LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN OPERASI INDUSTRI
(Viskositas 2)
Oleh :
Nama : Frida Pascha Nurfitrianty
NPM : 240110120066
Hari, Tanggal Praktikum : Jumat, 16 Mei 2014
Waktu : 13.00-15.00 WIB
Co.Ass : Dwi Rahayu Farah Nuranjani
LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITASPADJADJARAN
2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita selalu menemukan bahan yang memiliki kekentalan. Kekentalan setiap bahan itu berbeda-beda dan dapat kita rasakan bila memegangnya. Bila suatu bahan dilakukan dengan perlakuan yang berbeda akan mengubah kekentalan suatu bahan tersebut. Untuk mengukur kekentalan tersebut menggunakan alat viskometer. Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun dengan tegangan. Menurut teori, semakin rendah viskositas suatu fluida semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut.
Pada praktikum kali ini digunakan sampel saus dengan 2 merek yang berbeda dan sampel kecap dengan 3 merek yang berbeda. Perlakuan sampelnya pun berbeda-beda ada yang dingin, sedang dan panas. Setiap perlakuan itu memiliki nilai viskositas yang berbeda-beda. Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat diperkirakan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida.
1.2 Tujuan Percobaan
1.2.1 Tujuan Intruksional Umum (TIU)
Mahasiswa dapat mempelajari viskositas dalam unit operasi industri hasil pertanian secara umum.
1.2.2 Tujuan Intruksional Khusus (TIK)
BAB II
TNJAUAN PUSTAKA
2.1 Klasifikasi Fluida
Menurut Setiawan tahun 2008, fluida dapat diklasifikasikan menjadi beberapa bagian, tetapi secara garis besar fluida dapat diklasifikasikan menjadi dua bagain yaitu :
a. Fluida Newtonian
Fluida Newtonian adalah suatu jenis fluida yang memiliki kurva shear stress dan gradien kecepatan linier. Contohnya adalah air, udara, ethanol, benzena, dan sebagainya. Fluida Newtonian akan terus menerus mengalir sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida tersebut, vikositas akan berubah jika terjadi perubahan temperatur. Dengan kata lain fluida Newtonian adalah fluida yang mengikuti hukum Newton tentang aliran.
b. Fluida Non-Newtonian
Fluida Non-Newtonian adalah fluida yang tidak tahan terhadap tegangan geser (shear stress), gradient kecepatan (shear rate) dan temperatur. Dengan kata lain kekentalan (Viscosity) merupakan fungsi daripada waktu. Fluida Non-Newtonian ini antara lain : cat, minyak pelumas, lumpur, darah, obat-obatan cair, bubur kertas, dan sebagainya.
Berikut ini beberapa model pendekatan untuk fluida Non-Newtonian : 1. Bingham Plastic
Bingham plastik adalah suatu model pendekatan fluida Non-Newtonian dimana viscositasnya akan sangat tergantung pada shear stree dari fluida tersebut. Semakin lama viskositasnya akan menjadi konstan.
2. Pseudoplastic
3. Dilatant
Dilatant adalah suatu model pendektan fluida Non-Newtonian dimana viskositas danshear stress dari fluida ini akan cenderung mengalami peningkatan. Contoh fluida jenis ini adalah pasta.
Sementara itu penggolongan lain untuk fluida Non-Newtonian adalah : 1. Thixotropic (Shear thinning),
Fluida yang termasuk fluida shear thinning adalah fluida yang mengencer akibat geseran. Viskositas nyatanya berkurang dengan meningkatnya laju geseran – semakin kuat fluida mengalami geseran, maka fluida tersebut semakin encer (viskositasnya berkurang) (Munson,2004).
Fluida thixptropic adalah fluida dimana viskositasnya seolah – olah semakin lama semakin berkurang meskipun laju gesernya tetap. Apabila terdapat gaya yang bekerja pada fluida ini maka viskositasnya akan menurun contoh fluida ini adalh cat, campuran tanah liat, dan berbgai jenis jel (Setiawan, 2008).
2. Rheopectic (Shear Thickening)
Fluida yang viskositasnya seolah – olah makin lama makin besar. Sebagai contoh minyak pelumas. Bisa dikatakan bahwa jika ada suatu gaya yang bekerja padanya makan fluida rheopectic akan bertambah (Setiawan, Didik.2008).
Sedangkan menurut Munson tahun 2004, untuk fluida yang mengental akibat geseran disebut Shear Thickening fluida. Viskositas nyatanya meningkat dengan peningkatan laju geseran, semakin fluida mengalami geseran maka semakin kental fluida tersebut (viskositas bertambah).
2.2 Viskositas
berlaku untuk fluida Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskos dapat digambarkan dengan dua buah bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidah ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida. Suatu gaya F dikenakan pada bidang bagian atas yang menyebabkan bergeraknya bidang atas dengan kecepatan konstan v, maka fluida dibawahnya akan membentuk suatu lapisan – lapisan yang saling bergeseran.Setiap lapisan tersebut akan memberikan tegangan geser (s) sebesar F/A yang seragam, dengan kecepatan lapisan fluida yang paling atas sebesar v dan kecepatan lapisan fluida paling bawah sama dengan nol. Maka kecepatan geser (g) pada lapisan fluida di suatu tempat pada jarak y dari bidang tetap, dengan tidak adanya tekanan fluida.
saling bergeseran.Setiap lapisan tersebut akan memberikan tegangan geser (s) sebesar F/A yang seragam, dengan kecepatan lapisan fluida yang paling atas sebesar v dan kecepatan lapisan fluida paling bawah sama dengan nol. Maka kecepatan geser (g) pada lapisan fluida di suatu tempat pada jarak y dari bidang tetap, dengan tidak adanya tekanan fluida (Anonim, 2013).
2.3 Viskometer
Menurut Hermawan, 2012 viskometer adalah alat yang dipergunakan untuk mengukur viskositas atau kekentalan suatu larutan. Kebanyakan viscometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu mengalir cepat maka viskositas cairan itu rendah (misalnya cair) dan bila cairan itu mengalir lambat maka dikatakan viskositasnya tinggi (misalnya madu). Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas.
(Glitterfy. 2012)
Ada beberapa viskometer yang sering digunakan untuk menentukan viskositas suatu larutan, yaitu :
1. Viskometer Ostwald 2. Viskometer Hoppler 3. Viskometer Cup and Bo
a. Viskositas Ostwald
Viskometer Ostwald yaitu dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan dalam melewati 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer ostwald. Untuk mengkalibrasi viscometer ostwald adalah dengan air yang sudah diketahui tingkat viskositasnya. Cara penggunaannya adalah:
1. Pergunakan viscometer yang sudah bersih.
2. Pipetkan cairan ke dalam viscometer dengan menggunakan pipet. 3. Lalu hisap cairan dengan menggunakan pushball sampai melewati 2
batas.
4. Siapkan stopwatch, kendurkan cairan sampai batas pertama lalu mulai menghitung.
5. Catat hasil, dan lakukan perhitungan dengan rumus.
6. Usahakan saat melakukan perhitungan, kita menggenggam di lengan yang tidak berisi cairan.
b. Viskositas Hoppler
Viskositas dapat juga ditentukan dengan cara hoppler, berdasarkan hukum stokes (berdasarkan jatuhnya benda melalui medium zat cair). Prosedur kerja dengan menggunakan viscometer hoppler:
1. Ukur diameter bola. 2. Timbang massa bola.
3. Ukur panjang tabung viscometer dari batas atas sampai atas bawah. 4. Tentukan massa jenis masing-masing cairan.
5. Ukur temperature alat viskositas Hoppler. 6. Isi tabung dengan aquades dan dimasukan bola. 7. Pada saat bola diatas , stopwatch dihidupkan. 8. Pada saat bola dibawah, stopwatch dimatikan.
9. Catat waktu bola jatuh dari batas atas sampai batas bawah. 10. Tabung dibalik.
c. Viskometer Cup and Bob
Dalam viskometer ini sampel dimasukkan dalam ruang antara dinding luar bob/rotor dan dinding dalam mangkuk (cup) yang pas dengan rotor tersebut. Berbagai alat yang tersedia berbeda dalam hal bagian yang berputar, ada alat dimana yang berputar adalah rotornya, ada juga bagian mangkuknya yang berputar. Alat viskotester adalah contoh viskometer dimana yang berputar adalah bagian rotor. Terdapat dua tipe yaitu viscotester VT-03 F dan VT- 04 F :
1. VT -04 F digunakan untuk mengukur zat cair dengan viskositas tinggi, 2. VT-03F untuk mengukur zat cair yang viskositasnya rendah.
Prinsip pengukuran viskositas dengan alat ini adalah cairan uji dimasukkan kedalam mangkuk, rotor dipasang .kemudian alat dihidupkan. Viskositas zat cair dapat langsung dibaca pada skala .
d. Viskometer Cone and Plate ( Brookefield)
Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan sampelnya digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar.
Viskometer Cone/ Plate adalah alat ukur kekentalan yang memberikan peneliti suatu instrumen yang canggih untuk menentukan secara rutin viskositas absolut cairan dalam volume sampel kecil. Cone dan plate memberikan presisi yang diperlukan untuk pengembangan data rheologi lengkap. Ada beberapa hal yang mempengaruhi akurasi dari alat ini, misalnya:
1. Dipakai pada cone dan plate 2. Ukuran sample
3. Waktu yang dibutuhkan untuk memungkinkan sampel untuk menstabilkan pada pelat sebelum terbaca
4. Kebersihan kerucut dan plat
5. Jenis bahan, tinggi atau rendah viskositas, ukuran partikel
6. Tipe cone, cone rentang yang lebih rendah memberikan akurasi yang lebih tinggi
Prosedur Kalibrasi untuk Cone/Plate Viscometer
1. Atur jarak antara cone spindle dengan plate sesuai dengan Instruction Manual
2. Pilih viscosity standard yang akan memberikan nilai pembacaan antara 10% hingga 100% dari Full Scale Range (FSR). Sebaiknya pilih standard dengan nilai mendekati 100% FSR.
3. Masukkan sample ke dalam cup dan biarkan selama 15 menit untuk mencapai suhu setting
4. Lakukan pengukuran dan catat hasilnya baik % Torque dan cP.
Toleransi dari viscometer Brookfield adalah 1% dari Full Scale Range (FSR). FSR adalah nilai maksium yang mampu diukur oleh alat dengan kombinasi setting Spindle dan Kecepatan putar spindle yang kita tetapkan. Sedangkan toleransi dari cairan standard adalah 1% dari nilai viscosity cairan yang bersangkutan.
2.4 Kekentalan
Mnurut Innu, 2010 fluida adalah persenyawaan yang mengalami deformasi (perubahan bentuk) secara kontinyu jika dikenakan shear stress. Resistensi yang dikeluarkan oleh fluida terhadap beberapa deformasi disebut viskositas. Untuk dan gas beberapa cairan dengan berat molekul yang rendah jika pada temperature dan tekanan tertentu viskositasnya tetap, maka bahan tersebut dikenal dengan fluida Newtonian.
2.5 Hubungan Fluida dengan Viskositas
Fluida (zat alir) adalah zat yang dapat mengalir, misalnya zat cair dan gas. Fluida dapat digolongkan dalam dua macam, yaitu fluida statis dan dinamis. Didalam fluida yang tidak diidealisir terdapat aktivitas molekuler antara bagian-bagian lapisannya. Salah satu akibat dari adanya aktivitas ini adalah timbulnya gesekan internal antara bagian-bagian tersebut, yang dapat digambarkan sebagai gaya luncur diantara lapisan-lapisan fluida tadi.
ditempat-tempat yang jaraknya terhadap dinding pipa semakin kecil, dan praktis tidak bergerak pada tempat di dinding pipa. Sedangkan kecepatan terbesar terdapat ditengah-tengah pipa aliran.
Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahan dalam fluida terhadap gesekan. Fluida yang mempunyai viskositas rendah, misalnya air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang mempunyai viskositas yang lebih besar.
Dari hasil eksperimen didapatkan bahwa gaya (F) berbanding lurus dengan kecepatan (V), luas (A) dan berbanding terbalik dengan jarak (L). Persamaannya :
F=η .V . AL
dengan η adalah nilai tetapan viskositas.
BAB III
1. Saus sambal (2 merek) 2. Kecap (3 merek) 3. Air
3.2 Prosedur Praktikum 3.2.1 Pengujian Kecap
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan pada praktikum; 2. Memasang alat viskometer dengan benar;
3. Memasukan ketiga kecap ke dalam 3 gelas yang berbeda;
4. Memasukan sebagian bahan ke dalam oven dan sebagiannya lagi ke dalam kulkas selama ±10 menit;
5. Memilih spindle yang akan digunakan, ukuran 62; 6. Memasangkan spindle pada viskometer;
7. Menguji ketiga merek kecap yang bersuhu sedang, panas, dan dingin; 8. Mengukur viskositasnya dengan menggunakan viskometer lalu
menghitungnya;
10. Mencatat hasil yang didapatkan pada praktikum;
11. Membuat grafik suhu terhadap viskositas pada setiap bahan yang digunakan pada praktikum;
12. Membersihkan dan merapikan alat-alat yang telah digunakan. 3.2.2 Pengujian Saus Tomat dan Saus Cabai
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan pada praktikum; 2. Memasang alat viskometer dengan benar;
3. Memasukan saus tomat dan saus cabai ke dalam 3 gelas yang berbeda; 4. Memasukan sebagian bahan ke dalam oven dan sebagiannya lagi ke
dalam kulkas selama ±10 menit;
5. Memilih spindle yang akan digunakan,yaitu ukuran 63; 6. Memasangkan spindle pada viskometer;
7. Menguji saus tomat dan saus cabai yang bersuhu sedang, panas, dan dingin;
8. Mengukur viskositasnya dengan menggunakan viskometer lalu menghitungnya;
9. Membersihkan viskometer dan spindle yang terkena bahan dengan menggunakan tissue untuk digunakan pada uji viskositas bahan selanjutnya;
10. Mencatat hasil yang didapatkan pada praktikum;
11. Membuat grafik suhu terhadap viskositas pada setiap bahan yang digunakan pada praktikum;
BAB IV
Dingin 20,65 23 23 x 100
Sedang 26 13 13 x 100
Panas 41,1 6 6 x 100
3 SuperindoKecap
Dingin 17,9 26,75 26,75 x 100 Sedang 26,4 15 15 x 100
Panas 43,2 9,5 9,5 x 100
4 Saus CabaiIndofood
Dingin 18,7 61,6 61,6 x 2000 Sedang 26,4 43,5 43,5 x 2000
Dingin 14,4 95,5 95,5 x 2000 Sedang 25,6 96 96 x 2000
Panas 38,6 96,5 96,5 x 2000
20 25 30 35 40 45
R² = 0.98 Grafik Perbandingan Suhu Terhadap
15 20 25 30 35 40 45
R² = 0.87 Grafik Perbandingan Suhu Terhadap
Gambar 2. Grafik Perbandingan Suhu Terhadap Viskositas Kecap Bango
15 20 25 30 35 40 45
R² = 0.85 Grafik Perbandingan Suhu Terhadap
15 20 25 30 35 40 45
R² = 0.31 Grafik Perbandingan Suhu Terhadap
Gambar 4. Grafik Perbandingan Suhu Terhadap Viskositas Saus Cabai Indofood
10 15 20 25 30 35 40 45
BAB V PEMBAHASAN
Praktikum satuan operasi industri kali ini membahas mengenai viskositas dimana seminggu sebelumnya telah mendapat responsi dengan materi yang sama. Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun dengan tegangan. Sampel pada praktikum kali ini adalah kecap ABC, kecap Bango, kecap Superindo, saus cabai indofood, dan saus tomat.
Perlakuan setiap sampel berbeda dimana terdapat bahan dengan suhu dingin, panas serta sedang. Pada perlakuan ketiga bahan kecap dilakukan pengukuran suhu awal serta bahan yang sudah diukur di celupkan pada spindle dengan ukuran 62 serta 3 rpm. Hasil pembacaan pengukuran yang diperoleh pada kecap ABC , yaitu 25 untuk suhu dingin, 20 untuk suhu sedang, serta 8,4 untuk suhu panas. Untuk kecap Bango pembacaan yang diperoleh pada suhu dingin, sedang serta panas secara berrutan yaitu 23, 13, serta 6 sedangkan untuk kecap Superindo diperoleh hasil secara berurutan dari mulai dingin, sedang serta panas untuk pembacaan, yaitu 26,75, 15, dan 9,5. Untuk pengukuran kecap agar menapat nilai viskositas dikonversi denganangka pengali sebesar 100.
Pada pengukuran Saus tomat dan saus cabai sama seperti kecap dilakukan tiga perlakuan, yaitu panas, dingin, dan sedang. Ketika dilakukan percobaan hasil yang diperoleh pada saat pembacaan saus tomat suiz pada proses dingin, sedang, serta panas secar berurutan, yaitu 95,5, 96, dan 96,5 sedangkan saus cabai Indofood pembacaan pada proses dingin, sedang, serta panas, yaitu 61,6, 43,5, dan 49 dimana untuk mendapatkan nilai viskositasnya dikonversi dengan faktor pegali sebesar 2000. Jika dilihat dari keseluruhan hasil yang memiliki nilai viskositas paling tinggi, yaitu pada saus tomat suiz dimana itu berarti kekentalan pada saus toma suiz memiliki nilai yang paling tinggi. Saos tomat suiz hanya digunakan sedikit karena persediaan bahan sangat sedikit sehingga pada saat dimasukkan spindle kedalam gelas bahan terjadi kesulitan dimana spindle tersebut sulit tenggelam didalam bahan.
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini, yaitu : 1. Semakin besar nilai viskositasnya maka semakin kental bahan tersebut; 2. Pada proses percobaan dengan saus cabai indofood mengalami sedikit
kekeliruan;
3. Nilai viskositas kecap berbanding terbalik dengan suhu; 4. Nilai viskosits saus suiz berbanding lurus dengan suhu. 6.2 Saran
Saran yang dapat diberikan sebagai pelajaran berikutnya, yaitu : 1. Memeriksa peralatan terlebih dahulu;
2. Teliti dalam mengerjakan praktikum;
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2013. Viskositas. Terdapat pada http://id.wikipedia.org/wiki/Viskositas (diakses pada hari Kamis, 22 Mei 2014 pukul 21.00 WIB).
Hermawan. 2012. Viskometer. Terdapat pada http://analissolo.blogspot.com/2012/10/viskometer.html (diakses pada hari Kamis, 22 Mei 2014 pukul 20.17 WIB).
Innu. 2010. Viskositas Cairan. Terdapat pada http://www.academia.edu/5123485/ VISKOSITAS_I (diakses pada hari : Kamis, 22 Mei 2014 pukul 20.05 WIB).
Munson, et al. 2004. Mekanika Fluida Edisi Keempat Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
LAMPIRAN
Gambar 1.Viskometer Gambar 2. Sampel
