ANALISIS EFISIENSI ENERGI TERMAL DAN PRODUKTIVITAS
JAMUR TIRAM TERHADAP VARIASI ALAT STERILISASI
FITRAH HADI FIRDAUS
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Efisiensi Energi Termal dan Produktivitas Jamur Tiram terhadap Variasi Alat Sterilisasi adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, April 2015
Fitrah Hadi Firdaus
ABSTRAK
FITRAH HADI FIRDAUS. Analisis Efisiensi Energi Termal dan Produktivitas Jamur Tiram terhadap Variasi Alat Sterilisasi. Dibimbing oleh IRZAMAN dan ARDIAN ARIF SETIAWAN.
Telah berhasil dilakukan sterilisasi jamur tiram dengan perlakuan menggunakan selongsong dan tanpa selongsong. Bahan bakar yang digunakan untuk proses tersebut adalah limbah baglog. Sterilisasi bertujuan membunuh bakteri dan jamur lain yang tidak diinginkan pada baglog. Hasil penelitian terbaik didapat pada sterilisasi menggunakan selongsong. Hal ini ditunjukkan dari bobot jamur/produktivitas jamur tiram yang lebih tinggi dibanding tanpa selongsong. Efisiensi termal tertinggi menggunakan selongsong sebesar 4.74% sementara tanpa selongsong sebesar 4.36%. Pada variasi waktu inkubasi, kerapatan miselium yang paling baik ketika hari ke-40.
Kata kunci: baglog, efisiensi, selongsong, sterilisasi
ABSTRACT
FITRAH HADI FIRDAUS. Thermal Energy Efficiency Analysis and Productivity of Oyster Mushroom on Variations of sterilization. Supervised by IRZAMAN and ARDIAN ARIF SETIAWAN.
Sterilization of oyster mushrooms with a convection pipe and without convection pipe has been sucsessfully done. Waste baglogs were used for fuelling the stove. Sterilization process is aimed to kill undesirable bacteria and fungi in
baglog. The best results were obtained at the one that use the convection pipe, as can be seen from higher productivity rate. The highest thermal efficiency is 4.74% for sterilization using a convection pipe, while for the one without convection pipe is found to be 4.36 %. The best density of mycelium of oyster mushroom was found at 40th days after-incubation time.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika
ANALISIS EFISIENSI ENERGI TERMAL DAN PRODUKTIVITAS
JAMUR TIRAM TERHADAP VARIASI ALAT STERILISASI
FITRAH HADI FIRDAUS
DEPARTEMEN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia, rahmat Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Analisis Efisiensi Energi Termal dan Produktivitas Jamur Tiram terhadap variasi Alat Sterilisasi. Penelitian ini disusun sebagai salah satu syarat untuk kelulusan program sarjana di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Almarhum kedua orang tua penulis Bapak Asep Suparman dan Ibu Maemunah yang menjadi motivasi dan pemberi semangat pada penulis
2. Kakak dan Adik penulis Selfi Cahya Utami, Endang Rusmana, Farhan Alfatah, dan Hasbi Ardhafi Pratama yang memberikan semangat.
3. Saudara penulis yang memberikan semangat.
4. Bapak Dr Ir Irzaman, MSi dan Bapak Ardian Arif Setiawan, MSi selaku pembimbing I dan pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, kritik, dan saran.
5. Bapak Heriyanto Syafutra, MSi selaku dosen penguji atas saran dan kritiknya. 6. Ibu Maya, Sp yang telah membimbing serta memberikan ilmu tentang jamur
tiram.
7. Ayah dan Bunda Asril yang selalu membantu, membimbing dan memberi semangat penulis saat di lapangan
8. Tim Peneliti jamur tiram putih Desa Situ Ilir, dan Situ Udik yang telah membantu di lapangan.
9. Seluruh Dosen pengajar, staf dan karyawan di Departemen Fisika FMIPA IPB. 10. Rekan-rekan satu tim penelitian Ana, Irlian, Lusia, Erni, dan Abu Sonip terima
kasih atas kerja sama dan semangatnya.
11. Teman-temanku Habib, Sony, Fatwa, Kasasi, Edo, Erika, dan Egha serta angkatan 48, 49 dan 50 terima kasih atas kebersamaan kalian.
12. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis ucapkan satu persatu, terima kasih banyak atas dukungannya.
Semoga hasil penelitian ini bermanfaat.
Bogor, April 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 1
Tujuan Penelitian 1
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2 Jamur Tiram 2
Baglog 2
Selongsong 3
Perpindahan Kalor 3
Konduksi 3
Konveksi 3
Radiasi 3
Energi yang Terkandung dalam Bahan Bakar 4
Perhitungan Efisiensi Termal Bahan Bakar 4
Perhitungan Statistik menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) 4
METODE 6 Waktu dan Tempat 6 Alat dan Bahan 6
Prosedur Analisis 6
Proses Pembuatan Baglog 7
Pengomposan 7
Pembuatan Baglog 7
Sterilisasi Baglog 7
Pembibitan, Inkubasi, dan Pertumbuhan 7
HASIL DAN PEMBAHASAN 11 Efisiensi Energi Termal menggunakan selongsong dan tanpa selongsong 11
Hasil Panen Jamur Tiram 13
SIMPULAN DAN SARAN 17
Simpulan 17
Saran 18
DAFTAR PUSTAKA 18
LAMPIRAN 20
DAFTAR TABEL
1 Energi yang terkandung dalam beberapa bahan bakar 4 2 Sterilisasi baglog dengan perlakuan selongsong selama 6 jam berbahan
bakar limbah baglog 11
3 Sterilisasi baglog dengan perlakuan tanpa selongsong selama
6 jam berbahan bakar limbah baglog 11
4 Efisiensi sterilisasi baglog dengan perlakuan selongsong selama 6 jam berbahan bakar limbah baglog 11 5 Efisiensi sterilisasi baglog dengan perlakuan selongsong selama 6 jam
berbahan bakar limbah baglog 12
6 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan selongsong pengulangan
pertama serta variasi waktu inkubasi 13
7 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan tanpa selongsong
pengulangan pertama serta variasi waktu inkubasi 14 8 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan selongsong pengulangan kedua
serta variasi waktu inkubasi 14
9 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan tanpa selongsong pengulangan
kedua serta variasi waktu inkubasi 14
10 Data perlakuan sterilisasi terhadap efisiensi termal dengan bahan bakar
limbah baglog 16
11 Analisis ragam dari perlakuan sterilisasi terhadap efisiensi termal dengan
bakar limbah baglog 16
12 Data hasil panen jamur tiram terhadap variasi waktu inkubasi dengan
sterilisasi menggunakan selongsong 16 13 Analisis ragam dari hasil panen jamur tiram terhadap variasi waktu
inkubasi dengan sterilisasi menggunakan selongsong 16 14 Data hasil panen jamur tiram terhadap variasi waktu inkubasi dengan
sterilisasi tanpa selongsong 17 15 Analisis ragam dari hasil panen jamur tiram terhadap variasi waktu
inkubasi dengan sterilisasi tanpa selongsong 17
DAFTAR GAMBAR
1 Desain kompor 8
2 Desain drum menggunakan selongsong 9
3 Diagram alir penelitian 10
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jamur tiram putih (Pleurotus florida)merupakan salah satu jenis jamur kayu yang dapat dikonsumsi. Kandungan gizi yang tinggi serta rasanya yang lezat membuat jamur tiram ini memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Selain itu, dibandingkan dengan jamur konsumsi lainnya, jamur tiram putih memiliki harga yang lebih terjangkau bagi konsumen.1 Potensi tersebut mendorong para petani untuk membudidayakan jamur tiram putih.
Jamur tiram putih dapat dibudidayakan pada batangan kayu atau media tanam. Media tanam yang digunakan seperti serbuk kayu, bongkol jagung, dan lainnya. Pemanfaatan jenis-jenis limbah untuk budidaya jamur akan membantu memecahkan masalah penumpukan limbah. Pada budidaya jamur tiram, proses sterilisasi sangat penting dilakukan. Karena dapat membunuh mikroba serta jamur lain yang akan menghambat pertumbuhan jamur tiram. Akan tetapi, apabila proses sterilisasi kurang baik maka akan mempengaruhi produktivitas jamur tiram.
Kendala yang dihadapi petani yaitu mahalnya alat sterilisasi baglog yang memadai. Dengan membuat peralatan sterilisasi sederhana yang terbuat dari drum serta didalamnya diberi selongsong (pipa konveksi), diharapkan dapat menjadi solusi bagi permasalahan petani jamur tiram. Selain itu, keterbatasan dan makin mahalnya sumber bahan bakar minyak bumi menjadi inspirasi untuk menggunakan energi alternatif.2 Baglog yang sudah tidak ditumbuhi jamur tiram akan menjadi limbah yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, limbah
baglog dimanfaatkan sebagai energi alternatif untuk bahan bakar memasak . Penelitian ini dilakukan untuk membantu para petani untuk memperkecil biaya produksi dengan menjadikan limbah baglog sebagai bahan bakar untuk sterilisasi. Kemudian dengan alat sterilisasi sederhana ini, diharapkan sterilisasi
baglog dapat optimal dengan waktu yang lebih singkat.
Perumusan Masalah
1. Apakah penambahan selongsong pada alat sterilisasi berpengaruh terhadap nilai efisiensi bahan bakar dan produktivitas jamur tiram ?
2. Apakah variasi waktu inkubasi mempengaruhi kerapatan miselium serta produktivitas jamur tiram ?
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk membantu petani budidaya jamur tiram dalam memaksimalkan hasil produksi dengan biaya produksi yang minimum dengan menggunakan bahan bakar dari limbah baglog serta peralatan sterilisasi sederhana.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini meliputi sterilisasi baglog dengan meninjau efisiensi energi termal, kemudian pada budidaya jamur tiram mengamati perbedaan produksi jamur tiram dengan perlakuan waktu inkubasi 35 hari, 40 hari dan 45 hari serta menganalisis data dengan metode rancangan acak lengkap (RAL).
TINJAUAN PUSTAKA
Jamur Tiram
Jamur tiram putih merupakan jenis jamur kayu yang tumbuh saling bertumpuk di permukaan batang pohon yang sudah lapuk. Secara umum penumbuhan jamur dibagi menjadi dua fase yaitu fase vegetatif dan fese generatif. Fase vegetatif ditandai dengan pertumbuhan dan penyebaran miselia jamur di dalam media. Miselia mengeluarkan enzim yang dapat menguraikan senyawa kompleks seperti lignin menjadi senyawa yang lebih sederhana yang diperlukan untuk pertumbuhan. Setelah beberapa waktu miselia saling bertemu yang selanjutnya berkembang menjadi tubuh buah yang disebut fase generatif.3
Baglog
Baglog adalah salah satu media untuk pertumbuhan jamur tiram harus dibuat menyerupai kondisi tempat tumbuh jamur tiram di alam yaitu tumbuh pada kayu yang sudah lapuk. Berikut adalah bahan baku yang digunakan untuk media jamur tiram.4
1. Serbuk kayu
2. Dedak sebagai sumber karbohidrat dan protein
3. Kapur (CaCO3) sebagai pengatur pH dan sumber mineral
3 Selongsong
Kegagalan panen dapat disebabkan oleh proses sterilisasi media yang kurang sempurna. Hal ini disebabkan oleh penyebaran kalor pada media sterilisasi tidak merata, dengan menggunakan selongsong yang telah dilubangi, diharapkan mampu meratakan suhu pada media sterilisasi.5 Selongsong (pipa konveksi) merupakan alat yang digunakan sebagai pemerata kalor agar pada media sterilisasi penyebaran kalor merata, sehingga dapat berpengaruh terhadap jumlah kontaminasi pada media tanam jamur tiram.6
Perpindahan Kalor
Kalor adalah energi yang dipindahkan karena adanya beda temperatur. Sistem perpindahan kalor dibagi menjadi 3 jenis, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Secara umum, ketiga jenis tersebut dibedakan berdasarkan media dalam upaya memindahkan energi kalor. Konduksi menggunakan media padat, konveksi menggunakan media fluida, sedangkan radiasi menggunakan media gelombang elektromagnetik.2,7
Konduksi
Konduksi adalah pengangkutan kalor melalui interaksi antara atom-atom atau molekul tanpa disertai dengan perpindahan atom atau molekul itu sendiri. Arah aliran energi kalor adalah dari temperatur tinggi ke temperatur rendah dan konduksi hanya terjadi jika ada perbedaan temperatur.8
Konveksi
Konveksi adalah perpindahan kalor oleh gerakan massa pada fluida dari suatu daerah ruang ke daerah lainnya disertai dengan perpindahan molekul fluida. Ada 2 jenis konveksi yaitu konveksi alami dan konveksi buatan, contoh proses konveksi alami yang umum terjadi adalah aliran udara yang panas dan pemanasan pada air.9
Radiasi
4
Energi yang Terkandung dalam Bahan Bakar
Jumlah kalor yang dilepaskan saat pembakaran atau heat value fuel (HVF) setara dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar tersebut. Jumlah kalor yang dilepaskan saat proses pembakaran dengan menggunakan bahan bakar limbah baglog sebesar 4014 kkal/kg sementara kayu bakar memiliki nilai energi pembakaran 3355 kkal/kg. Tabel 1 menunjukkan jumlah kalor yang dilepaskan pada saat pembakaran beberapa bahan bakar yang sering digunakan.14
Tabel 1 Energi yang terkandung dalam beberapa bahan bakar.14
Ekuivalen bahan bakar
Energi yang terkandung dalam bahan bakar (kkal/kg)
LPG 11767
Sekam Padi 3300
Limbah baglog 4014
Kayu 3355
Arang Kayu 5893
Minyak Tanah 11000
Bensin 11528
Perhitungan Efisiensi Termal Bahan Bakar
Untuk menghitung efisiensi termal bahan bakar perlu mencari laju energi yang dibutuhkan untuk memasak dengan menggunakan Persamaan(1).7,12,13
= � � ∆� + + ∆� (1)
Keterangan :
Qn : laju energi yang dibutuhkan (kkal/hari) : massa air awal (kg)
: massa air yang menguap (kg) : kalor jenis air (kkal/kg 0C) : kalor jenis uap air (kkal/kg 0C) : kalor laten uap air (kcal/kg)
∆� : perubahan suhu air (0C)
5 Efisiensi energi termal bahan bakar dapat dihitung menggunakan Persamaan (2).5,19
ɳ =
� � % (2)
Keterangan :
ɳ : Efisiensi bahan bakar (%)
�� : (Fuel consumption rate) laju bahan bakar yang dibutuhkan (kg/hari) : laju energi yang dibutuhkan (kkal/hari)
��� : (Heat value fuel) energi yang terkandung dalam bahan bakar (kkal/kg)
Nilai FCR (Fuel consumption rate) dapat dihitung dalam Persamaan (3) dan (4).5
Perhitungan Statistik menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL)
6
Kuadrat tengah galat (KTG)
KTG = JKG : Db G (13) sehingga didapat Fhitung :
Fhitung = KTP : KTG (14) Keterangan :
t = perlakuan r = ulangan
y = rata-rata umum
Dbp = derajat bebas perlakuan DbG = derajat bebas galat
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan sejak Oktober 2014 hingga Maret 2015 di Laboratorium Fisika Material Elektronik Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor dan di Desa Situ ilir Kecamatan Cibungbulang Kabupaten Bogor.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah drum, besi selongsong, stopwatch, timbangan 50 kg, kapas, cidukan serbuk, sekop, cangkul, plastik tahan panas ukuran (17x35x0.3) cm, meteran, terpal, peralon, tungku sederhana yang terbuat dari drum yang dipotong hingga mempunyai ukuran tinggi 47 cm, diameter 56 cm, dan ketebalan 1 cm, laptop dan software mini tab versi 16. Desain dari tungku sederhana ditunjukkan pada Gambar 1. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk kayu, limbah baglog jamur, air, kayu bakar, dedak, dan kapur pertanian.
Prosedur Analisis
7 Proses Pembuatan Media Tanam (baglog)
Pengomposan
Pengomposan adalah proses pembuatan media tumbuh jamur (yang dibuat menyerupai kondisi di alam) dengan menggunakan campuran bahan yang terdiri dari serbuk gergaji 100 kg, tepung jagung 1 % (1 kg), kapur pertanian sebanyak 1.8% (1.8 kg), dan dedak 18% (18 kg).10 Pengomposan dilakukan di tempat yang tertutup supaya bahan yang dicampurkan berada pada suhu yang sesuai (27-30 oC). Setelah proses pengomposan dilakukan pengadukan dengan cara menambahkan air 60% dari volume total, yaitu sekiranya bahan campuran digenggam maka akan menggumpal.15
Pembuatan Baglog
Bahan yang sudah dikompos kemudian dimasukan ke dalam plastik polipropena (PP) tahan panas dengan ketebalan 0.3 cm dengan berukuran (17x35) cm kemudian dicetak menggunakan pipa silinder dengan ukuran diameter 16 cm dan tinggi 32 cm agar dapat menyerupai potongan kayu gelondongan. Berat baglog
hasil cetakan harus sebesar 1 kg.20
Sterilisasi Baglog
Media tanam yang telah dikemas dalam wadah atau yang sering disebut dengan baglog, kemudian langkah berikutnya dilakukannya sterilisasi. Proses sterilisasi sangat berpengaruh dalam pembudidayaan jamur tiram. Karena pada media tanam yang dibuat, banyak mengandung mikroba khususnya jamur-jamur liar. Kegagalan panen banyak disebabkan oleh proses sterilisasi baglog yang kurang sempurna. Banyak cara yang dilakukan untuk sterilisasi, di antaranya sterilisasi dengan tekanan tinggi, sterilisasi dengan udara panas dan sterilisasi dengan uap air panas. Ada dua metode steriliasi baglog yaitu dengan menggunakan
autoclave dan drum.11 Dalam penelitian ini digunakan metode sterilisasi menggunakan drum.
Baglog disterilisasi menggunakan drum berukuran tinggi 121 cm dan diameter 56 cm dengan diberi perlakuan tanpa selongsong dan menggunakan selongsong berukuran 9 cm yang diletakkan ditengah drum yang dapat dilihat pada Gambar 2. Kemudian dikukus dengan menggunakan bahan bakar limbah baglog
selama 6 jam. Dengan suhu uap mencapai 222 ºC.6 Saat pengukusan sumber api harus dijaga agar tetap konstan, supaya memberikan tekanan dan suhu yang konstan.15 Total baglog yang diproduksi sebanyak 204 baglog tiap satu kali pengulangan dengan dua perlakuan sterilisasi. Sehingga masing-masing alat terisi 102 baglog untuk disterilkan.
Pembibitan, Inkubasi dan Pertumbuhan
8
dibuat dengan media jagung pecah. Jagung pecah berfungsi sebagai sumber protein untuk membantu pertumbuhan miselium.
Setelah diinkolasi, jika dalam lima hari belum ada perubahan miselium maka media tumbuh (baglog) terkontaminasi. Kontaminasi yaitu tumbuhnya cendawan lain pada baglog yang menyebabkan baglog ditumbuhi koloni cendawan berwarna hijau, hitam atau putih, dan sebagainya.4 Faktor penyebab terjadinya kontaminasi adalah kualitas bibit yang kurang baik, ruangan inkubasi yang tidak steril dan terlalu dingin, kemudian kadar air yang terlalu tinggi pada baglog.
Dari 102 baglog untuk tiap perlakuan sterilisasi kemudian dipilih baglog
yang tidak terkontaminasi. Kemudian, sisanya dikelompokkan untuk proses inkubasi dengan variasi hari yaitu 35 hari, 40 hari, dan 45 hari. Sehingga untuk pengambilan data hanya dilihat dari baglog yang sudah dipisahkan dari yang terkontaminasi. Seperti pada Tabel 6, 7, 8, dan 9.
Ruang inkubasi harus di tempat gelap dengan suhu berkisar 25-28 ºC. Tanda keberhasilan inkubasi dapat terlihat pada usia dua minggu yaitu dengan tumbuhnya miselium jamur yang berwarna putih merambat ke bawah baglog. Setelah waktu inkubasi berakhir pindahkan baglog pada tempat yang terang. Setelah itu, baglog
ditempatkan pada rak-rak dalam rumah jamur (kumbung),10 Setelah tumbuh menjadi jamur kemudian jamur siap untuk dipanen.
Gambar 1 Bagian-bagian kompor16 keterangan :
a. Lubang untuk membatasi api b. Bahan isi
9
Gambar 2 Desain drum menggunakan selongsong 6 Keterangan :
1. Drum berdiameter 56 cm 2. Selongsong berdiameter 9 cm 3. Ruang baglog (102 buah ) 4. Tatakan baglog
10
Gambar 3 Diagram alir penelitian Mulai
Persiapan alat dan bahan
Pengomposan bahan baglog Persiapan alat sterilisasi
Pembuatan baglog Pemasangan pipa pada drum
Sterilisasi baglog selama 6 jam
Pembibitan (inokulasi)
Inkubasi
35 hari 40 hari 45 hari
Proses panen Pengambilan data
Perhitungan dan analisis data
Penyusunan laporan
11
HASIL DAN PEMBAHASAN
Efisiensi Energi Termal menggunakan selongsong dan tanpa selongsong
Tabel 2 Sterilisasi baglog dengan perlakuan selongsong selama 6 jam berbahan bakar limbah baglog
Ulangan
Tabel 3 Sterilisasi baglog dengan perlakuan tanpa selongsong selama 6 jam berbahan bakar limbah baglog
Ulangan
Tabel 4 Efisiensi sterilisasi baglog dengan perlakuan selongsong selama 6 jam berbahan bakar limbah baglog
12
Tabel 5 Efisiensi sterilisasi baglog dengan perlakuan tanpa selongsong selama 6 jam berbahan bakar limbah baglog
Pada proses sterilisasi media jamur tiram terdapat tiga proses perpindahan kalor yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Peristiwa konduksi terjadi saat energi kalor dari api kompor ditransfer menuju drum. Peristiwa konveksi terjadi pada proses pemanasan air di dalam drum sedangkan radiasi terjadi dari api kompor yang meradiasikan panasnya ke lingkungan sekitar.17
Proses sterilisasi yang divariasikan dengan menggunakan selongsong dan tanpa selongsong dilakukan selama 6 jam dengan menggunakan bahan bakar limbah baglog. Pada proses sterilisasi, bahan bakar yang digunakan adalah limbah
baglog dan kayu bakar. Selama proses pembakaran, api yang membakar kayu bakar akan merambat pada limbah baglog melalui lubang utama pada kompor, sehingga api tersebut akan mengenai dasar drum sterilisasi sehingga dapat memanaskan baglog yang ada didalam drum dengan cara proses konduksi. Api merambat pada dinding limbah baglog sehingga diameter lubang limbah baglog
akan semakin membesar akibat terbakar. Proses pembakaran limbah baglog ini sangat bergantung pada kayu bakar sehingga apabila kayu bakar habis maka api pun akan padam.
Kemudian air yang ada didalam drum akan menerima panas sehingga suhu air meningkat. Apabila kalor yang diterima oleh air semakin banyak maka air mengalami perubahan fasa yaitu menjadi uap air. Uap air tersebut berfungsi untuk membunuh mikroba yang ada didalam baglog dengan cara disebar melalui selongsong.Selongsong yang terbuat dari bahan konduktor menyebabkan drum pada proses sterilisasi menjadi cepat panas, sehingga waktu untuk memanaskan drum lebih cepat dibanding tanpa selongsong. Apabila proses steriliasasi diukur dari seberapa cepat drum panas, tentu ketika menggunakan selongsong bahan bakar yang digunakan akan lebih sedikit. Akan tetapi, pada proses ini pengukusan dibuat sama yaitu selama 6 jam.
13 Yang membedakan dari perlakuan ini adalah massa uap air yang dihasilkan. Penggunaan selongsong menghasilkan massa uap air yang paling banyak dibanding tanpa selongsong.
Pada proses sterilisasi didapat nilai efisiensi energi termal untuk tiap perlakuaan. Efisiensi termal mengindikasikan seberapa besar energi dari bahan bakar dikonversi menjadi kalor. Berdasarkan persamaan 2, nilai efisiensi didapat dengan cara membagi kalor keluaran (laju energi yang dibutuhkan) dengan kalor masukan (perkalian antara HVF dan FCR).
Dari data yang didapat bahwa nilai efisiensi saat menggunakan selongsong maupun tanpa selongsong berbeda. Ketika menggunakan selongsong untuk ulangan 1 dan 2 secara berturut-turut adalah 3.87% dan 4.74% dengan waktu pengukusan 6 jam. Nilai efisiensi tanpa selongsong dengan ulangan 1 dan 2 secara berturut-turut adalah 3.56% dan 4.36% dengan waktu pengukusan 6 jam. Sterilisasi menggunakan selongsong memiliki efisiensi yang lebih tinggi karena proses pemanasan drum lebih cepat sehingga waktu yang dibutuhkan lebih cepat dan menghabiskan bahan bakar yang lebih sedikit. Nilai efisiensi 3.87% memiliki arti yaitu energi yang dihasilkan dari pembakaran yang digunakan untuk proses sterilisasi hanya sebesar 3.87% sisanya sebesar 92.13% merupakan energi yang terbuang ke lingkungan. Penyebab tingginya energi yang terbuang yaitu alat sterilisasi tidak bersistem tertutup yang sempurna. Sistem tertutup didefinisikan yaitu interaksi antara sistem dengan lingkungan tidak adanya pertukaran massa tetapi terjadi pertukaran energi (panas dan kerja).18 Panas dari kompor tidak semua diserap oleh drum melainkan ada yang berinteraksi dengan udara disekitar kompor. Kemudian panas yang telah diserap oleh drum pun tidak semua digunakan untuk kerja melainkan ada juga yang terbuang melalu perambatan panas pada dinding drum dan keluarnya uap air dari sistem.
Hasil Panen Jamur Tiram
Tabel 6 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan selongsong pengulangan pertama serta variasi waktu inkubasi
Waktu inkubasi
Massa jamur total (gram )
35 8 - 3050
40 8 - 3100
45 7 - 1050
Total 23 79 7200
14
Tabel 7 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan tanpa selongsong pengulangan pertama terhadap waktu inkubasi
Massa jamur total (gram )
35 12 - 1300
40 12 - 3050
45 12 - 800
Total 36 66 5150
Jumlah panen sebanyak 4 kali
Tabel 8 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan selongsong pengulangan kedua terhadap waktu inkubasi
Massa jamur total (gram )
35 31 - 4950
40 32 - 6350
45 32 - 5250
Total 95 7 16550
Jumlah panen sebanyak 4 kali
Tabel 9 Hasil panen jamur tiram pada perlakuan tanpa selongsong pengulangan dua terhadap waktu inkubasi
Massa jamur total (gram )
35 30 - 3000
40 31 - 6150
45 30 - 5700
Total 91 11 14850
Jumlah panen sebanyak 4 kali
15 satu hingga dua minggu kemudian bergantung pada kondisi lingkungan, suhu, dan kondisi baglognya.
Hasil panen dan jumlah kontaminasi dapat dilihat pada Tabel 6, 7, 8 dan 9 Jumlah baglog yang tumbuh saat ulangan 1 dan 2 secara berturut-turut pada strerilisasi menggunakan selongsong yaitu 23 baglog dengan hasil panen sebesar 7200 gram dan 91 baglog dengan hasil panen sebesar 16550 gram selama 4 kali panen. Sementara tanpa selongsong untuk ulangan 1 dan 2 jumlah baglog yang tumbuh sebanyaknya 36 baglog dengan hasil panen sebesar 5150 gram dan sebanyak 11 baglog dengan hasil panen sebesar 14850 gram untuk 4 kali panen dengan total baglog untuk tiap pengulangan sebanyak 102 baglog. Pada sterilisasi dengan perlakuan menggunakan selongsong menghasilkan massa panen yang lebih banyak dibanding tanpa selongsong. Hal ini disebabkan oleh panas yang merata yang diterima oleh baglog didalam drum sehingga mikroba atau jamur lain pada
baglog telah mati dan membuat lebih banyak jamur tiram yang tumbuh dan jamur yang dihasilkan pun memiliki ukuran dan bobot yang besar dibanding tanpa selongsong.
Usia baglog yang baik untuk waktu inkubasi pada wilayah bogor dengan suhu berkisar 26-34 ºC saat hari ke-40 dengan berat baglog 1 kg, dengan menggunakan bibit (miselium) yang tumbuh pada media jagung pecah dan ukuran plastik (17x35x0.3) cm3. Karena hari ke-40 miselium yang tumbuh pada baglog
sudah merata dan optimal untuk tumbuh menjadi tubuh buah (jamur) dibanding waktu inkubasi ke-35 dan hari ke-45. Pada hari ke-35 miselium sudah tumbuh memenuhi isi baglog, akan tetapi pertumbuhannya masih kurang rapat. Sehingga nutrisi yang dimiliki miselium masih kurang optimal untuk membentuk tubuh buah yang besar. Sementara hari ke-45, miselium yang tumbuh sudah memenuhi baglog
hingga salling menumpuk. Hal ini disebabkan karena, pada hari ke-45 seharusnya miselium sudah menjadi jamur. Akan tetapi, karena baglog masih dalam keadaan tertutup sehingga oksigen dari luar tidak dapat masuk kedalam baglog karena untuk menjadi tubuh buah perlu adanya oksigen. Ini menyebabkan terjadinya penumpukan miselium sehingga nutrisi yang tersedia dalam baglog menjadi berkurang. Oleh karena itu, produktivitas jamur tiram saat hari 35 dan hari ke-45 lebih rendah dibanding hari ke-40.
Analisis Statistik dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL)
16
Tabel 10 Data perlakuan sterilisasi terhadap efisiensi termal dengan bahan bakar limbah baglog
Perlakuan Ulangan Rata-rata
1 2
Selongsong 3.87 4.74 4.3050
Tanpa selongsong 3.56 4.36 3.9600
Rataan umum 4.1325
Tabel 11 Analisis ragam dari perlakuan sterilisasi terhadap efisiensi termal dengan bakar limbah baglog
Dengan menggunakan software minitab versi 16 dapat dibuktikan bahwa data pada Tabel 12 dan Tabel 13 pada perlakuan variasi waktu inkubasi dengan sterilisasi menggunakan selongsong tidak berpengaruh nyata terhadap hasil produksi panen jamur tiram. Hal ini dikarenakan Fhitung yang didapat lebih kecil dibandingkan Ftabel pada selang kepercayaan 95 %. Artinya perubahan variasi waktu inkubasi tidak mengakibatkan perubahan hasil produksi panenjamur tiram. Contoh perhitungan tertera dalam Lampiran 2.
Tabel 12 Data hasil panen jamur tiram (Kg) terhadap variasi waktu inkubasi
17 Dengan menggunakan software minitab versi 16 dapat dibuktikan bahwa data pada Tabel 14 dan Tabel 15 pada perlakuan variasi waktu inkubasi dengan sterilisasi tanpa selongsong tidak berpengaruh nyata terhadap hasil produksi panen jamur tiram. Hal ini dikarenakan Fhitung yang didapat lebih kecil dibandingkan Ftabel pada selang kepercayaan 95 %. Artinya perubahan variasi waktu inkubasi tidak mengakibatkan perubahan hasil produksi panenjamur tiram. Contoh perhitungan tertera dalam Lampiran 2. Tabel 15 Analisis ragam dari hasil panen jamur tiram terhadap variasi waktu Inkubasi dengan sterilisasi menggunakan selongsong
18
ke-40 miselium pada baglog sudah tumbuh merata sehingga siap untuk tumbuh menjadi jamur.
Perlakuan sterilisasi menggunakan selongsong tidak berpengaruh nyata terhadap efisiensi termal kompor dengan bahan bakar limbah baglog jamur tiram pada tingkat kepercayaan 95 %. Artinya perubahan variasi alat sterilisasi pada proses pengukusan menggunakan bahan bakar limbah baglog tidak mengakibatkan perubahan efisiensi bahan bakar. Serta perlakuan variasi waktu inkubasi tidak berpengaruh nyata terhadap hasil produksi panen jamur tiram pada tingkat kepercayaan 95 %. Artinya perubahan variasi waktu inkubasi tidak mengakibatkan perubahan hasil produksi panenjamur tiram.
Saran
Penelitian selanjutnya diharapkan dapat memvariasikan waktu sterilisasi untuk mendapatkan nilai efisiensi yang lebih tinggi lagi. Selain itu, massa baglog
divariasikan untuk menentukan produktivitas yang optimum yaitu 0.5 kg, 0.75 kg, 1 kg serta mengukur laju pertumbuhan miselium tiap hari.
DAFTAR PUSTAKA
1. Stevani, S. Pengaruh Penambahan Molase dalam Berbagai Media pada Jamur Tiram Putih (Pleurotus ostreatus) [Skripsi]. Fakultas Pertanian. Universitas Sebelas Maret, Surakarta. 2011.
2. Ella Rahmadhani. Kajian efisiensi energi pada proses sterilisasi media tumbuh jamur tiram putih berbahan bakar kayu sengon [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 2013. 3. Suriawiria U.. Pengantar Untuk Mengenal dan Mengenal Jamur. Bandung : Angkasa. 1986.
4. Mayarisanti. Modul Pelatihan Budidaya Jamur Tiram Putih. Bogor. 2012. 5. Umrih, Touwil. Analisis efisiensi energi bahan bakar sekam padidan kayu
sengon pada proses sterilisasi media tumbuh jamur tiram putih [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 2012.
6. Rofiqul Umam, Rey Fariz Irwansyah, Nofitri, Mayarisanti dan Irzaman. Kajian Konstanta Pegas serta Frekuensi Vibrasi pada Miselium Baglog dan Jamur Tiram dengan Metode fourier transform infra red (FTIR). SEMINAR Nasional dan Rapat Tahunan (SEMIRATA) Bidang MIPA. 2014.
7. Young & Freedman. University Physics Tehth edition. Diterjemahkan oleh Endang Juliastuti dengan judul Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid I. Jakarta: Erlangga.(2002).
19 Development of Biomass Utilization in Southeast Asia TUAT Japan. 2009. 10. Sudarwati S, Pebriyadi B..Budidaya Jamur Tiram dengan Menggunakan
Jerami Padi. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Timur. 2012 11. Desna, RD Puspita, H Darmasetiawan, Irzaman, Siswandi. 2010. Kajian
proses sterilisasi media jamur tiram putih terhadap mutu bibit yang dihasilkan. Kumpulan Abstrak seminar Nasional Pendidikan dan Penelitian Fisika dalam Mengantisipasi Perubahan Fenomena Alam. Universitas Diponegoro Semarang, halaman 4.
12. M. Rifki, Irzaman, H. Alatas. Optimasi Efisiensi Tungku Sekam dengan Ventilasi Lubang Utama pada Badan Kompor. Prosiding Seminar Nasional Sains II, FMIPA IPB Bogor. Halaman 155 – 161, Oktober (2008).
13. Ardianto, Hadi. Optimasi Tungku Berbahan Bakar Sekam dan Tempurung Kelapa dan Analisis Termal[Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB.(2013).
14. F. Nawafi, D Puspita, Desna, Irzaman. Optimasi Tungku Sekam Skala Industri Kecil Dengan Sistem Boiler 13 (2). Berkala Fisika, Jurusan Fisika FMIPA Universitas Diponegoro Semarang. Halaman C23-C26 (2010). 15. Rey Fariz Irwansyah, Rofiqul Umam, Nofitri, Mayarisanti dan Irzaman.
Pengaruh Variasi Banyaknya Pipa Konveksi pada Proses Sterilisasi Jamur Tiram terhadap Konstanta Pegas dan Bilangan Gelombang Vibrasi Miselium dan Jamur Tiram dengan Metode Fourier Transform Infra Red (FTIR).
Seminar Nasional dan Rapat Tahunan (SEMIRATA)Bidang FMIPA.2014. 16. Kharis Mawan Suhaeli, Nofitri, Ryan Sugihakim, Setiawan Hari Santoso,
Habiburahmat Yulwan dan Irzaman. Analisi Energi Termal dari Tungku Berbahan Bakar Baglog Jamur Tiram Sekam Padi dan Campuran 50% Massa
Baglog Jamur Tiram dengan 50% Massa Sekam Padi. Seminar Nasional dan Rapat Tahunan(SEMIRATA)Bidang FMIPA.2014.
17. Abdul D.H, Irzaman, Jajang juansah, Touwil Umrih, Ella Rahmadhani. Efisiensi Energi Bahan Bakar Sekam dan Kayu pada Proses Sterilisasi Media Tumbuh Jamur Tiram Putih. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia (JIPI). 0853-4217.2012.
18. Giancoli, D.C. Physics : Principles with Application, Fifth Edition.
Diterjemahkan oleh Yuhilza Hanum dengan judul Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.(2001).
19. A. D. Husin, M. Misbakhusshudur, Irzaman, Jajang Juansyah, Sobri Effendy. Pemanfaatan Kajian Termal Tungku Sekam untuk Penyulingan Minyak Asiri dari Daun Cengkeh sebagai Pengembangan Produk dan Energi Alternatif Terbarukan. Prosiding Seminar Nasional Sains III. FMIPA IPB Bogor. 364-372.2010.
20
Lampiran 1 contoh perhitungan efisiensi bahan bakar limbah baglog
Pada selongsong pengulangan pertama
Laju bahan bakar yang dibutuhkan
�� � � = ℎ �� � � � × ℎ
�� � � = . g am × ℎ �� = . g am × ℎ
�� = � ℎ ��⁄ �� = . � ℎ ��⁄
Laju energi yang dibutuhkan
= ∆� + + ∆�
= + . . + . .
= + . . + .
= .
= /ℎ ��
Jadi, laju energi yang dibutuhkan (Qn) pada proses sterilisasi
sebesar /ℎ ��
Efisiensi bahan bakar ɳ =
� � � × %
ɳ = . + %
ɳ = × %
ɳ = . %
Tanpa selongsong pengulangan pertama
Laju bahan bakar yang dibutuhkan
�� � � = ℎ �� � � � × ℎ
�� � � = am g × ℎ �� = . g
am ×
ℎ
21
Laju energi yang dibutuhkan
= ∆� + + ∆�
= + . . + . .
= + . . + .
= .
= /ℎ ��
Jadi, laju energi yang dibutuhkan (Qn) pada proses sterilisasi sebesar
/ℎ ��
Efisiensi bahan bakar ɳ =
� � � × %
ɳ = + %
ɳ = × %
22
Lampiran 2 Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap Contoh perhitungan
Analisis ragam dari perlakuan sterilisasi dengan efisiensi termal bahan bakar limbah baglog
FK :Faktor koreksi FK = y2 x t x r
= 4.13252 x 2 x 2 = 68.3102
JKT :Jumlah kuadrat total
JKT = (3.872 + 4.742 + 3.562 + 4.362) – FK = 69.1277 – 68.3102
= 0.8175
JKP :Jumlah kuadrat perlakuan JKP = 2 x (4.312 + 3.962) – FK
= 68.4292 – 68.3102 = 0.1190
JKG :Jumlah kuadrat galat JKG = JKT – JKP
= 0.8175-0.1190 = 0.6985
Db P = t – 1 Db P = 2 – 1 Db P = 1 Db G = t(r – 1) Db G = 2(2 – 1) Db G = 2
KTP :Kuadrat tengah perlakuan KTP = JKP : Db P
=0.1190 : 1 = 0.1190
KTG :Kuadrat tengah galat KTG = JKG : Db G
23 Fhitung = KTP : KTG
Fhitung = 0.1190 : 0.3492 Fhitung = 0.3407
KK : Koefisian keragaman
= √ � %
24
Riwayat Hidup
Penulis bernama lengkap Fitrah Hadi Firdaus. Penulis dilahirkan di Bogor, 6 Maret 1994 dari pasangan alm. bapak Asep Suparman dan almh. ibu Maemunah. Penulis merupakan anak ke dua dari tiga bersaudara. Pada tahun 1999 melanjutkan ke SDN Margajaya 4 Bogor, pada tahun 2005 melanjutkan ke SMPN 1 Dramaga Bogor, pada tahun 2008 penulis melanjutkan pendidikannya ke SMAN 1 Dramaga Bogor, dan lulus pada tahun 2011. Kemudian penulis melanjutkan Pendidikan Sarjana Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
