LAPORAN PRAKTIKUM
SIFAT FISIK HASIL PERTANIAN
MENGHITUNG BENTUK, UKURAN DAN MENGUKUR KEKERASAN PADA BUAH
Oleh: Ade Putri Aryani
NIM A1H012060
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
I; PENDAHULUAN
A; Latar Belakang
Bahan pangan merupakan salah satu produk yang dihasilkan dalam pertanian selain ternak dan produk-produk agroindustri. Bahan pangan hasil pertanian ini sering kali mengalami kerusakan baik di lahan maupun dalam proses penanganan pasca panen. Kerusakan tersebut dapat disebabkan oleh berbagai faktor diantaranya faktor fisik, mekanis, termis, biologis, dan kimia.
Untuk mengendalikan kerusakan bahan hasil pertanian tersebut, diperlukan pengetahuan tentang tentang karakteristik (watak atau sifat) teknik dari bahan hasil pertanian yang meliputi karakteristik fisik, mekanik, dan termal.
Beberapa komponen karakteristik fisik komoditas pertanian antara lain bentuk, ukuran, volume, luas permukaan, densitas, porositas, warna, dan kenampakan. Pengetahuan tentang karakteristik fisik bahan hasil pertanian ini diperlukan sebagai dasar dalam :
1; Merancang bangun mesin-mesin pengolahan terhadap perhitungan energi dalam proses pendinginan dan pengeringan, rancangan alat pengecil ukuran. 2; Menganalisis dan menentukan efisiensi suatu mesin, maupun proses
pengolahannya.
3; Mengembangkan produk-produk olahan baru.
4; Mengevaluasi serta mengawetkan mutu produk akhir. 5; Masalah distribusi, dan lain-lain.
Untuk itu penting mengetahui karakteristik fisik dari suatu produk pertanian agar proses penyimpanan dan pengolahan hingga ke konsumen dapatberlangsung lebih optimal karena dengan mengetahui karakteristik fisik produk pertanian kita
dapat menangani produk pasca panen secara benar dan kerusakan pun dapat diminimalkan.
B; Tujuan
1; Menentukan bentuk dan ukuran suatu bahan hasil pertanian berdasarkan perhitungan kebundran dan kebulatan.
2; Mengukur kekerasan bahan hasil pertanian dengan menggunakan Fruits Hardness Tester.
II; TINJAUAN PUSTAKA
Bentuk dan ukuran bahan pangan mempunyai arti penting dalam prosespenanganan bahan pangan, misalnya pada proses pengepakan, pengangkutan, danpenyimpanan. Selain itu, bentuk dan ukuran bahan pangan juga penting pada proses pengolahan bahan pangan. Ukuran menyatakan besaran
materi atauisi pada suatu komoditas yang dimanifestasikan dalam bentuk besaran yaitu berat,lebar, volume, diameter, luas, tebal, dan panjang.
Ada beberapa karakteristik yang dapat digunakan untuk menjelaskan bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian, diantaranya :
1; Bentuk acuan
Dilihat melalui pengamatan terhadap keadaan permukaan dari potongan atau melintangnya atau mengukur parameter-parameter bahan dan kemudian membandingkannya dengan bentuk-bentuk yang sudah ada pada bentuk acuan (chart standar). Berikut ini adalah bentuk acuan dari produk hasil pertanian :
Gambar 1. Contoh Chart Standar pada Buah dan Sayur.
Beberapa istilah dalam bentuk dan acuan yang dapat digunakan untuk mendeskripsikan suatu objek :
Tabel 1. Istilah dalam Bentuk dan Acuan untuk Mendeskripsikan Suatu Objek
Bentuk Deskripsi
Bundar (Round) Menyerupai bentuk bulatan (spheroid)
Oblate Datar pada bagian pangkal dan pusuk atau puncak
Membujur (Oblong) Diameter vertikal lebih besar daripada diameter horizontal
Kerucut (Conic) Meruncing ke arah bagian puncak
Bujur telur (Ovate) Bentuk seperti telur dan melebar pada bagian pangkal
Berat sebelah/ miring (Lopsided) Poros yang menghubungkan pangkal dan puncaktidak tegak lurus melainkan miring Bujur telur terbalik (Oboveta) Seperti telur terbalik
Bulat panjang (Elliptica) Menyerupai bentuk elips (bulat panjang) Kerucut terpotong (Truncate) Kedua ujungnya mendatar atau persegi Tidak seimbang (Unequal) Separuh bagian lebih besar dari yang lain Ribbed Pada potongan melintangnya
sisi-sisinyamenyerupai sudut-sudu
Teratur (Reguler) Bagian horizontal menyerupai lingkaran Tidak teratur (Iregular) Potongan horizontalnya sama sekali tidak
menyerupai lingkaran
2; Kebulatan (Sphericity)
Kebulatan (sphericity) dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara diameter bola yang mempunyai volume sama dengan objek dengan diameter bola terkecil yang dapat mengelilingi objek.Seperti halnya nilai kebundaran, nilai kebulatan suatu bahan juga berkisar antara 0-1. Apabila nilai kebulatan suatu bahan hasil pertanian mendekati 1 maka bahan tersebut mendekati bentuk bola (bulat).
Rumus untuk mencari kebulatan : a ×b × c¿1 /3 ¿ ¿ Sp h ericity=¿ atau Sp h ericity=di dc dimana : a = Sumbu terpanjang b = Sumbu intermediate c = Sumbu terpendek
di =Diameter lingkaran terbesar di dalam obyek
dc =Diameter lingkaran terkecil yang membatasi obyek 3; Kebundaran (Roundness)
Kebundaran adalah suatu ukuran ketajaman sudut-sudut dari suatu benda padat. Nilai kebundaran suatu bahan berkisar 0-1. Apabila nilai kebundaran suatu bahan hasil pertanian mendekati 1, maka bentuk bahan tersebut mendekati bundar.
Rumus menghitung kebundaran : Roundness=Ap Ac Atau Roundness=❑i=1 r N NR dimana :
Ap = Luas permukaan proyeksi terbesar dari bahan dalam posisi bebas Ac = Luas permukaan lingkaran terkecil yg membatasi
r = Jari-jari lengkungan
R = Jari-jari lingkaran maksimum N = Jumlah sudut yang ada
4; Pengukuran dimensi sumbu bahan
Untuk objek-objek yang berukuran kecil seperti biji-bijian, garis besar proyeksi dari setiap sampel dapat diukur dengan menggunakan sebuah alat photo pembesar (photographic enlarger), namun secara sederhana dapat pula dilakukan dengan metode proyeksi dengan menggunakan OHP (Overhead Projector).
5; Kemiripan terhadap benda-benda geometri
Selain membandingkan dengan bentuk standar, penentuan bentuk bahan hasil pertanian dapat juga ditentukan dengan melihat kemiripan dengan benda-benda geometri tertentu, yaitu bulat memanjang (prolate spheroid), bulat membujur (oblate spheroid), dan kerucut berputar atau silinder. Setelah diketahui bentuk bahan berdasarkan kemiripan terhadap benda-benda geometri, maka volume dan luas permukaan bahan dapat dihitung.
Rumus untuk perhitungan kemiripan berdasarkan tipe atau jenisnya adalah sebagai berikut:
a; Bulat memanjang
dimana : V = Volume
S = Luas permukaan
a = Sumbu memanjang elips (major axes) b = Sumbu membujur elips (minor axes) e = Eksentrisitas
b; Kerucut berputar atau silinder (right circular cone) : wortel, mentimun.
ab2
3 4 V e c ab b S222 sin1 2/12 1 a b e
12 12 22
3 rh rr r V
2/1222121rrhrrs dimana :
V= Volume bahan
S= Luas permukaan bahan
a= Sumbu panjang elips (major axes) b= Sumbu pendek elips (minor axes) r1= Jari-jari bagian dasar bahan r2 = Jari-jari bagian pucuk h = Tinggi bahan
e = Eksentrisitas
c; Bulat membujur (oblate spheroid)
Sebuah elip berputar pd sumbu pendeknya : buah anggur.
a b V 2 3 4 e e e b a S 1 1 ln 2 2 2 III; METODOLOGI
A; Alat dan Bahan
1; Buah : Apel 2; Jangka sorong 3; Penggaris 4; Pensil/pulpen 5; Kertas HVS 6; Gelas ukur 7; Neraca 8; Kertas milimeter 9; Jangka B; Prosedur Kerja 1; Menentukan buah yang akan digunakan (Apel). 2; Menggambar buah pada kertas mm blok.
3; Mengukur panjang buah dengan cara menentukan a, b, c, di, dc sesuai dengan buah yang digunakan. Dengan ketentuan sebagai berikut ini :
a = ukuran terpanjang bagian buah b = ukuran pertengahan bagian buah c = ukuran terpendek bagian buah
dc = diameter lingkaran terkecil yang membatasi obyek
4; Menghitung Ap, Ac pada produk buah dengan menggunakan kertas milimeter blok.
5; Menghitung kebundaran dan kebulatan produk buah.
6; Menghitung kekerasan produk buah dengan menggunakan alat yaitu Fruits Hardness Tester.
IV; HASIL DAN PEMBAHASAN A; Hasil Apel : 1; a = 6,03 cm b= 4,49 cm c= 4,24 cm 2; a = 5,6 cm b = 4,3 cm c = 3,8 cm 3; a = 5,98 cm b = 4,81 cm c = 4,29 cm a; Kebundaran 1; ApAc
=
24,7931,06 = 0,79 2; ApAc=
2 3,7525 = 0,95 3; ApAc=
2729=
0,93 b; Kebulatan ( jangka sorong )1; (a .b . c ) 1/3a
=
(6,03 x 4,49 x 4,24) 1/36,03 = 0,806 2; (a .b . c ) 1/3a=
(5,6 x 4,3 x 3,8) 1/35,6 = 0,805 3; (a .b . c ) 1/3a=
(5,98 x 4,81 x 4,29) 1/35,98 = 0,833 c; Kebulatan ( mm blok ) 1; dcdi=
3,94,5 = 0,87 2; dcdi=
3,42,8 = 0,82 3; dcdi=
3 , 53 = 0,86 d; Kekerasan ( P = F/ A) 1; Buah 1 P1 = 23,68 P2 = 25 P3 = 26,32 Prata-rata = P 1+P 2+P 33=
23,68+25+26,323 = 25 2; Buah 2P1 = 25 P2 = 26,32 P3 = 25,84 Prata-rata = P 1+P 2+P 3 3
=
25+26,32+25,84 3 = 25,72 3; Buah 3 P1 = 25,79 P2 = 25,79 P3 = 26,32 Prata-rata = P 1+P 2+P 33=
2 5,79+25,79+26,323 = 25,97Tabel 2. Data Kelompok Lain
Buah kebundaran kebulatan Kekerasan
Jangka sorong Mm blok 1 2 3 x rata-rata Salak 1 Salak 2 Salak 3 0,625 0,681 0,724 0,641 0,763 0,734 0,666 0,8 0,735 16,31 18,42 20,52 24,21 25,78 23,68 24,21 24,73 24,21 21,57 22,97 22,80 Apel 1 Apel 2 Apel 3 0,79 0,95 0,93 0,806 0,805 0,833 0,87 0,82 0.86 23,68 25 25,79 25 26,32 25,79 26,32 25,84 26,32 25 25,72 25,97 Jambu 1 Jambu 2 Jambu 3 0,839 0,862 0,828 0,89 0,954 0,87 0,892 0,857 0,871 16,84 9,47 10,52 18,94 9,73 8,68 20,52 10,52 11,05 18,1 9,9 10,08 Salak 1 Salak 2 Salak 3 0,206 0,285 0,409 0,827 0,815 0,927 0,439 0,544 0,661 12,105 18,42 18,42 24,736 23,15 25,78 23,684 22,63 22,63 20,175 21,4 22,27 Apel 1 Apel 2 Apel 3 0,786 0,842 0,754 2,99 3,006 2,91 0,77 0,84 0,8 25,26 26,32 25,79 24,74 25,26 20,53 26,32 26,32 26,32 25,44 25,96 24,21 Jambu 1 Jambu 2 Jambu 3 0,96 0,94 0,949 0,72 0,67 0,69 0,93 1,6 0,95 11,84 19,73 26,315 14,21 12,47 25,52 14,47 10,52 25,52 15,506 14,24 25,79 B; Pembahasan
Karakteristik dari suatu bahan hasil pertanian sangat penting untuk klasifikasi standar bentuk dan ukuran.Oleh karena itu dibuatlah suatu standar yang telah disepakati bersama untuk mempermudah penanganan dan pengolahan produk
tersebut. Ada beberapa kriteria yang dapat digunakan untuk menjelaskan bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian, yaitu: bentuk acuan, kebundaran, kebulatan, dimensi sumbu bahan, serta kemiripan bahan hasil pertanian terhadap benda geometri tertentu.
Ilmu untuk mengklasifikasikan bahan hasil pertanian sangat penting bagi calon/sarjana teknik pertanian, karena itu sangat berperan aktif dalam peningkatan mutu dan kualitas bahan hasil pertanian yang akan di olah pada proses berikutnya. Karakteristik fisik hasil pertanian akan mempengaruhi bentuk dan ukuran berat atau volume. Bentuk dan ukuran sangat penting dalam perhitungan energi untuk pendinginan dan pengeringan, rancangan pengecilan ukuran, masalah distribusi dan penyimpanan bahan, seperti elektrostatistik, pantulan cahaya dalam evaluasi warna, dan dalam pengembangan alat grading dan sortasi.
Selain itu sifat fisik bahan hasil pertanian merupakan faktor yang sangat penting dalam menangani masalah-masalah yang berhubungan dengan merancang suatu alat khusus untuk suatu produk hasil pertanian, analisa prilaku produk dan cara penanganannya, mengembangkan produk-produk baru dari tanaman dan hewan dan mengevaluasi serta mengawetkan mutu produk akhir. Karakteristik sifat fisik pertanian adalah bentuk, ukuran, luas permukaan, warna, penampakkan, berat, porositas, densitas dan kadar air. Bentuk dan ukuran produk pertanian ini merupakan hal yang penting diantaranya :
a; Proses penanganan bahan pangan (misalnya pada proses pengepakan, pengangkutan, dan penyimpanan).
b; Pada proses pengolahan bahan pangan(penyeragaman bentuk dan
ukurangunamemberi kenampakan yang lebih baik,
mempermudahpengepakan, penyimpanan ataupun pengangkutannya). c; Kualitas dan penerimaan konsumen.
Beberapa kriteria yang termasuk bentuk adalah: oval, simetri dan melengkung.Sedangkan yang termasuk ke dalam ukuran adalah :
1; Volume
Pengukuran volume ada dua pengertian yaitu: volume nyata (volume bahan tesebut dalam suatu wadah tertentu) dan volume mutlak (suatu bahan adalah volume bahan itu sendiri).
2; Bobot
Bobot suatu bahan dapat diukur dengan berbagai jenis neraca sejak yang halus sampai kasar, tergantung kepada tingkat ketelitian pengukuran yang di
kehendaki. Dimana bobot suatu bahan tersebut dapat di catat sebagai bobot total, bobot rata-rata, dan bobot persatuan tertentu.
3; Kerapatan
Kerapatan dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu ; kerapatan nisbi (perbandingan antara kerapatan suatu bahan pada suatu suhu tertentu dengan kerapatan standar), nyata (perbandingan antara massa suatu bahan pada suhu tertentu dengan massa air pada suhu yang sama)dan kerapatan mutlak (perbandingan antara bobot dengan volume bahan).
4; Luas bidang
Sebagian besar semua hasil pertanian memiliki ukuran yang tidak beraturan. Pengukuran luas bidang dari bahan yang tak beraturan di lakukan dengan dua cara yaitu : penimbangan dan simpons rule.
5; Panjang, lebar, diameter
Panjang, lebar dan diameter suatu bahan dapat di ukur dengan menggunakan berbagai alat pengukur seperti penggaris, micrometer, dan vernier caliper. Pada praktikum acara 1 bentuk dan ukuran produk pertanian yang digunakan adalah produk holtikultura berupa buah-buahan, dan kelompok kami mengamati bentuk dan ukuran pada mangga. Pertama-tama menggambar mangga di kertas milimeter blok. Kemudian melakukan pengukuran, niai-nilai yang diukur diantaranya:
a = sumbu terpanjang b = sumbu intermediate c = sumbu terpendek
Ap = luas permukaan proyeksi terbesar mangga dalam posisi bebas Ac = luas permukaan lingkaran terkecil yang membatasi
di = diameter lingkaran terbesar dalam objek
dc = diameter lingkaran terkecil yang membatasi objek.
Setelah mendapatkan data diatas, kemudian mencari nilai kebundaran (roundness), kebulatan (sphericity), dan kekerasan pada mangga dengan rumus yang ada.
Kebundaran (roundness) adalah ukuran ketajaman sudut-sudut dari suatu benda padat. Nilai kebundaran suatu benda berkisar dari 0 - 1, apabila nilai mendekati 1 maka bentuk bahan tersebut mendekati bundar.
Rumus kebundaran : Ap
Ac Kebundaran =
Dari hasil pengukuran pada mangga saat praktikum diperoleh:
Kebundaran yang diperoleh pada mangga yaitu 0,67. Hasil ini menunjukan bahwa pada buah mangga kebundarannya tidak terlalu tinggi, karena suatu bahan dikatakan mendekati bundar jika nilai kebundarannya mendekati angka 1.
2; Kebulatan (sphericity)
Kebulatan merupakan perbandingan antara diameter bola padatiga posisi sumbu :a, b dan c. Nilai kebulatan suatu bahan berkisar 0 – 1, untuk nilai 1 berarti bahan mendekatibentuk bola (bulat).
Rumus mencari kebulatan : a; Dengan jangka sorong
a × b ×c¿1/ 3 ¿ ¿ kebulatan=¿ b; Dengan mm blok kebulatan=di dc
Dari hasil pengukuran pada mangga saat praktikum diperoleh data sebagai berikut:
Kebulatan yang diperoleh pada mangga dengan jangka sorong yaitu 0,694 sedangkan dengan mm blok 0,691. Hasil ini menunjukan bahwa pada buah mangga mendekati bulat dengan perhitungan menggunakan jangka sorong
yaitu 0,71. Perbedaan perhitungan ini terjadi mungkin karena perbedaan dalam menentukan bagian terbesar dan terkecil dari objek.
3; Kekerasan
Kekerasan (hardness) merupakan salah satu sifat fisik yang termasuk dalam atribut tekstur yang penting dalam penilaian bahan makanan. Tekstur merupakan sifat bahan yang dapat dideteksi melalui mata, kulit, dan sensor dalam mulut yang dikelompokkan dalam parameter tekstur menjadi kekerasan, kohesivitas, viskositas, elastisitas, dan adhesivitas. Dalam bahan makanan, tingkat kekerasan ditentukan sebagai gaya yang diperlukan untuk menekan bahan dengan gigi pengunyah untuk menghasilkan perubahan bentuk. Tingkat kekerasan pada buah berbeda-beda berdasarkan tingkat kemasakan buah tersebut. Beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat kekerasan buah adalah adalah suhu, tempat penyimpanan, respirasi dan transpirasi. Perubahan fisik dan kimia yang terjadi pada proses pematangan buah dan sayuran meliputi turgor sel, karbohidrat, gula sederhana, protein, pigmen, dan senyawa lainnya seperti turunan fenol dan asam organik.Pada buah mangga, kemasakan buah tertinggi berada pada bagian pangkal buah, disusul pada bagian tengah dan ujung buah.
Pada praktikum, nilai kekerasan diperoleh dengan menusukan alat pengukur kekerasan (FruitsHardness Tester) ke dalam mangga dengan melakukan 3 kali pengukuran, kemudian di cari nilai rata-ratanya. Sehingga diperoleh hasil sebagai berikut : Pengukuran 1 = 0,45 kg/mm2 Pengukuran 2 = 0,5 kg/mm2 Pengukuran 3 = 0,45 kg/mm2 Kekerasan = 1+2+33 = 0,45+0,5+0,45 3
=
0,467 kg/mm2Berdasarkan praktikum kali ini kekerasan yang diperoleh pada mangga yaitu 0,467 kg/mm2.
Dalam praktikum Sifat Fisik Hasil Pertanian untuk pengukuran bentuk dan ukuran produk pertanian kali ini terdapat beberapa kendala yang terdapat yaitu sebagai berikut :
1; Ketersediaan alat yang minim
Keterbatasan alat mengakibatkan waktu berjalannya praktikum menjadi tidak efektif dan efisien.
2; Kesulitan dalam menentukan bagian Ap dan Ac.
Ap merupakan luas proyeksi terbesar dari bahan dalam posisi bebas. Sedangkan Ac merupakan luas permukaan lingkaran terkecil yang membatasi. Dalam penentuan bagian mana yang merupakan Ap dan bagian mana merupakan Ac merupakan hal yang sedikit sulit. Penentuan ini hanya dilakukan berdasarkan perkiraan menggunakan paca indera sehingga hasilnya bersifat subjektif. Kekeliruan dalam menentuan bagian Ap dan Ac dapat mengakibatkan berbedaan nilai kebundaraan (roundness) antara pengukuran dengan jangka sorong dan millimeter block.
3; Kesulitan dalam menentukan nilai Ap dan Ac dalam millimeter block
Kesalahan dalam perhitungan nilai Ap dan Ac dalam millimeter block dapat menyebabkan kesalahan dalam penentuan kebundaran (roundness). Maka dalam perhitungan Ap dan Ac harus benar-benar teliti agar tidak terjadi kesalahan.
V; KESIMPULAN DAN SARAN
A; Kesimpulan
1; Beberapa komponen karakteristik fisik komoditas pertanian antara lain bentuk, ukuran, volume, luas permukaan, densitas, porositas, warna, dan kenampakan.
2; Pengklasifikasian bahan hasil pertanian sangat penting karena hal tersebut sangat berperan aktif dalam peningkatan mutu dan kualitas bahan hasil pertanian yang akan di olah pada proses berikutnya.
3; Kebundaran (roundness) adalah ukuran ketajaman sudut-sudut dari suatu benda padat.Kebundaran yang diperoleh pada mangga yaitu 0,67.
4; Kebulatan merupakan perbandingan antara diameter bola padatiga posisi sumbu. Kebulatan yang diperoleh pada mangga dengan jangka sorong yaitu 0,694 sedangkan dengan mm blok 0,691.
5; Kekerasan (hardness) merupakan salah satu sifat fisik yang termasuk dalam atribut tekstur yang penting dalam penilaian bahan makanan. Berdasarkan praktikum kali ini kekerasan yang diperoleh pada mangga yaitu 0,467 kg/mm2.
B; Saran
Praktikum sudah berjalan dengan baik tetapi kedepanya praktikum bisa lebih di kondusifkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Abbas, Akmadi. 2007. Karakteristik Fisik Wortel (Daucus carrota L.) Tehadap Penanganan Pasca Panen dan Penerapan Quality Control (Online)Error! Hyperlink reference not valid.. Diakses tanggal 13 desember 2013.
Alekawa. 2009. KarakteristikFisik Bahan Hasil Pertanian (Bentuk dan ukuran) (Online)
Error! Hyperlink reference not valid.. Diakses tanggal 13 desember 2013.
Rianrtranda. 2012. Sifat Fisik Hasil Pertanian(Online)Error! Hyperlink reference not valid.. Diakses tanggal 13 desember 2013.
