PENGARUH PERLAKUAN ULTRASONIK TERHADAP LAJU DIFUSIVITAS AIR DAN KERENYAHAN PISANG KEPOK (Musa paradisiaca F.)

PENGARUH PERLAKUAN ULTRASONIK TERHADAP LAJU

DIFUSIVITAS AIR DAN KERENYAHAN PISANG KEPOK (Musa paradisiaca F.)

Skripsi

Oleh

RESTI MARLINDA

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2012

DAFTAR GAMBAR

Gambar Teks Halaman

1. Pisang kepok ... ... Error ! Bookmark not defined.

2. Tipikal susunan sistem ultrasonik piesolektrik 20 kHz ... ... Error ! Bookmark not defined.

3. Gelombang longitudinal... ... Error ! Bookmark not defined.

4. Chip pisang dalam tanki ultrasonik... ... Error ! Bookmark not defined.

5. Diagram alir proses perlakuan ultrasonik dan pengeringan pisang kepok ... ... Error ! Bookmark not defined.

6. Pengaruh lama waktu ultrasonik terhadap kadar gula pisang kepok. ... ... Error ! Bookmark not defined.

7. Bobot pisang kepok terhadap waktu selama pengeringan pada suhu 100 ºC ... ... Error ! Bookmark not defined.

8. Bobot pisang kepok terhadap waktu selama pengeringan pada suhu 70 ºC ... ... Error ! Bookmark not defined.

9. Nilai difusivitas air pengeringan pisang kepok terhadap waktu. ... ... Error ! Bookmark not defined.

Lampiran

10.Alat ultrasonik tipe MB 840 b Orix ... ... Error ! Bookmark not defined.

11.Function generator ... ... Error ! Bookmark not defined.

12.Perlakuan ultrasonik pada pisang kepok selama taraf waktu tertentu ... ... Error ! Bookmark not defined.

13.Oven listrik (Venticell) ... ... Error ! Bookmark not defined.

14.Timbangan digital OHAUS ... ... Error ! Bookmark not defined.

15.Timbangan mekanik OHAUS ... ... Error ! Bookmark not defined.

16.Refractometer ... ... Error ! Bookmark not defined.

17.Pisang kepok setelah diberi kepok setelah diberi gelombang ultrasonik... ... Error ! Bookmark not defined.

18.Pisang kepok kering perlakuan 30 menit ultrasonik ... ... Error ! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA

Antonova, I. 2001. Determination of Crispness in Breaded Fried Chicken Nuggets Using Ultrasonic Technigue, Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, Virginia.

Bahri, D. S. 2005. Pengeringan Padi. Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian. Universitas Sumatra Utara, Medan.

BPS, 2010. Data Produksi Buah-buahan. Statistik Indonesia, Jakarta.

Fernandes, F. A. N and Rodrigues, S. 2007. Ultrasound as pre-treatment for drying of fruits: Dehydration of banana. Journal of Food Engineering, 82 : 261–267.

Fernandes, F. A. N and Gallao, M. I. 2008. Effect of Osmosis and Ultrasound on Pineapple Cell Tissue Structure During Dehydration. Journal of Food Engineering, 90: 186-190.

Hasibuan, R. 2005. Proses Pengeringan. Universitas Sumatera Utara, Medan Istadi, 2001. Penentuan Konstanta Pengeringan dalam Sistem Pengeringan Lapis

Tipis (Thin Layer Drying). Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang.

Khanal, S. K. 2007. Ultrasound Applications in Wastewater Sludge Pretreatment: A Review. Critical Review in Environmental Science and Technology, 37: 277-313.

Mujumudar, A. S.2004. Guide to Industrial Drying. Mumbai, India.

Saputra, A. 2009. Pengeringan Kunyit Menggunakan Microwave dan Oven. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang.

Satuhu, S. 2004. Budidaya Pisang Pengolahan dan Prospek Pasar. PT. Swadaya. Susilo, B., Choviya H. L., dan Bagus, H. M. 2007. Model Kavitasi Iradiasi

Gelombang Ultrasonik pada Transesterifikasi Minyak Tanaman Menjadi Biodisel. Universitas Brawijaya.

Sutarsih., Rahardjo, B., dan Hastuti, P. 2009. Difusivitas Air pada Wortel Selama Penggorengan Hampa Udara. Agritech. Vol 29. No 3, Agustus 2009. Tambunan, A. H. 2001. Panduan Praktis Mujumdar untuk Pengeringan

Industrial. IPB Press, Bogor.

Winarno, F. G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pisang Kepok

Buah pisang kepok tersusun dalam tandan dengan kelompok-kelompok tersusun menjari yang disebut sisir. Terdiri dari 2 jenis pisang kepok putih dan kuning, namun warna kulitnya hampir sama yaitu berwarna kuning ketika matang. Buah pisang sebagai bahan pangan merupakan sumber energi (karbohidrat) dan mineral, terutama kalium. Pisang merupakan buah klimaterik yang artinya memiliki fase perkembangan, dengan meningkatnya ukuran buah dan meningkatnya kadar karbohidrat yang terakumulasi dalam bentuk pati. Selama fase pematangan, kekerasan buah menurun, pati berubah menjadi gula, warna kulit berubah dari hijau menjadi kuning.

Terdapat bermacam-macam jenis pisang, tetapi bila dikelompokkan akan terbagi menjadi empat golongan yaitu :

1. Pisang yang dapat dikonsumsi segar tanpa diolah terlebih dahulu, contohnya

pisang mas, pisang seribu, pisang ambon, pisang hijau, pisang susu, pisang

raja dan pisang badak (cavendish).

2. Pisang olahan yaitu pisang yang dapat dikonsumsi setelah diolah terlebih

dahulu. Kelompok pisang yang tergolong ini adalah pisang kepok, pisang nangka, pisang kapas, pisang tanduk, pisang raja uli, pisang kayu dan lain-lain.

3. Pisang biji yaitu jenis pisang yang tidak bisa dikonsumsi dalam bentuk segar

maupun olahan secara langsung tetapi dapat dikonsumsi bersama-sama dengan bahan makanan lainnnya, misalnya pisang klutuk.

4. Pisang hias yaitu kelompok jenis pisang yang digunakan sebagai pisang hias

pada berbagai keperluan seperti pisang-pisangan yang digunakan untuk tanaman hias, pisang lilin dan pelepah (Satuhu, 2004).

B. Ultrasonik

1. Pengertian

Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik dengan frekuensi di atas 20 kHz. Gelombang ini merambat dalam medium padat, cair dan gas, karena gelombang ini merupakan rambatan energi sebagai interaksi dengan medium yang dilaluinya (Bueche, 1986 dalam Yatarif, 2008).

Tiga komponen utama sistem ultrasonik adalah: converter/transducer, booster, dan horn (sonotrode). Converter/transducer berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi ultrasonik (getaran). Booster adalah amplifier mekanik yang berfungsi menaikkan amplitudo getaran yang dihasilkan oleh converter. Horn adalah alat yang berfungsi untuk menyalurkan getaran ultrasonik ke medium (biasanya cairan). Susunan sistem ultrasonik (converter, booster, horn) disajikan seperti pada Gambar 2 (Khanal, 2007). Ketiga bagian tersebut disusun dan dirangkai dengan menggunakan klam.

Gambar 2. Tipikal susunan sistem ultrasonik piesolektrik 20 kHz.

Transduser akan mengubah energi listrik menjadi getaran ultrasonik ketika dialiri arus listrik yang kemudian amplitudonya diperkuat oleh booster. Getaran

ultrasonik kemudian disalurkan ke medium cair oleh horn. Getaran yang sangat cepat menimbulkan tekanan yang tinggi dan negatif silih berganti dalam waktu yang sangat pendek di dalam medium cair. Getaran ultrasonik di dalam cairan

akan menimbulkan microbubbles dan pecah seketika yang disebut cavitation. Cavitation menimbulkan dua penomena yaitu: hydrodynamic shear forces dan sonochemical reactions.

Gelombang ultrasonik dibagi menjadi 3 jenis, destructive, non-destructive, dan biomedical insepctions. Pengujian destructive dengan frekuensi di bawah 20 kHz digunakan untuk pra pengeringan biji-bijian dan buah-buahan, karena mampu menyebabkan berubahnya struktur jaringan bahan. Pengujian non destructive didefinisikan sebagai kegiatan mengidentifikasikan sifat fisik dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau mengganggu produk akhir sehingga diperoleh

informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahan tersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannya, frekuensinya 20 kHz - 50 kHz. Pengujian biomedical inspections untuk mendeteksi penyakit-penyakit berat tertentu pada tingkat awal, seperti tumor, hati dan otak serta

digunakan untuk alat USG (ulrtasonografi) pada ibu hamil, frekuensinya diatas 50 mHz (Yatarif, 2008).

Perambatan gelombang ultrasonik dalam suatu material dapat ditempuh dengan berbagai tipe perambatan sehingga dikenal empat model gelombang yaitu gelombang longitudinal, tranversal, rayleigh, dan lamb. Tipe gelombang

ultrasonik yang digunakan di dalam penelitian ini adalah gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki arah getar sejajar dengan arah rambatanya, contohnya adalah gelombang pada slinki yang digerakkan maju mundur. Ketika slinki digetarkan maju mundur maka pada slinki akan terbentuk rapatan dan renggangan. Satu panjang gelombang pada

gelombang longitudinal didefinisikan sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan atau jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan. Rumus dari kedua gelombang tersebut diantaranya adalah:

V= λ.f atau V= λ/ T keterangan:

V= cepat rambat gelombang (m/s) λ = panjang gelombang (m)

f = frekunsi gelombang (Hz) T= periode gelombang (s)

Untuk memeperjelas pengertian gelombang longitudinal dapat diilustrasikan dengan gambar sebagai berikut:

Gambar 3. Gelombang Longitudinal.

Besaran-besaran tersebut pada gambar dapat diterangkan sebagai berikut : Perambatan

Amplitudo

Peregangan

Tekanan maksimum

1 siklus Panjang

gelombang Titik

Tekanan minimun

Penekanan Perambatan

1. Frekuensi

Frekuensi adalah jumlah siklus yang dibuat suatu gelombang dalam satu detik. Satu siklus terdiri dari satu gelombang positif dan satu semi-gelombang negatif. Satuanya adalah Hertz (Hz). Suatu semi-gelombang frekuensi 1 Hz menyelesaikan satu siklus setiap 1 detik.

2. Periode

Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu siklus penuh.

3. Panjang gelombang

Panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang berhubungan (contoh dua titik maksimum yang berurutan) sepanjang gelombang. Nilainya dapat dihitung menggunakan persamaan:

……….………(1)

Dimana, c = kecepatan suara dalam medium referensi (kecepatan suara di udara 344 m/s).

4. Amplitudo

Amplitudo adalah unit yang mengukur jarak antara titik ekuilibrium dengan titik maksimum dari gelombang.

5. Siklus

Siklus adalah kejadian yang berlangsung dan berulang terus dalam kurun waktu tertentu.

Transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem berikutnya. Transduser piezoelektrik adalah mekanisme yang paling umum, dan digunakan pada semua frekuensi ultrasonik, yang bertujuan untuk menghasilkan dan mendeteksi energi ultrasonik di semua tingkat intensitas.

3. Manfaat Ultrasonik

Penelitian dunia yang berkenaan dengan gelombang ultrasonik bukan hal yang baru melainkan sudah berlangsung cukup lama. Tahun 1931, Mulhauser mematenkan penelitiannya tentang penggunaan dua buah tranduser untuk

mendeteksi cacat pada suatu padatan, proses industri, fabrikasi logam, pemindaian medis, dan evaluasi biologi dan bahan makanan. Teknik ultrasonik bersifat tidak berbahaya, berfungsi untuk menyediakan sarana untuk menentukan sifat mekanik, pencitraan, dan mikroskop serta pengefektifan biaya (Antonova, 2001).

Penelitian menggunakan ultrasonik sudah banyak dikembangkan di Indonesia, seperti penentuan kualitas buah manggis, pemisahan dan pemurnian biodiesel, dan lain-lain. Penerapan teknologi ultrasonik dalam bidang pangan dan penanganan pasca panen pertanian masih terbilang rendah.

a. Penanganan pasca panen

Penerapan ultrasonik dalam penanganan pasca panen pertanian ini sudah banyak digunakan, diantaranya dapat menghilangkan uap air pada bahan, seperti dijelaskan oleh Fernandes (2008) pada penelitian pengeringan buah nanas dengan perlakuan ultrasonik. Buah nanas sebelum dikeringkan dengan oven, terlebih dahulu diberi perlakuan ultrasonik dengan waktu

selama 10, 20, dan 30 menit. Adanya perlakuan ultrasonik dapat memecah struktur jaringan buah sehingga luas permukaan bahan/ikatan molekuler merenggang. Penelitian ini membuktikan terjadinya peningkatan difusivitas air,dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kehilangan gula dan kehilangan air pada pengeringan buah nanas dengan perlakuan ultrasonik. Lama penggetaran ultrasonik (menit) Kehilangan gula (%) Kehilangan air (%) Difusivitas air (m2/jam)

0 - - 8,41 x 10 -9 (R2 = 0,99)

10 - 21,7 ± 1,5 3,2 ± 0,6 9,08 x 10 -9 (R2 = 0,99) 20 -22,2 ± 0,7 2,1 ± 0,6 1,38 x 10 -8 (R2 = 0,99) 30 -23,2 ± 0,8 3,1 ± 0,8 1,22 x 10 -8 (R2 = 0,99)

Sumber : Fernandes, 2008

b. Pengolahan makanan

Menurut Antonova (2001) ultrasonik telah digunakan dalam industri makanan selama bertahun-tahun untuk berbagai tujuan, diantaranya pengukuran busa padat dan komposit biskuit menggunakan soft- tip probe ultrasonik (Povey dan Harden, 1981), pencarian koagulasi protein susu (Bachman, 1978) dan lain-lain.

C. Pengeringan

1. Pengertian

Pengeringan merupakan proses untuk mengeluarkan air dari suatu bahan hingga tingkat kadar air tertentu (12-14%), agar kecepatan kerusakan bahan dapat diperlambat (Bahri, 2005). Berdasarkan prosesnya pengeringan dikenal dua macam pengeringan yaitu pengeringan secara alami dan buatan.

2. Metode Pengeringan a. Pengeringan alami

Pengeringan alami memanfaatkan radiasi sinar matahari, suhu dan

kelembaban udara sekitar serta kecepatan angin untuk proses pengeringan. Pengeringan dengan cara penjemuran ini mempunyai beberapa kelemahan antara lain, tergantung terhadap cuaca, sukar dikontrol, memerlukan tempat penjemuran yang luas, mudah terkontaminasi, dan memerlukan waktu yang lama.

b. Pengeringan buatan

Pengeringan dengan buatan dapat menggunakan udara yang dipanaskan. Udara yang dipanaskan tersebut dialirkan dengan menggunakan alat

penghembus (fan). Kelebihan pengeringan buatan adalah suhu dan kecepatan proses pengeringan dapat diatur sesuai keinginan, tidak terpengaruh cuaca, sanitasi dan higienes dapat dikendalikan. Kelemahan pengeringan buatan adalah memerlukan keterampilan dan peralatan khusus, serta biaya lebih tinggi dibanding pengeringan alami.

3. Laju Difusivitas Air

Pengeringan merupakan proses yang kompleks meliputi perpindahan massa, panas dan momentum yang terjadi secara simultan. Mekanisme perpindahan lengas di dalam pori-pori padatan meliputi difusi molekular, aliran kapiler, difusi cairan melalui pori-pori padatan, difusi uap di dalam pori, aliran Knudsen, dan aliran hidrodinamik. Namun demikian tidak semua mekanisme perpindahan tersebut dapat terlibat di dalam model pengeringan karena kompleksnya

persamaan yang akan diselesaikan. Kebanyakan mekanisme difusi saja yang dilibatkan dalam pemodelan pengeringan.

Difusi atau transfer massa adalah gerakan molekul-molekul atau fluida yang disebabkan adanya gaya pendorong. Macam-macam jenis difusi adalah difusi molekuler/difusi permukaan, difusi antar fase satu film (difusi dalam aliran turbulen), dan difusi antar fase dua film. Difusivitas molekuler merupakan transfer massa yang disebabkan molekuler secara acak dalam fluida diam. Difusi permukaan terjadi manakala ada retakan; materi yang berdifusi cenderung

menyusuri permukaan retakan. Konsentrasi di permukaan retakan lebih tinggi dari konsentrasi di volume. Energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi permukaan lebih rendah dibanding dengan energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi bidang batas. Pada pengeringan terjadi proses difusivitas air, yaitu penyebaran massa air ke sekitarnya. Faktor yang mempengaruhi

difusivitas diantaranya adalah suhu, perbedaan tekanan luas permukaan, dan kadar air awal bahan, semakin tinggi kadar air awal bahan maka semakin tinggi pula nilai difusivitas air saat pengeringan berlangsung (Sutarsih, dkk. 2009).

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pisang Kepok

Buah pisang kepok tersusun dalam tandan dengan kelompok-kelompok tersusun menjari yang disebut sisir. Terdiri dari 2 jenis pisang kepok putih dan kuning, namun warna kulitnya hampir sama yaitu berwarna kuning ketika matang. Buah pisang sebagai bahan pangan merupakan sumber energi (karbohidrat) dan mineral, terutama kalium. Pisang merupakan buah klimaterik yang artinya memiliki fase perkembangan, dengan meningkatnya ukuran buah dan meningkatnya kadar karbohidrat yang terakumulasi dalam bentuk pati. Selama fase pematangan, kekerasan buah menurun, pati berubah menjadi gula, warna kulit berubah dari hijau menjadi kuning.

Terdapat bermacam-macam jenis pisang, tetapi bila dikelompokkan akan terbagi menjadi empat golongan yaitu :

1. Pisang yang dapat dikonsumsi segar tanpa diolah terlebih dahulu, contohnya

pisang mas, pisang seribu, pisang ambon, pisang hijau, pisang susu, pisang

raja dan pisang badak (cavendish).

2. Pisang olahan yaitu pisang yang dapat dikonsumsi setelah diolah terlebih

dahulu. Kelompok pisang yang tergolong ini adalah pisang kepok, pisang nangka, pisang kapas, pisang tanduk, pisang raja uli, pisang kayu dan lain-lain.

3. Pisang biji yaitu jenis pisang yang tidak bisa dikonsumsi dalam bentuk segar

maupun olahan secara langsung tetapi dapat dikonsumsi bersama-sama dengan bahan makanan lainnnya, misalnya pisang klutuk.

4. Pisang hias yaitu kelompok jenis pisang yang digunakan sebagai pisang hias

pada berbagai keperluan seperti pisang-pisangan yang digunakan untuk tanaman hias, pisang lilin dan pelepah (Satuhu, 2004).

B. Ultrasonik

1. Pengertian

Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik dengan frekuensi di atas 20 kHz. Gelombang ini merambat dalam medium padat, cair dan gas, karena gelombang ini merupakan rambatan energi sebagai interaksi dengan medium yang dilaluinya (Bueche, 1986 dalam Yatarif, 2008).

Tiga komponen utama sistem ultrasonik adalah: converter/transducer, booster, dan horn (sonotrode). Converter/transducer berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi ultrasonik (getaran). Booster adalah amplifier mekanik yang berfungsi menaikkan amplitudo getaran yang dihasilkan oleh converter. Horn adalah alat yang berfungsi untuk menyalurkan getaran ultrasonik ke medium (biasanya cairan). Susunan sistem ultrasonik (converter, booster, horn) disajikan seperti pada Gambar 2 (Khanal, 2007). Ketiga bagian tersebut disusun dan dirangkai dengan menggunakan klam.

Gambar 2. Tipikal susunan sistem ultrasonik piesolektrik 20 kHz.

Transduser akan mengubah energi listrik menjadi getaran ultrasonik ketika dialiri arus listrik yang kemudian amplitudonya diperkuat oleh booster. Getaran

ultrasonik kemudian disalurkan ke medium cair oleh horn. Getaran yang sangat cepat menimbulkan tekanan yang tinggi dan negatif silih berganti dalam waktu yang sangat pendek di dalam medium cair. Getaran ultrasonik di dalam cairan

akan menimbulkan microbubbles dan pecah seketika yang disebut cavitation. Cavitation menimbulkan dua penomena yaitu: hydrodynamic shear forces dan sonochemical reactions.

Gelombang ultrasonik dibagi menjadi 3 jenis, destructive, non-destructive, dan biomedical insepctions. Pengujian destructive dengan frekuensi di bawah 20 kHz digunakan untuk pra pengeringan biji-bijian dan buah-buahan, karena mampu menyebabkan berubahnya struktur jaringan bahan. Pengujian non destructive didefinisikan sebagai kegiatan mengidentifikasikan sifat fisik dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau mengganggu produk akhir sehingga diperoleh

informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahan tersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannya, frekuensinya 20 kHz - 50 kHz. Pengujian biomedical inspections untuk mendeteksi penyakit-penyakit berat tertentu pada tingkat awal, seperti tumor, hati dan otak serta

digunakan untuk alat USG (ulrtasonografi) pada ibu hamil, frekuensinya diatas 50 mHz (Yatarif, 2008).

Perambatan gelombang ultrasonik dalam suatu material dapat ditempuh dengan berbagai tipe perambatan sehingga dikenal empat model gelombang yaitu gelombang longitudinal, tranversal, rayleigh, dan lamb. Tipe gelombang

ultrasonik yang digunakan di dalam penelitian ini adalah gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki arah getar sejajar dengan arah rambatanya, contohnya adalah gelombang pada slinki yang digerakkan maju mundur. Ketika slinki digetarkan maju mundur maka pada slinki akan terbentuk rapatan dan renggangan. Satu panjang gelombang pada

gelombang longitudinal didefinisikan sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan atau jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan. Rumus dari kedua gelombang tersebut diantaranya adalah:

V= λ.f atau V= λ/ T keterangan:

V= cepat rambat gelombang (m/s) λ = panjang gelombang (m)

f = frekunsi gelombang (Hz) T= periode gelombang (s)

Untuk memeperjelas pengertian gelombang longitudinal dapat diilustrasikan dengan gambar sebagai berikut:

Gambar 3. Gelombang Longitudinal.

Besaran-besaran tersebut pada gambar dapat diterangkan sebagai berikut : Perambatan

Amplitudo

Peregangan

Tekanan maksimum

1 siklus Panjang

gelombang Titik

Tekanan minimun

Penekanan Perambatan

1. Frekuensi

Frekuensi adalah jumlah siklus yang dibuat suatu gelombang dalam satu detik. Satu siklus terdiri dari satu gelombang positif dan satu semi-gelombang negatif. Satuanya adalah Hertz (Hz). Suatu semi-gelombang frekuensi 1 Hz menyelesaikan satu siklus setiap 1 detik.

2. Periode

Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu siklus penuh.

3. Panjang gelombang

Panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang berhubungan (contoh dua titik maksimum yang berurutan) sepanjang gelombang. Nilainya dapat dihitung menggunakan persamaan:

……….………(1)

Dimana, c = kecepatan suara dalam medium referensi (kecepatan suara di udara 344 m/s).

4. Amplitudo

Amplitudo adalah unit yang mengukur jarak antara titik ekuilibrium dengan titik maksimum dari gelombang.

5. Siklus

Siklus adalah kejadian yang berlangsung dan berulang terus dalam kurun waktu tertentu.

Transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem berikutnya. Transduser piezoelektrik adalah mekanisme yang paling umum, dan digunakan pada semua frekuensi ultrasonik, yang bertujuan untuk menghasilkan dan mendeteksi energi ultrasonik di semua tingkat intensitas.

3. Manfaat Ultrasonik

Penelitian dunia yang berkenaan dengan gelombang ultrasonik bukan hal yang baru melainkan sudah berlangsung cukup lama. Tahun 1931, Mulhauser mematenkan penelitiannya tentang penggunaan dua buah tranduser untuk

mendeteksi cacat pada suatu padatan, proses industri, fabrikasi logam, pemindaian medis, dan evaluasi biologi dan bahan makanan. Teknik ultrasonik bersifat tidak berbahaya, berfungsi untuk menyediakan sarana untuk menentukan sifat mekanik, pencitraan, dan mikroskop serta pengefektifan biaya (Antonova, 2001).

Penelitian menggunakan ultrasonik sudah banyak dikembangkan di Indonesia, seperti penentuan kualitas buah manggis, pemisahan dan pemurnian biodiesel, dan lain-lain. Penerapan teknologi ultrasonik dalam bidang pangan dan penanganan pasca panen pertanian masih terbilang rendah.

a. Penanganan pasca panen

Penerapan ultrasonik dalam penanganan pasca panen pertanian ini sudah banyak digunakan, diantaranya dapat menghilangkan uap air pada bahan, seperti dijelaskan oleh Fernandes (2008) pada penelitian pengeringan buah nanas dengan perlakuan ultrasonik. Buah nanas sebelum dikeringkan dengan oven, terlebih dahulu diberi perlakuan ultrasonik dengan waktu

selama 10, 20, dan 30 menit. Adanya perlakuan ultrasonik dapat memecah struktur jaringan buah sehingga luas permukaan bahan/ikatan molekuler merenggang. Penelitian ini membuktikan terjadinya peningkatan difusivitas air,dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kehilangan gula dan kehilangan air pada pengeringan buah nanas dengan perlakuan ultrasonik. Lama penggetaran ultrasonik (menit) Kehilangan gula (%) Kehilangan air (%) Difusivitas air (m2/jam)

0 - - 8,41 x 10 -9 (R2 = 0,99)

10 - 21,7 ± 1,5 3,2 ± 0,6 9,08 x 10 -9 (R2 = 0,99) 20 -22,2 ± 0,7 2,1 ± 0,6 1,38 x 10 -8 (R2 = 0,99) 30 -23,2 ± 0,8 3,1 ± 0,8 1,22 x 10 -8 (R2 = 0,99)

Sumber : Fernandes, 2008

b. Pengolahan makanan

Menurut Antonova (2001) ultrasonik telah digunakan dalam industri makanan selama bertahun-tahun untuk berbagai tujuan, diantaranya pengukuran busa padat dan komposit biskuit menggunakan soft- tip probe ultrasonik (Povey dan Harden, 1981), pencarian koagulasi protein susu (Bachman, 1978) dan lain-lain.

C. Pengeringan

1. Pengertian

Pengeringan merupakan proses untuk mengeluarkan air dari suatu bahan hingga tingkat kadar air tertentu (12-14%), agar kecepatan kerusakan bahan dapat diperlambat (Bahri, 2005). Berdasarkan prosesnya pengeringan dikenal dua macam pengeringan yaitu pengeringan secara alami dan buatan.

2. Metode Pengeringan a. Pengeringan alami

Pengeringan alami memanfaatkan radiasi sinar matahari, suhu dan

kelembaban udara sekitar serta kecepatan angin untuk proses pengeringan. Pengeringan dengan cara penjemuran ini mempunyai beberapa kelemahan antara lain, tergantung terhadap cuaca, sukar dikontrol, memerlukan tempat penjemuran yang luas, mudah terkontaminasi, dan memerlukan waktu yang lama.

b. Pengeringan buatan

Pengeringan dengan buatan dapat menggunakan udara yang dipanaskan. Udara yang dipanaskan tersebut dialirkan dengan menggunakan alat

penghembus (fan). Kelebihan pengeringan buatan adalah suhu dan kecepatan proses pengeringan dapat diatur sesuai keinginan, tidak terpengaruh cuaca, sanitasi dan higienes dapat dikendalikan. Kelemahan pengeringan buatan adalah memerlukan keterampilan dan peralatan khusus, serta biaya lebih tinggi dibanding pengeringan alami.

3. Laju Difusivitas Air

Pengeringan merupakan proses yang kompleks meliputi perpindahan massa, panas dan momentum yang terjadi secara simultan. Mekanisme perpindahan lengas di dalam pori-pori padatan meliputi difusi molekular, aliran kapiler, difusi cairan melalui pori-pori padatan, difusi uap di dalam pori, aliran Knudsen, dan aliran hidrodinamik. Namun demikian tidak semua mekanisme perpindahan tersebut dapat terlibat di dalam model pengeringan karena kompleksnya

persamaan yang akan diselesaikan. Kebanyakan mekanisme difusi saja yang dilibatkan dalam pemodelan pengeringan.

Difusi atau transfer massa adalah gerakan molekul-molekul atau fluida yang disebabkan adanya gaya pendorong. Macam-macam jenis difusi adalah difusi molekuler/difusi permukaan, difusi antar fase satu film (difusi dalam aliran turbulen), dan difusi antar fase dua film. Difusivitas molekuler merupakan transfer massa yang disebabkan molekuler secara acak dalam fluida diam. Difusi permukaan terjadi manakala ada retakan; materi yang berdifusi cenderung

menyusuri permukaan retakan. Konsentrasi di permukaan retakan lebih tinggi dari konsentrasi di volume. Energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi permukaan lebih rendah dibanding dengan energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi bidang batas. Pada pengeringan terjadi proses difusivitas air, yaitu penyebaran massa air ke sekitarnya. Faktor yang mempengaruhi

difusivitas diantaranya adalah suhu, perbedaan tekanan luas permukaan, dan kadar air awal bahan, semakin tinggi kadar air awal bahan maka semakin tinggi pula nilai difusivitas air saat pengeringan berlangsung (Sutarsih, dkk. 2009).

Judul Skripsi : PENGARUH PERLAKUAN ULTRASONIK TERHADAP LAJU DIFUSIVITAS AIR DAN KERENYAHAN PISANG KEPOK (Musa paradisiaca F.)

Nama Mahasiswa : Resti Marlinda Nomor Pokok Mahasiswa : 0814071055 Jurusan/ Program Studi : Teknik Pertanian

Fakultas : Pertanian

MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing

Sri Waluyo., S.TP., M.Si., Ph. D. Dr. Ir. Tamrin, M.S. NIP. 19720311 199703 1 002 NIP. 19621231 198703 1 030

2. Ketua Jurusan

Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. NIP. 19611211 198703 1 004

MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Sri Waluyo, S.TP., M.Si., Ph.D. ___________

Sekretaris : Dr. Ir. Tamrin, M.S. ___________

Penguji

Bukan Pembimbing : Ir. Budianto Lanya, M.T. ___________

2. Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S. NIP. 19610826 198702 1 001

PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA

Saya adalah _______________________ NPM ________________________ Dengan ini menyatakan bahwa apa yang tertulis dalam karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri di bawah arahan pembimbing yang berdasarkan pada pengetahuan dan informasi yang telah saya dapatkan. Karya ilmiah ini tidak berisi material yang telah dipublikasikan sebelumnya atau ditulis orang lain atau dengan kata lain bukanlah hasil dari plagiat karya orang lain.

Demikianlah pernyataan ini saya buat dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila di kemudian hari terdapat kecurangan dalam karya ini, maka saya siap

mempertanggungjawabkanya.

Bandar Lampung, Agustus 2012 Yang membuat pernyataan

Resti Marlinda NPM. 0814071055

0814071055 Resti Marlinda

SANWACANA

Puji syukur kehadirat Allah SWT, Rabb semesta alam yang telah melimpahkan taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat beriring salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya hingga akhir zaman.

Skripsi dengan judul “Pengaruh Perlakuan Ultrasonik Terhadap Laju Difusivitas

Air dan Kerenyahan Pisang Kepok (Musa paradisiaca F.) ” adalah salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Sri Waluyo, S.TP., M.Si., Ph. D., selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, nasehat, arahan, dan keikhlasanya kepada penulis. 2. Bapak Dr. Ir. Tamrin, M.S., selaku Pembimbing II sekaligus Pembimbing

akademik atas bimbingan, nasehat, arahan, dan keikhlasanya kepada penulis. 3. Bapak Ir. Budianto Lanya, M.T., selaku penguji yang telah memberikan

kritik dan saran sehingga skripsi ini lebih sempurna.

4. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc., selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian atas arahan dan bimbingan yang telah diberikan.

5. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S., selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

6. Seluruh Dosen dan Karyawan di Jurusan Teknik Pertanian atas bantuan, pengetahuan, teladan dan arahan yang telah diberikan.

7. Mama dan Bapakku tercinta dan seluruh keluarga besarku atas segala doa dan dukungan yang diberikan untuk keberhasilanku.

8. Teman-teman TEP angkatan 2008 kakak dan adik tingkat terima kasih atas setiap doa, dukungan, semangat, motivasi dan kebersamaannya selama ini. 9. _{Teman seperjuanganku di PERMATEP, UKMF FOSI FP dan KKN RC atas}

kebersamaan dan dukungannya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini banyak kekurangan dan jauh dari

kesempurnaan, namun semoga karya kecil ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Aamiin.

Bandar Lampung, Agustus 2012 Penulis

persamaan yang akan diselesaikan. Kebanyakan mekanisme difusi saja yang dilibatkan dalam pemodelan pengeringan.

Difusi atau transfer massa adalah gerakan molekul-molekul atau fluida yang disebabkan adanya gaya pendorong. Macam-macam jenis difusi adalah difusi molekuler/difusi permukaan, difusi antar fase satu film (difusi dalam aliran turbulen), dan difusi antar fase dua film. Difusivitas molekuler merupakan transfer massa yang disebabkan molekuler secara acak dalam fluida diam. Difusi permukaan terjadi manakala ada retakan; materi yang berdifusi cenderung

menyusuri permukaan retakan. Konsentrasi di permukaan retakan lebih tinggi dari konsentrasi di volume. Energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi permukaan lebih rendah dibanding dengan energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi bidang batas. Pada pengeringan terjadi proses difusivitas air, yaitu penyebaran massa air ke sekitarnya. Faktor yang mempengaruhi

difusivitas diantaranya adalah suhu, perbedaan tekanan luas permukaan, dan kadar air awal bahan, semakin tinggi kadar air awal bahan maka semakin tinggi pula nilai difusivitas air saat pengeringan berlangsung (Sutarsih, dkk. 2009).

Judul Skripsi : PENGARUH PERLAKUAN ULTRASONIK TERHADAP LAJU DIFUSIVITAS AIR DAN KERENYAHAN PISANG KEPOK (Musa paradisiaca F.)

Nama Mahasiswa : Resti Marlinda Nomor Pokok Mahasiswa : 0814071055 Jurusan/ Program Studi : Teknik Pertanian

Fakultas : Pertanian

MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing

Sri Waluyo., S.TP., M.Si., Ph. D. Dr. Ir. Tamrin, M.S. NIP. 19720311 199703 1 002 NIP. 19621231 198703 1 030

2. Ketua Jurusan

Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. NIP. 19611211 198703 1 004

MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Sri Waluyo, S.TP., M.Si., Ph.D. ___________

Sekretaris : Dr. Ir. Tamrin, M.S. ___________

Penguji

Bukan Pembimbing : Ir. Budianto Lanya, M.T. ___________

2. Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S. NIP. 19610826 198702 1 001

PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA

Saya adalah _______________________ NPM ________________________ Dengan ini menyatakan bahwa apa yang tertulis dalam karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri di bawah arahan pembimbing yang berdasarkan pada pengetahuan dan informasi yang telah saya dapatkan. Karya ilmiah ini tidak berisi material yang telah dipublikasikan sebelumnya atau ditulis orang lain atau dengan kata lain bukanlah hasil dari plagiat karya orang lain.

Demikianlah pernyataan ini saya buat dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila di kemudian hari terdapat kecurangan dalam karya ini, maka saya siap

mempertanggungjawabkanya.

Bandar Lampung, Agustus 2012 Yang membuat pernyataan

Resti Marlinda NPM. 0814071055

0814071055 Resti Marlinda

SANWACANA

Puji syukur kehadirat Allah SWT, Rabb semesta alam yang telah melimpahkan taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat beriring salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya hingga akhir zaman.

Skripsi dengan judul “Pengaruh Perlakuan Ultrasonik Terhadap Laju Difusivitas Air dan Kerenyahan Pisang Kepok (Musa paradisiaca F.) ” adalah salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Sri Waluyo, S.TP., M.Si., Ph. D., selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, nasehat, arahan, dan keikhlasanya kepada penulis. 2. Bapak Dr. Ir. Tamrin, M.S., selaku Pembimbing II sekaligus Pembimbing

akademik atas bimbingan, nasehat, arahan, dan keikhlasanya kepada penulis. 3. Bapak Ir. Budianto Lanya, M.T., selaku penguji yang telah memberikan

kritik dan saran sehingga skripsi ini lebih sempurna.

4. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc., selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian atas arahan dan bimbingan yang telah diberikan.

5. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S., selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

6. Seluruh Dosen dan Karyawan di Jurusan Teknik Pertanian atas bantuan, pengetahuan, teladan dan arahan yang telah diberikan.

7. Mama dan Bapakku tercinta dan seluruh keluarga besarku atas segala doa dan dukungan yang diberikan untuk keberhasilanku.

8. Teman-teman TEP angkatan 2008 kakak dan adik tingkat terima kasih atas setiap doa, dukungan, semangat, motivasi dan kebersamaannya selama ini. 9. _{Teman seperjuanganku di PERMATEP, UKMF FOSI FP dan KKN RC atas}

kebersamaan dan dukungannya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini banyak kekurangan dan jauh dari

kesempurnaan, namun semoga karya kecil ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Aamiin.

Bandar Lampung, Agustus 2012 Penulis