Optimasi Sebaran Panas Pada Ruang Sterilisasi Jamur Tiram Putih Menggunakan Satu Pipa Konveksi

OPTIMASI SEBARAN PANAS PADA RUANG STERILISASI

JAMUR TIRAM PUTIH MENGGUNAKAN SATU PIPA

KONVEKSI

ROFIQUL UMAM

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2014

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Optimasi Sebaran Panas Pada Ruang Sterilisasi Jamur Tiram Putih Menggunakan Satu Pipa Konveksi adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Juni 2014

Rofiqul Umam NIM G74100048

ABSTRAK

ROFIQUL UMAM. Optimasi Sebaran Panas Pada Ruang Sterilisasi Jamur Tiram Putih Menggunakan Satu Pipa Konveksi. Dibimbing oleh Dr. IRZAMAN, S.Si, M.Si dan ARDIAN ARIF, S.Si, M.Si

Telah dihasilkan sebaran suhu untuk proses sterilisasi jamur tiram putih di dalam drum yang menggunakan satu pipa konveksi. Bahan bakar yang digunakan untuk proses tersebut adalah sekam padi. Sterilisasi sendiri bertujuan membunuh bakteri dan jamur lain yang tidak diinginkan pada baglog. Sterilisasi dilakukan dengan cara tradisional yaitu mengukus baglog di dalam drum yang disusun 4 baris ke atas, dengan lama pengukusan 6 jam. Pipa konveksi diletakkan ditengah drum. Pengukusan dilakukan dengan memvariasikan diameter pipa konveksi yaitu 6 cm dan 8 cm dengan dua kali ulangan pengambilan data. Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa penggunaan pipa konveksi 8 cm lebih baik dibandingkan dengan pipa konveksi 6 cm. Hal ini ditunjukkan dari jumlah kontaminasi jamur yang lebih sedikit pada pipa konveksi 8 cm dibandingkan dengan pipa konveksi 6 cm. Hasil eksperimen ini menguatkan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan menggunakan simulasi komputer dengan metoda beda hingga.

Kata kunci : baglog, pipa konveksi, sekam padi, sterilisasi

ABSTRACT

ROFIQUL UMAM. Optimization Heat Distribution In Sterilization Room White Oyster Mushroom With One Pipe Heat Convection. Supervised by Dr. IRZAMAN, S.Si, M.Si and ARDIAN ARIF, S.Si, M.Si

It has been produced for the temperature distribution inside the sterilization process oyster mushroom in drum using a pipe convection. Fuel used for the process is rice husk. Sterilization itself aims to kill bacteria and other unwanted fungi on baglog. Sterilization is done with the traditional way of steaming baglog drums arranged in four rows to the top, with a long steaming 6 hours. Convection pipes built at the drums. Steaming is done by varying the diameter of the pipe convection is 6 cm and 8 cm with two replications of data retrieval. From the experimental results obtained that the use of convection pipe 8 cm better than the convection pipe 6 cm. It is shown from the number of fungal contamination on the pipe less than 8 cm convection convection pipe 6 cm. The experimental results corroborate the results of previous studies carried out using computer simulations with finite difference method.

Keywords : baglog , pipe convection, rice husk, sterilization

OPTIMASI SEBARAN PANAS PADA RUANG STERILISASI

JAMUR TIRAM PUTIH MENGGUNAKAN SATU PIPA

KONVEKSI

ROFIQUL UMAM

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada

Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2014

Judul Penelitian : Optimasi Sebaran Panas Pada Ruang Sterilisasi Jamur Tiram Putih Menggunakan Satu Pipa Konveksi

Nama : Rofiqul Umam NRP : G74100048

Disetujui

Pembimbing 1

Dr. Ir. Irzaman, M.Si

NIP. 19630708 199512 1001

Pembimbing 2

Ardian Arif, S.Si, M.Si

NIP. 19720311 200604 1011

Diketahui

Ketua Departemen Fisika

Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si

NIP. 19660907 199802 1006

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Optimasi Sebaran Panas Pada Ruang Sterilisasi Jamur Tiram Putih Menggunakan Satu Pipa Konveksi. Penelitian ini disusun sebagai salah satu syarat untuk kelulusan program sarjana di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.

Pada kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada:

1. Kedua orang tua penulis Bapak Prayitno dan Ibu Saiti yang selalu mendoakan, memotivasi, membimbing dan banyak hal lain.

2. Kakak - kakak dan Adik penulis Edy Prasetyo, Rahmat Junaidi, M. Syazali, Istihana, dan Fajri Farid yang memberikan semangat.

3. Bapak M.N Indro, M.Sc selaku dosen pembimbing akademik dan editor yang selalu memberikan motivasi.

4. Bapak Dr.Irzaman, S.Si. M.Si selaku pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, kritik, dan saran.

5. Bapak Ardian Arif, S.Si, M.Si selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, kritik, dan saran.

6. Bapak Tony Sumaryada, Phd selaku dosen penguji atas saran dan kritiknya. 7. Ibu Maya, Sp yang telah membimbing serta memberikan ilmu tentang jamur

tiram putih.

8. Penghuni Kost Al-Fath, Nanang Syaputra, Teki Sinatria, Ahmad Irfan, dll 9. Tim Peneliti jamur tiram putih Desa Situ Ilir, dan Situ Udik yang telah

membantu di lapangan.

10. Bapak Firman yang telah membantu dalam hal administrasi.

11. Seluruh Dosen pengajar, staf dan karyawan di Departemen Fisika FMIPA IPB.

12. Bapak Asril petani jamur tiram putih asal desa situ ilir yang telah membantu dilapangan.

13. Saudara Phatul yang telah membantu dilapangan.

14. Rekan-rekan satu tim bimbingan Bapak Dr. Irzaman, S.Si. M.Si terimakasih atas kerja sama dan semangatnya.

15. Oktaviani Jaya Putri yang telah memberikan semangat, motivasi, dan doa diakhir penyelesaian sidang dan skripsi.

16. Teman-temanku angkatan 47 terimakasih atas kebersamaan kalian.

17. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis ucapkan satu persatu, terimakasih banyak atas dukungannya.

Akhir kata, dengan adanya tulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat yang besar. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan unutk kemajuan penelitian ini. Semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya untuk kita semua. Amin.

Bogor, Juni 2014

Penulis

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN... ix

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang ... 1

Perumusan Masalah... 2

Tujuan Penelitian ... 2

Hipotesis ... 2

TINJAUAN PUSTAKA... 2

Sekam Padi ... 2

Tungku Sekam ... 3

Serbuk Gergaji ... 4

Jamur Tiram ... 4

Syarat Tumbuh Jamur Tiram Putih (Faktor Ekologi)... 5

A. Faktor Lingkungan... 5

1. Suhu ... 5

2. Kelembaban Udara (RH)... 5

3. Sirkulasi Udara... 5

4. Cahaya ... 5

B. Faktor Nutrisi Media... 6

1. Karbon ... 6

2. Nitrogen ... 6

3. Vitamin ... 6

4. Mineral ... 6

Baglog ... 6

Pindah Kalor ... 7

1. Konduksi ... 7

2. Konveksi ... 7

Sterilisasi Media ... 8

Pipa Konveksi ... 8

Simulasi FDM (Finite Difference Method)... 8

BAHAN DAN METODE... 11

Tempat dan Waktu Penelitian... 11

Alat dan Bahan ... 11

Metode Penelitian ... 12

Perhitungan Penyebaran Kalor Menggunakan Metode Beda Hingga... 13

Perhitungan Efesiensi Bahan Bakar... 14

HASIL DAN PEMBAHASAN... 15

Distribusi Suhu pada Proses Sterilisasi Baglog Dengan 1 Pipa Konveksi Berdiameter 6cm ... 15

Distribusi Suhu pada Proses Sterilisasi Baglog Dengan 1 Pipa Konveksi Berdiameter 8cm ... 16

Efisiensi Energi Termal 1 Pipa Konveksi Berdiameter 6 cm dan 8cm... 18

Perbandingan Hasil Massa Panen Pada Desain 1 dan Desain 2... 20

Analisis Vibrasi Pada FTIR (Fourier Transform Infra Red)... 22

SIMPULAN DAN SARAN... 27

Simpulan ... 27

Saran ... 27

DAFTAR PUSTAKA ... 28

LAMPIRAN ... 31

RIWAYAT HIDUP ... 45 vii

DAFTAR TABEL

1. Perbandingan kandungan gizi jamur dengan bahan makanan lain... 1

2. Energi yang terkandung dalam beberapa bahan bakar... 10

3. Sebaran kalor menggunakan 1 pipa konveksi berdiamater 6 cm... 15

4. Sebaran kalor menggunakan 1 pipa konveksi berdiamater 8 cm... 17

5. Perbandingan penggunaan bahan bakar sekam padi pada pipa 6 cm dan 8 cm dengan waktu 6 jam... 18

6. Nilai FCR (Fuel Consumtion Rate) pada pipa 6 cm dan 8 cm dengan waktu 6 jam ... 19

7. Perbandingan efesiensi pada pipa 6 cm dan 8 cm dengan waktu 6 jam. 19

8. Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 6 cm lama perebusan 6 jam perlakuan pertama, untuk 3 kali panen... 21

9. Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 8 cm, perebusan 6 jam perlakuan pertama, untuk 3 kali panen... 21

10. Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 6 cm lama perebusan 6 jam perlakuan kedua, untuk 1 kali panen... 22

11. Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 8 cm lama perebusan 6 jam perlakuan kedua, untuk 1 kali panen... 22

12. Hasil observasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan pada FTIR dengan mengasumsikan proses stretching asimetri ikatan gugus molekul O-H, C-O... 25

13. Analisis frekuensi vibrasi, pada FTIR dengan mengasumsikan proses stretching asimetri ikatan gugus molekul O-H, C-O... 26

14. Hasil observasi, konstanta gaya ikatan harmonik pada FTIR dengan mengasumsikan proses stretching simetri ikatan gugus molekul C=O, C-H ... 26

15. Analisis frekuensi vibrasi, pada FTIR dengan mengasumsikan proses stretching asimetri ikatan gugus molekul C=O, C-H... 26

DAFTAR GAMBAR

1. Tungku Sekam ... 3

2. Desain Tungku Sekam IPB... 3

3. Jamur Tiram Putih... 4

4. Sebaran Panas Pada Satu Pipa Berdiameter 6 cm... 9

5. Sebaran Panas Pada Satu Pipa Berdiameter 8 cm... 9

7. Diagram Alir Penelitian... 12 8. Drum titik pengambilan data suhu... 13 9. Perbandingan efesiensi 6 jam pada pipa konveksi 6 cm dan 8 cm... 20 10. FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada miselium baglog pada desain 1 23 11. FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada jamur pada desain 1... 23 12. Hasil FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada miselium baglog dan

jamur pada desain 1... 23 13. FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada miselium baglog pada desain 2 24 14. FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada jamur pada desain 2... 24 15. Hasil FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada miselium baglog dan

jamur pada desain 2... 24

DAFTAR LAMPIRAN

1. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 6 cm, ulangan pertama ) ... 32 2. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 8 cm, ulangan

pertama ) ... 33 3. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 6 cm, ulangan

kedua ) ... 34 4. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 8 cm, ulangan

kedua ) ... 35 5. Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas

dan frekuensi vibrasi pada osilasi anharmonik sederhana ikatan gugus

molekul C-O, O-H... 36 6. Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta harmonik, konstanta pegas

dan frekuensi vibrasi pada osilasi harmonik sederhana ikatan gugus molekul C-H, C=O ... 41 ix

Latar Belakang

Perkembangan konsumen jamur dunia tampaknya cukup mendorong pembudidayaan jamur di Indonesia mendorong bertambahnya upaya pengembangan jenis jamur yang dimakan (edible) dan perkembangan budidaya yang mendorong perluasan produksi.1

Pleurotus ostreatus atau jamur tiram putih adalah salah satu jenis jamur kayu yang tergolong mudah beradaptasi dengan lingkungan sekitar, juga mudah membudidayakannya.1 Kandungan gizi yang terdapat dalam jamur tiram putih ini baik untuk kesehatan tubuh seperti pada Tabel 1.

Tabel 1 Perbandingan kandungan gizi jamur dengan bahan makanan lain.1 Bahan makanan Protein (%) Lemak (%) Karbohidrat (%)

Jamur merang 1.8 0.3 4

Jamur tiram putih florida 27 1,6 58

Jamur kuping 8.4 0.5 82.8

Daging sapi 21 5.5 0.5

Bayam - 2.2 1.7

Kentang 2 - 20.9

Kubis 1.5 0.1 4.2

Seledri - 1.3 0.2

Buncis - 2.4 0.2

Jamur tiram putih dibudidayakan dengan membuat media tanam yang sama dengan tempat asal tumbuhnya di alam. Dengan berbagai macam komposisi yang dicampur dengan perbandingan tertentu, akan dihasilkan media tanam yang baik. Media tanam yang telah dikemas dalam wadah atau yang sering disebut dengan baglog, kemudian dilakukan sterilisasi untuk membunuh bakteri, mikrobra dan jamur liar yang ada pada media. Proses sterilisasi media yang kurang baik akan mempengaruhi hasil panen. Banyak cara yang dapat dilakukan untuk mensterilkan media tumbuh (baglog), salah satunya ialah dengan mengukus baglog dalam suatu wadah. Pada pengukusan baglog dengan jumlah yang cukup banyak dapat menggunakan drum dan untuk bahan bakar dapat menggunakan minyak tanah, kayu bakar, LPG dan bahan bakar alternatif lain, seperti tungku sekam atau limbah baglog.1

Bahan bakar alternatif lain sebagai pengganti, yaitu cangkang kelapa sawit. Dengan menggunakan tungku sekam padi diharapkan dapat memperkecil biaya produksi yang dikeluarkan pada proses strerilisasi madia tanam jamur tiram putih dan dapat memanfaatkan limbah organik yang ada di sekitar lingkungan.2

Perumusan Masalah

1. Apakah dengan menggunakan satu pipa konveksi suhu pada bagian atas drum dapat ditingkatkan, dan bagian bawah drum dapat diturunkan?

2. Apakah dengan mengoptimasi sebaran kalor dengan satu pipa konveksi dapat mengubah sebaran kalor pada tiap-tiap bagian menjadi berkisar 1120C - 1420C ?

3. Dengan metode Fourier Transform Infra Red (FTIR) apakah karakterisasi gugus fungsi dari miselium pada baglog sama dengan gugus fungsi jamur yang dihasilkan?

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sebaran kalor tungku sekam padi pada media sterilisasi jamur tiram putih dengan menggunakan satu pipa konveksi, dan mengetahui karakterisasi konstanta pegas, dan frekuensi vibrasi gugus fungsi dari miselium baglog serta jamur tiram dengan metode FTIR.

Hipotesis

Dengan menggunakan pipa konveksi di tengah drum, diharapkan dapat menurunkan suhu di bagian dalam bawah drum, dan menaikan suhu pada bagian dalam atas drum. Hal ini disebabkan karena sebagian kalor dalam bentuk uap air bergerak didalam pipa konveksi yang nantinya diarahkan pada bagian atas drum. Energi serapan pada miselium baglog dan tubuh buah jamur tiram putih akan berbeda karena ada perbedaan waktu tumbuh.

TINJAUAN PUSTAKA

Sekam Padi

Sekam adalah bagian dari bulir padi-padian (serealia) berupa lembaran yang kering, bersisik, dan tidak dapat dimakan, yang melindungi bagian dalam (endospermium dan embrio). Sekam dapat dijumpai pada hamper semua anggota rumput-rumputan (Poaceae), meskipun pada beberapa jenis budidaya ditemukan pula variasi bulir tanpa sekam (misalnya jagung dan gandum).3

Dari proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam sekitar 20 - 30%, dedak antara 8 - 12% dan beras giling antara 50 - 63,5% data bobot awal gabah. Sekam dengan persentase yang tinggi tersebut dapat menimbulkan masalah lingkungan. Pemanfaatan sekam sebagai bahan bakar bertujuan untuk menekan biaya pengeluaran untuk bahan bakar bagi rumah tangga pembudidaya. Penggunaan Bahan Bakar Minyak yang harganya terus meningkat akan berpengaruh terhadap biaya rumah tangga yang harus dikeluarkan setiap harinya.3

Tungku Sekam

Desain tungku sekam yang telah dikembangkan oleh Departemen Fisika IPB rupanya telah membuat kompor berbahan bakar sekam padi dan dinamakannya Tungku Berkah. Teknologi kompor sekam menghasilkan energi panas hingga 700 - 800 derajat celsius. Tungku ini didesain mirip dengan kompor minyak tanah biasa, hanya ukurannya tampak lebih besar. Di dalamnya terdapat sebuah plat seng berbentuk kerucut yang diletakan terbalik seperti pada Gambar 1 dan gambar 2.3

Gambar 1 Tungku Sekam.4

Gambar 2 DesainTungku Sekam IPB.4

Desain tungku sekam skala industri kecil IPB. Gambar 2 menunjukkan desain tungku sekam skala industry kecil IPB yang terdiri dari 6 komponen mencakup : (A) Reservoir (tendon) sekam dalam bentuk kerucut terbalik, (B) Cerobong berlubang untuk membatasi aliran api, (C) Isolator kompor, (D) Badan kompor, (E) Ruang antara tatakan abu sementara dan ujung bawah kerucut, dan (F) Reservoir abu sementara.4

Dalam pembuatan tungku sekam skala industry kecil ini berbeda ukurannya dengan tungku sekam skala rumah tangga. Untuk lubang pada badan tungku sekam skala industry kecil berukuran 40 x 68 cm seperti tampak dalam gambar 1.

Serbuk Gergaji

Serbuk gergaji merupakan bahan utama media tanam dalam budidaya jamur tiram putih mencapai 70% dari berat total Baglog. Serbuk gergaji merupakan bahan yang ramah lingkungan, mengandung selulosa, karbohidrat, serat, dan lignin. Jamur mampu merombak selulosa dan lignin menjadi karbohidrat yang selanjutnya diubah menjadi protein. Agar jamur tumbuh sempurna sebaiknya menggunakan serbuk gergaji kering dan bersih, tidak mengandung getah atau minyak. Bila mengandung keduanya maka pertumbuhan jamur menjadi terhambat.5

Jamur tiram putih sebaiknya menggunakan jenis kayu yang berdaya tahan rendah, seperti albasia dan sengon. Jenis kayu yang tidak boleh untuk media jamur tiram putih adalah pinus karena mengandung zat terpenoid atau belerang. Zat tersebut dapat menghambat pertumbuhan jamur. Selain serbuk gergaji juga bisa digunakan ampas tebu, tongkol jagung, limbah kapas, dan daun teh.6

Jamur Tiram Putih (Pleorotus ostreatus(Jacq. Ex. Fr.))

Jamur tiram putih seperti tampak dalam Gambar 3 dapat dijumpai di alam bebas, terutama pada saat musim hujan yang tumbuh di lingkungan yang lembab. Jamur tiram putih tumbuh saling bertumpuk di permukaan batang pohon yang sudah lapuk, jamur tiram putih adalah salah satu jenis jamur kayu. Secara umum penumbuhan jamur dibagi menjadi dua fase yaitu fase vegetatif dan fese generatif. Fase vegetatif ditandai dengan pertumbuhan dan penyebaran miselia jamur di dalam media. Miselia mengeluarkan enzim yang dapat menguraikan senyawa kompleks seperti lignin menjadi senyawa yang lebih sederhana yang diperlukan untuk pertumbuhan. Setelah beberapa waktu miselia saling bertemu yang selanjutnya berkembang menjadi tubuh buah yang disebut fase generatif.7

Gambar 3 Jamur tiram putih

Syarat Tumbuh Jamur Tiram Putih ( Faktor Ekologi )

Untuk dapat membudidayakan jamur tiram ini kita harus tahu faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan, yaitu :

A. Faktor Lingkungan 1. Suhu

Suhu yang baik bagi pertumbuhan tubuh buah jamur berkisar antara 18 o C-25oC. Suhu yang terlampau tinggi akan berpengaruh terhadap pertumbuhan primordial ( bakal buah jamur ) dan tubuh jamur tidak akan berkembang sehingga terjadi deformasi / perubahan bentuk stipe ( batang ) yang memanjang dan memiliki tudung kecil. Jamur akan terus tumbuh pada suhu 18 oC -25oC tetapi pada pertumbuhan ulang memerlukan suhu yang lebih rendah, untuk itu perlu diusahakan penurunan suhu seoptimal mungkin dengan cara buka / tutup jendela kumbung disesuaikan dengan keadaan suhu setempat serta perkembangan jamur. Untuk menghindari penguapan kandungan air pada substrat atau kemungkinan tercemar maka dapat dengan cara menutup petak atau bagian rak penumbuhan dengan plastik sehingga cahaya dapat tetap masuk dan suhu terjaga.8

2. Kelembaban Udara ( RH )

Pertumbuhan tubuh buah jamur akan sempurna apabila kelembaban ruangan berkisar 75%- 95 %. Untuk dapat menjaga kelembaban di dalam ruang penumbuhan dapat digunakan cara membuka dan menutup vertilasi / jendela harus dibuka karena kelembaban yang jenuh di dalam ruangan akan menyebabkan jamur yang sudah siap panen akan menyerap uap air tersebut sehingga jamur akan basah sebaliknya apabila di dalam ruangan kelembaban udara normal sebaiknya ventilasi ditutup, untuk mengetahui berapa besar kelembaban dalam ruangan dapat digunakan alat Thermohygrometer.8

3. Sirkulasi Udara

Sirkulasi udara sangat mendukung bagi pertumbuhan primordial. juga diperlukan karena tingkat karbondioksida dalam ruangan selalu meningkat. Sirkulasi udara yang kurang baik menyebabkan tudung buah menjadi tipis sehingga terjadi perubahan bentuk tubuh buah. Selesai membuka baglog bukalah jendela ventilasi kurang lebih 45 menit untuk pergantian udara, setelah itu tutup kembali dan sisakan beberapa jendela terbuka.8

4. Cahaya

Cahaya yang dimaksud adalah cahaya yang didapat secara tidak langsung,cahaya ini sangat berperan membentuk pin head dan pembentukan tubuh buah (fruiting bod ).8

B. Faktor Nutrisi Media

Selain factor–faktor lingkungan, nutrisi berperan penting dalam produktifitas media yang dihasilkan. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam nutrisi media yaitu :

1. Karbon

Karbon merupakan substrat sebagai penyokong pertumbuhan miselium, beberapa sumber karbon bisa ditambahkan kedalam media.8

2. Nitrogen

Sumber nitrogen sangat penting bagi pertumbuhan mikroorganisme terutama dari asam nukleat, Protein berfungsi sebagai sumber yang sangat penting untuk kitin pada dinding sel. Fungsi nitrogen sangat penting untuk membantu pertumbuhan miselium.8

3. Vitamin

Vitamin yang penting bagi pertumbuhan tubuh buah dan miselium yaitu vitamin B komplek, thiamin.8

4. Mineral

Mineral juga sangat penting bagi pertumbuhan miselium. Sumber mineral dapat diperoleh dari kapur. Dari semua penjelasan di atas, sumber nutrisi yang mengandung unsur-unsur tersebut salah satunya adalah dedak, sehingga pemilihan kwalitas dedak yang baik dan penambahan dedak pada media perlu diperhatikan. Selain dedak ada sumber lain yang bisa digunakan seperti ampas sagu atau molase, tetapi ketersediaannya terbatas dan sulit didapat sehingga dedak menjadi pilihan.8

Baglog

Baglog adalah salah satu media untuk pertumbuhan jamur tiram harus dibuat menyerupai kondisi tempat tumbuh jamur tiram di alam yaitu tumbuh pada kayu yang sudah lapuk. Berikut adalah bahan baku yang digunakan untuk media jamur tiram.8

1. Serbuk kayu

2. Bekatul / dedak sebagai sumber karbohidrat dan protein 3. Kapur (CaCO3) sebagai pengatur pH dan sumber mineral

4. Gipsum sebagai bahan untuk mengokohkan media dan penambah mineral

5. Jagung pecah sebagai penambah glukosa

6. Pemberian air, kandungan air berkisar antara 60 - 65% 6

Pindah Kalor

Kalor adalah energi yang dipindahkan karena adanya beda temperatur. Sistem perpindahan kalor dibagi menjadi 3 jenis, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Secara umum, ketiga jenis tersebut dibedakan berdasarkan media dalam upaya memindahkan energi kalor. Konduksi menggunakan media padat, konveksi menggunakan media fluida, sedangkan radiasi menggunakan media gelombang elektromagnetik.9

1. Konduksi

Konduksi adalah transfer energi kalor yang terjadi melalui interaksi antara atom-atom atau molekul-molekul, yang tidak disertai dengan perpindahan atom dan molekul. Konduksi kalor hanya akan terjadi jika ada perbedaan suhu pada suatu benda. Konduktivitas termal (k) untuk berbagai zat dimana apabila k semakin besar maka kalor yang dihantarkan semakin besar. Persamaan dari konduksi adalah9:

= − ∆_∆ (1)

keterangan :

: Laju aliran kalor (J s-1)

: Konduktifitas termal (J/s m 0C) : Luas penampang (m2)

∆ : Perbedaan suhu (0C)

∆ : Jarak antar ujung yang memliki beda suhu (m).

2. Konveksi

Konveksi adalah proses dimana kalor ditranfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat lain dengan melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar. Walaupun zat cair dan gas umumnya bukan merupakan penghantar kalor yang sangat baik, namun dapat mentransfer kalor dengan cukup cepat melalui konveksi.9

_{= ℎ ∆}

(2) keterangan :

: Laju aliran kalor (J/s)

ℎ : Koefisien perpindahan kalor konveksi (J m-2 s-1 / 0C) : Luas penampang (m2)

Sterilisasi Media

Kegagalan panen banyak disebabkan oleh proses sterilisasi media yang kurang sempurna. Jamur-jamur liar yang masih ada dalam baglog yang tumbuh subur dan menghambat pertumbuhan jamur tiram putih jika proses sterilisasi tidak sempurna. Beberapa teknik dapat dilakukan untuk sterilisasi media jamur tiram putih. Salah satu cara sterilisasi tersebut dengan cara mengukus media jamur tiram putih di dalam drum. Sterilisasi media jamur tiram putih dengan teknik pengukusan, biasanya memakai kayu bakar sengon, minyak tanah, atau LPG sebagai bahan bakarnya. Pada penelitian ini pengukusan digunakan tungku sekam. Penggunaan drum sebagai sterilisator memiliki tingkat keberhasilan 70 - 80 %, walaupun demikian para petani masih menggunakan drum karena harganya dapat terjangkau. Perebusan bukanlah metode sterilisasi. Sterilisasi umumnya dilakukan menggunakan autoklaf untuk menggunakan kalor bertekanan tinggi. Cara lain yang kini dikembangkan adalah sterilisasi basah untuk produk-produk yang tidak tahan kalor.7

Pipa Konveksi

Pipa konveksi merupakan alat yang digunakan sebagai pemerata kalor dalam bentuk butiran air atau uap air, agar kalor pada media sterilisasi jamur tiram menjadi semakin merata.10 Pada penelitian sebelumnya media sterilisasi jamur tiram yang belum menggunakan pipa konveksi masih mengalami kegagalan khususnya pada proses sterilisasi jamur tiram.11 Kegagalan panen banyak disebabkan oleh proses sterilisasi media yang kurang sempurna. Hal ini diakibatkan karena penyebaran kalor pada media sterilisasi belum merata, untuk itu dengan menggunakan pipa konveksi yang stelah dilubangi, diharapkan mampu meratakan suhu pada media sterilisasi.12

Simulasi FDM (Finite Difference Method)

Peneliti sebelumnya telah mengembangkan Finite Difference Method (FDM). Kajian FDM ini digunakan dalam analisis sebaran kalor dalam sterilisasi jamur tiram dengan drum. Simulasi FDM adalah simulasi fisika dengan menggunakan komputerisasi didalam softwere matlab. Pada simulasi sebaran panas dengan matlab ini, didapat nilai sebaran panas dengan cara memasukan nilai kalor pada bagian bawah pipa, diameter pipa, tinggi pipa, dan suhu atas pipa. Sehingga didapat nilai sebaran panas pada selimut pipa konveksi.15

Untuk pipa konveksi berdiameter 6 cm, didapat sebaran kalor rata-rata pada bagian tengah pipa yaitu 180 oC, sedangkan pada selimut pipa konveksi didapat nilai rata-rata kalor adalah 150 oC. Untuk pipa berdiameter 8 cm, didapat sebaran kalor rata-rata pada bagian tengah pipa yaitu 198 oC, sedangkan pada selimut pipa konveksi didapat nilai rata-rata kalor adalah 170 oC. Perbedaan sebaran kalor ini disebabkan karena diameter pipa konveksi berbeda, sehingga laju kalor yang bergerak pada pipa tersebut berbeda akibat perbedaan luasan lubang atau diameter

15

Hasil simulasi sebaran panas pada silinder tungku sekam dengan menggunakan FDM (Finite Difference Method), dapat dilihat pada Gambar 4 dan Gambar 5.

Gambar 4 Sebaran Panas Pada Satu Pipa Berdiameter 6 cm.15

Gambar 5 Sebaran Panas Pada Satu Pipa Berdiameter 8 cm.15 Keterangan :

T bawah : 222 oC T awal : 222 oC T kanan : 150 oC T kiri : 150 oC T atas : 70 oC Diameter : 6 cm

Tinggi silinder : 117 cm Waktu : 30 detik

T pusat dilihat di grafik, pada saat t=30 s, T pusat bernilai 180

o

C

Keterangan : T bawah : 222 oC T awal : 200 oC T kanan : 170 oC T kiri : 170 oC T atas : 70 oC Diameter : 8 cm

Tinggi silinder : 117 cm Waktu : 30 detik

T pusat dilihat di grafik, pada saat t=30 s, T pusat bernilai 198

o

Energi yang Terkandung dalam Bahan Bakar

Jumlah kalor yang dilepaskan saat pembakaran atau heat value fuel setara dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar tersebut. Jumlah kalor yang dilepaskan saat pembakaran bahan bakar sekam padi sebesar 3300 kcal/kg, hal ini menunjukkan bahwa sekam padi mampu memberikan kalor ke media sterilisasi lebih besar dibandingkan jumlah kalor pada pembakaran bahan bakar bensin, minyak tanah, LPG dan arang kayu. Tabel 2 menunjukkan jumlah kalor yang dilepaskan pada saat pembakaran beberapa bahan bakar yang sering digunakan.13 Tabel 2 Energi yang terkandung dalam beberapa bahan bakar.13

Ekuivalen bahan bakar

Rapat energi yang terkandung dalam bahan

bakar (kcal/kg)

LPG 11767

Sekam Padi 3300

Arang Kayu 5893

Minyak Tanah 11000

Bensin 11528

* 1 tangki = 140 kg

* *Konversi langsung menggunakan nilai pemanasan dari 3300 kcal per kg.

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di desa Situ Ilir dan Situ Udik, Leuwliang, Bogor, dan Bengkel kayu, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2013 sampai dengan bulan Maret 2014.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian terbagi menjadi dua, yaitu alat utama dan alat bantu. Alat utama terdiri atas seperangkat tungku sekam, dengan bahan bakar sekam padi yang digunakan untuk menghasilkan kalor, pipa besi dengan diameter 8 cm, dan 6 cm, Drum dengan diameter 56 cm, Penutup drum, dan dual laser infrared thermometer and thermocouple soket IT 1500. Alat bantu berupa terpal plastik, timbangan, penggaris, stopwatch, komputer. Gambar 6 menunjukkan desain drum dengna 1 pipa konveksi.

Gambar 6 Desain drum satu pipa konveksi. keterangan :

1. Drum dengan diameter 56 cm, Tinggi 117 cm 2. Pipa konveksi dengan diameter 6 cm dan 8 cm. 3. Arah gerak uap air (keatas)

4. Ruang baglog 5. Tatakan baglog 6. Air (42.75 liter)

1 2 3 4 5 6

Metode Penelitian

Gambar 7 Diagram alir penelitian

Gambar 7 memperlihatkan tahapan yang dilakukan, dalam pengambilan Mulai

Persiapan alat dan bahan

Pengomposan bahan baglog

Pembuatan baglog _{Pemasangan pipa pada drum}

Proses sterilisasi dengan cara dikukus menggunakan tungku

sekam

Pengukuran suhu tiap-tiap bagian drum menggunakan dual laser infrared thermometer IT 1500

Persiapan tungku sekam dan drum

Inokulasi dan inkubasi baglog dalam ruang pembibitan (3 hari)

Perhitungan baglog yang tidak terkontaminasi dan memindahkannya ke kumbung jamur

Proses panen dan perawatan pascapanen

Pencatatan massa jamur per baglog

Penyusunan laporan skripsi 12

Analisi FTIR, perhitungan vibrasi, konstanta anharmonik, dan konstanta pegas

Perhitungan Penyebaran Kalor Menggunakan Metode Beda Hingga

Perpindahan kalor pada saat sterilisasi di dalam drum ada dua, yaitu perpindahan kalor secara konveksi yang terjadi pada air dan perpindahan kalor secara konduksi yang terjadi pada baglog.14

Drum yang digunakan berbentuk tabung yang bersifat simetri sehingga perambatan kalor yang terjadi tidak bergantung pada besar sudut θ. Perhitungan hantaran pada kalor terdapat pada Persamaan (4).14

=

+

+

(4)

keterangan :

: Tinggi tabung (m) : Suhu (0C)

: Waktu (detik) : Jari-jari (m)

: Difusi termal (m2/s)

T( r, z, t) adalah suhu pada saat sterilisasi dengan r ( 0 ≤ r ≤ 28 ) dan z ( 0 ≤ z ≤ 120 ) saat waktu t, dan diubah menjadi Persamaan (5).14

, , = , , + _∆∆ , , − , , ! +

∆

∆ ," , − 2 , , + , , ! (5)

Pengambilan data suhu mengikuti desain dalam Gambar 8. Penyelesaian persamaan di atas dengan menggunakan metode beda hingga. Persamaan lain yang dapat digunakan untuk menganalisa penyebaran kalor pada proses sterilisasi baglog jamur tiram putih adalah persamaan bessel secara analitik.14

Perhitungan Efisiensi Bahan Bakar

Untuk menghitung efisiensi bahan bakar perlu dicari dahulu laju energi yang dibutuhkan untuk memasak dengan menggunakan Persamaan (6).14

$% = ('( )( ∆ *) (', -.) (', ), ∆ ) ₍₆₎ Keterangan :

$% : laju energi yang dibutuhkan (kcal/hari)

/0 : massa air awal (kg)

/1 : massa air yang menguap (kg)

20 : kalor jenis air (kcal/kg 0C)

21 : kalor jenis uap air (kcal/kg 0C)

34 : kalor laten uap air (kcal/kg)

∆ , : perubahan suhu (0C) : waktu pemasakan (hari)

Efisiensi energi termal bahan bakar dapat dihitung menggunakan Persamaan (7).12

ℸ =_{89: :;<}67 100% (7) Keterangan :

ℸ : efisiensi bahan bakar (%)

@AB : (Fuel consumption rate) laju bahan bakar yang dibutuhkan (kg/hari)

$% : laju energi yang dibutuhkan (kcal/hari)

C@ : (Heat value fuel) energi yang terkandung dalam bahan bakar (kcal/kg) Nilai FCR (Fuel consumption rate) dapat dihitung dalam Persamaan (8) dan (9).12

Γ = EF− E0 (8)

@AB =G 24 jam (9)

keterangan :

E_F : Massa sekam padi (kg)

E0 : Massa abu sekam padi (kg)

FCR : (Fuel consumption rate) laju bahan bakar yang dibutuhkan (kg/hari)

Γ : Massa bahan bakar (kg). t : Waktu pengukusan (jam) 14

Distribusi Suhu pada Proses Sterilisasi Baglog Dengan 1 Pipa Konveksi Berdiameter 6 cm

Hasil kajian FDM diterapkan dalam proses sterilisasi baglog dengan 1 pipa konveksi 6 cm dan 8 cm. Perbedaan ukuran diameter pipa konveksi menyebabkan kalor ditransfer dalam bentuk uap air pada bagian dalam drum ikut berbeda. Kalor yang dihasilkan dari pembakaran menggunakan tungku berbahan bakar sekam padi mencapai suhu rata-rata 697,78 0C. Ternyata sebaran kalor yang dihasilkan pada bagian dalam drum berbeda. Hal ini terjadi karena diameter pada pipa konveksi yang digunakan berbeda, yaitu 6 cm dan 8 cm, sehingga uap air yang naik keatas jumlah debitnya ikut berbeda. Karena kalor yang dihasilkan berbeda maka sebaran kalor dan tekanan pada sterilisasi juga akan berbeda.

Tabel 3 Sebaran kalor menggunakan 1 pipa konveksi berdiamater 6 cm.

Waktu / Posisi Suhu Setelah 1 jam Suhu Setelah 2 jam Suhu Setelah 3 jam Suhu Setelah 4 jam Suhu Setelah 5 jam Suhu Setelah 6 jam Rata-rata Suhu (0C) Selongsong

Tungku 698.0 692.0 708.0 712.0 697.0 711.0 703.0 Pusat

Bawah Drum

257.0 258.3 298.0 271.0 297.4 254.5 272.7 Selimut

Bawah Drum

94.02 97.10 96.10 96.40 98.20 98.10 97.18 20 cm dari

selimut bawah

drum

71.40 81.80 84.20 87.80 87.30 87.10 83.27 40 cm dari

selimut bawah

drum

62.60 75.10 84.10 84.30 82.64 80.70 78.24 60 cm dari

selimut bawah

drum

56.60 74.10 70.10 86.40 87.10 83.80 76.35 80 cm dari

selimut bawah

drum

51.10 60.30 72.30 67.90 68.90 69.20 64.95 100 cm

dari selimut

bawah drum

Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat penyebaran kalor pada drum yang dengan menggunakan 1 pipa konveksi berdiameter 6 cm pada proses sterilisasi media tanam jamur tiram putih (baglog). Pada 1 jam pertama suhu mulai terlihat konstan, jika dirata-rata maka pada pusat drum bagian bawah bersuhu 272.70 0C, pada selimut bawah drum 97.18 0C, suhu pada batas ketinggian air 83.27 0C, suhu pada selimut dari ketinggian 40cm dari bawah drum 78.24 0C, suhu pada selimut dari ketinggian 60 cm dari bawah drum 76.35 0C, suhu pada selimut dari ketinggian 80 cm dari bawah drum 64.95 0C, suhu pada selimut dari ketinggian 100cm dari bawah drum 62.82 0C, untuk suhu pada atas drum bagian luar. Saat suhu konstan tersebut menjadi syarat batas dalam perhitungan sebaran kalor mengunakan metode beda hingga. Syarat awal pada saat waktu nol jam.

Distribusi Suhu pada Proses Sterilisasi Baglog Dengan 1 Pipa Konveksi Berdiameter 8 cm

Untuk syarat batas penyebaran kalor pada drum pada suhu 200oC yang diberi kalor dari tungku dengan bahan bakar sekam padi dengan menggunakan 1 pipa konveksi berdiameter 8cm pada proses sterilisasi media tanam jamur tiram putih (baglog). Dapat dilihat dari Tabel 4 pada 1 jam pertama suhu mulai terlihat konstan, jika dirata-rata selama sterilisasi 6 jam, maka pada pusat drum bagian bawah bersuhu 262.53 0C, pada lingkaran terluar dasar drum 97.15 0C, suhu pada batas ketinggian air 84.76 0C, suhu pada selimut dari ketinggian 40cm dari bawah drum 78.53 0C, suhu pada selimut dari ketinggian 60cm dari bawah drum 75.75

0

C, suhu pada selimut dari ketinggian 80cm dari bawah drum 66.45 0C, suhu pada selimut dari ketinggian 100cm dari bawah drum 65.68 0C, untuk suhu pada atas drum bagian luar. Saat suhu konstan tersebut menjadi syarat batas dalam perhitungan sebaran kalor mengunakan metode beda hingga. Syarat awal pada saat waktu nol jam.

Tabel 4 Sebaran kalor menggunakan 1 pipa konveksi berdiamater 8 cm. Waktu / Posisi Suhu Setelah 1 jam Suhu Setelah 2 jam Suhu Setelah 3 jam Suhu Setelah 4 jam Suhu Setelah 5 jam Suhu Setelah 6 jam Rata-rata Suhu

(0C) Selongsong

Tungku 673.0 713.9 721.0 712.0 692.0 721.0 705.5 Pusat

Bawah Drum

207.0 243.3 302.0 271.0 297.4 254.5 262.5 Selimut

Bawah Drum

94.00 96.10 96.10 96.40 96.20 104.1 97.15 20 cm dari

selimut bawah

drum

71.40 81.80 86.20 89.80 90.30 89.10 84.76 40 cm dari

selimut bawah

drum

70.00 76.10 80.10 84.30 86.40 82.75 78.53 60 cm dari

selimut bawah

drum

55.60 70.10 70.10 86.40 87.10 85.20 75.75 80 cm dari

selimut bawah

drum

53.10 62.30 78.30 67.90 68.90 68.20 66.45 100 cm

dari selimut

bawah drum

Efisiensi Energi Termal 1 Pipa Konveksi Berdiameter 6 cm dan 8 cm

Pada pengukusan dengan menggunakan 1 pipa konveksi berdiameter 6 cm maupun 8 cm memiliki nilai HVF (Heat value fuel) atau energi yang terkandung dalam bahan bakar sekam padi sebesar 3300 kcal/kg. Berdasarkan Tabel 5, Tabel 6 dan persamaan (8), (9) untuk pipa berdiameter 6 cm maupun 8 cm untuk 1 pipa konveksi berdiameter 6 cm, didapatkan besar FCR (Fuel consumption rate) atau laju bahan bakar yang dibutuhkan (kg/hari), sebesar 150 kg/hari untuk ulangan pertama, dan 197.21 kg/hari untuk ulangan kedua. Sedangkan untuk 1 pipa konveksi berdiameter 8 cm didapatkan nilai FCR (Fuel consumption rate) atau laju bahan bakar yang dibutuhkan (kg/hari), sebesar 130.01 kg/hari pada ulangan pertama, dan 163.61 kg/hari pada ulangan kedua.

Tabel 5 Perbandingan penggunaan bahan bakar sekam padi pada pipa 6 cm dan 8 cm dengan waktu 6 jam.

Bahan

bakar Perlakuan

Lama pengukusan (jam) Diameter pipa (cm) Volume Air awal (liter) Volume Air sisa (liter) Massa Sekam (kg) Massa Abu Sekam (kg) Sekam

Padi 1 6 6 42.75 30.50 61.50 24.00 Sekam

Padi 2 6 6 42.75 28.10 63.00 13.70 Sekam

Padi 1 6 8 42.75 28.30 52.00 19.50 Sekam

Padi 2 6 8 42.75 26.80 55.40 15.50

Tabel 6 Nilai FCR (Fuel Consumption Rate) pada pipa 6 cm dan 8 cm dengan waktu 6 jam.

Bahan

bakar Perlakuan

Lama pengukusan (jam) Diameter pipa (cm) Massa Sekam (kg) Massa Abu Sekam (kg) Massa Bahan Bakar (kg) FCR (kg/hari) Sekam

Padi 1 6 6 61.50 24.00 37.50 150.00 Sekam

Padi 2 6 6 63.00 13.70 49.30 197.21 Sekam

Padi 1 6 8 52.00 19.50 32.50 130.01 Sekam

Padi 2 6 8 55.40 15.50 39.90 163.61

Hasil perhitungan nilai efisiensi energi termal berdasarkan rumus persamaan (7), dapat dilihat dalam tabel 7. Pada 1 pipa konveksi berdiameter 6 cm berbahan bakar sekam adalah 8.28 % untuk pengukusan 6 jam pada ulangan pertama, dan 7.15% untuk pengukusan 6 jam pada ulangan kedua. Nilai efisiensi pada 1 pipa konveksi berdiameter 8 cm berbahan bakar sekam adalah 10.75 % untuk pengukusan 6 jam pada ulangan pertama, dan 9.18% untuk pengukusan 6 jam pada ulangan kedua.

Tabel 7 Perbandingan efesiensi pada pipa 6 cm dan 8 cm dengan waktu 6 jam.

Perlakuan

Lama pengukusan

(jam)

Pipa Konveksi

(cm)

HVF (kcal/kg)

FCR (kg/hari)

Qn (kcal/hari)

Efisiensi (%) 1 _{6 6 3300 150.00 40986.30 8.28} 2 6 6 3300 197.21 46570.64 7.15 1 _{6 8 3300 130.01 46105.26 10.75} 2 6 8 3300 163.61 49595.48 9.18

Gambar 9 Efesiensi pemanasan 6 jam pada pipa konveksi 6 cm dan 8 cm. Dari gambar 9 terlihat bahwa efisiensi bahan bakar sterilisasi jamur tiram untuk pengukusan 6 jam tidak terlalu jauh berbeda, pada pipa konveksi 6cm perlakuan pertama didapat bahwa efisiensi perebusan adalah 8.28%, pada pipa konveksi 8cm perlakuan pertama 10.75%, pada pipa konvesi 6cm perlakuan kedua 7.15%, pada pipa konveksi 8 cm perlakuan kedua 9.18%. Hal ini disebabkan karena dengan menggunakan pipa konveksi berdiameter 8 cm dapat lebih cepat memanaskan bagian dalam drum, sehingga waktu yang diperlukan untuk mencapai titik sebaran kalor semakin cepat. Bahan bakar sekam padi yang digunakan untuk memanaskan berbanding lurus dengan suhu yang dihasilkan dalam waktu yang sama yaitu 6 jam. Perhitungan lengkap efisiensi energy termal untuk variasi 1 pipa berdiameter 6 dan 8 cm tertera dalam Lampiran 1, 2, 3 ,4.

Perbandingan Hasil Panen Pada Desain 1 dan Desain 2

Desain 1 menggunakan pipa konveksi 6 cm, dan desain 2 menggunakan pipa konveksi 8 cm. Penggunaan ukuran pipa konveksi pada sterilisasi mempengaruhi sebaran kalor yang terjadi didalam drum, sehingga mempengaruhi juga jumlah kontaminasi media tanam jamur tiram putih, pada Tabel 10, ternyata jumlah baglog yang paling sedikit terkontaminasi adalah pada pipa konveksi berukuran 8 cm dengan lama pengukusan 6 jam yaitu 33 buah baglog dari total sampel 80 buah. Pengukusan dilakukan selama 6 jam dengan menggunakan tungku sekam dan pipa konveksi pada tengah drum sterilisasi jamur tiram.

Pada Tabel 8, sterilisasi dengan menggunakan pipa berdiameter 6 cm dengan lama pengukusan 6 jam, jumlah yang terkontaminasi yaitu 49 buah baglog dari total sampel 80 buah. Dari perbedaan tersebut dapat dilihat bahwa dengan menggunakan pipa konveksi berdiameter 8cm lebih sedikit yang terkontaminasi, artinya lebih dari 50% baglog jamur tumbuh dan dapat dipaen dalam waktu satu bulan.

Bibit jamur tiram putih yang tidak tumbuh ini akan mengalami pembusukan yang menyebabkan baglog terkontaminasi. Sterilisasi merupakan faktor utama penyebab kontaminasi media tetapi ada hal-hal kecil lain yang bisa juga menyebabkan kontaminasi antara lain bahan dari baglog itu sendiri, atau pada saat inokulasi sehingga media yang sudah steril bisa terkontaminasi lagi akibat pengaruh suhu ruang inkubasi maupun cuaca. Tempat inkubasi yang kotor dan basah seringkali menjadi penyebab baglog terkontaminasi. Sehingga diperlukan penyediaan tempat yang lebih steril untuk proses inokulasi dan ikubasi selama 1 minggu atau sampai miselium pada baglog sudah menutupi baglog 80%.

Tabel 8 Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 6 cm lama perebusan 6 jam perlakuan pertama, untuk 3 kali panen.

Baris

Jumlah baglog hasil

sterilisasi 6 jam (buah) Jumlah kontaminasi baglog (buah) Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog (buah)

Massa jamur total (gram)

Massa jamur per baglog

(gram)

1 20 13 7 2160 102

2 20 13 7 2050 97

3 20 11 9 2820 104

4 20 12 8 2500 104

Jumlah 80 49 31 9530 407

Tabel 9 Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 8 cm, perebusan 6 jam perlakuan pertama, untuk 3 kali panen.

Baris

Jumlah baglog hasil

sterilisasi 6 jam (buah) Jumlah kontaminasi baglog (buah) Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog (buah)

Massa jamur total (gram)

Massa jamur per baglog

(gram)

1 20 10 10 2900 97

2 20 8 12 3450 95

3 20 7 13 4370 112

4 20 8 12 3610 100

Tabel 10 Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 6 cm lama perebusan 6 jam perlakuan kedua untuk 1 kali panen.

Baris

Jumlah baglog hasil

sterilisasi 6 jam (buah) Jumlah kontaminasi baglog (buah) Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog (buah)

Massa jamur total (gram)

Massa jamur per baglog

(gram)

1 20 12 8 650 81

2 20 12 8 600 75

3 20 10 10 800 80

4 20 11 9 700 77

Jumlah 80 45 35 2750 78

Tabel 11 Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog dan massa jamur tiram putih per baglog pada 1 pipa berdiameter 8 cm lama perebusan 6 jam perlakuan kedua untuk 1 kali panen.

Baris

Jumlah baglog hasil

sterilisasi 6 jam (buah) Jumlah kontaminasi baglog (buah) Jumlah jamur yang tumbuh di dalam baglog (buah)

Massa jamur total (gram)

Massa jamur per baglog

(gram)

1 20 10 10 700 70

2 20 11 9 650 72

3 20 9 11 900 81

4 20 10 10 750 75

Jumlah 80 40 40 3000 75

Analisis Vibrasi Pada FTIR (Fourier Transform Infra Red)

Dalam analisis data FTIR gambar 10, 11, 12, 13, 14, 15, dapat dilihat bahwa gugus fungsi yang terdapat pada miselium jamur mulai dari F3 (miselium baglog), dan Jamur sama, hanya saja nilai konstanta anharmonik berbeda. Hal ini disebabkan karena sample yang diambil tidak sama persis, melainkan sampel tiap tingkatan bibit yaitu F3 (miselium baglog), dan jamur. Jika dibandingkan antara nilai perhitungan dengan nilai eksperimen, hampir mendekati nilai vibrasinya.

Dari data FTIR dapat dijelaskan bahwa puncak-puncak yang didapat akibat ada yang diserap oleh bahan tersebut. Penyerapan tersebut terjadi karena terdapat frekuensi dan panjang gelombang yang sama pada bahan tersebut. Sehingga kita dapat mempredeksi kandungan yang terdapat pada sampel tersebut, yang kemudian dapat kita ketahui bilangan gelombang atau vibrasi transmitansi, dan absorbansi serta dapat diketahui konstanta anharmoniknya.

Gambar 10 FTIR (Fourier Transform Infra Red) miselium baglog pada desain 1

Gambar 11 FTIR (Fourier Transform Infra Red) jamur pada desain 1

Gambar 12 Hasil FTIR (Fourier Transform Infra Red) miselium baglog, dan jamur pada desain 1

Gambar 13 FTIR (Fourier Transform Infra Red) miselium baglog pada desain 2

Gambar 14 FTIR (Fourier Transform Infra Red) jamur pada desain 2

Gambar 15 Hasil FTIR (Fourier Transform Infra Red) miselium baglog, 24

Dilihat dari Tabel 12 dan 13 bahwa konstanta gaya ikatan literatur dengan hasil perhitungan hampir mendekati. Ini terbukti bahwa gugus fungsi pada hasil FTIR F3 (miselium baglog), dan jamur benar. Hasil vibrasi perhitungan dengan ekperimen serta literatur (thomas, 1988) pun hampir mendekati. Untuk molekul O-H dapat dilihat bahwa dari F3 (miselium baglog), dan Jamur memiliki nilai vibrasi yang sama dengan literatur yaitu rata-rata 3500 cm-1. Untuk molekul C-O dapat dilihat bahwa dari F3 (miselium baglog), dan Jamur , memiliki nilai vibrasi yang sama dengan literatur yaitu rata-rata 1300 cm-1. Perhitungan lengkap analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas dan frekuensi vibrasi pada osilasi anharmonik sederhana ikatan gugus molekul C-O, O-H tertera dalam Lampiran 5.

Tabel 12 Hasil observasi, konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan pada FTIR dengan mengasumsikan proses stretching asimetri ikatan gugus molekul O-H, C-O.

Molekul

Bilangan Gelombang cm-1

Konstanta Anharmoni k (Xe) Konstanta gaya ikatan N/m Konstanta gaya ikatan literatur N/m (Thomas, 1988)

Perhitungan Eksperimen

Literatur (Thomas, 1988)

O-H

F3.1 3593 2329

200-3600

0.175898 721

770 3394

J.1 3703 2322 0.186471 766 3263

F3.2 3632 2337 0.17827 737 3379

J.2 3711 2376 0.179871 769 3417

C-O

F3.1 1389 1365

1080-1300

0.128388 771

500 1033

J.1 1351 1427 0.114751 737 1041

F3.2 1396 1380 0.127174 787 1041

J.2 1320 1419 0.111522 704 1026

keterangan :

F3.1 : Miselium baglog pada desain 1 J.1 : Jamur pada desain 1

F3.2 : Miselium baglog pada desain 2 J.2 : Jamur pada desain 2

Tabel 13 Frekuensi vibrasi, pada FTIR dengan mengasumsikan proses stretching asimetri ikatan gugus molekul O-H, C-O.

Molekul

Frekuensi Vibrasi ( Hz )

Konstanta gaya ikatan N/m Konstanta gaya ikatan literatur N/m (Thomas, 1988) Perhitungan Literatur (Thomas, 1988) O-H

F3.1 1.079 x 1014

1.115 x 1014

721

770 J.1 1.112 x 1014 766

F3.2 1.091 x 1014 737 J.2 1.114 x 1014 769

C-O

F3.1 4.145 x 1013

3.338 x 1013

771

500 J.1 4.052 x 1013 737

F3.2 4.187 x 1013 787 J.2 3.96 x 1013 704

Dilihat dari Tabel 14 dan 15 bahwa konstanta gaya ikatan literatur dengan hasil perhitungan hampir mendekati. Ini terbukti bahwa gugus fungsi pada hasil FTIR F3 (miselium baglog), dan jamur benar. Hasil vibrasi perhitungan dengan ekperimen serta literatur (thomas, 1988) pun hampir mendekati. Untuk molekul C-H dapat dilihat bahwa dari F3 (miselium baglog), dan Jamur , memiliki nilai vibrasi yang sama dengan literatur yaitu rata-rata 1600 cm-1. Untuk molekul C=O dapat dilihat bahwa dari F3 (miselium baglog), dan Jamur , memiliki nilai vibrasi yang sama dengan literatur yaitu rata-rata 2900 cm-1. Perhitungan lengkap analisis nilai bilangan gelombang, konstanta harmonik, konstanta pegas dan frekuensi vibrasi ada pada osilasi harmonik sederhana dari ikatan gugus molekul C-H, C=O tertera dalam Lampiran 6.

Tabel 14 Hasil observasi, konstanta gaya ikatan harmonik pada FTIR dengan mengasumsikan proses stretching simetri ikatan gugus molekul C=O, C-H.

Molekul

Bilangan Gelombang cm-1

Konstanta gaya ikatan N/m Konstanta gaya ikatan literatur N/m (Thomas, 1988) Eksperimen Literatur (Thomas, 1988) C=O

F3.1 1666

1690-1760

1120

1210

J.1 1674 1130

F3.2 1643 1090

J.2 1643 1090

C-H

F3.1 2931

2850-2960

470

510

J.1 2923 467

F3.2 2916 465

J.2 2916 465

Molekul

Frekuensi Vibrasi ( Hz )

Konstanta gaya ikatan N/m Konstanta gaya ikatan literatur N/m (Thomas, 1988) Perhitungan Literatur (Thomas, 1988) C=O

F3.1 4.995 x 1013

5.192 x 1013

1120

1210 J.1 5.018 x 1013 1130

F3.2 4.928 x 1013 1090 J.2 4.928 x 1013 1090

C-H

F3.1 8.794 x 1013

9.513 x 1013

470

510 J.1 8.776 x 1013 467

F3.2 8.747 x 1013 465 J.2 8.747 x 1013 465

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Telah berhasil dilakukan sterilisasi jamur tiram dengan variasi 1 pipa konveksi 6 cm dan 8 cm menggunakan tungku sekam padi. Hasil data eksperimen diperoleh bahwa distribusi suhu pada proses sterilisasi 8 cm lebih baik dari distribusi suhu pada 6 cm. Hal ini dilihat dari jumlah kontaminasi pada baglog. Jumalah kontaminasi menggunakan pipa konveksi 6 cm adalah 49 buah, sedangkan dengan menggunakan pipa konveksi 8 cm adalah 33 buah.

Didapat bahwa jumlah kontaminasi pada baglog yang dikukus menggunakan pipa 8 cm lebih sedikit dibandingkan menggunakan pipa 6 cm. Hasil efesiensi pemanasan menggunakan pipa konveksi 8 cm lebih besar dibandingkan efesiensi pipa konveksi 6 cm. Besar efesiensi pada dengan menggunakan pipa konveksi 6 cm adalah 8,28%, sedangkan menggunakan pipa konveksi 8 cm adalah 10,75%.

Hasil olahan data spektrum FTIR diperoleh bahwa energi serapan pada jamur tiram lebih besar dari energi serapan pada miselium baglog. Ini menyebabkan nilai konstanta gaya ikatan gugus molekul C-O, O-H, C=O dan C-H pada jamur tiram lebih besar dari konstanta gaya ikatan gugus molekul C-O, O-H, C=O dan C-H pada miselium baglog.

Saran

Penelitian selanjutnya disarankan dalam penggunaan pipa konveksi ukuran yang digunakan adalah yang berdiameter 8 cm, dan diberi lubang pada tiap-tiap tingkatan baglog agar proses sterilisasi berjalan dengan lama pengukusan lebih dari 6 jam setelah tercapai suhu konstan (setelah mendidih), penyebaran uap air merata pada setiap tingkatan baglog. Serta menghitung nilai kerapatan FTIR dari tingkatan umur baglog 30, 35, 40 hari, setelah inokulasi baglog untuk mengetahui hubungan antara kerapatan miselium waktu pembukaan yang tepat untuk menghasilkan produksi yang maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Pasaribu, T. Permana, D.R. Alda, E.R. Aneka Jamur Unggulan yang Menembus Pasar. Jakarta : PT Grasindo. 2002.

2. A.D. Husin, Irzaman, J. Juansah, S. Effendy. kajian efisiensi energi tungku sekam padi untuk media tanam jamur tiram. Prosiding pertemuan ilmiah XXF HFI Jateng & DIY. 2010.

3. Irzaman, H. Darmasetiawan, H. Alatas, Irmansyah, A.D. Husin, M.N. Indro. Development of Cooking Stove with Rice Husk Fuel. Workshop on Renewable Energy Technology Applications t Support E3 Village (Energy, Economics and Enviroment), Universitas Persada Jakarta, halaman 82 – 85, Juli (2008).

4. Irzaman, H. Darmasetiawan, H. Alatas, Irmansyah, A.D. Husin, M.N. Indro, H. Hardhienata, K. Abdullah, T. Mandang, S. Tojo. Optimization of Thermal Efficiency of Cooking Stove with Rice-Husk Fuel in Supporting the Proliferation of Alternative Energy in Indonesia. Proceeding Symposium on Advanced Technological Development of Biomass Utilization in Southeast Asia, page 40 – 43, Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), Japan (2009).

5. Kelompok Usaha Agribisnis Supa Tiram Mandiri II. Budidaya Jamur Tiram (Pleurotus sp). Bogor: Supa Tiram Mandiri II. 2011.

6. N. Widyastuti. Limbah gergaji kayu sebagai bahan formula media jamur shitake ( lentinula edodes). Jakarta : Pusat Teknologi Bioindustri Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. 2008.

7. U. Suriawiria. Pengantar Untuk Mengenal dan Mengenal Jamur. Bandung : Angkasa. 1986.

8. Mayarisanti. Modul Pelatihan Budidaya Jamur Tiram Putih. Bogor. 2012. 9. P.A. Tippler. Fisika untuk Sains dan Teknik . Jakarta : Erlangga. 1998.

10. K.P. Hendratno. Sebaran Kalor Tungku Berbahan Bakar Sekam Padi dan Cangkang Kelapa Sawit Menggunakan Pendekatan Metode Beda Hingga pada Sterilisasi Jamur Tiram Putih Dalam Drum. [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 2013. 11. E. Rahmadhani. Kajian efisiensi energi pada proses sterilisasi media tumbuh

jamur tiram putih berbahan bakar kayu sengon [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 2013. 12. T. Umrih. Analisis efisiensi energi bahan bakar sekam padidan kayu sengon

pada proses sterilisasi media tumbuh jamur tiram putih [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 2013. 13. F. Nawafi, D Puspita, Desna, Irzaman. Optimasi Tungku Sekam Skala

Industri Kecil Dengan Sistem Boiler 13 (2). Berkala Fisika, Jurusan Fisika FMIPA Universitas Diponegoro Semarang. Halaman C23-C26 (2010).

14. D. Ardian. Analisa persamaan panas dan nilai sterilisasi pada proses sterilisasi makanan kaleng. Institut Teknologi Sepuluh November. 2009. 15. I. Noor. Simulasi Sebaran Panas Pada Silinder Tungku Sekam Dengan

Berbantuan FDM (Finite Difference Method). [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 2013.

16. Casnan, Irzaman, P. Untoro. Efesiensi Energi dari ztungku Sekam dengan Kompor Bahan Bakar Campuran Air, Minyak, dan Gas Karbon (Asap) dengan Metode Kavitasi. Prosiding pertemuan ilmiah XXF HFI Jateng & DIY. 2011.

17. Desna, R.D. Puspita, H Darmasetiawan, Irzaman, Siswandi. Kajian proses sterilisasi media jamur tiram putih terhadap mutu bibit yang dihasilkan. Kumpulan Abstrak seminar Nasional Pendidikan dan Penelitian Fisika dalam Mengantisipasi Perubahan Fenomena Alam. Universitas Diponegoro Semarang, halaman 4. 2010.

18. G. Muller, C. Schopper, H. Vos, A. Kharazipour, and Andrea Polle. “FTIR-ATR spectroscopic analysis of changes in wood properties during particle – and fiberboard production of hard and softwood trees”. Bio resources.4(1), 2009. 49-71.

19. I. Spiridon, C. Teaca, and R. Bodirlau. “Structural changes evidenced by FTIR spectroscopy in cellulosic materials after pre-treatment with ionic liquid and enzymatic hydrolysis”. Bio resources.6(1). 2010. 400-413.

20. L. K. Yustina. M.P.D, Pudyastuti, dan A.W. Gunawan. Campuran Serbuk Gergaji Kayu Sengon dan Tongkol jagung Sebagai Media untuk Budidaya jamur Tiram Putih.Departemen Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. 1995.

21. M. Rifki, Irzaman, H. Alatas. Optimasi Efisiensi Tungku Sekam dengan Ventilasi Lubang Utama pada Badan Kompor. Prosiding Seminar Nasional Sains II, FMIPA IPB Bogor. Halaman 155 – 161, Oktober (2008).

22. E.I. Martawijaya, M.Y. Nurjayadi. Bisnis jamur tiram putih di rumah sendiri. Kampus IPB Taman Kencana Bogor : IPB Press. 2010.

23. Sheng Yao, Guofen Wu, Mian Xing, Shuke Zhou, and Junwen Pu. “Determination of lignin content in acacia spp. Using near-Infrared reflectance spectroscopy”. Bio resources.5(2),556-562. 2010.

24. S.K. Kovur, K.C. Schenzel, E. Grimm, and W. Diepenbrock. “Characterization of refined hemp fiber using NIR FT raman micro spectroscopy and enviromental scanning electron microsccopy”.Bio resources.3(4). 2008. 1081-1091.

25. Ugo L, Belini, Paulo R G Hein, Mario Tomazello Filho, Jose C Rodrigues, and Gilles Chaix. ”Near infrared spectroscopy for estimating sugarcane bagasse content in medium density fiberboard”. Bio resources.6(2). 2011. 1816-1829.

Lampiran 1. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 6 cm, ulangan pertama )

a. Bahan bakar sekam padi

• Laju bahan bakar yang dibutuhkan

@AB =37.50 kg_{6 jam} @AB =150 kg_hari

• Laju energi yang dibutuhkan

$% =(/0 20 ∆ ) + (/1 34) + (/1 21 ∆ )

$% =(42.75 1 73) + (12.25 539) + (12.25 0.35 122)_0.25 $% =3120.75 + 6602.75 + 523,08_0.25

$% =10246.58_0.25 $% = 40986.30

Jadi $% = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar

40986.30 (kcal/hari)

• Efisiensi bahan bakar

ℸ =_{3300 150 100 %}40986.30 ℸ = 8.28 %

Lampiran 2. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 8 cm, ulangan pertama )

a. Bahan bakar sekam padi

• Laju bahan bakar yang dibutuhkan

@AB =32.50 kg_{6 jam} @AB =130.01 kg_hari

• Laju energi yang dibutuhkan

$% =(/0 20 ∆ ) + (/1 34) + (/1 21 ∆ )

$% =(42.75 1 73) + (14.45 539) + (14.45 0.35 122)_0.25 $% =3120.75 + 7788.55 + 617.015_0.25

$% =11526.32_0.25 $% = 46105.26

Jadi $% = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar

46105.26 (kcal/hari)

• Efisiensi bahan bakar

ℸ =_{3300 130.01 100 %}46105.26 ℸ = 10.75 %

Lampiran 3. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 6 cm, ulangan kedua )

a. Bahan bakar sekam padi

• Laju bahan bakar yang dibutuhkan

@AB =49.30 kg_{6 jam} @AB =197.21 kg_hari

• Laju energi yang dibutuhkan

$% =(/0 20 ∆ ) + (/1 34) + (/1 21 ∆ )

$% =(42.75 1 73) + (14.65 539) + (14.65 0.35 122)_0.25 $% =3120.75 + 7896.35 + 625.56_0.25

$% =11642.66_0.25 $% = 46570.64

Jadi $% = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar

46570.64 (kcal/hari)

• Efisiensi bahan bakar

ℸ =_{3300 197.21 100 %}46570.64 ℸ = 7.15 %

Lampiran 4. Perhitungan efisiensi bahan bakar ( 1 pipa konveksi diameter 8 cm, ulangan kedua )

a. Bahan bakar sekam padi

• Laju bahan bakar yang dibutuhkan

@AB =40.9 kg_{6 jam} @AB =163.61 kg_hari

• Laju energi yang dibutuhkan

$% =(/0 20 ∆ ) + (/1 34) + (/1 21 ∆ )

$% =(42.75 1 73) + (15.95 539) + (15.95 0.35 122)_0.25 $% =3120.75 + 8597.05 + 681.07_0.25

$% =12398.87_0.25 $% = 49595.48

Jadi $% = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar

49595.48 (kcal/hari)

• Efisiensi bahan bakar

ℸ =_{3300 163.61 100 %}49595.48 ℸ = 9.18 %

Lampiran 5. Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta anharmonik, konstanta pegas dan frekuensi vibrasi pada osilasi anharmonik sederhana ikatan gugus molekul C-O, O-H.

A.Massa tereduksi

1. C-O (Alkohol, Ether, Asam Karboksilat)

µ =

([\.[])

[\ []

=

^.^ _ `a b cde[ _ f.gg _ `a bcde[

^.^ _ `a b <sub>cde[ f.gg _ `</sub>a b_cde[

= g h.^ f _ `

abi_cde[

jf.jk _ `a bcde[

= 11.381 x 10-24 gram

2. O-H ( Alkohol, Fenol, Asam Karboksilat )

µ =

([].[l)

[] [l

=

f.gg _ `a b cde[ _ .fkm _ `a bcde[

f.gg _ `a b <sub>cde[ .fkm _ `</sub>a b_cde[

= jj.j _ `

abi_cde[

h. g _ `a b_cde[

= 1.574 x 10-24 gram

n4 = op + q rst−(p + ) rt tcm-1dengan(p = 1,2, … ), ... (8)

rsvF). = rst w1 − top + qx ... (9)

(y)p = 0 → p = 1, ∆p = +1,

rst(1 − 2 t) cm-1 ... (10)

(yy)p = 0 → p = 2, ∆p = +2,

2rs_t(1 − 3 _t) cm-1 ... (11)

(yyy)p = 0 → p = 3, ∆p = +3,

3rs_t(1 − 4 _t) cm-1 ... (12)

B.C-O (Alkohol, Ether, Asam Karboksilat)

1. F3.1 (Miselium baglog, pipa konveksi 6 cm)

p = ωs_|(1 − 2x_|) 1033 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

p = 2ωs_|(1 − 3x_|) 1373 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) 36

Bandingkan kedua persamaan diatas : `mm

mkm=

__~

( m__~)

2(1033)(1 − 3 _t) = 1373 (1 − 2 _t) _t = 0.12618

rs

_t= `mm

• =

`mm

(`. f h)

=

1381.69 cm-1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(1381.69 cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(11.381x10-24 gram) k = 771000 dyne/cm

k = 771 Nm-1

2. J.1 (Jamur, pipa konveksi 6 cm)

p = ωs_|(1 − 2x_|) 1041 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

p = 2ωs_|(1 − 3x_|) 1427 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

`j

j k=

__~

( m__~)

2(1041)(1 − 3 _t) = 1427 (1 − 2 _t) _t = 0.11475

rs

_t= `j

• =

`j

(`. jkg)

=

1351.08 cm-1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(1351.08cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(11.381x10-24 gram) k = 737000 dyne/cm

k = 737 Nm-1

3. F3.2 (Miselium baglog, pipa konveksi 8 cm)

p = ωs_|(1 − 2x_|) 1041 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

p = 2ωs_|(1 − 3x_|) 1380 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

`j

mh`=

__~

( m_~)

2(1041)(1 − 3 _t) = 1380 (1 − 2 _t) _t = 0.12717

rs

_t= `j

•=

`j

(`. k k)

=

1396.09 cm

-1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(1396.09cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(11.381x10-24 gram) k = 787000 dyne/cm

k = 787 Nm-1

4. J.2 (Jamur, pipa konveksi 8 cm)

v = ωs_|(1 − 2x_|) 1026 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

v = 2ωs_|(1 − 3x_|) 1419 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

` f

j ^ =

_~

( m__~)

2(1026)(1 − 3 _t) = 1419 (1 − 2 _t) _t = 0.11152

rs

_t= ` f

•=

` f

(`. g )

=

1320.54 cm-1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(1320.54cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(11.381x10-24 gram) k = 704000 dyne/cm

k = 704 Nm-1

C.O-H ( Alkohol, Fenol, Asam Karboksilat )

1. F3.1 (Miselium baglog, pipa konveksi 6 cm)

v = ωs_|(1 − 2x_|) 2329 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

v = 2ωs_|(1 − 3x_|) 3394 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

m ^

mm^j =

_~

( m__~)

2(2329)(1 − 3 _t) = 1242 (1 − 2 _t) _t = 0.1759

rs

_t= m ^

• =

m ^

(`. kg^)

=

3593 cm-1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(3593cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(1.574 x 10-24 gram) k = 721000 dyne/cm

k = 721 Nm-1

2. J.1 (Jamur, pipa konveksi 6 cm)

v = ωs_|(1 − 2x_|) 2322 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

v = 2ωs_|(1 − 3x_|) 3263 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

m

m fm=

__~

( m__~)

(2322)(1 − 3 _t) = 3263 (1 − 2 _t) _t = 0.18647

rs

_t= m

• =

m

(`. hfjk) = 3703 cm-1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(3703cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(1.574 x 10-24 gram) k = 766000 dyne/cm

k = 766 Nm-1

3. F3.2 (Miselium baglog, pipa konveksi 8 cm)

v = ωs_|(1 − 2x_|) 2337 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

v = 2ωs_|(1 − 3x_|) 3379 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

mmk

mmk^ =

__~

( m_~)

2(2337)(1 − 3 _t) = 3379 (1 − 2 _t) _t = 0.17828

rs

_t= mmk

• =

mmk

(`. kh h)

=

3632 cm

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(3632cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(1.574 x 10-24 gram) k = 737000 dyne/cm

k = 737 Nm-1

4. J.2 (Jamur, pipa konveksi 8 cm)

v = ωs_|(1 − 2x_|) 2376 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

v = 2ωs_|(1 − 3x_|) 3417 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

mkf

mj k=

__~

( m__~)

2(2376)(1 − 3 _t) = 3417 (1 − 2 _t) _t = 0.17987

rs

_t= mkf

•=

mkf

(`. k^hk)

=

3711cm

-1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(3711cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(1.574 x 10-24 gram) k = 533000 dyne/cm

k = 533 Nm-1 40

Lampiran 6. Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta harmonik, konstanta pegas dan frekuensi vibrasi pada osilasi harmonik sederhana ikatan gugus molekul C-H, C=O.

A.Massa Tereduksi

1. C-H ( Alkana )

µ =

([\.[l)

[\ [l

=

^.^ _ `a b cde[ _ .fkm _ `a bcde[

^.^ _ `a b <sub>cde[ .fkm _ `</sub>a b_cde[

= m . ff _ `

abi_cde[

.g^m _ `a b_cde[

= 1.541 x 10-24 gram

2. C=O (Aldehid, Keton, Asam Karboksilat )

µ =

([\.[])

[\ []

=

^.^ _ `a b cde[ _ f.gg _ `a bcde[

^.^ _ `a b <sub>cde[ f.gg _ `</sub>a b_cde[

= g h.^ f _ `

abi_cde[

jf.jk _ `a b_cde[

= 11.381 x 10-24 gram

A.C-H ( Alkana )

1. F3.1 (Miselium baglog, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

^m

= 3.411 x 10-4 cm ƒ = )

„ = m `

*… _)'/F

m.j _ `ab _†[

= 8.79 x 1013 s

= ƒ 4‡ ˆ

= (8.79 10 m) 4(3.14) 1.541 10 j = 4.70 10g dyne/cm

2. J.1 (Jamur, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

^ m

= 3.421 x 10-4 cm ƒ = )

„ = m `

*… _)'/F

m.j _ `ab _†[

= 8.77 x 1013 s

= ƒ 4‡ ˆ

= (8.77 10 m) 4(3.14) 1.541 x 10 j = 4.67 10g dyne/cm

= 4.67 10 N/m

3. F3.2 (Miselium baglog, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

^ f

= 3.429 x 10-4 cm ƒ = )

„ = m `

*… _)'/F

m.j ^ _ `ab _†[

= 8.75 x 1013 s

= ƒ 4‡ ˆ

= (8.75 10 m) 4(3.14) 1.541 x 10 j = 4.65 10g dyne/cm

= 4.65 10 N/m

4. J.2 (Jamur, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

^ f

= 3.429 x 10-4 cm ƒ = )

„ = m `

*… _)'/F

m.j ^ _ `ab _†[

= 8.75 x 1013 s 42

= ƒ 4‡ ˆ

= (8.75 10 m) 4(3.14) 1.541 x 10 j = 4.65 10g dyne/cm

= 4.65 10 N/m

B.C=O (Aldehid, Keton, Asam Karboksilat )

1. F3.1 (Miselium baglog, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

fff

= 6.002 x 10-4 cm ƒ = )

„ = m `

*… _)'/F

f.`` _ `ab _†[

= 5.00 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (5.00 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.12 10f dyne/cm

= 1.12 10m N/m

2. J.1 (Jamur, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

fkj

= 5.973 x 10-4 cm ƒ = )

„ = m `

*… _)'/F

g.^km _ `ab _†[

= 5.02 x 1013 s

= ƒ 4‡ ˆ

= (5.02 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.13 10f dyne/cm

= 1.13 10m N/m

3. F3.2 (Miselium baglog, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

fjm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F

f.`hf _ `ab _†[

= 4.93 x 1013 s

= ƒ 4‡ ˆ

= (4.93 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.09 10f dyne/cm

= 1.09 10m N/m

4. J.2 (Jamur, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

fjm

= 6.086 x 10-4 cm ƒ = )

„ = m `

*… _)'/F

f.`hf _ `ab _†[

= 4.93 x 1013 s

= ƒ 4‡ ˆ

= (4.93 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.09 10f dyne/cm

= 1.09 10m N/m 44

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Rofiqul Umam. Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 22 November 1992 dari pasangan Bapak Prayitno dan Ibu Saiti. Penulis merupakan anak ke lima dari enam bersaudara.Pada tahun 1997 penulis memulai jenjang pendidikan di TK Pratama Bandar Lampung, kemudian pada tahun 1998 melanjutkan ke SDN 4 Sawah Brebes, pada tahun 2004 melanjutkan ke SMPN 24 Bandar Lampung, pada tahun 2007 penulis melanjutkan pendidikannya ke MAN 1 (Model) Bandar Lampung, dan lulus pada tahun 2010. Kemudian penulis melanjutkan Pendidikan Sarjana Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis aktif menjadi asisten dosen pada praktikum Elektronika Dasar, Elektronika Lanjut, Sensor Dan Transduser dari tahun 2011 - 2014. Penulis aktif menjadi asisten dosen matakuliah Elektronika 1, Elektronika 2, Fisika dan Rangkaian Digital di program Diploma IPB. Selama perkuliahan penulis aktif dalam berbagai unit kegiatan mahasiswa di Institut Pertanian Bogor seperti taekwondo, tarung drajat, dan seminar-seminar.

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(3632cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(1.574 x 10-24 gram) k = 737000 dyne/cm

k = 737 Nm-1

4. J.2 (Jamur, pipa konveksi 8 cm)

v = ωs_|(1 − 2x_|) 2376 = ωs_|(1 − 2x_|) ... Pers (1)

v = 2ωs_|(1 − 3x_|) 3417 = 2ωs_|(1 − 3x_|) ... Pers (2) Bandingkan kedua persamaan diatas :

mkf mj k=

__~ ( m__~)

2(2376)(1 − 3 _t) = 3417 (1 − 2 _t) _t = 0.17987

rs

_t= mkf

•=

mkf

(`. k^hk)

=

3711cm -1

k = 4π2rs_t2c2µ = 4π2(3711cm-1)2.(3x1010 cm/s )2.(1.574 x 10-24 gram) k = 533000 dyne/cm

Lampiran 6. Analisis nilai bilangan gelombang, konstanta harmonik, konstanta pegas dan frekuensi vibrasi pada osilasi harmonik sederhana ikatan gugus molekul C-H, C=O.

A. Massa Tereduksi

1. C-H ( Alkana )

µ =

([\.[l)

[\ [l

=

^.^ _ `a b cde[ _ .fkm _ `a bcde[ ^.^ _ `a b <sub>cde[ .fkm _ `</sub>a b_cde[

= m . ff _ `

abi_cde[

.g^m _ `a b_cde[

= 1.541 x 10-24 gram

2. C=O (Aldehid, Keton, Asam Karboksilat )

µ =

([\.[])

[\ []

=

^.^ _ `a b cde[ _ f.gg _ `a bcde[ ^.^ _ `a b <sub>cde[ f.gg _ `</sub>a b_cde[

= g h.^ f _ `

abi_cde[

jf.jk _ `a b_cde[

= 11.381 x 10-24 gram

A. C-H ( Alkana )

1. F3.1 (Miselium baglog, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

^m

= 3.411 x 10-4 cm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F m.j _ `ab _†[

= 8.79 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (8.79 10 m) 4(3.14) 1.541 10 j = 4.70 10g dyne/cm

2. J.1 (Jamur, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

^ m

= 3.421 x 10-4 cm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F m.j _ `ab _†[

= 8.77 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (8.77 10 m) 4(3.14) 1.541 x 10 j = 4.67 10g dyne/cm

= 4.67 10 N/m

3. F3.2 (Miselium baglog, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

^ f

= 3.429 x 10-4 cm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F m.j ^ _ `ab _†[

= 8.75 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (8.75 10 m) 4(3.14) 1.541 x 10 j = 4.65 10g dyne/cm

= 4.65 10 N/m

4. J.2 (Jamur, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

^ f

= 3.429 x 10-4 cm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F m.j ^ _ `ab _†[

= ƒ 4‡ ˆ

= (8.75 10 m) 4(3.14) 1.541 x 10 j = 4.65 10g dyne/cm

= 4.65 10 N/m

B. C=O (Aldehid, Keton, Asam Karboksilat )

1. F3.1 (Miselium baglog, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

fff

= 6.002 x 10-4 cm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F f.`` _ `ab _†[

= 5.00 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (5.00 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.12 10f dyne/cm

= 1.12 10m N/m

2. J.1 (Jamur, pipa konveksi 6 cm) • =

‚

=

fkj

= 5.973 x 10-4 cm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F g.^km _ `ab _†[

= 5.02 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (5.02 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.13 10f dyne/cm

= 1.13 10m N/m

3. F3.2 (Miselium baglog, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

fjm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F f.`hf _ `ab _†[

= 4.93 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (4.93 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.09 10f dyne/cm

= 1.09 10m N/m

4. J.2 (Jamur, pipa konveksi 8 cm) • =

‚

=

fjm

= 6.086 x 10-4 cm

ƒ = ) „ = m `

*… _)'/F f.`hf _ `ab _†[

= 4.93 x 1013 s = ƒ 4‡ ˆ

= (4.93 10 m) 4(3.14) 11.381 x 10 j = 1.09 10f dyne/cm

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Rofiqul Umam. Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 22 November 1992 dari pasangan Bapak Prayitno dan Ibu Saiti. Penulis merupakan anak ke lima dari enam bersaudara.Pada tahun 1997 penulis memulai jenjang pendidikan di TK Pratama Bandar Lampung, kemudian pada tahun 1998 melanjutkan ke SDN 4 Sawah Brebes, pada tahun 2004 melanjutkan ke SMPN 24 Bandar Lampung, pada tahun 2007 penulis melanjutkan pendidikannya ke MAN 1 (Model) Bandar Lampung, dan lulus pada tahun 2010. Kemudian penulis melanjutkan Pendidikan Sarjana Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis aktif menjadi asisten dosen pada praktikum Elektronika Dasar, Elektronika Lanjut, Sensor Dan Transduser dari tahun 2011 - 2014. Penulis aktif menjadi asisten dosen matakuliah Elektronika 1, Elektronika 2, Fisika dan Rangkaian Digital di program Diploma IPB. Selama perkuliahan penulis aktif dalam berbagai unit kegiatan mahasiswa di Institut Pertanian Bogor seperti taekwondo, tarung drajat, dan seminar-seminar.