Distribusi Temperatur di dalam Drum untuk Sterilisasi Jamur Tiram.

(1)

DISTRIBUSI TEMPERATUR DI DALAM DRUM UNTUK

STERILISASI JAMUR TIRAM

REY FARIZ IRWANSYAH

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Distribusi Temperatur di dalam Drum untuk Sterilisasi Jamur Tiram adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi 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, Juli 2014

Rey Fariz Irwansyah

(4)

ABSTRAK

REY FARIZ IRWANSYAH. Distribusi Temperatur di dalam Drum untuk Sterilisasi Jamur Tiram. Dibimbing oleh IRZAMAN dan IRMANSYAH.

Telah berhasil dilakukan sterilisasi jamur tiram dengan variasi tiga dan lima pipa konveksi menggunakan tungku sekam padi. Proses sterilisasi jamur tiram putih adalah proses yang sangat berpengaruh pada hasil baglog dan jamur tiram. Telah didapatkan gugus fungsi pada proses sterilisasi tiga dan lima pipa yaitu pada miselium baglog dan jamur diantaranya C-O, C-H, C=O dan O-H. Konstanta pegas pada miselium baglog untuk tiga pipa berturut-turut adalah 779 Nm-1, 470 Nm-1, 1110 Nm-1 dan 564 Nm-1 sedangkan vibrasi bilangan gelombangnya adalah 1365 cm-1_{, 2924 cm}-1_{, 1659 cm}-1_{dan 3371 cm}-1_{. Konstanta pegas pada miselium}_baglog

untuk lima pipa berturut-turut sebesar 751 Nm-1, 470 Nm-1, 1080 Nm-1 dan 501 Nm

-1 _{sedangkan vibrasi bilangan gelombangnya adalah 1366 cm}-1_{, 2924 cm}-1_{, 636 cm} -1_{dan 3371 cm}-1_{. Konstanta pegas pada jamur untuk tiga pipa berturut-turut adalah}

821 Nm-1, 470 Nm-1, 1110 Nm-1 dan 591 Nm-1 sedangkan vibrasi bilangan gelombangnya adalah 1373 cm-1, 2923 cm-1, 1658 cm-1 dan 3371 cm-1. Konstanta pegas pada jamur untuk lima pipa berturut-turut sebesar 803 Nm-1, 470 Nm-1, 1110 Nm-1 dan 547 Nm-1 sedangkan vibrasi bilangan gelombangnya adalah 1365 cm-1, 2924 cm-1, 1659 cm-1 dan 3371 cm-1.

Kata kunci : Baglog, FTIR, jamur tiram, konstanta pegas, pipa konveksi

ABSTRACT

REY FARIZ IRWANSYAH. Distribution of Temperature inside Drum for Sterilization of Oyster Mushroom. Supervised by IRZAMAN and IRMANSYAH.

Sterilization of oyster mushroom with three and five variation of convection pipe has been sucsessfully done, that used rice hull hearth. Sterilization process of oyster mushroom is very influence at baglog and mushroom result. Functional group had been got of sterilization process at three and five pipe that is at micelyum

baglog and mushroom contain C-O, C-H, C=O and O-H. Spring constant at micelyum baglog for three pipe in a series are 779 Nm-1, 470 Nm-1, 1110 Nm-1 and 564 Nm-1 whereas vibrational wave number are 1365 cm-1, 2924 cm-1, 1659 cm-1, and 3371 cm-1_{. Spring constant at micelyum}_baglog_{for five pipe in a series are 751}

Nm-1, 470 Nm-1, 1080 Nm-1, 501 Nm-1 whereas vibrational wave number are 1366 cm-1, 2924 cm-1, 1636 cm-1 and 3371 cm-1. Spring constant at mushroom for three pipe in a series are 821 Nm-1, 470 Nm-1, 1110 Nm-1 and 591 Nm-1 whereas vibrational wave number are 1373 cm-1, 2923 cm-1, 1658 cm-1 and 3371 cm-1. Spring constant at mushroom for five pipe in a series are 803 Nm-1, 470 Nm-1, 1110 Nm-1 and 547 Nm-1 whereas vibrational wave number are 1365 cm-1, 2924 cm-1,1659 cm

-1_{and 3371 cm}-1_.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Fisika

DISTRIBUSI TEMPERATUR DI DALAM DRUM UNTUK

STERILISASI JAMUR TIRAM

REY FARIZ IRWANSYAH

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

(7)

Judul Skripsi : Distribusi Temperatur di dalam Drum untuk Sterilisasi Jamur Tiram.

Nama : Rey Fariz Irwansyah NIM : G74100029

Disetujui oleh

Dr Ir Irzaman M.Si Pembimbing I

Dr Ir Irmansyah M.Si Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Akhiruddin Maddu M.Si Ketua Departemen Fisika

(8)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Skripsi yang berjudul Distribusi Temperatur di dalam Drum untuk Sterilisasi Jamur Tiram dilaksanakan sejak bulan Nopember 2013 sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Dalam penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibunda Susilawati yang selalu mendoakan dan mendukung saya tanpa batas, juga kepada ayahanda Alm. Hernawan bin Entim.

2. Ia Gema Sya’bana, Temtem Johan Librianto dan Semua keluarga besar di Cikancra yang menjadi motivasi bagi saya untuk lebih baik.

3. Dr.Ir.Irzaman,M.Si sebagai pembimbing I skripsi yang memberikan dukungan baik moral, ilmu dan materil.

4. Dr.Ir.Irmansyah, M.Si sebagai pembimbing II skripsi yang memberikan motivasi dan dukungan.

5. Heriyanto Syafutra M.Si sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun.

6. Bapak M.N Indro sebagai editor dan pembina kemahasiswaa departemen Fisika yang selalu mendukung dan mendoakan.

7. Ibu Maya yang telah memberikan pengetahuan tentang jamur tiram dan arahan serta saran dalam pelaksanaan penelitian.

8. Bapak Asril dan Bunda yang mempersiapkan tempat dan segala persiapan yang dibutuhkan untuk penelitian ini.

9. Fathul Amal, Pak Mat Dedi, Pak Ade yang telah membantu dalam penelitian ini.

10.Departemen Fisika IPB dibawah pimpinan Dr.Akhiruddin Maddu, S.Si,M.Si yang telah membimbing saya mulai dari semester tiga hingga lulus.

11.Teman-teman seperjuangan Fisika IPB 47 yang menjadi teman disaat suka maupun duka yang sangat saya cintai.

12.Rekan-rekan HIMAFI yang selalu riang yang saya sayangi. 13.Adik-adik kelas yang sangat saya banggakan

14.Kakak-kakak alumni yang sudah berjuang mendahului yang saya sayangi. Selanjutnya, penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun.

Semoga skripsi ini bermanfaat.

Bogor, Juli 2014

(9)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN viii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 2

Sterilisasi Media 2

Konduksi 2

Konveksi 3

METODE 3

Waktu dan Tempat Penelitian 3

Alat dan Bahan 3

Perancangan Alat Penelitian 4

Pengomposan 5

Pencampuran Media 5

Pembuatan Baglog 5

Sterilisasi Baglog 5

Pembibitan, Inkubasi dan Pertumbuhan 5

Perhitungan Efisiensi Bahan Bakar pada Proses Sterilisasi 5

Karakterisasi Menggunakan FTIR 6

HASIL DAN PEMBAHASAN 7

Sebaran Suhu 7

Nilai Efisiensi Bahan Bakar 9

Sterilisasi dengan Menggunakan Variasi Tiga dan Lima Pipa Konveksi 10

Hasil Karakterisasi FTIR 11

SIMPULAN DAN SARAN 14

Simpulan 14

Saran 15

DAFTAR PUSTAKA 15

LAMPIRAN 17

(10)

DAFTAR TABEL

1 Data penyebaran suhu tiap tingkat pada drum dengan variasi 3 pipa

konveksi 8

2 Data penyebaran suhu tiap tingkat pada drum dengan variasi 5 pipa

konveksi 8

3 Massa sekam dan massa air untuk pengukusan selama 6 jam 9 4 Efisiensi bahan bakar sekam padi pada masing masing pengukusan

selama 6 jam 9

5 Hasil sterilisasi baglog dengan variasi 3 pipa konveksi dengan lama

perebusan 6 jam perlakuan 1 10

9 Nilai bilangan gelombang pada masing-masing baglog dan jamur 13 10 Frekuensi dan konstanta harmonik (hasil uji FTIR) 13 11 Vibrasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan (hasil uji

FTIR) dengan mengasumsikan proses stretching asimetri 14

DAFTAR GAMBAR

1 Bagian-bagian drum untuk pengukuran suhu 4

2 Desain drum (a) dengan variasi tiga dan (b) variasi lima pipa

konveksi 4

3 Tungku sekam 4

4 Hasil Spektrum FTIR Miselium Baglog dan Jamur 3 Pipa 12 5 Hasil Spektrum FTIR Miselium Baglog dan Jamur 5 Pipa 12

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram alir penelitian 17

2 Perhitungan nilai efisiensi bahan bakar sekam padi 17 3 Perhitungan nilai bilangan gelombang, frekuensi vibrasi, dan

konstanta ikatan pada osilasi harmonik sederhana 20 4 Perhitungan nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik,

konstanta pegas pada osilasi anharmonik sederhana 23 5 (a) Proses sterilisasi dengan drum (b) bibit biakan murni yang

tumbuh 27

6 (a) Baglog yang terkontaminsi , (b) Bibit biakan sebar yang tumbuh 27 7 (a) Pembuatan media baglog, (b) Baglog yang tidak terkontaminasi

(11)

(12)

(13)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Jamur tiram putih (Pleurotus otreatus) merupakan salah satu produk pertanian organik yang sangat besar manfaatnya bagi kesehatan, mempunyai kandungan gizi yang tinggi sehingga banyak dikonsumsi manusia.1 Akan tetapi produsen jamur tiram masih sedikit dibandingkan dengan konsumennya sehingga belum cukup memenuhi kebutuhan pasar. Jamur tiram putih termasuk tumbuhan hasil pertanian organik yang tidak mengandung kolesterol. Kandungan gizi yang terdapat dalam jamur tiram putih ini baik untuk kesehatan tubuh. Jamur tiram mengandung protein 19-35% dengan sembilan macam asam amino, lemak 1,7-2,2% yang terdiri dari 75% asam lemak tak jenuh. selain itu karbohidrat jamur mengandung vitamin B utama yaitu Tiamin, Riboflavin, dan Niasin juga vitamin D dan vitamin C. Mineralnya terdiri dari K, P, Na, Ca, Mg juga Zn, Fe, Mn, Co dan Pb.1 Jamur tiram putih dibudidayakan dengan membuat media tanam yang sama dengan tempat asal tumbuhnya di alam. Dengan berbagai macam komposisi yang dicampur dengan perbandingan tertentu, akan dihasilkan media tanam yang baik. Jamur tiram putih tumbuh di berbagai iklim tropis dan sub tropis, di Indonesia sendiri jamur tiram bisa tumbuh pada waktu musim hujan maupun musim kemarau.2

Jamur tiram dapat dibudidayakan pada batangan kayu atau media tanam. Media tanam yang digunakan dapat berasal dari limbah pertanian seperti serbuk gergaji, bongkol jagung dan lainnya. Pemanfaatan jenis-jenis limbah untuk budidaya jamur akan membantu memecahkan masalah penumpukan limbah, menciptakan lapangan kerja baru, serta meningkatkan pendapatan bagi petani dan pengusaha.3 Selain itu jamur tiram juga merupakan usaha yang menjadi salah satu solusi untuk memberikan mata pencaharian yang tidak memerlukan lahan yang luas, masa panen yang banyak dalam setiap bulan, bahkan bisa 7 kali panen dalam satu bulan. Kebutuhan pasar akan jamur tiram yang tinggi yaitu sekitar 200-300 kwintal dalam sehari dan kebutuhan itu sampai sekarang belum terpenuhi.3

Salah satu proses produksi jamur tiram adalah proses sterilisasi yang dilakukan untuk menonaktifkan mikroba baik itu bakteri, kapang, khamir yang menghambat pertumbuhan jamur yang ditanam. Proses sterilisasi bertujuan agar mendapat media tanam yang steril bebas dari mikroba dan jamur lain yang tidak dikehendaki. Pada penelitian ini sterilisasi dilakukan dengan menggunakan drum variasi tiga dan lima pipa konveksi dikukus selama 6 jam yang memberikan dampak pada sebaran panas yang terjadi di dalam drum.2 Kemudian pada miselium

baglog dan jamur yang tumbuh dilakukan analisis dengan karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR).

Perumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh energi termal pada sterilisasi jamur tiram dengan variasi tiga dan lima pipa konveksi menggunakan tungku sekam padi ?

(14)

2

Tujuan Penelitian

1. Menganalisis energi termal pada sterilisasi jamur tiram dengan variasi tiga dan lima pipa konveksi menggunakan tungku sekam padi.

2. Menganalisis konstanta gaya dan energi serapan pada miselium baglog dan jamur tiram.

Manfaat Penelitian

Penelitian ini sangat bermanfaat untuk membantu para petani budidaya jamur tiram dalam memilih bibit baglog dan jamur tiram berdasarkan analisis Fourier Transform Infra Red sehingga memaksimalkan hasil produksi dengan biaya produksi yang minimum menggunakan tungku sekam.

TINJAUAN PUSTAKA

Sterilisasi Media

Sterilisasi media merupakan salah satu proses yang sangat penting dalam pembudidayaan jamur tiram. Media yang sudah dibuat biasanya masih mengandung mikroba khusunya jamur-jamur liar. Jamur liar yang tumbuh pada media nantinya akan menghambat pertumbuhan jamur tiram pada baglog. Banyak cara yang dilakukan untuk sterilisasi, diantaranya 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.4

Sterilisasi dengan metode autoclave relatif lebih mahal daripada menggunakan drum. Akan tetapi keuntungan menggunakan autoclave yaitu tekanan dan suhu yang stabil saat mengukus, waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi yang singkat cukup hanya dengan 5 jam, sedangkan jika menggunakan drum lama sterilisasi bisa mencapai 6 sampai 8 jam, pengaturan tekanan diatur secara manual dari sumber api, suhu didalam drum harus berkisar antara 89-141oC, akan tetapi biayanya lebih murah, memanfaatkan dan mengurangi limbah pertanian yang ada, sehingga bisa dijangkau oleh para petani.

Konduksi

Konduksi adalah transfer energi kalor yang terjadi melalui interaksi antara atom-atom atau molekul-molekul, yang tidak disertai dengan perpindahan atom dan molekul.5 Konduksi kalor hanya akan terjadi jika ada perbedaan suhu pada suatu benda. Konduktivitas termal (k) untuk berbagai zat dimana apabila k semakin besar maka kalor yang dihantarkan semakin besar.5

Persamaan dari konduksi ialah:

(15)

3

Keterangan :

H : Laju aliran kalor (J s-1)

k : Konduktifitas termal (J/s m oC)

A : Luas penampang (m2)

∆T : Perbedaan suhu (Co₎

∆x : Jarak antar ujung yang memliki beda suhu (m)

Konveksi

Konveksi adalah proses dimana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat lain dengan melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar.6_{Walaupun zat cair dan gas umumnya bukan merupakan penghantar}

kalor yang sangat baik, namun dapat mentransfer kalor dengan cukup cepat melalui konveksi.

� = ℎ. �. ∆�

(2) Keterangan :

� : Laju aliran kalor (J/s)

h : Koefisien perpindahan kalor konveksi (J/s m20_C)

� : Luas penampang (m2₎

∆� : Perbedaan suhu (Co₎

METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fisika Material Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, Bengkel Fisika Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Desa Situ Udik, Kec Cibungbulang, Kab Bogor bulan November 2013 sampai dengan Maret 2014.

Alat dan Bahan

(16)

4

Perancangan Alat Penelitian

Keterangan : a = Pusat tabung

b = Lingkar terluar tabung c = Batas air dalam drum d = Bagian atas drum

a b

Gambar 2 Desain drum (a) dengan variasi tiga dan (b) variasi lima pipa konveksi

Gambar 1 merupakan bagian-bagian drum untuk mengukur suhu. Gambar 2 merupakan desain drum, sedangkan Gambar 3 merupakan tungku sekam sebagai pembangkit energi termal pada proses sterilisasi.7,8,9,10 Perancangan alat pada penelitian ini adalah dengan memberikan pipa konveksi di dalam drum seperti tampak pada gambar 2(a) dan 2(b) di atas, pada ujung atas pipa ditutup tetapi disampingnya diberi pori melingkari pipa agar uap keluar secara merata ke bagian samping drum.

Gambar 1 Bagian-bagian drum untuk pengukuran suhu

(17)

5 Pengomposan

Pengomposan adalah proses pembuatan media tumbuh jamur tiram (dibuat menyerupai kondisi tempat tumbuh jamur tiram di alam) dengan menggunakan campuran bahan yang terdiri dari serbuk gergaji 100 kg, tepung jagung 1% (1 kg), kapur pertanian 2% (2 kg), dan dedak 18% (18 kg). Pengomposan dilakukan di tempat yang tertutup supaya bahan yang dicampurkan berada pada suhu yang sesuai (27-30oC), kemudian setiap tiga hari selama tujuh hari harus diaduk kembali.

Pencampuran Media

Pengadukan dilakukan setelah proses pengomposan. Pengadukan dilakukan dengan menambahkan air dengan kadar air 60% dari volume total, yaitu sekiranya bahan campuran digenggam maka akan menggumpal.

Pembuatan Baglog

Pembuatan baglog dimulai dengan memasukkan media tumbuh jamur yang sudah dikompos ke dalam plastik berukuran 17 x 35 cm2. Setelah itu dilakukan pencetakan baglog dengan menggunakan cetakan berbentuk silinder dengan diameter 16 cm dan tinggi 32 cm. Setelah baglog dicetak kemudian baglog

ditimbang. Berat baglog sebesar 1 kg.

Sterilisasi Baglog

Baglog yang sudah dicetak dan ditimbang kemudian disterilisasi dengan menggunakan drum berdiameter 56 cm dan tinggi 121 cm. Kemudian dikukus dengan menggunakan tungku sekam berbahan bakar sekam padi selama 6 jam pada suhu antara 89-141oC. Dalam pengukusan ini sumber api pada tungku sekam harus dijaga agar tetap konstan, supaya memberikan tekanan dan suhu yang konstan.

Pembibitan, Inkubasi dan Pertumbuhan

Proses pembibitan dilakukan setelah baglog disterilisasi dan didiamkan selama satu hari (diinokulasi). Bibit yang digunakan adalah dari bibit turunan murni yang telah dibuat dengan menggunakan media serbuk seperti yang dilakukan dalam tahap pengomposan. Setelah diinokulasi bibit dipindahkan ke ruang pertumbuhan yang bersuhu antara 22-28 oC kemudian diinkubasi di ruangan yang suhunya berkisar antara 27-31oC selama 32 hari. Hari ke 33 dilakukan panen pertama, hari ke 37 panen kedua, hari ke 42 panen ketiga dan hari ke 46 panen keempat.

Perhitungan Efisiensi Bahan Bakar pada Proses Sterilisasi

(18)

6

=

� � ∆� + � + ∆� ₍₃₎

Keterangan :

Qn : laju energi rata-rata yang dibutuhkan (kcal/hari)

ma : massa air awal (kg)

Kemudian Efisiensinya dapat dihitung dari persamaan:

=_{�� } � % (4) Keterangan :

ζ : efisiensi bahan bakar (%)

FCR : (Fuel consumption rate) laju bahan bakar yang dibutuhkan (kg/hari)

Qn : laju energi yang dibutuhkan (kcal/hari)

HVF : (Heat value fuel) energi yang terkandung dalam bahan bakar (kcal/Kg).

Karakterisasi Menggunakan FTIR

Sebelum dilakukan karakterisasi FTIR, sampel jamur dan miselium baglog

dipanaskan (120oC, 2 jam) sehingga dihasilkan gumpalan kering berwarna coklat. Kemudian sampel digerus menggunakan naktar kurang lebih 15 menit sehingga menjadi serbuk. Setelah itu serbuk dikarakterisasi dengan FTIR. Karakterisasi ini bertujuan untuk melihat kandungan senyawa dan ikatan yang terjadi dalam miselium baglog dan jamur.11,12,13,14,15

Untuk memodelkan ikatan molekul pada miselium baglog dan jamur maka digunakan pemodelan konstanta pegas. Pemodelan konstanta pegas pada miselium

baglog dan jamur didapat dengan menghitung frekuensi, konstanta harmonik dan konstanta anharmonik.

Untuk menghitung frekuensi dan konstanta harmonik digunakan dengan menggunakan hukum Hooke pada Persamaan (1)

(19)

7 Sedangkan nilai frekuensi, konstanta anharmonik dan konstanta pegas ikatan molekul dalam spektrum FTIR untuk model anharmonik sederhana dirumuskan sesuai Persamaan (5), (6), (7), (8), (9) :16

= � + �̅ − � + � � cm-1 dengan � = , , … , (6)

�̅ .= �̅ { − � � + } (7)

i v=0→v=1, ∆v=+1,

ω̅e(1-2xe) cm-1 (8)

ii v=0→v=2, ∆v=+2,

2ω̅e(1-3xe) cm-1 (9)

iii v=0→v=3, ∆v=+3,

3ω̅_e(1-4x_e) cm-1 (10) Keterangan :

ω̅e= frekuensi vibrasi xe = konstanta anharmonik

� = tingkatan energi

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sebaran Suhu

Sebaran suhu yang sesuai untuk proses sterilisasi jamur tiram putih adalah berkisar 89-141oC.2 Oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan eksperimen dengan menggunakan variasi tiga dan lima pipa konveksi agar suhu yang tersebar di dalam drum menjadi suhu yang diinginkan. Pada penelitian sebelumnya proses sterilisasi dilakukan tanpa menggunakan variasi banyak pipa di dalamnya sehingga penyebaran panas yang terjadi di dalam drum tidak merata, suhu di dekat sumber api sangat besar kemudian ke samping dan atas drum semakin mengecil penyebaran suhunya. Hal ini terjadi karena perpindahan panas secara konduksi pada drum dan

baglog.2

(20)

8

Telah dilakukan proses sterilisasi dengan menggunakan variasi tiga pipa konveksi yang diukur dengan menggunakan termometer laser memberikan hasil sebaran panas yang hampir merata disetiap tingkat sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1. Penyebaran suhu yang didapat setelah 6 jam 135o_{C, tingkat satu 112}o_C,

tingkat dua 87oC, tingkat tiga 83oC dan tingkat empat 80oC. Sedangkan untuk sebaran suhu dengan variasi lima pipa konveksi di dapat setelah 6 jam 142oC. Pada tingkat satu sampai empat berturut turut adalah 112 oC, 84oC, 86oC dan 83oC, sebagaimana tampak pada Tabel 2. Dari hasil yang didapat dapat disimpulkan bahwa penyebaran suhu disetiap tingkat pada drum setelah menggunakan variasi tiga dan lima pipa konveksi memberikan dampak yang signifikan yaitu hampir merata disetiap tingkatnya. Pada penelitian ini suhu yang menyebar di dalam drum menggunakan proses konduksi dan konveksi. Konduksi terjadi pada perambatan panas dari sumber api melalui drum dan baglog yang merambat ke samping dan ke atas, kemudian konveksi yang terjadi akibat pergerakan uap air dari dalam pipa kecil di dalam drum yang menyebar ke sekelilingnya.

Tabel 1 Data penyebaran suhu tiap tingkat pada drum dengan variasi 3 pipa konveksi

Waktu ( Jam )

Suhu Penyebaran kalor pada drum dengan variasi tiga pipa konveksi ( o_{C )}

Tabel 2 Data penyebaran suhu tiap tingkat pada drum dengan variasi 5 pipa konveksi

Waktu ( Jam )

(21)

9 Nilai Efisiensi Bahan Bakar

Sebelum menghitung nilai efisiensi bahan bakar yang digunakan untuk proses sterilisasi, diperlukan data jumlah sekam yang digunakan, abu sekam yang dihasilkan, volume air sebelum dilakukan pengukusan dan volume air setelah pengukusan (volume sisa) sebagaimana tampak pada Tabel 3. Selisih sekam padi dengan abu sekam digunakan untuk jumlah bahan bakar. Selisih antara volume air dan volume sisa digunakan untuk massa yang menguap. Jumlah bahan bakar dan massa uap digunakan untuk menghitung nilai efisiensi bahan bakar.

Diperoleh nilai efisiensi bahan bakar tungku menggunakan sekam padi pada variasi tiga dan lima pipa konveksi dari pengukusan perlakuan pertama dan kedua masing masing adalah 5.39%; 8.83%; 10.37% dan 11.65 %, sebagaimana tampak pada Tabel 4. Untuk mendapatkan hasil efisiensi bahan bakar sekam padi dilakukan dengan menghitung massa sekam padi yang dipakai selama proses penguapan sehingga diketahui laju bahan bakar yang digunakan sedangkan kebutuhan energi dan laju bahan bakar berpengaruh pada efisiensi bahan bakar.17,18,19,20 Dari hasil ini didapat bahwa yang mempunyai nilai efisiensi paling baik adalah pada variasi lima pipa yaitu sebesar 11.65%, hal ini diduga karena pada lima pipa konveksi terjadi penguapan yang cepat di dalam drum sehingga energi yang dibutuhkan untuk penguapan menjadi kecil. Perhitungan lengkap nilai efisiensi bahan bakar sekam padi pada masing-masing pengukusan tertera dalam Lampiran 2.

Tabel 3 Massa sekam dan massa air untuk pengukusan selama 6 jam Variasi Perlakuan Sekam (kg) Abu sekam

(kg)

(22)

10

Sterilisasi dengan Menggunakan Variasi Tiga dan Lima Pipa Konveksi Hasil sterilisasi baglog adalah jumlah baglog yang tumbuh (tidak terkontaminasi) dan baglog yang terkontaminasi serta massa jamur total yang dihasilkan. Diperlukan waktu selama tujuh hari untuk mengetahui jumlah baglog

yang terkontaminasi maupun yang tidak terkontaminasi. Sedangkan untuk menunggu panen pertama dibutuhkan waktu 33 hari, untuk panen kedua 37 hari, untuk panen ketiga 42 hari dan panen keempat 46 hari. Massa jamur total yang dihasilkan didapat setelah baglog yang tumbuh (tidak terkontaminasi) dipanen.

Hasil sterilisasi baglog yang tidak terkontaminasi maupun yang terkontaminasi dipengaruhi oleh tiga faktor (i) tekanan; (ii) suhu; (iii) nutrisi media

baglog seperti tampak dalam Tabel 5, 6, 7 dan 8. Faktor tekanan pada saat proses sterilisasi disebabkan karena sumber api tidak selalu konstan kadang besar dan kecil sehingga mempengaruhi pada tekanan yang terjadi di dalam drum. Faktor suhu yang optimum dapat memusnahkan mikroba-mikroba dalam baglog, sehingga kandungan nutrisi baglog dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan miselium dan jamur tiram. Faktor nutrisi media baglog seperti unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, vitamin dan mineral juga sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan miselium pada baglog. Hasil sterilisasi yang didapat bahwa yang paling baik adalah dengan menggunakan tiga pipa konveksi. Sesuai dengan penelitian yang dilakukan bahwa dengan menggunakan tiga pipa konveksi memberikan hasil baglog tumbuh paling banyak.

Tabel 5 Hasil sterilisasi baglog dengan variasi 3 pipa konveksi dengan lama perebusan 6 jam perlakuan 1

Baglog

*jumlah panen adalah 4 kali

Baglog

(23)

11 Tabel 7 Hasil sterilisasi baglog dengan variasi 5 pipa konveksi dengan lama

perebusan 6 jam perlakuan 1

Baglog

Hasil bobot massa jamur (saat panen) berbanding lurus dengan banyaknya

baglog yang tumbuh. Semakin banyak baglog yang tumbuh, maka semakin tinggi bobot massa yang dipanen.

Hasil Karakterisasi FTIR

Spektrum FTIR miselium baglog dan jamur tiram pada tiga maupun lima pipa konveksi ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5. Berdasarkan persamaan (5), (6), (7), (8), (9), (10) dapat dihitung nilai frekuensi, konstanta harmonik, konstanta anharmaonik, konstanta gaya seperti dalam Tabel 9, 10 dan 11. Perhitungan lengkap nilai frekuensi, konstanta harmonik, konstanta anharmonik, konstanta gaya tertera dalam Lampiran 3 dan 4.

Berdasarkan Tabel 9, pada semua jenis ikatan molekul yang terkandung dalam jamur tiram ada yang memiliki satu puncak dan ada yang memiliki dua puncak sehingga untuk menganalisis frekuensi vibrasi, konstanta harmonik maupun anharmonik dan konstanta gaya ikatan pada FTIR dengan mengansumsikan proses

(24)

12

Gambar 4 Hasil Spektrum FTIR Miselium Baglog dan Jamur 3 Pipa

Gambar 5 Hasil Spektrum FTIR Miselium Baglog dan Jamur 5 Pipa

30

Bilangan Gelombang ( 1/cm )

Jamur Baglog

Bilangan Gelombang ( 1/cm )

(25)

13 Berdasarkan hasil data eksperimen dan hasil olahan data spektrum FTIR pada Gambar 4, 5 dan Tabel 9, 10, 11 diperoleh bahwa energi serapan pada jamur tiram lebih besar dari energi serapan pada miselium baglog. Ini menyebabkan nilai konstanta gaya ikatan gugus molekul C-O, O-H, C=O dan C-H pada jamur tiram lebih besar dari konstanta gaya ikatan gugus molekul C-O, O-H, C=O dan C-H pada miselium baglog.

Tabel 9 Nilai bilangan gelombang pada masing-masing baglog dan jamur Nilai bilangan gelombang ( 1/cm )

Tabel 10 Frekuensi dan konstanta harmonik (hasil uji FTIR)

Vibrasi cm -1

(26)

14

Tabel 11 Vibrasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan (hasil uji FTIR) dengan mengasumsikan proses stretching asimetri

*B adalah miselium baglog, J adalah jamur tiram

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Telah berhasil melakukan sterilisasi jamur tiram dengan variasi tiga dan lima pipa konveksi menggunakan tungku sekam padi. Dengan menggunakan variasi banyaknya pipa didapatkan hasil sebaran suhu yang merata disetiap tingkat (suhu selimut drum). Proses sterilisasi menggunakan variasi lima pipa konveksi memberikan nilai efisiensi bahan bakar yang paling tinggi yaitu sebesar 11.7 %. Proses sterilisasi menggunakan drum dengan variasi tiga pipa konveksi lebih baik daripada menggunakan variasi lima pipa konveksi dilihat dari hasil baglog yang tidak terkontaminasi.

Hasil data eksperimen dan hasil olahan data spektrum FTIR diperoleh bahwa energi serapan pada jamur tiram lebih besar dari energi separan pada miselium

baglog. Ini menyebabkan nilai konstanta gaya ikatan gugus molekul C-O, O-H, C=O dan C-H pada jamur tiram lebih besar dari konstanta gaya ikatan gugus molekul C-O, O-H, C=O dan C-H pada miselium baglog.

(27)

15 Saran

Untuk penelitian selanjutnya disarankan agar melakukan analisis FTIR miselium baglog yang terkontaminasi, miselium baglog dan jamur pada setiap tingkat serta baglog dan jamur setiap kali panen untuk mengetahui perbandingan kekuatan ikatan gayanya.

DAFTAR PUSTAKA

1 Sumarmi. Botani dan Tinjauan gizi Jamur Tiram Putih. Jurnal Inovasi Pertanian. 2006.

2 Khafit Pratama. Sebaran Kalor Tungku Berbahan Bakar Sekam Padi dan Cangkang Kelapa Sawit Menggunakan Pendekatan Metode Beda Hingga Pada Sterilisasi Jamur Tiram Putih Dalam Drum [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanaian Bogor. 2013. 3 Lily Kartika, Yustina. M.P.D, Pudyastuti, dan Agustin widya Gunawan.

Campuran Serbuk Gergaji Kayu Sengon dan Tongkol jagung Sebagai Media untuk Budidaya jamur Tiram Putih.Departemen Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 1995. 4 Desna, dkk. 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. 2010. 5 Tippler, Paul A. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga. 1998. 6 Giancoli DC. Physics Fifth Ed. Diterjemahkan oleh Yuhilza Hanum dengan

judul : Fisika Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga. 2001.

7 Irzaman, dkk. Development of Cooking Stove with Rice Husk Fuel. Workshop on Renewable Energy Technology Applications t Support E3 Village (Energy, Economics and Enviroment), Universitas Persada Jakarta, halaman 82 – 85, Juli (2008).

8 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).

9 Irzaman, dkk. Optimization of Thermal Efficiency of Cooking Stove with Rice-Husk Fuel in Supporting the Proliferation of Alternative Energy in Indonesia. Proceeding Symposium on Advanced Technological Development of Biomass Utilization in Southeast Asia, page 40 – 43, Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), Japan (2009).

10 F Nawafi, D Puspita, Desna, Irzaman. Optimasi Tungku Sekam Skala Industri Kecil Dengan Sistem Boiler 13 (2). Berkala Fisika, Jurusan Fisika FMIPA Universi-tas Diponeoro Semarang. halaman C23 – C26. (2010). 11 Siva Kumar Kovur, Karla C Schenzel, Eckhard Grimm, and Wulf

(28)

16

12 Gunter Muller, dkk. “FTIR-ATR spectroscopic analysis of changes in wood properties during particle – and fiberboard production of hard and

softwood trees”. Bio resources.4(1), 49-71. 2009.

13 Iuliana Spiridon, Carmen-Alice Teaca, and Ruxanda Bodirlau. “Structural changes evidenced by FTIR spectroscopy in cellulosic materials after pre-treatment with ionic liquid and enzymatic hydrolysis”. Bio resources.6(1),400-413. 2010.

14 Sheng Yao, dkk. “Determination of lignin content in acacia spp. Using near-Infrared reflectance spectroscopy”. Bio resources.5(2),556-562. 2010. 15 Ugo L, dkk.”Near infrared spectroscopy for estimating sugarcane bagasse content in medium density fiberboard”. Bio resources.6(2),1816-1829. 2011 16 Thomas N, Sorrell. Interpreting Spectra of Organic Molecules. University of North Ccarolina at Chapel Hill : University Science Books Mill Valley California. 1998.

17 A.D. Husin, Irzaman, Jajang Juansah, Sobri Effendy. kajian efisiensi energi tungku sekam padi untuk media tanam jamur tiram. Prosiding pertemuan ilmiah XXF HFI Jateng & DIY. 2010.

18 Casnan, Irzaman, Pudji Untoro. Efisiensi Energi dari Tungku Sekam dengan Kompor Bahan Bakar Campuran Air, Minyak dan Gas Karbon (Asap) dengan Metode Kavitasi. Prosiding pertemuan ilmiah XXF HFI Jateng & DIY. 2011.

19 Irzaman, Casnan, Pudji Untoro. Pemanfaatan Gas Karbon Tungku Sekam untuk Pengembangan Kompor dengan Bahan Bakar Campuran Air dan Bahan Bakar Nabati dengan Metode Kavitasi . Prosiding pertemuan ilmiah XXF HFI Jateng & DIY. 2011.

(29)

17 LAMPIRAN

Lampiran 2 Perhitungan nilai efisiensi bahan bakar sekam padi

1. Perhitungan efisiensi bahan bakar variasi 3 pipa 6 jam ulangan 1

 Laju bahan bakar yang dibutuhkan �� = _jam kg

�� = _hari kg

 Laju energi yang dibutuhkan

= � � �� ∆� + � � + � � � ∆� Mulai

Persiapan Alat dan Bahan

Pembuatan Alat

Proses Sterilisasi

Pengambilan Data

Perhitungan dan Analisis Data

Penyusunan

Laporan Selesai

Karakterisasi FTIR

Dual laser Thermometer

(30)

18

= . � � + . � _. + . � . �

= . + _.. + .

= _. .

= . kcal/hari

Jadi = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar . kcal/hari

 Efisiensi bahan bakar

= _�. � %

= . %

 Laju bahan bakar yang dibutuhkan �� = _jam kg

�� = _hari kg

= � � �� ∆� + � � + � � � ∆� = . � � + . � _. + . � . �

= . + _.. + .

= _. .

= . kcal/hari

(31)

19

= _�. � %

= . %

 Laju bahan bakar yang dibutuhkan �� = _jam. kg

�� = _hari. kg

= � � �� ∆� + � � + � � � ∆�

= . � � + . � _. + . � . �

= . + _.. + .

= _. .

= . kcal/hari

= _�. _{. �} %

= . %

 Laju bahan bakar yang dibutuhkan �� = _jam. kg

�� = _hari. kg

(32)

20

= � � �� ∆� + � � + � � � ∆�

= . � � + . � _. + . � . �

= . + _.. + .

= _. .

= . kcal/hari

= _� . _{. �} % = .

Lampiran 3 Perhitungan nilai bilangan gelombang, frekuensi vibrasi, dan konstanta ikatan pada osilasi harmonik sederhana

Massa tereduksi 1. C=O

µ

= mC x mO

mC+mO =

. − _{� � .} − _{� �}

. − _{� � + .} − _{� �}

= .

− 8_{� �}

. − _{� �}

= 11.381 x 10-24_gram

2. O-H µ = mO x mH

mO+mH =

. − _{� � .} − _{� �}

. − _{� � + .} − _{� �}

= . − 8� �

. − _{� �}

= 1.574 x 10-24 gram 3. C-H

µ = mC x mH

mC+mH =

. − � � . − � � . − _{� � + .} − _{� �}

= . − 8� �

(33)

21

Frekuensi Vibrasi dan konstanta harmonik

(34)

(35)

23 k = � � � � µ

= � . � . � � . � − � = . � dyne cm-1 = 470 Nm-1

Jamur 5 Pipa f = � � ̅

= � � − � � − = 0.877 x 1014 s

k = � � � � µ

= � . � . � � . � − � = . � dyne cm-1 = 470 Nm-1

Lampiran 4 Perhitungan nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas pada osilasi anharmonik sederhana

1. C-O

Jamur pada pipa 3 konveksi �= �̅ − � )

�= �̅ − � ) 933 = �̅ − � ) 1373 = �̅ − � )

= − �

− �

2(933)( − � = − � )

� = 0.172861 �̅ =

− � = − . = cm

-1

k = 4π2_�̅ 2_c2_µ= 4π2_(1426cm-1₎2_(3x1010_{cm/s )}2_(11.381x10-24_gram)

= 821000 dyne/cm = 821 Nm-1 Jamur pada 5 pipa konveksi �= �̅ − � )

(36)

24

= − �

− �

2(925)( − � = − � )

� = 0.171986 �̅ =

− � = − . = cm

-1

k = 4π2�̅ 2c2µ = 4π2(1410cm-1)2(3x1010 cm/s )2(11.381x10-24 gram) = 803120 dyne/cm = 803.12 Nm-1

Baglog pada 3 Pipa konveksi �= �̅ − � )

�= �̅ − � ) 918 = �̅ − � ) 1365 = �̅ − � )

= − �

− �

2(918)( − � = − � )

� = 0.169546 �̅ =

− � = − . = cm

-1

k = 4π2�̅ 2c2µ = 4π2(1389cm-1)2(3x1010 cm/s )2(11.381x10-24 gram) = 779375.4323 dyne/cm = 779.375 Nm-1

Baglog pada 5 pipa konveksi �= �̅ − � )

�= �̅ − � ) 910 = �̅ − � ) 1366 = �̅ − � )

= − �

− �

2(910)( − � = − � )

� = 0.166422 �̅ =

− � = − . = cm

(37)

25 k = 4π2�̅ 2c2µ = 4π2(1419cm-1)2(3x1010 cm/s )2(11.381x10-24 gram)

= 751570 dyne/cm = 751.57 Nm-1 2. O-H

Jamur pada 3 Pipa Konveksi �= �̅ − � )

�= �̅ − � ) 2190 = �̅ − � ) 3317 = �̅ − � )

= − �

− �

2(2190)( − � = − � )

� = 0.163388 �̅ =

− � = − . = cm

-1

k = 4π2_�̅ 2_c2_µ= 4π2_(3253cm-1₎2_(3x1010_{cm/s )}2_(1.574x10-24_gram)

= 591000 dyne/cm = 591 Nm-1 Jamur pada 5 Pipa Konveksi �= �̅ − � )

�= �̅ − � ) 2167 = �̅ − � ) 3371 = �̅ − � )

= − �

− �

2(2167)( − � = − � )

� = 0.153834 �̅ =

− � = − . = cm

-1

(38)

26

Baglog pada 3 Pipa Konveksi �= �̅ − � )

�= �̅ − � ) 2183 = �̅ − � ) 3371 = �̅ − � )

= − �

− �

2(2183)( − � = − � )

� = 0.156545 �̅ =

− � = − . = cm

-1

k = 4π2�̅ 2c2µ = 4π2(3178cm-1)2(3x1010 cm/s )2(1.574x10-24 gram) = 564253.5637 dyne/cm = 564.2536 Nm-1

Baglog pada 5 Pipa Konveksi �= �̅ − � )

�= �̅ − � ) 2122 = �̅ − � ) 3371 = �̅ − � )

= − �

− �

2(2122)( − � = − � )

� = 0.145743 �̅ =

− � = − . = cm

-1

(39)

27 Lampiran 5 (a) Proses sterilisasi dengan drum (b) bibit biakan murni yang tumbuh

a b

Lampiran 6 (a) Baglog yang terkontaminsi , (b) Bibit biakan sebar yang tumbuh

a b

Lampiran 7 (a) Pembuatan media baglog, (b) Baglog yang tidak terkontaminasi

(40)

28

RIWAYAT HIDUP

Nama lengkap Rey Fariz Irwansyah, lahir di Tasikmalaya tanggal 02 Agustus 1992. Ayah bernama alm.Hernawan, ibu Susilawati dan adik kandung bernama Ia

Gema Sya’bana. Penulis memulai pendidikan di SDN Cikancra 1 selama 6 tahun,

kemudian SMPN 3 Cikalong selama 3 tahun, setelah itu melanjutkan ke SMAN 5 Kota Tasikmalaya selama 3 tahun, dan Kuliah setara Strata Satu di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan, Alam Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) pada tahun 2010.

Selama kuliah penulis aktif di berbagai Keorganisasian yaitu di LDK Al- Hurriyyah sebagai Staff Syiar periode 2010-2011, sebagai Wakil Ketua HIMAFI IPB periode 2011-2012, sebagai Ketua HIMAFI IPB periode 2012-2013, dan aktif di OMDA (Organisasai Mahahsiswa Daerah) HIMALAYA.

Selaian aktif di keorganisaisian penulis juga aktif dalam kepanitiaan seperti, PGTS (Physics Goes To School) tahun 2011, 2012 dan 2013, KF (Kompetisi Fisika) 2012 dan 2013, Physics Expo 2012 dan 2013, SPIRIT FMIPA 2012, MPD (Masa Perkenalan Mahasiswa) Fisika 2012 dan 2013, Bina Desa FMIPA (Desa Petir) 2012 dan 2013.