PENGUKURAN VOLUME, BERAT SATUAN, DAN BERAT JENIS

PENGUKURAN

VOLUME, BERAT SATUAN, DAN BERAT JENIS

Dr. Sri Rahayoe Dr. Nursigit Bintoro

Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem FTP UGM

P

^ENDAHULUAN

Ò Terdapat berbagai macam cara serta peralatan untuk menentukan volume, berat satuan, berat jenis, serta porositas hasil-hasil pertanian.

Karena pada umumnya bentuk produk

pertanian tidak beraturan sehingga cara-cara penentuan parameter di atas akan menemui beberapa kesulitan. Oleh karena itu, beberapa teknik pengukuran parameter-parameter

tersebut di atas sangatlah penting untuk diketahui.

P

^{LATFORM SCALE}

¢ Untuk produk-produk pertanian yang ukurannya cukup besar seperti buah, sayur dan lain-lain. Caranya dengan menimbang produk di udara dan di dalam air.

Gambar 1. Platform Scale

Volume bahan = Berat air yang didesak

Berat satuan air =

b - c g

_air

Berat satuan bahan = Berat bahan di udara

Volume bahan =

a

(b-c)/g_air

a = berat bahan udara

b = berat bahan dalam air + kontainer + air c = berat kontainer + air

BJ bahan = Berat bahan di udara x BJ air

Berat air yg didesak =

a

(b-c) ^{x BJ air}

Timbangan Berat Jenis

Untuk produk yg kecil-kecil : biji-bijian, kacang-kacangan, buah-buah kecil dan lain-lain.

Apabila produk lebih ringan dari pada air maka dipakai bahan pemberat (sinker)

Wa = berat bahan di udara Both = bahan + pemberat Ww = berat bahan dalam air sinker= pemberat

( ) ( )

air

sinker

g

w a

both w

a W W W

bahan W

Volume - - -

=

bahan volume

udara di

bahan Berat

bahan satuan

Berat =

(

_{a w}

)

_both

(

_{a w}

)

^air

bahan x BJ

W W

W W

udara di

bahan Berat

BJ

sinker

- -

= -

} Terutama untuk produk biji-bijian, disini digunakan

cairan Toluene (C6H5CH3) bukan air, karena beberapa keuntungan antara lain BJ rendah, peresapan kecil,

tegangan permukaan kecil dan lain-lain.

Cara kerja 1. menentukan BJ Toluene 2. mengukur BJ bahan

BJ toluena = Berat toluena Berat air suling

BJ bahan = BJ toluena x berat bahan Berat toluena yg dipindahkan

Soal.

Berat sampel bahan udara 4,4598 gr.;

berat pycnometer 55,64689 gr.

Berat pycnometer + Toluene 78,2399 gr.;

berat pycnometer + Toluene + sampel 79,6226 gr.;

berat pycnometer + air = 81,7709 gr.

Hitunglah berat jenis sampel^.

1. Berat pycnometer kosong ditimbang (W_p)

2. Pycnometer diisi toluena sampai batas pada leher pycnometer kemudian ditimbang beratnya (W_pt)

3. Pycnometer dikosongkan kembali, kemudian diisi air suling sampai tanda batas pada leher pycnometer dan

ditimbang beratnya (W_pa)

4. Berat jenis toluena dihitung dg cara :

p pa

p pt

toluena

W W

W BJ W

-

= -

5.

Pycnometer dikosongkan kembali

6.

Sampel bijian dimasukkan ke dalam pycnometer dan ditimbang beratnya (W

_s

)

7.

Sampel bijian dalam pycnometer, ditambahkan toluena sampai batas leher pycnometer, kemudian ditimbang (W

_pb

)

8.

Berat jenis bijian dihitung dg cara :

Sehingga :

(

_{pb pt}

)

s

toluena s

bijian

W W

W

BJ x

BJ W

-

= -

air bijian x

BJ bijian

satuan

Berat =

g

} Untuk bahan porous seperti pakan ternak, rumput-rumputan dan lain-lain dimana terdapat pori-pori pada permukaan

bahan tersebut. Terdapat beberapa istilah BJ yaitu

:

÷ ø ç ö

è æ

-

^w24

aw

ad

W W

BJ bahan kering =

W

X BJ air

÷ ø ç ö

è æ

-

^w24

aw

aw

W W

BJ bahan basah =

W

X BJ air

÷ ø ç ö

è æ

-

^w24

aw

ad

W W

W

BJ bahan padatan = X BJ air

Hydrometer

§ Untuk mengukur berat satuan fluida digunakan hydrometer. Cara pengukurannya yaitu hydrometer dimasukkan dalam fluida,

panjang tangkai yang tenggelam ( x ) dibaca, kemudian berat satuan cairan (g _fluida) dihitung sebagai berikut :

W = Berat hydrometer

A = Luas penampang tangkai V = Volume Tabung

X = Panjang tangkai yg tenggelam

Hydrometer

V AX

W

fluida

= +

g

P

^{ENGUKURAN POROSITAS}

Tangki 1 Tangki 2

Sampel bijian

Udara keluar manometer

Udara masuk

Klep 1 Klep 3

Klep 2

Skema Tangki pengukur porositas

Ø Porositas adalah perbandingan volume udara dalam tumpukan dibagi volume udara total

Ø Tangki 2 diisi bijian penuh

Ø klep 2 ditutup, udara dimasukkan ke tangki 1 hingga tekanan meningkat dan tekanan pada manometer dibaca

Ø Kemudian katup 1 ditutup dan dibaca tekanan seimbangnya pada manometer (P₁)

Ø Dengan pendekatan gas ideal : P₁V₁ = M R₁T₁

P₁ = Tekanan Absolut

V₁ = Vol. udara pada tangki 1 M = Berat udara pada tangki 1 R₁ = Konstanta gas / udara

T₁= Temperatur Absolut

Ø Kemudian klep 3 ditutup dan klep 2 dibuka, tekanan manometer dibaca P₂

Ø Ketika klep 2 dibuka maka total massa udara dibagi dalam dua ruang yaitu massa udara dalam tangki 1 (M₁) dan massa udara yang mengisi tumpukan bijian dalam tangki 2 (M₂) , shg dituliskan :

M = M₁ + M₂

RT V P RT

V P RT

V

P_{1 1} = _{2 1} + _{2 u2}

V_u2 = V₂ - V_b

÷÷ø çç ö

è

= æ - -

=

2 2 1 1 2

2 P

P V P

V V

V_{u b} ÷÷ø

çç ö è - æ -

=

2 2 1

1

2 P

P V P

V V_b

P₁V₁=P₂V₁ + P₂ V_u2

Porositas (e) dapat dihitung sebagai berikut :

2 2 1

1 2

P P P

V

V_u -

= e =

V_u2 = volume udara pada tangki 2 V_b = volume bijian pada tangki 2

V₁ = volume udara pada tangki 1 (= volume tangki 1) V₂ = volume tangki 2

Berat satuan (kg/m³)

Porositas (%)

Hubungan antara porositas dengan berat satuan bahan

p a p

g g g -

Packing factor (porositas) =

g_p = Particle density g_a = Bulk density

C

^{ONTOH SOAL}

¢ Untuk mengukur porositas jagung pipil, tangki2 diisi jagung pipil dengan berat satuan 47lb/ft³, manometer menunjukkan hasil P1

= 15,2 in Hg dan P2 = 10,4 in Hg

00

4 100 ,

10

4 , 10 2

,

15 - x

e =

= 46,154% ® pada BD 47 ^lb _ft³

C

^{ONTOH SOAL}

2

•

Porositas suatu bahan hasil pertanian diukur menggunakan tangki pengukur porositas seperti disajikan pada Gambar 1.

Kedua tangki memiliki volume yang sama 35 cm

³

. Pada tangki 2 diisi bahan yang akan diukur porositasnya sebanyak 10 g. Klep 2 dan 3 ditutup, udara dialirkan menuju tangki 1. Setelah

tekanan pada manometer menunjukkan tekanan 134 kPa (P

₁

), maka klep 1 ditutup. Kemudian katup 2 dibuka dan tekanan

keseimbangan terbaca 74,4 kPa (P

₂

). Bila diketahui bahan hasil pertanian tersebut dimasukkan dalam graduated cylinder

dengan volume 100 mL, tercatat beratnya 74 g. Tentukan

porositas bahan hasil pertanian tersebut.

VOLUME DAN LUAS

PENGUKURAN DENSITAS

P

^YCNOMETER

H

YDROSTRATIC BALANCE

HYDROMETER

OVERRUN (A)

KARENA :

V

= m

r

SEHINGGA OVERRUN DAPAT DINYATAKAN :

PENGUKURAN DENSITAS MENGGUNAKAN PYCNOMETER