lebih tinggi dan diikuti oleh kulit, biji dan daging. Nilai yang tinggi ini mengindikasikan bahwa sampel manggis utuh lebih banyak mengkonversi energi menjadi bentuk lain.
Selain itu manggis utuh memiliki loss coefficient yang relatif konstan untuk setiap tingkat kematangan. Pengukuran loss coefficient tidak bisa digunakan untuk memprediksi tingkat kematangan buah manggis. Hal ini disebabkan buah manggis utuh tidak memperlihatkan nilai yang relatif berbeda untuk setiap tingkat kematangan.
Kulit dan biji memiliki nilai loss coefficient yang semakin menurun dengan semakin meningkatnya kematangan. Daging buah memiliki nilai loss coefficient yang
semakin meningkat dengan semakin meningkatnya kematangan buah manggis.
Pada Gambar 17 dapat dilihat bahwa semakin tinggi frekuensi maka loss coefficient daging buah manggis akan semakin turun. Hal ini sesuai dengan persamaan 13, semakin besar frekuensi maka loss coefficient semakin kecil.
Untuk tingkat kematangan yang berbeda loss coefficient daging buah manggis memiliki kecendrungan yang sama dengan konduktansi. Manggis berwarna hijau kemerahan memiliki loss coefficient yang paling tinggi dibandingkan dengan yang lainnya. Sedangkan manggis berwarna merah memiliki nilai loss coefficient yang lebih rendah.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 50 100 150 200
Indek Warna G
[image:31.612.327.502.266.368.2]Im p e d a n s i ( k Ω ) utuh kulit daging biji
Gambar 15 Impedansi buah manggis (utuh, kulit, daging dan biji) pada berbagai nilai indek warna G
6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0
0 50 100 150 200
Indek Warna G
[image:31.612.326.503.413.520.2]L o s s C o ef fi ci en t utuh kulit daging biji
Gambar 16 Loss coefficient buah manggis (utuh, kulit, daging dan biji) pada berbagai nilai indek
warna G 0 2 4 6 8 10 12
0 5 10 15 20 25
[image:31.612.326.504.569.679.2]Frekuensi (kHz) L o ss C o e ff ici
