VOLUME, DENSITAS BAHAN PADAT DAN CAIR SERTA POROSITAS

VOLUME dan KERAPATAN MASSA (DENSITAS) Penting dalam : Evaluasi kemasakan buah Evaluasi produk (kacang-kacangan) densitas  kemasakan  Dll Masalah dalam penentuan : Bentuk yang tidak menentu Ukuran yang relatif kecil (padi dan biji-bijian) Bahan yang bersifat porous (berongga) makanan ringan dan pellet makanan ternak – POROSITAS Pengukuran volume dengan prinsip perpindahan air.

Metode penentuan : Benda padat --- VOLUME Benda cair --- DENSITAS Benda padat Timbangan datar Timbangan spesific gravity Metode piknometer Untuk produk yang berukuran relatif besar (buah dan sayuran)

CARA : Buah ditimbang dengan timbangan di udara. Buah ditekan ke dalam air dengan alat penekan Hasil pembacaan kedua pada timbangan dengan buah dimasukkan dalam air dikurangi berat wadah plus air = berat air yang dipindahkan

Berat air yang dipindahkan (lb) Volume buah (in3) = Densitas air (lb/in3) Berat buah di udara Densitas buah = Volume buah Berat buah di udara x S.G. air Specific gravity = buah (S.G) Berat air yang dipindahkan TIMBANGAN S.G. Untuk benda-benda yang lebih kecil misal : buah ukuran kecil, kacang polong, buncis, jagung Digunakan neraca analisa atau timbangan S.G

Sampel lebih berat daripada air Berat di udara – Berat dalam air Volume = Densitas air Berat di udara S.G. = S.G.L Berat di udara – Berat dalam air S.G.L = Specific gravity air = 1,0 Densitas air = 62,4 Lb/ft 3

Sampel lebih ringan dari pada air Sampel (S) diikat dengan benda lain (B) yang lebih berat dari pada air agar tenggelam Wa SAMPEL S.G. = (Wa – Ww) S + B – (Wa – Ww)B Wa = Berat di udara Ww = Berat dalam air S = Sampel B = Beban = Penambahan dalam pembasah 3 ml ke dalam 500 ml air suling dapat mengurangi kesalahan karena pengaruh tegangan permukaan & pencelupan dalam air =

POROSITAS Persentase ruang kosong dari massa yang tidak teratur seperti makanan ternak, jerami, gabah, biji-bijian. Diperlukan dalam perhitungan aliran udara, aliran panas, dll

Sampel berada dalam tangki 2, klep 2 ditutup, udara dimasukkan tangki 1 Setelah manometer mencapai tekanan tertentu klep 1 ditutup, pada saat itu manometer mencapai keadaan tekanan setimbang  P1  H. Gas P1V1 = MR1T1 P1 = Tekanan absolut V1 = Vol. dalam tangki M = Berat udara (M1 + M2) R1 = Konstante gas (udara) T1 = Suhu absolut Klep 3 ditutup, klep 2 dibuka tekanan P3 dibaca (klep 1 & 3 tutup)

Berat total udara M, dibagi ke dalam M1 untuk mengisi tangki 1 dan M2 untuk mengisi rongga pori-pori V2 dalam tangki 2 R1T1 = R2T2 = RT M = M1 + M2 P1V1 P3V1 P3V2 = + RT RT RT P1 – P3 V2 / V1 = P3 Persentase volume ruang kosong = POROSITAS P1V1 P3V1 P3V2 = + RT RT RT

Persentase volume ruang kosong = POROSITAS P1V1 P3V1 P3V2 = + RT RT RT P3V1 P1V1 P3V2 = – RT RT RT P3V1 P1V1 – P3V2 = RT RT P3V1 = P1V1 – P3V2 P3V2 = P1V1 – P3V1 P3V2 = (P1 – P3) V1 P3V2 = P1 – P3 V1 V2 P3 = P1 – P3 V1 V2 P1 – P3 = V1 P3

Contoh soal porositas : Untuk menentukan porositas biji jagung kering, tangki 2 diisi sampel jagung dengan densitas curah 47 lb/ft3. Tekanan yang terbaca adalah P1 = 15,2 mmHg, P3 = 10,4 mmHg. Hitung porositas biji jagung.

BENDA CAIR Digunakan metode buoyensi atau daya apung adalah cara penentuan densitas didasarkan H. Archimedes : Daya apung bagian atas benda yang tercelup didalam suatu cairan adalah sama besar dengan berat cairan yang dipindahkan – sebagai dasar pengukuran densitas Hidrometri didasarkan pada prinsip benda yang sama akan memindahkan berat yang sama untuk segala macam cairan tempat mengapung V1 D1 = V2 D2 D1 / D2 = V2 / V1 D1 / D2 = H2 / H1 V1 & V2 = Volume yang dipindahkan dari 2 macam cairan oleh benda pengapung yang sama D1 & D2 = Densitas masing-masing cairan H1 & H2 = Kedalaman tercelupnya cairan pengapung (berbentuk silinder terbalik dengan diameter seragam)

HIDROMETER Tabung gelas berlubang yang bagian dasarnya berat & batang atas sempit. Bagian bawah dibebani sebatang logam yang disisipkan dengan berat yang cukup, sehingga seluruh hidrometer dapat tercelup dalam cairan yang ditera sampai suatu kedalaman yang sebagian batang berskala berada di atas permukaan cairan. Berat total hidrometer harus lebih ringan dari cairan yang dipindahkan. Semakin dalam batang hidrometer tercelup, semakin kecil densitas cairan yang ditera. Batang berskala menunjukkan kenaikan densitas dari ujung atas ke bagian bawah. Ketelitian hidrometer sampai 3 desimal. Harus dikoreksi karena adanya penyimpangan dari suhu standar.

LAKTODENSIMETER Untuk menentukan kandungan bahan padat dalam air susu dan pengujian air susu dari pencampuran.

ALKOHOL METER Untuk penentuan % volume alkohol (kons) HIDROMETER BAUME  Baume ringan : untuk cairan yang lebih ringan dari pada air  Baume barat : untuk cairan yang lebih berat dari pada air SAKAROMETER Hidrometer dengan skala balling (% gula) atau skala brix (% gula pada suhu 20C) SALOMETER Untuk penentuan % kejenuhan larutan garam OLEOMETER Untuk minyak sayuran

Densitas air susu Densitas lemak susu 930 kg/m3, air 1000 kg/m3, MSNF (milk solid non fat) 1614 kg/m3. Untuk mengetahui total padatan digunakan rumus : CT = 0,25 D + 1,21 F + 0,66 CT = konsentrasi total padatan (b/b) D = 1000 (SG – 1) SG = spesific gravity F = lemak

Contoh soal : Diketahui air susu pada suhu 26C Kandungan lemaknya 3,5 %, SG 1,032. Hitung konsentrasi total padatan air susu. Jawaban soal-soal dikumpulkan 28 Oktober 2015 saat kuliah Pengetahuan Bahan.