JURNAL
ISSN 1411 - 5131
TEKNOLOGIPERTANIAN
Aiat Kejut Medan Listrik
VOL. 9
No. 3
DESEMBER 2008
Jurnal
VOL.9 Hal Malang ISSN
JURNAL
TEKNOLOGIPERTANIAN
Penanggung Jawab
Prof. Dr. Ir. H. Harijono, M. App.Sc.
(Dekan Fakultas Teknologi Pertanian,
Universitas Brawijaya)
Ketua Dewan Redaksi
Dr. Teti Estiasih, STP, MP
Dewan Redaksi
Evi Kumiati, STP, MT
Sri Suhartini, STP, M. Env. Mn
La Choviya Hawa, STP, MP
Pelaksana Tata Usaha Elisa Rachmaliansari, SEIr. Sukim Prayitno
Sherly Harry Saputra, AMd.
Alamat Redaksi/Penerbit
Redaksi Jumal Teknologi PertanianSekretariat Jumal Teknologi Pertanian Ruang
F2.8 Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya Jl. Veteran Malang
65145
Telepon: +62-341-580106
Faksimili; +62-341-568917
lumal tp@vahoo.com
Ucapan terima kasih disampaikan pada
Penelaah Ahli yang telah menelaah naskah
pada edisi ini yaitu;
Dr. Ir. Bambang Susilo, M. Agr. Sc (FTP-UB) Prof. Dr. Aulani am (FK-UB)
Dr. Suhardjo (BPTP)
Dr. Teti Estiasih, STP. MP (FTP-UB) Dr. Ir. Alexander Tunggul Sutan Maji, MT
Dr. Ir. Ruslan Wirosoedarmo, MS (FTP-UB)
Prof. Dr. Ir. Hari Purnomo (FPt-UB)
ISSN: 1411 - 5131
Volume 9 No. 3
Desember 2008
Penelaah Ahli
Prof.Dr.Ir.H. Tri Susanto,MAppSc
(Bidang Teknologi Pangan, UNIBRAW)
Prof.Dr.Ir.H. Simon B. Widjanarko,MAppSc
(Bidang Teknologi Produk Agrikultura,UNIBRAW)
Prof.Dr.Ir. Harijono,MAppSc
(Bidang Teknologi Pengolahan Pangan,UNIBRAW)
Prof.Dr.Ir. Hari Purnomo,MAppSc
(Bidang Teknologi Hasil Temak,FPT,UNIBRAW)
Prof.Dr.Ir. Bambang Suharto,MS
(Bidang Teknik Irigasi, UNIBRAW)
Prof.Dr.Ir. Sri Kumalaningsih,MAppSc
(Bidang Perencanaan Agroindustri,UNIBRAW)
Dr.Ir. Yunianta,DEA
(Bidanag Biokimia Pangan, UNIBRAW)
Dr.Ir. Susinggih Wijana,MS
(Bidang Kimia Bahan Agroindustri,UNIBRAW)
Dr.Ir. Wignyanto,MS
(Bidang Mikrobiologi Agroindustri,UNIBRAW)
Dr.Ir. Ruslan Wirosoedarmo,MS
(Bidang Teknik Tanah dan Air,UNIBRAW)
Dr.Ir. Sumardi H.S, MS
(Bidang Alat dan Mesin Agroindustri,UNIBRAW)
Dr.Ir. Bambang Dwi Argo,DEA
(Bidang Pemodelan Proses Agroindustri,UNIBRAW)
Dr.Ir. Imam Santoso,MP
(Bidang Manajemen Sistem Agroindustri,UNIBRAW)
Ir. Wahyu Supartono,Ph.D
(Bidang Rekayasa Proses Agroindustri,FTP,UGM)
Dr. Ida Bagus Suryaningrat
(Bidang Pemodelan Sistem Agroindustri,FTP,UNEXJ)
Dr.Ir. A. Tunggul Sutan Haji^MT
(Bidang Sistem Informasi Geografi,UNIBRAW)
Dr.Teti Estiasih,STP,MP
(Bidang Kimia & Teknologi
Lemak/Minyak,UNIBRAW)
Dr.Ir. Usman Ahmad,MSi
(Bidang Pemrograman Agroindustri,FATETA,IPB)
Jurnal Teknologi Pertanian
Adalah jurnal resmi yang diterbitkan oleh Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya untuk
media penyebarluasan hasil penelitian yang dilsikukan oleh para peneliti di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya dan para peneliti dari luar
Jurnal Teknologi Pertanian
Memuat tulisan hasil penelitian yang termasuk dalam lingkup disiplin ilmu pengetahuan yang terkait dengan Ilmu-Ilmu Teknologi Pertanian guna menunjang pengembangan Ilmu pengetahuan dan teknologi serta pembangunan nasional
Jurnal Teknologi Pertanian diterbitkan 3 (tiga) kali dalam 1 (satu) tahun Harga Langganan Rp. lOO.OOO/tahuri termasuk ongkos kir-m
Harga eceran Rp 35.000/eksemplar
ISSN 1411 - 5131 JURNAL TEKNOLOGI PERTANIAN
Volume 9, Nomor 3 (Desember 2008)
DAFTARISISistem Monitoring Gas Oksigen Dan Karbondioksida Pada Ruang Penyimpanan Sistem Udara Terkontrol
( Bambang Dwi Argo, Anang Lastriyanto, Nuraini Puji Astuti)
Pengaruh Pemberian Khitosan Terhadap Profil Lipid Serum Darah Tikus Sprague Dawley
(Erryana Martati dan Lily Arsanti Lestari)
Fraksi Kaya Tokoferol Dari Bekatul Beras (Oryza Sativa) Dengan Teknik Kristalisasi Pelarut Suhu Rendah
(Miradiah Cahyanine, Teti Estiasih, Fithri Choirun Nisa)
Studi Lama Perendaman Dan Lama Perkecambahan Sorgum
(Sorghum Bicolour L. Moench) Untuk Menghasilkan Tepung
Rendah Tanin Dan Fitat
(Narsih, Yunianta, dan Harijono)
Pola Intersepsi Tanaman Kopi Skala Laboratorium
Menggunakan
Simulator
Hujan
Dengan
Intensitas
Hujan
Sedang-Deras(Lilik Imron Naimah, Ruslan Wirosoedarmo. .1. Bambang Rahadi)
Kalibrasi dan Evaluasi Kinerja RiunluU Simulator( Bambang Rahadi, Soemarno, Aniek Masrevaniah, Sugeng Priyono)
Inaktivasi
Mikrob
Dengan
Kombinasi
Metode Kejut
Medan
Listrik Dan Pemanasan Pada Air Kelapa (Cocos Nucifera) Sebagai Bahan Baku Minuman Isotonik(Ella Saparianti, Harijono, dan Budi Dwi Wulandari)
Uji Coba Penggunaan Inokulum Tempe Dari Kapang Rhizopus Oryzae Dengan Substrat Tepung Beras Dan Ubi kayu Pada Unit Produksi Tempe Sanan Kodya Malang
(Sukardi, Wignyanto, Isti Purwaningsih)
150- 156 157 - 164 165- 172 173- 180 181 - 189 190- 198 199 - 206 207 - 215
Kalibrasi dan Evaluasi Kinerja Rainfall Simulator
Rahadi, dkk)
KALDBRASI DAN EVALUASI KINERJA RAINFALL SIMULATOR
The Calibration and Performance Evaluation ofRainfall Simulator
Bambang Rahadi'. Soemarno^. Aniek Masrevaniah^, Sugeng Priyono^
^Jurusan Teknik Pertanian-Fakultas Teknologi Pertanian-Universitas Brawijaya
^Jurusan Teknik Sumberdaya Air-Fakultas Pertanian- Universitas Brawijaya
Jl, Veteran - Malang
ABSTRACfT
Rainfall simulator is importantfor studying hydrology and erosion in laboratory. The
most important parameter for studying the performance of rainfall simulator is rain
intensity, drop size distribution, drop mass, drop impact velocity, and kinetic energy. Jney
are evaluated by uniformity coefficient (UC) and distribution uniformity (DV).
This research luas aimed to study the functional performance of rainfall
including determination of the correlation between pressure with rainfall
intensity, drop size distribution, and kinetic energy) and rainfall simulator peaom
evaluation based on uniformity coefficient and distribution uniformity.
The awa
analyzed by using linear regression and evaluated by uniformity coefficien
distribution uniformity.
.
diameter
The result showed that pressure had linear relationship with
coefficient
drop distribution, drop impact velocity, dropped rnass. andkine^e
dP-
distribution
uniformity (CU) of the pressure 2.5 psi-6.5 psi n^re than
at the
unformiW (DU) more than 70%. The rainfall simulator had better perjorman
pressure of 2,5 psi than 6,5 psi.
Key uxtrds: rainfall, simulator, peiformance
PENDAHULUAN
Simulasi
hujan
adalah
menerapkan
hujan
tiruan
yang
diinginkan
untuk
penelitian antara lain: penelitian Erosi,
infiltrasi, intersepsl. Rainfall simulator
dapat mengendalikan hujan seperti yang
diinginkan (Thomas et. at. 1991).
simulator
adalah
alat
yang
dapat
dipergunakan untuk mempelajari parame
ter hidrologi seperti infiltrasi dan rune
dibawah pemakaian hujan yang terkontro
(Fasier, 1977).
Rainfall simulator dapat
digunakan untuk penelitian yang berkaitan
dengan gejala alam secara repeatability
(Meyer and Cune. 1958), seperti penelitian
gejala alam yang berkaitan dengan hujan
antara
lain erosi,
infiltrasi dan
aliran
permukaan.
Disain
rainfall
simulator
meliputi
beberapa
kriteria
yaitu-
karakteristik
hujan,
kemudahan
untuk
dibawa
dan
digunakan dan (Meyer dan Hormon, 1979)
190
parameter penting hujan adalah uku^ran
tetesan dan distribusi mtensitas hujan.
Peralatan utama Rainfall
pengatur besar kecilnya curahan an
pengukur volume air atau hujan. al
penampung.
pencurah
prinsip kerja hujan yang
' . .
dengan memancarkan air melalui noze
yang didisain untuk menghasilkan te e
hujan hujan alami. Blanquies et at (200 ^
menyatakan bahwa keseragaman intes. as
hujan
diatas
70%.
diameter hu^an
^endekati di
sampai dengan 7 mm, artinya
5/W5^^3rbekerja dengan baik.
Curah
hujan
atau
secara
presipitasi adalah peristiwa J3t"hnya
cairan dari atmosfer ke permukaan bumu
Curah hujan adalah merupakan fak or
kontrol yang mudah diamati dalam siklus
hidrologi pada suatu daerah aliran sungai
(DAS).
Presipitasi dapat berbentuk cair
atau beku. Curah hujan adalah istilah yang
Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 9 No.3 (Desember 2008) 190-198
dipergunakan di Indonesia untuk presipi
tasi yang berbentuk cair sedangkan
presipitasi yang berbentuk beku tidak
pernah terjadi atau jarang terjadi di
Indonesia.
Intensitas hujan adalah besarnya curah hujan rata-rata yang terjadi disuatu
daerah dalam satuan tertentu sesuai
dengan waktu konsentrasi periode ulang. Derajat curah hujan dinyatakan oleh jumlah hujan per satuan waktu. Curah hujan yang dimaksud adalah jumlah hujan yang jatuh dipermukaan tanah yang diukur dalam satuan tebal hujan dalam satuan mm
(R). Secara ringkas intensitas curah hujan
dapat
diungkapkan
dalam
persamaan
sebagai-berikut :
1=^
t Keterangan: I R tIntensitas hujan (mm/jam) Curah hujan tertampung (mm) lama penampungan (jam)
Diameter tetesan (Dm) adalah nilai
ukuran butiran hujan yang diasumsikan dalam bentuk bola. Berdasarkan besar nya diameter butiran dapat dihitung setelah diketahui intensitas hujan dengan mempergunakan persamaan sebagai
berikut:
Dm = 2,23(/)°"^
Keterangan^
I
: Intensitas hujan (mm/jam)
Dm : Diameter tetesan (mm)
Massa hujan adalah masa tetesan hujan yang berkaitan langsung dengan tetesan hujan dan densitas air. Bentuk tetesan dianggap bentuk bola sehingga perhitungan bentuk tetesan dengan mempergunakan nilai diameter dari hasil perhitungan dan mempergunakan densitas
1,1X10® kg/mm^.
Kecepatan jatuh butiran yaitu kecepatan jatuhnya hujan merupakan kecepatan akhir dari jatuhnya hujan ke tanah. Moore et al. (1983) menyatakan bahwa kecepatan terminal untuk tetesan air dari 19 |im sampai 7 mm ekivalen
dengan diameter. Kecepatan jatuh dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut:
Vj =0.056U)^ -0.912D^ +5.030-0,254
Keterangan:
V : Kecepatan (m/dt) D : Diameter (mm)
Energi Kinetik Hujan (Ek) adalah energi hujan yang jatuh sampai permukaan tanah mempunyai energi yang disebut dengan energi kinetik. Menurut Chow (1988) bahwa hujan yang jatuh dari ketinggian 2,5 m dan 3 m tidak menunjukkan perubahan bentuk hujan. Besarnya energi kinetik, dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
£•^ = 0,119 + 0,0873^0^7
Keterangan:
Ek : energi kinetik (MJ/ha.mm) I : Intensitas hujan(mm/jam)
Ukuran butir hujan juga dipakai untuk menentukan ukuran tingkat hujan. Butir hujan >0,5 mm disebut hujan dan diameter ^ 0,5 disebut gerimis. Penggolongan hujan ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Penggolongan hujan Tingkat Hujan I mm/jam Dm (mm) M (kg) V (m/dt) Gerimis < 1 0,15
2.4.10"'^
0,5 Halus 1-5 0,506.5.10""
2.1 Normal 5-20 1,005.2.10"'°
4,0 Deras 10-20 2,004.2.10"®
6,5 Sangat Deras >20 3,001.4.10"®
8,1 Keterangan: I Dm M VIntensitas hujan (mm/jam) Diameter (mm)
Massa (kg)
Kecepatan jatuh (m/dt)
Keseragaman distribusi (%) yaitu rerata volume tampungan dari seperempat nilai terendah dibagi dengan rerata volume air yang ditampung seperti persamaan sebagai berikut:
Kaiibrasi dan Evaluasi Kinerja Rainfall SimuJcitor{B?iXX\b?^nz Rahadi. dkk)
rerata —nilai terendah tampungan
4
rerata volume tampungan X100%
Koefisien keragaman Cristiansen' s (Meriam, 1980) merupakan salah satu nilai yang menunjukkan tingkat keseragaman seperti pada persamaan sebagai
berikut-UC -
tampungan - rerata devisiasi
%
rerata volume tampungan
Tujuan penelitian ini adalah mengkaji kinerja fungsional dari rainfall simulator melipuli:
1. Menentukan hubungan tekanan terha-dap parameter hujan (intensitas hujan. diameter tetesan dan energi kinetis). 2. Evaluasi kinerja rainfall simulator
de-ngan parameter koefisien keseragaman
(CU) dan keseragaman distribusi (DU).
BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan di
Laborato-rium Teknik Sumberdaya Alam dan
Lingkungan,
Jurusan
Teknik
Pertanian.
Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas
Brawijaya dan pengukuran hujan lapang di
Sub DAS Sayang sebagai kontrol.
Waktu
penelitian;
pengamatan
hujan
lapang
dilakukan pada Bulan Februari
sampai
Maret 2008 dan pengujian di laboratorium
dilakukan
pada
Bulan
Maret
sampai
dengan Mei 2008.
Unit yang digunakan adalah rainfall
simulator dengan elemen satu buah unit
pompa, lima buah nosel keluaran dengan
diameter
1
mm.
manofneter
untuk
mengukur tekanan, pengatur putaran (rpm)
dan landasan.
Pengujian rainfall simulator dilaku
kan
selama
120
menit
untuk
menguji
perilaku
rainfall
simulator
terhadap
parameter
hujan
dan
dianalisis
dengan
regresi sederhana.
Untuk mengatur kerja
adalah tekanan maka dikaji rainfall simulator hubungan tekanan denganparameter hujan pada tekanan
2,5 psi, 3
Psi, 3,5 psi, 4 psi, 4,5 psi. 5 psi. 5,5 psi.
^•0 psi dan 6,5 psi. Parameter hujan yaitu
intensitas hujan, diameter tetesan, massa
hujan, kecepaian hujan dan enerfu kinetik
(Blanquis el al.. 2008) yang merupakan parameter penting pada rainfall simulator. Merriam (1980) menyatakan kes'^rngaman distribusi dan koefisien keragaman penting untuk evaluasi kinerja rainfall simulator, irigasi curah dan irigasi tetes. Persamaan regresi sederhana yang digunakan adalah sebagai berikut ;
Y = aX+b
HASIL DAN PEMBAHASAN
Keadaan Hujan di Lapangan
Keadaan hujan yang dianali- '-^ adalah hujan yang terjadi di Sub Saynng. Data hujan yang dikumpulkan pada penakar hujan di Sub Das Sayang selama 15 hari kejadian hujan dapat dilihat pada Tabel
2.
Tabel 2. Intensitas hujan 16 Jamiari
s/d 21 Maret 2008
2008
No Tanggal Intensitas Lama Kelas
Hujan Hujnn Hujan (mm/jam) (m< r.il) WMO
1 16-1-2008 5,18 23 R 2 25-1-2008 22,21 il.j SL 3 26-1-2008 15,75 "10 L 4 28-1-2008 17,61 •!3 L 5 29-1-2008 15,24 ;:o L 6 30-1-2008 10.97 23 L 7 1-2-2008 13,93 33 L 8 3-2-2008 20,19 U) L 9 4-2-2008 6,10 2.) N 10 5-2-2008 9,14 20 N 11 6-2-2008 3,04 25 R 12 7-2-2008 11,58 25 L 13 15-3-2008 15,75 30 L 14 16-3-2008 3,35 30 R 15 18-3-2008 24,99 25 SL 16 19-3-2008 9,14 25 N 18 21-3-2008 8,59 55 N
Hasil pengumpulan data lapang
menunjukkan bahwa i n t e n s i t a s
Jurnal Teknologi Pertanian. Vol. 9 No.3 (Desember 2008) 190-198
hujan yang terjadi adalah 3,35 sampai
dengan 22,21. Berdasarkan klasifikasi
hujan menurut Standar WMO maka hujan yang terjadi di Sub DAS Sayang 11,76% hujan sangat lebat, 47,06% adalah hujan lebat, 23,53% hujan normal, dan 17,65% hujan ringan. Lama hujan yang tejadi berkisar antara 25 menit sampai dengan 40 menit, dilihat dari lama hujan menunjukkan bahwa ciri hujan yang terjadi di daerah perbukitan adalah intensitasnya berbeda beda dengan waktu relatif pendek (Hadi, 2006).
Kejadian hujan selama 17 hari hujan lebat yang terjadi mempunyai frekuensi yang tertinggi dibandingkan kejadian hujan normal, hujan sangat lebat dan hujan ringan. Demikian sebaliknya bahwa hujan sangat lebat menempati frekuensi kejadian hujan yang terendah.
Kaiibrasi Rainfall Simulator
Intensitas Hujan
Intensitas hujan merupakan parameter
yang penting, yang dimaksud intensitas hujan adalah jumlah hujan per satuan
waktu. Pada penelitian yang dilakukan adalah jumlah hujan (mm) yang terjadi per satuan waktu (jam). Hubungan tekanan dan intensitas hujan ditunjukkan pada
Gambar 1.
=15.7691-45,779 •
Tekanan (Psi)
htenslas
•LiKar(hen^)
Gambar 1. Hubungan tekanan dengan
intensitas hujan
Hubungan tekanan dengan intensitas hujan mengikuti persamaan linier Y=15,769x - 46,779. Dalam penelitian ini pasangan data yang dianalisis ada 9 pasang, dengan koefisien regresi r=0,948 (ditampilkan pada Lampiran 1). Hubungan
tekanan dan intensitas hujan menunjukkan hubungan langsung positif- baik dengan nilai r>0,6 dan r<l. Selanjutnya nilai residual terstandarisasi menunjukkan nilai absolut lebih kecil 3 dan pasangan data menujukkan adanya linieritas (ditampilkan
pada
Lampiran
2).
Nilai
koefisien
diterminasi (R') 0,899, hal ini menunjukan bahwa tekanan dengan intensitas hujan menpunyai hubungan sangat erat.
Dilihat dari curah hujan yang terjadi di Sub DAS Sayang yaitu curah hujan dengan variasi intensitas hujan antara 3,0mm/jam dan 50mm maka rainfall simulator dapat digunakan untuk mengkaji intensitas curah hujan yang ada di Sub Das Sayang. Stone dan Paige (2005) menyatakan rainfall simulator yang mampu mengatur curah hujan dari ringan sampai sangat lebat maka rainfall tersebut mempunyai kinerja baik. Selanjutnya hubungan linier tekanan dengan intensitas hujan dapat ditemukan bahwa tekanan dapat digunakan untuk pengaturan rainfall
simulator dalam menentukan besarnya intensitas hujan.
Diameter Butiran Hujan
Diameter tetesan hujan penting dan berpengaruh terhadap masa hujan dan kecepatan jatuh dan juga berpengaruh terhadap energi kinetik. Hubungan antara
tekanan dengan diameter tetesan hujan
ditunjukkan pada Gambar 2.
fKZLZZLEJ
2 3 4 5 6 7
Tekanan (Psi)
Gambar 2. Hubungan tekanan dan
diameter tetesan hujan.
Diameter minimum adalah 2,377 mm
pada tekanan 2.5 psi dan 4,80 mm pada intensitas hujan 6.50 psi. Hubungan
Kalibrasi dan Evaluasi Kinerja Roinfa/l SlmuJacoriB^mbang Rahadi, dkk)
mengikuti persamaan linier yaitu Y= 5.833x + 1,0632 dengan koefisien regresi r=0,988 (ditampUkan pada Lampiran 11. Hubungan tersebut menunjukkan bahwa tekanan dan diameter tetesan hujan mempunyai huhungan iangsung positif dengan nilai r>0,6 dan r<l. Selanjutnya bahwa keeratan hubungan antara tekanan dan diameter menunjukan keeratan tinggi
dengan niiai R^=0,995.
NiJai residuaJ terstandarisasi
(di-tampilkan pada Lampiran 3) menunjukkan tidak mempunyai harga yang berada pada
nilai absolut 3, maka dikalakan hubungan
tekanan dan diameter hujan adalah linier.
demikian juga jika pasangan data
menunjukkan
linieritas
dari
hubungan
tekanan dan diameter.
Diameter tetesan hujan adalah
2,377 mm dan yang tertinggi 4.802 mm. menurut Bianquis 2008 diameter tetesan hujan antara 1 mm sampai dengan 7 mm. Maka tetesan hujan yang dihasilkan simulator adalah antara 2,377-4,802 mm
masih sesuai dari kejadian hujan di alam.
Hubungan linieritas antara tekanan dan diameter maka dengan mengatur tekanan pada alat rainfall simulator dapat digunakan untuk mengatur diameter tetesan hujan buatan yang diinginkan.
Masa Hujan
Hubungan tekanan dengan masa butiran hujan mengikuti persamaan Y=12,333x + 25,817 ditunjukkan pada
Gambar 3.
—Ifieat Itea)
Tekansi Psn
Gambar 3. Hubungan tekanan dengan masa hujan
Hubungan tekanan dengan masa hujan adalah linier dengan koefisien regresi
194
r=0.995 (ditampilkan pada
Lampiran
1).
hasil pengujian dengan liniaritas daripasangan data dan nilai residual
terstandarisasi lebih kecil absolut 3, maka
ditemukan hubungan tekanan dengan masa
hujan
adalah
linier
(ditampilkan
pada
Lampiran 4). Nilai koefisien determansi
R"=0,991.
hal
ini
menunjukkan
bahwa
terdapat
keeratan
hubungan
antara
tekanan dan masa hujan.Besarnya masa hujan yang dapat terukur adalah 7,028g pada tekanan 2.5 psi dan 57.941g pada tekanan 6,5 psi. Dan
hubungan linieritas tekanan dan masa
hujan maka alat ukur tekanan dapat dipergunakan untuk pengaturan masa hujan pada rainfall simulator.
Kecepatan Hujan
Hubungan tekanan dengan kecepatan jatuh butiran ditunjukkan pada Gambar 4.
e 9
•'
.ys0.3896X +
"'.-j
•• 3 4 5 6 Tekanan(Psi) « Kecepatan —Lineat O^ecepalan)Gambar 4. Hubungan tekanan dengan kecepatan
Hubungan tekanan dengan kecepatan jatuh butiran hujan adalah linier dengan mengikuti persamaan garis Y=0,3896X+ 6,6784 dengan koefisien regresi r=0,992 (ditampilkan pada Lampiran 1). Hal ini menunjukkan bahwa tekanan mempunyai hubungan positif Iangsung dengan kece patan jatuh butiran hujan. Berdasarkan nilai residual terstandarisasi (ditampilkan pada Lampiran 5) bahwa tidak mempunyai
harga yang berada pada nilai absolut 3 dan
linieritas pasangan data tekanan dan kecepatan jatuh butiran hujan, maka dikatakan hubungan tekanan dan kecepatan jatuh butiran hujan adalah linier.Nilai koefisien diterminasi R'^=0,849. hal
ini menunjukkan bahwa terdapat keeratanJurnal Teknologi Pertanian, Vol. 9 No.3 (Desember 2008) 190-198
hubungan antara tekanan dan kecepatan
jatuh butiran hujan.Kecepatan hujan yang dapat terukur
adalah 7,303 m/dt pada tekanan 2,5 psidan
9,082
m/dt
pada
tekanan
6,5
psi.
Harga
tekanan
pada
alat
ukur
rainfall
simulator dapat dipergunakan untukmengatur
kecepatan
hujan
yang
jatuh
dengan mudah karena hubungan tekanan
dengan
kecepatan
jatuh
butiran
hujan
adalah linier.Energi kinetik
Hubungan tekanan dengan energi kinetik ditunjukkan pada Gambar 5. Hasil penelitian dari tekanan 2.5 psi sampai dengan 6.5 psi dengan energi kinetik mengikuti persamaan Y= 0.026x+ 0,1174. -0.3CD
Im
^021X1
S I^0.150
cO.IGO " i-'-r -j • •. 2 4 5 T<kaAui(P$i) 4 BiergiKneft —liieslBHgiNneS;)Gambar 5. Hubungan tekanan dengan energi kinetik
Besarnya koefisien regresi r=0,981 (ditampilkan pada Lampiran 1), hal ini menunjukan bahwa tekanan mempunyai hubungan Iangsung dengan energi kinetik, karena r>0.6 dan r<l. serta mempunyai hubungan sangat erat dengan koefisien diterminasi R"= 0.962. Selanjutnya bahwa
residual terstandarisasi menunjukkan
bahwa tidak mempunyai harga yang berada pada nilai absolut 3. maka dikatakan hubungan tekanan dan energi kinetik adalah linier, demikian juga jika dilihat Lampiran 6 menunjukkan linieritas dari hubungan tekanan dan energi kinetik. Dari hasil tesebut dengan pengaturan tekanan maka pendugaan energi kinetik pada rainfall simulator dapat dioperasikan dengan mudah, untuk pendugaan energi. Pasangan tekanan dan energi terendah adalah 2,5 psi dengan tekanan 0,132
MJ/ha.mm
dan
tertinggi
sebesar
0,279
MJ/ha.mm pada tekanan 6,5 psi.
Evaluasi Kinerja Rainfall Simulator
Koefisien keseragaman {Coefficient of Uniformity (CU) dan Keseragaman Distribusi (DU) adalah parameter yang penting pada evaluasi kinerja rainfall simulator, irigasi curah dan irigasi tetes.
Nilai koefisien keseragaman yang tinggi menunjukkan tampungan air hujan buatan yang dapat ditangkap adalah seragam. Besar koefisien keseragaman ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Koefisien keseragaman (CU) dan distribusi keseragaman (DU)
No P(psi) UC (%) (DU) (%) 1 2,5 95,82 98,48 2 3.0 96,69 98.08 3 3,5 98,28 99.16 4 4.0 93,42 99.27 5 4.5 99,07 99,43 6 5,0 99,38 99,68 7 5.5 99,22 99,61 8 6.0 98,56 99.16 9 6,5 97,75 99,32
Variasi intensitas hujan yang ditunjukkan oleh koefisien keseragaman (CU) terendah 96,82% yang terjadi pada tekanan 2,5 psi dan tertinggi pada nilai koefisien keseragaman 99.38%. Hasil ini menujukkan nilai yang sangat baik karena koefisien keseragaman diatas 95% artinya tingkat penyimpangan baku tidak lebih dari 5%. Nilai koefisien keseragaman menun jukkan tingkat keseragaman intensitas hujan pada saat pengoperasian rainfall simulator. Hasil yang dicapai rainfall s/-mulator menunlukkan perilaku yang sangat baik dengan nilai CU diatas 80%. Menurut Moore et al (1983) nilai keseragaman dipengaruhi rerata debit keluaran rainfall simulator, semakin besar penyimpangan maka nilai koefisien keseragaman makin
kecil. Jika dilihat dari nilai koefisien
keseragaman hasil pengujian rainfall simulator ternyata dapat memberikan intensitas hujan yang seragam, dengan kesalahan terbesar adalah 4,18%.
Kalibrasi dan Evaluasi Kinerja Rainfall Simulator {^?^vnb^ng Rahadi. dkk)
Keseragaman distribusi pada semua
tekanan lebih besar dari 98%. Hasil
penelitian menunjukkan DU terendah adalah 98,18% pada tekanan 3,0 psi dan DU tertinggi adalah 99,68 pada tekanan pada tekanan 5.0 psi. Hal ini menunjukkan bahwa nilai air hujan buatan yang
didistribusikan
terdapat
kesalahan
2%
dari operasi keluaran hujan buatan. Menurut Merriam (1980), nilai kesera gaman distribusi di atas 70% dikatakan sangat baik, karena hanya 30% air tampungan keluaran rainfall simulator yang tidak mempunyai keseragaman sama. Sehingga secara umum, hasil rainfall simulator dapat dinyatakan mempunyai
kinerja baik.
KESIMPULAN
Hubungan tekanan dengan intensitas hujan, diameter tetesan dan energi kinetik
adalah linier. Koefisien keseragaman pada
berbagai tekanan (2,5 psi sampai dengan 6,5 psi dari ray/?/^//menunjukkan koefisien keseragaman diatas 83,15%. Keragaman Distribusi pada berbagai tekanan (2,5 psi sampai dengan 6,5 psi dari rainfall simulator menunjukkan nilai lebih besar 72,53%. Rainfall Simulator mempunyai kinerja yang baik dengan koefisien keseragaman diatas 80% dan nilai keseragaman distribusi diatas 70%.
DAFTAR PUSTAKA
Blanquis, L.. M. Scharff, and B. Hallock. 2006. The Design and Construction of
Rainfall Simulator.
1998. Gal Poly
State University San Luis
Obispo.
California.Chow, V.T.. D.R. Maidment. and L.W.
Mays.
1988.
Applied
Hydrology.
Mc.Graw-Hill
Book
Company.
New
York.USA.
Frasier, G. W., M.A. Weltz, and L. Weltz. 1997. Rainfall Simulator Run Off
Hydrograph Analysis. U.S.
Departement of Agricultural Rearch
Service, Fort Collin.
Hadi, M. P. 2006. Pemahaman
Karakteristlk
Hujan
sebagai
dasar
Pemilihan
Model
Hidrologi.
Laboratorium Hidrologi dan Kualitas Air. Forum Geografi 20: 13-26.
Meyer,
L.D.
and
D.L.
McCune.
1958.
Rainfall Simulator for Runoff Plots.
Agricultural Engineering: 10.644-648.
Meyer, L.D. and W.C.
Harmon. 1 979.
Multiple-Intensity Rainfall Simulator
for Erosion Research on rowSideslopes.
Transcation
of
The
American
Society
of
Agricultural
Engineers 22:100-103.Merriam, J.L. 1980. Evaluation Irrigation System and Practice. Irrigation Prctice. Polytecnic State University. San Luis Obispo. California.
Moore, I.D, M.C. Hirchi, and B.J.
Barfield.
1983.
Kentacy
Rainfall
Simulator. Transaction of The ASAE. 83:1085-1089.USA, www. iblaauis@calpolv. edu
Stone, J. and G. Paige. 2005. Variable
Rainfall Intensity Rainfall Simulator
Experiments
on
Semi-arid
Rangelands.
U.S.
Department
of
Agriculture,
Agricultural
Research
Service. Southwest Watershed Research Service, Tucson,AZ 85719.www.istone@tucson.ars.ag.gov.
Thomas, N.P., A. Samir, and El Swaify. 1989. Construction and Calibration of Rainfall Simulator. Journal of
Agricultural
Engineering
Research
43:1-9.
Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 9 No.3 (Desember 2008) 190-198
LAMPIRAN
Lampiran 1.
determinasi
Koefisien regresi dan
Hubungan Koefisien Koefisien
Regresi (r) Ditermina
si (R^)
Tekanan- 0,948 0,899 Intensitas hujan Tekanan- 0,998 0,995 Diameter Tetesan Tekanan-Masa 0,991 0,995 hujan Tekanan- 0,992 0,849 Kecepatan Jatuh Tekanan- 0,981 0,962 Energi KinetikLampiran 2. Residual terstandarisasi dan linieritas tekanan dengan intensitas
Scatterplot
Dependent Variable: TEKANAN
•2.0 -I.B -1.0 -.6 0 0
Regression Studentized Residual
Normal P-P Plot of Regression Stand
Dependent Variable; TEKANAN
O.OO .25 CO
Oboorvod Cum Prob
Lampiran 3. Residual terstandarisasi dan linieritas tekanan dengan diameter
Scatterplot
Dependent Variable: TEKANAN
Rogresalon Studentized Residual
Normal P-P Plot of Regression Stand Oeper^ent Variable; TEKANAN
Oboorvod Cum P r o b
Lampiran 4. Residual terstandarisasi dan linieritas tekanan dengan masa
Scatterplot
Dependent Variable: TEKANAN
-2.0 -1.5 -1.0 -.5 0.0
Regression Studentized Residual
Normal P-P Plot of Regression Stand
Dependent Variable: TEKANAN
0 00 2S SO 7S too Obsotvod Cum Prob
Kalibrasi dan Evaluasi Kinerja Rainfall Simulator iB?\xx\b^ng, Rahadi. dkk)
Lampiran 5. Residual terstandarisasi dan
linieritas tekanan dengan kecepatan
Scatterplot
Dependent Variable: TEKANAN
Rogrosalon Studontlzod Rostduat
Normal P-P Plot of Regression Stand Dependent Variable: TEKANAN
0.00 25 .50 .75 1.00
Obsorvod Cum Prob
Lampiran 6. Residual terstandarisasi dan linieritas tekanan dengan energi
Scatterplot
Dependent Variable: TEKANAN
198
S l u d a n l i a o d R e s i d u a l
Normal P-P Plot of Regression Stano Dependent Variable: TEKAlstAN
Observed Cum Prob
•m i'
I
Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 9 No.3 (Desember 2008) 199-206
INAKTIVASI
MIKROB DENGAN KOMBINASI METODE KEJUT MEDAN "
LISTRIK DAN PEMANASAN PADA AIR KELAPA
iCocos nudfera)
SEBAGAI BAHAN BAKU MINUMAN ISOTONIK
Microbes Liactivation by Combination ofPulsed Electric Field
and Heat Treatment on Coconut Water for Isotonic Drink
Ella Saparianti*. Harijono, dan Budi Dwi WulandariJurusan Teknologi Hasil Pertanian-Pakultas Teknologi Pertanian - Universitas
BrawijayaJl. Veteran - Malang
♦Penulis
korespondensi^ email ella_thpub@yahoo.com
Abstract
Pulsed electric Jield is one of non-thermcdfood preservation method. Pulsed electric
field has more advantages than thermal preservation. It can inactivate microbe without
reducing flavor, taste, and nutrition, compared to traditional thermal sterilization.
Coconut water contains natural electrolytes. There are some recognized benefits of
coconut water, one of them is as a natural isotonic drink.
The aim of this research were to understand the effectiveness of microbe inactivation
with pulsed electric field with or without heat treatment on coconut water, and to
^^ru^rstand chemical changes of this process.
Ebq)erimental design used in this
research was randomized block design with 2 factors. Thefirstfactor was pretreatment
(heat treatment and without heat treatment and the secondfactor was the magnitude of
electricfield which were 0,60; 0,75; 1,20, and 1,50 kV/cm).
Pulsed electricfield of 1,50 kV/cm without heat treatment reduced total microbes of
3 log cycles and total of E. colt of 2 log cycles. Heat treatment could reduce total
microbes of 2 log cycles. Whereas pulsed electric field combined with heat treatment
reduced total microbes of 5 log cycles and destroyed E. colt Pulsed electric field with
heat treatment was in microbi^ and E. colt inactivation than without heat treatment, but
this treatment decreased sodium and potassium content of coconut water. Pulsed
electric field with heat treatment produced more reducing sugar and decreased more
vitamin C than without heat treatment
Key words: pulsed electricfield, heat treatment isotonic drink, coconut water
PENDAHULUAN
Peningkatan permintaan terhadap produk pangan yang segar menyebabkan
peningkatan dalam pengembangan inovasi
metode pengawetan pangan non termal
(Odriozola-Serrano et al, 2009). Metode
kejut medan listrik merupakan salah satu metode preservasi pangan nontermal yang merupakan alternatif bagi pengawetan termal (Corte's et al., 2008; Elez-Martinez et al., 2006). Kejut medan listrik dapat menginaktifkan mikrob dan enzim tanpa menyebabkan perubahan flavor, warna, rasa dan komponen nutrisi(Mertens dan Knorr, 1992) Kejut medan listrik ini mempunyai kelebihan jika dibandingkan dengan preservasi termal yang biasanya timbul jika menggunakan pasteurisasi atau sterilisasi termal tradisional (Jayaram et al, 1992).
Pemanasan merupakan metode preservasi termal yang dapat menginaktivasi mikrob tetapi juga dapat merusak rasa, wama, tekstur dan sifat fisik lain dari bahan pangan. Oleh karena itu, untuk meningkatkan
efektifitas inaktivasi mikrob dan
meminimumkan kerusakan nutrisi, maka
