Review Artikel Sifat Aerodinamik Hasil Pertanian
Artikel ini membahas tentang sifat aerodinamik hasil pertanian dengan fokus pada padi, biji Jatropha, dan bahan jerami gandum. Tujuannya adalah untuk memahami bagaimana sifat- sifat ini mempengaruhi proses pascapanen seperti pembersihan, penanganan, dan desain sistem terkait. Dengan mengkritisi, mensintesis, dan menganalisis ketiga jurnal tersebut, kita dapat memperoleh wawasan yang lebih mendalam tentang pentingnya sifat aerodinamik dalam bidang pertanian.
Artikel pertama yang ditinjau adalah tentang pengaruh awn pada sifat aerodinamik biji padi (Oryza sativa L.). Padi dibagi menjadi dua kategori berdasarkan keberadaan awn, yaitu padi yang memiliki awn dan yang tidak memiliki awn. Awn adalah lampiran berbentuk jarum yang memanjang dari lemma floret padi dan merupakan ciri domestikasi serta agronomi yang penting. Penelitian ini menemukan bahwa kecepatan terminal padi berawn (5.88 m/s) sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan padi tanpa awn (5.73 m/s). Hal ini menunjukkan bahwa padi tanpa awn memiliki kecepatan terminal yang 2.55% lebih rendah dibandingkan padi berawn.
Penurunan ini disebabkan oleh awn yang menambah hambatan aerodinamis, sehingga mempengaruhi pergerakan butir padi dalam aliran udara. Selain itu, koefisien drag dari biji tanpa awn berkurang seiring dengan peningkatan kadar air, sedangkan koefisien resistansi untuk biji berawn meningkat.
Studi ini memberikan data dasar yang penting dalam desain perangkat pengangkutan pneumatik, yang mana pengetahuan tentang sifat aerodinamik biji padi dapat meningkatkan efisiensi dalam proses panen dan pascapanen. Penggunaan metode kecepatan suspensi untuk mengukur kecepatan terminal dan menghitung koefisien drag serta resistansi memberikan pendekatan eksperimental yang valid dalam menilai sifat aerodinamik biji padi. Penelitian kedua meneliti sifat fisik, mekanis, dan aerodinamik biji Jatropha yang dibudidayakan di Mesir.
Penelitian ini menilai berbagai parameter seperti panjang, lebar, ketebalan, diameter rata-rata aritmatika dan geometrik, sferisitas, rasio aspek, massa biji individu, massa seribu biji, densitas sejati, densitas curah, porositas, luas permukaan, luas permukaan spesifik, dan area proyeksi.
Hasilnya menunjukkan bahwa nilai rata-rata kecepatan terminal dan koefisien drag masing- masing adalah 14.27 m/s dan 0.30. Selain itu, nilai rata-rata angka Reynolds adalah 10898, yang menunjukkan pola aliran udara yang turbulen. Penelitian ini juga menemukan bahwa sudut tumpukan rata-rata adalah 0.466 rad, dengan koefisien gesekan statis terendah pada permukaan baja tahan karat (0.196) dan tertinggi pada permukaan Plexiglass (0.403).
Sifat mekanis biji Jatropha diukur melalui kekuatan pecah, rasio deformasi, kekerasan, dan energi yang dibutuhkan untuk kekuatan pecah. Nilai tertinggi kekuatan pecah adalah 101.3 N, dengan nilai terendah 57.0 N. Penelitian ini menunjukkan bahwa sifat aerodinamik biji Jatropha sangat penting untuk proses pascapanen, terutama dalam pengangkutan dan pemisahan biji dari sekamnya.
Artikel ketiga mengkaji sifat aerodinamik biji gandum dan bahan jerami. Kecepatan terminal dan koefisien drag biji gandum dan bahan jerami diukur dengan menggantung partikel dalam aliran udara. Studi ini menemukan bahwa massa dan kadar air biji gandum memiliki pengaruh signifikan terhadap kecepatan terminal. Peningkatan massa biji dari 0.02 g menjadi 0.05 g dan peningkatan kadar air dari 7% menjadi 20% meningkatkan kecepatan terminal secara linear dari 7.04 m/s menjadi 7.74 m/s dan dari 6.81 m/s menjadi 8.63 m/s.
Koefisien drag biji gandum (0.96) menunjukkan bahwa biji ini mirip dengan silinder dalam aliran udara. Sementara itu, kecepatan terminal jerami dengan posisi node yang berbeda
Nama: Ghyseilla Novitri Nim: 225100201111024 Kelas : E
(tanpa node, node ujung, dan node tengah) dan panjang (1 sampai 10 cm) diukur dari 2.53 m/s hingga 4.85 m/s. Kecepatan terminal meningkat dengan peningkatan panjang dari 1 hingga 2 cm dan menurun dengan peningkatan panjang dari 2 hingga 10 cm. Posisi node ujung memiliki kecepatan terminal tertinggi dan koefisien resistansi terendah.
Penelitian ini memberikan wawasan penting tentang bagaimana karakteristik fisik dan aerodinamik bahan gandum mempengaruhi proses pemisahan udara dan efisiensi sistem pengangkutan pneumatik. Informasi ini penting untuk merancang alat yang dapat memisahkan biji gandum dari bahan jerami dengan efisien.
Dari ketiga jurnal yang telah ditinjau, terdapat beberapa tema utama yang dapat disintesiskan. Pertama, semua penelitian menunjukkan bahwa sifat aerodinamik seperti kecepatan terminal dan koefisien drag sangat dipengaruhi oleh karakteristik fisik biji atau bahan yang diuji, seperti massa, kadar air, dan kehadiran elemen struktural seperti awn pada padi atau node pada jerami gandum. Kedua, penelitian ini menunjukkan pentingnya pemahaman sifat aerodinamik dalam aplikasi praktis di sektor pertanian, khususnya dalam proses pembersihan, penanganan, dan pemisahan hasil panen. Kecepatan terminal yang berbeda-beda antara biji dan bahan lainnya memungkinkan penggunaan aliran udara untuk memisahkan biji dari sekam atau jerami dengan efisien. Ketiga, pendekatan eksperimental yang digunakan dalam ketiga penelitian ini, seperti metode kecepatan suspensi dan pengukuran sifat fisik dan mekanis, memberikan data yang akurat dan dapat diandalkan untuk mendukung desain perangkat pengangkutan dan pemisahan pneumatik yang efisien.
Meskipun penelitian ini memberikan kontribusi yang signifikan, ada beberapa aspek yang bisa dikritisi. Misalnya, penelitian pada biji padi tidak mempertimbangkan variasi genetik lain yang mungkin mempengaruhi sifat aerodinamik selain kehadiran awn. Pada penelitian biji Jatropha, pengujian hanya dilakukan pada kadar air tertentu, padahal variasi kadar air yang lebih luas mungkin memberikan pemahaman yang lebih komprehensif.
Selain itu, studi pada bahan jerami gandum mungkin dapat diperluas dengan mempertimbangkan variasi varietas gandum dan kondisi lingkungan yang berbeda, yang dapat mempengaruhi sifat aerodinamik secara signifikan. Sifat aerodinamik hasil pertanian merupakan faktor penting yang mempengaruhi berbagai proses pascapanen. Penelitian pada padi, biji Jatropha, dan bahan jerami gandum menunjukkan bahwa sifat-sifat ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik fisik dan struktural biji atau bahan tersebut. Pemahaman yang lebih mendalam tentang sifat aerodinamik ini dapat meningkatkan efisiensi dalam desain dan pengoperasian sistem pengangkutan dan pemisahan pneumatik di sektor pertanian. Namun, penelitian lebih lanjut dengan mempertimbangkan lebih banyak variabel dan kondisi yang berbeda diperlukan untuk memperoleh pemahaman yang lebih komprehensif.
Daftar Pustaka
Khoshtaghaza MH, Mehdizadeh. 2016. Aerodynamic properties of wheat kernel straw materias. Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal 8(7) : 1-10.
Masoumi1 M, Asghar M, Mohammad RA, Shamsollah A. 2020. Effect of awn on aerodynamic properties of paddy grains (Oryza Sativa L. ). AgricEngInt: CIGR Journal 22(2) : 208-216.
Mousa M, Elkaoud NS, Dosoky H. 2016. Physical, mechanical and aerodynamic properties of jatropha seeds. Process Engineering 33 (4): 1477 - 1496.
Review Artikel Sifat Aerodinamik Hasil Pertanian
Artikel ini akan mengulas dan menganalisis sifat optik dari berbagai material berdasarkan tiga jurnal internasional, yaitu: "Optical Properties Comparison of Carbon Nanodots Synthesized from Kangkung (Ipomoea aquatica) with Deep Frying and Roasting Techniques," "Aerodynamic Properties of Wheat Kernel and Straw Materials," dan "The Optical Properties of Metal Nanoparticles: The Influence of Size, Shape, and Dielectric Environment."
Ulasan dan Analisis "Optical Properties Comparison of Carbon Nanodots Synthesized from Kangkung (Ipomoea aquatica) with Deep Frying and Roasting Techniques" Jurnal pertama berfokus pada sintesis dan karakterisasi sifat optik dari carbon nanodots (Cdots) yang dihasilkan dari kangkung (Ipomoea aquatica) melalui teknik penggorengan dan pemanggangan. Cdots dikenal karena luminesensinya yang unik, yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang seperti biomedis, sensor, dan optoelektronik. Studi ini bertujuan untuk membandingkan sifat optik Cdots yang dihasilkan dari dua metode yang berbeda, menggunakan teknik UV-Vis, photoluminescence (PL), dan FTIR.
Proses sintesis Cdots melibatkan tiga tahap utama: persiapan serbuk kangkung (akar, batang, daun), penggorengan, dan pemanggangan. Pada teknik penggorengan, serbuk kangkung digoreng dalam minyak, kemudian difiltrasi dan dilarutkan dalam n-heksan. Sedangkan pada teknik pemanggangan, serbuk dipanaskan tanpa minyak, kemudian dilarutkan dalam air suling dan difiltrasi. Hasil karakterisasi UV-Vis menunjukkan puncak absorbansi pada 293-296 nm untuk teknik penggorengan dan 262-282 nm untuk teknik pemanggangan. Cdots dari teknik penggorengan menunjukkan luminesensi merah, sementara dari teknik pemanggangan menunjukkan luminesensi hijau.
Analisis FTIR menunjukkan keberadaan gugus fungsional C=C dan C=O pada Cdots dari teknik penggorengan, yang menunjukkan adanya keadaan inti dan permukaan, sedangkan Cdots dari teknik pemanggangan hanya menunjukkan keadaan inti. Dari hasil ini, dapat disimpulkan bahwa metode penggorengan menghasilkan Cdots dengan panjang gelombang absorbansi yang lebih panjang dan luminesensi yang berbeda dibandingkan metode pemanggangan. Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh variasi dalam kondisi sintesis yang mempengaruhi struktur dan komposisi kimia dari Cdots yang dihasilkan.
Ulasan dan Analisis Jurnal "Aerodynamic Properties of Wheat Kernel and Straw Materials". Jurnal kedua membahas sifat aerodinamik dari biji gandum dan material jerami, yang tidak secara langsung berkaitan dengan sifat optik, tetapi memberikan wawasan tentang karakteristik fisik material yang mempengaruhi berbagai aplikasi industri. Penelitian ini mengukur kecepatan terminal dan koefisien drag dari biji gandum dan jerami dengan menggantung partikel dalam aliran udara. Faktor-faktor yang dipelajari meliputi massa dan kandungan kelembaban biji gandum, posisi dan panjang nodus jerami.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa massa dan kandungan kelembaban secara signifikan mempengaruhi kecepatan terminal biji gandum. Kecepatan terminal meningkat secara linear dengan peningkatan massa dan kandungan kelembaban. Koefisien drag biji gandum yang hampir mendekati satu menunjukkan bahwa biji gandum memiliki karakteristik aerodinamik yang mirip dengan silinder dalam aliran udara.
Untuk jerami, posisi dan panjang nodus juga mempengaruhi kecepatan terminal.
Kecepatan terminal meningkat dengan peningkatan panjang dari 1 hingga 2 cm, tetapi menurun dengan peningkatan panjang dari 2 hingga 10 cm. Posisi nodus akhir memiliki kecepatan terminal tertinggi dan koefisien resistansi terendah. Temuan ini penting untuk proses pemisahan udara pada produksi gandum Kanada, di mana aliran udara harus disesuaikan untuk memisahkan biji gandum dan jerami secara efisien.
Ulasan dan Analisis Jurnal 3: "The Optical Properties of Metal Nanoparticles: The Influence of Size, Shape, and Dielectric Environment". Jurnal ketiga mengeksplorasi sifat optik dari nanopartikel logam, yang sangat dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, dan lingkungan
dielektrik. Penelitian ini mencakup kemajuan terbaru dalam teori sifat optik nanopartikel, metode untuk menyelesaikan persamaan Maxwell untuk penyebaran cahaya dari partikel dengan bentuk arbitrer dalam lingkungan yang kompleks, dan deskripsi fitur resonansi plasmon dipol dan kuadrupol untuk partikel sferis.
Penelitian ini juga membahas metode analitik dan numerik untuk menghitung penampang kepunahan dan penyebaran, medan lokal, dan sifat optik lainnya untuk partikel non- sferis. Penerapan teknik ini pada partikel perak berbentuk segitiga dan bentuk terkait lainnya menunjukkan bahwa sifat optik nanopartikel logam dapat dikendalikan dengan mengubah ukuran, bentuk, dan lingkungan dielektriknya.
Nanopartikel logam memiliki sifat plasmonik yang unik, di mana elektron bebas pada permukaan partikel berosilasi pada frekuensi resonansi yang sesuai dengan panjang gelombang cahaya tertentu. Fenomena ini menghasilkan warna yang intens dan dapat disesuaikan, yang telah dimanfaatkan dalam aplikasi seperti sensor biomedis, penyimpanan data optik, dan peningkatan efisiensi sel surya. Misalnya, partikel perak berbentuk segitiga menunjukkan resonansi plasmon yang dapat disesuaikan dengan mengubah ukuran dan bentuknya, memberikan fleksibilitas dalam desain sensor optik dan perangkat lainnya.
Ketiga jurnal ini memberikan wawasan yang kaya tentang bagaimana sifat fisik dan kimia material dapat mempengaruhi sifat optiknya. Dari Cdots yang disintesis dari kangkung, kita melihat bahwa metode sintesis dapat secara signifikan mempengaruhi panjang gelombang absorbansi dan luminesensi yang dihasilkan, menunjukkan pentingnya kondisi proses dalam menentukan sifat akhir material. Jurnal tentang sifat aerodinamik biji gandum dan jerami, meskipun tidak fokus pada sifat optik, memberikan contoh bagaimana karakteristik fisik seperti massa dan kelembaban dapat mempengaruhi perilaku material dalam konteks aplikasi industri.
Jurnal tentang nanopartikel logam menyoroti kompleksitas dan fleksibilitas sifat optik yang dapat dicapai dengan mengontrol ukuran, bentuk, dan lingkungan dielektrik. Ini menunjukkan potensi besar untuk aplikasi teknologi maju yang memanfaatkan sifat plasmonik nanopartikel logam. Secara keseluruhan, studi-studi ini menggarisbawahi pentingnya pemahaman mendalam tentang interaksi antara struktur material dan sifat optiknya, serta potensi besar untuk inovasi dalam teknologi optik melalui manipulasi sifat-sifat ini. Dengan memanfaatkan teknik sintesis yang tepat dan pemodelan teoretis yang canggih, kita dapat merancang material dengan sifat optik yang diinginkan untuk berbagai aplikasi praktis.
Daftar Pustaka
Dwandaru WSB, Fika F, Dyah SS, Emi KS, Iman Santoso, Haris S. 2019. Optical Properties Comparison of Carbon Nanodots Synthesized from Kangkung (Ipomoea aquatica) with Deep Frying and Roasting Techniques. Jurnal Penelitian Fisika dan Aplikasinya (JPFA) 09(02) : 123-131
Kelly KL, Coronado E, Lin Z, George CS. 2014. The Optical Properties of Metal Nanoparticles: The Influence of Size, Shape, and Dielectric Environment. Journal Physic Chemical B 107 (3) : 668-677
