Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi Asap
RANCANG BANGUN ALAT PENGASAPAN DINGIN
PRODUK PERIKANAN DENGAN SISTEM KENDALI SUHU
DAN KONSENTRASI ASAP
NURGRAHA DWISAPUTRA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun Alat
Pengasapan Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan
Konsentrasi Asap adalah benar karya saya dengan arahan dari Komisi
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, Maret 2015
Nurgraha Dwisaputra
NIM C54100086
_____________________________
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak luar IPB
harus didasarkan pada kerja sama yang terkait
ABSTRAK
NURGRAHA DWISAPUTRA. Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk
Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi Asap. Dibimbing oleh
INDRA JAYA.
Pengasapan dingin merupakan pengasapan dengan suhu yang tidak terlalu
tinggi yaitu sekitar 30-60 °C, serta proses pengeringannya berlangsung secara
lambat. Penelitian ini bertujuan mengembangkan sebuah alat pengasapan dingin
ikan yang dapat membantu pengolahan produk perikanan dengan sistem kendali
suhu dan kosentrasi asap. Uji coba alat pengasapan dingin ikan dilakukan selama
2 hari dan 5 hari dengan memantau suhu dan konsentrasi asap, jenis ikan yang
digunakan pada penelitian ini adalah ikan tongkol. Analisis yang digunakan untuk
menentukan hasil ikan dengan pengasapan dingin ini yaitu dengan uji
organoleptik (rasa, bau, penampakan, tekstur, jamur) dan uji kadar air. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa rata-rata suhu yang didapat sebesar 33.25-37.44
°C dan standar deviasi sebesar 2.81–3.67 °C, sedangkan rata-rata konsentrasi asap
yang didapat sebesar 3.61–4.14 V dan standar deviasi sebesar 0.35-0.79 V. Suhu
dan konsentrasi asap dapat dikontrol dengan baik dan hasil rekaman data sensor
disimpan kedalam MMC card. Kadar air dalam ikan asap yaitu pengasapan
selama 5 hari sebesar 33.47% dan 2 hari sebesar 53.77%. Rancang bangun alat
pengasapan dingin yang dihasilkan lebih baik dibandingkan dengan penelitian
sebelumnya yaitu pada tahun 2011 oleh Fansuri. Dengan kata lain, alat
pengasapan dingin ini mampu membuat produk ikan asap dalam waktu 2 hari,
dengan hasil produk sama seperti pengasapan yang berlangsung secara 5 hari,
serta asap pada ruang pengasapan dapat menyebar dengan baik.
Kata kunci: pengasapan dingin ikan, suhu, asap, organoleptik, kadar air
ABSTRACT
NURGRAHA DWISAPUTRA. Design of Cold Smoke Tool Fishery Products
with a Temperature Control System and Smoke Concentration. Under Direction
of INDRA JAYA.
Cold-smoking is a method of low temperature (~30-60 °C) smoking with
slow duration of drying process. The objective of this research is to develop an
instrument of cold-smoking fish products, which resulted through the temperature
and smoke concentration control system. The trials were held for 2 days and 5
days by monitoring the temperature and smoke concentration of the fish (the fish
used in this research was tuna). The analyses, which used to determine the result
of fish products, were organoleptic (taste, smell, appearance, texture, and fungi)
and water content. The results showed that the temperatures range from 33.2537.44 °C with standard deviations of 2.81–3.67 °C. Therefore, temperature and
concentration of smoke can be well controlled. Also, the recording of sensor data
is stored into the MMC card. Meanwhile, the average of smoke concentrations
obtained were 3.61–4.14 V with standard deviations of 0.35-0.79 V. Water
content inside the 2 days cold-smoked fish was 53.77% and 33.47% for the 5 days
cold-smoked fish. The new design and construction instrument of cold-smoking
fish is better than the previous are by Fansuri. Cold smoke system developed is
able to make smoked fish products within 2 days, with the same results as smoke
fish products that take place in 5 days.
Keywords: cold smoke fish, temperature, smoke, organoleptic, water content
RANCANG BANGUN ALAT PENGASAPAN DINGIN
PRODUK PERIKANAN DENGAN SISTEM KENDALI SUHU
DAN KONSENTRASI ASAP
NURGRAHA DWISAPUTRA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi : Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk Perikanan
dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi Asap
Nama
: Nurgraha Dwisaputra
NIM
: C54100086
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Topik yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2014 ini ialah
Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Ikan, dengan judul Rancang Bangun
Alat Pengasapan Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan
Konsentrasi Asap.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc
selaku dosen pembimbing dalam penelitian skripsi ini atas segala saran,
bimbingan, dan nasihat selama penelitian berlangsung dan selama penulisan
skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, kakak,
adik dan seluruh keluarga atas segala doa, pengertian dan kasih sayangnya,
kemudian untuk keluarga besar Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan
angkatan 47 atas segala bantuan dukungan dan semangatnya khususnya Diwa
Perkasa, Muhammad Rakif Panguale, Mustopa Kamil, Hasjrul Husnul Malik,
Agitha Saverti Jasmine, Sunny Apriani, dan Era Sari. Terimah kasih juga penulis
ucapkan kepada Sri Ratih, Erik Munandar, Rizki Rizaldi, Isnaini Prihati Ningsih,
Husnul Khatimah, Holanda Kusuma, dan lain-lain yang tidak dapat di sebutkan
satu persatu atas motivasi dan membantu penyelesaian skripsi ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2015
Nurgraha Dwisaputra
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
ix
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Lokasi dan Waktu Penelitian
2
Bahan
2
Alat
3
Prosedur Tahapan Penelitian
4
Analisis Produk
HASIL DAN PEMBAHASAN
13
14
Perancangan Umum Instrumen
14
Perancangan Sistem Elektronik
18
Uji Alat
20
Karakteristik Analisis Produk
26
SIMPULAN DAN SARAN
35
Simpulan
35
Saran
35
DAFTAR PUSTAKA
35
LAMPIRAN
37
RIWAYAT HIDUP
62
DAFTAR TABEL
1 Bahan yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat Pengasapan
Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi
Asap
2 Alat yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat Pengasapan
Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi
Asap
3 Score Sheet Sensori
4 Konfigurasi Mikrokontroler Arduino Nano
5 Nilai Statistik Rata-rata Konsentrasi Suhu
6 Nilai Statistik Rata-rata Konsentrasi Asap
7 Kadar Air Pengasapan Dingin Ikan Tongkol Asap
2
3
13
18
22
24
34
DAFTAR GAMBAR
1 Gambar Diagram Alir Perancangan Instrumen
2 Gambar (a) Desain Ruang Pengasapan dan Rak Penggantung Ikan (b)
Desain Box Komponen dan Kaca Ruang Pengasapan (c) Desain Letak
Kipas AC (d) Desain Letak Sensor Suhu dan Sensor Asap (e) Desain
Bagian Dalam Alat Pengasapan Dingin Ikan (f) Desain Cerobong Asap
(g) Desain Lubang Saluran Penghubung Asap (h) DesainAlat Tampak
Bawah
3 Gambar Desain Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk
Perikanan Dengan Sitem Kendali Suhu dan Kosentrasi Asap
4 Gambar Skema Perancangan Perangkat Keras Pengukur Suhu dan
Konsentrasi Asap
5 Gambar Mikrokontroler Arduino Nano
6 Gambar Sensor Suhu DS18b20
7 Gambar Sensor Asap TGS2600
8 Gambar Grafik Gas Konsentrasi (ppm)
9 Gambar Tempat Pembakaran
10 Gambar Pipa Penyalur Asap
11 Gambar (a) Ruang Pengasapan Tampak Samping (b) Ruang Pengasapan
Tampak Depan (c) Box Komponen (d) Bagian Dalam Ruang Pengasapan
12 Gambar Uji Coba Alat Tanpa Ikan
13 Gambar Mikrokontroler Arduino Nano
14 Gambar Sensor Suhu Digital DS18b20
15 Gambar Konfigurasi Sensor Asap Figaro TGS2600
16 Gambar Konfigurasi Real Time Clock DS3231
17 Gambar Grafik Konsentrasi Suhu Tiap Rak Selama 5 Hari Pengasapan
18 Gambar Grafik Konsentrasi Suhu Tiap Rak Selama 2 Hari Pengasapan
19 Gambar Grafik Konsentrasi Asap Tiap Rak Selama 5 Hari Pengasapan
20 Gambar Grafik Konsentrasi Asap Tiap Rak Selama 2 Hari Pengasapan
21 Gambar Grafik Jumlah ppm pada Pengasapan Selama 5 Hari
22 Gambar Grafik Jumlah ppm pada Pengasapan Selama 2 Hari
23 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Rasa Selama 5 Hari
4
5
7
7
8
8
9
10
15
15
16
17
18
19
19
20
21
22
23
24
25
26
27
24 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Rasa Selama 2 Hari
25 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Penampakan Selama 5 Hari
26 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Penampakan Selama 2 hari
27 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Bau Selama 5 Hari
28 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Bau Selama 2 Hari
29 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Tekstur Selama 5 Hari
30 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Tekstur Selama 2 Hari
31 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Jamur Selama 5 Hari
32 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Jamur Selama 2 Hari
28
28
29
30
31
31
32
33
33
DAFTAR LAMPIRAN
1 Syntax Pengontrol Suhu dan Asap
2 Syntax MATLAB Suhu dan Asap Selama 5 Hari
3 Syntax MATLAB Suhu dan Asap Selama 2 Hari
4 Syntax MATLAB Kategori ppm Selama 5 Hari
5 Syntax MATLAB Kategori ppm Selama 2 Hari
6 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Kenampakan Selama 5 Hari
7 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Bau Selama 5 Hari
8 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Rasa Selama 5 Hari
9 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Tekstur Selama 5 Hari
10 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Jamur Selama 5 Hari
11 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Kenampakan Selama 2 Hari
12 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Bau Selama 2 Hari
13 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Rasa Selama 2 Hari
14 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Tekstur Selama 2 Hari
15 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Jamur Selama 2 Hari
16 Hasil Ikan Asap
37
42
42
47
49
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ikan asap merupakan salah satu produk olahan yang digemari oleh
konsumen di Indonesia maupun di mancanegara karena rasanya yang khas dan
aroma yang spesifik. Di beberapa negara maju tingkat konsumsi produk ikan asap
cukup bagus, namun sayangnya ikan sampai saat ini belum mendapatkan
perhatian yang cukup dari industri perikanan dan hanya terbatas untuk memenuhi
kebutuhan konsumsi nelayan itu sendiri (Hukmin 2010).
Pengasapan ikan yang umumnya dikenal masyarakat yaitu pengasapan
panas dan pengasapan dingin. Pada pengasapan panas suhu tempat penyimpanan
sekitar 70-120 °C, sedangkan pengasapan dingin sekitar 30-60 °C. Pengasapan
panas proses pengeringannya berlangsung sangat lambat dan permukaan ikan
mengering dengan cepat, sedangkan pengasapan dingin pengeringannya
berlangsung secara lambat. Karena, kadar air ikan asap yang dihasilkan dengan
cara pengasapan dingin relatif rendah, sehingga pengasapan dingin dapat
diterapkan untuk tujuan pengawetan yang bertahan lama (Adawyah 2007).
Pengasapan yang banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia umumnya
pengasapan panas, karena ikan yang diasapi dengan pengasapan panas lebih cepat
matang dalam waktu kurang dari 2-5 jam (Sebayang 2002). Akan tetapi, ikan asap
yang dihasilkan pada pengasapaan panas tidak tahan lama, sedangkan pada
pengasapan dingin ikan asap yang dihasilkan lebih tahan lama. Karena, ikan
diasapi dengan suhu yang rendah dan stabil serta memiliki kadar air yang rendah.
Proses pengasapan ikan di Indonesia pada awalnya dilakukan secara
tradisional. Peralatan yang digunakan masih sederhana, sehingga kurang
memperhatikan segi sanitasi dan higenis terhadap produk yang diasapi.
Pengasapan tradisional memiliki kekurangan yaitu asap yang dihasilkan tidak
dikontrol dengan baik, sehingga berdampak pada kesehatan dan lingkungan. Asap
yang dikeluarkan secara berlebihan juga dapat mempengaruhi tingkat kematangan
ikan, serta penampakan ikan yang dihasilkan menjadi kurang menarik. Hal ini
terjadi karena asap yang keluar lebih banyak terurai di lingkungan dibandingkan
yang meresap ke dalam ikan. Tingkat kematangan ikan juga sulit ditentukan
apakah matang atau tidaknya karena tidak adanya kontrol suhu pada pengasapan
ini (Adawyah 2007).
Institut Pertanian Bogor sebagai salah satu institusi pendidikan dan riset,
telah mengembangkaan alat pengasapan dingin ikan berbasis mikrokontroler yang
dilakukan oleh Fansuri (2011). Hasil uji coba pada alat pengasapan dingin ini
menunjukkan nilai kosentrasi suhu 30-45 °C, tegangan yang dikeluarkan dari
sensor asap untuk mengukur kepekatan asap berkisar antara 4.1–4.3 V, dan
dengan nilai kadar air produk asap 51.91%. Pengembangan alat tersebut masih
terdapat beberapa kekurangan, seperti masih terdapat celah-celah pada ruang
pengasapan sehingga menyebabkan sebagian asap keluar, posisi ikan yang diasapi
tidak digantung sehingga perlu dibolak-balik secara manual dan terus dipantau
agar tidak terjadi pengasapan yang tidak merata, dan penyimpanan data
dihubungkan secara langsung menggunakan laptop atau komputer PC. Dari
2
kekurangan-kekurangan tersebut maka dibutuhkan pengembangan teknologi yang
tepat agar instrumen pengasapan ikan ini dapat mengontrol suhu yang dihasilkan
dalam proses pengasapan dingin, ikan yang dihasilkan memiliki daya tahan lebih
lama dengan efisiensi waktu, serta mendapatkan produk dengan mutu terbaik.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengembangkan sebuah alat pengasapan dingin
ikan yang dapat membantu pengolahan produk perikanan dengan sistem kendali
suhu dan kosentrasi asap.
METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap, yaitu pembuatan alat pengasapan
dingin, uji coba alat, dan uji coba hasil ikan asap (uji organoleptik). Pembuatan
dan uji coba alat pengasapan dingin dilakukan pada bulan Mei-Desember 2014
yang bertempat di Laboratorium Akustik dan Intrumentasi Kelautan, Departemen
Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut
Pertanian Bogor. Tahapan uji organoleptik (rasa, kenampakan, bau, tekstur,
jamur) dilakukan di lingkungan Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan,
Institut Pertanian Bogor, sedangkan uji kadar air dilakukan di Laboratorium Pusat
Antar Universitas (PAU) Bioteknologi, Institut Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Bahan yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat
Pengasapan Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan
Konsentrasi Asap
Bahan
Tipe/Nilai
Jumlah
Board Mikrokontroler Arduino Nano
1 buah
Sensor Suhu
DS18b20
3 buah
Sensor Asap
Figaro TGS2600
2 buah
LCD
16 x 2
1 buah
Resistor
1 kΩ, 10 kΩ
6 buah
PCB Bolong
7 buah
Batok Kelapa
Karung besar
40 karung
3
Bahan
Arang Serabut
Minyak Tanah
Korek Api
Ikan Tongkol
RTC
Adaptor
Lembar Alumunium
Seng Alumunium
Box Ikan
Modul Arduino
Tong Besi
Kipas AC (Air
Condiotioning) FAN
Tipe/Nilai
Karung besar
Liter
Kg
3231
12 v 5A
Meter
Diameter
10-12 inci
Jumlah
5 karung
2 liter
2 buah
10 Kg
1 buah
1 buah
10 lembar
5x2 m
1 buah
1 set
1 buah
3 buah
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Alat yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat Pengasapan
Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi
Asap
Alat
Fungsi
Tang Potong
Memotong kabel
Merancang perangkat keras dan merekam
Komputer Intel Core i3
data
Solder
Menyolder antar komponen
Mengukur voltase, hambatan dan koneksi
Multimeter Digital
komponen
Klinik Robot AVR USB Mengunduh firmware dari Arduino ke
ISP
Board Mikrokontroler
Ms. Excel 2010
Mengolah data
Gerinda listrik
Memotong almunium
Pisau akrilik 222
Memotong akrilik
Obeng
Membuka dan memasang baut
Bor listrik kecil
Melubangi PCB
Eagle 5.7.0
Membuat skematik rangkaian
Arduino IDE
Membuat firmware
Google Sketchup
Membuat rancangan dan dimensi alat
MATLAB
Mengolah data
4
Prosedur Tahapan Penelitian
Perancangan Instrumen
Perancangan instrumen ini dipadukan dalam dua proses perancangan yaitu
perancangan desain alat, dan kontruksi elektronik. Beberapa tahapan dalam proses
perancangan instrumentasi ini dapat disusun dalam diagram alir (Gambar 1).
Perancangan desain alat ini menggunakan Google SketchUp. Alat pengasapan
ikan ini terdiri dari ruang pengasapan, pipa penyalur asap, dan tempat pembuatan
asap. Berikut ini gambar diagram alir perancangan instrumen alat pengasapan
dingin produk perikanan dengan sistem kendali suhu dan konsentrasi asap.
MULAI
PERSIAPAN
PERUMUSAN
TIDAK
PERANCANGAN UMUM
MEMENUHI ?
PERANCANGAN MODEL
ALAT (Google SketchUp)
PERANCANGAN MODEL
ELEKTRONIK
UJI COBA !
BERHASIL
SELESAI
Gambar 1 Diagram Alir Perancangan Instrumen
Desain perancangan instrumen alat pengasapan dingin ini terdiri dari ruang
pengasapan, pipa penyalur asap, dan tempat pembuatan asap. Desain rancang
bangun alat pengasapan dingin produk perikanan dengan sistem kendali suhu dan
konsentrasi asap dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
5
Ruang pengasapan
Cerobong asap
Box Komponen
Rak Pengantung Ikan
Kaca Ruang Pengasapan
(a)
(b)
Sensor Suhu dan
Sensor Asap
Kipas AC
(c)
(d)
6
Lubang Baut
Rak Pegantung Asap
Cerobong Masuknya Asp
(e)
(g)
(f)
(h)
Gambar 2 (a) Desain Ruang Pengasapan dan Rak Penggantung Ikan (b) Desain
Box Komponen dan Kaca Ruang Pengsapan (c) Desain Letak
Kipas AC (d) Desain Letak Sensor Suhu dan Sensor Asap
(e) Desain Bagian Dalam Alat Pengsapan Dingin Ikan
(f) Desain Cerobong Asap (g) Desain Lubang Saluran
Penghubung Asap (h) Desain Alat Tampak Bawah
7
Ruang
Pengasapan
Tempat
Pembuatan asap
Pipa Penyalur Asap
Gambar 3 Desain Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk Perikanan
dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi Asap
Perancangan Sistem Elektronik
Perangkat keras pengukur suhu dan konsentrasi asap secara umum dibagi
menjadi 6 bagian, yaitu catu daya 12V, mikrokontroler, modul micro sd card,
Real Time Clock, sensor suhu digital DS18b20, sensor asap TGS2600, LCD 16 x
2 karakter. Secara umum skema perangkat keras disajikan pada Gambar 4.
Catu Daya
Micro SD Card
LCD
Arduino Nano
Sensor Asap TGS2600
Real Time Clock
Sensor Suhu DS18b20
Gambar 4 Skema Perancangan Perangkat Keras Pengukur Suhu dan Konsentrasi
Asap
Diagram sistem alat terdiri dari catu daya yang berfungsi memberikan
tegangan kepada mikrokontroler. Arduino Nano berfungsi sebagai pemroses data
sensor, disimpan ke dalam modul micro sd card, dan menampilkannya ke dalam
LCD 16 x 2 karakter. Arduino Nano ini memiliki 3 port (Port B, Port C, dan Port
D). Sensor suhu DS18b20 dihubungkan ke dalam mikrokontroler dengan
menggunakan komunikasi 1-Wire dan berfungsi untuk mengukur nilai suhu di
dalam ruang pengasapan. Sensor asap merupakan sensor analog yang digunakan
untuk mengukur kadar gas karbondioksida. Modul micro sd card digunakan
sebagai tempat penyimpanan data rekaman sensor suhu dan sensor asap.
Ardunio Nano merupakan board arduino versi terbaru yang merupakan
penerus dari Arduino Duemimilanova. Berikut ini tampilan gambar Arduino Nano
(Gambar 5)
8
Gambar 5 Arduino Nano
Sensor suhu digital jenis DS18b20 ini mampu mendeteksi suhu dengan
kisaran -55–125 °C. Tingkat akurasi sensor suhu ini adalah ±0.5 °C pada kisaran 10–85 °C. Kecepatan pembacaan data maksimal 750 ms (DS18b20 2014). Sensor
ini memerlukan pull-up resistor agar dapat mengirim data ke mikrokontroler.
Tampilan sensor suhu DS18b20 dan rangkaiannya disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6 Sensor Suhu DS18b20
Sensor asap TGS2600 mampu beroperasi pada suhu -10–55 °C dengan daya
maksimum 535 mW (TGS2600 2014). Sensor TGS2600 menggunakan semi
konduktor oksida logam yang berbentuk pada substrat alumunium sebagai chip
sensor yang digabungkan dengan pemanas. Konduktivitas dari sensor ini akan
meningkat sesuai dengan konsentrasi gas yang ada di udara. Sensor TGS2600
memiliki dua masukan tegangan, tegangan untuk pemanas VH dan tegangan untuk
sirkuit Vc. Tegangan untuk pemanas diperlukan untuk menjaga agar sensor dapat
merekam data secara optimal. Konsumsi daya pada sensor TGS2600 akan
mencapai titik tertinggi jika nilai resistansi sensor sama dengan nilai resistansi
referensi (TGS2600 2014). Struktur Sensor asap TGS2600 disajikan pada Gambar
7.
9
Gambar 7 Sensor Asap TGS2600
Sensor suhu dan asap berfungsi untuk mengukur suhu dan asap dalam ruang
pegasapan. Setelah data suhu dan konsentrasi asap didapatkan, maka data akan
dikirim ke mikrokontroler. Mikrokontroler selanjutnya akan memproses data,
setelah itu data ditampilkan ke dalam LCD dan data ini disimpan ke dalam modul
micro sd card. Modul ini memiliki 4 kaki yang dihubungkan ke dalam
mikrokontroler. Kaki yang dihubungkan adalah kaki CS, MISO, MOSI, dan CLK.
Modul micro sd card ini menggunakan komunikasi SPI untuk berkomunikasi
dengan mikrokontroler.
Proses Pembuatan Ikan Asap
Langkah-langkah yang dilakukan selama proses pengasapan ikan dapat
mempengaruhi produk akhir dari ikan asap itu sendiri. Jenis ikan yang digunakan
dalam penelitian ini adalah ikan tongkol. Ikan tongkol dipilih untuk
membandingkan penelitian sebelumnya karena menggunakan ikan yang sama dan
dapat dijumpai di berbagai tempat dengan harga yang relatip murah.
Ada beberapa proses yang harus diperhatikan dalam pengasapan ikan yaitu
kesegaran ikan, preparasi ikan dan pengasapan ikan. Ikan yang digunakan untuk
proses pengasapan ialah ikan yang masih segar, utuh, dan bermutu tinggi. Jika
ikan yang diasapi tidak segar dan tidak utuh akan menyebabkan produk akhir ikan
asap yang bermutu rendah. Apalagi ikan yang digunakan sebagai bahan
pengasapan merupakan ikan yang mulai rusak dan busuk, hasil pengasapannya
memiliki mutu yang rendah.
a. Kesegaran Ikan
Kesegaran ikan diketahui dari beberapa parameter yaitu dengan melihat
penampilan fisik, kondisi mata, insang, adanya lendir, meraba dan menekan
struktur dan kondisi daging ikan, serta mencium bau ikan. Ikan yang masih segar
biasanya tampak cemerlang dan mengkilap. Bagian luar tubuh ikan masih sesuai
dengan bentuk jenisnya, lendir di permukaan tubuh tidak ada atau tipis, bening
10
dan encer, sisik tidak mudah lepas, bagian perut utuh, dan lubang anus tertutup.
Bagian mata cembung, cerah, putih jernih, pupil hitam, atau tidak berdarah
dengan insang merah cerah, tidak atau sedikit berlendir dan dagingnya pejal,
lentur, dan jika ditekan cepat pulih, ikan berbau segar dan sedikit bau amis.
b. Preparasi Ikan (Persiapan Ikan)
Preparasi ikan ialah hal utama yang harus diperhatikan dalam pengasapan
ikan karena sangat penting untuk mengurangi kerusakan pada produk ikan asap
(Sebayang 2002). Pada penelitian ini, ikan yang digunakan untuk produk
pengasapan ialah ikan tongkol. Proses dalam preparasi ikan dibagi menjadi dua,
yaitu:
Pencucian dan Penyiangan Ikan
Sebelum ikan diasap, ikan dicuci terlebih dahulu untuk menghilangkan
kotoran, sisik dan lendir. Kemudian ikan disiangi dengan cara membelah bagian
perut sampai dekat anus ikan. Ikan yang berukuran cukup besar dan berdaging
tebal, sebaiknya difillet. Setelah itu bagian perut dicuci untuk menghilangkan sisa
kotoran, darah, dan lapisan dinding perut yang berwarna hitam. Kemudian ikan
dicuci lagi sampai bersih lalu direndam dengan larutan garam. Pencucian dan
penyiangan dapat mengurangi kandungan mikroba (Soedarto dan Siswanto 2008)
Penggaraman Ikan
Penggaraman dilakukan dengan menaburkan garam ke bagian tubuh ikan
dan dikeringkan selama 10 menit. Garam digunakan untuk membantu
memudahkan pencucian dan menghilangkan lendir, memberikan cita rasa produk
yang lebih lezat, membantu pengawetan, membantu pengeringan dan
menyebabkan tekstur daging ikan menjadi lebih kompak (Adawyah 2007).
Penggaraman juga dianggap membantu mencegah perubahan warna. Dalam
proses pengasapan pemberian garam mengakibatkan sel bakteri mengalami
dehidrasi sehingga kehidupan sel bakteri akan terhambat (Doe 1986 dalam
Soedarta dan Siswanto 2008)
c. Pengasapan
Proses pengasapan bertujuan meningkatkan daya awet ikan yang bergantung
pada lama pengasapan dan volume asapnya. Proses pengasapan ikan memiliki
beberapa tahapan yaitu pemilihan bahan bakar, penyusunan ikan, serta
pengasapan.
Bahan bakar
Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini yaitu batok kelapa dan
serabut kelapa. Bahan bakar ini dipilih karena tidak menggandung getah dan juga
umumnya dapat dijumpai.
Penyusunan ikan
Ikan digantungkan secara vertikal dengan kepala ikan menghadap ke bawah
menggunakan alat panggang ikan. Hal ini dilakukan agar seluruh bagian tubuh
ikan dapat terasapi secara merata dan darah yang masih berada di dalam tubuh
ikan dapat keluar.
11
Pengasapan
Pengasapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pengasapan dingin
dengan kisaran suhu 30-40 °C dan tungku atau ruang pembakaran diletakkan
terpisah dari ruang pengasapan.
Uji Coba Alat
Uji coba alat ini dilakukan dengan melihat kinerja dari sensor suhu dan
sensor asap. Uji coba sensor suhu ini dilakukan dengan melihat apakah rentang
nilai suhu yang keluar dari sensor DS18b20 sesuai dengan spesifikasi yang
diinginkan (memiliki kisaran 30-40 °C). Untuk mengontrol suhu dan konsentrasi
asap agar sesuai dengan yang diinginkan atau berada di kisaran 30-40 °C
dilakukan pengolahan data dengan mengunakan syntax di Arduino (Lampiran 1)
Uji coba sensor asap dilakukan dengan melihat nilai digital yang keluar dari
sensor asap TGS 2600. Nilai digital ini dapat dikonversi menjadi nilai kepekatan
asap dalam satuan ppm. Persamaan yang digunakan untuk mengkonversi nilai
digital ke nilai part per milion (ppm) adalah sebagai berikut (TGS2600 2014):
Keterangan:
ADC = Analog Digital Coverter
1024 = Nilai Konstanta
Keterangan:
Vc
= Tegangan rangkaian
Vout = Tegangan resistor
Rs
= Resistance Sensor
RL
= Hambatan induktor (nilai RL standar=10 KΩ)
Nilai
yang didapatkan kemudian dikonversi dengan grafik Konsentrasi Gas
yang ada dalam datasheet sensor asap TGS2600. Rumus yang digunakan untuk
mengkonversi adalah sebagai berikut (TGS2600 2014):
...5
12
Gambar 8 Grafik Gas Konsentrasi (ppm)
Vout merupakan tegangan yang keluar dari sensor. Dalam hal ini ADC
merupakan digital converter yang berasal dari angka yang dikeluarkan oleh sensor
asap TGS2600. Nilai ADC tersebut dibagi oleh nilai konstanta yang untuk
merubah adc menjadi voltase. Nilai konstanta yang digunakan dalam pembagi ini
yakni sebesar 1024. Setalah ADC dibagi dengan nilai konstanta yang digunakan
kemudian hasilnya dikali dengan tegangan rangkaian. Tegangan rangkaian yang
digunakan dalam penelitian ini sebesar 5 Volt.
Rs adalah resistensi sensor yang dikeluarkan oleh rangkain sensor asap.
Untuk mendapatkan nilai Rs maka nilai dari Vc yaitu sebesar 5 V dikurangi nilai
Vout dan didapatkan hasil dari nilai tersebut. Nilai yang telah di dapat kemudian
dibagi dengan nilai Vout kemudian dikali dengan RL, RL merupakan hambatan
rangkaian. Hambatan rangkaian yang digunakan sebesar 10 kΩ. Setelah nilai Rs
didapat maka nilai Pc dapat dicari nilainya, Pc merupakan konsumsi daya yang
digunakan. Daya yang digunakan pada sensor asap dicari nilainya dari hasil
tegangan rangkaian 5 Ω dikurangi nilai Vout kemudian hasilnya dipangkatkan,
setelah hasil dari pangkat tersebut didapat kemudian nilai tersebut dibagi dengan
nilai Rs.
Kepekatan asap yang dihasilkan pada pengasapan dingin dapat ditentukan
bila nilai Rs/Ro sudah didapatkan nilainya. Nilai Rs/Ro dapat dicari nilainya
menggunakan nilai Rs dibagi dengan nilai resistansi awal atau yang sudah
ditetapkan. Setelah nilai Rs dibagi Ro didat, tahap selanjutnya yaitu mencocokkan
dengan grafik ppm pada modul sensor TGS2600 seperti Gambar 8. Dari nilai
ppm ini, bisa diketahui seberapa pekat asap dalam ruang pengasapan, kepekatan
ini dapat menjadi dasar untuk menentukan syarat minimum seberapa pekat asap
yang digunakan untuk mendapatkan produk ikan asap yang baik untuk
selanjutnya.
Pembagian rentang kepekatan asap dibagi menjadi tiga kategori yaitu
sedikit, sedang dan banyak:
Jika nilai sensor asap
PRODUK PERIKANAN DENGAN SISTEM KENDALI SUHU
DAN KONSENTRASI ASAP
NURGRAHA DWISAPUTRA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun Alat
Pengasapan Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan
Konsentrasi Asap adalah benar karya saya dengan arahan dari Komisi
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, Maret 2015
Nurgraha Dwisaputra
NIM C54100086
_____________________________
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak luar IPB
harus didasarkan pada kerja sama yang terkait
ABSTRAK
NURGRAHA DWISAPUTRA. Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk
Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi Asap. Dibimbing oleh
INDRA JAYA.
Pengasapan dingin merupakan pengasapan dengan suhu yang tidak terlalu
tinggi yaitu sekitar 30-60 °C, serta proses pengeringannya berlangsung secara
lambat. Penelitian ini bertujuan mengembangkan sebuah alat pengasapan dingin
ikan yang dapat membantu pengolahan produk perikanan dengan sistem kendali
suhu dan kosentrasi asap. Uji coba alat pengasapan dingin ikan dilakukan selama
2 hari dan 5 hari dengan memantau suhu dan konsentrasi asap, jenis ikan yang
digunakan pada penelitian ini adalah ikan tongkol. Analisis yang digunakan untuk
menentukan hasil ikan dengan pengasapan dingin ini yaitu dengan uji
organoleptik (rasa, bau, penampakan, tekstur, jamur) dan uji kadar air. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa rata-rata suhu yang didapat sebesar 33.25-37.44
°C dan standar deviasi sebesar 2.81–3.67 °C, sedangkan rata-rata konsentrasi asap
yang didapat sebesar 3.61–4.14 V dan standar deviasi sebesar 0.35-0.79 V. Suhu
dan konsentrasi asap dapat dikontrol dengan baik dan hasil rekaman data sensor
disimpan kedalam MMC card. Kadar air dalam ikan asap yaitu pengasapan
selama 5 hari sebesar 33.47% dan 2 hari sebesar 53.77%. Rancang bangun alat
pengasapan dingin yang dihasilkan lebih baik dibandingkan dengan penelitian
sebelumnya yaitu pada tahun 2011 oleh Fansuri. Dengan kata lain, alat
pengasapan dingin ini mampu membuat produk ikan asap dalam waktu 2 hari,
dengan hasil produk sama seperti pengasapan yang berlangsung secara 5 hari,
serta asap pada ruang pengasapan dapat menyebar dengan baik.
Kata kunci: pengasapan dingin ikan, suhu, asap, organoleptik, kadar air
ABSTRACT
NURGRAHA DWISAPUTRA. Design of Cold Smoke Tool Fishery Products
with a Temperature Control System and Smoke Concentration. Under Direction
of INDRA JAYA.
Cold-smoking is a method of low temperature (~30-60 °C) smoking with
slow duration of drying process. The objective of this research is to develop an
instrument of cold-smoking fish products, which resulted through the temperature
and smoke concentration control system. The trials were held for 2 days and 5
days by monitoring the temperature and smoke concentration of the fish (the fish
used in this research was tuna). The analyses, which used to determine the result
of fish products, were organoleptic (taste, smell, appearance, texture, and fungi)
and water content. The results showed that the temperatures range from 33.2537.44 °C with standard deviations of 2.81–3.67 °C. Therefore, temperature and
concentration of smoke can be well controlled. Also, the recording of sensor data
is stored into the MMC card. Meanwhile, the average of smoke concentrations
obtained were 3.61–4.14 V with standard deviations of 0.35-0.79 V. Water
content inside the 2 days cold-smoked fish was 53.77% and 33.47% for the 5 days
cold-smoked fish. The new design and construction instrument of cold-smoking
fish is better than the previous are by Fansuri. Cold smoke system developed is
able to make smoked fish products within 2 days, with the same results as smoke
fish products that take place in 5 days.
Keywords: cold smoke fish, temperature, smoke, organoleptic, water content
RANCANG BANGUN ALAT PENGASAPAN DINGIN
PRODUK PERIKANAN DENGAN SISTEM KENDALI SUHU
DAN KONSENTRASI ASAP
NURGRAHA DWISAPUTRA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi : Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk Perikanan
dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi Asap
Nama
: Nurgraha Dwisaputra
NIM
: C54100086
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Topik yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2014 ini ialah
Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Ikan, dengan judul Rancang Bangun
Alat Pengasapan Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan
Konsentrasi Asap.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc
selaku dosen pembimbing dalam penelitian skripsi ini atas segala saran,
bimbingan, dan nasihat selama penelitian berlangsung dan selama penulisan
skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, kakak,
adik dan seluruh keluarga atas segala doa, pengertian dan kasih sayangnya,
kemudian untuk keluarga besar Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan
angkatan 47 atas segala bantuan dukungan dan semangatnya khususnya Diwa
Perkasa, Muhammad Rakif Panguale, Mustopa Kamil, Hasjrul Husnul Malik,
Agitha Saverti Jasmine, Sunny Apriani, dan Era Sari. Terimah kasih juga penulis
ucapkan kepada Sri Ratih, Erik Munandar, Rizki Rizaldi, Isnaini Prihati Ningsih,
Husnul Khatimah, Holanda Kusuma, dan lain-lain yang tidak dapat di sebutkan
satu persatu atas motivasi dan membantu penyelesaian skripsi ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2015
Nurgraha Dwisaputra
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
ix
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Lokasi dan Waktu Penelitian
2
Bahan
2
Alat
3
Prosedur Tahapan Penelitian
4
Analisis Produk
HASIL DAN PEMBAHASAN
13
14
Perancangan Umum Instrumen
14
Perancangan Sistem Elektronik
18
Uji Alat
20
Karakteristik Analisis Produk
26
SIMPULAN DAN SARAN
35
Simpulan
35
Saran
35
DAFTAR PUSTAKA
35
LAMPIRAN
37
RIWAYAT HIDUP
62
DAFTAR TABEL
1 Bahan yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat Pengasapan
Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi
Asap
2 Alat yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat Pengasapan
Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi
Asap
3 Score Sheet Sensori
4 Konfigurasi Mikrokontroler Arduino Nano
5 Nilai Statistik Rata-rata Konsentrasi Suhu
6 Nilai Statistik Rata-rata Konsentrasi Asap
7 Kadar Air Pengasapan Dingin Ikan Tongkol Asap
2
3
13
18
22
24
34
DAFTAR GAMBAR
1 Gambar Diagram Alir Perancangan Instrumen
2 Gambar (a) Desain Ruang Pengasapan dan Rak Penggantung Ikan (b)
Desain Box Komponen dan Kaca Ruang Pengasapan (c) Desain Letak
Kipas AC (d) Desain Letak Sensor Suhu dan Sensor Asap (e) Desain
Bagian Dalam Alat Pengasapan Dingin Ikan (f) Desain Cerobong Asap
(g) Desain Lubang Saluran Penghubung Asap (h) DesainAlat Tampak
Bawah
3 Gambar Desain Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk
Perikanan Dengan Sitem Kendali Suhu dan Kosentrasi Asap
4 Gambar Skema Perancangan Perangkat Keras Pengukur Suhu dan
Konsentrasi Asap
5 Gambar Mikrokontroler Arduino Nano
6 Gambar Sensor Suhu DS18b20
7 Gambar Sensor Asap TGS2600
8 Gambar Grafik Gas Konsentrasi (ppm)
9 Gambar Tempat Pembakaran
10 Gambar Pipa Penyalur Asap
11 Gambar (a) Ruang Pengasapan Tampak Samping (b) Ruang Pengasapan
Tampak Depan (c) Box Komponen (d) Bagian Dalam Ruang Pengasapan
12 Gambar Uji Coba Alat Tanpa Ikan
13 Gambar Mikrokontroler Arduino Nano
14 Gambar Sensor Suhu Digital DS18b20
15 Gambar Konfigurasi Sensor Asap Figaro TGS2600
16 Gambar Konfigurasi Real Time Clock DS3231
17 Gambar Grafik Konsentrasi Suhu Tiap Rak Selama 5 Hari Pengasapan
18 Gambar Grafik Konsentrasi Suhu Tiap Rak Selama 2 Hari Pengasapan
19 Gambar Grafik Konsentrasi Asap Tiap Rak Selama 5 Hari Pengasapan
20 Gambar Grafik Konsentrasi Asap Tiap Rak Selama 2 Hari Pengasapan
21 Gambar Grafik Jumlah ppm pada Pengasapan Selama 5 Hari
22 Gambar Grafik Jumlah ppm pada Pengasapan Selama 2 Hari
23 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Rasa Selama 5 Hari
4
5
7
7
8
8
9
10
15
15
16
17
18
19
19
20
21
22
23
24
25
26
27
24 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Rasa Selama 2 Hari
25 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Penampakan Selama 5 Hari
26 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Penampakan Selama 2 hari
27 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Bau Selama 5 Hari
28 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Bau Selama 2 Hari
29 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Tekstur Selama 5 Hari
30 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Tekstur Selama 2 Hari
31 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Jamur Selama 5 Hari
32 Gambar Hasil Uji Organoleptik terhadap Jamur Selama 2 Hari
28
28
29
30
31
31
32
33
33
DAFTAR LAMPIRAN
1 Syntax Pengontrol Suhu dan Asap
2 Syntax MATLAB Suhu dan Asap Selama 5 Hari
3 Syntax MATLAB Suhu dan Asap Selama 2 Hari
4 Syntax MATLAB Kategori ppm Selama 5 Hari
5 Syntax MATLAB Kategori ppm Selama 2 Hari
6 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Kenampakan Selama 5 Hari
7 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Bau Selama 5 Hari
8 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Rasa Selama 5 Hari
9 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Tekstur Selama 5 Hari
10 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Jamur Selama 5 Hari
11 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Kenampakan Selama 2 Hari
12 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Bau Selama 2 Hari
13 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Rasa Selama 2 Hari
14 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Tekstur Selama 2 Hari
15 Hasil Uji Organoleptik Ikan Asap terhadap Jamur Selama 2 Hari
16 Hasil Ikan Asap
37
42
42
47
49
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ikan asap merupakan salah satu produk olahan yang digemari oleh
konsumen di Indonesia maupun di mancanegara karena rasanya yang khas dan
aroma yang spesifik. Di beberapa negara maju tingkat konsumsi produk ikan asap
cukup bagus, namun sayangnya ikan sampai saat ini belum mendapatkan
perhatian yang cukup dari industri perikanan dan hanya terbatas untuk memenuhi
kebutuhan konsumsi nelayan itu sendiri (Hukmin 2010).
Pengasapan ikan yang umumnya dikenal masyarakat yaitu pengasapan
panas dan pengasapan dingin. Pada pengasapan panas suhu tempat penyimpanan
sekitar 70-120 °C, sedangkan pengasapan dingin sekitar 30-60 °C. Pengasapan
panas proses pengeringannya berlangsung sangat lambat dan permukaan ikan
mengering dengan cepat, sedangkan pengasapan dingin pengeringannya
berlangsung secara lambat. Karena, kadar air ikan asap yang dihasilkan dengan
cara pengasapan dingin relatif rendah, sehingga pengasapan dingin dapat
diterapkan untuk tujuan pengawetan yang bertahan lama (Adawyah 2007).
Pengasapan yang banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia umumnya
pengasapan panas, karena ikan yang diasapi dengan pengasapan panas lebih cepat
matang dalam waktu kurang dari 2-5 jam (Sebayang 2002). Akan tetapi, ikan asap
yang dihasilkan pada pengasapaan panas tidak tahan lama, sedangkan pada
pengasapan dingin ikan asap yang dihasilkan lebih tahan lama. Karena, ikan
diasapi dengan suhu yang rendah dan stabil serta memiliki kadar air yang rendah.
Proses pengasapan ikan di Indonesia pada awalnya dilakukan secara
tradisional. Peralatan yang digunakan masih sederhana, sehingga kurang
memperhatikan segi sanitasi dan higenis terhadap produk yang diasapi.
Pengasapan tradisional memiliki kekurangan yaitu asap yang dihasilkan tidak
dikontrol dengan baik, sehingga berdampak pada kesehatan dan lingkungan. Asap
yang dikeluarkan secara berlebihan juga dapat mempengaruhi tingkat kematangan
ikan, serta penampakan ikan yang dihasilkan menjadi kurang menarik. Hal ini
terjadi karena asap yang keluar lebih banyak terurai di lingkungan dibandingkan
yang meresap ke dalam ikan. Tingkat kematangan ikan juga sulit ditentukan
apakah matang atau tidaknya karena tidak adanya kontrol suhu pada pengasapan
ini (Adawyah 2007).
Institut Pertanian Bogor sebagai salah satu institusi pendidikan dan riset,
telah mengembangkaan alat pengasapan dingin ikan berbasis mikrokontroler yang
dilakukan oleh Fansuri (2011). Hasil uji coba pada alat pengasapan dingin ini
menunjukkan nilai kosentrasi suhu 30-45 °C, tegangan yang dikeluarkan dari
sensor asap untuk mengukur kepekatan asap berkisar antara 4.1–4.3 V, dan
dengan nilai kadar air produk asap 51.91%. Pengembangan alat tersebut masih
terdapat beberapa kekurangan, seperti masih terdapat celah-celah pada ruang
pengasapan sehingga menyebabkan sebagian asap keluar, posisi ikan yang diasapi
tidak digantung sehingga perlu dibolak-balik secara manual dan terus dipantau
agar tidak terjadi pengasapan yang tidak merata, dan penyimpanan data
dihubungkan secara langsung menggunakan laptop atau komputer PC. Dari
2
kekurangan-kekurangan tersebut maka dibutuhkan pengembangan teknologi yang
tepat agar instrumen pengasapan ikan ini dapat mengontrol suhu yang dihasilkan
dalam proses pengasapan dingin, ikan yang dihasilkan memiliki daya tahan lebih
lama dengan efisiensi waktu, serta mendapatkan produk dengan mutu terbaik.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengembangkan sebuah alat pengasapan dingin
ikan yang dapat membantu pengolahan produk perikanan dengan sistem kendali
suhu dan kosentrasi asap.
METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap, yaitu pembuatan alat pengasapan
dingin, uji coba alat, dan uji coba hasil ikan asap (uji organoleptik). Pembuatan
dan uji coba alat pengasapan dingin dilakukan pada bulan Mei-Desember 2014
yang bertempat di Laboratorium Akustik dan Intrumentasi Kelautan, Departemen
Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut
Pertanian Bogor. Tahapan uji organoleptik (rasa, kenampakan, bau, tekstur,
jamur) dilakukan di lingkungan Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan,
Institut Pertanian Bogor, sedangkan uji kadar air dilakukan di Laboratorium Pusat
Antar Universitas (PAU) Bioteknologi, Institut Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Bahan yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat
Pengasapan Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan
Konsentrasi Asap
Bahan
Tipe/Nilai
Jumlah
Board Mikrokontroler Arduino Nano
1 buah
Sensor Suhu
DS18b20
3 buah
Sensor Asap
Figaro TGS2600
2 buah
LCD
16 x 2
1 buah
Resistor
1 kΩ, 10 kΩ
6 buah
PCB Bolong
7 buah
Batok Kelapa
Karung besar
40 karung
3
Bahan
Arang Serabut
Minyak Tanah
Korek Api
Ikan Tongkol
RTC
Adaptor
Lembar Alumunium
Seng Alumunium
Box Ikan
Modul Arduino
Tong Besi
Kipas AC (Air
Condiotioning) FAN
Tipe/Nilai
Karung besar
Liter
Kg
3231
12 v 5A
Meter
Diameter
10-12 inci
Jumlah
5 karung
2 liter
2 buah
10 Kg
1 buah
1 buah
10 lembar
5x2 m
1 buah
1 set
1 buah
3 buah
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Alat yang Digunakan Pada Penelitian Rancang Bangun Alat Pengasapan
Dingin Produk Perikanan dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi
Asap
Alat
Fungsi
Tang Potong
Memotong kabel
Merancang perangkat keras dan merekam
Komputer Intel Core i3
data
Solder
Menyolder antar komponen
Mengukur voltase, hambatan dan koneksi
Multimeter Digital
komponen
Klinik Robot AVR USB Mengunduh firmware dari Arduino ke
ISP
Board Mikrokontroler
Ms. Excel 2010
Mengolah data
Gerinda listrik
Memotong almunium
Pisau akrilik 222
Memotong akrilik
Obeng
Membuka dan memasang baut
Bor listrik kecil
Melubangi PCB
Eagle 5.7.0
Membuat skematik rangkaian
Arduino IDE
Membuat firmware
Google Sketchup
Membuat rancangan dan dimensi alat
MATLAB
Mengolah data
4
Prosedur Tahapan Penelitian
Perancangan Instrumen
Perancangan instrumen ini dipadukan dalam dua proses perancangan yaitu
perancangan desain alat, dan kontruksi elektronik. Beberapa tahapan dalam proses
perancangan instrumentasi ini dapat disusun dalam diagram alir (Gambar 1).
Perancangan desain alat ini menggunakan Google SketchUp. Alat pengasapan
ikan ini terdiri dari ruang pengasapan, pipa penyalur asap, dan tempat pembuatan
asap. Berikut ini gambar diagram alir perancangan instrumen alat pengasapan
dingin produk perikanan dengan sistem kendali suhu dan konsentrasi asap.
MULAI
PERSIAPAN
PERUMUSAN
TIDAK
PERANCANGAN UMUM
MEMENUHI ?
PERANCANGAN MODEL
ALAT (Google SketchUp)
PERANCANGAN MODEL
ELEKTRONIK
UJI COBA !
BERHASIL
SELESAI
Gambar 1 Diagram Alir Perancangan Instrumen
Desain perancangan instrumen alat pengasapan dingin ini terdiri dari ruang
pengasapan, pipa penyalur asap, dan tempat pembuatan asap. Desain rancang
bangun alat pengasapan dingin produk perikanan dengan sistem kendali suhu dan
konsentrasi asap dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
5
Ruang pengasapan
Cerobong asap
Box Komponen
Rak Pengantung Ikan
Kaca Ruang Pengasapan
(a)
(b)
Sensor Suhu dan
Sensor Asap
Kipas AC
(c)
(d)
6
Lubang Baut
Rak Pegantung Asap
Cerobong Masuknya Asp
(e)
(g)
(f)
(h)
Gambar 2 (a) Desain Ruang Pengasapan dan Rak Penggantung Ikan (b) Desain
Box Komponen dan Kaca Ruang Pengsapan (c) Desain Letak
Kipas AC (d) Desain Letak Sensor Suhu dan Sensor Asap
(e) Desain Bagian Dalam Alat Pengsapan Dingin Ikan
(f) Desain Cerobong Asap (g) Desain Lubang Saluran
Penghubung Asap (h) Desain Alat Tampak Bawah
7
Ruang
Pengasapan
Tempat
Pembuatan asap
Pipa Penyalur Asap
Gambar 3 Desain Rancang Bangun Alat Pengasapan Dingin Produk Perikanan
dengan Sistem Kendali Suhu dan Konsentrasi Asap
Perancangan Sistem Elektronik
Perangkat keras pengukur suhu dan konsentrasi asap secara umum dibagi
menjadi 6 bagian, yaitu catu daya 12V, mikrokontroler, modul micro sd card,
Real Time Clock, sensor suhu digital DS18b20, sensor asap TGS2600, LCD 16 x
2 karakter. Secara umum skema perangkat keras disajikan pada Gambar 4.
Catu Daya
Micro SD Card
LCD
Arduino Nano
Sensor Asap TGS2600
Real Time Clock
Sensor Suhu DS18b20
Gambar 4 Skema Perancangan Perangkat Keras Pengukur Suhu dan Konsentrasi
Asap
Diagram sistem alat terdiri dari catu daya yang berfungsi memberikan
tegangan kepada mikrokontroler. Arduino Nano berfungsi sebagai pemroses data
sensor, disimpan ke dalam modul micro sd card, dan menampilkannya ke dalam
LCD 16 x 2 karakter. Arduino Nano ini memiliki 3 port (Port B, Port C, dan Port
D). Sensor suhu DS18b20 dihubungkan ke dalam mikrokontroler dengan
menggunakan komunikasi 1-Wire dan berfungsi untuk mengukur nilai suhu di
dalam ruang pengasapan. Sensor asap merupakan sensor analog yang digunakan
untuk mengukur kadar gas karbondioksida. Modul micro sd card digunakan
sebagai tempat penyimpanan data rekaman sensor suhu dan sensor asap.
Ardunio Nano merupakan board arduino versi terbaru yang merupakan
penerus dari Arduino Duemimilanova. Berikut ini tampilan gambar Arduino Nano
(Gambar 5)
8
Gambar 5 Arduino Nano
Sensor suhu digital jenis DS18b20 ini mampu mendeteksi suhu dengan
kisaran -55–125 °C. Tingkat akurasi sensor suhu ini adalah ±0.5 °C pada kisaran 10–85 °C. Kecepatan pembacaan data maksimal 750 ms (DS18b20 2014). Sensor
ini memerlukan pull-up resistor agar dapat mengirim data ke mikrokontroler.
Tampilan sensor suhu DS18b20 dan rangkaiannya disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6 Sensor Suhu DS18b20
Sensor asap TGS2600 mampu beroperasi pada suhu -10–55 °C dengan daya
maksimum 535 mW (TGS2600 2014). Sensor TGS2600 menggunakan semi
konduktor oksida logam yang berbentuk pada substrat alumunium sebagai chip
sensor yang digabungkan dengan pemanas. Konduktivitas dari sensor ini akan
meningkat sesuai dengan konsentrasi gas yang ada di udara. Sensor TGS2600
memiliki dua masukan tegangan, tegangan untuk pemanas VH dan tegangan untuk
sirkuit Vc. Tegangan untuk pemanas diperlukan untuk menjaga agar sensor dapat
merekam data secara optimal. Konsumsi daya pada sensor TGS2600 akan
mencapai titik tertinggi jika nilai resistansi sensor sama dengan nilai resistansi
referensi (TGS2600 2014). Struktur Sensor asap TGS2600 disajikan pada Gambar
7.
9
Gambar 7 Sensor Asap TGS2600
Sensor suhu dan asap berfungsi untuk mengukur suhu dan asap dalam ruang
pegasapan. Setelah data suhu dan konsentrasi asap didapatkan, maka data akan
dikirim ke mikrokontroler. Mikrokontroler selanjutnya akan memproses data,
setelah itu data ditampilkan ke dalam LCD dan data ini disimpan ke dalam modul
micro sd card. Modul ini memiliki 4 kaki yang dihubungkan ke dalam
mikrokontroler. Kaki yang dihubungkan adalah kaki CS, MISO, MOSI, dan CLK.
Modul micro sd card ini menggunakan komunikasi SPI untuk berkomunikasi
dengan mikrokontroler.
Proses Pembuatan Ikan Asap
Langkah-langkah yang dilakukan selama proses pengasapan ikan dapat
mempengaruhi produk akhir dari ikan asap itu sendiri. Jenis ikan yang digunakan
dalam penelitian ini adalah ikan tongkol. Ikan tongkol dipilih untuk
membandingkan penelitian sebelumnya karena menggunakan ikan yang sama dan
dapat dijumpai di berbagai tempat dengan harga yang relatip murah.
Ada beberapa proses yang harus diperhatikan dalam pengasapan ikan yaitu
kesegaran ikan, preparasi ikan dan pengasapan ikan. Ikan yang digunakan untuk
proses pengasapan ialah ikan yang masih segar, utuh, dan bermutu tinggi. Jika
ikan yang diasapi tidak segar dan tidak utuh akan menyebabkan produk akhir ikan
asap yang bermutu rendah. Apalagi ikan yang digunakan sebagai bahan
pengasapan merupakan ikan yang mulai rusak dan busuk, hasil pengasapannya
memiliki mutu yang rendah.
a. Kesegaran Ikan
Kesegaran ikan diketahui dari beberapa parameter yaitu dengan melihat
penampilan fisik, kondisi mata, insang, adanya lendir, meraba dan menekan
struktur dan kondisi daging ikan, serta mencium bau ikan. Ikan yang masih segar
biasanya tampak cemerlang dan mengkilap. Bagian luar tubuh ikan masih sesuai
dengan bentuk jenisnya, lendir di permukaan tubuh tidak ada atau tipis, bening
10
dan encer, sisik tidak mudah lepas, bagian perut utuh, dan lubang anus tertutup.
Bagian mata cembung, cerah, putih jernih, pupil hitam, atau tidak berdarah
dengan insang merah cerah, tidak atau sedikit berlendir dan dagingnya pejal,
lentur, dan jika ditekan cepat pulih, ikan berbau segar dan sedikit bau amis.
b. Preparasi Ikan (Persiapan Ikan)
Preparasi ikan ialah hal utama yang harus diperhatikan dalam pengasapan
ikan karena sangat penting untuk mengurangi kerusakan pada produk ikan asap
(Sebayang 2002). Pada penelitian ini, ikan yang digunakan untuk produk
pengasapan ialah ikan tongkol. Proses dalam preparasi ikan dibagi menjadi dua,
yaitu:
Pencucian dan Penyiangan Ikan
Sebelum ikan diasap, ikan dicuci terlebih dahulu untuk menghilangkan
kotoran, sisik dan lendir. Kemudian ikan disiangi dengan cara membelah bagian
perut sampai dekat anus ikan. Ikan yang berukuran cukup besar dan berdaging
tebal, sebaiknya difillet. Setelah itu bagian perut dicuci untuk menghilangkan sisa
kotoran, darah, dan lapisan dinding perut yang berwarna hitam. Kemudian ikan
dicuci lagi sampai bersih lalu direndam dengan larutan garam. Pencucian dan
penyiangan dapat mengurangi kandungan mikroba (Soedarto dan Siswanto 2008)
Penggaraman Ikan
Penggaraman dilakukan dengan menaburkan garam ke bagian tubuh ikan
dan dikeringkan selama 10 menit. Garam digunakan untuk membantu
memudahkan pencucian dan menghilangkan lendir, memberikan cita rasa produk
yang lebih lezat, membantu pengawetan, membantu pengeringan dan
menyebabkan tekstur daging ikan menjadi lebih kompak (Adawyah 2007).
Penggaraman juga dianggap membantu mencegah perubahan warna. Dalam
proses pengasapan pemberian garam mengakibatkan sel bakteri mengalami
dehidrasi sehingga kehidupan sel bakteri akan terhambat (Doe 1986 dalam
Soedarta dan Siswanto 2008)
c. Pengasapan
Proses pengasapan bertujuan meningkatkan daya awet ikan yang bergantung
pada lama pengasapan dan volume asapnya. Proses pengasapan ikan memiliki
beberapa tahapan yaitu pemilihan bahan bakar, penyusunan ikan, serta
pengasapan.
Bahan bakar
Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini yaitu batok kelapa dan
serabut kelapa. Bahan bakar ini dipilih karena tidak menggandung getah dan juga
umumnya dapat dijumpai.
Penyusunan ikan
Ikan digantungkan secara vertikal dengan kepala ikan menghadap ke bawah
menggunakan alat panggang ikan. Hal ini dilakukan agar seluruh bagian tubuh
ikan dapat terasapi secara merata dan darah yang masih berada di dalam tubuh
ikan dapat keluar.
11
Pengasapan
Pengasapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pengasapan dingin
dengan kisaran suhu 30-40 °C dan tungku atau ruang pembakaran diletakkan
terpisah dari ruang pengasapan.
Uji Coba Alat
Uji coba alat ini dilakukan dengan melihat kinerja dari sensor suhu dan
sensor asap. Uji coba sensor suhu ini dilakukan dengan melihat apakah rentang
nilai suhu yang keluar dari sensor DS18b20 sesuai dengan spesifikasi yang
diinginkan (memiliki kisaran 30-40 °C). Untuk mengontrol suhu dan konsentrasi
asap agar sesuai dengan yang diinginkan atau berada di kisaran 30-40 °C
dilakukan pengolahan data dengan mengunakan syntax di Arduino (Lampiran 1)
Uji coba sensor asap dilakukan dengan melihat nilai digital yang keluar dari
sensor asap TGS 2600. Nilai digital ini dapat dikonversi menjadi nilai kepekatan
asap dalam satuan ppm. Persamaan yang digunakan untuk mengkonversi nilai
digital ke nilai part per milion (ppm) adalah sebagai berikut (TGS2600 2014):
Keterangan:
ADC = Analog Digital Coverter
1024 = Nilai Konstanta
Keterangan:
Vc
= Tegangan rangkaian
Vout = Tegangan resistor
Rs
= Resistance Sensor
RL
= Hambatan induktor (nilai RL standar=10 KΩ)
Nilai
yang didapatkan kemudian dikonversi dengan grafik Konsentrasi Gas
yang ada dalam datasheet sensor asap TGS2600. Rumus yang digunakan untuk
mengkonversi adalah sebagai berikut (TGS2600 2014):
...5
12
Gambar 8 Grafik Gas Konsentrasi (ppm)
Vout merupakan tegangan yang keluar dari sensor. Dalam hal ini ADC
merupakan digital converter yang berasal dari angka yang dikeluarkan oleh sensor
asap TGS2600. Nilai ADC tersebut dibagi oleh nilai konstanta yang untuk
merubah adc menjadi voltase. Nilai konstanta yang digunakan dalam pembagi ini
yakni sebesar 1024. Setalah ADC dibagi dengan nilai konstanta yang digunakan
kemudian hasilnya dikali dengan tegangan rangkaian. Tegangan rangkaian yang
digunakan dalam penelitian ini sebesar 5 Volt.
Rs adalah resistensi sensor yang dikeluarkan oleh rangkain sensor asap.
Untuk mendapatkan nilai Rs maka nilai dari Vc yaitu sebesar 5 V dikurangi nilai
Vout dan didapatkan hasil dari nilai tersebut. Nilai yang telah di dapat kemudian
dibagi dengan nilai Vout kemudian dikali dengan RL, RL merupakan hambatan
rangkaian. Hambatan rangkaian yang digunakan sebesar 10 kΩ. Setelah nilai Rs
didapat maka nilai Pc dapat dicari nilainya, Pc merupakan konsumsi daya yang
digunakan. Daya yang digunakan pada sensor asap dicari nilainya dari hasil
tegangan rangkaian 5 Ω dikurangi nilai Vout kemudian hasilnya dipangkatkan,
setelah hasil dari pangkat tersebut didapat kemudian nilai tersebut dibagi dengan
nilai Rs.
Kepekatan asap yang dihasilkan pada pengasapan dingin dapat ditentukan
bila nilai Rs/Ro sudah didapatkan nilainya. Nilai Rs/Ro dapat dicari nilainya
menggunakan nilai Rs dibagi dengan nilai resistansi awal atau yang sudah
ditetapkan. Setelah nilai Rs dibagi Ro didat, tahap selanjutnya yaitu mencocokkan
dengan grafik ppm pada modul sensor TGS2600 seperti Gambar 8. Dari nilai
ppm ini, bisa diketahui seberapa pekat asap dalam ruang pengasapan, kepekatan
ini dapat menjadi dasar untuk menentukan syarat minimum seberapa pekat asap
yang digunakan untuk mendapatkan produk ikan asap yang baik untuk
selanjutnya.
Pembagian rentang kepekatan asap dibagi menjadi tiga kategori yaitu
sedikit, sedang dan banyak:
Jika nilai sensor asap