Aplikasi Energi Gelombang Mikro untuk Pengendalian Hama Gudang Araecerus fasciculatus De Geer pada Biji Kakao

APLIKASI ENERGI GELOMBANG MIKRO UNTUK PENGENDALIAN
HAMA GUDANG Araecerus fasciculatus De Geer PADA BIJI KAKAO

ANDI MUHAMMAD AKRAM MUKHLIS

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Aplikasi Energi
Gelombang Mikro untuk Pengendalian Hama Gudang Araecerus fasciculatus De
Geer pada Biji Kakao 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, Juli 2014
Andi Muhammad Akram Mukhlis
NIM F14100006

ABSTRAK
ANDI MUHAMMAD AKRAM MUKHLIS. Aplikasi Energi Gelombang Mikro
untuk Pengendalian Hama Gudang Araecerus fasciculatus De Geer pada Biji
Kakao. Dibimbing oleh EDY HARTULISTIYOSO dan SLAMET WIDODO.
Kualitas biji kakao Indonesia masih tergolong rendah akibat adanya
interferensi serangga hama. Fumigasi merupakan upaya yang selama ini dilakukan
untuk menekan interferensi serangga hama. Namun, kekhawatiran akan kesehatan
dan polusi lingkungan telah menyebabkan cara tersebut kurang baik. Tujuan
penelitian ini adalah menganalisis pengaruh pemanasan dengan oven gelombang
mikro dengan berbagai tingkat daya dan waktu terhadap mortalitas hama gudang
Araecerus fasciculatus pada biji kakao dan penurunan kadar airnya serta
penggunaan energi oven gelombang mikro selama proses pemanasan. Daya
masukan oven gelombang mikro yang digunakan adalah 264 Watt, 400 Watt, dan
600 Watt, sedangkan waktu pemanasan adalah 60 detik, 120 detik, dan 180 detik
dengan tiga kali ulangan. Mortalitas hama gudang Araecerus fasciculatus

mengalami peningkatan dengan meningkatnya tingkat daya dan waktu
pemanasan. Hama Araecerus fasciculatus mencapai mortalitas 100% pada tingkat
daya 600 watt selama 180 detik dengan penggunaan energi sebesar 99.720 Joule.
Persentase penurunan kadar air basis basah pada tingkat daya dan waktu tersebut
sebesar 28,7 %.
Kata kunci: Araecerus fasciculatus, energi, gelombang mikro, kakao

ABSTRACT
ANDI MUHAMMAD AKRAM MUKHLIS. Microwave Energy Application for
Leading Warehouse Pest Araecerus fasciculatus De Geer on Cocoa Bean.
Supervised by EDY HARTULISTIYOSO and SLAMET WIDODO.
Cocoa bean from Indonesia may not be qualified enough caused by weevil
pest interference. These days, fumigation is a solution to push down the weevil
pest interference. However, anxious about health problem and environment
pollution issue have judged the way to be unsafe mode. The aim of this research is
to analyze the heating effect using microwave oven with various levels of power
and time concerning the mortality of warehouse pest Araecerus fasciculatus on
cocoa bean, the reduction of water content, and the energy use during heating
process. Input power of microwave oven was probed at 264, 400, and 600 Watt,
whereas the heating times were 60, 120, and 180 second with three times

repetition. The mortality of warehouse pest Araecerus fasciculatus increased with
raising the power level and time of heating process. Araecerus fasciculatus pest
reached 100% of mortality at 600 Watt of power level during 180 second with
required energy of 99.720 Joule. The percentage of water content reduction dry
basis was 28,7 %.
Keywords: Araecerus fasciculatus, cocoa, energy, microwave

APLIKASI ENERGI GELOMBANG MIKRO UNTUK PENGENDALIAN
HAMA GUDANG Araecerus fasciculatus De Geer PADA BIJI KAKAO

ANDI MUHAMMAD AKRAM MUKHLIS

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Aplikasi Energi Gelombang Mikro untuk Pengendalian Hama
Gudang Araecerus fasciculatus De Geer pada Biji Kakao
Nama
: Andi Muhammad Akram Mukhlis
NIM
: F14100006

Disetujui oleh

Dr Ir Edy Hartulistiyoso, MSc
Pembimbing I

Dr Slamet Widodo, STP MSc
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, MEng
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. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2014 ini ialah aplikasi
energi gelombang mikro, dengan judul Aplikasi Energi Gelombang Mikro untuk
Pengendalian Hama Gudang Araecerus fasciculatus De Geer pada Biji Kakao.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Edy Hartulistiyoso MSc
dan Bapak Dr Slamet Widodo, STP MSc selaku pembimbing. Di samping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Eeng dari laboratorium Pest and
Disease Management, SEAMEO BIOTROP, yang telah membantu dalam
penyiapan hama, serta Bapak Harto dari laboratorium Energi dan Elektrifikasi
Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem IPB, yang telah membantu
dalam persiapan dan peminjaman alat. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada ayah, ibu, kakak, adik, teman-teman program fast track, teman-teman

TMB 47 atas segala doa dan kasih sayangnya, serta Lovi Dwi Princestasari atas
segala doa, dukungan, dan bantuannya selama melakukan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Juli 2014
Andi Muhammad Akram Mukhlis

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

2

Kakao

2

Hama Araecerus fasciculatus De Geer

3

Teknologi Oven Gelombang Mikro (microwave oven)

4

METODE

6

Bahan

6

Alat

6

Tempat dan Waktu Penelitian

6

Prosedur Percobaan

6

Analisis Data

9

Rancangan Percobaan
HASIL DAN PEMBAHASAN

10

10

Suhu Biji Kakao

10

Persentase Penurunan Kadar Air Biji Kakao

13

Mortalitas Hama (Araecerus fasciculatus De Geer)

15

Penggunaan Energi

16

SIMPULAN DAN SARAN

20

Simpulan

20

Saran

20

DAFTAR PUSTAKA

20

LAMPIRAN

23

RIWAYAT HIDUP

26

DAFTAR TABEL
1 Total produksi kakao berbagai negara (103 ton)
2 Suhu permukaan biji kakao dan mortalitas hama pada tingkat daya dan
waktu yang berbeda
3 Kadar air biji kakao sebelum dan sesudah percobaan
4 Energi yang digunakan pada tingkat daya dan waktu yang berbeda

1
12
13
18

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Morfologi buah kakao (Wood dan Lass 1985)
Araecerus fasciculatus De Geer
Spektrum elektromagnetik (Dibben 2001)
Tutup stoples yang diberi lubang dan stoples yang diisi dengan hama
dan biji kakao
Sistem microcontroler untuk mengukur arus dan tegangan
Termokopel pada tumpukan biji kakao
Pengaturan alat ukur
Suhu permukaan biji kakao pada tingkat daya dan waktu yang berbeda
) dan suhu biji kakao ( ■ ) selama proses
pemanasan pada perlakuan 400 Watt selama 120 detik
Persentase penurunan kadar air basis kering biji kakao pada tingkat
daya dan waktu yang berbeda
Mortalitas hama Araecerus fasciculatus De Geer pada tingkat daya dan
waktu yang berbeda
Tegangan (
) dan arus (---) gelombang mikro pada perlakuan 400
Watt selama 120 detik
Daya oven gelombang mikro pada perlakuan 400 Watt selama 120 detik
Hubungan antara mortalitas hama Araecerus fasciculatus biji kakao
dengan penggunaan energi oven gelombang mikro.
Perbandingan model mortalitas hama Araecerus fasciculatus dengan
beberapa hama gudang.

3
4
5
7
7
8
8
11
12
14
15
16
17
18
19

DAFTAR LAMPIRAN
1 Mortalitas hama Araecerus fasciculatus serta jumlah hama yang mati
dan hidup pada berbagai ulangan
2 Suhu permukaan biji kakao pada berbagai ulangan.
3 Penggunaan energi (metode grafik) pada berbagai ulangan

23
24
25

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Hama merupakan organisme pengganggu tanaman yang menimbulkan
kerusakan secara fisik dan merugikan secara ekonomis. Umumnya organisme
pengganggu ini berupa binatang ataupun sekelompok binatang yang dapat
menyebabkan kerusakan pada tanaman budidaya ataupun komoditas yang
disimpan di dalam gudang seperti biji kakao, beras, jagung, kacang, tepung serta
bahan-bahan kering lainnya. Organisme perusak yang berkembang di dalam
gudang tersebut lebih umum disebut sebagai hama gudang.
Hama gudang hidup dalam ruang lingkup yang terbatas, yakni hidup dalam
bahan-bahan simpanan di gudang. Umumnya hama gudang yang sering dijumpai
adalah dari ordo Coleoptera (bangsa kumbang), salah satunya adalah Araecerus
fasciculatus yang terdapat pada komoditas biji kakao ataupun biji kopi.
Indonesia merupakan negara produsen utama kakao dunia. Saat ini
Indonesia menempati urutan ketiga negara pemasok kakao terbesar dunia setelah
Pantai Gading dan Ghana, seperti yang terlihat pada tabel 1. Sehingga, kakao
merupakan komoditas perkebunan yang memiliki prospek yang sangat baik
sebagai sumber devisa.
Namun, kualitas biji kakao Indonesia masih tergolong rendah. Salah satu
penyebab rendahnya kualitas biji kakao adalah adanya interferensi serangga hama,
padahal persyaratan kualitas/mutu biji kakao adalah tidak adanya serangga hidup
dalam biji kakao yang dapat menyebabkan penahanan langsung oleh negara
tujuan (Sjam et al. 2010).
Upaya yang selama ini dilakukan untuk menekan interferensi serangga
hama pada biji kakao adalah dengan melakukan fumigasi. Fumigasi adalah suatu
tindakan perlakuan (atau pengobatan) terhadap suatu komoditi dengan
menggunakan fumigan tertentu, di dalam ruang kedap udara, pada suhu dan
tekanan tertentu. Fumigan merupakan suatu jenis pestisida (obat pembasmi hama)
yang dalam suhu dan tekanan tertentu berbentuk gas, dan dalam konsentrasi serta
waktu tertentu dapat membunuh hama (organisme pengganggu) (Prijono et al.
2009). Metil bromida (CH3Br), phosfin (PH3), karbondiosida (CO2), sulfuril
Tabel 1 Total produksi kakao berbagai negara (103 ton)
Negara
Pantai Gading
Ghana
Indonesia
Nigeria
Cameroon
Brazil
Ecuador
Malaysia
Sumber : WCF (2012)

2008
1.431
730
500
200
188
170
115
32

2009
1.234
730
490
210
210
155
130
25

Tahun
2010
1.184
740
530
230
205
159
150
20

2011
1.668
860
450
240
230
197
160
18

2012
1.400
870
500
230
220
185
170
18

2
florida (SO2F2), dan asam sianida (HCN) merupakan jenis fumigan yang
digunakan dalam proses fumigasi. Kekhawatiran akan kesehatan dan polusi
lingkungan telah menyebabkan cara tersebut kurang baik dan mencari alternatif
lain untuk membasmi hama.
Dengan demikian, terdapat kebutuhan untuk mengembangkan metode baru
yang aman untuk mengendalikan hama pada biji kakao. Salah satu metode yang
mulai dikembangkan dalam pengendalian hama adalah penggunaan radiasi
gelombang mikro. Radiasi gelombang mikro, dengan penetrasi yang baik, dapat
membunuh serangga pada kacang-kacangan (Wang et al. 2001). Beberapa
penelitian telah meneliti pengendalian serangga untuk bahan pertanian lainnya
seperti gandum dan tepung (El-Naggar dan Mikhaiel 2011) dan buah (Ikediala et
al. 1999). Banyaknya penelitian yang menerapkan radiasi gelombang mikro untuk
pengendalian hama pada bahan pertanian, memungkinkan untuk diterapkan juga
sebagai pengendali hama gudang pada biji kakao. Sebab karakteristik hama pada
penelitian-penelitian sebelumnya, tidak jauh berbeda dengan hama gudang pada
biji kakao. Karakteristik tersebut berupa kandungan zat cair pada tubuh hama.

Tujuan Penelitian
Menganalisis pengaruh penggunaan energi gelombang mikro (microwave)
dengan berbagai tingkat daya dan waktu terhadap mortalitas serangga hama
gudang Araecerus fasciculatus pada biji kakao serta jumlah energi gelombang
mikro yang digunakan selama proses pengendalian hama.

Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi berupa data dasar
yang menunjukkan tingkat daya dan waktu pembangkitan radiasi gelombang
mikro yang optimal terhadap mortalitas hama gudang Araecerus fasciculatus pada
biji kakao.

TINJAUAN PUSTAKA
Kakao
Kakao merupakan satu-satunya di antara 22 jenis marga Theobroma, suku
Sterculiaceae yang diusahakan secara komersial. Menurut Tjitrosoepomo (1979)
dalam Puslitkoka (2010), sistematika tanaman ini sebagai berikut.
Divisi
: Spermatophyta
Anak divisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledoneae
Anak kelas
: Dialypetalae
Bangsa
: Malvales
Suku
: Sterculiaceae

3
Marga
Jenis

: Theobroma
: Theobroma cacao L.

Beberapa sifat (penciri) dari buah dan biji digunakan sebagai dasar
klasifikasi dalam sistem taksonomi. Berdasarkan bentuk buahnya, kakao dapat
dikelompokkan ke dalam empat populasi (Wood dan Lass 1985).

Gambar 1 Morfologi buah kakao (Wood dan Lass 1985)
Kakao lindak (bulk) yang telah tersebar luas di daerah tropika adalah
anggota subjenis Sphaerocaroum. Bentuk bijinya lonjong (oval), pipih, dan
keeping bijinya (kotiledon) berwarna ungu gelap. Mutunya beragam tetapi lebih
rendah daripada subjenis cacao. Permukaan kulit buahnya relatif halus karena
alur-alurnya dangkal. Kulit buah ini tipis tetapi keras (liat). Pertumbuhan
tanamannya kuat dan cepat, daya hasilnya tinggi, dan relatif tahan terhadap
beberapa jenis hama dan penyakit. Habitat asli tanaman kakao adalah hutan tropis
dengan naungan pohon-pohon yang tinggi, curah hujan tinggi, suhu sepanjang
tahun relatif sama, serta kelembapan tinggi dan relatif tetap. Dalam habitat seperti
itu, tanaman kakao akan tumbuh tinggi tetapi bunga dan buahnya sedikit
(Puslitkoka 2010).
Menurut Puslitkoka (2010), warna buah kakao sangat beragam, tetapi pada
dasarnya hanya ada dua macam warna. Buah yang ketika muda berwarna hijau
atau hijau agak putih jika sudah masak akan berwarna kuning. Sementara itu,
buah yang ketika muda berwarna merah, setelah masak berwarna jingga. Biji
dibungus oleh daging buah (pulpa) yang berwarna putih, rasanya asam manis dan
diduga mengandung zat penghambat perkecambahan. Sebelah dalam daging buah
terdapat kulit biji (testa) yang membungkus dua kotiledon dan poros embrio. Biji
kakao tidak memiliki masa dorman.

Hama Araecerus fasciculatus De Geer
Serangga ini berukuran 3-5 mm. Protoraks dan elitra memiliki bercakbercak kecil berwarna coklat atau coklat keabu-abuan yang lebih terang. Elitra
lebih pendek daripada abdomen. Serangga ini bersifat kosmopolitas, banyak

4
ditemukan di daerah tropika dan subtropika. Serangga ini termasuk hama penting
pada kopi dan biji kakao, selain itu juga dapat menyerang rempah-rempah, gaplek,
jagung, kacang tanah, dan beberapa produk makanan. Serangga ini merupakan
perusak yang luas dari persediaan biji kopi dalam rumah penyimpanan (gudang),
yang mengakibatkan kehilangan berat dan mengotori produk. Pada kondisi
optimum, yaitu suhu 28oC dan kelembaban 70%, lama perkembangan A.
fasciculatus dari telur hingga dewasa adalah 46-66 hari. Serangga dewasa aktif
terbang dan mampu bertelur rata-rata 50 butir (Sunjaya dan Widayanti 2009).

Gambar 2 Araecerus fasciculatus De Geer
Telur disimpan di dalam bahan makanan oleh serangga betina dengan
ovipositor dan akan menetas dalam 5-8 hari. Perkembangan larva memakan waktu
sekitar 30 hari, kemudian memasuki periode pupa selama 6-7 hari. Larva
bersembunyi di dalam biji dan ada satu larva dalam satu biji. Pada jagung,
serangga dewasa dapat hidup selama 27 hari pada kelembaban 50% dan hidup
selama 86-134 hari pada kelembaban 90% (Robinson 2005)

Teknologi Oven Gelombang Mikro (microwave oven)
Gelombang Mikro (microwave)
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik dalam kisaran
frekuensi 300 MHz ke 300 GHz. Dalam spektrum elektromagnetik (Gambar 3),
gelombang mikro berada di antara rentang frekuensi radio pada frekuensi yang
lebih rendah dan inframerah serta cahaya tampak pada frekuensi yang lebih tinggi.
Dengan demikian, gelombang mikro termasuk ke dalam radiasi non-ionisasi
(Schubert dan Regier 2005).
Oven Gelombang Mikro
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik yang memiliki
komponen medan listrik dan medan magnet. Di Amerika Serikat, oven gelombang
mikro untuk konsumen beroperasi pada frekuensi 2450 MHz, sedangkan oven
untuk industri beroperasi pada 2450 dan 915 MHz. Pilihan 915 MHz untuk
industri dan 2450 MHz untuk oven gelombang mikro konsumen didasarkan pada
interaksi optimum air, ion garam, gula, dan bahan makanan lainnya pada
frekuensi ini (Shukla dan Anantheswaran 2001).

5

Gambar 3 Spektrum elektromagnetik (Dibben 2001)
Oven gelombang mikro adalah rongga yang berisi gelombang tegak dan
pola gelombang tanpa perbedaan fasa. Pengetahuan tentang model distribusi atau
pola dalam rongga kosong sangat berguna dalam karakterisasi oven gelombang
mikro. Selain itu faktor oven, perlu dipertimbangkan saat mengevaluasi produk
baru untuk pemanasan dengan gelombang mikro. Idealnya, gelombang mikro
memasuki rongga dari segala arah dan, karena refleksi di dinding, pola rapat daya
yang unik diciptakan oleh gelombang tegak dalam oven gelombang mikro.
Sebagian dari daya gelombang mikro yang dihasilkan, diserap oleh makanan dan
sisanya dipantulkan kembali ke sistem. Ukuran dan karakteristik penyerapan
sangat penting dalam menentukan daya aktual yang dikirimkan selama pemanasan
gelombang mikro (Shukla dan Anantheswaran 2001).
Pemanasan tidak seragam, kurangnya warna dan rasa pembangun,
permukaan basah, kehilangan kelembaban tinggi dan tekstur adalah masalah
umum yang terlihat dalam makanan olahan dengan oven gelombang mikro.
Kesulitan dalam penentuan distribusi temperatur adalah kelemahan lain dari
pemanasan dengan gelombang mikro (Sumnu dan Sahin 2005).
Prinsip pemanasan oven gelombang mikro
Tidak seperti radiasi termal, pemanasan oleh gelombang mikro sangat
tergantung pada komposisi kimia dari material yang diiradiasikan. Gelombang
mikro berinteraksi terutama dengan molekul polar dan partikel bermuatan. Sejauh
ini interaksi yang paling penting adalah dengan molekul air. Medan elektromagnetik dari gelombang mikro bergantian pada frekuensi tinggi, sehingga dipol
bahan berputar dalam usaha untuk menyesuaikan diri dengan medan tersebut.
Energi gelombang memberikan peningkatan energi kinetik yang terkait dengan
osilasi secara rotasi dan diubah menjadi kerja gesekan antarmolekul dan akhirnya
panas. Dengan demikian, panas yang dihasilkan di dalam materi sebagai penetrasi
dari gelombang mikro itu (Berk 2013).
Konvensi internasional menyatakan bahwa oven gelombang mikro (aplikasi
pada industri, keilmiahan dan medis) beroperasi pada frekuensi tertentu yaitu 2.45
GHz. Pada frekuensi ini medan listrik menggerakkan molekul air 109 kali setiap
detik, sehingga menciptakan panas yang hebat yang dapat meningkat 10 oC per
detik. Air menjadi komponen utama dari bahan biologis, isinya langsung
mempengaruhi pemanasan (Meda et al. 2005).
Pemanasan dengan oven gelombang mikro dipengaruhi oleh faktor pangan,
seperti volume, luas permukaan, dan sifat dielektrik, yang penting dalam

6
menentukan besarnya dan keseragaman penyerapan daya. Volume bahan dan luas
permukaan bahan pangan lebih berpegaruh terhadap besarnya penyerapan energi
gelombang mikro, sedangkan keseragaman penyerapan energi gelombang mikro
terkait dengan geometri makanan dan sifat dielektrik bahan pangan (Zhang dan
Datta 2001)

METODE
Bahan
Penelitian ini menggunakan serangga hama gudang Araecerus fasciculatus
yang hidup pada biji kakao yang diperoleh dari laboratorium Pest and Disease
Management, SEAMEO BIOTROP (Pusat Penelitian Biologi Tropika) Bogor,
serta biji kakao kering sebagai pakan dan habitatnya yang diperoleh dari
laboratorium yang sama.

Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu; oven gelombang mikro
Electrolux EMS2007X dengan pengaturan daya dan waktu, digital moisture meter
model TD-I Oga Electric Co., LTD. untuk mengukur kadar biji kakao, sensor arus
AC (non-invasive, 30 A max) YHDC-SCT013 dan arduino uno untuk mengukur
konsumsi energi, serta termokopel tipe-T dan chino recorder, AL3765-N00 untuk
mengukur suhu biji kakao.

Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Manufaktur, Departemen Teknik
Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian. Penelitian ini dilakukan pada
bulan Mei 2014 sampai Juli 2014.

Prosedur Percobaan
Persiapan Bahan
Biji kakao kering disiapkan sebanyak 200 gram untuk masing-masing
ulangan. Biji kakao kering tersebut dimasukkan ke dalam stoples yang aman
digunakan pada oven gelombang mikro yang berukuran diameter 150 mm dan
tinggi 100 mm. Stoples terlebih dahulu diberi lubang udara pada bagian tutupnya,
kemudian ditutup dengan kain kasa agar serangga hama tidak terbang keluar
seperti yang terlihat pada gambar 4.
Serangga hama gudang Araecerus fasciculatus disiapkan sebanyak 50 ekor
untuk masing-masing ulangan, kemudian dimasukkan ke dalam stoples yang telah
berisi biji kakao. Bahan yang disiapkan digunakan untuk 3 perlakuan sebanyak 2

7

Gambar 4 Tutup stoples yang diberi lubang dan stoples yang diisi
dengan hama dan biji kakao
faktor dengan ulangan sebanyak 3 kali, sehingga jumlah bahan yang disiapkan
sebanyak 27 stoples.
Persiapan Alat
Peralatan yang disiapkan adalah oven gelombang mikro yang dapat diatur
daya dan waktunya, termokopel dan recorder, serta sistem microcontroler untuk
mengukur arus dan tegangan. Ujung termokopel merupakan logam, sehingga
dapat menimbulkan percikan api di dalam ruang microwave ketika gelombang
mikro beroperasi. Oleh karena itu, bagian ujung termokopel yang digunakan
untuk mengukur suhu dilapisi dengan teflon. Termokopel dimasukkan melalui
celah-celah keluarnya udara pada dinding oven gelombang mikro untuk mengukur
suhu biji kakao. Sistem microcontroler yang digunakan yaitu arduino uno yang
dirangkai dengan sensor arus dan transformator melalui suatu rangkaian
elektronika seperti pada gambar 5.

Gambar 5 Sistem microcontroler untuk mengukur
arus dan tegangan
Sensor arus dan transformator dirangkai pada input listrik yang menuju ke
dalam oven gelombang mikro, sedangkan microcontroler dihubungkan dengan
komputer untuk pengambilan data.

8
Pengukuran Kadar Air
Pengukuran kadar air biji kakao dilakukan sebelum dan sesudah perlakuan
dengan oven gelombang mikro. Pengukuran kadar air menggunakan moisture
meter sehingga secara langsung diperoleh kadar air bahan basis basah. Biji kakao
terlebih dahulu dihancurkan dengan menggunakan mortar hingga berukuran kecil
dan dapat diletakkan pada cawan. Cawan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam
moisture meter dan tuas diputar hingga menekan bahan yang terdapat di cawan
tersebut. Data hasil pengukuran kadar air dapat dilihat dengan menekan tombol
“testing clamber”.
Pemanasan dengan Oven Gelombang Mikro
Pemanasan dengan oven gelombang mikro dilakukan pada daya 264, 400,
dan 600 Watt, yang dilakukan selama 60, 120, dan 180 detik. Masing-masing
perlakuan tersebut dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali ulangan. Pengaturan
daya dan waktu pemanasan dilakukan dengan memutar tombol pada oven
gelombang mikro.
Pengukuran Suhu, Arus, dan Tegangan
Pengukuran suhu menggunakan termokopel tipe-T yang telah dilipisi teflon.
Ujung termokopel yang telah dilapisi teflon, diletakkan pada permukaan biji
kakao dengan memasukkannya melalui lubang kecil yang dibuat pada stoples.

Gambar 6

Termokopel pada tumpukan biji
kakao

Gambar 7 Pengaturan alat ukur

9
Pengukuran suhu permukaan biji kakao menggunakan tiga buah termokopel yang
diletakkan pada bagian bawah, tengah, dan atas tumpukan biji kakao di dalam
stoples, seperti pada gambar 6. Pembacaan data suhu pada recorder dilakukan
tepat setelah proses pemanasan dengan gelombang mikro selesai.
Pengukuran arus dan tegangan pada oven gelombang mikro menggunakan
sensor arus dan transformator yang dirangkai dengan microcontroler arduino uno.
Pengukuran arus dan tegangan dilakukan mulai dari awal pemanasan hingga
selesai. Pengambilan data arus dan tegangan dilakukan secara otomatis setiap
sekitar 0,2 detik dan data langsung terhubung ke komputer.

Analisis Data
Persentase Penurunan Kadar Air
Penurunan kadar air dapat dihitung dengan mengukur kadar air biji kakao
sebelum pemanasan (KAo) dan kadar air biji kakao sesudah pemanasan (KAt).
Selanjutnya persentase penurunan kadar air didapatkan dengan membandingkan
pengurangan kadar air dengan kadar air sebelum pemanasan dan dinyatakan
dalam persen (%). Persamaan penurunan kadar air adalah sebagai berikut :
KAo  KAt
Persentase Penurunan Kadar Air 
 100%
KAo
Keterangan :
KAo = kadar air awal (% bb)
KAt = kadar air akhir (% bb)
Mortalitas Hama Araecerus fasciculatus De Geer
Persentase kematian (mortalitas) Araecerus fasciculatus diperoleh dengan
cara menghitung jumlah hama yang hidup setelah pemanasan dengan oven
gelombang mikro dalam setiap tingkatan (nh) dan menghitung jumlah hama yang
mati dalam setiap tingkatan yang diujikan (nt). Selanjutnya membandingkan
jumlah hama yang mati dengan total keseluruhan hama dan dinyatakan dalam
persen (%). Persamaan mortalitas dapat dituliskan sebagai berikut:
nt
Mortalitas =
 100%
nt  n h
Keterangan :
nh = jumlah hama yang hidup
nt = jumlah hama yang mati
Penggunaan Energi
Energi yang digunakan pada proses pemanasan dengan oven gelombang
mikro dapat dihitung dengan cara mengalikan daya yang tertera pada oven dengan
waktu yang digunakan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
W=Pxt

10
Di mana :
W = Energi yang digunakan (Joule)
P = Daya yang digunakan (Watt)
t = Waktu yang digunakan (detik)
Penggunaan energi dapat juga dihitung dengan mengetahui arus dan
tegangan yang terjadi selama proses pemanasan. Dengan mengalikan antara arus
dan tegangan serta faktor daya, maka akan dihasilkan daya yang terjadi selama
proses pemanasan. Besarnya energi total yang digunakan dapat dihitung dengan
pendekatan menggunakan metode trapezoidal, yaitu mencari luas area grafik daya
terhadap waktu yang digunakan.

Rancangan Percobaan
Percobaan dilakukan dengan beberapa tingkatan waktu dan daya masukan
oven gelombang mikro yang berbeda. Daya masukan oven gelombang mikro
adalah 264 Watt, 400 Watt, dan 600 Watt, sedangkan waktu pemanasan adalah 60
detik, 120 detik, dan 180 detik. Massa biji kakao dalam setiap sampel tetap (200
gram) dan jumlah serangga yang diujikan pada sampel sekitar 50 ekor.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap
(RAL) dua faktor dengan tiga kali ulangan. Sehingga dapat diperoleh model
matematis dari rancangan percobaan yaitu:
Yijk =  + i + j + ()ij + ijk
Dimana
Yijk = Pengamatan pada faktor A taraf ke-i, faktor B taraf ke-j dan ulangan
ke-k
 = Rataan umum
i = Pengaruh utama faktor A
j = Pengaruh utama faktor B
()ij = komponen interaksi dari faktor A dan faktor B
ijk = Pengaruh acak dari interaksi AB yang menyebar normal.
Untuk melihat taraf perlakuan yang berbeda, dilakukan uji lanjut Duncan
pada taraf kepercayaan 95%.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Suhu Biji Kakao
Salah satu parameter penting dalam penelitian ini adalah pengukuran suhu
pada biji kakao setelah pemanasan dengan oven gelombang mikro. Parameter
suhu tersebut dapat digunakan untuk mengetahui pengaruh perlakuan oven
gelombang mikro terhadap parameter lainnya seperti kadar air dan mortalitas

11
hama. Pengaruh pemanasan dengan oven gelombang mikro pada biji kakao
terhadap perubahan suhu permukaan biji kakao dapat dilihat pada gambar 8.
180

Suhu (°C)

60 detik

160

120 detik

140

180 detik

120
100
80
60
264

400
Daya (Watt)

600

Gambar 8 Suhu permukaan biji kakao pada tingkat daya dan waktu yang
berbeda
Gambar 8 menunjukkan adanya kenaikan suhu permukaan biji kakao pada
setiap tingkatan daya dan waktu. Pada perlakuan waktu 60 detik terlihat adanya
kenaikan suhu pada setiap tingkatan daya yaitu 74,4 °C pada daya 264 W, 87,2 °C
pada daya 400 W, dan 121,4 °C pada daya 600 W. Kenaikan suhu permukaan biji
kakao pada setiap kenaikan daya dalam waktu yang sama juga terjadi pada
perlakuan variasi waktu 120 detik dan 180 detik. Pada daya yang sama 264 W
dengan variasi waktu pemanasan, terjadi peningkatan suhu permukaan biji kakao
yaitu 74,4 °C pada waktu 60 detik dan 99,6 °C pada waktu 120 detik. Namun,
terjadi penurunan suhu permukaan biji kakao pada waktu pemanasan selama 180
detik, dimana suhu yang terjadi yaitu 97,6 °C. Hal tersebut berbeda dengan yang
terjadi pada daya 400 W dan 600 W. Pada kedua perlakuan daya tersebut, suhu
permukaan biji kakao mengalami peningkatan seiring meningkatnya waktu
pemanasan dengan oven gelombang mikro. Suhu tertinggi yang dicapai yaitu
173,7 °C pada tingkat daya 600 W selama 180 detik.
Pengambilan data suhu dilakukan pada tiga titik yang berbeda. Pada
pemanasan selama 120 detik dan 264 W, salah satu titik pengukuran suhu
menunjukkan suhu yang jauh berbeda dibandingkan kedua titik lainnya. Hal
tersebut kemungkinan terjadi karena ujung termokopel yang dilapisi teflon
mengalami kebocoran atau sobek.
Hasil analisis ragam (anova) menunjukkan bahwa daya dan waktu memiliki
pengaruh yang nyata (p