GLISERIN FLUIDA Perancangan Viskosimeter Digital Untuk Mengukur Viskositas Minyak Berbasis Mikrokontroler AT8535 Dengan Tampilan PC

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 MINYAK

Minyak goreng umumnya berasal dari minyak kelapa sawit. Minyak kelapa sawit dapat digunakan untuk menggoreng karena struktur minyaknya yang memiliki ikatan rangkap sehingga minyaknya termasuk lemaktak jenuh yang sifatnya stabil. Herlina N, Ginting.2002. Minyak goreng merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia. Masyarakat kita sangat majemuk dengan tingkat ekonomi yang berbeda-beda. Ada masyarakat yang menggunakan minyak goreng hanya untuk satu kali pakai, namun ada juga masyarakat yang menggunakan minyak goreng untuk berkali-kali pakai. Parameter kualitas minyak meliputi sifat fisik dan sifat kimia. Sifat fisik minyak meliputiwarna, bau, kelarutan, titik cair dan polimorphism, titik didih, titik pelunakan, slipping point,shot melting point; bobot jenis, viskositas, indeks bias, titik kekeruhan turbidity point, titikasap, titik nyala dan titik api. Ketaren, 1986. Standar mutu adalah merupakan hal yang penting untuk menentukan minyak yangbermutu baik. Ada beberapa faktor yang menentukan standar mutu yaitu : kandungan air dankotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas, warna, dan bilangan peroksida Ketaren,1986.

2.2 GLISERIN

Gliserol atau gliserin, gliserin adalah senyawa poliol sederhana, tidak berwarna, tidak berbau, dan cairan kental yang banyak digunakan dalam formulasi farmasi. Gliserin adalah cairan kental yang berwarna dan memiliki rasa manis. Cairan ini memiliki titik didih tinggi dan membeku untuk pasta. Gliserol adalah Universitas Sumatera Utara senyawa organik, juga biasa disebut gliserin, propana-1,2,3-triol, 1,2,3- propanetriol, 1,2,3-trihydroxypropane, glyceritol dan glycyl alkohol. Gliserol memiliki rumus molekul C 3 H 5 OH 3 . Adapun massa molar gliserol adalah 92,09382 g mol. Penampilannya jernih, tak berwarna, higroskopik dan memiliki bau. Kepadatan dari gliserol ini adalah 1,261 g cm ³. Gliserol memiliki titik lebur 18 ° C 64,4 ° F dan titik didih 290 ° C 554 ° F. Indeks biasnya adalah 1,4746 dan memiliki vsikositas 1,5 Pa s. Sifat – sifat fisik dari Gliserol adalah sebagai berikut : Seperti ethylene glycol dan Propylene glycol, dilarutkan dalam air, gliserol mengganggu ikatan hidrogen antara molekul-molekul seperti campuran sedemikian rupa sehingga tidak dapat membentuk struktur kristal yang efektif kecuali suhu diturunkan secara signifikan. Titik beku minimum adalah sekitar 60- 70 gliserol dalam air, seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Demikian, glycerol memiliki sifat anti-freeze. Gliserin merupakan hasil pemisahan asam lemak. Gliserin terutama digunakan dalam industri kosmetika antara lain sebagai bahan pengatur kekentalan sampo, obat kumur, pasta gigi, dan sebagainya Fauzi, 2002. Gliserin mempunyai peran hampir di setiap industri. Penggunaan terbesar dari gliserin adalah pada industri resin alkid, dimana gliserin berfungsi sebagai bahan pelunak dan gliserin yang banyak digunakan. Gliserin, sejak 1959 diakui sebagai satu diantara bahan yang aman oleh Food and Drug Administration.

2.3 FLUIDA

Fluida adalah zat alir yang berubah bentuk secara kontnu terus-menerus bila terkena tegangan geser, betapapun terjadinya tegangan geser itu. Suatu fluida ideal adalah tanpa gesekan serta takmampu mampat dan hendaknya tidak dikacaukan dengan gas sempurna. Fluida tanpa gesekan adalah takviskos, dan proses alirannya mampu balik. Lapisan fluida yang terdapat langsung di sekitar suatu batas aliran nyata serta yang kecepatannya relatif terhadap batas tersebut terpengaruh oleh tegangan geser visko disebut lapisan batas. Untuk fluida yang viskositasnya rendah akibat-akibat viskositas hanya terasa dalam daerah sempit Universitas Sumatera Utara yang melingkupi batas fluida. Untuk situasi aliran takmampumampat dimana lapisan batas tetap tipis.Streeter,1998 Subjek yang luas di dalam mekanika fluida secara umum dapat di bagi menjadi statika fluida dimana fluida dalam keadaan diam, dan dinamika fluida dimana fluida bergerak. Perlu dibahas beberapa sifat fluida yang sangat berkaitan dengan perilaku fluida, karena jelas bahwa fluida yang berbeda secara umum memiliki sifat yang berbeda pula. Adapun sifat-sifat yang memegang peranan penting dalam analisis perilaku fluida akan dibahas berdasarkan ukuran-ukuran masa dan berat fluida.

2.3.1. Kerapatan Density

Kerapatan sebuah fluida di lambanngkan dengan huruf yunani ρ rho, didefinisikan sebagai masa fluida per satuan volume. Kerapatan biasanya digunakan untuk mengkarakteristikkan massa sebuah sistem fluida. Rho mempunyai satuan dalam SI adalah kgm 3 .

2.3.2. Tegangan Permukaan

Bila tidak ada pengaruh gravitasi ataupun gaya – gaya luar yang lainnya, suatu partikel cair yang tidak dibatasi oleh dinding – dinding luar akan terbentuk bola yang sempurna, karena adanya gaya tarik diantara molekul cairan. Di dalam bagian dalam cairan suatu molekul dikelilingi oleh molekul – molekul yang lain, dan rata – rata gaya yang menarik besarnya sama pada segala arah. Tetapi pada permukaan, tidak ada tarikkan keluar untuk mengimbangi tarikan dari molekul – molekul didalam partikel cairan, karena molekul – molekul yang menarik keluar ini jumlahnya makin bergerak pada titik – titik yang dekat dengan permukaan Munson,2003. Universitas Sumatera Utara

2.3.3. Kekentalan Viskositas

Setiap benda yang bergerak relatif terhadap benda lain selalu mengalamigesekan gaya gesek. Sebuah benda yang bergerak di dalam fluida juga mengalami gesekan. Hal ini disebabkan oleh sifat kekentalan viskositas fluida tersebut. Koefisien kekentalan suatu fluida cairan dapat diperoleh dengan menggunakan percobaaan bola jatuh di dalam fluida tersebut. Gaya gesek yang bekerja pada suatu benda yang bergerak relatif terhadap suatu fluida akan sebanding dengan kecepatan relatif benda terhadap fluida. Jika ditinjau dari sebuah bola yang dijatuhkan kedalam cairan dan bola tersebut bergerak kebawah dengan kecepatan v. Gaya-gaya yang berkerja pada bola adalah gaya berat w, gaya apung FA, dan gaya hambat akibat viskositas atau gaya Stokes Fs. Gambar 2.1 Gaya Bola Pada Cairan Ketika bola dijatuhkan, bola bergerak dipercepat. Namun ketika kecepatannya bertambah, gaya stokes juga bertambah. Akibatnya pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang, sehingga bergerak dengan kecepatan konstan, yang disebut kecepatan terminal. Pada kecepatan terminal ini, resultan gaya yang berkerja pada bola sama dengan nol. Universitas Sumatera Utara Dengan memilih sumbu vertikal keatas sebagai sumbu positif, maka pada saat kecepatan terminal berlaku : ∑ = 0 F a + F s = W ρ f g + 6 η R = m b g ρ f π R 3 g +6 η R = R 3 ρ b ............................2.3 Dengan : = Kecepatan terminal ms η = Koevesien Viskositas fluida Pa s R = jari-jari bola m g = Percepatan gravitasi ms 2 ρ b = massa jenis bola Kgm 3 ρ f = massa jenis fluida Kgm 3 Sifat-sifat kerapatan dan berat jenis adalah ukuran dari beratnya sebuah fluida. Namun jelas bahwa sifat-sifat ini saja tidak cukup untuk mengkarakterisasi secara khas sebagaimana fluida berperilaku karena dua fluida misalnya air dan minyak yang memiliki nilai kerapatan hampir sama memiliki perilaku yang berbeda ketika mengalir. Munson,2003. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperatur. Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer Welty, 2004. Viskosimeter merupakan alat untuk mengukur nilai viskositas atau kekentalan suatu fluida. Viskosimeter ini bekerja pada titik kecepatan geser, sehingga hanya dihasilkan satu titik pada rheogram. Ekstrapolasi dari titik tersebut ke titik nol akan menghasilkan garislurus. Alat ini hanya dapat digunakan untuk Universitas Sumatera Utara menentukan viskositas cairan Newton.Yang termasuk dalam jenis ini misalnya viskosimeter kapiler, bola jatuh, penetrometer, plastometer ,dll. Dalam pembuatan alat viskometer ditujukan untuk memperoleh waktu agar diperoleh nilai viskositas dari suatu fluida. Model viskometer yang umum digunakan berupa viskometer bola jatuh menggunakan hukum stokes, tabung pipa kapiler yang mengukur viskositas berdasarkan tekanan dalam aliran pipa, dan sistem rotasi. Ridwan,dkk,2008 Nutrino,2010. Cairan yang mengikuti hukum Newton, viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan tidak tergantung pada kecepatan geser. Oleh karena itu, viskositanya cukup ditentukan pada satu kecepatan geser. Viskometer yang dapat dipergunakan untuk keperluan itu adalah viskometer kapiler atau bola jatuh. Apabila digambarkan antara kecepatan geser terhadap tekanan geser, maka diperoleh grafik garis lurus melalui titik nol. Contoh cairan Newton adalah minyak jarak, kloroform, gliserin, minyak zaitun, dan air. Viskometer bola jatuh merupakan viskosimeter satu titik yang diguna kan untuk menentukan viskosita cairan newton. Viskosimeter ini bekerja pada satu titik kecepatan geser, sehingga hanya dihasilkan satu titik pada rheogram. Pada viskosimeter ini sampel dan bola diletakkan dalam tabung gelas yang dibiarkan mencapai temperatur keseimbangan dengan fluida yang ada didalam tabung. Waktu bagi bola tersebut untuk jatuh antara dua tanda diukur dengan teliti dan diulangi beberapa kali. Prinsip kerja dari viskometer bola jatuh adalah mengukur kecepatan bola jatuh melalui cairan dalam tabung pada suhu tetap.

2.4 Sensor