Vol. 14, No. 1, April 2000
PENGARUH PENENTUAN
KEMATANGAN NON DESTRUKTIP
GELOMBANG ULTRASONIK -
(The of position of durian in determiltation of ripeness of durian non-destructively by ultrasonic wave)
I
dan Trisnobudi3ABSTRACT
The study was conducted to assess the of durian 's position toward properties of ultrasonic wave for determination of the fruit ripeness using technique. Three ripe and unripe
were used to assess transmittance wave that was passed the durian. The measurement was conducted at 3 peak and valley positions and was repeated 20 times. The result showed that position durian the transmissions of ultrasonic wave. Mo a (attenuation) values can be used as indicator for durian ripeness. Ripe durian tends to have value than unripe durian.
Buah durian (Durio
merupakan satu dari beberapa buah yang masuk buah ini termasuk buah klimaterik dan memiliki keunggulan rasa pada dagingnya. Dikota-kota besar harga
durian sehingga hanya
masyarakat menengah keatas yang dapat menikmati buah
Produksi durian Indonesia selama 5 tahun terakhir mengalami
dari tahun 1992
tahun 1996 berturut-turut
152.501 kg, 170.871 kg, 268.562 kg,
289.648 kg dan 267.106 kg (Napitupulu, 1998). Disamping produksi dalam negeri, Indonesia juga mengimpor durian dari Thailand yang pada tahun 1997 besarnya durian mencapai 756.856 kg dengan nilai 1086.185 dolar Amerika, sedangkan ekspornya
695.614 kg dengan nilai 642.822
Amerika (Napitupulu, 1998).
Dengan demikian durian mencapai 69% besar dibanding ekspornya. Singapura, Taiwan,
program S3 pada Ilmu Keteknikan IPB
Staf Teknologi IPB
Malaysia, Timur Tengah dan Eropa tercatat sebagai negara importir durian dari Indonesia (Hutabarat, 1991).
durian yang optimal tergantung pada
jenis unggul dapat
90 -100 bunga mekar, jenis medium 100 -1 15 hari
bunga mekar yang
140 -150 hari bunga mekar (Anonimous, 1997).
Sedangkan ( 1 994)
menyebutkan bahwa durian akan berbuah 4-5 atau
50 hari Ketsa dan
Pangkool (1995) melaporkan bahwa durian kultivar di Thailand dapat pada (106 3) hari
bunga mekar.
Ketepatan pemanenan durian berpengaruh terhadap mutu daging durian. Buah durian dapat dipetik pada umur tua tetapi belum diperam beberapa hari
dapat 1998).
Masyarakat Indonesia menyenangi durian yaitu durian yang
dengan sendirinya. Jenis durian memiliki rasa paling
karena secara
sempurna (Laksmi, 1978 dan 1998). Pada buah durian yang sudah tua kemudian dipetik dan rasa daging buahnya tidak durian jatohan (Laksmi, 1978).
yang dihadapi konsumen durian adalah bagaimana menentukan durian sudah
sebab aroma durian sebagai kematangan dapat
dikelabuhi dengan
'esence durian' pada durian yang belum Untuk mengatasi
dikembangkan metoda untuk mendeteksi tingkat
durian secara non-destruktip. Gelombang ultrasonik dapat
untuk menentukan kema- mangga dan alpukat
et 1997). Budiastra dkk (1997) melaporkan bahwa gelombang ultrasonik dapat mendeteksi tingkat kematangan durian.
ultrasonik yang diltransmisiikan buah durian tergantung posisi pengukuran. Kerena dilakukan penelitian sejauh mana perubahan posisi durian yang dilakukan dengan
buah berpengaruh terhadap sinyal yang dihasilkan.
ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh posisi perambatan transmisi gelombang ultrasonik durian utuh dalam rangka
untuk tingkat
kematangan buah durian secara non destruktip
Gelombang adalah suatu
dimana terjadi suatu
gangguan satu medium. gangguan dapat berupa medan listrik dan (gelombang elektromagnetik), dapat pula berupa simpangan (gelombang tali, ombak atau dapat pula berupa (gelombang uitrasonik). Keadaan titik didalam medium akan kembali
14, No. 1,
gelombang atau dengan
lain medium
akan bergetar di kesetimbangannya.
suatu medium akan bergetar bila medium merupakan medium dan oleh karena
gelombang
disebut elastik
(Amoranto, 1986). Gelombang elastik tergantung dari jenis medium
yang dan gelombang
elastik tidak mungkin terjadi di
dalam ruang karena
gelombang ini memerlukan partikel untuk menjalar.
frekuensi, gelombang elastik dapat dibagi tiga yaitu gelombang infrasonik, (2) gelombang sonik dan (3)
ultrasonik. Yang
gelombang sonik adalah gelombang elastik yang dapat oleh telinga manusia yaitu
frekuensi 20 hertz sampai 20 Khertz. Gelombang ini sering disebut sebagai gelombang suara atau bunyi. Gelombang sonik ini analog dengan cahaya tampak, gelombang optik yang dapat dilihat. Sedangkan gelombang infrasonik adalah gelombang yang mempunyai frekuensi dibawah 20 hertz sehingga tidak terdengar oleh telinga manusia. Gelombang infrasonik analog dengan sinar infra merah yang mempunyai frekuensi sehingga tidak dapat dilihat. Gelombang ultrasonik adalah gelombang elastik yang mempunyai frekuensi lebih dari 20 sehingga tidak dapat
oleh telinga manusia. Gelombang ini analog dengan sinar
ultraviolet yang mempunyai tinggi dan tidak dapat dilihat.
Pada dasarnya gelombang ultrasonik akan menjalar
berbagai medium. penjalaran dalam medium, intensitas gelombang ultrasonik akan berkurang terhadap jarak yang ditempuh.
intensitas biasanya dinyatakan denga desibel (dB) dan dinyatakan dalam persamaan 1 (Amoranto, 1986
dan 1980)
dimana:
= intensitas mula-mula
= intensitas menempuh jarak x
Lebih lanjut (1986) dan (1 980) menyebutkan bila yang ditinjau adalah tekanan akustik, maka intensitas dinyatakan dalam persamaan
20 log dimana
= tekanan mula-mula
menempuh jarak
x
Prinsip uji secara non destruktif pada buah durian adalah dengan melewatkan gelombang ultrasonik pada buah durian tersebut. Sifat buah bagian dalam yang
diketahui kekemsan,
Sedangkan pada buah-buahan berbiji seperti mangga, biasanya tidak ada hubungan yang jelas antara keadaan buah dengan kecepatan sehingga perlu dilakukan
atenuasinya (Mizrach et al, 1997). Parameter ultrasonik yang biasa digunakan untuk pengukuran non destruktif produk
adalah kecepatan gelombang dan atenuasi. adalah
yang menggambarkan kehilangan suatu energi karena gelombang ultrasonik melewati medium tertentu. energi yang atau diabsorbsi oleh medium bergantung pada jenis mediumnya (Cracknell, 1980). Mizrach et al, (1989) melaporkan hubungan yang untuk inengetahui atenuasi seperti
yang pada persamaan
dimana:
= amplitudo gelombang x
= gelombang
x = tebal sampel (m)
a = atenuasi (db m)
Atenuasi dapat digambarkan dengan power spectral density. Tingkat
power spectral dapat
ditentukan dengan melihat besarnya luasan dibawah power spectral density yang dinyatakan dengan Mo (Chang and 1994)
DAN METODA
Bahan Durian
Bahan yang digunakan adalah 3 buah durian dan 3 buah
durian mentah yang diperoleh dari Farm desa Cihedeng kabupaten Kultivar durian yang digunakan adalah durian unggul
llokal Masing-masing
durian diukur keliling, dan volume. Setiap durian tanda 3 bagian gunung dan lembah. Yang dimaksud adalah bagian durian yang menonjol yang diikuti bagian sisi sebelahnya tidak menonjol (lembah). diberi tanda, yang dilewatkan pada gelombang ultrasonik. Setiap posisi diukur sebanyak 20 kali baik durian maupun mentah. Untuk melihat perubahan sinyal maka sinyal gelombang dilmonitor di
monitor.
Sinyal.
Peralatan yang digunakan untuk mengukur sifat akustik buah adalah peralatan yang telah dirancang dan dibangun oleh Budiastra dkk (1997) terdiri dari beberapa komponen
ultrasonik tester yang terdiri dari komponen timing sirkuit, pulsa
generator, pulsa dan
voltage amplifier yang fungsinya mengirim gelombang ultrasonik yang telah dikuatkan ke transducer T dan
menerima menguatkan
gelombang ultrasonik yang telah ke buah
transducer penerima gelombang ultrasonik R; 2) transducer
gelombang ultrasonik T; 3) transducer penerima gelombang ultrasonik R; 4) digital osciloscop, 5) PC-Lab card dan 6) personal computer.
Vol. 14, No. 1 , April 2000
dapat untuk mengukur sifat buah. Secara skema pengukur gelombang ultrasonik disajikan pada Secara sistem kerja Gambar 1 sebagai berikut .
Pulsa ultrasonik tester ke transducer pemancar T yang akan merarnbatkan
bang ultrasonik kedalam buah. gelombang sonik diterima oleh transducer
yang kemudian ke ultrasonik tester Sinyal yang keluar dari ultrasonik tester pada osciloscop digital dan disimpan. Rangkaisn muka PC Lab card signyal yang tersimpan di osciloscop digital diteruskan komputer untuk Menggunakan
perangkat sinyal
akibat gelombang
ultrasonik dan buah dapat
berdasarkan spektrumnya di layar. Besarnya nilai spektrum
sinyal bentuk zero
moment power (Mo) yaitu
dibawah sinyal
pengukuran. Selama ini nilai Mo parameter mutu diantaranya untuk
non destruktip (Cheng, 1994). Pada pengukuran sifat akustik buah durian digunakan media air, yang dimaksudkan agar
gelombang ultrasonik dapat buah durian. Bentuk buah durian yang berduri untuk menempelkan transduser sebagai sensor dengan sampel yang akan diukur. Sarkar et al, (1983) menggunakan media air untuk menghindari adanya gangguan udara pada sampel yang akan diukur sifat akustiknya.
1 diagram ultrasonik untuk menentukan tingkat buah durian
ULTRASONIC DIGITIZING
OSCILOSCOPE
PC
KOMPUTER PRIBADI
Sifat Fisik Buah tampak total
Durian dengan satuan briks.
Pengukuran jenis durian utuh dilakukan dengan
dingkan dan volume durian. durian ditimbang dengan timbangan digital PM-4800, sedangkan volume durian diukur metoda water displacement yaitu memasukkan durian pada bejana yang diisi air penuh. Dengan memasukkan durian kedalam bejana sebagian air akan tumpah. Air yang tumpah diukur volumenya dengan ukur dan
volume durian.
Parameter kematangan ditandai dengan tingkat kekerasan daging durian dan kemanisan yang ditunjukkan dengan nilai total
terlarut daging durian.
DAN PEMBAHASAN
Sifat transmisi gelombang sonik buah durian dan durian mentah disajikan pada 2.
Berdasarkan nilai Mo yang diperoleh dari masing-masing pengukuran, uji statistik rata- rata antara posisi durian baik
maupun rnentah tidak memberi
Pengukaran Sifat Fisiko Daging Durian
demikian pengukuran durian dengan Kekerasan daging durian diukur
dengan alat force gauge MFG-5 K, dengan satuan Newkg. Plunger pada alat ditekankan pada daging durian sedalam 5 mm, nilai kekerasan akan ditunjukkan pada layar. Total terlarut yang dapat
menunjukkan kemanisan
gelombang ultrasonik
akan menghasilkan nilai Mo yang berbeda secara statistik tidak signifikan, baik durian
maupun durian mentah. Nilai rata- rata Mo pada 3 posisi untuk durian dan mentah disajikan pada 1.
daging durian diukur dengan Dengan menggunakan
refraktometer digital PR-201. (3) nilai atenuasi (a) durian Sampel daging durian diambil dan mentah dan dengan posisi ditempelkan pada lensa yang berbeda ditunjukkan pada 2 disediakan pada alat tersebut.
Kemudian ditekan dan akan
Vol. 14, No. 1, April 2000
2. atenuasi (a) durian dan dengan posisi berbeda
Waktu,
Gambar signal melewati durian
Gambar 2b. nilai Zero moment power durian
0.08
0.04
0.02
-
-
MO 0.2215-
0 0.5 1 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Waktu, milidetik
Gambar Spektrum signal ultrasonik melewati durian belum
,
-
8
0.06
-
0.6045I
Frekuensi, kilohertz
Gambar 2d : Besarnya nilai Zero moment power (Mo) durian belum
3. Sifat fisik kimia daging durian durian mentah
22.00
14, No. I, April 2000
Pada 2 terlihat adanya kecenderungan bahwa
memiliki nilai a lebih tinggi dibanding nilai a durian mentah. data pada 2 belum
tampak terdapat
kecenderungan a durian
lebih tinggi dibanding nilai a durian mentah. Kecenderungan
nilai a durian disebabkan
pada durian terjadi
pengkerutan kulit sehingga antara daging dan kulit rongga udara. Adanya rongga udara menyebabkan gelombang
durian. Dengan demikian rongga udara menyebabkan
atau sinyal
menjadi besar sehingga sinyal yang diteruskan menjadi kecil. Sebaliknya pada durian mentah kulit masih tegar (belum mengkerut) dan daging durian pada kulit. Dengan dem ikian sinyal pada durian mentah kecil, karena belum terbentuknya rongga udara. Karena itulah nilai ( a ) pada durian mentah cenderung lebih kecil dibanding pada durian
Baker dalam Pantastico (1986) melaporkan bahwa selama pematangan struktur selulosa menjadi tergantung pada
daya pektin dan
hemiselulosa yang terdapat diantara kecil dalam sel.
yang terjadi
secara esensial hanya menyangkut susunannya Dengan perubahan
tebal se-sel menjadi
bulat dan cenderung untuk memisahkan diri.
memiliki jenis lebih kecil dibanding durian mentah. Ryal dan Pentzer (1 986)
menyebutkan bahwa buah-buahan sesudah akan meneruskan proses yaitu menghasilkan C02 serta menggunakan Disamping itu pada buah akan terjadi perubahan komposisi dan struktur
yang menyebabkan buah menjadi lunak. Keadaan ini terlihat pada durian yang dengan duri yang kaku pada durian mentah dan agak lunak pada durian
buah durian belum
telah maka selama
dalam kamar maka durian akan melakukan proses respirasi dan adanya etilin durian
yang mentah menjadi
Dengan matangnya durian maka durian akan berkurang, demikian pula jenisnya akan Adapun lunaknya daging durian dipengaruhi oleh kandungan pektin dalam buah. Zat pektin yang tidak dalarn air
akan selama
menjadi pektin yang dalam air. Pelunakan jaringan buah dapat pula disebabkan oleh aktifitas enzim
galaktosidase dan ekso aktifitas Disamping itu pada durian kandungan daging buah yang mengandung karbohidrat diubah menjadi gula. Karena itu pada durian
dibanding pada durian mentah.
3 sifat fisik
durian utuh (BJ) dan sifat fisiko kimia daging durian sifat akustiknya.
Berdasarkan penelitian maka dapat disimpulkan :
1. Pengukuran durian secara non destruktip dengan yang berbeda
yang berbeda tetapi nilai Mo tidak berbeda nyata.
2. Besarnya nilai atenuasi ( a ) durian cenderung lebih besar dibanding durian mentah 3. Pada durian cenderung
memiliki BJ lebih dibanding durian mentah
4. Nilai kekerasan daging durian lebih dibanding nilai kekerasan daging durian mentah
5. Total daging
durian lebih besar
dibanding daging durian
UCAPAN
Penelitian ini terlaksana bantuan biaya dari RUT V. Untuk itu diucapkan terima kasih.
D.A. 994) Penuntun Budidaya Hortikultura (Durian). Proyek Peningkatan Produksi
Propinsi Bengkulu. Bengkulu. Anonimous (1 997) Rancangan
Nasional Indonesia No
29 Tan 1997.
Standarisasi Nasional. Jakarta Budiastra. I.W. 1 998. Pengembangan
Teknologi Gelombang nik untuk penentuan
dan kerusakan
buahan tropika secara non
destruktip. Riset
Unggulan Terpadu V. Riset Nasional. Jakarta.
Budiastra. 1998. Pengembangan Gelombang Ultrasonik untuk
kematangan kerusakan buah-buahan tropika secara non
destruktip. Riset
Unggulan Terpadu V.
I1 (I 999) Cheng, Y and C.G. (1994) Detecting hollow heart in potatoes using ultrasound. Trans. ASAE 21 7-222 Cracknell, A.P. (1980) Ultrasonic.
Whkeham Publication. London. Garret, R.E and R.B. Furry. (1972)
Velocity of sonic pulses in Trans. ASAE 770-774
Heyne, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia .
Deptan. Jakarta
Hutabarat, L.S. Buah Durian
Varietas Okgg dan Sitokong Berdasarkan Waktu dan Lama Penyimpanan. Thesis.
IPB.
Ketsa. S and S. The
Vol. 14, No. April 2000
Laksmi, B. S. L. 1978. Mutu Daging Buah Durian
Penyimpanan Lemari
Beku. Thesis Sekolah Pasca IPB.
Mizrach A., N. and G.
Rosenhouse. 1989.
Determination of fruit and vegetable properties
ultrasonic Exitation. Trans. ASAE 32 (6) Novemebr
-
DesemberMizrach, A; U. Y.
Fuchs. 1997. An ultrasonic destructive method for measuring maturity of manggo fruit. Trans. ASAE 40 (4): 1 11 11
T.E.M. 1998. Luas Rata-rata dan Hortikultura uran dan Buah-buahan). Direktorat Bina Program. Direktorat dan Hortikultura. Jakarta.
Pantastico. 1986.
Pasca penanganan dan
pemanfaatan buah-buahan dan sayur-sayuran tropika dan sub tropika. Kamaryani.
Mada University Yogyakarta.
Sarkar, N and R.R. Wolfe. 1983. Potential of ultrasonic measurement in food quality evaluation. Transaction of the ASAE. ST Joseph. MI. USA
(1996). Memilih
Buah Segar. Penebar Swadaya. Jakarta
Trisnobudi, A. 1986. Teori Dasar Ultrasonik
.
Laboratorium Konstruksi. BPP Teknologi. Jakarta,
1998. Metoda Ultrasonik untukrakan Tingkat Kematangan Buah Cherry. Seminar Nasional Penerapan
