06/10/2013

1

KARAKTERISTIK FISIK DAN TERMIK

Kompetensi yang diharapkan pada pertemuan ini adalah :

Mampu menjelaskan hubungan antara karakteristik fisik dan termik bahan hasil pertanian dengan disain alat dan proses pengolahannya

Karakteristik Fisik :

Bentuk

Ukuran

Volume

Luas Permukaan

Sudut Curah

Densitas

Porositas

Warna

Penampakan

Karakteristik Mekanis

Kekerasan

Sifat Reologi

Kekuatan Kompresif

Resistensi Impak

Shear

Karakteristik Thermal

Panas spesifik

Panas Laten

Konduktivitas Panas

Difusivitas Panas

KARAKTERISTIK FISIK

1. Bentuk dan Ukuran

Tidak dapat dipisahkan

Penting untuk merancang alat seperti grading dan sortasi

Dibedakan atas 2 kasus :

1. Komoditi yang bentuk dan ukurannya dapat dibedakan

dengan mata telanjang

2. Produk berbentuk bubuk : kopi, garam, susu bubuk dll.

Mempengaruhi :

- penerimaan konsumen

- pengemasan

- distribusi

- proses pengolahan

Kriteria untuk menjelaskan bentuk dan ukuran :

a. Menggunakan Tabel Standar (Standard Chart)

Bentuk Deskripsi

Bulat Mendekati bola

Oblat Pipih pada ujung tangkai dan ujung tanpa tangkai

Oblong Diameter vertikal > diameter horizontal

Konik Mengecil ke arah ujung

Ovat Bentuk telur, agak lebar di ujung tangkai

Blik Aksis yang menghubungkan tangkai dan apeks ramping

Abovat Ovat terbalik

Eliptikal Mendekati elipsoid

Trunkat Kedua ujung datar

Unekual Setengah bagian > dari setengah bagian lainnya

Ribbed Pada potongan melintang sisinya kurang lebih angular

Regular Potongan melintang horizontal mendekati lingkaran

Irregular Potongan melintang horizontal menjauhi lingkaran

06/10/2013

2

Potongan Membujur

Oblong Oblat

Unequal

Trunkat Bulat

Konik

Blik

Potongan Melintang

Regular

Irregular

Ribbed

b. Kebulatan (sphericity) dan kebundaran (roundness)

o adalah ukuran ketajaman pojok (sudut) suatu benda padat

AP luas proyeksi objek terkecil

o Roundness = =

AC luas proyeksi objek terbesar

Akar pangkat tiga dari hasik kali ketiga sumbu

o Sphericity =

Sumbu Terpanjang

Defenisi kebulatan dan kebundaran

kebulatan=Fm/Fc

kebulatan rerata = ∑r/nR kebundaran=di/dc

Ukuran menyatakan besaran materi atau isi pada suatu

komoditas yang dimanifestasikan dalam bentuk besaran :

- berat - volume

- luas - panjang

- lebar - diameter

- tebal

Ukuran produk tepung dinyatakan dengan mesh (saringan), yaitu jumlah lubang persatuan luas (n/in2) atau N/cm2

Penentuan ukuran buah dan sayuran : pengukuran

panjang/berat atau volume.

2. Volume dan Densitas

Aplikasi dalam :

pengeringan dan penyimpanan

rancangan silo dan ruang penyimpanan

mesin kompresi mekanikal

pemisahan bahan-bahan asing

penentuan kemurnian benih

separasi dan grading

evaluasi kematangan

tekstur dan kelunakan buah

estimasi ruang udara di dalam jaringan tanaman

evaluasi kualitas produk seperti kacang kapri, jagung

manis dan kentang (densitas meningkat jika matang)

Densitas Kamba dan Densitas Nyata

Densitas Kamba = perbandingan

bobot bahan dengan volume yang ditempatinya,

termasuk ruang kosong di antara butiran makanan

Pengukuran :

- Menimbang bahan yang

menempati wadah literan sesuai dengan volume

Metode penentuan volume dan densitas :

-Gelas ukur

-Piknometer

-densitimeter

Densitas Nyata = perbandingan bobot bahan dengan volume yang hanya ditempati oleh butiran bahan tidak

termasuk ruang kosong.

Pengukuran 1 :

• Gelas ukur diisi toluena (C6H5CH3) sampai

volume tertentu

• Kenaikan volume toluena akibat sejumlah bobot butiran = densitas nyata

Pengukuran 2 :

• Dengan piknometer

• Timbang piknometer kosong (a)

• Timbang piknometer + toluena (b)

• Timbang piknometer + butiran bahan yang diketahui

bobotnya (X gram) + toluena sampai penuh (c)

• Timbang piknometer + air sampai penuh (d)

06/10/2013

3

Densitas nyata dihitung dengan rumus :

densitas toluena x bobot biji toluena x X

D = =

bobot toluena yang diusir biji (b+X) - c

Densitas toluena :

b - a

toluena = g/cm2

d - a

Densitas kamba bervariasi menurut kadar air

berat air yang dipindahkan (lb)

Volume (in3) =

densitas air (lb/in3)

Gambar 7. Pengukuran volume

3. Sudut Curah

• Penting untuk disain wadah, fasilitas penyimpanan, dan alat pembantu lain dalam pengolahan biji-bijian

• adalah sudut yang terbentuk antara bidang datar dengan sisi miring curahan bila sejumlah biji dituangkan dengan cepat di

atas bidang datar.

d

Tg = t/0.5 d = 2t/d

4. Luas Permukaan Luas permukaan daun menentukan :

kapasitas fotosintesis

Laju pertumbuhan

Hubungan tanaman-tanah-air

Luas permukaan buah dan biji penting dalam :

Pengukuran respirasi

Penentuan warna

Pemantulan cahaya

Fenomena transfer panas

Luas permukaan bahan juga menentukan image-sensor untuk keperluan otomatisasi dan robotisasi mesin-mesin pertanian.

4. Luas Permukaan.................

a. Luas Permukaan Daun

• Pencetakan kontak permukaan di atas kertas yang peka

terhadap cahaya

• Luas permukaan diukur dengan planimeter

b. Luas Permukaan Buah

• Misal apel

Apel dikupas dalam bentuk strip

Gunakan planimeter untuk mengukur strip

Contoh luas permukaan beberapa buah :

-Plum : 5.4 – 7.0 in2 Apel : 17.2 – 25.2 in2 -Pir : 22.2 – 23.0 in2

4. Luas Permukaan ………….

Gambar 9. Skema

diagram air-flow planimeter

Komponen : pompa rotary berkecepatan

konstan dan 2 plat berlubang (100

lubang/cm2) yang dipasanga di atas corong

sedotan (suction funnel). Satud ari plast

berlubang dapat di buka tutup dengan

sebuah bidang geser.

Cara : grid pengukuran ditutup dan dicatat

penurunan tekanannya. Kemudian daun

diletakkan pada plat berlubang dan plat

geser dibuka hingga tekanan = penurunan

tekanan.

Luas permukaan daun = luas permukaan

grid pengukuran yang dibaca secara

langsung pada penutup atau bidang geser

06/10/2013

4

4. Luas Permukaan …………. Untuk buah yang bentunya mirp elipsoidal seperti

prem, luas permukaan didekati dengan :

a dan c = panjang sumbu ortogonal minor dan mayor

Untuk buah berbentuk bola hubungan luas permukaan dan berat dinyatakan dengan :

= berat volumetris

Persamaan untuk luas permukaan telur mentah :

acf

3/23/2 )/836.4( Gf

3/2kGf (Cm2), dimana k = 4.6 dan 5 cm unit (untuk kentang nilai k

= 4.76)

6. Porositas

Ruang (void) dalam suatu massa seperti biji-bijian atau

bahan porous lain.

Penting dalam aliran udara dan panas

Disebut juga faktor pengemasan (PF)

densitas partikel solid – densitas kemasan

PF =

densitas partikel solid

KARAKTERISTIK MEKANIK

KARAKTERISTIK MEKANIS.ppt

KARAKTERISTIK RHEOLOGY

SIFAT REOLOGI.ppt

5. WARNA WARNA.ppt

SIFAT THERMAL BAHAN

SIFAT TERMAL.ppt