TOPIK III
MENGUKUR MASSA JENIS BAHAN PANGAN DAN HASIL PERTANIAN
A. TUJUAN
Tujuan Praktikum Fisika Dasar Topik III “Mengukur Massa Jenis Bahan Pangan dan Hasil Pertanian” ini adalah mahasiswa mampu mengukur massa jenis hasil-hasil pertanian yaitu, kentang, minyak goreng, tomat, dan wortel.
B. TINJAUAN PUSTAKA
Densitas adalah perbandingan antara massa dengan volume. Contohnya yaitu minyak mengapung di atas air karena selain tidak bercampur dengan air, minyak memiliki densitas yang lebih rendah daripada air. Artinya, dengan volume yang sama dari dua cairan, minyak akan memiliki massa yang lebih kecil daripada air. Densitas dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
d = m V
(Burdge, Julia R. 2011) Menurut Chang (2005) massa didefinisikan sebagai ukuran yang menunjukkan kuantitas dari suatu materi di dalam suatu benda. Sedangkan berat menurut Chang (2005) merupakan gaya yang diberikan oleh gravitasi pada suatu benda.
Volume merupakan salah satu dari besaran turunan. Pengukuran volume zat cair dapat dilakukan dengan menggunakan silinder ukur (gelas ukur).
Pengukuran volume gas pada jumlah sedikit juga dapat dilakukan menggunakan gelas ukur dengan menggunakan prinsip massa jenis gas lebih kecil dari massa jenis zat cair, sehingga gas dalam zat cair cenderung bergerak ke atas dan menempati ruang paling atas. Pengukuran volume zat padat dapat dilakukan bergantung pada bentuk yang dimiliki benda tersebut. Untuk volume benda padat yang berbentuk teratur, semisal kubus, dapat dicari dengan mengukur panjang salah satu sisinya kemudian volume didapat dari sisi yang dipangkatkan tiga.
Sedangkan volume benda padat yang mempunyai bentuk tidak teratur, dapat dilakukan secara tidak langsung, yaitu dengan mengukur volume air yang
dipindahkan oleh benda tersebut ketika seluruh bagian benda tercelup ke dalam air (Abdullah, 2016).
Massa jenis atau yang biasa disebut dengan density diartikan sebagai massa suatu benda per satuan volume (Antika dkk., 2012; Hawkeys, 2004; Sheng et al., 2007). Massa jenis dilambangkan dengan huruf yunani ρ “rho”. Massa jenis dapat diformulasikan dalam :
ρ = massa volume
(Antika dkk., 2012).
Berat jenis fluida adalah massa fluida per satuan volume. Berat jenis, dari suatu fluida adalah berat fluida per satuan volume. Dalam satuan SI, massa jenis bisa dikalikan dengan gravitasi yang bisa disebut berat jenis sehingga, jika massa jenis ditulis dalam satuan kg/m3, dan berat jenis dapat ditulis dalam satuan newton/m3. Sedangkan mass density merupakan pembagian antara massa per unit dengan volumenya. Mass density suatu bahan dipengaruhi oleh suhu dan tekanan.
Contoh variasinya adalah cairan atau padatan (Charrondiere et al., 2012).
Bulk density adalah massa dibagi dengan volume yang dimiliki oleh serbuk. Disebut juga sebagai massa bubuk yang dapat dikemas menjadi spesifik volume. Volume termasuk ruang antar partikel serta volume dari partikel itu sendiri. Kepadatan massal bubuk sangat berubah tergantung pada cara partikel dikemas, seperti: pemadatan, konsolidasi, dll. Oleh karena itu tidak ada yang unik nilai untuk bubuk yang diberikan. (Abdullah, 1999). Ada dua metode dasar untuk mengevaluasi bulk density yang memberikan gambaran untuk karakteristik alirannya. Metode pertama yaitu aerated Bulk Density dari bubuk ditentukan dengan membiarkan bubuk terdispersi untuk menetap dalam wadah di bawah pengaruh gravitasi. Metode kedua yaitu tapped bulk density yang diperoleh dengan mengetuk wadah yang menahan aerasi. (Abdullah, 1999).
Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya. Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya
angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan berikut:
Fa = ρVg ... (2.1) dengan:
Fa = gaya ke atas (N)
V = volume benda yang tercelup (m3) ρ = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi (N/kg)
penjumlahan gaya pada arah sumbu vertikal dalam keadaan setimbang adalah nol, yaitu
∑Fy= Fa-W...(2.2) ∑Fy= 0
Pada hukum Archimedes terdapat tiga kondisi dimana sebuah benda yang dicelupkan ke dalam fluida dapat terapung, melayang dan tenggelam (Hidayatullah, 2015).
Pengukuran cepat dan pemantauan viskositas serta berat jenis cairan secara real-time sangat penting karena mempengaruhi desain produksi dan transportasi di berbagai industri modern. Dalam industri makanan, tekstur makanan cair dijaga dengan mengontrol viskositas dan kepadatan atau berat jenisnya selama produksi karena mampu memberikan efisiensi produksi dan efektivitas biaya yang tinggi (Lu et al., 2017).
A. METODE PENELITIAN 1. Alat
a. Timbangan digital b. Gelas ukur
2. Bahan a. Wortel b. Singkong c. Pisang d. Minyak e. Air
3. Cara Kerja
Pencatatan massa tiap bahan
Pencatatan volume tiap bahan pangan Bahan pangan dan air
Wortel, singkong, pisang, minyak
LAMPIRAN
Gambar 3.2 Alat dan Bahan
Gambar 3.3 Penimbangan Wortel
Gambar 3.1 Diagram Alir Pengukuran Densitas Bahan Pangan Perhitungan massa jenis
Pengukuran volume Penimbangan bahan Penyiapan alat dan bahan
Gambar 3.4 Pengukuran Volume Wortel
Gambar 3.5 Penimbangan Pisang
Gambar 3.6 Pengukuran Volume Pisang
Gambar 3.7 Penimbangan Singkong
Gambar 3.8 Pengukuran Volume Singkong
Gambar 3.9 Penimbangan dan Pengukuran Volume Minyak
DAFTAR PUSTAKA Abdullah, M. 2016. Fisika Dasar 1. Bandung. ITB.
Abdullah, E. C., & Geldart, D. 1999. The use of bulk density measurements as flowability indicators. Powder Technology, 102(2), 151–165.
Antika, L., Julianty, E., Miroah, A. N., dan Hapsari, F. 2012. Pengukuran (Kalibrasi) Volume dan Massa Jenis Aluminium. Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya, 13(1), 24-28.
Barroca, M. J., & Guiné, R. (2013). Variation of physical properties of banana along drying for cvs. Musa nana and Musa cavendishii. VII Congreso Ibérico de Agroingeniería y Ciencias Hortícolas, 2(1), 1-7.
Blake, G. R., and Hartge, K. H. 1986. Particle Density. Methods of Soil Analysis: Part 1 Physical and Mineralogical Methods, 5, 377-382.
Burdge, J. 2011. Chemistry : Second Edition 2011. Mc. Graw Hil International Editions.
Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Jilid 1 Edisi ketiga. Jakarta.
Erlangga.
Charrondiere, U. R., Haytowitz, D., and Stadlmayr, B. 2012. FAO/INFOODS Databases Density Database. Rome. FAO.Gumilar, T & Zakwandi, Rizki & Fatimah, Rima & Agustina, Rena. 2016. Pengukuran Massa Jenis Fluida dengan Menggunakan Roberval Balance.
Prosiding SKF, 367-373.
Hawkes, Stephen. J. 2004. The concept of density. Journal of Chemical Education, 81(1), 14–15.
Hidayatullah, S. 2015. Aplikasi Hukum Archimedes Sebagai Pengukur Berat Benda di Atas Kapal Berbasis Arduino Uno Menggunakan Rotary Recorder. Jurnal Institut Teknologi Surabaya.
Hlaváč, Peter & Božiková, Monika & Ardonová, Veronika & Petrović, Ana & Kotoulek, Petr.
2018. Influence of the selected factors on the liquid food density. Journal on Processing and Energy in Agriculture, 22, 53-57.
Kelkar, Shivangi & Boushey, Carol & Okos, M. 2015. A Method to Determine the Density of Foods using X-ray Imaging. Journal of Food Engineering, 159.
Lu, Xu. et.al. 2017. Piezoelectric Excited Membrane For Liquids Viscocity and Mass Density Measurement. Sensors and Actuators A Physical, 261, 196- 201.
Manalu, L. P., Abdullah, K. 1998. Penentuan Difuvitas Panas dan Konduktivitas Wortel. Jurnal Institut Pertanian Bogor, 12(2), 32-38.
Putra, H.A. 2014. Perencanaan Mesin Perajang Singkong Dengan Kapasitas 150 Kg/Jam. Jurnal Universitas Nusantara PGRI Kediri, 1-14.
Serway, R. A., & Jewett, J. W. 2018. Physics for scientists and engineers. Cengage learning.
Sheng, Ping., Jun Mei., Liu, Z., and Weija Wen. 2007. Dynamic mass density and acoustic metamaterials. Physica B: Condensed Matter, 394(2), 256–261.
Sukanto, H. 2018. Pengaruh Beban Kompaksi dan Suhu SIintering Terhadap Densitas dan Sifat Mekanik Aluminium Water Atomized. Mekanika: majalah ilmiah mekanika, 17(2), 49- 52.
