LAPORAN PRAKTIKUM kekentalan dan penguap

Nilai :
LAPORAN PRAKTIKUM
SATUAN OPERASI INDUSTRI
(Pengentalan dan Penguapan Produk Pertanian cair)

Oleh :
Nama

: Yayah Komariah

NPM

: 240110120002

Hari, Tanggal Praktikum

: Kamis, 24 Mei 2014

Waktu

: 12.30 – 15.00 WIB

Co.Ass

: Novriana Ekatama

LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES
TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2014

BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Produk pertanian yang telah melewati masa panen memliki beberapa
kekurangan diantaranya adalah daya tahannya yang mudah rusak. Sebagai
contoh, tanaman sayuran, buah-buahan yang mudah rusak sehingga
memerlukan suatu teknologi agar hasil pertanian dapat memiliki daya simpan
yang lebih lama. Karena itu, produk pertanian harus melewati masa pasca
panen

dengan

dilakukannya

berbagai

teknologi

pertanian

untuk

memperpanjang umur simpan dari bahan pertanian tersebut.
Salah satu cara memperpanjang umur simpan dari produk pertanian
adalah dengan mengubah sifat bahan sepeerti dengan mengubah titik didih.
Salah satu caranya adalah dengan pengentalan dan penguapan salah satu
produk pertanian. Dengan mengubah kekentalan maka titik didih bahan
pertanian akan berubah akibat adanya campuran antara bahan pertanian
didalam suatu cairan. Dengan demikian, kita dapat memperpanjang umur

simpan suatu bahan pertanian dengan cara mengetahui besar titik didih dari
bahan tersebut. Maka dari itu, praktikan melakukan analisis mengenai
pengentalan dan penguapan produk pertanian cair yang telah kami
praktikumkan minggu kemarin. Untuk mengetahui pengetahuan mahasiswa
dalam pendalaman materi, maka praktikan menyusun laporan praktikum ini.
I.2 Tujuan Percobaan
1.2.1 Tujuan Instruksional Umum (TIU)
Mahasiswa dapat mempelajari pengentalan dan penguapan dalam unit
operasi industri hasil pertanian.
1.2.2 Tujuan Instruksional Khusus (TIK)
1. Mempelajari perubahan titik didih produk pertanian cair selama
pemanasan dan penguapan.
2. Mempelajari laju perpindahan panas dan laju penguapan produk
cair selama pemanasan dan penguapan.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Penguapan dan Pengentalan
Definisi

penguapan

:

Penguapan atau evaporasi adalah

proses

perubahan molekul di dalam keadaan cair (contohnya air) dengan spontan
menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi.
Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsurangsur ketika terpapar pada gas dengan volume signifikan.
Definisi penguapan pada produk pertanian cair : pengentalan
merupakan proses pengurangan kadar air pada suatu larutan dengan car
melakukan penguapan air yang tergandung dalam larutan tersebut atau
dengan penambahan zat terlarut pada larutan tersebut. Aplikasi pengentalan
itu sendiri adalah untuk pengaetan makanan dengan jaalan mengurangi
aktivitas mikroba dengan menekan kandungan air dalam suatu bahan.
Dalam dunia pertanian banyak sekali produk-produk yang diawetkan
dengan cara pengentalan ini. Hal tersebut selain caranya yang praktis,
dampak untuk kesehatan juga tidak ada sehingga pengentalan ini merupakan

sutu metode pengawetan yang aman bagi kesahatan tubuh. Oleh karena itu,
pengentalan ini perlu dikaji lebih jauh untuk meinigkatkan pemahaman dalam
upaya menciptakan suatu metode alternatif dalam proses pengawetan suatu
produk.
Penguapan

yaitu

perubahan

suatu

zat

dari

fase

berbentuk cair menjadi gas. Pada saat kejadian terjadi, zat
tersebut memerlukan adanya kalor. Salah satu pemanfaatan

penguapan ini dapat dilakukan pada proses pemurnian suatu
produk pertanian, misalnnya proses destilasi.
2.2 Gula dan Garam
Glukosa atau biasa disebut dengan gula yaitu bentuk
lain dari karbohidrat Jenis gula yang sering digunakan adalah
kristal sukrosa padat. Gula digunakan untuk merubah rasa

dan keadaan makanan atau minuman. Keadaan disini dapat
berupa bentuk dan warna dari makanan tersebut. Gula
sederhana seperti glukosa menyimpan energy yang akan
digunakan oleh sel.
Garam/Natrium kloridaNatrium klorida (NaCl) adalah
bahan utama garam dapur. Pengertian secara kimiawi,
garam

adalah

senyawa

ionik

yang

terdiri

dari

ion

positif (kation) dan ion negatif (anion), sehingga membentuk
senyawa netral (tanpa bermuatan). Garam terbentuk dari
hasil reaksi asam dan basa. Natrium klorida(NaCl), bahan
utama garam dapur adalah suatu garam. Larutan garam
dalam air merupakan larutan elektrolit, yaitu larutan yang
dapat menghantarkan arus listrik.
makhluk

hidup

mengandung

Cairan

larutan

dalam

tubuh

garam,misalnya

sitoplasma dan darah.Reaksi kimia untuk menghasilkan
garam antara lain:
1.

Reaksi antara asam dan basa, misalnya HCl + NH3→

NH4Cl.
2. Reaksi antara logam dan asam kuat encer, misalnya Mg + 2
HCl → MgCl2+ H2

Terbentuknya
penguapan

air

garam

ini

umumnya

akibat

dari

yangmengandung garam seperti air laut

yang banyak mengandung ion-ion Na+(Sodium) dan Cl(Cloride).

Di

antara

tahapan

proses

yang

dipergunakan,kristalisasi merupakan salah satu proses dalam
produksi garam farmasetis. Disamping untuk menghasilkan
kristal

garam,

kristalisasi

juga

dimaksudkanuntuk

menghasilkan produk kristal dengan kemurnian, ukuran dan
jumlahtertentu.

Kristalisasi

Garam

diproleh

dari

proses

pembentukan fase padat (kristal) komponen tunggal dari fase
cair

(larutan

atau

lelehan)

yang

multikomponen,

dan

dilakukan dengan cara pendinginan, penguapan dan atau

kombinasi pendinginan dan penguapan. Proses pembentukan
kristal dilakukan dalam tiga tahap, yaitu
(1)

pencapaian

kondisi

super/lewat

jenuh(supersaturation),
(2) pembentukan inti kristal (nucleation), dan
(3)

pertumbuhan inti kristal menjadi kristal (crystal

growth).
Kondisi super jenuh dapat dicapai dengan pendinginan.
Penguapan, penambahan presipitan atau sebagai akibat dari
reaksi kimia antara dua fase yang homogen. Sedangkan
pembentukan

inti

kristal

terjadi

setelah

kondisi

lewat

(saturated) tercapai.
2.3 Titik Didih
Pada saat penguapan berlangsung, bahan cair yang
tertinggal di dalam alat penguapan menjadi lebih kental dan
titik didihnya akan naik. Perkembangan elevasi titik didih
tergantung pada sifat bahan yang akan diuapkan dan pada
perubahan konsentrasi yang dihasilkan. Pada alat penguapan
berganda, yaitu efek yang disusun secara seri, titik didih akan
meningkat dari efek yang satu ke efek yang lain ketika
konsentrasi meningkat. Penurunan suhu yang relatif terlihat,
dibutuhkan untuk pindah panas, meskipun titik didih lebih
tinggi, oleh karena suhu pengembunan uap di dalam
pembangkit uap pada efek berikutnya tetap uap murni.
Ketika konsentrasi meningkat, kekentalan bahan cair
juga

meningkat.Peningkatan

kekentalan

bahan

cair

mempengaruhi pindah panas dan ini selalum mengakibatkan
batas terhadap perkembangan penguapan secara praktek.

BAB III
METODOLOGI PENGAMATAN DAN PENGUKURAN
3.1 Alat dan Bahan
Peralatan

yang

digunakan

dalam

praktikum

“Pengentalan dan Penguapan” ini yaitu :
a. Tabung Erlenmeyer, dengan indicator volume
b. Thermometer air raksa
c. Checktemp, termokopel
d. Kompor listrik/gas
e. Timbangan digital
f. Pengaduk
Bahan yang digunakan dalam praktikum “Pengentalan
dan Penguapan” ini yaitu:
a. Gula
b. Air
3.2 Prosedur
Prosedur pengukuran perubahan kenaikan suhu titik didih
dengan penambahan konsentrasi yaitu:
a. Erlenmeyer

disiapkan.

sebanyak

400

ml

kemudian

dipanaskan

Air

murni

dimasukan
diatas

yang

cukup

kedalam
kompor

panas

Erlenmeyer

listrik

sampai

mencapai titik didihnya. Dilakukan pengukuran suhu titik
didih pelarut murni.
b. Sementara itu dilakukan penimbangan berat gula yang
akan dilarutkan
c. Gula dilarutkan dalam Erlenmeyer berisi 400 ml air dengan
konsentrasi 0%, 5%, 10%, 30%, 50%, dan 70%.
d. Setiap kali penambahan garam dukur suhu titik didih
larutan. Usahakan volume larutan konstan, bila perlu

tambahkan air murni untuk mengganti volume air yang
teruapkan.
Prosedur laju penguapan dan laju perpindahan panas yaitu:
a. Erlenmeyer yang berisi larutan dengan konsentrasi 70%
dipanaskan lebih lanjut
b. Termokopel diletakan di dinding Erlenmeyer agar diketahui
perubahan suhunya
c. Setiap tiga menit dilakukan pencatatan suhu larutan, suhu
dinding Erlenmeyer dan volume cairan. Pemanasan dan
pengukuran dilakukan sampai volume larutaan tinggal ½
dari volume awal
d. Tebal Erlenmeyer dan ukuran diameter Erlenmeyer.

BAB IV
HASIL PERCOBAAN
4.1 Percobaan A
No

1
2
3
4
5
6

Berat
Gula
(gram
)
0
3,6

Konsentr
asi
Larutan
Gula (%)
0%
5%

Titik Kenaikan
Didih Titik Didih
(°C)
dari Pelarut
Murni (°C)
93
0
92,8 0,2

Molalit
as

∆Tb
(K)

Tc (K)

0
0,0
2
7,2
10%
92
1
0,1
0,0
5
21,6
30%
92
1
0,3
0,1
5
36
50%
92
1
0,5
0,2
5
50,4
70%
91
2
0,7
0,3
6
Tabel 1. Perubahan Kenaikan Suhu Titik Didih dengan

366
366,0
2
366,0
5
366,1
5
366,2
5
366,3
6

0
0,05

Penambahan Konsentrasi
Perhitungan:
1. Menghitung Gula Pasir yang Ditambahkan (gram)
Gram Terlarut=

400 mL
. c . Mr gula ........(3)
1000 mL

Konsentrasi 0%
Gram Terlarut=

400 mL
. 0 . 180 gram=0 gram
1000 mL

Konsentrasi 5%
Gram Terlarut=

400 mL
. 0,05 . 180 gram=3,6 gram
1000 mL

Konsentrasi 10%
Gram Terlarut=

400 mL
. 0,1 . 180 gram=7,2 gram
1000 mL

Konsentrasi 30%
Gram Terlarut=

400 mL
. 0,3 . 180 gram=21,6 gram
1000 mL

Konsentrasi 50%

Gram Terlarut=

400 mL
. 0,5 . 180 gram=36 gram
1000 mL

Konsentrasi 70%
Gram Terlarut=

400 mL
. 0,7 . 180 gram=50,4 gram
1000 mL

2. Menghitung Molalitas Larutan (mol)
m=

gramterlaut
1000
Mr gula . gram pelarut .........(4)
Konsentrasi 0%
m=

0 1000
.
=0 mol
180 400

Konsentrasi 5%
m=

3,6 1000
.
=0,05 mol
180 400

Konsentrasi 10%
m=

7,2 1000
.
=0,1 mol
180 400

Konsentrasi 30%
m=

21,6 1000
.
=0,3 mol
180 400

Konsentrasi 50%
m=

36 1000
.
=0,5 mol
180 400

Konsentrasi 70%
m=

50,4 1000
.
=0,7 mol
180 400

3. Mengitung ∆Tb setiap Konentrasi Larutan
R g . ( T AO )2 . M A . m
.........(5)
∆ T b=
H u .1000
Konsentrasi 0%
∆ T b=

J
8,314 mol . K . ( 366 K )2 . 18. 0 mol
J
4,0624.10 4 mol .1000

Konsentrasi 5%

=0 K

∆ T b=

J
8,314 mol . K . ( 366 K )2 . 18. 0,05 mol
J
4,0624.10 4 mol .1000

=0,02 K

Konsentrasi 10%
∆ T b=

J
8,314 mol . K . ( 366 K )2 . 18. 0,1 mol
J
4,0624.104 mol .1000

=0,05 K

Konsentrasi 30%
∆ T b=

J
8,314 mol . K . ( 366 K )2 . 18. 0,3 mol
J
4,0624.10 mol .1000
4

=0,15 K

Konsentrasi 50%
∆ T b=

J
2
8,314 mol . K . ( 366 K ) . 18. 0,5 mol
J
4,0624.10 4 mol .1000

=0,25 K

Konsentrasi 70%
∆ T b=

J
8,314 mol . K . ( 366 K )2 . 18. 0,7 mol
J
4,0624.10 4 mol .1000

4. Tc Perhitungan

T c =T AO + ∆ T b ..............( 6)
Konsentrasi 0%

T c =366 K +0 K=366 K
Konsentrasi 5%

T c =366 K +0,02 K=366,02 K
Konsentrasi 10%

T c =366 K +0,05 K=366,05 K
Konsentrasi 30%

T c =366 K +0,15 K=366,15 K
Konsentrasi 50%

T c =366 K +0,25 K=366,25 K
Konsentrasi 70%

=0,37 K

T c =371 K + 0,37 K=366,37 K
80%
70%

Konsentrasi

60%

f(x) = − 0.35 x + 127.11
R² = 0.79

50%
40%
30%
20%
10%
0%
363.5

364

364.5

365

365.5

366

366.5

Tc

Grafk 1. Hubungan Konsentrasi (%) dengan Titik Didih Hasil
Percobaan (Kelvin)
80%
70%
Konsentrasi

60%

f(x) = 1.95 x − 711.97
R² = 1

50%
40%
30%
20%
10%
0%
365.9

366

366.1

366.2

366.3

366.4

Tc

Grafk 2. Hubungan Konsentrasi (%) dengan Titik Didih Hasil
Perhitungan
(Kelvin)

N

Wakt

Konsenta

Suhu

Perubahan

Volume

o

u

rsi

Titik

Massa

(mL)

(Meni

Larutan

Didih

(Gram)

(0C)
91,5
92
92
92
92
92

0
0
5
15
30
10

t)
Gula (%)
1 0
93,3
2 3
93,3
3 6
94
4 9
100
5 12
112
6 15
116,4
Percobaan B

4.2

300
300
295
280
250
240

Tabel 2. Hasil Percobaan Laju Penguapan dan Perpindahan Panas
1. Menghitung Konsentrasi Larutan
C=

Berat Gula ×1000 ml
Volume Larutan × Mr Gula ..............(7)

0 menit
C=

50,4 gr ×1000 ml
=0,933
300 mL ×180 gr

3 menit
C=

50,4 gr ×1000 ml
=0,933
300 mL ×180 gr

6 menit
C=

50,4 gr ×1000 ml
=0,94
295 mL ×180 gr

9 menit
C=

50,4 gr ×1000 ml
=1
280 mL ×180 gr

12 menit
C=

50,4 gr ×1000 ml
=1,12
250 mL ×180 gr

15 menit
C=

50,4 gr ×1000 ml
=1,164
240 mL ×180 gr

Perubahan Volume

350
300 f(x) = − 4.43 x + 310.71
R² = 0.89
250
200
150
100
50
0
0

2

4

6

8

10

12

14

16

14

16

Waktu (menit)

Grafk 3. Laju Penguapan
35

Perubahan Massa

30
25
20
15

f(x) = 1.43 x − 0.71
R² = 0.49

10
5
0
0

2

4

6

8

10

12

Waktu (menit)

Grafk 4. Laju Pindah Panas
2. Menghitung Laju Penguapan pada Larutan (Qu)

Qu

= Hu . b.......(8)

Qu

= 2257 kJ/menit x 1,42

Qu

= 3204,94 kJ/menit

3. Menghitung Laju Perpindahan Panas
Qc = m . Cp . b........(9)
Qc

= 50,4 x 10-3 kg x 4,180 kJ/kg K . 0,024 K/min

Qc

= 0,03 kJ/menit

4. Menghitung Laju Panas Keseluruhan
Qv = Qu + Qc........(10)
Qv

= 3204,97 kJ/menit + 0,03 kJ/menit

Qv

= 3204,97 kJ/menit

BAB V
PEMBAHASAN
Praktikum yang telah praktikan lakukan pada minggu kemarin adalah
mengenai pengukuran pengentalan dan penguapan pada bahan dasar gula. Pada
awalnya, pelarut berupa air 400 mL dididihkan kemudian ditambahkan gula
dengan konsentrasi 0%, 5%, 10, 30%, 50% dan 70%.
Pengukuran suhu dilakukan menggunakan termometer yang tersedia pada
alat yang sebelumnya disusun. Kemudian konsentrasi gula ditambahkan dengan
bertahap dimulai dari 0 % hingga 70 % dan pada setiap pengukuran diukur setiap
titik didihnya. Menurut teori yang telah praktikan dapatkan pada saat praktikum,
titik didih dengan konsentrasi dan kekentalan yang tinggi akan semakin
meningkat. Hal ini dapat dilihat dari beberapa percobaan yang telah dilakukan
oleh para ahli dan titik didih hasil perhitungan.
Dengan meningkatnya konsentrasi pada larutan, maka proses pindah panas
akan terkendala oleh konsentrasi larutan. Sehingga otomatis akan menambah titik
didih dari cairan yang diukur. Akan tetapi, pada praktikum yang praktikan
lakukan pada hasil praktikum, titik didih yang praktikan dapatkan malah
berkurang terhadap waktu. Hal ini terjadi karena beberapa hal, diantaranya adalah
kesalahan dalam praktikum maupun karena faktor-faktor dari bahan yang dihitung
kekentalannya. Praktikan menyimpulkan bahwa penurunan titik didih yang terjadi
disebabkan karena terjadinya kesalahan dalam perhitungan.
Percobaan berikutnya adalah pengukuran penguapan dan penambahan laju
konsentrasi yang dihitung dalam interval waktu tiga menit. Pada percobaan
pengukuran penguapan larutan gula, volume larutan semakin berkurang terhadap
waktu. Hal ini dapat dimaklumi karena kondisi larutan yang terus dipanaskan
menyebabkan larutan menguap akibat melebihi titik didihnya. Dengan adanya
penguapan yang terjadi maka larutan tetap menyesuaikan suhu dengan atmosfer
sesuai dengan nilai titik didihnya.
Dari kedua grafik yang praktikan dapatkan, volume larutan mengalami
penurunan terhadap waktu. Cairan didalam tabung akan berkurang karena
menguap. Sementara pada grafik pindah panas, konsentrasi terus bertambah sesuai

dengan pertambahan waktu. Hal ini terjadi karena air sebagai pelarut terus
berkurang akibat penguapan sehingga konsentrasi gula bertambah akibat
berkurangnya konsentrasi pelarut air. Praktikan menemukan nilai konsentrasi
melebihi 100 %. Ini menunjukkan bahwa kadar gula dalam cairan melebihi kadar
air.
Tentunya pada praktikum yang telah praktikan lakukan minggu kemarin
terdapat beberapa kendala dan kesalahan dari praktikan maupun kesalahan non
teknis lainnya. Hal ini dapat terlihat dari grafik pertambahan konsentrasi terhadap
Tc percobaan yang menurun. Sementara berdasarkan literatur yang telah praktikan
dapatkan harusnya titik didihnya naik. Ini dapat terjadi karena kesalahan
praktikum maupun kesalahan dari ketelitian alat.

BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum, praktikan dapat menyimpulkan :
1) Titik didih akan bertambah jika konsentrasi dan kekentalan larutan
bertambah.
2) Konsentrasi larutan akan terus bertambah jika terus dilakukan pemanasan
karena konsentrasi pelarut menguap sehingga menyebabkan kadar gula
bertambah.
3) pada grafik antara titik didih percobaan dengan konsentrasi, praktikan
menemukan titik didih berkurang jika konsentrasi larutan bertambah
sementara pada grafik titik didih perhitungan dengan konsentrasi, titik
didih bertambah jika konsentrasi larutan bertambah.
4) Pada proses penguapan, perhitungan konsentrasi larutan gula melebihi 100
% membuktikan bahwa larutan gula yang ada pada larutan melebihi
larutan pelarut air.
6.2 Saran
Agar praktikum yang dilaksanakan dapat berjalan dengan baik, maka perlu
memperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1) Mahasiswa harus memahami terlebih dahulu materi yang akan di
praktikumkan.
2) Alat dan bahan yang digunakan harus dalam keadaan baik dan lengkap
agar tidak salah dalam perhitungan.
3) Praktikan harus teliti dalam pembacaan agar data yang dihasilkan sesuai.

DAFTAR PUSTAKA
Charm, S.E. 1971. Fundamentals of
Company.Westport.Connecticut.

Food Engineering. AVI Publishing

Toledo T,Romeo. 1979.Fundamentals of Food Process Engineering. AVI Publishing
Company.Westport, Connecticut.
R., Dadi Ir. M.Sc., dkk. 2014. Penuntun Praktikum M.K. Satuan Operasi Industri.
FTIP UNPAD. Jatinangor.

LAMPIRAN

Gambar 1. Termometer

Gambar 2. Modul Praktikum