Pendugaan Lama Proses Perlakuan Panas pada Mangga Gedong Gincu menggunakan Metode Finite Difference

PENDUGAAN LAMA PROSES PERLAKUAN PANAS
PADA MANGGA GEDONG GINCU
MENGGUNAKAN METODE FINITE DIFFERENCE

MUHAMMAD ABDURAKHMAN KAZHIMI

TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pendugaan Lama
Proses Perlakuan Panas pada Mangga Gedong Gincu menggunakan Metode Finite
Difference 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 disertasi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2012
Muhammad Abdurakhman Kazhimi
NIM F14070063

ABSTRAK
MUHAMMAD ABDURAKHMAN KAZHIMI. Pendugaan Lama Proses
Perlakuan Panas pada Mangga Gedong Gincu menggunakan Metode Finite
Difference. Dibimbing oleh ROKHANI HASBULLAH.
Salah satu aturan karantina untuk ekpor buah adalah, buah yang akan
diekspor harus terbebas dari hama dan penyakit terutama lalat buah yang sering
mengakibatkan kerugian. Salah satu teknik pascapanen yang dapat diterapkan
adalah teknik perlakuan panas, terdapat tiga metode perlakuan panas yaitu Hot Air
Treatment (HAT), Hot Water Treatment (HWT) dan Vapor Heat Treatment
(VHT). Penelitian ini bertujuan untuk menduga dengan cepat lama proses
perlakuan panas. Buah mangga gedong gincu dengan ukuran dimensi berbagai
ukuran dimensi, ukuran kecil (Ø 69.75 mm), sedang (Ø 70.35 mm) dan besar (Ø
81.05 mm) diberikan perlakuan Vapor Heat Treatment dengan suhu pusat
mencapai 46.0oC dan suhu medium 47.0oC. Lama proses perlakuan panas pada

mangga ukuran kecil 40.6 menit dari hasil pendugaan sedangkan hasil pengukuran
39.3 menit, untuk mangga ukuran sedang dari hasil pendugaan 45.7 menit dan 50
menit dari hasil pengukuran. Dan mangga ukuran besar membutuhkan waktu 54.1
menit dari hasil pendugaan dan 52.7 menit dari hasil pengukuran untuk mencapai
suhu pusat buah 46.0oC.
Kata kunci: karantina, VHT, pendugaan

ABSTRACT
MUHAMMAD ABDURAKHMAN KAZHIMI. Time Estimation at Heat
Treatment Process on Manggo Gedong Gincu using Finite Difference Method.
Supervised ROKHANI HASBULLAH
One of the quarantine regulations for the fruit export, the fruit must be free
from pests and diseases especially fruit fly that often result in loss. Heat
Treatment is one of the post harvest technicque that can be used for quarantine,
heat treatment has a three methods Hot Air Treatment (HAT), Hot Water
Treatment (HWT) and Vapor Heat Treatment (VHT). Objective of this study is to
estimate time process of heat treatment. Vapor heat treatment applied to gedong
gincu mango with various size, small size (diameter 69.75 mm), medium size
(diameter 70.35 mm) and large size (diameter 81.05 mm) to reach center of the
fruit temperature 46.0oC and the medium temperature 47.0oC. Process of heat

treatment on mango small size takes 40.6 minutes from estimation results while
the measurements 39.3 minutes, for medium size mango estimation results 45.7
minutes and 50 minutes from the measurement results. And the large size mango
takes 54.1 minutes for the estimation results and 52.7 minutes from the
measurements to reach 46.0oC at the center of the fruit
Keywords: quarantine, VHT, estimation

PENDUGAAN LAMA PROSES PERLAKUAN PANAS
PADA MANGGA GEDONG GINCU
MENGGUNAKAN METODE FINITE DIFFERENCE

MUHAMMAD ABDURAKHMAN KAZHIMI

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

TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi : Pendugaan Lama Proses Perlakuan Panas pada Mangga Gedong
Gincu menggunakan Metode Finite Difference
Nama
: Muhammad Abdurakhman Kazhimi
NIM
: F14070063

Disetujui oleh

Dr. Ir. Rokhani Hasbullah, M.Si
Pembimbing

Diketahui oleh

Dr. Ir. Desrial, M.Eng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus: 18 Juni 2013

PRAKATA
Puji syukur Alhamdulillah penulis ucapkan atas keharidat Allah SWT atas
berkat, rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi
yang berjudul “Pendugaan Lama Proses Perlakuan Panas pada Mangga Gedong
Gincu menggunakan Metode Finite Difference” dengan baik.
Tugas akhir ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
tingkat S1 di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut
Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
Dr. Ir. Rokhani Hasbullah, M.Si selaku dosen pembimbing akademik yang
telah memberi arahan dan bimbingan selama kuliah hingga penyusunan skripsi.
Dr. Ir. Lilik Pujiantoro, M.Agr selaku dosen penuji yang telah memberikan
banyak masukan terhadap skripsi ini.
Dr. Ir. Moh. Solahudin, M.Si selaku dosen penguji yang telah sangat banyak
membantu dalam perbaikan skripsi hingga selesainya skripsi ini
Keluarga tercinta yang selalu memberikan dukungan moril dan doa.
Pak Ahmad, Pak Harto yang telah banyak membantu Selama penelitian.
Teman-teman Ensemble atas bantuan dan dukungannya.

Penulis menyadari skripsi ini masih ada kekurangan. Oleh karena itu kritik
dan saran yang membangun, sangat penulis harapkan demi kesmpurnaan
penelitian ini. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembacanya.
Terimakasih.

Bogor, Agustus 2013
Muhammad Abdurakhman Kazhimi

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

2

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

3

Mangga

3

Hama dan Penyakit Mangga

4

Penanganan Pascapanen Mangga

5

Teknik Disinvestasi Lalat Buah

6

Pindah Panas

10

Metode Finite Difference

13

Simulasi

14

METODE

15

Bahan

15

Alat

15

Prosedur Penelitian

15

HASIL DAN PEMBAHASAN

19

Sifat Termofisik Buah Mangga

19

Penyebaran Suhu Buah Selama Proses Vapor Heat Treatment

20

Verifikasi Model

30

SIMPULAN DAN SARAN

31

Simpulan

31

Saran

32

DAFTAR PUSTAKA

32

LAMPIRAN

34

RIWAYAT HIDUP

47

DAFTAR TABEL
1 Sifat termofisik buah mangga gedong gincu pada berbagai tingkat
ukuran dimensi
2 Input program penyebaran suhu pada buah mangga gedong gincu
3 Output program penyebaran suhu pada buah mangga gedong gincu
4 Rataan Suhu Suhu Media/Chamber pada saat Perlakuan Panas Metode
Vapor Heat Treatment

19
23
24
24

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7

Diagram alir proses pascapanen mangga untuk ekspor.
Unit VHT
Titik yang akan diduga hasilnya
Diagram Alir Program Penyebaran Suhu Mangga Gedong Gincu
Tampilan Awal Program Penyebaran Suhu pada Mangga Gedong Gincu
Tampilan Grafik Program Penyebaran Suhu pada Mangga Gedong Gincu
Tampilan Tabel Sebaran Suhu Program Penyebaran Suhu pada Mangga
Gedong Gincu
8 Penempatan Suhu Control Media/Chamber pada saat Perlakuan Panas
Vapor Heat Treatment
9 Suhu permukaan buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses
VHT: mangga ukuran kecil.
10 Suhu tengah buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses VHT:
mangga ukuran kecil
11 Suhu pusat buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses VHT:
mangga ukuran kecil.
12 Suhu permukaan buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses
VHT: mangga ukuran sedang.
13 Suhu tengah buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses VHT:
mangga ukuran sedang.
14 Suhu pusat buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses VHT:
mangga ukuran sedang.
15 Suhu permukaan buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses
VHT: mangga ukuran besar.
16 Suhu tengah buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses VHT:
mangga ukuran besar.
17 Suhu pusat buah hasil pengukuran dan pendugaan secara proses VHT:
mangga ukuran besar.

6
9
17
18
21
22
22
25
25
26
27
28
28
29
29
30
30

DAFTAR LAMPIRAN
1 Coding program penyebaran suhu buah mangga gedong gincu selama
proses vapor heat treatment
2 Perhitungan nilai konveksi udara

34
42

3 Nilai sebaran suhu pengukuran dan pendugaan buah mangga gedong gincu
ukuran kecil selama proses VHT
43
4 Nilai sebaran suhu pengukuran dan pendugaan buah mangga gedong gincu
ukuran sedang selama proses VHT
44
5 Nialai sebaran suhu pengukuran dan pendugaan buah mangga gedong gincu
ukuran besar selama proses VHT
45
6 Tabel pindah panas udara
46

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mangga (Mangifera indice) merupakan salah satu produk horikultura
unggulan Indonesia. Berdasarkan Badan Pusat Statistika (BPS) produksi buah
mangga pada tahun 2010 adalah 1.287.287 ton yang merupakan produksi total
buah mangga pada berbagai varietas dari seluruh Indonesia. Jumlah tersebut
menempatkan Indonesia sebagai produsen mangga terbesar ke-5 di dunia. Namun
demikian, ekspor mangga Indonesia tidak termasuk dalam sepuluh besar dunia
(FAOSTAT 2007). Ditjen PPHP Kementerian Pertanian (2009) dikutip dalam
Prasetya (2011) melaporkan bahwa ekspor tahunan mangga Indonesia hanya
dalam kisaran 941-1198 ton pada tahun 2004-2008. Singapura, Hongkong,
Malaysia dan beberapa Negara di Timur tengah merupakan beberapa negara yang
menjadi tujuan ekspor mangga dari Indonesia.
Mangga lokal banyak memenuhi pasar domestik, sedangkan penetrasi ke
pasar modern ataupun internasional masih terbatas. Hal ini disebabkan beberapa
faktor, diantaranya: kualitas buah yang rendah, strategi pemasaran yang kurang
optimal, dan fasilitas rantai pendingin yang kurang memadai. Karakteristik fisik
kurang menarik ikut mempengaruhi kurang optimalnya akselerasi ekspor mangga.
Selain itu seperti yang dikutip dari kompas.com edisi 25 Nopember 2011,
Prasetya (2011) ekspor buah-buahan di Indonesia masih terkendala hama yaitu
lalat buah. Beberapa buah asal Indonesia disebut masih belum berstandar kualitas
bebas lalat buah agar layak ekspor, beberapa syarat kualitas diterapkan oleh
negara tujuan ekspor untuk memproteksi pasar domestik. Sehingga, pemberian
bea masuk 0 persen terhadap produk asal Indonesia pun belum tentu dapat
meloloskan ekspor buah-buahan lokal yang tidak sesuai standar pasar ekspor.
Buah-buahan seperti halnya mangga merupakan inang bagi lalat buah
(fruitfly) dari ordo Diptera. Di Indonesia ditemukan sekitar 78 species lalat buah
dan menyerang sekitar 75 persen buah-buahan seperti mangga, belimbing, nenas,
semangka, mentimun, jeruk dan durian. Dari hasil survey yang dilakukan
Departemen Pertanian (2003) diketahui bahwa kerugian yang ditimbulkan oleh
serangan lalat buah mencapai 10-30% bahkan pada populasi tinggi kerusakan
yang ditimbulkannya mencapai 100%. Serangan hama lalat buah menyebabkan
ekspor buah-buahan Indonesia terhambat oleh aturan karantina yang ketat.
(Rokhani et all. 2009)
Untuk keperluan ekspor buah-buahan diperlukan tahapan penanganan
pascapanen untuk menjamin terbebasnya buah dari hama/penyakit. Selama ini
kegiatan pascapanen untuk pengendalian hama/penyakit dilakukan dengan teknik
fumigasi menggunakan etilen dibromida (EDB) atau metal bromide (MB).
Penggunaan bahan kimia tersebut cukup efektif untuk disinfestasi lalat buah,
namun residu kimia pada buah-buahan dikhawatirkan dapat membahayakan
kesehatan konsumen. Kini penggunaan senyawa kimia untuk fumigasi buahbuahan dan sayuran telah dilarang oleh USDA sejak 1984 (Kader 1992 diacu
dalam Rokhani et all. 2009). Oleh karena itu dibutuhkan suatu teknik
penangannan pascapanen yang dapat menjamin terbebasanya hama/penyakit,
dapat mempertahankan mutu dan memperpanjang umur simpanan serta aman

2
dikonsumsi bagi konsumen. Teknik perlakuan panas (Heat treatment) menjadi
salah satu alternatif untuk teknik disinfestasi.
Perlakuan panas yang diberikan pada masing-masing produk buah-buahan
dan sayuran akan berbeda-beda dengan satu dan yang lainnya. Hal ini tergantung
pada nilai difusivitas panas bahan. Koefisien difusifitas panas sangat penting
untuk mengetahui penetrasi kecepatan penyebaran suhu dalam suatu zat selama
proses pemanasan atau pendinginan. Semakin besar difusivitas panas suatu bahan
maka akan semakin cepat penyebaran suhunya selama proses pemanasan atau
pendinginan. Selama ini penyebaran suhu bahan selama proses pemanasan dan
pendinginan diketahui dengan pengukuran secara langsung. Oleh karena itu akan
dikembangkan cara baru untuk mengetahui kecepatan penyebaran suhu pada
buah-buahan dengan model matematika finite difference yang merupakan
alternatif baru dalam menghitung penyebaran suhu buah selama proses
pemanasan. Kelebihan teknik ini adalah dapat menduga kecepatan penyebaran
suhu buah dalam waktu yang singkat (Musfiroh 2012).

Perumusan Masalah
Selama ini dalam penggunaan teknik disinfestasi lalat buah pada proses
karantina dengan menggunakan perlakuan uap panas (Heat Treatment), waktu
treatment yang diberikan pada mangga hanya bisa diketahui dengan menggunakan
pengukuran langsung. Dimana pada dasarnya waktu treatment yang diberikan
pada mangga berbeda-beda tergantung dari kecepatan penyebaran panas pada
mangga itu sendiri yang dipengaruhi oleh ukuran dimensi mangga. Sehingga perlu
diketahui dengan cepat waktu treatment yang optimal pada perlakuan uap panas
tiap mangga.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah (1) mempelajari sifat termofisik buah
mangga gedong gincu pada berbagai ukuran dimensi, (2) mengkaji pengaruh
ukuran dimensi buah mangga terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mencapai
suhu pusat buah, dan (3) menduga selang waktu yang dibutuhkan untuk mencapai
suhu pusat buah.

Manfaat Penelitian
Manfaat dari penetian ini adalah mengetahui waktu treatment yang optimal
pada perlakuan uap panas tiap mangga, sehingga di dapat hasil yang optimal pada
perlakuan uap panas mangga.

Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini berkutat pada pendugaan lama proses
perlakuan uap panas metode vapor heat treatment.

3

TINJAUAN PUSTAKA
Mangga
Mangga merupakan tanaman pendatang yang berasal dari India, kemudian
menyebar ke seluruh dunia termasuk Indonesia. Tinggi pohon mangga dapat
mencapai 15-20 m, dengan diameter tajuk 7-15 m. Faktor suhu, kelembaban, air
dan ketinggian tempat sangat mempengaruhi produktivitasnya. Broto (2003)
menyatakan bahwa tanaman mangga dapat hidup baik di dataran rendah sampai
ketinggian 500 dpl. Kemiringan tanah tidak boleh lebih dari 15º. Tipe iklimnya
kering, curah hujan 1000-2000 mm/tahun dan tingkat penyinaran 50-80%.
Kondisi bulan kering yang diperlukan mangga adalah 4-8 bulan/tahun. Tanah
yang cocok untuk budidaya mangga adalah tanah lempung berpasir dan tanaman
ini tahan terhadap kekeringan. Derajat keasaman tanah (pH tanah)ideal untuk
tanaman mangga adalah 5.5-6.0 dan suhu udara optimum 25.0-27.0oC. Suhu udara
yang rendah dapat merangsang pembungaan namun tidak baik untuk
perkembangan buahnya. Menurut Surachmat (1985), mangga gedong gincu
temasuk:
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Sub-divisi : Angiospermae
Kelas
: Dicotyledoneae
Ordo
: Sapindales
Famili
: Anacardiaceae
Genus
: Mangifera
Spesies
: Mangifera indica L.
Tanaman mangga berbuah bersamaan dengan musim kemarau. Tanaman
mangga akan berbunga 1-1,5 bulan sesudah kemarau dimulai dan buah matang 34 bulan kemudian. Bila musim kemaraunya kering hasil produksi akan lebih baik,
sehingga daerah dengan musim kering yang panjang baik digunakan untuk
berkebun mangga. Untung (1999) mengemukakan bahwa mangga arumanis dan
manalagi merupakan kultivar mangga yang cocok tumbuh pada kondisi kering.
Sementara kultivar mangga yang tahan terhadap kondisi basah adalah seperti
gedong gincu dan indramayu. Buah mangga berukuran relatif besar, bentuknya
bulat sampai lonjong, bijinya gepeng dibungkus oleh daging yang tebal dan lunak
serta enak dimakan. Mangga tersusun atas 11-18% kulit, 14-22% daging dan 6075% biji (Verheij dan Coronel 1997). Produksi mangga antara 25-1000 buah per
pohon tergantung varietas, umur, tempat tumbuh, dan kondisi iklim. Umumnya
tanaman mangga dapat dipanen pada bulan September sampai Desember. Satuhu
(1999) menyatakan bahwa musim mangga di Indonesia pada bulan Agustus
sampai Desember untuk mangga arumanis, golek dan manalagi, sedangkan Juni
dan Juli untuk mangga gedong gincu.
Hasil Penelitian Tentang Sifat Termofisik Mangga
Masungan (1991) diacu dalam Marsudi (2005) melakukan penelitian
mengenai penentuan nilai difusifitas panas mangga untuk simulasi pendinginan,
dari hasil penelitian tersebut didapatkan nilai difusifitas mangga dengan kisaran

4
nilai 0.02-0.1 cm2/menit. Adapun nilai difusifitas panas, konduktivitas panas dan
panas jenis yang didapatkan oleh sri wuryani (1999) diacu dalam trisasiwi (2002)
pada mangga varietas arum manis adalah k = 0.551 W/mK, α = 1.336x10-7 m2/det
dan Cp = 3.808 kJ/kgoC. Trisasiwi (2002) memperoleh nilai konduktivitas panas
rata-rata sebesar 0.6287 Watt/mK, massa jenis 0.87 kg/m3 dan difusivitas panas
0.05852 cm2/menit.
Wilson (2010), jika kadar air pada mangga dengan range antara 1.1 dan 9 kg
-1
kg (bk), konduktivitas panas berada pada variasi kisaran 0.206±0.005 W/mK
pada temperatur yang berbeda-beda. Sedangkan konduktivitas panas pada
temperatur pada kisaran 20.0oC sampai 80.0oC adalah 0.442±0.181 W/mk. Dan
Konduktivitas yang didapatkan oleh Telis (2007) diacu dalam dalam Wilson
(2010) pada kadar air 5.41 kg kg-1(bk) dan temperatur 18.3oC sampai 74.0oC
untuk konduktivitas panas pada mangga dengan varietas “Manila” berada pada
kisaran 0.294 W/mK. Laohasongkram et al (1995) diacu dalam Wilson (2010),
saat menganalisa konduktivitas panas untuk mangga dengan varietas “Kaew” pada
suhu 60.0oC dan 80.0oC mendapatkan nilai k= 0.862 W/mK dan 0.276 WmK
dengan kadar air 1.5 kg kg-1 dan 4 kg kg-1 (bk).
Wilson (2010), pada kadar air dengan range antara 1.1 dan 9 kg kg-1(bk),
panas jenis berada pada variasi kisaran 1.23±0.05 kJ/KgK. Laohasongkram et all.
(1995) diacu dalam Wilson (2010) mendapatkan nilai panas jenis mangga varieras
“Kaew” pada temperatur 60.0oC dan 80.0oC adalah 0.679 kJ/kgK dan 0.141
kJ/kgK dengan kadar air pada 1.5 dan 4 kg/kg(bk). Sedangkan untuk densitas
mangga dengan kadar air 1.1 dan 9 kg kg-1(bk) adalah 173.1±14.8 kg/m3.

Hama Penyakit Mangga
Jamur Upas (Corticium Salmonicolor)
Penyakit ini disebabkan oleh jamur yang berwarna putih sampai merah
jambu mengkilat. Berkembang di musim hujan dan di musim kemarau masih
terlihat. Gejala serangan ditunjukkan oleh terbungkusnya ranting atau cabang
dengan jamur upas, bagian atas ranting yang terserang nampak pertumbuhannya
tidak sehat.
Diplodia (Botryodiplodia Theobromae)
Penyebab Diplodia adalah cendawan atau jamur yang menyerang pada
batang dan ranting. Umumnya diawali adanya luka yang disebabkan benda tajam.
Sehingga di musim kemarau luka mengeluarkan blendok dan dimusim hujan luka
berkembang sampai ke jaringan kayu. Gejala pada batang yang terserang adalah
kulit luarnya tampak seperti pecah-pecah, mengeluarkan cairan coklat kehitaman,
makin lama luka melebar dan kulit mengelupas, bagian tanaman diatasnya
menjadi kering dan mati.
Antraknose (Colletotrichum Gloeosporiodes)
Penyebab Antraknose adalah cendawan atau jamur. Penyakit ini dapat
menyerang pada ranting, daun, bunga dan buah. Biasanya menyerang pada saat
pembungaan dan pembuahan. Gejala serangan terlihat adanya becak-becak
berwarna coklat tua pada bagian tanaman yang terserang, daun dan bunga yang

5
terserang menjadi kering dan gugur. Apabila menyerang buah mengakibatkan
becak-becak coklat dan pada serangan berat buah dapat gugur sebelum di panen.
Lalat Buah
Serangga dewasa berwarna kuning bersayap putih bening dan berukuran
panjang 7 - 8 mm, suka hinggap dan bertelur pada buah mangga, jambu biji;
jambu air, belimbing, nangka, jeruk dan cabe, sehingga buah menjadi rusak
(Siswanto 1997). Lalat buah masuk dalam ordo diptera dan famili Tephritidae.
Terdapat beberapa genus lalat buah. Genus yag paling banyak mengakibatkan
kehilangan hasil pada berbagai komoditas di Indonesia adalah Bactrocera sp.
(Wicaksono 2011). Adapun spesies dari Bactrocera yang sering mengakibatkan
kerugian bagi komoditas mangga adalah Bactrocera dorsalis, B. Neohumeralis, B .
Pedestris.
1. Bactrocera dorsalis
Bactrocera dorsalis adalah species lalat buah dari family tepritid yang
bukan hanya sudah memawabah di daerah Asia Tenggara, tapi juga mulai masuk
ke daerah Hawai, pulau Mariana dan Tahiti. Lalat buah ini meruapakan salah satu
species hama utama dalam genus Bactrocera dengan penyebaran inang melalui
buah
yang
dibudidayakan
ataupun
yang
tumbuh
secara
liar.
(en.wikipedia.org/wiki/Bactrocera dorsalis)
2. B. Neohumeralis
Pada awalnya lalat buah B. Neohumeralis disebut sebagai Dacus humeralis,
tapi ini dikarenakan terdapat kesamaan nama dengan spesies afrika Dacus
humeralis juga. Akhirnya para penemu mengusulkan untuk mengganti namanya
menjadi Dacus neohumeralis. Dan akhirnya karena di tempatkan pada subgenus
Bactrocera, sampai saat ini namanya menjadi Bractrocera neohumeralis.
Bractocera Nehomeralis ini merupakan hama utama pada tanaman buah-buahan
komersial yang berada di daerah Quensland, Australia

Penanganan Pascapanen Mangga
Penanganan pascapanen yang tepat diperlukan untuk mengurangi susut dan
mempertahankan mutu buah-buahan setelah dipanen, proses penanganan
pascapanen mangga dapat dilihat pada gambar 1. Penanganan pascapanen perlu
dilakukan segera semenjak buah itu dipanen, diimbangi dengan penerapan
teknologi dengan memperhatikan nilai ekonomi komoditas (Budiastra dan
Purwadaria 1993). Setyadjid dan Sjaifullah (1992) menyatakan kerusakan
pascapanen buah mangga diperkirakan mencapai 30%. Kerusakan pascapanen
disebabkan karena perlakuan pascapanen yang tidak tepat misalnya: teknik
pemanenan yang kurang tepat, sortasi yang tidak baik, pengemasan dan
pengepakan, pengangkutan dan penyimpanan yang kurang diperhatikan serta
adanya serangan hama dan penyakit.

6

Gambar 1 Diagram alir proses pascapanen
mangga untuk ekspor.
Teknik Disinvestasi Lalat Buah
Perlakuan Dingin (Cold Treatment)
Metode ini pada dasarnya diaplikasikan pada saat penyimpanan dengan
temperatur yang rendah untuk mengendalikan serangga. Metode ini sudah mulai
diterapkan sejak tahun 1900, dan telah lama diterapkan untuk mengontrol lalat
buah. Keuntungan dari penggunaan teknologi ini adalah bisa diselaraskan sebagai
penyimpanan dan kerusakan atau penurunan mutu produk cenderung lebih kecil
dibandingkan penggunaan heat treatment dan prosedurnya lebih mudah dilakukan
dan dikontrol. Penyimpanan dingin biasanya dilakukan pada suhu 10.0oC hingga
(-2.0)oC. Penyimpanan pada temperatur dibawah suhu -18.0oC disebut dengan
penyimpanan beku. Sementara jika disimpan pada suhu diatas 10.0oC disebut
penyimpanan biasa. Sebagai metode disinfestasi pada buah dan sayuran,
temperatur harus disesuaikan untuk menghindari kebekuan produk selama proses
perlakuan. Titik beku untuk buah adalah (-1)-(-2)oC dan untuk sayuran adalah
pada suhu (-0.5)-(-1.0)oC. Untuk menghemat waktu pengaplikasian temperatur
0.0oC sering digunakan untuk membunuh serangga. Namun demikian keefektifan
metode ini dalam mengontrol serangga sangat tergantung pada lamanya perlakuan,
dan biaya operasinya cenderung mahal. Perlakuan dingin (cold treatment) tidak
dapat diaplikasikan pada mangga karena mangga tidak toleran terhadap
temperatur rendah yang dibutuhkan untuk disinfestasi.
Fumigasi
Teknologi fumigasi sudah dikenal sejak lama dan telah diaplikasikan secara
luas diberbagai negara di seluruh dunia. Fumigan yang digunakan diantaranya
metal bromida, aluminum pospin, hidrogen sianida, karbondioksida dll. Fumigasi
dilakukan pada ruang tertutup dengan dosis dan aturan tertentu dimana komoditas
ditempatkan. Salah satu keunggulan fumigasi adalah dapat diaplikasikan pada

7
komoditas dalam jumlah besar secara bersamaan sehingga dapat menghemat
waktu. Metil bromida adalah salah satu fumigan yang sudah umum dipergunakan,
karena dapat mengontrol berbagai spesies serangga secara efektif, tidak mudah
meledak dan relatif aman digunakan. Selain itu juga dapat diaplikasikan pada
suhu rendah. Namun demikian metil bromida terbukti dapat merusak lapisan ozon.
Selain itu residu yang ditinggalkannya pada komoditas yang difumigasi disinyalir
berbahaya bagi kesehatan. Alumunium pospin umumnya digunakan untuk
memfumigasi serangga di gudang-gudang penyimpanan biji-bijian. Bentuknya
dapat berupa tablet atau tepung. Hidrogen sianida adalah gas fumigan yang biasa
digunakan pada komoditas perishable seperti, buah-buahan, sayur-sayuran dan
bunga potong. Sementara itu karbondioksida tidak meninggalkan residu pada
produk yang difumigasi. Selain itu cukup efektif untuk mengontrol beberapa hama
pada gudang-gudang penyimpanan biji-bijian dengan waktu apikasi yang tidak
terlalu lama. Namun fumigan ini tidak dapat mengontrol pupa serangga beras
secara efektif.
Iradiasi
Pada tahun 1986, Food and Drug Administration (FDA) mengijinkan
penerapan radiasi hingga 1 kGy (100 krad) pada buah dan sayuran. Dimana
tujuannya adalah untuk memperpanjang masa simpan dan memperlambat proses
pembusukan. Dari hasil penelitian menunjukan bahwa dosis 0,75 kGy dapat
mensterilkan serangga dan dosis yang lebih besar dari 1 kGy dapat mengontrol
pembusukan. Tahun 1996 United States Departement of Agriculture (USDA) dan
Animal and Plan Health Inspection Service (APHIS) menyatakan iradiasi legal
sebagai salah satu perlakuan karantina untuk mengontrol lalat buah. Kemudian
ada tahun 1997 peraturannya dikeluarkan uleh USDA dan APHIS untuk
mengiradiasi pepaya, carambola, dan litchi sebagai salah satu perlakuan
pitosanitari. Selain itu, iradiasi juga menyebabkan beberapa penurunan kualitas
pada beberapa jenis buah-buahan tertentu. Ionisasi menyebabkan perubahan kimia
pada komponen dinding sel seperti selulosa, hemi selulosa dan pektin sehingga
dinding sel menjadi lunak karena kehilangan kalsium. Hal ini umumnya terjadi
pada dosis radiasi 6 kGy atau lebih, bahkan pada level yang lebih tinggi
kehilangan kalsium mencapai 80% atau lebih. Akibatnya buah menjadi sangat
bermasalah ketika dalam proses transportasi karena daging buah menjadi cepat
sekali melunak. Pada transportasi normal sebagaimana buah yang tidak diradiasi,
terjadi kerusakan yang tidak dapat diterima pada buah yang diiradiasi setibanya
ditempat tujuan. Kehilangan kalsium memegang peranan penting dalam terjadinya
pelunakan pada buah dan sayuran. Selain itu buah-buahan diradiasi menjadi lebih
sensitif terhadap suhu dingin, sehingga memudahkan terjadinya chiling injury,
seperti yang dijumpai pada pisang, lemon, jeruk dan tomat setelah diradiasi
dengan dosis dibawah yang diijinkan.
Perlakuan Panas (Heat Treatment)
Saat ini perlakuan panas digunakan sebagai perlakuan bebas residu untuk
mendisinfestasi mangga diseluruh dunia seperti Pilipina, Thailand dan USA.
Perlakuan panas pada pascapanen buah-buahan/sayuran dimaksudkan untuk
membunuh serangga atau lalat buah maupun cendawan pada buah-buahan/sayuran
seperti antraknosa dan busuk pangkal buah (stem end rot) tanpa menyebabkan

8
kerusakan pada buah itu sendiri. Beberapa metode penggunaan panas dalam
proses karantina antara lain dengan menggunakan air panas (Hot Water Treatment,
HWT), uap panas (Vapor Heat Treatment, VHT) dan udara panas (Hot Air
Treatment, HAT) (Lurie 1998). Perlakuan panas sebagai salah satu teknologi
karantina cukup efektif untuk mengatasi masalah hama penyakit pascapanen.
Tetapi penggunaan suhu yang tinggi dalam waktu yang lama dapat menyebabkan
penurunan mutu produk. Pengaruh perlakuan panas terhadap suatu produk
berbeda-beda, tergantung pada kultivar, ukuran dan bentuk, serta kematangan dan
metode yang digunakan. Oleh karena itu faktor suhu dan lama perlakuan sangat
menentukan agar tujuan untuk membunuh lalat buah pada berbagai stadia tercapai
tanpa merusak mutu produk itu sendiri.
Vapor heat treatment merupakan metode perlakuan panas pada buah yang
menggunakan udara yang tersaturasi dengan uap air pada suhu 40.0-50.0oC untuk
mematikan telur serangga dan larva sebagai upaya tindakan karantina sebelum
komoditi dikirim (Animal and Plant Health Inspection Service 1985). Sugimoto
(1996) dalam Rokhani (2002) melaporkan bahwa pada pemanasan suhu 46.0oC
selama 30 menit, mortalitas lalat buah telah mencapai 100 persen baik pada stadia
telur maupun ulat instar 1,2 dan 3. Rokhani et al. (2001) melaporkan bahwa
dengan metode VHT, buah-buahan cultivar ’Irwin’ yang diproduksi di Okinawa
tahan pada suhu 46.5oC selama 30 menit. Proses tersebut cukup efektif dalam
menekan perkembangan penyakit antraknosa dan busuk pangkal buah (stem end
rot) pada buah-buahan serta dapat mempertahankan mutu buah hingga 21 hari
penyimpanan pada suhu 13.0oC. Proses VHT berlangsung dalam kondisi uap
jenuh, sehingga kelembapan yang tinggi (>90%) dalam ruang perlakuan ini
menekan terjadinya penguapan air dari permukaan buah dan mencegah kehilangan
panas (heat loss) yang disebabkan adanya panas evaporasi (Sugimoto 1996 dalam
Rokhani 2002). Butir-butir air yang terjadi ketika uap berubah menjadi cair
dipermukaan buah, melepaskan sejumlah panas yang merupakan tambahan panas
pada pindah panas konduksi, inilah yang menjadikan efisiensi panas pada metode
VHT lebih baik dibandingkan dengan efisiensi panas pada metode heat treatments
yang lainnya.
Pada gambar 2 merupakan unit VHT hasil rancang bangun Setyawan (2008).
Adapun komponen-komponen yang terdapat dalam unit VHT tersebut yaitu:
1. Unit penghasil uap
Ruang penghasil uap berfungsi menghasilkan uap air panas yang akan
disalurkan ke ruang perlakuan. Kondisi ruang perlakuan dipertahankan pada
kisaran suhu 40.0-50.0oC. Adapun komponen penghasil uap adalah sebagai
berikut:
a. Bak air
Bak air berfungsi untuk menampung air dengan kapasitas 0.04176 m3. Air
yang ada pada bak, kemudian akan digunakan untuk menyemprotkan uap panas
setelah melalui koil pemanasan.
b. Filter
Filter terbuat dari plastik tahan panas yang berfungsi untuk menyaring air
yang akan di semprotkan melalui nozel, sehingga tidak ada kotoran yang
menyumbat nozel saat penyemburan.
c. Pompa

9
Pompa berfungsi untuk menyalurkan air panas dari koil pemanasan ke ruang
perlakuan bahan. Pompa merupakan komponen yang berfungsi untuk mengalirkan
fluida dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi. Dalam hal
rancangan unit VHT ini, pompa digunakan untuk mengalirkan air pada suhu 50.070.0oC dari dasar bak melalui selang dan disirkulasikan kembali ke bak utama
melalui talang stainless. Dalam penyemprotan air panas ke ruang perlakuan bahan
digunakan nozel sprayer.
d. Kompor
Berfungsi memanaskan air yang di tampung dalam bak sampai pada suhu
mencapai 47.0oC, kemudian disemprotkan melalui nozel ke ruang perlakuan.
e. Pemanas udara
Berfungsi untuk meningkatkan suhu pada unit penghasil uap yang kemudian
disirkulasikan dengan menggunakan blower menuju ke ruang perlakuan. Heater
ditutup dengan kotak yang terbuat dari stainless untuk menjaga supaya tidak
terjadi konsleting apabila terkena uap panas. Suhu sangat berperan dalam proses
sirkulasi uap panas. Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu campuran pada
ruang penghasil uap hingga suhu optimal diperoleh dari elemen pemanas (heater).
Pemanas berfungsi sebagai penyuplai panas untuk mempercepat terjadinya panas
yang optimal pada ruang perlakuan uap. Panas di hasilkan dari energi listrik yang
diubah oleh koil/elemen pemanas.

Gambar 2

Unit VHT

2. Ruang Perlakuan
Berfungsi sebagai ruangan untuk menempatkan bahan yang akan diberikan
perlakuan uap panas pada suhu dan lama proses tertentu. Adapun komponen dari
ruang perlakuan adalah sebagai berikut:
a. Blower
Berfungsi untuk menyedot uap panas dari ruang perlakuan menuju ke ruang
penghasil uap, kemudian disirkulasikan sehingga uap panas dapat menembus
tumpukan bahan pada ruang perlakuan.

b. Sirip

10
Berfungsi sebagai penyearah aliran uap panas dari ruang perlakuan menuju
ke ruang penghasil uap.
c. Keranjang
Keranjang terbuat dari plastik yang tahan terhadap uap panas dan berfungsi
untuk menampung buah-buahan pada ruang perlakuan uap panas.
3. Unit kontrol otomatik
Berfungsi untuk mengontrol suhu air, kecepatan aliran air, dan kecepatan
penyemprotan nozel

Pindah Panas
Pindah panas merupakan perpindahan panas suatu bentuk energi dari suatu
tempat ke tempat lainnya yang disebabkan adanya perbedaan suhu antara dua
tempat tersebut (Heldman dan Singh 1980). Menurut Cengel (2003), Panas dapat
dipindahkan melalui tiga cara yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi,
konveksi dan radiasi membutuhkan adanya perbedaan suhu, yaitu perpindahan
panas dari media dengan suhu tinggi menuju ke media dengan suhu yang lebih
rendah.
Proses pindah panas pada ketiga cara di atas dapat terjadi secara bersamaan
namun hal tersebut dipengaruhi besarnya pergerakan suatu fluida. Sedangkan
pada konduksi akan terjadi sebaliknya dimana pergerakan dari fluida tidak besar
dan fluida tidak tembus cahaya sehingga perpindahan panas dari suatu bagian
benda yang tembus cahaya ke bagian yang lainnya hanya dipengaruhi oleh
gradient suhu. Hubungan dari laju perpindahan panas dengan medium konduksi
dan gradient suhu dapat dinyatakan dengan persamaa Fourier (Cengel 2003) :
=

……………………….……..…(1)

Konduksi dapat terjadi pada padatan, cairan atau gas. Pada gas dan cairan,
konduksi ditujukan untuk tumbukan dan difusi dari pergerakan acak molekul.
Namun pada padatan, konduksi ditujukan untuk menggabungkan getaran-getaran
molekul di dalam polarnya dan pengangkutan energi oleh elektron bebas.
Difusivitas Panas
Sifat termofisik bahan pertanian merupakan sifat-sifat yang dimiliki oleh
produk berkaitan dengan sifat fisik dan panas yang merupakan ciri khas dari
bahan pertanian. Sifat fisik dan sifat panas merupakan faktor penting dalam
menyelesaikan permasalahan proses pindah panas yang terjadi pada bahan
pertanian dengan seoptimum mungkin. Difusivitas panas merupakan salah satu
dalam sifat fisik dan sifat panas bahan pertanian yang mempunyai hubungan
dengan sifat fisik dan sifat panas dasar lainnya. Difusivitas panas sifat bahan
pertanian yang sering digunakan dalam analisa konduksi panas semetara dimana
dapat menggambarkan laju difusi panas yang melalui bahan pertanian (Cengel
2003). Nilai difusivitas panas bahan dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan di bawah ini:

11
=

……………………….………..…(2)

Bahan yang mempunyai nilai konduktivitas panas yang tinggi atau kapasitas
panas yang rendah akan dengan jelas mempunyai nilai difusivitas panas yang
besar (Cengel 2003). Sifat fisik dan sifat panas dasar yang berhubungan dengan
nilai difusivitas panas diantaranya adalah :
1. Kadar Air
Salah satu sifat yang penting dalam suatu bahan pertanian adalah kadar air.
Kadar air suatu bahan ditunjukkan dengan banyaknya air yang terkandung per
satuan berat dari bahan tersebut (Henderson dan Perry 1976). Kadar air suatu
bahan terdiri dari kadar air basis basah dan kadar air basis kering. Kadar air basis
basah merupakan kadar air dari suatu padatan yang biasanya ditunjukkan dengan
persen berat basah (%bb). Sedangkan kadar air basis kering adalah rasio antara
massa air dengan massa bahan kering dalam padatan dan ditunjukkan dengan
persen berat kering (%bk). Kadar air dapat ditentukan dengan persamaan sebagai
berikut :
=

× 100%..........................................(3)

Atau menggunakan persamaan yang terdapat pada SNI 01-3182-1992, yaitu
sebagai berikut :
………………………………(4)

KA=

Pengukuran kadar air mangga dilakukkan dengan menggunakan metode
oven pengering. Pengukuran kadar air ini bertujuan untuk mengetahui persentase
banyaknya jumlah air yang terkandung di dalam mangga. Prosedur kerja dalam
menentukan kadar air mangga dengan metode oven pengering (SNI 01-31821992) adalah sebagai berikut;
a) Mengatur suhu oven pengering ±105.0oC
b) Menyiapkan wadah dan menimbang berat berat wadah
c) Menimbang berat mangga dari berbagai ukuran, kecil sedang dan besar.
d) Panaskan cawan dalam oven pengering yang suhunya telah diatur. Kemudian
setiap 1 jam sekali dilakukan penimbangan agar diketahui kenaikan dan
penurunan beratnya.
e) Setelah di dapat berat dari mangga yang telah dikeringkan, untuk penentuan
kadar air mangga dapat menggunakan persamaan
=

………………………..…(5)

2. Panas Jenis
Jumlah panas yang diperlukan untuk mendapatkan kenaikan suhu yang
sama, berbeda-beda dari bahan ke bahan. Perbandingan antara banyaknya panas
yang diberikan Q, dengan kenaikan suhu (dT) disebut dengan kapasitas panas dari
benda tersebut, dituliskan dengan rumus

12
=

……………..…..……(6)

Kapasitas panas per satuan massa benda didefinisikan sebagai panas jenis
(Specific Heat) yang ditunjukkan dengan symbol Cp.
=

=

………………..……(7)

Panas jenis suatu bahan juga didefinisikan sebagai jumlah panas yang
dibutuhkan (kJ)untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebesar 1oK. Panas jenis yang
terdapat dalam bahan terbagi menjadi dua macam, yaitu panas jenis pada volume
tetap dan panas jenis pada tekanan tetap. Pada umumnya, perubahan tekanan yang
terjadi pada proses pindah panas di dalam bahan pertanian adalah kecil, sehingga
yang biasa digunakan pada perhitungan pindah panas yaitu panas jenis pada
tekanan tetap. Pengaruh tekanan pada perubahan panas jenis benda padat dan
cairan sangat kecil sehingga dapat diabaikan (Mohsenin 1980)
Pada pengukuran panas jenis, untuk bahan yang memiliki kadar air lebih
dari 60% menurut Heldman dan singht (1980) dapat dihitung dengan persamaa
berikut ;
p = 0.837 + 0.034KA(%bb)………….……(8)
3. Massa Jenis
Sifat fisik bahan pertanian yang penting lainnya adalah massa jenis (density).
Massa jenis merupakan perbandingan massa terhadapt volumnya. Menurut
Mohsenin (1980) terdapat tiga macam massa jenis yaitu:
a. Bulk Density adalah perbandingan massa tumpukan terhadap volume totalnya
dimana volume produk didasarkan pada volume bahan beserta rongga udara.
Bulk density dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
=

(

)……………………………(9)

Dimana; W2 adalah massa produk penuh dan wadah, W1 adalah massa wadah
dan V adalah volume wadah.
b. Apparent Density perbandingan massa terhadap volumenya dalam kondisi
normal dimana volume produk didasarkan pada penerapan hokum Archimedes.
Volume produk sama dengan volume air yang tumpah dari wadah. Apparent
density dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
=

(

)

…………………………..(10)

c. True Density (solid density) adalah perbandingan massa padatan produk
terhadap volumenya dimana massa dan volume produk didasarkan pada
padatan produk.
Nilai massa jenis mangga yang diukur pada penelitian ini adalah
menggunkan metode Apparent Density yang merupakan perbandingan massa
terhadap volumenya dalam kondisi normal dimana volume produk didasarkan

13
pada penerapan hukum Archimedes dan Bulk density yang merupakan
perbandingan massa tumpukan terhadap volume totalnya. Prosedur pengukuran
massa jenis dengan menggunakan Apparent Density adalah sebagai berikut ;
a) Siapkan wadah yang berisi air, timbang dan ukur volumenya sehingga di dapat
nilai W dan V2
b) Masukkan mangga ke dalam wadah lalu, ukur volume air yang tersisa di dalam
wadah V1
c) Hitung dengan menggunakan persamaan 10
Sedangkan untuk prosedur Bulk Desnsity adalah sebagai berikut ;
a) Siapkan wadah kosong, dan mangga utuh tanpa dipotong.
b) Masukkan mangga ke dalam wadah hingga memenuhi seluruh wadah dengan
kondisi mangga tetap utuh (tidak dipotong)
c) Timbang berat wadah yang berisi mangga sehingga didapat nilai W2, lalu
timbang wadah kosong tanpa berisikan mangga W1.
d) Setelah didapat nilai W2 dan W1, gunakan persamaan 9 untuk mendapatkan
nilai ρ dengan V adalah volume wadah.
4. Konduktivitas panas
Salah satu bentuk mekanisme pindah panas dalam benda padat adalah
konduksi. Apabila suhu permukaan suatu benda padat lebih tinggi dari pusatnya
maka terjadi aliran panas dari permukaan menuju pusat benda. Proses ini terjadi
pada proses pemanasan benda seperti yang terjadi pada proses pengeringan.
Konduktivitas panas untuk benda kadar di atas 60% dapat dihitung dengan
persamaan Sweat (1974) di bawah ini (Heldman dan Singh 1980):
k = 0.148 + 0.00493 KA(%bb)……………………(11)

Metode Finite Difference
Finite Diffrence merupakan suatu pernyataan matematis yang memiliki
bentuk f(x+b)-f(x+a). Jika finite difference dibagi oleh b-a, maka akan
mendapatkan suatu persamaan differensial. Pendekatan derivariativf oleh finite
difference merupakan hal terpenting dalama metode finite difference untuk solusi
numerik dari suatu persamaan differensial terutama pada permasalahan boundary.
Aplikasi umum yang biasa menggunakan metode finite difference seperti teknik
komputasi, thermal engineering, mekanika fluida.
Untuk aplikasi metode finite difference pada pindah panas yang
menggunakan komputer sebagai alat olah. Bentuk persamaan differential dalam
persamaan perpindahan panas harus dirubah dalam bentuk aritmatika, karena pada
dasarnya komputer hanya bisa melakukan operasi aritmatika. Proses tersebut
disebut diskritasi. Diskritasi dalam finite difference pendekatannya menggunakan
deret Taylor. Deret Taylor memberikan sebuah perumusan untuk meramalkan
suatu harga fungsi pada + ∆ yang dinyatakan dalam harga fungsi itu dan
turunannya disekitar titik x.
(∆ )
( + ∆ ) = ( ) + ∑∞
..........................(12)
!

Dalam Pembuatan diskritasi ada tiga macam metode yaitu ;

14
a. Forward difference (langkah maju)
Persamaan untuk turunan pertama dengan menggunakan metode forward
difference adalah
(

=

∆ )

( )

∆

+

(∆ )............................(13)

b. Backward difference (langkah mundur)
Persamaan untuk turunan pertanam dengan menggunakan metode backward
difference adalah
( )

=

(

∆ )

∆

+

(∆ ).............................(14)

c. Central difference (beda tengah)
Persamaan untuk turunan pertama dengan menggunakan metode central
difference adalah
=

(

∆ )

(
∆

∆ )

+

∆ ............................(15)

Sedangkan dalam perumusannya, beda hingga dikelompokkan dalam dua
macam, yaitu:
a. Metode ekplisit
Metode ini digunakan untuk mencari besarnya temperatur T dititik i pada
waktu n+1 berdasarkan besarnya temperatur T dititik i-1, i, dan i+1 pada waktu n.
b. Metode implisit
Metode ini digunakan untuk mencari besarnya temperatur T dititik i-1, i+1
pada waktu n+1 berdasarkan besarnya temperature T dititk pada waktu n.
Setelah proses diskritasi selesai, perlu mengetahui initial condition dan
boundary condition untuk menyelesaikan persamaan perpindahan panas konduksi.
Pada umumnya boundary condition ada tiga macam yaitu ;
a. Dirichlet Condition
Adalah suatu syarat batas yang nilai batasnya langsung diberikan/diketahui.
b. Neuman Condition
Adalah suatua syarat batas, jika yang diketahui adalah harga gradiennya.
c. Robin atau Mixed Condition
Merupakan gabungan dari Dirichlet dan Neuman.

Simulasi
Simulasi dapat didefinisikan sebagai suatu proses peniruan dari sesuatu
yang nyata beserta keadaan sekelilingnya (state of affairs). Peniruan ini dilakuakn
dalam rangka penelitian, penyelidikan ataupun pengujian yang bersifat terbatas
dan terfokus pada suatu aktivitas atau operasi tertentu dengan maksud untuk
mengetahui karakteristik, keadaan dan hal-hal lainnya yang masih berkaitan.
Peniruan pada simulasi tidak menghasilkan sistem atau objek yang sama dan tidak
bertujuan untuk menggandakan sistem atau objek, Peniruan pada simulasi
berusaha menghadirkan sistem yang nyata dalam bentuk maya melalui

15
penggunaan tiruan dari bentuk aslinya meskipun tidak bisa sepenunya dengan
aslinya.
Simulasi Kejadian Diskret
Simulasi kejadian diskret (discrete time simulation) merupakan simulasi
dengan perubahan status dari model simulasi terjadi pada titik-titik waktu yang
diskret yang dipicu oleh kejadian. Dalam simulasi kejadian diskret, variabel status
berubah jika suatu kejadian terjadi. Sedangkan simulasi kontinyu, variabel status
berubah dengan berubahnya waktu.
Pendefinisian laju perubahan dalam variabel status sepanjang waktu adalah:
a. Derivative equations
Perubahan dari variabel status dinyatakan dengan turunan (derivative) dari
variabel status.
b. Difference equations
Persamaan yang mencakup turunan disebut persamaan diferensial
(differential equation).

METODE
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah Mangga Gedong Gincu,
yang dibedakan menjadi tiga jenis berdasarkan ukuran dimensi, yaitu ukuran kecil
(diameter 65.3-70.25 mm), sedang (diameter 70.3-79.3mm), dan besar (diameter
79.4-83.8mm). Penggunaan Mangga Gedong Gincu pada penetian ini dikarenakan
bentuknya yang menyerupai geometri bola sehingga mempermudah dalam
pendugaan penyebaran suhu.

Alat
Alat yang digunakan pada penelitian in adalah unit VHT chamber yang
merupakan hasil rancang bangun dari Setyawan (2008). Untuk mengukur suhu
pada mangga menggunakan termokopel dan di rekam dengan menggunakan
Hybrid recorder. Oilbath yang digunakan untuk membantu prosedur kalibrasi
termokopel, timbangan digital dan oven pengering digunakan pada prosedur
pengukuran kadar air.

Prosedur Penelitian
Perlakuan VHT
Buah Mangga dengan berbagai ukuran, kecil sedang dan besar diberikan
perlakuan Vapor Heat Treatment dengan suhu pusat mencapai 46.0oC dan suhu
medium 47.0oC. Adapun prosedur perlakuan VHT ini sebagai berikut:
a. Buah mangga dengan berbagai ukuran kecil, sedang, dan besar dipasangkan
termokopel dengan masing-masing diberikan tiga termokopel dengan

16
penempatan termokopel seperti pada gambar 3, yaitu pada bagian permukaan,
tengah dan pusat. Setelah buah mangga dipasangkan termokopel ditempatkan
dalam tray.
b. Set VHT unit pada RH>95% dan suhu 46.0oC dan suhu medium 47.0oC.
c. Jalankan unit VHT dan hybrid recorder. Hybrid recorder di stop setelah suhu
pusat pada ketiga buah manga sudah mencapai suhu 46.0oC.
d. Data yang didapatkan dari perlakuan VHT ini digunakan untuk
membandingkan dengan nilai yang akan didapatkan dengan menggunakan
program berdasarkan metode finite difference.
Analisis Termofisik
Penelitian ini digunakan untuk mencari nilai inputan yang nantinya akan
digunakan untuk di input pada program visual basic, adapun nilai inputan yang
diperlukan untuk program ini adalah kandungan kadar air, konduktivitas panas,
panas jenis, massa jenis, dan diffusifitas panas. Pengukuran nilai kadar air,
konduktivitas panas, panas jenis, massa jenis dan diffusifitas panas dilakukan di
Lab ELP.
1. Kadar air mangga diukur dengan menggunakan metode oven pengering,
adapun prosedur penggunaan metode oven pengering adalah sebagai berikut:
a) Mengatur suhu oven pengering ±105.0oC
b) Menyiapkan wadah dan menimbang berat berat wadah
c) Menimbang berat mangga dari berbagai ukuran, kecil sedang dan besar.
d) Panaskan cawan dalam oven pengering yang suhunya telah diatur.
Kemudian setiap 1 jam sekali dilakukan penimbangan agar diketahui
kenaikan dan penurunan beratnya.
e) Apabila sudah tidak terjadi penurunan berat maka pemanasan pada oven
pengering sudah selesai dan dengan menggunakan persamaan 5 dicari nilai
KA bb.
2. Massa jenis mangga diukur dengan menggunakan metode apparent density
yang didasarkan pada penerapan hukum Archimedes, prosedurnya sebagai
berikut;
a) Siapkan wadah yang berisi air, timbang dan ukur volumenya sehingga di
dapat nilai W dan V2
b) Masukkan mangga ke dalam wadah lalu, ukur volume air yang tersisa di
dalam wadah V1
c) Hitung dengan menggunakan persamaan 10.
3. Konduktivitas panas dihitung dengan menggunakan persamaan 11, panas jenis
dihitung dengan menggunakan persamaan 8 dan difusifitas panas dihitung
dengan persamaan 2.
Simulasi Pendugaan Lama Proses Perlakuan Uap Panas
Simulasi pendugaan lama proses perlakuan uap panas menggunakan
program “penyebaran suhu pada bola” yang dibuat oleh Puspitojati (2003) yang
digunakan untuk menduga penyebaran suhu pada buah alpukat. Program tersebut
dimodifikasi dan diperbaiki sehingga sesuai digunakan untuk menduga lama
proses dan penyebaran suhu perlakuan uap panas pada buah mangga gedong gincu.
Program ini dibuat dengan menggunakan pendekatan metode finite difference
dengan geometri bola sehingga sampel buah yang digunakan adalah buah mangga

17
gedong gincu yang bentuknya menyerupai bola. Adapun titik pendugaan suhu
yang akan diduga seperti pada gambar 3 di bawah ini.

T1
T2

T1 = Suhu Permukaan
T2 = Suhu Tengah
T3 = Suhu Pusat

T3

Gambar 3 Titik yang akan diduga hasilnya
1. Suhu permukaan (T1)
+ 2

= 2

+

(1 − 2

− 2

)............(16)

Syarat kestabilan suhu
Fo(1+Bi)≤
2. Suhu permukaan bahan dan pusat bahan (T2)
=

+

− 2

+

............................(17)

Syarat kestabilan suhu
Fo≤
3. Suhu dipusat bahan (T3)
=

−

+

....................................(18)

Syarat kestabilan suhu
Fo≤
Persamaan 16, 17 dan 18 merupakan persamaan yang digunakan pada
program penyebaran suhu dan pada gambar 4 merupakan diagram alir program.

18
Mulai

Tbhn,Tmedia, α, r, KA,
Hmedia, dt

=

×2

2

= 0.837 + 0.034 ×
×

=

×
60

=

×

=

=

×

× 1000

1

ℎ×

M≥2
+ 1 < 0.5

Tidak

Ya
Sebaran suhu (persamaan 16-18)
Awali Distribusi suhu t=0
I=I+1
Waktu=Waktu+dt

Tidak
T3=Tmedia-1

Ya
Cetak Waktu,
T1, T2, dan T3

Selesai

Gambar 4. Diagram Alir Program Penyebaran Suhu Mangga Gedong Gincu

19
Verifikasi Model
Perhitungan terhadap nilai kesalahan dilakukan dengan membandingkan
besarnya suhu di masing-masing titik pengukuran dan pendugaan. Besarnya
tingkat kesalahan dapat dinyatakan dalam bentuk kesalahan relative yaitu
membandingkan kesalahan yang terjadi dengan nilai sebenarnya (Bamaba 1998
dalam Musfiroh 2012) besarnya kesalahan dihitung menggunakan persamaan
berikut.
=

|

|

× 100%....................................................19

HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Termofisik Buah Mangga
Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung per satuan berat dari
bahan tersebut. Kadar air tidak berpengaruh secara langsung terhadap tingkat
ukuran dimensi pada mangga, tingkat kadar air dipengaruhi oleh tingkat
kematangan dari suatu buah. Pada saat buah mangga masih dipohon maupun
setelah dipanen, buah mangga masih mengalami transpirasi yaitu proses pelepasan
air dari buah, tapi pada saat buah semakin matang organisas