Volume 3, Nomor 2, September 2013 ISSN : AGRICOLA. Jurnal Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Musamus Merauke

(1)

Volume 3, Nomor 2, September 2013 ISSN : 2088 - 1673

AGRICOLA

Jurnal Pertanian

Fakultas Pertanian

Yosehi Mekiuw

Universitas Musamus Merauke

Studi Neraca Air Waduk Lapangan (Long Storage ) di Desa Semangga Jaya Kabupaten Merauke

Pendugaan Stok Ikan Tembang (Sardinella fimbriata ) pada Laut Flores Yosehi Mekiuw

Marthen Adrian Izaak Nahumury

Yosefina Mangera

Daya Saing Ekspor Komoditas Kelapa Indonesia Terhadap Tiga Negara di Asia Analisis Subsektor dan Komoditas Unggulan Pertanian di Kabupaten Asmat

Nita Nasution

Diterbitkan oleh :

Analisis Pertumbuhan Tanaman Gandum pada Beberapa Kerapatan Tanaman

Siti Mechram, Darwin dan Ratna

(Kab. Bulukumba, Bantaeng, Jeneponto dan Takalar) Irianis Lucky Latupeirissa

Efisiensi Usahatani Padi di Kabupaten Merauke

Ineke Nursih Widyantari

Analisa Pengaruh Sifat Reologi Terhadap Kehilangan Energi Pada Sistem Transfer Susu Studi Neraca Air Waduk Lapangan (Long Storage ) di Desa Semangga Jaya Kabupaten Merauke

(2)

Penanggung Jawab Abdullah Sarijan

AGRICOLA

Jurnal Pertanian

Pelindung Philipus Betaubun ISSN : 2088 - 1673

Ni Luh Sri Suryaningsih

Penanggung Jawab

Abdullah Sarijan

Pimpinan Redaksi

Dr. Sumiyati, S.TP, M.P Dr. Ir. Ihwan Tjolly, MP

Ir. Soeparwi, SU

Dr. Trisiwi W. Widayanti, S.Pt., M.M. Sri Rahayoe, S.TP, M.P

Alamat :

Fakultas Pertanian Universitas Musamus Merauke Jl. Kamizaun Mopah Lama - Merauke

Telp. (0971) 326336, 325976, email : jurnalagricola@gmail.com

Mitra Bestari

Dr.Ir. Petrus Hary Tjahja Soedibya, MS

Dewan Redaksi

Wahida Irine Ike Praptiwi

(3)

Daftar Isi Hal. Volume 3, Nomor 2, September 2013

ISSN : 2088 - 1673

AGRICOLA

Jurnal Pertanian

Fakultas Pertanian

Universitas Musamus Merauke

Ruang Editorial iii - iv

Ni Luh Sri Suryaningsih

Studi Neraca Air Waduk Lapangan ( Long Storage ) 72 - 90

di Desa Semangga Jaya Kabupaten Merauke

Yosehi Mekiuw

Efisiensi Usahatani Padi di Kabupaten Merauke 91 - 101

Marthen Adrian Izaak Nahumury

Analisis Pertumbuhan Tanaman Gandum pada Beberapa Kerapatan Tanaman 102 - 116

dan Imbangan Pupuk Nitrogen Anorganik dan Nitrogen Kompos

Yosefina Mangera

Analisis Subsektor dan Komoditas Unggulan Pertanian di Kabupaten Asmat 117 - 127

Nita Nasution

Daya Saing Ekspor Komoditas Kelapa Indonesia Terhadap Tiga Negara di Asia 128 - 135

Ineke Nursih Widyantari

Pendugaan Stok Ikan Tembang (Sardinella fimbriata ) pada Laut Flores 136 - 149

(Kab. Bulukumba, Bantaeng, Jeneponto dan Takalar)

Irianis Lucky Latupeirissa

Analisa Pengaruh Sifat Reologi Terhadap Kehilangan Energi Pada Sistem Transfer Susu 150 - 164

Siti Mechram, Darwin dan Ratna

(4)

RUANG EDITORIAL

SalamAGRICOLA!!!

Jelang akhir tahun 2013, AGRICOLA kembali hadir dengan identitas Volume III, Nomor 2. AGRICOLA merupakan wadah untuk menampung hasil-hasil penelitian dosen Faperta Unmus, namun senantiasa “membuka diri” untuk hasil penelitian dan tulisan teman-teman dari seberang yang didedikasikan untuk kemajuan bersama.

Padi merupakan komoditas unggulan di Merauke yang mengandalkan kebutuhan air irigasi berasal dari curah hujan langsung dan dari waduk lapangan (long storage). Karena itu, Yosehi Mekiuw melakukan penelitian untuk menentukan kemampuan waduk lapangan (long storage) dalam memasok kebutuhan air tanaman dalam bentuk neraca air dan menentukan pola tanam yang tepat berdasarkan tingkat ketersediaan air pada waduk lapangan di Desa Semangga Jaya. Selain Yosehi, Marthen A.I. Nahumury juga menulis tentang usahatani padi dengan menitikberatkan tulisan pada analisis penggunaan input produksi yang lebih efisien sehingga petani padi mampu mengelola lahan garapan secara optimal.

Selain padi, tanah Anim Ha yang subur juga memberikan hasil yang baik ketika ditanami komoditas lainnya seperti gandum yang diteliti oleh Yosefina Mangera. Perlakuan yang diberikan dalam penelitian tersebut adalah kerapatan tanaman dan perimbangan pupuk N dari kompos dan urea. Seluruh parameter pertumbuhan gandum dalam penelitian tersebut memberikan penampilan yang baik, terutama pada jarak tanam 25 x 15 cm.

Kajian di bidang agribisnis tentang pertanian sebagai sumber pendapatan daerah dilakukan oleh Nita Nasution yang mencoba mengidentifikasikan subsektor dan komoditas pertanian unggulan dan potensial untuk di kembangkan sebagai penggerak perekonomian di Kabupaten Asmat. Masih di bidang agribisnis, Ineke N. Widyantari melakukan analisis daya saing kelapa Indonesia terhadap 3 negara tetangga, yaitu Philipina, Malaysia dan Singapura.

Irianis L. Latupeirissa membuat kajian di bidang Manajemen Sumberdaya Perairan. Sesuai bidangnya, Irianis melakukan analisis pendugaan stok ikan Tembang (Sardinella

fimbriata) pada Laut Flores (Kab. Bulukumba, Bantaeng, Jeneponto dan Takalar).

Selanjutnya, Siti Mechram, dkk dari Universitas Syiah Kuala, Nanggroe Aceh Darussalam. Penelitian tersebut mempelajari metode kuantitatif yang dapat menjelaskan karekteristik aliran dan ekspresi matematik yang berguna pada penentuan kehilangan energi serta daya yang dibutuhkan untuk mentransfer bahan pangan cair dalam hal ini susu kental manis dalam suatu sistem.

(5)

Kepada para pembaca dan simpatisan jurnal AGRICOLA diberitahukan pula bahwa pada tahun 2014 direncanakan akan menambah 1 (satu) artikel lagi pada setiap nomor-nya. Sehingga dalam setiap volume akan terbit 16 artikel.

Jurnal AGRICOLA selalu berusaha menampilkan yang terbaik bagi siapapun yang ingin maju bersama. Langkah kecil yang pasti dan akan selalu berarti untuk maju meski tertatih demi mengejar hal-hal yang lebih besar di depan. Alangkah sangat bijaksana bila kita selalu menaruh pengharapan kita pada DIA yang telah dan selalu memelihara alam ini. Seperti harapan akan terus berkembang dan majunya AGRICOLA sebagai sarana untuk berkarya.

VIVAAGRICOLA! FAPERTA BISA !

(6)

___________________________

*) Staf Pengajar Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala E-mail :mechram_tp@yahoo.com

ANALISIS PENGARUH SIFAT REOLOGI

TERHADAP KEHILANGAN ENERGI PADA SISTEM TRANSFER SUSU

Siti Mechram, Darwin dan Ratna*)

ABSTRACT

This research aimed to know the influence of rheological properties of cream to energy losses that occured during transporting process. In addition, this research was conducted by using a computer programming designed for calculating and analysing any complicated data. Those rheological properties were derived from analysis in the laboratory, such as viscosity from any kind of cream. Results analysed by a computer programming revealed that flow behaviour Index (n) and consistency coefficient (m) were the rheological properties interacting with each other since these parameters were the viscosity of cream that influences energy losses in the transport system. Once the total of energy losses was obtained from the system, the pump power required for transfering the product also can be known. Based on the simulation conducted by using rheological parameters of cream with consistency coefficient of 4.5 PaSn, and flow behaviour Index at 0.772 was obtained total energy losses at 282.76 J/kg with the pump power requirement at 0.285 kW. Once consistency coefficient was 7.16 PaSn, and flow behaviour Index was at around 0.768, the total of energy losses increased to 426.30 J/Kg with pump power requirement at 426.30 J/Kg

Keywords : rheology, full cream, energy losses

PENDAHULUAN

Reologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari tentang aliran dan deformasi dari suatu bahan (Herth et al., 2000). Pengukuran dan instrumentasi reologi merupakan hal penting yang harus dimiliki pada laboratorium analisis industri pangan untuk mengetahui karakteristik bahan, serta karakteristik dari produk akhir. Sistem transfer bahan pangan cair merupakan hal yang penting dilakukan sebelum bahan dikemas. Hal ini sangat diperlukan untuk menjaga kebersihan produk sehingga dapat tercapai kualitas yang baik. Pada pabrik pengolahan pangan, bahan pangan cair diproses dengan berbagai tahapan, termasuk diantaranya pemanasan, pendinginan, pengentalan atau yang lain sering diperoleh dengan menggunakan pompa.

Kualitas suatu produk pangan sangat tergantung pada komposisi kandungannya (Herth et al, 2000). Perubahan komposisi suatu produk dapat terjadi selama proses

(7)

Siti Mechram, dkk, Analisa Pengaruh Sifat Reologi Terhadap Kehilangan Energi Pada Sistem Transfer Susu

transfer dari suatu bioreaktor ke tangki penampungnya yang disebabkan material atau peralatan yang digunakan tidak steril. Lebih lanjut, upaya untuk menjaga kebersihan suatu produk susu kental manis, agar tidak terjadi gumpalan dan buih yang dapat mengakibatkan rusaknya susu kental manis pada saat dipasarkan, maka diperlukan sistem transfer susu yang efektif sehingga kualitas susu dapat dipertahankan. Kusumah (1992) menjelaskan bahwa untuk keperluan industri pangan perlu diperhatikan pemilihan pipa yang tidak membahayakan makanan yang dihasilkan. Selama mengalir di dalam pipa akan terjadi hambatan terhadap aliran karena adanya gesekan dengan dinding dalam pipa. Besar gesekan ini sangat dipengaruhi oleh jenis fluida, bahan pipa dan parameter-parameter aliran lain.

Heldman (1980) menyatakan bahwa faktor utama yang harus dimasukkan dalam penerapan data reologi untuk menghitung masalah aliran fluida dalam operasi pengolahan pangan adalah gesekan. Gaya gesekan sangat bervariasi dengan berbagai kondisi seperti angka Reynold dan kekasaran permukaan. Gesekan mempengaruhi sifat aliran produk pangan dengan berbagai cara, termasuk aliran satu lapisan produk diatas lapisan lainnya, aliran produk diatas permukaan dinding, dan aliran produk melalui berbagai perubahan dalam sistem transpor. Dalam penerapan umum, gesekan diartikan sebagai sebuah gaya yang menentang aliran fluida dalam sistem yang diamati.

Menurut Tipler (1991), gaya-gaya gesekan ini juga dinamakan sebagai gaya viskos. Akibat gaya-gaya viskos ini, kecepatan fluida tidak konstan di sepanjang diameter pipa, dengan kecepatan tertinggi di dekat pusat pipa dan terendah terdapat pada tepi pipa, dimana fluida bersinggungan dengan dinding pipa. Lebih lanjut lagi dinyatakan bahwa penurunan tekanan dapat sebanding dengan laju aliran volume. Tipler (1991) juga menyatakan bahwa pada umumnya, viskositas cairan bertambah bila temperatur menurun.

Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan terhadap kebutuhan energi untuk memompakan cairan dengan menggunakan pipa, antara lain: (1). Gesekan yang terjadi di sepanjang pipa . (2). Kebutuhan energi untuk memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat yang lebih tinggi. (3). Energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan kecepatan aliran yang diinginkan. (4). Energi yang dibutuhkan untuk mengatasi perbedaan tekanan diantara input dan output dari pompa. Gesekan yang diciptakan oleh

(8)

JURNAL AGRICOLA, TAHUN III, NOMOR 2, SEPTEMBER 2013

perubahan aliran, sambungan pipa yang berubah secara langsung dan gesekan yang ditimbulkan oleh perubahan aliran, sambungan pipa yang berubah secara langsung dan gesekan yang ditimbulkan oleh pengunaan peralatan-perlatan lain pada sistem (Heldman 1993).

Untuk mengatasi hal ini maka sangat diperlukan untuk menentukan kebutuhan daya pompa dengan mempertimbangkan parameter reologi pada susu kental manis. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari metode kuantitatif yang dapat menjelaskan karekteristik aliran dan ekspresi matematik yang berguna pada penentuan kehilangan energi serta daya yang dibutuhkan untuk mentransfer bahan pangan cair dalam hal ini susu kental manis dalam suatu sistem.

METODOLOGI PENELITIAN

Metode penelitian ini terdiri atas persiapan peralatan dan bahan, serta metode penelitian. Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi Viscometer rheology

International, Power Supply and Drive, timbangan digital, Software Visual Basic 6.0.

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini, adalah: beberapa jenis susu kental manis dengan tingkat kekentalan yang berbeda.

Ada beberapa tahapan yang harus diperhatikan dan dilakukan dalam penelitian ini diantaranya adalah (1) Pengukuran viskositas atau kekentalan, viskositas ini berfungsi sebagai koefisien konsistensi dari bahan dan indeks perilaku alirannya yang akan menentukan jenis aliran dalam sistem transfer susu kental manis. (2) Menentukan total kehilangan energi dari sistem transpor serta menentukan kebutuhan daya pompa yang sesuai untuk mengalirkan susu kental manis dari hasil proses pengolahan, dengan tidak merubah sistem yang ada pada suatu pabrik maka dapat dilakukan dengan analisis pendekatan simulasi komputer. Adapun data-data yang diperlukan untuk perencanaan sistem transfer ini adalah ukuran diameter tangki dan diameter pipa, panjang pipa, jumlah penggunaan keran (Valve), Tee, dan alat penukar panas (Heat Exchanger) pada sistem, jumlah belokan pada sistem, data kekentalan susu kental manis yang terdiri dari indeks perilaku aliran dan koefisien konsistensinya.

Heldman (1980) mengungkapkan bahwa sistem transfer bahan pangan cair sangat tergantung sifat reologi bahan tersebut. Sistem transfer ini sangat berbeda dengan fluida

(9)

air, dimana pada produk pangan cair sedapat mungkin dihindarkan kerusakan seperti terjadinya busa pada saat pengaliran yang dapat menurunkan kualitas produk. Oleh karena itu untuk menghindari kerusakan pada saat pengaliran bahan pangan cair, maka perlu diketahui berapa besar kehilangan energi yang terdapat pada sistem transfer yang didesain sehingga besarnya daya pompa yang dibutuhkan juga dapat diketahui (Heldman, 1980). Ada beberapa parameter yang harus diketahui untuk memperoleh total kehilangan energi pada sistem, diantaranya adalah:

1. Perhitungan kecepatan rata-rata bagi aliran produk

Pada persamaan kecepatan aliran massa mempunyai hubungan langsung antara kecepatan fluida , kecepatan aliran massa fluida wdan rapat massa fluida ρ, juga menunjukan pengaruh luas penampang melintang pipa dimana aliran berlangsung, kita dapat menghitung kecepatan rata-rata bagi aliran produk dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

………... (1)

Pada persamaan 1, diasumsikan bahwa luas penampang pipa dan tangki penampung (A) yang digunakan pada sistem adalah sama.

2. Perhitungan Bilangan Reynold

Pada sistem transpor bahan pangan cair, rumus perhitungan bilangan Reynold-nya berbeda dengan fluida air. Pada fluida bahan pangan cair perhitungan bilangan Reynold menggunakan rumus bilangan Reynold yang digeneralisir, yang didefinisikan pada persamaan berikut :

n n n n RE n n m D U N         1 3 2 3 2  ……….………. (2) U A w U .  

(10)

Pada rumus bilangan Reynold yang digeneralisir juga menggunakan parameter yang sama seperti bilangan Reynold yang biasa, tetapi nilainya beragam karena dipengaruhi koefisien konsistensi (m) dan indeks perilaku aliran bahan (n).

3. Perhitungan hubungan antara faktor gesekan dengan bilangan Reynold.

Untuk jenis aliran laminer dimana Re ≤ 2100, maka untuk menghitung faktor gesekannya dapat digunakan persamaan (2).

Re 16



f ………..……… (3)

Sedangkan pada aliran turbulen dimana Re > 2100, maka perhitungan faktor gesekannya menggunakan persamaan (4).

25 , 0 Re 3164 , 0  f ……….………. (4)

4. Perhitungan energi kinetik

Perhitungan energi kinetik (EK) dari produk yang mengalir dapat dihitung dengan persamaan (5).



2 U

EK  ……….…..……… (5)

dimana energi kinetik tersebut dipengaruhi oleh kecepatan rata-rata dan faktor koreksi energi. Dimana faktor koreksi energi (α ) bagi aliran laminer yaitu dihitung berdasarkan persamaan (6).











2 1 3 3 3 5 2 4     n n n  ……….………..……… (6)

(11)

5. Perhitungan susut energi karena gesekan dalam pipa

Susut energi karena gesekan dalam pipa ini disebut juga dengan Head Loss

Mayor. Untuk menghitungnya dapat digunakan persamaan berikut :

………..……… (7)

Faktor gesekan (f) ditentukan berdasarkan jenis aliran fluida yang terjadi pada sistem. Besarnya Head Loss Mayor juga ditentukan oleh jari-jari dari pipa (R) serta panjang pipa yang digunakan (L). Pada penentuan susut energi pada gesekan dalam pipa ini diasumsikan bahwa diameter yang digunakan ukurannya sama, tidak ada perubahan diameter pipa sepanjang aliran bahan pangan cair, begitu juga dengan diameter pipa

Heat Exchanger harus sama dengan diameter pipa pada sistem.

6. Perhitungan susut energi karena gesekan pada bagian masuk ke pipa dari tangki utama

Perhitungan ini dapat dilakukan dengan persamaan sebagai berikut :

... (8)

Dimana, nilai koefisien gesekan (Kfp) untuk menghitung susut energi karena

gesekan pada bagian masuk ke pipa dari tangki utama atau susut energi pada entrance dapat dihitung berdasarkan persamaan (9) dan (10).

          ₂ 1 2 2 25 . 1 4 , 0 D D Kfp pada 2 1 2 2 D D < 0,715 ………... (9)         ₂ 1 2 2 1 5 , 0 D D Kfp pada 2 1 2 2 D D > 0,715 ………... (10) R L U f Ef . 2 1   2 2 U Kf Ef 

(12)

7. Perhitungan susut energi karena gesekan dalam jumlah siku

Perhitungan ini dapat dilakukan dengan persamaan sebagai berikut : a. Susut energi karena gesekan pada Elbow 90oStandard

... (11)

b. Susut energi karena gesekan pada Elbow 90oMedium Sweep

... (12)

c. Susut energi karena gesekan pada Elbow 900Long Sweep

... (13)

d. Susut energi karena gesekan pada Elbow 90oSquare

... (14)

Dimana

= Koefisien gesekan Elbow 900Standard

= Koefisien gesekan Elbow 900Medium sweep

= Koefisien gesekan Elbow 900Long sweep

= Koefisien gesekan Elbow 900Square

b = Jumlah siku

Dengan demikian perhitungan total susut energi karena gesekan dalam jumlah siku dapat ditentukan dengan persamaan;

... (15) 1 2 3 b U Kf Ef _a _s   2 2 3 b U Kf Ef_b _ms   3 2 3 b U Kf Ef _c _ls   4 2 3 b U Kf Ef d sq   s Kf ms Kf ls Kf sq Kf d c b a Ef Ef Ef Ef Ef₃  ₃  ₃  ₃  ₃

(13)

8. Perhitungan susut energi karena gesekan dalam alat penukar panas (Heat Exchanger) dapat ditentukan dengan persamaannya adalah sebagai berikut :

... (16)

Pada perhitungan susut energi karena gesekan dalam alat penukar panas ini dapat dikalikan dengan jumlah penggunaan Heat Exchanger pada sistem. Dimana HE = Tekanan pada Heat Exchanger (kPa)

9. Perhitungan susut energi karena gesekan dengan jumlah katup (valve)

Nilai KfV dapat dilihat dalam Tabel 1 yang menunjukkan susut energi untuk

Standard Fittings sesuai dengan jenis katup yang digunakan dalam sistem. Persamaan

yang digunakan sebagai berikut :

a. Susut energi karena gesekan pada katup gerbang (Gate Valve)

... (17)

b. Susut energi karena gesekan pada katup bola (Globe Valve)

... (18)

c. Susut energi karena gesekan pada katup siku (Angle Valve)

... (19)

Dengan demikian total susut energi karena gesekan dalam jumlah katup dapat ditentukan dengan persamaan :

... (20)

Dimana :

q = jumlah katup

KfGV = Koefisien gesekan pada Gate Valve (katup gerbang)

KfGlV= Koefisien gesekan pada Globe Valve (katup bola)

KfAV = Koefisien gesekan pada Angle Valve (katup siku)  HE Ef4  1 2 5 q U Kf Ef _a _GV   2 2 5 q U Kf Ef _b _GlV   3 2 5 q U Kf Ef _c _AV   c b a Ef Ef Ef Ef5  5  5  5

(14)

Persamaan 7 sampai dengan 19 merupakan persamaan energi kinetik yang terjadi pada sistem transfer yang didesain. Persamaan-persamaan tersebut diperlukan untuk mengetahui besarnya kehilangan energi yang terjadi pada peralatan yang dirangkai pada sistem transfer, seperti kehilangan energi pada pipa, tangki penampung, elbow, jumlah dan jenis katup yang digunakan, heat exchanger, dan tee. Semua parameter ini sangat diperlukan untuk mengetahui jumlah kehilangan energi yang terjadi pada sistem, sehingga dapat diketahui daya pompa yang sesuai untuk dipasang pada sistem.

Tabel 1. Susut Energi Untuk Standard Fittings

Fitting Friction Constan

Equivalent Length Pipe Diameters Elbow, 90oStandard 0,74 32 Elbow, 90oMedium Sweep 0,5 2,6 Elbow, 90oLong Sweep 0,25 20 Elbow, 90oSquare 1,5 60 Tee, used as elbow, entering run 1,5 60 Gate Valve, open 0,13 7 Globe Valve, open 6,0 300 Angle Valve, open 3,0 170

10. Perhitungan susut energi karena gesekan pada Tee

Nilai Kf pada perhitungan ini dapat dilihat pada tabel koefisien gesekan untuk

Standard Fittings. Dengan demikian dapat digunakan persamaan sebagai berikut;

... (21)

Pada perhitungan susut energi karena gesekan pada Tee ini dapat dikalikan dengan jumlah Tee yang digunakan pada sistem.

11. Perhitungan total susut energi karena gesekan dalam sistem

Susut energi karena gesekan (Head Loss) pada sistem terbagi dua yaitu; Head

Loss Mayor dan Head Loss Minor. Head Loss Mayor merupakan susut energi karena

 2 6 U Kf Ef 

(15)

gesekan dalam pipa (Ef1). Sedangkan Head Loss Minor merupakan susut energi akibat

perubahan diameter dari tangki utama masuk ke dalam pipa (Ef2), belokan (Ef3), Heat

Exchanger (Ef4), Keran (Ef5) dan Tee (Ef6).

12. Perhitungan Total Kerja Pada Sistem

Untuk menentukan kerja total dalam sistem transpor bahan pangan cair digunakan persamaan energi mekanis sebagai berikut;

... (22)

Dalam menentukan total kerja pada sistem, kehilangan energi (Ef) yang digunakan merupakan total kehilangan energi yang terjadi pada sistem.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis pengaruh sifat reologi susu kental manis dalam perancangan suatu sistem transpor bahan pangan cair merupakan hal yang sangat penting dilakukan. Hal ini diperlukan karena dengan mengetahui sifat reologi bahan maka kehilangan energi yang terjadi selama proses pengangkutan bahan tersebut juga dapat diketahui, sehingga ukuran pompa yang diperlukan pada sistem juga dapat diketahui. Untuk mencegah terjadinya buih atau gumpalan tentunya kita harus mengetahui daya pompa yang dibutuhkan agar suatu produk bahan pangan cair yang dialirkan dapat berjalan efektif.

Untuk melakukan analisis pengaruh sifat reologi susu kental manis terhadap kehilangan energi yang terjadi pada suatu sistem transpor bahan pangan cair tentunya diperlukan suatu data-data reologi susu kental manis itu sendiri yaitu viskositas atau kekentalan susu kental manis tersebut. Parameter viskositas bahan pangan cair dalam hal ini susu kenyal manis adalah koefisien konsistensi dan indeks perilaku aliran. Analisis simulasi komputer untuk mengetahui kehilangan energi pada sistem transpor bahan pangan cair dengan menggunakan parameter reologi susu kental manis ini diasumsikan bahwa ketinggian, panjang pipa, diameter pipa mempunyai ukuran yang tetap, serta tidak adanya pembesaran dan pengecilan pipa. Pada penelitian ini dilihat perubahan parameter reologi susu kental manis terhadap kehilangan energi pada sistem.

Ef P KE gZ W P KE gZ          2 2 2 1 1 1 ( ) ( )

(16)

Berdasarkan hasil simulasi dengan menggunakan program komputer dapat diketahui bahwa dengan semakin meningkatnya nilai koefisien konsistensi (m) dari susu kental manis maka kehilangan energi yang terjadi pada sistem juga akan semakin meningkat sehingga daya pompa yang dibutuhkan untuk mengalirkan produk tersebut juga akan semakin besar. Dimana jenis aliran yang terjadi yaitu aliran laminer, hal ini terjadi karena koefisien konsistensi yang tinggi mencerminkan kekentalan yang tinggi dari produk tersebut. Sehingga dengan semakin meningkatnya kekentalan dari susu maka alirannya juga lambat sehingga banyak terjadi kehilangan energi baik dari gesekan internal pada bahan dan juga gesekan pada peralatan yang digunakan pada sistem juga semakin besar. Heldman (1980) menjelaskan bahwa untuk mengubah kecepatan aliran fluida,maka pompa dapat digunakan untuk meningkatkan energi kinetik fluida tersebut.

Pengaruh sifat reologi dari susu kental manis terhadap kehilangan energi dan daya pompa yang dibutuhkan dalam mentransfer fluida susu kental manis tersebut dari

vessel (bejana) utama menuju ke vessel kedua yang lebih tinggi dapat dilihat pada

hubungan antara koefisien konsistensi dengan kehilangan energi pada sistem serta daya pompa yang dibutuhkan. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2.

Gambar 1. Hubungan antara koefisien konsistensi dan total kehilangan energi pada sistem 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 4.5 5.34 7.16 Ke hi lan gan E ne rg i ( J/ kg )

(17)

Gambar 2. Hubungan antara koefisien konsistensi dan Daya Pompa yang dibutuhkan oleh sistem.

Berdasarkan Gambar 1 dan 2 dapat diketahui hubungan atau pengaruh koefisien konsistensi terhadap kehilangan energi dan daya pompa yang dibutuhkan oleh sistem. Semakin besar nilai koefisien konsistensi bahan maka semakin besar pula kehilangan energi dalam sistem transfer fluida tersebut.

Hal ini dapat dilihat ketika koefisien konsistensi bernilai 4,5 Pa.Sn maka kehilangan energi pada sistem yaitu berkisar 282,76 J/kg, dengan 0,285 kW daya pompa yang dibutuhkan oleh sistem. Sedangkan, pada saat koefisien konsistensi berkisar 7,16 Pa.Sn energi yang hilang pada sistem juga bertambah besar mencapai 426,30 J/kg. Kondisi tersebut menyebabkan kebutuhan daya pompa untuk mentransferkan fluida susu kental manis juga semakin meningkat menjadi 0,404 kW.

Kehilangan energi juga mempunyai korelasi dengan total kerja pada sistem transfer susu kental manis. Hal itu dapat dilihat pada Gambar 3, menunjukkan kehilangan energi pada sistem tidak hanya berpengaruh terhadap daya pompa saja tetapi juga berpengaruh terhadap total kerja sistem, semakin besar kehilangan energi pada sistem maka total kerja pada sistem juga semakin besar. Akibat peningkatan total kerja maka daya pompa yang dibutuhkan juga semakin besar supaya transfer susu kental lebih efekti dan kerusakan produk dapat diminimalisir.

0 0.050.1 0.150.2 0.250.3 0.350.4 0.45 4.5 5.34 7.16 Day a Po m pa (k W )

(18)

Gambar 3. Hubungan daya pompa yang dibutuhkan oleh sistem terhadap kehilangan energi

Pengaruh parameter reologi susu kental manis terhadap angka reynold dalam sistem juga dapat menggambarkan lebih dalam tentang pengaruh parameter reologi susu kental manis terhadap kehilangan energi dan daya pompa yang dibutukan untuk mentransfer fluida tersebut. Hal ini ditunjukan pada Gambar 4.

Gambar 4. Hubungan antara kehilangan energi dan angka Reynold

Berdasarkan Gambar 4 dapat dijelaskan bahwa semakin besar kehilangan energi pada sistem maka angka Reynold semakin berkurang. Hal tersebut disebabkan pada saat kehilangan energi sistem maka kecepatan aliran fluida juga nenurun. Penurunan diakibatkan adanya gesekan di sepanjang pipa yang dialiri fluida susu kental berupa

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0.2848 0.3537 0.4044 Ke hi lan gan E ne rg i ( J/ kg ) Daya Pompa (kW) 0 2 4 6 8 10 12 282.76 365.48 426.29 An gk a Re yn ol d Kehilangan Energi (J/kg)

(19)

gesekan peralatan (kran, tee, sambungan dan belokan) dan gesekan internal fluida (lapisan-lapisan fluida). Semakin kental fluida maka gesekan internal juga semakin tinggi dan kehilangan energi pada sistem juga semakin besar.

Widiharsa (1997) menyatakan bahwa untuk mempertahankan gesekan seminimum mungkin maka sebaiknya dipakai pipa yang berdiameter besar dan belokan-belokan yang berjari-jari panjang. Oleh karena itu pilihlah tinggi tekanan pompa untuk dapat memberikan tinggi tekan sistem yang diinginkan

Berdasarkan Gambar 4 juga dapat dipahami bahwa sifat reologi dari susu kental manis yang berupa koefisien konsistensi sangat mempengaruhi jenis aliran yang terjadi selama proses pengangkutan fluida tersebut karena sifat reologi yang berupa koefisien konsistensi itu merupakan sifat viskositas dari susu. Dari Gambar 4 dapat dilihat juga bahwa pada saat nilai koefisien konsistensi dari susu 4,5 Pa.Sn maka nilai angka reynoldnya mencapai 11,132. Sedangkan disaat koefisien konsistensi dari bahan mencapai 7,16 Pa.Sn maka bilangan Reynoldnya menurun drastis menjadi 7,105. Dengan demikian dapat diketahui bahwa aliran yang terjadi pada sistem merupakan aliran laminer, dimana bilangan reynoldnya berada di bawah 2100. Dengan demikian dapat diketahui bahwa dengan semakin tinggi nilai kekentalan dari susu kental manis maka aliran yang terjadi akan sangat lambat karena besarnya energi yang hilang pada sistem, sehingga dibutuhkan daya pompa yang besar untuk mengangkut fluida tersebut dari satu bejana ke bejana lainnya.

KESIMPULAN

Kesimpulan dari hasil penelitian ini bahwa sifat-sifat reologi dari susu kental manis yang berupa koefisien konsistensi sangatlah mempengaruhi kehilangan energi dari sistem transfer fluida susu kental manis tersebut karena parameter ini merupakan sifat kekentalan dari susu. semakin besar kehilangan energi pada suatu sistem maka daya yang dibutuhkan untuk mentransferkan fluida susu kental manis juga akan semakin besar.

Selanjutnya dapat disarankan bahwa sebaiknya diadakan pengumpulan data parameter yang lain seperti perubahan ketinggian pipa, perubahan diameter pipa, penggunaan elbow, tee, Heat Exchanger dari suatu sistem transpor fluida susu kental

(20)

manis pada pabrik pembuatan susu kental manis sehingga hasil analisis dari program komputer yang berupa sismulasi dapat dilakukan validasi yang baik, dan dapat diperoleh suatu software program komputer yang mempunyai ketepatan yang tinggi dalam penentuan kehilangan energi.

DAFTAR PUSTAKA

Heldman, D.R.,and R.P. Singh. 1980 a. Food Proses Engineering Second Edition. AVI Publishing. New York.

Heldman, D.R., and R.P. Singh. 1993 b. Introduction to Food Engineering Second

Edition. Academic Press. New York.

Herth, P.K.W., S.M.Colo, N. Roye, K.Hedman. 2000. Rheology of foods: New techniques, capabilities, and instruments. ATS RheoSystems:16-20.

Kusumah, A.W. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. IPB. Bogor. R. L. Earle. 1969. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan. Sastra Hudaya. Bogor. Tipler, P.A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Erlangga. Jakarta.

Widiharsa, F.A. 1997. Analogi Sistem Instalasi Air dan Sistem Listrik Tenaga Surya. Sains Jurnal Iptek Lembaga Penelitian, Universitas Merdeka Malang.

(21)

PANDUAN PENULISAN NASKAH

Umum

Redaksi Jurnal AGRICOLA menerima naskah hasil penelitian, kajian analitis kritis atau kajian kepustakaan di bidang Pertanian yang belum pernah dipublikasikan sebelumnya dan tidak sedang dalam pertimbangan untuk publikasi di penerbitan lain. Penulisan naskah agar mengikuti kaidah penulisan yang berlaku. Redaksi diharapkan telah mendapatkan persetujuan dari para penulis untuk melakukan penyuntingan naskah yang akan diterbitkan. Untuk menghindari penyuntingan yang berlebihan atau ketidak sesuaian penulisan maka setiap penulis harus mematuhi ketentuan Format Naskah yang ditetapkan.

Format Penulisan dan Pengiriman Naskah

Naskah ditulis dalam bahasa Indonesia atau Inggris yang baik dan benar. Penulisan naskah menggunakan word-processor, Microsoft Word. Naskah ditulis dengan ukuran kertas A4 dengan margin 2,5 cm di sekitar teks. Isi naskah diketik dengan huruf Times

New Roman 12 dan jarak spasi 1,5. Penulisan abstrak dengan huruf Times New Roman

10 dan jarak spasi 1. Panjang naskah berkisar antara 15–20 halaman, termasuk gambar dan tabel. Naskah dibagi dalam seksi-seksi : (a) Judul; (b) Nama-nama penulis; (c) Abstrak (apabila naskah berbahasa Indonesia maka abstrak dalam bahasa Inggris, dan sebaliknya); (d) Pendahuluan; (e) Metode Penelitian; (f) Hasil dan Pembahasan; (g) Kesimpulan; (h) Ucapan terima kasih (apabila diperlukan); (i) Daftar Pustaka. Gambar dan tabel dapat digunakan untuk menerangkan hal-hal yang tidak mudah diterangkan dalam teks. Referensi atau rujukan ditulis dengan urutan : nama akhir pengarang, tahun penerbitan dan nomor halaman (bila diperlukan). Misalnya : (Kusnaedi, 1999) atau

(Kusnaedi, 1999:20) atau “Menurut Kusnaedi (1999:20) ….” Kata atau istilah asing

yang belum lazim digunakan dalam bahasa Indonesia atau menjadi istilah teknis diketik dengan huruf miring. Naskah untuk diterbitkan dikirimkan ke alamat email : abijan64@gmail.com, irineike@gmail.com dan atau niluhsris@gmail.com.

Penggantian Biaya Cetak dan Ruang Promosi

Redaksi membebankan biaya cetak kepada penulis yang karya ilmiahnya dipublikasikan pada setiap terbitan sebesar Rp. 400.000 untuk setiap judul tulisan. Redaksi juga menyiapkan Ruang Promosi khususnya untuk produk Program Kreatifitas Mahasiswa atau usaha dalam bidang pertanian lainnya, ukuran ½ halaman (tersedia 8 kolom) dengan biaya Rp.500.000/tahun (dua kali terbit). Kepada penulis ataupun pemasang kolom promosi yang disetujui akan dilakukan pemberitahuan selambatnya 3 minggu sebelum diterbitkan agar segera melakukan pembayaran dan jika dalam seminggu terdapat diantaranya yang belum melakukan pembayaran maka pemuatan tulisan ataupun promosi dibatalkan.

Penulisan Pustaka

Daftar pustaka diurutkan secara alfabetis dan hanya memuat literatur yang dirujuk dalam naskah serta diketik dengan spasi 1. Penulisan daftar pustaka tersebut diurutkan sebagai berikut : nama penulis, tahun penerbitan, judul buku (dengan huruf miring),

(22)

nama penerbit dan kota penerbit. Penulisan pustaka dalam Daftar Pustaka mengikuti contoh penulisan seperti tertera di bawah ini.

Pustaka dari jurnal :

Ririhena, Samel, W. 2008. Hakikat Pembangunan sebagai Proses Multidimensional. Jurnal Ilmu Sosial & Humaniora 1:1-11.

Pustaka dari buku :

Purwendero. S, Nurhidayati. 2007. Mengolah Sampah Untuk Pupuk dan Pestisida Organik. Penebar Swadaya, Jakarta.

Pustaka dari bab suatu buku :

Romano,A H. dan Saier, M.H.. 1992. Evolution of bacterial phospoenolpyruvate:sugar phosphotransferase system. I .Physiological and organismic consideration . Dalam Mortlock, R.P. (ed.). The Evolution of

Metabolic Function, hal 171-204. CRC Press, Boca Raton. Informasi dari internet :

___________. 2007. Ubi Alabio, Sumber Pangan Alternatif dari Lahan Rawa Pengganti Beras. http//www.litbang.deptan.go.id/berita/one/431/ [26 Peb. 2007].

Lain-lain

Bagi penulis yang naskahnya dimuat serta pemasang produk promosi akan diberi 2 eksemplar Jurnal AGRICOLA sebagai nomor bukti. Penulis dan pemasang ruang promosi yang tidak mendapat konfirmasi pembayaran merupakan penulis dan pemasang ruang promosi yang belum disetujui permohonannya dan akan dipersiapan untuk penerbitan berikutnya.

(23)