Lokasi dan Waktu Alat dan Bahan Rancangan Percobaan

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Lokasi dan Waktu

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian TPPHP, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian dan di Laboratoriu Kekuatan Bahan Fahutan, IPB, Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian selama 3 bulan terhitung mulai Juli 2011 hingga September 2011.

B. Alat dan Bahan

Alat 1. Meja simulator. 2. Timbangan mettler. 3. Rheometer. 4. Hand refractometer. 5. Ruang pendingin. 6. Termometer. 7. Termokopel. 8. Jangka sorong. 9. Instron Universal Testing Machine. Bahan 1. Belimbing varietas dewi indeks 4, yaitu buah belimbing yang dipanen setelah 40-45 hari dihitung dari masa pembungkusan. 2. Karton bergelombang tipe double two plies flute BC. 3. Pemisah buah di dalam kemasan berupa sekat karton inner. Gambar 3. Indeks buah belimbing sumber : http:pertanianmjg.perak.gov.my

C. Prosedur Penelitian

1. Perancangan Kemasan

a. Kapasitas kemasan dibedakan menjadi dua dimensi dimana kemasan pertama ditentukan berdasarkan kebiasaan eksportir dalam memasarkan buah belimbing ataupun kebiasaan pedagang dari negara importir dalam memasarkan belimbing ke konsumen sedangkan kemasan kedua ditentukan sendiri oleh penulis. Dimensi kemasan ditentukan berdasarkan ukuran buah, jumlah layer, tipe kemasan, dan tebal bahan yang digunakan. b. Setelah masing-masing dimensi kemasan ditentukan, dibuat prototype kemasan yang terbuat dari karton bergelombang tipe double two plies sebanyak dua buah per masing- masing dimensi. Kemasan ini akan diberi perlakuan tambahan dengan penambahan ventilasi di masing-masing dimensi kemasan, yaitu ventilasi tipe circle ventulation dan oblong ventilation. Tipe box yang akan dibuat untuk kemasan adalah tipe box RSC Regular Slotted Container yang memiliki kemasan dalam inner. c. Prototype yang telah dibuat kemudian diuji kekuatan tekannya untuk mengetahui gaya tekan maksimum pada masing-masing kemasan dimana setiap prototype dilakukan pengujian sebanyak dua kali ulangan dengan menggunakan alat Instron Universal Testing Machine. Hasil pengukuran ini digunakan untuk melihat kekuatan maksimum kemasan dalam menahan beban. d. Selain itu dilakukan uji kekuatan tekan pada suhu 10ºC untuk mengetahui perubahan kemasan kardus selama transportasi jalur dingin. Pengukuran dilakukan pada hari pertama penyimpanan, tiga hari penyimpanan, dan enam hari penyimpanan. e. Selanjutnya dilakukan pengukuran perubahan suhu dalam kemasan pada suhu 10ºC dengan menggunakan termokopel di sepanjang titik-titik diagonal kotak karton untuk melihat kemampuan prototype kemasan dalam beradaptasi dengan udara di dalam ruang pendingin refrigerator. f. Tahap akhir dari proses perancangan kemasan adalah pemilihan kemasan berdasarkan hasil uji tekan kemasan dan hasil pengukuran sebaran suhu. Kekuatan tekan kemasan diolah dengan menggunakan uji Duncan untuk mendapatkan kemasan yang memiliki rata- rata kekuatan paling tinggi, sedangkan penentuan sebaran suhu dilakukan dengan melihat suhu rata-rata pada kemasan yang mampu beradaptasi dengan baik pada suhu di dalam ruang pendingin refrigerator. Dengan lengkap proses perancangan kemasan dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Diagram alir perancangan kemasan

2. Aplikasi Kemasan

a. Kemasan yang dipilih akan dilakukan uji verifikasi dimana kemasan akan diisi dengan buah belimbing dan disusun berdiri pangkal buah berada di bawah hingga kemasan terisi penuh. b. Kemudian dilakukan penggetaran di atas meja simulator dengan waktu yang telah ditentukan yaitu selama 100 menit pada arah vertikal dengan amplitudo 4.1 cm dan frekuensi 3.66 Hz. c. Pasca simulasi transportasi, dilakukan pengamatan mekanis untuk mengetahui jumlah buah belimbing yang mengalami kerusakan akibat guncangan selama simulasi transportasi. Penetuan dimensi kemasan Prototype rancangan penulis sebagai kemasan B Uji kekuatan tekan suhu ruangan 26ºC pada kemasan+sekat outer+inner Kemasan A ventilasi circle Prototype kebiasaan eksportir 30x23x32 sebagai kemasan A Kemasan B ventilasi circle Kemasan B ventilasi oblong Kemasan A ventilasi oblong Uji kekuatan tekan suhu 10ºC pada kemasan+sekat outer+inner Karakteristik dan sifat mekanis kemasan pemilihan kemasan d. Setelah dilakukan sortasi, buah belimbing disimpan pada masing-masing kemasan pada suhu ruang dan suhu cold storage 10 ºC selama delapan hari, kemudian dilakukan pengamatan setiap dua hari terhadap buah belimbing. Selain buah yang telah dilakukan simulasi transportasi, disimpan juga buah sebagai kontrol untuk pembanding apakah ada perubahan yang signifikan antara buah yang dikemas dengan buah yang tidak dikemas. Adapun data-data yang diambil selama pengamatan adalah kerusakan mekanis, kekerasan, total padatan terlarut, dan susut bobot. Tahap uji aplikasi kemasan dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5. Diagram alir aplikasi kemasan Kemasan terpilih K40CV Pengisian dengan buah belimbing Simulasi transportasi di meja simulator Sortasi dan kerusakan mekanis Penyimpanan di suhu ruang dan suhu 10ºC Mekanis luka memar, luka gores, dan luka pecah Fisiologis kekerasan, uji total padatan terlarut, dan susut bobot Performa kemasan

D. Perhitungan, Pengamatan, dan Pengukuran

1. Dimensi dan Berat Buah

Dimensi buah belimbing diukur dengan menggunakan mistar dan jangka sorong untuk mengetahui diameter, serta untuk mengetahui tinggi buah dari bawah sampai ujung tangkai. Berat buah akan ditimbang dengan menggunakan timbangan metler PM-4800. a b Gambar 6. a Metler PM-4800 dan b jangka sorong

2. Penentuan Dimensi Kemasan

Penentuan dimensi kemasan dilakukan dengan memperhitungkan dimensi buah dan ketebalan kemasan dimana lebar dan panjang kemasan diperoleh dari penjumlahan seluruh diameter mayor buah belimbing dan ditambah dengan tebal dinding vertikal kemasan yang terdapat pada sisi panjang dan lebar, baik dinding outer maupun inner. Tinggi pengemasan diperoleh dengan menjumlahkan tinggi buah belimbing dikali tumpukan layer, kemudian dijumlahkan lagi dengan tebal dinding horizontal kemasan, baik dinding outer maupun dinding inner kemasan pada sisi panjang. Secara matematis dapat dihitung dengan menggunakan rumus P = DPtot + TDVItot + TDVOtot ………………………………………………….2 Dimana : P = Panjang Kemasan DPtot = total diameter buah pada sisi panjang TDVItot= total tebal dinding vertikal inner pada sisi panjang TDVOtot= total tebal dinding vertikal outer pada sisi panjang L = DLtot + TDVItot + TDVOtot + TT ……………………………………………...3 Dimana : L = Lebar Kemasan DLtot = total diameter buah pada sisi lebar TDVItot = total tebal dinding vertikal inner pada sisi lebar TDVOtot= total tebal dinding vertikal outer pada sisi lebar T = TBTtot + TL + TAP …………………………………………………………….4 Dimana : T = Tinggi kemasan TBTtot = total tinggi buah pada sisi tinggi TL = tebal layer TAP = tebal alas dan penutup

3. Kekuatan Tekan Compresition Strength

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan tekan maksimum dari masing-masing kemasan dengan menggunakan alat Instron Universal Testing Machine. Saat pengujian kekuatan tekan, outer kemasan akan ditambahkan dengan tatakan kayu berukuran 40x46 cm dan berat 4.6 kg untuk menambah beban yang diterima kemasan, dengan demikian nilai compresition strength yang terukur akan ditambah dengan gaya yang diberikan oleh tatakan kayu. Pada tahap awal setiap jenis kemasan diuji tekan pada suhu ruang untuk melihat kekuatan kemasan dalam kondisi normal, sementara itu disimpan pula setiap jenis kemasan pada ruang pendingin bersuhu 10ºC. Penyimpanan ini dilakukan untuk melihat kekuatan kemasan selama jalur dingin dimana setiap jenis kemasan akan diuji tekan secara utuh pada hari pertama penyimpanan, hari ke tiga penyimpanan, dan hari ke enam penyimpanan. Compression strength teoritis dihitung dengan menggunakan persamaan 1 McKee. a b Gambar 7. a Instron Universal Testing Machine dan b Mekanisme pengujian

4. Sebaran Suhu Kemasan

Pengukuran sebaran suhu kemasan selama penyimpanan menggunakan termokopel dan alat Hybrid Recorder dengan cara menentukan titik-titik di sepanjang diagonal kemasan dimana titik- titik yang telah dipilih diharapkan dapat mewakili sebaran suhu kemasan secara keseluruhan. Setiap kemasan diberi lima titik pengukuran yang diletakkan di bagian tengah satu titik dan empat titik di bagian sudut kemasan dimana dua buah titik untuk sudut kemasan bagian bawah dan dua buah titik untuk sudut kemasan bagian atas. Pengukuran dilakukan sampai suhu di dalam kemasan mulai stabil yaitu mampu mencapai suhu yang setara dengan ruang pendingin. Penempatan titik- titik termokopel dapat dilihat secara jelas pada Gambar 8. Gambar 8. Penempatan termokopel pada kemasan Keterangan : A = termokopel sudut bawah bagian kiri depan kemasan B = termokopel sudut bawah bagian kanan depan kemasan C = termokopel bagian tengah kemasan D = termokopel sudut atas bagian kiri belakang kemasan E = termokopel sudut atas bagian kanan belakang kemasan

5. Kerusakan Mekanis

Pengamatan kerusakan mekanis bertujuan untuk melihat cacat yang dialami oleh buah belimbing pasca kegiatan simulasi transportasi dimana pengamatan dilakukan secara visual berdasarkan adanya luka memar, luka gores, dan luka pecah pada buah. Persamaan yang digunakan untuk menghitung kerusakan mekanis yang terjadi adalah sebagai berikut: KM = JBRTBB x 100 ...........................................................................5 Dimana : KM = Kerusakan Mekanis JBR = Jumlah Belimbing Rusak buah TBB = Total Buah Belimbing buah Klasifikasi kerusakan pada buah belimbing adalah sebagai berikut: a. Luka Memar Luka memar terjadi akibat adanya benturan antar produk dengan dinding alat pengemasan atau tekanan sesama produk. b. Luka Gores Luka gores terjadi akibat adanya gesekan antar produk dengan kemasan atau dengan sesama produk. c. Luka Pecah Luka pecah terjadi akibat adanya tekanan yang terjadi dari arah vertikal maupun dari arah horizontal produk. Selain itu dapat juga diakibatkan karena guncangan selama proses pengangkutan.

6. Kekerasan

Pengukuran kekerasan dilakukan dengan menggunakan alat rheometer dimana prinsip pengujian kekerasan ini adalah mengukur ketahanan buah terhadap jarum yang terdapat pada alat rheometer. Pengujian kekerasan dilakukan pada tiga titik yang berbeda pada masing-masing buah, yaitu bagian atas, tengah, dan bawah buah dimana sebelum dilakukan pengujian, alat terlebih dahulu diset pada kedalaman 10 mm dengan beban maksimum 2 kg. pengukuran kekerasan ini dilakukan setiap dua hari sekali. Gambar 9. Rheometer

7. Total Padatan Terlarut

Pengukuran total padatan terlarut dilakukan dengan menggunakan alat refraktometer dengan cara menghancurkan buah belimbing untuk mendapatkan cairannya kemudian dilakukan pengukuran kadar gula dengan meletakkan cairan tersebut ke dalam prisma refraktometer, namun sebelum dan sesudah pembacaan, prisma refraktometer dibersihkan dengan alkohol agar konsentrasi buah belimbing yang diukur sebelumnya tidak tercampur pada pengukuran selanjutnya. Angka yang tertera pada refraktometer menunjukan kadar total padatan terlarut °Brix. yang mewakili rasa manis. Pengukuran total padatan terlarut dilakukan setiap dua hari sekali dan dengan perlakuan tiga kali ulangan terhadap masing-masing sampel. Gambar 10. Refraktometer

8. Susut Bobot

Pengukuran susut bobot dilakukan dengan menggunakan timbangan digital dan dilakukan berdasarkan persentase penurunan berat bahan sejak awal penyimpanan sampai akhir penyimpanan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung susut bobot adalah: = �−� � × 100.........................................6 dimana : W = bobot bahan awal penyimpanan gram Wa = bobot bahan akhir penyimpanan gram

E. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok dimana setiap perlakuan diberi 2 kali pengulangan. Faktor perlakuan yang digunakan adalah K jenis kemasan, yaitu K24CV kapasitas 24 buah circle ventilation, K24OV kapasitas 24 buah oblong ventilation, K40CV kapasitas 40 buah circle ventilation, dan K40OV kapasitas 40 buah oblong ventilation, sedangkan faktor perlakuan adalah H lama penyimpanan, yaitu H0 sebelum penyimpanan, H1 penyimpanan 1 hari, H3 penyimpanan 3 hari, H5 penyimpanan 5 hari, H7 penyimpanan 7 hari, H9 penyimpanan 9 hari Kombinasi perlakuan factor-faktor tersebut adalah 1. K24CVH0, K24CVH1, K24CVH3, K24CVH5, K24CVH7, K24CVH9 2. K24OVH0, K24OVH1, K24OVH3, K24OVH5, K24OVH7, K24OVH9 3. K40CVH0, K40CVH1, K40CVH3, K40CVH5, K40CVH7, K40CVH9 4. K40OVH0, K40OVH1, K40OVH3, K40OVH5, K40OVH7, K40OVH9 Model umum dari rancangan percobaan ini adalah: Y ijk = µ + K i + H j KH ij + Ɛ ijk ……….…………………………………………7 Dimana : Y ij = pengamatan pada perlakuan K ke-i dan H ke-j ulangan ke-k µ = nilai rata-rata umum K i = Perlakuan K ke-i Hj = Perlakuan H ke-j KHij = Interaksi K ke-I dan H ke-j Ɛ j = pengaruh acak pada perlakuan K ke-i dan H ke-j ulangan ke-k i = jenis kemasan j = lama penyimpanan k = ulangan IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Proses Perancangan dan Uji Kekuatan Kemasan