catatan kuliah

Infiltrasi

2011-09-30T15:03:00.001-07:00

Infiltrasi ialah air hujan atau air irigasi yang melalui permukaan tanah dan membasahi bagian tanah yang trlatif kering merupakan salah satu proses alamiah dasar. Habitat tanaman darat mencakup zona tanah basah yang bersiklus atau tetap (Marshall and Holmes, 1988).

Menurut Asdak, 2002, infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Dengan kata lain, infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat dari gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gaya gravitasi (gerakan air ke arah vertikal). Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh, kelebihan air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi.

Secara ringkas, proses terjadinya infiltrasi melibatkan tiga proses yang tidak saling berkaitan (Asdak, 1995):

1. Proses masuknya air hujan melalui pori

2. Tertampungnya air hujan tersebut dalam tanah

3. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping dan atas)

Infiltrasi beragam secara terbalik denga lengas tanah. Hal ini terjadi dalam tiga cara yaitu: kandungan air yang meningkat mengisi pori dan mengurung kapasitas tanah untuk infiltrasi air selanjutnya, bila hujan membasahi suatu permukaan tanah yang kering, gaya kapiler yang kuat diciptakan yang cenderung untuk menarik air kedalam tanah dengan laju yang jenuh lebih tinggi dibandingkan laju yang dihasilkan dari gaya grafitasi saja, meningkatkan air tanah yang menyebabkan pengembangan koloid dan mengurangi ruang pori (Subagyo, 1990).

Laju maksimal gerakan air masuk ke dalam tanah dinamakan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi terjadi ketika internsitas hujan melebihi kemampuan tanah dalam menyerap kelembaban tanah. Sebaliknya, apabila intensitas hujan lebih kecil daripada kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan laju curah hujan. Laju infiltrasi umumnya dinyatakan dalam satuan yang sama dengan satuan intensitas curah hujan, yaitu milimeter per jam (mm/jam).

Ketika air hujan jatuh di atas permukaan tanah, tergantung pada kondisi biofisik permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir masuk ke dalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Proses mengalirnya air hujan ke dalam tanah disebabkan oleh tarikan gaya gravitasi dan gaya kapiler tanah. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya garavitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Dibawah pengaruh gaya gravitasi, air hujan mengalir vertikal ke dalam tanah melalui profil tanah.

Pada sisi yang lain, gaya kapiler bersifat mengalirkan air tersebut tegak lurus ke atas, ke bawah dan ke arah horisontal (lateral). Gaya kapiler tanah ini bekerja nyata pada tanah dengan pori-pori yang relatif kecil. Pada tanah dengan pori-pori besar, gaya ini dapat diabaikan pengaruhnya dan air mengalir ke tanah yang lebih dalam oleh pengaruh gaya gravitasi. Dalam perjalanannya tersebut, air juga mengalami penyebaran ke arah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah tanah dengan pori-pori yang lebih sempit dan tanah lebih kering.

Ada tiga cara untuk menentukan besarnya infiltrasi (Knapp, 1978), yakni:

a. Menetukan beda volume air hujan buatan dengan volume air larian pada percobaan laboratorium menggunakan simulasi hujan buatan.

b. Menggunakan alat infiltrometer.

Teknik pemisahan hidrograf aliran dari data aliran air hujan.

DME (desa mandiri energi)

2011-07-13T10:27:00.001-07:00

Salah satu kebijakan pemerintah dalam pemenuhan energi nasional adalah dengan di buatnya Peraturan Pemerintah Nomor 5 tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional dan Intruksi Presiden Nomor 1 tahun 2006 tentang Percepatan Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai BAhan Bakar Lain, yang kemudian ditindaklanjuti dengan upaya pengurangan kemiskinan dan pengangguran melalui Keputusan Presiden Nomor 10 tahun 2006 tentang pembentukan Tim Nasional (Tim Nas) Bahan Bakar Nabati (BBN).

Salah satu jalur percepatan itu antara lain adalah melalui pengembangan Desa Mandiri Energi (DME) sebagaimana yang dicantumkan Tim Nas dalam blue print Pengembangan BBN untuk Percepatan Pengurangan Kemiskinan Dan Penggangguran.

Yang dimaksud dengan Desa Mandiri Energi adalah desa yang masyarakatnya memiliki kemampuan memenuhilebih dari 60% kebutuhan listrik dan bahan bakar dari energi terbarukan yang dihasilkan melalui pendayagunaan potensi sumber daya setempat.

DME diluncurkan pada tahun 2007 guna meningkatkan ketahanan energy di pedesaan dengan menggunakan energy setempat baik dalam bentuk bahan bakar nabati (BBN) maupun non bahan bakar nabati (non-BBN) untuk memenuhi kebutuhan energy rumah tangga maupun kegiatan produktif (Sadirsan, E.S., 2009).

Masih menurut Erwin S. Sadirsan, 2009, tujuan pengembangan Program Pengembangan Energi di Kota Terpadu Mandiri dan Desa Mandiri Energi di kawasan Transmigrasi melalui Pemanfaatan Energi Terbarukan adalah: menyediakan energy listrik dalam rangka peningkatan taraf hidup masyarakat, mengarahkan kemandirian masyarakat dalam penyediaan energi (DME); dan mengurangi pemakaian BBM melalui peningkatan pemanfaatan energy setampat.

Adapun tujuan program DME secara umum adalah mengurangi ketergantungan pemakaian bahan bakar dari sumber energy fosil, menjadi baru yang terbarukan serta ramah lingkungan, otonomi daerah, peningkatan sumber kerja (menciptakan lapangan kerja dan mengurangi kemiskinan).

Pengembangan DME juga merupakan perwujudan dari pembangunan ekonomi pemerintah saat ini, meliputi pembangunan ekonomi yang pro growth, pro job, dan pro poor yang dikenal dengan SBYnomics.

Oleh: Wahyu Widodo

Dafpus:

Sadirsan, E.S. 2009. Peluang dan Tantangan Pengembangan Desa Mandiri Energi Di Indonesia. Makalah disampaikan dalam Seminar Nasional IMATETANI, Purwokerto. 19 Desember 2009.

LDR, fotoresistor

2011-05-22T05:27:00.000-07:00

sedikit saya akan berbagi tentang resistor cahaya, foto resistor, atau LDR
Salah satu jenis sensor cahaya adalah LDR (Light Dependent Resistor). Terbuat dari semikonduktor beresistansi tinggi yang tidak dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.
dengan kata lain, Resistor jenis lainnya adalah Light dependent resistor (LDR). Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

contoh energi alternatif

2011-05-22T05:10:00.000-07:00

Seiring berkembangnya teknologi, akan sangat berdampak pada pemakaian energi. Akan tetapi, karena pemakaian energi sebagian besar berasal dari fosil, maka kedepan kebutuhan akan energi akan terancam. Sebagai sumber energi yang tidak dapat diperbaharui, pemakaian bahan bakar (sumber energi) harus mulai dikendalikan.

Pengendalian pemakaian energi bukan dengan mengurangi aktifitas yang memakai energy, tetapi dengan mengurangi energy yang terbuang sia-sia dengan menggunakannya secara efisien.

Dengan semakin kurangnya energy dari fosil, muncullah alternative-alternatif untuk mencari pengganti energy fosil. Yang dinamakan energy alternative atau energy terbarukan.

Berikut ini ada beberapa macam energy alternative.

Energi Surya Di Rumah : Pernahkah anda membayangkan tidak perlu membayar tagihan listrik? Tapi dengan penggunaan energi surya di rumah ini semua bayangan anda akan menjadi kenyataan.
Cara kerja energi surya ini menggunakan sel surya untuk mengubah cahaya matahari menjadi listrik, sementara panel surya pemanas air menggunakan kolektor surya untuk memanaskan air. Energi ini memang termasuk energi yang bersih dan terbarukan namun untuk investasi awal pembangunan instalasinya cukup besar yaitu biasanya US$ 25.000 hingga US$ 30.000 untuk sistem listrik tenaga surya dan $ 10.000 untuk sebuah sistem pemanas air matahari.

Energi Nuklir : Tenaga nuklir adalah jenis energi baru dan terbarukan yang bisa menghasilkan energi listrik yang aman. Saat ini, di Amerika Serikat telah beroperasi sekitar 100 unit pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), yang memasok sekitar seperlima dari pasokan energi di negeri Paman Sam itu. Tenaga nuklir dapat menghasilkan sejumlah besar energi tanpa ada polusi selama pengoperasiannya, tetapi kekurangannya limbah radio aktif yang dihasilkan tetap berbahaya.

Energi Surya Pertanian : Ada dua jalan energi surya pertanian bekerja, dimana instalasi solar thermal memfokuskan sinar matahari dengan memantulkan pada cermin, air panas, dan uap yang menggerakan turbin untuk menghasilkan listrik, sedangkan sel surya lansung mengubah sinar matahari menjadi listrik. Jenis energi ini bersih, terbarukan dan memiliki potensi yang besar. Tetapi matahari tidak selalu keluar, terutama jika mendung dan malam hari dengan demikian instalasi ini tidak dapat bekerja. Untuk membangun instalasi energi surya pertanian ini memerlukan biaya ratusan juta dollar.

Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTA) Pertanian :
Amerika Serikat (AS) sekarang menjadi pengembang pembangkit listrik angin terbesar di dunia, dengan produksi energi listrik sekitar 18.000 megawatt (MW), cukup untuk memasok rata-rata 5,4 juta rumah di negeri paman sam tersebut. Pada 2030, Departemen Energi AS memprediksi seperlima dari kekuatan nasional berasal dari energi angin. Negara-negara selain Amerika, kekuatan ekonominya ditopan dari energi angin hal itu terlihat pada pendapatan perkapitanya.

Denmark, misalnya, sudah mendapat 20 persen dari energi dari angin. Angin merupakan sumber energi bersih dan tidak akanhabis. Namun perhatian utama tentang PLTA dilahan pertanian adalah dapat rusak karena diterjang oleh burung dan kelelawar yang berterbangan terbang ke dalamnya.

Energi Panas Bumi :
Saat ini, sekitar 8000 MW tenaga listrik di seluruh dunia dihasilkan dari panas bumi, termasuk sekitar 2.800 megawatt di Amerika Serikat, atau kurang dari satu setengah dari satu persen dari produksi listrik negara. Energi panas bumi bersih, berlimpah, dan tersedia sepanjangn waktu, tetapi kelemahannya untuk mengoptimalkan pemanfaatan panas bumi membutuhkan investasi yang besar.

Daya dari gelombang air mengalir :
Hydrokinetic perangkat seperti kincir angin dibawah air. Mengalir air dari sungai-sungai, arus laut, pasang surut sungai dan saluran air buatan seperti kanal dapat menggerakan turbin untuk menghasilkan listrik. Hydrokinetic ini sumber daya yang terbarukan dan tidak melepaskan polusi udara atau gas rumah kaca,

Mobil Listrik :
Mobil yang menggunakan energi listrik empat kali lebih efisien dibandingkan dengan menggunakan Bahan Bakar Minyak (BBM), selain itu juga dua kali lebih efisien sebagai kendaraan hibrid. Dengan menggunakan energi listrik kendaraan tidak akan menghasilkan gas buang yang menimbulkan polusi dan juga lebih murah.

Kendaraan Hidrogen :
Sel bahan bakar hidrogen bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan sebuah arus listrik untuk menggerakan mesin. Dengan menggunakan hidrogen ini lebih efisien dua kali lipat dibandingkan denngan menggunakan bahan bakar minyak (BBM) fosil dan emisi gas buang yang dihasilkan cuma air saja.

Energi Angin di Rumah :
Dibandingkan dengan energi angin di pertanian, sistem pembangkit tenaga listrik angin berskala kecil di rumah lebih baik karena hanya membutuhkan turbin yang relatif kecil. Sebuah pembangkit energi angin di rumah hanya berkapasitas sekitar 1 sampai 10 kilowatt (kw), dengan diameter 10-25 diameter kaki (3-8 meter), rotor dipasang dimenara 80 kaki,ini berdasarkan dari keterangan Asosiasi Energi Angin Amerika (AWEA). Ukuran turbin kecil hanya 400 watt dengan 46 inci , dapat membantu tenaga air pompa atau menjalankan lampu dan peralatan.

Konversi energi panas laut (OTEC/Ocean Thermal Energi Conversion):
OTEC bergantung pada fakta bahwa air dekat permukaan dipanaskan oleh sinar matahari, saat air laut jauh di kegelapan lebih dingin banyak. Instalasi OTEC menggunakan air permukaan yang hangat untuk memanaskan amonia atau cairan lain yang mendidih pada suhu rendah. Gas yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan listrik, gas tersebut kemudian didinginkan dengan air dingin dipompa dari kedalaman laut dan cairan yang dihasilkan daur ulang untuk membantu membangkitkan tenaga listrik. Namun untuk mengembangkan energi ini juga diperlukan biaya yang tidak sedikit.

Traspirasi, definisi, laju, faktor

2011-05-01T23:48:00.000-07:00

Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap dari jaringan tumbuhan melalui stomata (Lakitan, 1993). Kemungkinan kehilangan air dari jaringan lain dapat saja terjadi, tetapi porsi kehilangan tersebut sangat kecil dibandingkan dengan yang hilang melalui stomata. Oleh sebab itu, dalam perhitungan besarnya jumlah air yang hilang dari jaringan tanaman umumnya difokuskan pada air yang hilang melalui stomata (Loveless,1991).
Transpirasi dalam tanaman atau terlepasnya air melalui stomata dapat melalui kutikula walaupun hanya 5-10% dari jumlah air yang ditranspirasikan di daerah beriklim sedang. Air sebagian besar menguap melalui stomata,sehingga jumlah dan bentuk stomata sangat mempengaruhi laju transpirasi (Tjitrosomo, 1985).
Dwidjoseputro (1989), menyatakan bahwa transpirasi mempunyai arti penting bagi tanaman. Transpirasi pada dasarnya suatu penguapan air yang membawa garam-garam mineral dari dalam tanah. Transpirasi jiga bermanfaat di dalam hubungan penggunaan sinar matahari, kenaikan temperatur yang diterima tanaman digunakan untuk penguapan air.
Transpirasi dibedakan menjadi tiga macam berdasarkan tempatnya, yaitu transpirasi kutikula, transpirasi lentikuler, transpirasi stomata. Hampir 97% air dari tanaman hilang melalui transpirasi stomata. (Heddy,1990).
Proses transpirasi pada dasarnya sama dengan proses fisika yang terlibat dalam penguapan air dari permukaan bebas. Dinding mesofil basah yang dibatasi dengan ruang antar sel daun merupakan permukaan penguapan. Konsentrasi uap air dalam ruang antar sel biasanya lebih besar daripada udara luar. Manakala stomata terbuka, lebih banyak molekul air yang akan keluar dari daun melalui stomata dibandingkan dngan jumlah yang masuk per satuan waktu, dengan demikian tumbuhan tersebut akan kehilangan air.
Kegiatan transpirasi dipengaruhi banyak faktor, baik faktor dalam maupun luar. Faktor dalam antara lain besar kecilnya daun, tebal tipisnya daun, berlapis lilin atau tidaknya permukaan daun, banyak sedikitnya bulu pada permukaan daun, banyak sedikitnya stomata, bentuk dan letak stomata (Salisbury&Ross.1992) dan faktor luar antara lain:
1. Kelembaban
Bila daun mempunyai kandungan air yang cukup dan stomata terbuka, maka laju transpirasi bergantung pada selisih antara konsentrasi molekul uap air di dalam rongga antar sel di daun dengan konsentrasi mulekul uap air di udara.
2. Suhu
Kenaikan suhu dari 180 sampai 200 F cenderung untuk meningkatkan penguapan air sebesar dua kali. Dalam hal ini akan sangat mempengaruhi tekanan turgor daun dan secara otomatis mempengaruhi pembukaan stomata.
3. Cahaya
Cahaya memepengaruhi laju transpirasi melalui dua cara pertama cahaya akan mempengaruhi suhu daun sehingga dapat mempengaruhi aktifitas transpirasi dan yang kedua dapat mempengaruhi transpirasi melalui pengaruhnya terhadap buka-tutupnya stomata.
4. Angin
Angin mempunyai pengaruh ganda yang cenderung saling bertentangan terhadap laju transpirasi. Angin menyapu uap air hasil transpirasi sehingga angin menurunkan kelembanan udara diatas stomata, sehingga meningkatkan kehilangan neto air. Namun jika angin menyapu daun, maka akan mempengaruhi suhu daun. Suhu daun akan menurun dan hal ini dapat menurunkan tingkat transpirasi.
5. Kandungan air tanah
Laju transpirasi dapat dipengaruhi oleh kandungan air tanah dan alju absorbsi air di akar. Pada siang hari biasanya air ditranspirasikan lebih cepat dari pada penyerapan dari tanah. Hal tersebut menyebabkan devisit air dalam daun sehingga terjadi penyerapan yang besar, pada malam hari terjadi sebaliknya. Jika kandungan air tanah menurun sebagai akibat penyerapan oleh akar, gerakan air melalui tanah ke dalam akar menjadi lambat. Hal ini cenderung untuk meningkatkan defisit air pada daun dan menurunkan laju transpirasi lebih lanjut (Loveless,1991).
Analisis gravimetri adalah proses isolasi dan pengukuran berat suatu unsur atau senyawa tertentu. Bagian terbesar dari penentuan senyawa gravimetri meliputi transformasi unsur atau radikal senyawa murni stabil yang dapat segera diubah menjadi bentuk yang dapat ditimbang dengan teliti. Berat unsur dapat dihitung berdasarkan rumus senyawa dan berat atom unsur – unsur atau senyawa yang dikandung dilakukan dengan berbagai cara, seperti : metode pengendapan; metode penguapan; metode elektroanalisis; atau berbagai macam cara lainya. Pada prakteknya 2 metode pertama adalah yang terpenting, metode gravimetri memakan waktu yang cukup lama, adanya pengotor pada konstituen dapat diuji dan bila perlu faktor – faktor pengoreksi dapat digunakan (Khopkar,1999).

(Pengertian) Motor Bakar, COMBUSTION ENGINE

2011-04-03T23:13:00.000-07:00

Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan energi termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada masin itu sendiri. ( Frans J.Daywin,1991 hal - 25).

Ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibedakan menjadi dua yaitu motor pembakaran luar (external combustion engine) dan motor pembakaran dalam (internal combustion engine). Berdasarkan atas bahan bakar yang di pakai motor bakar internal terbagi menjadi tiga antara lain :
1. Motor bensin, apabila menggunakan bahan bakar bensin atau premium
2. Motor diesel, apabila menggunakan bahan bakar solar
3. Motor kerosine, apabila menggunakan bahan bakar minyak tanah. (Mulyoto Hardjosentono, 1978 hal - 42)

macam-macam irigasi

2011-03-31T08:54:00.000-07:00

Ketersediaan sumber air irigasi sangat penting. Salah satu upaya mencari potensi sumber air irigasi adalah dengan melakukan deteksi air bawah permukaan (groundwater) melalui pemetaan karakteristik air bawah tanah. Cara ini dapat memberikan informasi mengenai sebaran, volume dan kedalaman sumber air untuk mengembangkan irigasi suplemen.

Keberhasilan peningkatan produksi tanaman hortikultura di Indonesia tidak terlepas dari peran irigasi yang merupakan salah satu faktor produksi penting. Usaha untuk mencapai target produksi di satu sisi, dan teknologi tepat dan murah di sisi lain telah mendorong penggunaan air secara berlebihan tanpa mempertimbangkan efisiensi penggunaan sumber daya yang tersedia
Teknologi dibidang irigasi merupakan salah satu faktor penentu dalam upaya meningkatkan produksi pertanian, khususnya pada pertanian lahan kering. Oleh karena itu, sejalan dengan perkembangan dan kemajuan di bidang irigasi, maka teknologi irigasi yang umum dilakukan oleh petani perlu disempurnakan berdasarkan penelitian dan pengkajian yang terbaru.
Salah satu rahasia membuat tanaman subur dan sehat adalah dengan cara mengalirkan air yang sering sampai ke dalam akar.

berikutini beberapa macam irigasi:
- irigasi tetes
- irigasi sprinkeler
- irigasi kendi , dll

Irigasi curah, irigasi sprinkler

2011-03-22T03:25:00.000-07:00

Pada metoda irigasi curah, air irigasi diberikan dengan cara menyemprotkan air ke udara dan menjatuhkannya di sekitar tanaman seperti hujan. Penyemprotan dibuat dengan mengalirkan air bertekanan melalui orifice kecil atau nozzle. Tekanan biasanya didapatkan dengan pemompaan. Untuk mendapatkan penyebaran air yang seragam diperlukan pemilihan ukuran nozzle, tekanan operasional, spasing sprinkler dan laju infiltrasi tanah yang sesuai.

Berbagai tipe sistem irigasi sprinkler telah dikembangkan sebagai respon terhadap kondisi tenaga kerja, kondisi topografi, kebutuhan pemberian air secara khusus, dan ketersediaan sumberdaya air lahan.
Sistim sprinkler yang paling awal dirancang adalah sprinkler putar kecil yang beroperasi simultan, mulai populer tahun 1930-an dan masih digunakan sampai sekarang. Sprinkler jenis ini bekerja dengan tekanan rendah sampai medium (2 ~ 4 bar) dan mampu mengairi suatu areal lahan lebar 9 ~ 24 m dan panjang sampai 300 m untuk setiap settingnya (0,3 ~ 0,7 ha). Laju aplikasi bervariasi dari 5 ~ 35 mm/jam.
Pada sistim sprinkler terdapat 3 tipe utama yakni (a) sistim berpindah (portable system), (b) sistim solid atau permanen, dan (c) sistim semi-permanen.

mau yang lebih lengkap, silahkan download di sini !

Irigasi tetes (Drip Irrigation)

2011-03-06T20:13:00.000-08:00

Irigasi tetes (Drip Irrigation)
merupakan salah satu teknologi mutakhir dalam bidang irigasi yang telah berkembang hampir di seluruh dunia. Teknologi ini mula pertama diperkenalkan di Israel, dan kemudian menyebar hampir ke seluruh pelosok penjuru dunia. Pada hakekatnya teknologi ini sangat cocok diterapkan padakondisi lahan kering berpasir, air yang sangat terbatas, iklim yang kering dan komoditas yang diusahakan mempunyai nilai ekonomi yang tinggi (Bucks et al.,1982).

A. Konsep Irigasi Tetes
Tickle irigation disebut jugadrip irigation yang lebih dikenal dengan irigasi tetes. Perbedaan sistem aplikasi dengan irigasi yang lainnya adalah bahwa air diberikan pada suatu titik tertentu dengan jumlah yang sangat terbatas. Pemberian air irigasi pada irigasi tetes diberikan secara langsung di sekitar daerah perakaran, dengan pola pembasahan tanah sangat terbatas pada luasan dan kedalaman tanah.
Perbedaan utama antara sistem irigasi tetes dengan sistem irigasi yang lain adalah bahwa kesetimbangan antara Etc dan pemberian air dipertahankan berkisar antara 24 sampai 72 jam. Pengoperasian sistaem irigasi dalam waktu yang singkat terutama berkaitan dengan pemberian air yang disesuaikan dengan kebutuhan tanaman untuk pengukuran status lengas tanah. Untuk memonitor status lengas tanah dapat digunakan tensiometer yang dipasang pada berbagai kedalaman.
B. Keuntungan
Sebagaimana sistem irigasi yang lain, irigasi tetes ini juga memiliki kelemahan dan kelebihan. Keunggulan utama dari sistem irigasi tetes adalah air yang diberikan mendekati kesetimbangan dengan kebutuhan air tanaman, meminimumkan air larian, dan perkolasi. Luas pembasahan yang sempit dapat meminimumkan pertumbuhan gulma dan menghemat air. Adanya fakta yang menunjukkan bahwa pada umumnya sistem irigasi tetes menghasilkan rasio hasil terhadap luas yang lebih tinggi demikian juga hasil terhadap volume airnya dari pada sistem irigasi permukaan atau sprinkle.
Ada banyak alasan yang menunjukkan tingkat efisiensi penggunaan yang tinggi dari sistem ini. Satu, kontinynya pemberian air di sekitar daerah perakaran menyebabkan kandungan lengas tanah pada daerah perakaran tinggi. Kekurangan air yang menyebabkan tanaman stress bisa diminimalisir. Dua, terbatasnya permukaan tanah yang terkena air dapat mengurangi pertumbuhan gulma, sehingga kompetisi tanaman inti untuk memperoleh air dan unsur hara rendah.
C. Jaringan Irigasi
Bagian dari sistem irigasi tetes dapat dibagi ke dalam pipa (jaringan) utama (mainlane), pipa sekunder (submine), dan pipa lateral (lateral). Mainlane memiliki pompa, chemical injector untuk pemberian pupuk. Filter utama digunakan untuk menghilangkan larutan penyebab tersumbatnya emitter.
D. Emitters
Emitter adalah alat untuk menyalurkan air dari saluran distribusi ke tanah. Dua bagian utama emitter adalah point source dan line source.
E. Emitter Uniformity
Elemen kunci dari sistem irigasi tetes adalah bahwa terpenuhinya kebutuhan air tanaman dengan debit emitter. Untuk mengetahui terpenuhinya kebutuhan air tanaman secara mudah dapat diketahui dari keseragaman debit. Untuk mengkuatitatifkan keseragaman yaitu dengan kesragaman emisi,
Ue = 100[1.0 – ( )Cv]qavg^q min
Dimana: Ue = keseragaman emisi (%)
N = banyaknya emitter per tanaman
Sistem irigasi tetes cepat dan mudah dirakit. Komponennya utama adalah pipa paralon dengan dua ukuran yang berbeda. Yang berdiameter lebih besar digunakan sebagai pipa utama, sementara yang lebih kecil digunakan sebagai pipa tetes. Pipa utama berfungsi sebagai pembagi air ke setiap pipa tetes. Pipa tetes diberi lubang-lubang untuk meneteskan air ke setiap tanaman dengan jarak sesuai jarak antar tanaman. Untuk mengalirkan air dari sumbernya diperlukan pompa air, juga dilengkapi kran dan saringan air ke pipa utama, tidak lupa pipa konektor untuk sambungan.

mau yang lebih lengkap?? download di sini !!

Kalibrasi

2011-03-02T18:11:00.000-08:00

Kalibrasi adalah suatu upaya untuk mengkondisikan segala alat ukur yang disetarakan dengan standart, yang ditunjukan dengan sertifikasi, hal ini penting untuk ISO sebuah perusahaan.

Pengertian kalibrasi menurut ISO adalah seperangkat operasi dalam kondisi tertentu yang bertujuan untuk menentukan hubungan antara nilai-nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur atau sistem pengukuran atau nilai yang ditunjukkan material ukur dengan nilai measurand yang telah diketahui.
Sedangkan pengertian kalibrasi menurut ISO/IEC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mamputelusur (traceable) ke standar nasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional.
Tujuan kalibrasi adalah untuk mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan/ditelusur sampai ke standar yang lebih tinggi/teliti (standar primer nasional dan / internasional), melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus.

Pengukuran, instrumentasi

2011-03-02T18:08:00.000-08:00

Cara pengukuran merupakan bidang yang sangat luas dipandang dari ilmu pengetahuan dan teknik, meliputi masalah deteksi, pengolahan, pengaturan dan analisa data. Besaran yang diukur atau dicatat oleh suatu instrumen termasuk besaran-besaran fisika, kimia, mekanik, Iistrik, maknit, optik dan akustik. Parameter besaran-besaran tadi merupakan bahan kegiatan yang penting dalam tiap cabang penelitian ilmu dan proses industri yang berhubungan dengan sistem pengaturan proses, instrumentasi proses dan pula reduksi data.

Kemajuan-kemajuan elektronika, fisika dan ilmu bahan telah menghasilkan kemajuan banyak alat pengukur presisi dan canggih yang digunakan dalam berbagai bidang seperti kedirgantaraan, ilmu dan teknologi, kelautan dan industri.
Pengukuran memberikan arti pada kita untuk menjelaskan gejala alarn dalam besaran kuantitatif. Mengukur berarti mendapatkan sesuatu yang dinyatakan dengan bilangan. Informasi yang bersifat kuantitatif dari sebuah pekerjaan penelitian merupakan alat pengukur dan pengatur suatu sifat dengan tepat. Keandalan sebuah pengaturan sangat bergantung pada keandalan pengukuran.
Berbagai macam instrumen telah mulai dikembangkan sejak tahun 1930 karena masuknya elektronika dan fisika terdapat instrumen listrik yang dapat diandalkan untuk pengukuran yang kontinu dan dapat merekam banyak parameter.
Berbagai variabel yang perlu dalam pengukuran telah diperluas, teknik dan metoda lama didasarkan pada gejala fisika dan kimia yang baru diketemukan juga dikembangkan. Dalam empat dekade ini teknik pengukuran telah disempurnakan untuk memenuhi keperluan yang tepat bagi para ahli dan ilmuwan.

METODE ILMIAH

2011-02-25T18:59:00.000-08:00

Metode ilmiah digunakan oleh para ilmuwan sebagai alat untuk menemukan jawaban terhadap pertanyaan. Metode ilmiah adalah suatu proses berpikir untuk mendapatkan cara penyelesaian yang mungkin terhadap suatu masalah. Proses tersebut termasuk dengan mencoba tiap-tiap kemungkinan untuk mendapatkan pemecahan yang terbaik. Tahap-tahap metode ilmiah meliputi :
1. Pengumpulan informasi
2. Identifikasi masalah
3. Perumusan Hipotesis
4. Eksperimen
5. Perumusan kesimpulan

1. Sumber informasi antara lain : pengalaman diri sendiri, sumber-sumber ilmu pengetahuan ataupun data dari penelitian yang berhubungan dengan percobaan-percobaan yang akan dilakukan.
Misalnya kamu menemukan roti ketika akan makan roti yang dibeli ibu kemaren sore. Mungkin saja informasi dari pengalaman pribadi tersebut bisa saja mendorong kamu untuk melakukan sebuah penelitian.
Atau kamu pernah mendengar informasi dari guru bahwa jamur dapat tumbuh pada suhu atau kelembaban tertentu pada pelajaran biologi. Teori ini seharusnya dapat mendorong kamu untuk melakukan penelitian lebih jauh.
2. Penelitian seharusnya sesuatu yang baru. Ia harus menambahkan pengetahuan baru pada bidang penelitian sehingga kita harus menampilkan dengan cara bagaimana karya kita mengeksplorasi bidang/issu/pertanyaan yang sebelumnya tidak pernah dieksplorasi, atau belum dieksplorasi secara detail, dan atau tidak dieksplorasi dengan cara yang diterapkan dalam penelitian yang kita kerjakan. Dengan kata lain, kita perlu memberikan alasan rasional bagi penelitian yang kita kerjakan (yaitu menjelaskan mengapa kita melakukan hal tersebut).
Masalah adalah pertanyaan ilmiah yang akan dicari solusinya. Masalah dapat diungkapkan dalam bentuk pertanyaan-pertanyaan. Masalah pertanyaan didefinisikan dengan mengajukan sebuah pertanyaan yang jawabannya belum diketahui, dan yang dikaji dalam penelitian yang kita kerjakan. Untuk mempermudah dapat pula digunakan pertanyaan yang hanya membutuhkan jawaban ya atau tidak. Misalnya bagaimana lampu mempengaruhi perkembangbiakan jamur roti pada roti tawar.
Hal-hal yang harus kamu perhatikan adalah sebagai berikut : Batasi masalah. Perhatikan bahwa pertanyaanmu sebelumnya adalah mengenai suatu proses kehidupan jamur. Kamu bisa membatasi pertanyaanmu hingga pada satu jenis jamur atau pada beberapa kondisi suhu dengan cara menggunakan beberapa lampu dengan daya berbeda. Pilih masalah yang dapat dipecahkan.
3. Hipotesis adalah suatu ide untuk menyelesaikan suatu masalah. Hipotesis merupakan kunci keberhasilan suatu eksperimen. Hipotesis merupakan salah satu bentuk konkrit dari perumusan masalah. Dengan adanya hipotesis, pelaksanaan penelitian diarahkan untuk membenarkan atau menolak hipotesis. Pada umumnya hipotesis dirumuskan dalam bentuk pernyataan yang menguraikan hubungan sebab-akibat antara variabel bebas dan tak bebas gejala yang diteliti. Hipotesis mempunyai peranan memberikan arah dan tujuan pelaksanaan penelitian, dan memandu ke arah penyelesaiannya secara lebih efisien. Hipotesis yang baik akan menghindarkan penelitian tanpa tujuan, dan pengumpulan data yang tidak relevan. Tidak semua penelitian memerlukan hipotesis.
Hipotesis menghubungkan dua faktor. Sebagai contoh, pada penelitian jamur di atas, dua faktor yang berhubungan adalah adalah lampu dan pertumbuhan jamur. Hipotesis yang mungkin muncul untuk menjawab pertanyaan di atas adalah : saya percaya bahwa jamur tidak memerlukan cahaya untuk berkembang biak.
Dasar-dasar hipotesis yang saya gunakan :
Tumbuh-tumbuhan dengan klorofil memerlukan cahaya untuk hidup. Jamur tidak mempunyai klorofil
Dari informasi yang saya dapat bahwa jamur roti dapat tumbuh pada roti tawar yang diletakan dalam kotak roti yang gelap
Pada mulanya tidak banyak orang berpendapat bahwa penelitian lebih berhubungan dengan pengumpulan fakta-fakta daripada menduga-duga jawaban suatu masalah. Belakangan baru diyakini manfaat hipotesis bagi pelaksanaan penelitian. Hipotesis mengkonkritkan dan memperjelas masalah yang diselediki, karena dalam hipotesis secara tidak langsung ditetapkan lingkup persoalan dan jawabannya. Pada gilirannya hipotesis memberikan arah dan tujuan pelaksanaan penelitian, sehingga terhindarkan adanya penelitian yang tak bertujuan. Dengan hipotesis yang dirumuskan secara baik, proses penelitian lebih terjamin akan berlangsung secara teratur, logis dan sistematis menuju pada tujuan akhir penelitian. Selain dari itu hipotesis, memberikan jalan yang cepat dan efisien ke arah penyelesaian masalah. Tanpa hipotesis, pengumpulan data dan informasi akan dilakukan secara membabi-buta. Hipotesis memberikan batasan data yang diperlukan atau sesuai dengan kebutuhan penelitian.
4. Eksperimen adalah proses pengujian hipotesis. Sesuatu yang mempengaruhi eksperimen disebut variabel. Ada tiga jenis untuk mengidentifikasi eksperimen: variabel bebas, variabel tidak bebas dan variabel pengontrol.
Variabel bebas adalah variabel yang bisa diubah. Variabel tak bebas adalah variabel setelah pengamatan, bisa berubah karena dipengaruhi variabel bebas. Variabel-variabel yang tidak berubah disebut variabel variabel pengontrol. Pada eksperimen perkembangbiakan jamur roti, variabel bebasnya adalah cahaya dan variabel tak bebas adalah perkembang biakan jamur roti. Sedangkan variabel pengontrolnya aalah suhu dan lingkungan.
Untuk mendapatkan hasil yang terbaik lakukan eksperimen lebih dari sekali. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah : Hanya ada satu variabel bebas selama melakukan eksperimen; Ulangi eksperimen lebih dari satu kali untuk menegaskan hasil eksperimen.
5. Kesimpulan adalah intisari dari hasil eksperimen dan pernyataan mengenai hubungan hasil eksperimen dengan hipotesis, termasuk juga alasan-alasan yang menyebabkan hasil eksperimen hasil eksperimen berbeda dengan hipotesis. Jika perlu kesimpulannya dapat diakhiri dengan memberikan masukan-masukan untuk pengujian selanjutnya.
Jika hasil eksperimen tidak mendukung hipotesis : Jangan ubah hipotesis tersebut; Jangan buang hasil eksperimen yang tidak mendukung hipotesis kamu;Berikan alasan-alasan yang mungkin menyebabkan adanya perbedaan antara hipotesis kamu dengan hasil eksperimen; Berikan cara-cara yang dapat digunakan dalam percobaan selanjutnya untuk memperkuyat eksperimen awal kamu.
Jika hasil eksperimen mendukung hipotesis: Sebagai contoh, kamu bisa mengatakan : menurut hipotesis saya, saya yakin bahwa jamur roti tidak memerlukan cahaya untuk berkembang biak. Hasil eksperimen saya mendukung ide tersebut bahwa jamur roti dapat berkembang biak tanpa cahaya. Setelah 21 hari, jamur roti telah tumbuh pada bahan uji, baik bahan yang ditempatkan di tempat gelap dan juga bahan uji, yang diberi cahaya. Kemungkinan temperatur merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi, dimana temperatur dalam kotak tertutup lebih tinggi daripada dalam kotak terbuka. Untuk pengujian selanjutnya, saya akan memilih temperatur sebagai variabel bebas dan menguji pengaruh perubahan temperatur terhadap pertumbuhan jamur roti.

PENGARUH PENDINGINAN DAN PEMBEKUAN TERHADAP BAHAN PANGAN

2011-01-07T07:16:00.000-08:00

Pendinginan (cooling) dan Pembekuan (freezing)
Pertumbuhan bakteri di bawah suhu 100C akan semakin lambat dengan semakin rendahnya suhu. Pada saat air dalam bahan pangan membeku seluruhnya, maka tidak ada lagi pembelahan sel bakteri. Pada sebagian bahan pangan air tidak membeku sampai suhu –9,50C atau di bawahnya karena adanya gula, garam, asam dan senyawa terlarut lain yang dapat menurunkan titik beku air.
Lambatnya pertumbuhan mikroba pada suhu yang lebih rendah ini menjadi dasar dari proses pendinginan dan pembekuan dalam pengawetan pangan. Proses pendinginan dan pembekuan tidak mampu membunuh semua mikroba, sehingga pada saat dicairkan kembali (thawing), sel mikroba yang tahan terhadap suhu rendah akan mulai aktif kembali dan dapat menimbulkan masalah kebusukan pada bahan pangan yang bersangkutan.
Pendinginan
Pendinginan merupakan suatu metode pengawetan yang ringan, pengaruhnya kecil sekali terhadap mutu bahan pangan secara keseluruhan. Oleh sebab itu pendinginan seperti di dalam lemari es sangat cocok untuk memperpanjang kesegaran atau masa simpan sayuran dan buah-buahan. Sayuran dan buah-buahan tropis tidak tahan terhadap suhu rendah dan ketahanan terhadap suhu rendah ini berbeda-beda untuk setiap jenisnya. Sebagai contoh, buah pisang dan tomat tidak boleh disimpan pada suhu lebih rendah dari 130C karena akan mengalami chilling injury yaitu kerusakan karena suhu rendah. Buah pisang yang disimpan pada suhu terlalu rendah kulitnya akan menjadi bernoda hitam atau berubah menjadi coklat, sedangkan buah tomat akan menjadi lunak karena teksturnya rusak.
Pembekuan
Pembekuan adalah proses penurunan suhu bahan pangan sampai bahan pangan membeku, yaitu jika suhu pada bagian dalamnya paling tinggi sekitar –180C, meskipun umumnya produk beku mempunyai suhu lebih rendah dari ini. Pada kondisi suhu beku ini bahan pangan menjadi awet karena mikroba tidak dapat tumbuh dan enzim tidak aktif. Sayuran dan buah-buahan umumnya diblansir dahulu untuk menginaktifkan enzim sebelum dibekukan. Bahan pangan seperti daging dapat disimpan antara 12 sampai 18 bulan, ikan dapat disimpan selama 8 sampai 12 bulan dan buncis dapat disimpan antara 12 sampai 18 bulan.

Pertumbuhan bakteri di bawah suhu 100C akan semakin lambat dengan semakin rendahnya suhu. Pada saat air dalam bahan pangan membeku seluruhnya, maka tidak ada lagi pembelahan sel bakteri. Pada sebagian bahan pangan air tidak membeku sampai suhu –9,50C atau di bawahnya karena adanya gula, garam, asam dan senyawa terlarut lain yang dapat menurunkan titik beku air.
Lambatnya pertumbuhan mikroba pada suhu yang lebih rendah ini menjadi dasar dari proses pendinginan dan pembekuan dalam pengawetan pangan. Proses pendinginan dan pembekuan tidak mampu membunuh semua mikroba, sehingga pada saat dicairkan kembali (thawing), sel mikroba yang tahan terhadap suhu rendah akan mulai aktif kembali dan dapat menimbulkan masalah kebusukan pada bahan pangan yang bersangkutan.

Pendinginan
Pendinginan umumnya merupakan suatu metode pengawetan yang ringan, pengaruhnya kecil sekali terhadap mutu bahan pangan secara keseluruhan. Oleh sebab itu pendinginan seperti di dalam lemari es sangat cocok untuk memperpanjang kesegaran atau masa simpan sayuran dan buah-buahan. Sayuran dan buah-buahan tropis tidak tahan terhadap suhu rendah dan ketahanan terhadap suhu rendah ini berbeda-beda untuk setiap jenisnya. Sebagai contoh, buah pisang dan tomat tidak boleh disimpan pada suhu lebih rendah dari 130C karena akan mengalami chilling injury yaitu kerusakan karena suhu rendah. Buah pisang yang disimpan pada suhu terlalu rendah kulitnya akan menjadi bernoda hitam atau berubah menjadi coklat, sedangkan buah tomat akan menjadi lunak karena teksturnya rusak.

Pembekuan
Pembekuan adalah proses penurunan suhu bahan pangan sampai bahan pangan membeku, yaitu jika suhu pada bagian dalamnya paling tinggi sekitar –180C, meskipun umumnya produk beku mempunyai suhu lebih rendah dari ini. Pada kondisi suhu beku ini bahan pangan menjadi awet karena mikroba tidak dapat tumbuh dan enzim tidak aktif. Sayuran dan buah-buahan umumnya diblansir dahulu untuk menginaktifkan enzim sebelum dibekukan. Bahan pangan seperti daging dapat disimpan antara 12 sampai 18 bulan, ikan dapat disimpan selama 8 sampai 12 bulan dan buncis dapat disimpan antara 12 sampai 18 bulan.

Pengertian Pendinginan atau Pemekuan
Penyimpanan pada suhu rendah dapat menghambat kerusakan makanan, antara lain kerusakan fisiologis, kerusakan enzimatis maupun kerusakan mikrobiologis. Pada pengawetan dengan suhu rendah dibedakan antara pendinginan dan pembekuan. Pendinginan dan pembekuan merupakan salah satu cara pengawetan yang tertua.
Pendinginan atau refrigerasi ialah penyimpanan dengan suhu rata-rata yang digunakan masih di atas titik beku bahan. Kisaran suhu yang digunakan biasanya antara – 1oC sampai + 4oC. Pada suhu tersebut, pertumbuhan bakteri dan proses biokimia akan terhambat. Pendinginan biasanya akan mengawetkan bahan pangan selama beberapa hari atau beberapa minggu, tergantung kepada jenis bahan pangannya. Pendinginan yang biasa dilakukan di rumah-rumah tangga adalah dalam lemari es yang mempunyai suhu –2oC sampai + 16oC.
Pembekuan atau freezing ialah penyimpanan di bawah titik beku bahan, jadi bahan disimpan dalam keadaan beku. Pembekuan yang baik dapat dilakukan pada suhu kira-kira –17 oC atau lebih rendah lagi. Pada suhu ini pertumbuhan bakteri sama sekali berhenti. Pembekuan yang baik biasanya dilakukan pada suhu antara – 12 oC sampai – 24 oC. Dengan pembekuan, bahan akan tahan sampai bebarapa bulan, bahkan kadang-kadang beberapa tahun.
Perbedaan antara pendinginan dan pembekuan juga ada hubungannya dengan aktivitas mikroba.
1. Sebagian besar organisme perusak tumbuh cepat pada suhu di atas 10 oC
2. Beberapa jenis organisme pembentuk racun masih dapat hidup pada suhu kira-kira 3,3oC
3. Organisme psikrofilik tumbuh lambat pada suhu 4,4 oC sampai – 9,4 oC
Organisme ini tidak menyebabkan keracunan atau menimbulkan penyakit pada suhu tersebut, tetapi pada suhu lebih rendah dari – 4,0 oC akan menyebabkan kerusakan pada makanan.
Jumlah mikroba yang terdapat pada produk yang didinginkan atau yang dibekukan sangat tergantung kepada penanganan atau perlakuan-perlakuan yang diberikan sebelum produk itu didinginkan atau dibekukan, karena pada kenyataannya mikroba banyak berasal dari bahan mentah/ bahan baku. Setiap bahan pangan yang akan didinginkan atau dibekukan perlu mendapat perlakuan-perlakuan pendahuluan seperti pembersihan, blansing, atau sterilisasi, sehingga mikroba yang terdapat dalam bahan dapat sedikit berkurang atau terganggu keseimbangan metabolismenya.
Pada umumnya proses-proses metabolisme (transpirasi atau penguapan, respirasi atau pernafasan, dan pembentukan tunas) dari bahan nabati seperti sayur-sayuran dan buah-buahan atau dari bahan hewani akan berlangsung terus meskipun bahan-bahan tersebut telah dipanen ataupun hewan telah disembelih. Proses metabolisme ini terus berlangsung sampai bahan menjadi mati dan akhirnya membusuk. Suhu dimana proses metabolisme ini berlangsung dengan sempurna disebut sebagai suhu optimum.
Penggunaan suhu rendah dalam pengawetan makanan tidak dapat mematikan bakteri, sehingga pada waktu bahan beku dikeluarkan dan dibiarkan hingga mencair kembali (“thawing“), maka pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroba dapat berlangsung dengan cepat. Penyimpanan dingin dapat menyebabkan kehilangan bau dan rasa beberapa bahan bila disimpan berdekatan.

Kristalisasi, Rekristalisasi

2010-11-24T06:00:00.000-08:00

Kristal adalah bahan padat dengan susunan atom atau molekul yang teratur (kisi kristal). Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pembentukan kristal antara lain adalah:
1. Derajat lewat jenuh
2. Jumlah inti yang ada atau luas permukaan total dari kristal yang ada.
3. Viskositas larutan
4. Jenis dan banyaknya pengotor
5. Pergerakan antara larutan dan kristal

Kristalisasi adalah

pemisahan bahan padat berbentuk kristal dari suatu larutan atau suatu lelehan. Disamping untuk pemisahan bahan padat dari larutan, kristalisasi juga sering digunakan untuk memurnikan bahan padat yang sudah bebbentuk kristal. Proses pemurnian ini disebut kristalisasi ulang atau rekristalisasi (Willbraham, 1992)

Rekristalisasi adalah pemisahan bahan padat berbentuk kristalin. Seringkali senyawa yang diperoleh dari hasil suatu sintesis kimia memiliki kemurnian yang tidak terlalu tinggi. Untuk memurnikan senyawa tersebut perlu dilakukan rekristalisasi.

Untuk merekristalisasi suatu senyawa kita harus memilih pelarut yang cocok dengan senyawa tersebut. Setelah senyawa tersebut dilarutkan kedalam pelarut yang sesuai kemudian dipanaskan (direfluks) sampai semua senyawanya larut sempurna. Apabila pada temperatur kamar, senyawa tersebut telah larut sempurna di dalam pelarut, maka tidak perlu lagi dilakukan pemanasan. Pemanasan hanya dilakukan apabila senyawa tersebut belum atau tidak larut sempurna pada keadaan suhu kamar. Salah satu faktor penentu keberhasilan proses kristalisasi dan rekristalisasi adalah pemilihan zat pelarut.

Pelarut yang digunakan dalam proses kristalisasi dan rekristalisasi sebaiknya memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Memiliki gradient temperatur yang besar dalam sifat kelarutannya.
2. Titik didih pelarut harus dibawah titik lebur senyawa yang akan dikristalkan.
3. Titik didih pelarut yang rendah sangat menguntungkan saat pengeringan.
4. Bersifat inert (tidak bereaksi) terhadap senyawa yang akan dikristalkan atau direkristalisasi.

Apabila zat atau senyawa yang akan kita kristalisasi atau rekristalisasi tidak dikenal secara pasti, maka kita setidaknya harus mengenal komponen penting dari senyawa tersebut. Jika senyawa tersebut adalah senyawa organik, maka yang kita ketahui sebaiknya adalah gugus fungsional senyawa tersebut. Dengan kata lain, kita minimal harus mengetahui polaritas senyawa yang akan kita kristalisasi atau rekristalisasi.

Ekstraksi cair-cair

2010-11-22T06:56:00.000-08:00

Berbagai jenis metode pemisahan yang ada, ekstraksi pelarut atau juga disebut juga ekstraksi air merupakan metode pemisahan yang paling baik dan populer.pemisahan ini dilakukan baik dalam tingkat makro maupun mikro. Prinsip distribusi ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua zat pelarut yang tidak saling bercampur. Batasannya adalah zat terlarut dapat ditransfer pada jumlah yang berbeda dalam kedua fase terlarut. Teknik ini dapat digunakan untuk kegunaan prepratif, pemurnian, pemisahan serta analisis pada semua kerja.

Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. Pemisahan terjadi atas dasar kemampuan larut yang berbeda dari komponen-komponen dalam campuran.

Berbeda dengan proses retrifikasi, pada ekstraksi tidak terjadi pemisahan segera dari bahan-bahan yang akan diperoleh (ekstrak), melainkan mula-mula hanya terjadi pengumpulan ekstrak ( dalam pelarut). Suatu proses ekstraksi biasanya melibatkan tahap-tahap berikut:
1. Mencampurkan bahan ekstrak dengan pelarut dan membiarkanya saling kontak. Dalam hal ini terjadi perpindahan massa dengan cara difusi pada bidang antar muka bahan ekstraksi dan pelarut. Dengan demikian terjadi ekstraksi yang sebenarnya, yaitu pelarut ekstrak.
2. Memisahkan larutan ekstrak dari refinat, kebanyakan dengan cara penjernihan atau filtrasi.
3. Mengisolasi ekstrak dari larutan ekstrak dan mendapatkan kembali pelarut. Ummnya dilakukan dengan mendapatkan kembali pelarut. Larutan ekstrak langsung dapat diolah lebih lanjut atau diolah setelah dipekatkan.

Destilasi, penyulingan

2010-11-20T06:36:00.000-08:00

Destilasi atau penyulingan adalah cara pemisahan zat cair dari campurannya berdasarkan perbedaan titik didih atau berdasarkan keampuan zat untuk menguap. Saat suhu dipanaskan, cairan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap terlebih dahulu. Uap ini akan dialirkan dan kemudian didinginkan sehingga kembali menjadi cairan yang ditampung pada wadah terpisah. Zat yang titik didihnya lebih tinggi masih tertinggal pada wadah semula (Sutresna, 2002).

Prinsip dari destilasi adalah penguapan dan pengembunan kembali uapnya dari tekanan dan suhu tertentu. Tujuan dari destilasi adalah pemurnian zat cair pada titik didihnya dan memisahkan cairan dari zat padat.
Uap yang dikeluarkan dari campuran disebut sebagai uap bebas. Kondensat yang jatuh sebagai destilat dan bagian cair yang tidak menguap sebagai residu. Apabila yang diinginkan adalah bagian bagian campurannya yang tidak teruapkan dan bukan destilatnya maka proses tersebut dinamakan pengentalan dengan evaporasi (Bernasconi, 1995)
Destilasi adalah sebuah aplikasi yang mengikuti prinsip-prinsip ”Jika suatu zat dalam larutan tidak sama-sama menguap, maka uap larutan akan mempunyai komponen yang berbeda dengan larutanaslinya”. Jika salah satu zat menguap dan yang lain tidak, pemisahan dapat terjadi sempurna. Tetapi jika kedua zat menguap tetapi tidak sama, maka pemisahnya hanya akan terjadi sebagian, akan tetapi destilat atau produk akan menjadi kaya pada suatu komponen dari pada larutan aslinya (Richard, 1965).
Destilasi dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu:
1. Destilasi biasa, umumnya dengan menaikkan suhu. Tekanan uapnya diatas cairan atau tekanan atmosfer (titik didih normal)
2. Destilasi vakum, cairan diuapkan pada tekanan rendah, jauh dibawah titik didih dan mudah terurai.
3. Destilasi bertingkat atau destilasi terfraksi yaitu proses yang komponen-komponennya secara bertingkat diuapkan dan diembunkan.destilasi ini biasanya digunakan untuk memisahkan campuran zat cair yang mempunyai perbedaan titik didih tidak berbeda banyak. Destilasi ini juga dilaksanakan pada tekanan tetap (Oxtoby, 2001)
4. Destilasi azeotrop yaitu destilasi dengan menguapkan zat cair tanpa perubahan komposisi (Atkins, 1999)
Penguapan dan destilasi pada umumnya merupakan proses pemisahan satu tahap. Proses ini dapat dilakukan secara kontinyu atau tidak kontinyu.

Analisis Volumetri

2010-11-18T05:38:00.000-08:00

(dikenal juga sebagai titrimetri)

Titrimetri
Zat yang akan dianalisis bereaksi dengan sat lain yang diketahui konsentrasinya dan dialirkan dari buret dalam bentuk larutan.

Syarat titrimetri
1.Reaksi harud berlangsung cepat
2.Reaksi berlangsung kuantitatif dan tidak ada reaksi samping
3.Kelebihan sedikit saja reagen pentiteasi harus dapat diketahui dengan suatu indikator.

Reagen pentitrasi disebut sebagai standar sekunder. Konsentrasi larutan standar sekunder ditetapkan melalui standarisasi dengan larutan standar primer.

Standar primer

@ larutan standar yang diketahui konsentrasinya dan disiapkan dengan menimbang reagen murni secara tepat.

Syarat standar primer
1. Komposisi zat berada dalam keadaan murni
2. Hanya bereaksi pada kondisi titrasi
3. Mempunyai tetapan ionisasi besar
4. Tidak berubah atau berreaksi pada ruang terbuka.

Standar primer yang biasa digunakan
a) Kelompok asam: C6H5 (COOH), H2SO4, H2C2O4, HCl, SO2(NH2)OH
b) Kelompok basa: Na2CO3, MgO, Na2B4O7
c) Kelompok Reduktor: Na2C2O4, K4Fe(CN)6
d) Kelompok Oksidator: KbrO3, KlO3, I2

Titik Equivalen
Volume pada saat jumlah reagen yang ditambahkan tepat sama dengan yang diperlukan untuk berreaksi sempurna zat yang dianalisis.

Titik Akhir
Volume pada saat terjadinya perubahan warna indikator dengan sedikit kelebihan jumlah reagen yang ditambahkan.

Komponen-komponen elektronika

2010-10-24T08:37:00.000-07:00

Manusia tidak bisa melihat, mencium, atau menyadari keberadaan listrik dengan inderanya, baik untuk muatan maupun medan listriknya. Oleh sebab itu baru pada akhir abad ke-18 hal-hal mengenai listrik diteliti.
Sekarang ini listrik telah menjadi sesuatu yang sangat penting bagi kehidupan manusia sehari-hari untuk digunakan sebagai sumber tenaga, misalnya lampu, mesin listrik, telepon, alat-alat listrik, radio, dan komputer.
Pada awal abad ini pemakaian listrik dalam berbagai bidang kehidupan mulai berkembang pesat, apalagi setelah transistor ditemukan. Dengan ditemukannya transistor jalan untuk menggembangkan elektronika menjadi terbuka dan sampai sekarang teknik semikonduktor yang dipakai dalam transistor masih terus berkembang menghasilkan elektronika yang makin canggih, makin kecil dan makin murah. Inti dari semua alat elektronika adalah transistor-transistor, atau kalau sekarang sudah ada IC (Integrated circuit) yang merupakan rangkaian kompleks dengan banyak transistor dalam satu IC.
Resistor merupakan komponen elektronika yang bersifat menahan arus listrik. Resistor dibagi menjadi dua kategori, yaitu fixed resistor (ressistor tetap) dan variable resistor (resistor tidak tetap). Resistor tetap biasanya terbuat dari karbon atau semen. Resistor tidak tetap diantaranya adalah potensiometer, fotoresistor, thermistor, VDR (voltage dependen resistor). Besarnya arus yang mengalir pada resistor tergantung pada nilai resistor dan beda potensial yang dipasangkan pada resistor tersebut. Semakin besar resistor semakin kecil arus yang mengalir.
Nilai sebuah resistor dan tingkat toleransinya dinyatakan dengan kode warna, sebuah resistor biasanya mempunyai empat ring atau cincin berwarna. Tiga warna pertama menyatakan nilai resistor tersebut, sedangkan cincin keempat merupakan besar toleransinya.
Kapasitor adalah salah satu komponen terpenting dala elektronika karena mempunyai sifat dapat menyimpan muatan listrik, dapat menahan arus searah (DC) dan dapat melewatkan atau meneruskan arus bolak-balik (AC). Kapasitor dibentuk dari dua plat konduktor sejajar dan dipisahkan oleh suatu bahan dielektrium. Fungsi bahan dielektrium adalah untuk memisahkan plat secara mekanisme, sehingga walaupun jaraknya sangat dekat tetapi tidak saling berhubungan, untuk memperbesar kemampuan kedua plat dalam menerima tegangan, untuk memperbesar nilai kapasitansi. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan disebut kapasitansi (C).

Pembacaan kode warna pada resistor
Warna Nilai Toleransi
Hitam 0
Cokelat 1
Merah 2 ±1%
Jingga 3 ±2%
Kuning 4
Hijau 5
Biru 6
Ungu 7
Abu-abu 8
Putih 9
Emas - ± 5%
Perak - ±10%
Polos - ±15%

HOMOGENITAS DATA IKLIM/CUACA

2010-10-24T07:39:00.000-07:00

Untuk mengukur keadaan cuaca atau iklim perlu adanya homogenitas antar pengukuran dan hasil yang diukur sehingga keakuratan data akan didapat dalam melakukan pengukuran dan error pun akan ditekan sekecil mungkin.
Data iklim/cuaca (temperatur dan hujan) sebelum digunakan dalam analisis lebih lanjut, harus lebih dahulu diuji terdahulu homogenitasnya atau konsistensinya. Pencatatan data iklim sering mengalami penyimpangan dan kesalahan.

Data iklim/cuaca (temperatur dan hujan) sebelum digunakan dalam analisis lebih lanjut, harus lebih dahulu diuji terdahulu homogenitasnya atau konsistensinya. Pencatatan data iklim sering mengalami penyimpangan dan kesalahan. Hal itu disebabkan oleh beberapa hal :
1. Kerusakan alat : kerusakan alat pencatat data iklim merupakan kerusakan atau perubahan beberapa fungsi alat karena perubahan alami, seperti karatan atau karena umur pakai dan sebagainya. Kerusakan-kerusakan itu sering tidak terdeteksi sehingga data yang dihasilkan mengalami penyimpangan.
2. Kesalahan karena perubahan letak peralatan. Perubahan letak itu menyebabkan perubahan fungsi ruang terhadap pengamatan.
3. Kesalahan karena keteledoran/kalalaian pengamat. Kesalahan itu sering terjadi karena pengamat mengalami kesulitan untuk melakukan pencatatan data seperti curah hujan lebat, gempa bumi dan sebagainya.
4. Data rusak atau data hilang
5. Perubahan keadaan lingkungan yang mendadak memungkinkan menjadi penyebab perubahan data pengukuran.
Pengujian data temperatur/suhu yang homogen dilakukan dengan uji Run Test. Rerata temperatur tahunan dihitung kemudian dibandingkan dengan rerata temperatur secara keseluruhan selama tahun pengamatan. Apabila rerata tahunan lebih besar daripada rerata keseluruhan maka diberi tanda (+) dan sebaliknya diberi tanda (-). Jumlah pasangan tanda (+) dan (-) dihitung dan diberi tanda (U). Data temperatur sudah homogen bila nilai (U) dan untuk data berjumlah 12 mengunakan range U berjumlah 5-8.
Homogenitas data hujan dapat dilakukan dengan metode Buishand (Sri Harto, 1998). Metode itu dinamakan RAPS (Rescaled Adjusted Partical Sums).

penanganan hasil pertanian

2010-07-19T05:35:00.000-07:00

penanganan hasil pertanian

Penanganan Hasil Pertanian

Mempertahankan bentuk segar

Menjaga agar hasil pertanian tetap segar. Yang harus dijaga adalah suhu rendah, kelembaban relative di atas 90^o.

Contoh: diawetkan dalam mesin pendingin

Mempermudah penyimpanan dan pengangkutan penggunaan

Mengubah bentuk agar lebih mudah dan lebih ringkas dalam pengepakan ataupun penyimpanan.

Contoh: Padi diubah menjadi beras

Mengisolasi komponen tertentu

Contoh: membuat pati dari singkong/jagung, pembuatan minyak

Proses: singkong dikupas, dipotong-potong, diblender, diekstraksi

Mengubah sifat semula menjadi sesuai kehendak konsumen

Dengan proses mekanik, fisikawi, kimiawi, bioimiawi, mikrobawi, atau kombinasinya.

pengnganan padi pasca panen

2009-11-18T14:13:00.000-08:00

pengnganan padi pasca panen

Biji-bijian, sebagai salah satu hasil dari tanaman pangan, adalah kelompok bahan yang sangat penting sebagai sumber bahan pangan dan juga bahan pakan. Kandungan pati yang tinggi pada biji-bijian menjadi sumber energi utama, selain juga kandungan protein dan lemaknya. Beberapa bahan pangan penting yang termasuk ke dalam kelompok biji-bijian adalah padi, jagung, kedelai, dan kacang tanah. Biji-bijian dengan kandungan pati yang tinggi biasanya dikonsumsi sebagai bahan pangan pokok (seperti beras dan jagung), sedangkan biji-bijian dengan kandungan protein dan lemak yang tinggi biasanya dikonsumsi sebagai bahan pangan pelengkap (seperti kedelai dan kacang tanah).

Biji-bijian adalah bahan pangan yang mempunyai daya tahan tinggi karena tidak mudah rusak saat diangkut dan tahan lama bila disimpan dengan cara yang benar, dan sebelumnya diolah dengan cara yang benar pula. Namun demikian kegagalan dalam penggunaan teknologi pascapanen yang baik dapat menyebabkan terjadinya susut mutu dan susut bobot dalam waktu yang singkat. Sedikitnya ada tiga faktor yang dapat menimbulkan susut pada biji-bijian, baik susut mutu maupun susut bobot, yaitu faktor fisik, faktor biologis, dan faktor fisiologis. Susut yang disebabkan oleh faktor fisik dapat terjadi selama kegiatan panen, perontokan, pengeringan, dan pengangkutan. Contoh-contoh terjadinya susut pada masing-masing kegiatan antara lain:

1. Selama waktu panen, susut dapat terjadi karena ada biji-bijian yang rontok di lahan akibat cara panen yang tidak benar atau akibat penundaan waktu panen. Penundaan panen juga dapat menyebabkan keretakan pada biji-bijian sehingga akan mudah rusak pada proses pengolahannya.

2. selama perontokan, susut dapat terjadi karena adanya biji-bijian yang tertinggal pada malai, cangkang, atau tongkol. juga kerusakan mekanis yang disebabkan oleh peralatan atau mesin yang digunakan

3. Proses pengeringan yang tidak sempurna juga dapat menimbulkan susut selama proses perontokan atau penggilingan. Perontokan yang dilakukan segera setelah pengeringan juga beresiko memperbesar persentase kerusakan mekanis. Kerusakan mekanis selama perontokan atau penggilingan juga dapat disebabkan oleh pengeringan yang terlalu cepat. Khusus untuk negara-negara Asean, pengeringan seringkali dilakukan dengan cara penjemuran yang dapat menimbulkan susut akibat akibat tercecernya biji-bijian atau dimakan oleh ayam dan burung.

4. Selama dalam pengangkutan atau penyimpanan, susut dapat terjadi akibat biji-bijian tercecer bila tidak dikemas dengan cara yang benar.

Susut yang terjadi karena faktor biologis biasanya disebabkan oleh serangan hama dan jamur yang merupakan masalah utama dalam penanganan pascapanen biji-bijian. Pada jagung, serangan hama bahkan dapat berlangsung selagi biji-bijian masih di lahan. Pada keadaan tertentu, tikus dapat menjadi hama yang sangat merugikan dalam penyimpanan biji-bijian. Tikus bukan hanya memakan biji-bijian, tetapi kotorannya juga akan mempengaruhi kualitas biji-bijian yang disimpan secara keseluruhan. Beberapa jenis tikus bahkan dapat menjadi perantara masuknya mikroba patogen ke dalam biji-bijian yang disimpan.

Susut pada produk biji-bijian yang disebabkan oleh faktor fisiologis seperti peningkatan aktifitas metabolisme akibat respirasi sangat kecil bila dibandingkan dengan produk lain seperti buah dan sayuran. Namun hal ini hanya akan terjadi bila biji-bijian telah menjalani proses pengeringan dengan benar, dan disimpan dengan baik. Bila biji-bijian tidak dikeringkan dengan benar (kadar airnya masih tinggi), atau disimpan pada tempat yang hangat dan lembab, transpirasi uap air oleh biji-bijian yang disimpan meningkat sehingga kelembaban udara dalam ruang penyimpanan juga meningkat. Hal yang demikian dapat menciptakan lingkungan yang cocok bagi pertumbuhan mikroorganisme perusak biji-bijian.

Beras merupakan bahan pangan yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan masyarakat Indonesia, baik di kota maupun di pedesaan. Dengan konsumsi beras yang masih sangat tinggi, yaitu sekitar 130 kg/kapita per tahun, maka beras yang harus disediakan setiap tahunnya dalam suatu desa ekologi dapat diperhitungkan berdasarkan jumlah penduduk desa tersebut. Kegagalan dalam memenuhi kebutuhan beras secara mandiri, berarti pengaliran sumberdaya ekonomi keluar desa karenan harus membeli beras dari luar desa.

Selain di tingkat on-farm, penanganan pascapanen padi juga perlu diperhatikan dengan baik. Pemanenan, perontokan, penjemuran, dan penggilingan padi harus dilakukan dengan cara dan teknologi yang tepat, untuk menekan susut mutu dan susut jumlah. Penggilingan padi mempunyai peranan yang sangat vital dalam mengkonversi padi menjadi beras yang siap diolah untuk dikonsumsi maupun untuk disimpan sebagai cadangan. Kapasitas giling dari seluruh penggilingan padi yang ada di suatu desa sebaiknya mencukupi baik dari segi produksi maupun penanganan pascapanennya. Dengan demikian, usaha penggilingan padi harus dapat menjamin kelangsungannya, agar usaha pemenuhan kebutuhan akan beras dapat dilakukan secara optimal.

Usaha jasa penggilingan padi umumnya tidak berjalan penuh sepanjang tahun atau bersifat musiman, sebab gabah tidak tersedia sepanjang tahun. Kegiatan usaha jasa penggilingan padi berjalan hanya pada musim panen dan beberapa bulan setelahnya, tergantung pada besarnya hasil panen di wilayah sekitar penggilingan padi berada. Oleh karena itu, hari kerja suatu penggilingan padi dalam setahun ditentukan oleh volume hasil dan frekuensi panen di wilayah sekitarnya. Pada masa-masa di luar musim panen, biasanya pemilik dan pekerja usaha jasa penggilingan padi akan mengisi waktu mereka dengan jenis kegiatan lainnya seperti bertani dan berdagang. Oleh karena itu, banyak di antara pemilik penggilingan padi juga berprofesi sebagai pedagang beras untuk mengisi kekosongan kegiatan penggilingan padi, bila mereka mempunyai modal yang cukup untuk itu. Hal ini tidak menjadi masalah dalam pengembangan desa ekologi.

Skala usaha industri jasa penggilingan padi ditentukan oleh besar kecilnya kapasitas giling terpasang yang dimiliki suatu penggilingan padi. Suatu penggilingan padi digolongkan sebagai penggilingan padi berskala kecil bila kapasitas penggilingannya tidak lebih dari 1500 kg beras per jam (Departemen Pertanian, 2001). Menurut data tahun 1990-1997, yang dirilis oleh Departemen Pertanian RI (1998), lebih dari 50% penggilingan padi yang ada di Indonesia tergolong dalam penggilingan padi dengan skala kecil dan lebih dari 36% adalah rice milling unit, yang dari segi kapasitas juga termasuk penggilingan padi kecil. Dari sekitar 82 ribu unit industri jasa penggilingan padi berskala kecil ini, setiap tahunnya dihasilkan lebih dari 24 juta ton beras atau sekitar 95% dari kapasitas giling seluruh penggilingan padi di Indonesia.

Secara umum, mesin-mesin yang digunakan dalam usaha industri jasa penggilingan padi adalah mesin pemecah kulit/sekam, (huller atau husker), mesin pemisah gabah dan beras pecah kulit (brown rice separator), mesin penyosoh atau mesin pemutih (polisher), mesin pengayak bertingkat (sifter), mesin atau alat bantu pengemasan (timbangan dan penjahit karung). Bila ditinjau dari kapasitasnya, mesin-mesin penggiling padi dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu rice milling unit (RMU) dan rice milling plant (RMP). Perbedaan yang mendasar antara keduanya adalah pada ukuran, kapasitas dan aliran bahan dalam proses penggilingan yang dilakukan. Penggilingan padi yang lengkap kadangkala dilengkapi dengan pembersih gabah sebelum masuk mesin pemecah kulit, dan pengumpul dedak sebagai hasil sampingan dari proses penyosohan.

Saat ini ketersediaan penggilingan padi di pedesaan cukup memadai terutama di pulau Jawa. Hal ini dapat dilihat dari jumlah penggilingan padi yang ada dibandingkan dengan tingkat produksi padi di daerah tersebut. Bahkan belakangan ini muncul usaha penggilingan padi bergerak yang biasa disebut grandong di daerah Jawa Tengah dan Jawa Timur. Usaha ini muncul dengan adanya pemikiran untuk menarik petani menggiling padi tanpa harus memikirkan pengangkutan hasilnya. Mesin penggilingan yang digunakan biasanya berupa RMU yang dimodifikasi dengan mobil pengangkut sehingga dapat dibawa keliling ke tempat petani menyimpan gabahnya. Keberadaan grandong ini secara langsung mengancam kelangsungan usaha penggilingan padi statis/tidak bergerak karena bagaimanapun juga petani tentu akan lebih memilih penggilingan padi yang memudahkan mereka. Dalam kaitan dengan pemenuhan kebutuhan bahan pangan beras dalam suatu desa ekologi, sebaiknya usaha penggilingan padi ini, apaun jenisnya, dimiliki oleh penduduk desa setempat. Perlu juga dikaji mengenai peluang usaha jasa penggilingan padi dalam bentuk yang lebih modern yang melakukan pengolahan padi secara terpadu. Sebagai contoh adalah usaha yang memadukan antara proses penggilingan padi hingga menjadi beras berkualitas super yang juga dikombinasikan dengan pemberian bahan aditif untuk meningkatkan nilai gizi beras, sekaligus menangani aspek pasca produksi dan pemasarannya.

Karena usaha jasa penggilingan padi tidak terlalu rumit untuk dijalankan, maka risiko yang ada juga relatif kecil dan mudah ditanggulangi. Risiko terbesar adalah sedikitnya pengguna atau rendahnya produktivitas padi per hektar sehingga kapasitas giling terpasang tidak terpenuhi karena volume gabah yang digiling setiap harinya kecil dan jumlah hari operasional penggilingan padi juga kecil. Risiko lainnya adalah kerusakan mesin-mesin penggilingan padi sehingga menyebabkan penurunan kapasitas giling dan mutu hasil gilingan. Selain itu kenaikan biaya operasional juga dapat mempengaruhi kelangsungan usaha jasa penggilingan padi. Variabel biaya terbesar dalam operasional usaha jasa penggilingan padi adalah biaya BBM dan penggantian rubber roll.

Risiko kekurangan volume giling sehingga penggilingan padi beroperasi di bawah kapasitas gilingnya dapat diatasi dengan cara mempelajari keadaan sekelilingnya yang berkaitan, yaitu produktivitas lahan, musim panen dalam satu tahun, selang waktu panen dalam satu desa/daerah kawasan sekitar penggilingan padi, kebiasaan petani dalam menangani hasil panennya, dan lain sebagainya. Bila hal-hal seperti di atas diamati dengan seksama, seharusnya volume giling minimal sudah dapat diperkirakan, sehingga peralatan penggilingan padi yang disediakan sudah disesuaikan sejak awal. Risiko kerusakan mesin-mesin penggilingan padi dapat diperkecil dengan melakukan perawatan dan pemeriksaan kondisi mesin-mesin tersebut secara berkala. Penggantian suku cadang harus sesuai dengan umur pakai setiap suku cadang tertentu, sehingga mesin-mesin dapat beroperasi secara optimal.

Usaha jasa penggilingan padi memiliki berbagai variasi dalam pola usaha maupun peralatan yang digunakan. Secara umum sesuai dengan kondisi di lapangan, penggilingan padi yang menggunakan mesin rice milling unit (RMU) biasanya memiliki kapasitas kecil dan merupakan usaha jasa murni yang hanya menerima gabah dari petani tanpa ada kerjasama dengan tengkulak atau pedagang beras. Sedangkan penggilingan padi besar biasanya menggunakan fasilitas rice milling plant (RMP) yang memiliki kapasitas giling besar dan menjalin kerjasama dengan tengkulak atau pedagang beras dalam menjalankan usahanya. Namun demikian tidak tertutup kemungkinan penggilingan padi kecil menggunakan RMP berkapasitas kecil dengan jumlah mesin terbatas pada satu atau dua set. Demikian juga dengan penggilingan padi besar dapat menggunakan beberapa buah mesin RMU dengan catatan kapasitas giling mesin keseluruhan cukup besar. Hal ini dapat terjadi karena perkembangan teknologi penggilingan padi telah memungkinkan membuat RMU dengan kapasitas yang relatif besar dan bentuk tetap kompak.

Peluang usaha jasa pada industri penggilingan padi tergantung pada kondisi lingkungan setempat. Lingkungan yang menunjang dalam hal ini adalah ketersediaan penggilingan padi masih berada di bawah jumlah yang dibutuhkan, yang dapat diketahui dari jumlah produksi padi total dalam suatu wilayah, dikaitkan dengan kapasitas total dari sejumlah penggilingan padi yang beroperasi di wilayah tersebut, dengan asumsi bahwa padi tidak dijual ke luar wilayah dalam bentuk gabah. Selanjutnya dalam satu wilayah sejumlah penggilingan padi tidak dibenarkan berada pada lokasi yang berdekatan sehingga tidak mampu menguasai areal minimum persawahan seperti telah dipaparkan di atas.

Tinjauan Teknis Mesin-mesin Penggilingan padi

Secara umum, mesin-mesin yang digunakan dalam usaha industri jasa penggilingan padi dapat dikelompokkan sebagai berikut:

· Mesin pemecah kulit/sekam atau pengupas kulit/sekam gabah kering giling (huller atau husker)

· Mesin pemisah gabah dan beras pecah kulit (brown rice separator)

· Mesin penyosoh atau mesin pemutih (polisher)

· Mesin pengayak bertingkat (sifter)

· Mesin atau alat bantu pengemasan (timbangan dan penjahit karung)

Mesin pemecah kulit/sekam gabah kering giling berfungsi untuk memecahkan dan melepaskan kulit gabah. Input bahan dari mesin ini adalah gabah kering giling (GKG), yaitu gabah dengan kadar air sekitar 14% basis basah dan outputnya berupa beras pecah kulit (BPK) yang berwarna putih kecoklatan (kusam) atau disebut juga brown rice. Mesin pemecah kulit gabah yang banyak digunakan dewasa ini adalah mesin tipe rubber roll yang prinsip kerjanya memecah kulit gabah dengan cara memberikan tenaga tarik akibat kecepatan putar yang berbeda dari dua silinder karet yang dipasang berhadapan. Persentase gabah terkupas, beras patah dan beras menir tergantung pada kerapatan dan kelenturan silinder karet ini. Silinder yang telah mengeras atau yang terlalu rapat satu sama lain akan meningkatkan jumlah beras patah dan beras menir, sedangkan jarak kedua silinder yang renggang akan menyebabkan persentase gabah tidak terkupas meningkat. Biasanya gabah yang tidak terkupas akan dipisahkan dari beras pecah kulit dan dimasukkan lagi ke dalam pengumpan hingga semuanya terkupas. Pekerjaan ini dilakukan menggunakan mesin lain yang disebut mesin pemisah BPK dan gabah, atau secaram umum disebut pengayak.

Mesin pemecah kulit diperlihatkan pada Gambar 1, sedangkan Gambar 2 memperlihatkan aliran gabah dalam mesin tersebut. Gabah yang diumpankan ke dalam mesin pemecah kulit biasanya tidak seluruhnya terkupas. Besar kecilnya persentase gabah tidak terkupas ini tergantung pada penyetelan mesin. Bagian yang tidak terkupas tersebut harus dipisahkan dari beras pecah kulit untuk diumpankan kembali kedalam mesin pemecah kulit. Pemisahan ini dilakukan dengan menggunakan mesin pemisah gabah dari beras pecah kulit, yang dapat menyatu atau terpisah dengan mesin pemecah kulit.

Gambar 1. Mesin pemecah kulit gabah tipe rubber roll (Sumber : PT Agrindo)

Gambar 2. Aliran bahan pada mesin pemecah kulit gabah tipe rubber roll (Sumber : PT Agrindo)

Selanjutnya beras pecah kulit mengalami proses penyosohan yang dilakukan menggunakan mesin penyosoh atau disebut juga mesin pemutih. Hasil dari proses penyosohan adalah beras putih yang siap dipasarkan atau dimasak. Mesin penyosoh yang umum digunakan di Indonesia adalah mesin tipe friksi jetpeller. Beras pecah kulit yang diumpankan ke dalam mesin ini didorong memasuki silinder dengan permukaan dalam tidak rata dan pada bagian dalamnya terdapat silinder lain yang lebih kecil dan mempunyai permukaan luar yang tidak rata serta berlubang-lubang. Beras pecah kulit akan berdesakan dan bergesekan dengan permukaan silinder yang tidak rata sehingga lapisan kulit arinya (aleuron) yang berwarna kecoklatan terkikis. Kulit ari yang terkikis ini menjadi serbuk dedak yang dapat menempel pada permukaan beras dan juga permukaan dinding silinder, sehingga dapat menurunkan kapasitas penyosohan. Oleh karena itu mesin penyosoh tipe jetpeller dilengkapi dengan hembusan udara yang kuat dari dalam silinder kecil yang berlubang-lubang, sehingga mendorong dan melepaskan serbuk dedak dari permukaan beras dan dinding silinder untuk mendapatkan beras putih yang bersih dan menjaga kapasitas giling tidak menurun. Selain itu hembusan udara ini juga berfungsi untuk menjaga suhu beras tetap rendah selama proses penyosohan sehingga penurunan mutu akibat perubahan kimia (menyebabkan cracking pada beras) yang disebabkan oleh panas dapat dicegah. Gambar 3 memperlihatkan mesin penyosoh beras.

Gambar 3. Mesin penyosoh beras pecah kulit tipe friksi jetpeller (Sumber : PT Agrindo)

Beras putih hasil proses penyosohan kemudian perlu dipisahkan menurut kelompok mutunya yaitu beras utuh dan beras kepala sebagai mutu terbaik, beras patah sebagai mutu kedua, dan beras menir sebagai mutu ketiga. Pemisahan dilakukan menggunakan mesin pengayak bertingkat (sifter) atau silinder pemisah (silinder separator). Ketiga macam mutu beras tadi akan dicampurkan kembali dengan perbandingan tertentu untuk menentukan harga jual sebelum beras dikemas bila akan dipasarkan. Pengemasan umumnya menggunakan karung plastik berukuran 50 kg. Penimbangan dilakukan secara manual, demikian pula penutupan karung, dapat dilakukan secara manual baik dengan atau pun tanpa bantuan alat penjahit portabel. Gambar 4 memperlihatkan cara kerja mesin pengayak beras dengan saringan bertingkat beserta hasil pemisahannya.

Gambar 4. Mesin pengayak beras dengan saringan bertingkat dan hasil proses pemisahannya (Sumber : PT Agrindo)

Bila ditinjau dari konstruksinya, mesin-mesin penggiling padi dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu rice milling unit (RMU) dan rice milling plant (RMP). Perbedaan yang mendasar antara keduanya adalah pada ukuran, kapasitas dan aliran bahan dalam proses penggilingan yang dilakukan. Penggilingan padi yang lengkap kadangkala dilengkapi dengan pembersih gabah sebelum masuk mesin pemecah kulit, dan pengumpul dedak sebagai hasil sampingan dari proses penyosohan.

Rice Milling Unit

Rice milling unit (RMU) merupakan jenis mesin penggilingan padi generasi baru yang kompak dan mudah dioperasikan, dimana proses pengolahan gabah menjadi beras dapat dilakukan dalam satu kali proses (one pass process). RMU rata-rata mempunyai kapasitas giling kecil yaitu antara 0.2 hingga 1.0 ton/jam, walau mungkin sudah ada yang lebih besar lagi. Mesin ini bila dilihat fisiknya menyerupai mesin tunggal dengan fungsi banyak, namun sesungguhnya memang terdiri dari beberapa mesin yang disatukan dalam rancangan yang kompak dan bekerja secara harmoni dengan tenaga penggerak tunggal. Di dalam RMU sesungguhnya terdapat bagian mesin yang berfungsi memecah sekam atau mengupas gabah, bagian mesin yang berfungsi memisahkan BPK dan gabah dari sekam lalu membuang sekamnya, bagian mesin yang berfungsi mengeluarkan gabah yang belum terkupas untuk dikembalikan ke pengumpan, bagian mesin yang berfungsi menyosoh dan mengumpulkan dedak, dan bagian mesin yang berfungsi melakukan pemutuan berdasarkan jenis fisik beras (beras utuh, beras kepala, beras patah, dan beras menir). Kesemua fungsi tersebut dikemas dalam satu mesin yang kompak dan padat, sehingga praktis dan mudah digunakan. Salah satu bentuk RMU diperlihatkan dalam Gambar 5, sedangkan skema penanganan bahan dalam penggilingan padi yang menggunakan RMU diperlihatkan dalam Gambar 6.

Gambar 5. Bentuk RMU (rice milling unit) yang kompak

Gambar 6. Alur perlakuan dalam proses penggilingan gabah/beras menggunakan rice milling unit

Rice Milling Plant

Pada prinsipnya, RMU dan RMP (Rice Milling Plant) adalah dua nama yang sama bila ditinjau dari segi fungsi, yaitu mesin-mesin penggilingan padi yang berfungsi mengkonversi gabah kering menjadi beras putih yang siap untuk dikonsumsi. Bila RMU merupakan satu mesin yang kompak dengan banyak fungsi, maka, RMP merupakan jenis mesin penggilingan padi yang terdiri dari beberapa unit mesin yang terpisah satu sama lain untuk masing-masing fungsinya dalam proses penggilingan beras. Karena terpisah, unit-unit pada RMP dapat memiliki kapasitas yang berbeda, sehingga waktu operasional tiap unit tidak sama untuk jumlah padi yang sama. Hal ini bukan merupakan masalah, hanya memerlukan penjadwalan yang lebih baik untuk operasional dan perawatan unit-unit yang terpisah tersebut. Namun demikian aliran bahan dapat dijalankan secara otomatis bila mesin-mesin dari RMP merupakan satu set mesin yang sama, dari industri manufaktur yang sama.

Gambar 7. Rangkaian mesin-mesin pengolahan gabah yang lengkap (Sumber : PT Agrindo)

Perbedaan lain yang lebih penting pada RMP dibandingkan dengan RMU terletak pada kapasitas gilingnya. RMP biasanya memiliki kapasitas giling yang lebih besar daripada RMU yaitu antara 1.0 hingga 5.0 ton/jam. Perbedaan kapasitas giling ini menjadi penting sebab akan meningkatkan efisiensi penggunaan mesin-mesin penggiling. Untuk menggiling padi dengan jumlah dan lama waktu giling yang sama, akan dibutuhkan jumlah mesin berkapasitas giling kecil yang lebih banyak dibandingkan dengan mesin berkapasitas giling besar. Pada umumnya, bila faktor-faktor lainnya sama, lebih murah membeli sebuah mesin berkapasitas giling besar dibanding jika membeli sejumlah mesin dengan kapasitas giling yang kecil, baik ditinjau dari segi biaya pembelian maupun perawatan. Akan tetapi penggunaan mesin dengan kapasitas giling besar juga tidak akan efisien bila padi yang akan digiling tidak tersedia dalam jumlah yang mencukupi. Dengan demikian pemilihan kapasitas mesin giling harus disesuaikan dengan jumlah padi yang akan digiling dalam waktu tertentu, agar mesin penggilingan dapat beroperasi optimal dan ongkos giling per kg beras dapat ditekan. Rangkaian mesin-mesin pengolahan gabah yang lengkap (RMP) dan diagram alir pengolahan gabah menjadi beras diperlihatkan dalam Gambar 7, sedangkan alur perlakuan dalam proses penggilingan gabah/beras pada rice milling plant diperlihatkan dalam Gambar 8.

Gambar 8. Alur perlakuan dalam proses penggilingan gabah/beras pada rice milling plant

Proses Pengolahan Gabah Menjadi Beras

Gabah dipanen pada tingkat kadar air sekitar 22% sampai 25% basis basah. Gabah dengan kadar air demikian tidak dapat langsung digiling karena kulitnya masih cukup basah sehingga sukar pecah dan terkupas. Oleh karena itu gabah perlu dikeringkan hingga kadar airnya berkisar 14% basis basah, yang biasanya dilakukan melalui proses penjemuran (Gambar 9a). Pengeringan juga dapat dilakukan menggunakan berbagai tipe alat pengering mekanis yang biasanya dioperasikan oleh penggilingan padi berskala besar (Gambar 9b).

(a)

(b)

Gambar 9. Pengeringan gabah dengan a) penjemuran dan b) menggunakan mesin pengering

Sebelum dilakukan penjemuran, gabah harus dipisahkan dari malainya dengan cara perontokan, agar penjemuran dapat berlangsung lebih singkat dan dapat menghemat tempat penjemuran. Perontokan biasanya dilakukan dengan cara manual, yang disebut penggebotan karena gabah bersama malainya digebot (dipukulkan) pada sebuah papan bercelah sehingga butir-butir gabah terlepas dari malainya (Gambar 10a). Cara yang lebih baik adalah menggunakan alat perontok semi-mekanis (pedal thresher) atau pun mesin perontok mekanis (power thresher) bila tersedia (Gambar 10b). Penggunaan mesin perontok mekanis kapasitas perontokan dapat ditingkatkan hingga mendekati satu ton GKP per jam, selain juga mengurangi susut perontokan yang umumnya tinggi pada perontokan cara gebotan (5-8%).

(a)

(b)

Gambar 10. Perontokan padi menggunakan: a) alat gebotandan b) mesin perontok mekanis

Sedudah dirontokkan gabah kemudian dijemur di lamporan. Lamporan adalah suatu lantai semen yang dibuat agak tinggi di bagian tengahnya dengan saluran air diantaranya untuk mencegah berkumpulnya air hujan. Praktek penjemuran yang baik adalah dengan menggunakan alas tikar atau plastik/terpal pada lantai sehingga gabah pada lapisan dasar tidak terkena panas yang berlebihan akibat pemanasan lantai semen, selain memudah untuk ditutupi dan diangkut ke gudang dengan cepat bila sewaktu-waktu turun hujan selama penjemuran. Gabah hasil pengeringan dengan kadar air sekitar 14% basis basah disebut gabah kering giling (GKG) karena sudah dapat menjalani proses penggilingan.

Sebelum digiling, gabah biasanya dibersihkan dari segala kotoran seperti jerami, kayu, pecahan batu, logam dan sebagainya. Kotoran-kotoran lunak seperti jerami akan mengurangi kapasitas giling, sedangkan kotoran-kotoran keras seperti batu akan merusak mesin penggiling. Penggilingan gabah dimulai dengan proses pemecahan dan pengupasan kulit/sekam, dilanjutkan penyosohan beras pecah kulit (BPK) dan diakhiri dengan pemutuan (grading), sebelum dikemas dan dijual. Alur perlakuan yang dikenakan terhadap gabah kering panen dalam proses penggilingan gabah/beras diperlihatkan dalam Gambar 6 dan Gambar 8, dengan perbedaan kecil yang terletak pada jenis mesin penggilingan padi yang digunakan.

Pengertian dan Jenis-jenis Koloid

2009-07-13T09:42:00.000-07:00

DEFINISI

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain. Ukuran koloid berkisar antara 1-100 nm ( 10-7 – 10-5 cm ).
Contoh:
Mayones dan cat, mayones adalah campuran homogen di air dan minyak dan cat adalah campuran homogen zat padat dan zat cair.

Perbedaan larutan sejati, sistem koloid, dan suspensi kasar.
Keterangan:
1. Larutan sejati
2. Sistem koloid
3. Suspensi Kasar

Jumlah fase
1. 1
2. 2
3. 2
Distribusi partikel
1. Homogen
2. Heterogen
3. Heterogen
Ukuran partikel
1. <10-7>10-5cm
Penyaringan
1. Tidak dapat disaring
2. Tidak dapat disaring, kecuali dengan penyaring ultra
3. Dapat disaring
Kestabilan
1. Stabil, tidak memisah
2. Stabil, tidak memisah
3. Tidak stabil, memisah
Contoh
1. Larutan gula, larutan garam, Udara bersih
2. Tepung kanji dalam air, Mayones, Debu di udara
3. Campuran pasir dan air, Sel darah merah dan plasma putih dalam plasma darah.

Jenis – jenis koloid

1. Sol (fase terdispersi padat)
a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padat
Contoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam
b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cair
Contoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat
c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gas
Contoh: debu di udara, asap pembakaran

2. Emulsi (fase terdispersi cair)
a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padat
Contoh: Jelly, keju, mentega, nasi
b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cair
Contoh: susu, mayones, krim tangan
c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gas
Contoh: hairspray dan obat nyamuk

3. BUIH (fase terdispersi gas)
a. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padat
Contoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, Styrofoam
b. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cair
Contoh: putih telur yang dikocok, busa sabun
- Untuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi sama-sama berupa gas, campurannya tergolong larutan

EXPERIMENT
Apa yang telah dibahas dalam subtopik ini dapat dibuktikan slah satunya dengan sebuah eksperimen seperti yang di bawah ini:

Tujuan:
mempelajari berbagai jenis campuran

Alat dan Bahan:
Gelas kimia (100ml)
Pengaduk corong kertas saring
Gula pasir
Terigu
Susub instant
Ureasabun
Serbuk belereng
Air suling

Cara kerja:
1. Isilah 6 gelas kimia dengan 50 ml air suling
2. Tambahkan:
a. 1 sendok teh gula pasir dalam gelas-1
b. 1 sendok teh terigu dalam gelas-2
c. 1 sendok teh susu instan dalam gelas-3
d. 1 sendok teh urea dalam gelas-4
e. 1 sendok teh sabun dalam gelas-5
f. 1 sendok teh serbuk belerang dalam gelas-6
3. Aduklah setiap campuran. Perhatikanlah apakah zat yang dicampurkan larut atau tidak.
4. Diamkan campuran tersebut. Catat apakah campuran itu stabil atau tidak stabil;bening atau keruh
5. Saringlah setipa campuran. Catat manakah yang meninggalkan redisu dan apakah hasil penyaringan bening atau keruh.

Hasil Pengamatan:
Sifat campuran Campuran air dengan
Gula Terigu Susu Urea Sabun Belerang
Kelarutan
Kestabilan
Bening/keruh
Residu
Filtrat
Bening/keruh

Diskusi:
- Campuran –campuran tersebut termasuk dalam larutan, sejati, koloid atau suspensi
- Kesimpulan dari percobaan di atas
Campuran air dan gula akan membentuk larutan gula. Zat terlarut tidak tampak lagi, tersebar dalam bentuk partikel-partikel yang sangat kecil. Larutan merupakan campuran homogen, stabil dan tidak dapat disaring. Susu dengan air membentuk larutan yang keruh. Jika didiamkan campuran tidak menghasilkan endapan dan larutan keruh tersebut tidak dapat dipisahkan dengan penyaringan. Campuran ini homogen terdiri atas dua fasa. Tepung dan air, membentuk endapan dari tepung yna tidak larut. Larutan bersifat homogen dan dapat dipisahkan dengan penyaringan. Dari pengamatan ini menunjukkan bahwa ukuran patikel-partikel yang terdispersi dalam suatu campuran menentukan jenis dan sifat campuran tersebut. Karena perbedaan ukuran partikel terdispersi tersebut maka larutan dan koloid sama-sama tercampur homogen, dapat dibedakan dengan kertas selofan. Partikel larutan dapat menembus kertas selofan sedangkan partikel-partikel koloid tidak. Besarnya partikel terdispersi merupakan faktor penentu dari sifat atau keadaan campuran (larutan, koloid atau suspensi)

Koloid Sol

SIFAT-SIFAT KOLOID SOL

a. Efek Tyndall
Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena itu sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system koloid dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye.
Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit diamati.

b. Gerak Brown
Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan pada permukaan air dean mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut gerak brown.

Bagaimana gerak brown dijelaskan?
Partikel – partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut bersifat acak seperti pada zat cair dan gas. System koloid dengan medium pendipersi zat cair atau gas, partikel-partikel menghasilkan tumbukan. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Partikel koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang. Dan menyebabkan perubahan arah partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown.
Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak brown. Semakin besar ukuran partikel, semakin lambat gerak brown.
Gerak Brown dipengerahui oleh suhu. Semakin tinggi suhu system, koloid, semakin besar energi kinektik yang dimiliki partikel medium. Akibatnya, gerak Brown dari partikel fase terdispersinya semakin cepat. Semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

c. Adsorpsi koloid
Partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka partikel zat cair atau gas akan terakumulasi. Fenomena disebut adsorpsi. Jadi sdsorpsi terkait dengan penyerapan partikel pada permukaan zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar Karenna partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.

d. Muatan koloid sol
Sifat koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki muatan sejenis (positif dan negatif). Maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid. Partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid. Sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral.

i. Sumber muatan koloid sol
Partikel-partikel koloid mendapat mutan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikelnya.
- Proses adsorpsi
Partikel koloiddapat mengadsorpsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Jenis muatan tergantung dari jenis partikel yang bermuatan. Partikel sol Fel (OH)3 kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendisperinya sehingga bermuatan positif, sedangkal partikel sol As2S3 mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif.
Sol AgCI dalam medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebihan akan mengadsorpsi Ag+ sehingga bermuatan positif. Jika anion CI- berlebih, maka sol AgCI akan mengadsorpsi ion CI- sehingga bermuatan positif.

- Proses ionisasi gugus permukaan partikel
Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang ada pada permukaan partikel koloid.

Ø Koloid protein
Koloid protein adalah jenis koloid sol yang mempunyai gugus yang bersifat asam (-COOH) dan biasa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul protein.
Pada ph rendah , gugus basa –NH2 akan menerima proton dan membentuk gugus –NH3. Ph tinggi, gugus –COOH akan mendonorkan proton dan membentuk gugus – COO-. Pada ph intermediet partikel protein bermuatan netral karena muatan –NH3+ dan COO- saling meniadakan.

Ø Koloid sabun dan deterjen
Pada konsentrasi relatif pekat, molekul ini dapat bergabung membentuk partikel berukuran koloid yang disebut misel. Zat yang molejulnya bergabung secara spontan dalam suatu fase pendispersi dan membentuk partikel berukuran koloid disebut koloid terasosiasi.
Sabun adalah garam karboksilat dengan rumus R-COO-Na+.
Anion R-COO- terdiri dari gugus R- yang bersifat non pola. Gugus R- atau ekor non-polar tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat.

ii. Kestabilan koloid
Muatan partikel koloid adalah sejenis cenderung karena sering tolak-monolak.

iii.Lapisan bermutar ganda
Permukaan partikel Koloid mendapat muatan bahwa partikel-partikel. lapisan bermuatan listrik ini selanjutnya akan menarik ion-ion dengan

Bagaimana sebenarnya struktur dari lapisan bermuatan ganda ini?
Permukaan lapisan ganda ini mengikuti model Helmoslzt. Sekarang model yang lebih akurat adalah :
Lapisan padat : koloid menarik ion-ion dengan muatan yang berlawanan.
Lapisandifusi : merupakan lapisan dimana muatan berlawanan dari medium pendispersi difusi

iv.Elektroforesis :
Partikel koloid sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalm medan listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektrofesis.
Femonema elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan partikel koloid.

e. Koagulasi
Partikel-partikel koloid yang bersifat stabil karena memiliki muatan listrik sejenis. Apabila muatan listrik itu hilang , maka partikel koloid tersebut akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan partikel koloid dan pengendapannya disebut Koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan empat cara yaitu :
i. Menggunakan prinsip elektroforesis
Proses elektroforesis adaalh pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke electrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai electrode, maka partikel akan kehilangan muatannya.

ii. Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan
Sistem koloid bermuatan positif dicampur dengan sistem koloid lain yang bermuatan negatif, kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi menjadi netral maka terbentuk kogulasi.

iii.Penambahan elektrolit
Elektrolit ditambahkan kedalam sistem koloid maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif dari elektrolit. Partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif dari elektrolit. Menyebabkan partikel koloid tersebut dikelilingi lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan.

iv.Pendidihan
Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Menyebabkan lepasnya elekrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid.

f. Koloid pelindung
- Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif besar disebut koloid liofil.
- Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif kecil disebut koloid liofob.
- Koloid lioil bersifat stabil, sedangkan koloid liofob kurang stabil. Koloid liofil yang berfungsi sebagai koloid pelindung.

PEMBUATAN KOLOID SOL

Ukuran partikel koloid berada di antara partikel larutan dan suspensi, karena itu cara pembuatannya dapat dilakukan dengan memperbesar partikel larutan atau memperkecil partikel suspensi. Maka dari itu, ada dua metode dasar dalam pembuatan iystem koloid sol, yaitu:
- Metode kondensasi yang merupakan metode bergabungnya partikel-partikel kecil larutan sejati yang membentuk partikel-partikel berukuran koloid.
- Metode dispersi yang merupakan metode dipecahnya partikel-partikel besar sehingga menjadi partikel-partikel berukuran koloid.

Metode Kondensasi
Pembuatan koloid sol dengan metode ini pada umumnya dilakukan dengan cara kimia (dekomposisi rangkap, hidrolisis, dan redoks) atau dengan penggatian pelarut. Cara kimia tersebut bekerja dengan menggabungkan partikel-partikel larutan (atom, ion, atau molekul) menjadi pertikel-partikel berukuran koloid.

* Reaksi dekomposisi rangkap
Misalnya:
- Sol As2S3 dibuat dengan gaya mengalirkan H2S dengan perlahan-lahan melalui larutan As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang;
As2O3 (aq) + 3H2S(g) à As2O3 (koloid) + 3H2O(l)
(Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2-)
- Sol AgCl dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 encer dan larutan HCl encer;
AgNO3 (ag) + HCl(aq) à AgCl (koloid) + HNO3 (aq)

* Reaksi hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Misalanya:
- Sol Fe(OH3) dapat dibuat dengan hidrolisis larutan FeCl3 dengan memanaskan larutan FeCl3 atau reaksi hidrolisis garam Fe dalam air mendidih;
FeCl3 (aq) + 3H2O(l) à Fe(OH) 3 (koloid) + 3HCl(aq)
(Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+)

- Sol Al(OH)3 dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Al dalam air mendidih;
AlCl3 (aq) + 3H2O(l) à Al(OH) 3 (koloid) + 3HCl(aq)

* Reaksi reduksi-oksidasi (redoks)
Misalnya:
- Sol emas atau sol Au dapat dibuat dengan mereduksi larutan garamnya dengan melarutkan AuCl3 dalam pereduksi organic formaldehida HCOH;
2AuCl3 (aq) + HCOH(aq) + 3H2O(l) à 2Au(s) + HCOOH(aq) + 6HCl(aq)
- Sol belerang dapat dibuat dengan mereduksi SO2 yang terlarut dalam air dengan mengalirinya gas H2S ;
2H2S(g) + SO2 (aq) à 3S(s) + 2H2O(l)

* Penggatian pelarut
Cara ini dilakukan dengan mengganti medium pendispersi sehingga fasa terdispersi yang semulal arut setelah diganti pelarutanya menjadi berukuran koloid. Misalnya;
- untuk membuat sol belerang yang sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol dengan medium pendispersi air, belarang harus terlenih dahulu dilarutkan dalam etanol sampai jenuh. Baru kemudian larutan belerang dalam etanol tersebut ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk. Sehingga belerang akan menggumpal menjadi pertikel koloid dikarenakan penurunan kelarutan belerang dalam air.
- Sebaliknya, kalsium asetat yang sukar larut dalam etanol, mula-mula dilarutkan terlebih dahulu dalam air, kemudianbaru dalam larutan tersebut ditambahkan etanol maka terjadi kondensasi dan terbentuklah koloid kalsium asetat.

2. Metode Dispersi
Metode ini melibatkan pemecahan partikel-partikel kasar menjadi berukuran koloid yang kemudian akan didispersikan dalam medium pendispersinya. Ada 3 cara dalam metode ini, yaitu:

* Cara Mekanik
Cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan proses penggilingan untuk dapat membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan untuk cara ini biasa disebut penggilingan koloid, yang biasa digunakan dalam:
- industri makanan untuk membuat jus buah, selai, krim, es krim,dsb.
- Industri kimia rumah tangga untuk membuat pasta gigi, semir sepatu, deterjen, dsb.
- Industri kimia untuk membuat pelumas padat, cat dan zat pewarna.
- Industri-industri lainnya seperti industri plastik, farmasi, tekstil, dan kertas.

Sistem kerja alat penggilingan koloid:
Alat ini memiliki 2 pelat baja dengan arah rotasi yang berlawanan. Partikel-partikel yang kasar akan digiling melalui ruang antara kedua pelat baja tersebut. Kemudian, terbentuklah partikel-partikel berukuran koloid yang kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya untuk membentuk sistem koloid. Contoh kolid yang dibuat adalah; pelumas, tinta cetak, dsb.

* Cara peptisasi
Cara peptisasi adalah pembuatan koloid / sistem koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan / proses pendispersi endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah). Zat pemecah tersebut dapat berupa elektrolit khususnya yang mengandung ion sejenis ataupun pelarut tertentu.
Contoh:
- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.
- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; endapan Al(OH) 3 oleh AlCl3.
- Sol Fe(OH) 3 diperoleh dengan mengaduk endapan Fe(OH) 33 yang baru terbentuk dengan sedikit FeCl3. Sol Fe(OH) 3 kemudian dikelilingi Fe+3 sehingga bermuatan positif
- Beberapa zat mudah terdispersi dalam pelarut tertentu dan membnetuk sistem kolid. Contohnya; gelatin dalam air.

* Cara Busur Bredig
Cara busur Bredig ini biasanya digunakan untuk membuat sol-sol logam, sperti Ag, Au, dan Pt. Dalam cara ini, logam yang akan diubah menjadi partikel-partikel kolid akan digunakan sebagai elektrode. Kemudian kedua logam dicelupkan ke dalam medium pendispersinya (air suling dingin) sampai kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian, kedua elektrode akan diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logam menguap, uapnya kemudian akan terkondensasi dalam medium pendispersi dingin, sehingga hasil kondensasi tersebut berupa pertikel-pertikel kolid. Karena logam diubah jadi partikel kolid dengan proses uap logam, maka metode ini dikategorikan sebagai metode dispersi.

PEMURNIAN KOLOID SOL

Seringkali terdapat zat-zat terlarut yang tidak diinginkan dalam suatu pembuatan suatu sistem koloid. Partikel-partikel tersebut haruslah dihilangkan atau dimurnikan guna menjaga kestabilan kolid. Ada beberapa metode pemurnian yang dapat digunakan, yaitu:

Dialisis
Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya. Pada proses dialisis ini digunakan selaput semipermeabel. Pergerakan ion-ion dan molekul – molekul kecil melalui selaput semipermiabel disebut dialysis. Suatu koloid biasanya bercampur dengan ion-ion pengganggu, karena pertikel koloid memiliki sifat mengadsorbsi. Pemisahan ion penggangu dapat dilakukan dengan memasukkan koloid ke dalam kertas/membran semipermiabel (selofan), baru kemudian akan dialiri air yang mengalir. Karena diameter ion pengganggu jauh lebih kecil daripada kolid, ion pengganggu akan merembes melewati pori-pori kertas selofan, sedangkan partikel kolid akan tertinggal.
Proses dialisis untuk pemisahan partikel-partikel koloid dan zat terlarut dijadikan dasar bagi pengembangan dialisator. Salah satu aplikasi dialisator adalah sebagai mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal. Jaringan ginjal bersifat semipermiabel, selaput ginjal hanya dapat dilewati oleh air dan molekul sederhana seperti urea, tetapi menahan partikel-partikel kolid seperti sel-sel darah merah.

Elektrodialisis
Pada dasarnya proses ini adalah proses dialysis di bawah pengaruh medan listrik. Cara kerjanya; listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layer logam yang menyokong selaput semipermiabel. Sehingga pertikel-partikel zat terlarut dalam sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan. Adanya pengaruh medanlistrik akanmempercepat proses pemurnian sistem koloid.
Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit karena elektrodialisis melibatkan arus listrik.

Penyaring Ultra
Partikel-partikel kolid tidak dapat disaring biasa seperti kertas saring, karena pori-pori kertas saring terlalu besar dibandingkan ukuran partikel-partikel tersebut. Tetapi, bila kertas saring tersebut diresapi dengan selulosa seperti selofan, maka ukuran pori-pori kertas akan sering berkurang. Kertas saring yang dimodifikasi tersebut disebut penyaring ultra.
Proses pemurnian dengan menggunakan penyaring ultra ini termasuklambat, jadi tekanan harus dinaikkan untuk mempercepat proses ini. Terakhir, partikel-pertikel koloid akan teringgal di kertas saring. Partikel-partikel kolid akan dapat dipisahkan berdasarkan ukurannya, dengan menggunakan penyaring ultra bertahap.

posted by elaineNlala @ 7:27 PM 0 comments
Koloid Emulsi

KOLOID EMULSI

Emulsi adalah suatu sistem koloid yang fase terdispersinya dapat berupa zat padat, cair, dan gas, tapi kebanyakan adalah zat cair (contohnya: air dengan minyak). Pada umumnya emulsi kurang mantap, kemantapan emulsi dapat terlihat pada keadaannya yang selalu keruh seperti; susu, santan, dsb. Untuk memantapkan emulsi diperlukan zat pemantap yang disebut emulgator.

Emulsi Gas
Emulsi gas dapat disebut juga aerosol cair yang adalah emulsi dalam medium pendispersi gas. Pada aerosol cair, seperti; hairspray dan obat nyamuk dalam kemasan kaleng, untuk dapat membentuk system koloid atau menghasilkan semprot aerosol yang diperlukan, dibutuhkan bantuan bahan pendorong/ propelan aerosol, anatar lain; CFC (klorofuorokarbon atau Freon).
Aerosol cair juga memiliki sifat-sifat seperti sol liofob; efek Tyndall, gerak Brown, dan kestabilan denganmuatan partikel.
Contoh: dalam hutan yang lebat, cahaya matahari akan disebarkan oleh partikel-partikel koloid dari sistem koloid kabut à merupakan contoh efek Tyndall pada aerosol cair.

Emulsi Cair
Emulsi cair melibatkan dua zat cair yang tercampur, tetapi tidak dapat saling melarutkan, dapt juga disebut zat cair polar &zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air (zat cair polar) dan zat lainnya; minyak (zat cair non-polar). Emulsi cair itu sendiri dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu; emulsi minyak dalam air (cth: susu yang terdiri dari lemak yang terdispersi dalam air,jadi butiran minyak di dalam air), atau emulsi air dalam minyak (cth: margarine yang terdiri dari air yang terdispersi dalam minyak, jadi butiran air dalam minyak).

Bagaimana air dan minyak dapat bercampur sehingga membentuk emulsi cair?
Air dan minyak dapat bercampur membentuk emulsi cair apabila suatu pengemulsi (emulgator) ditambahkan dalam larutan tersebut. Karena kebanyakan emulsi adalah dispersiair dalam mnyak, dan dispersiminyak dalam air, maka zat pengemulsi yang digunakan harus dapat larut dengan baik di dalam air maupun minyak. Contoh pengemulsi tersebut adalah senyawa organic yang memiliki gugus polar dan non-polar. Bagian non-polar akan berinteraksi dengan minyak/ mengelilingi partikel-partikel minyak, sedangkan bagian yang polar akan berinteraksi kuat dengan air. Apabila bagian polar ini terionisasi menjadi bermuatan negative, maka pertikel-partikel minyak juga akan bermuatan negatif. Muatan tersebut akan mengakibatkan pertikel-partikel minyak saling tolak-menolak dan tidak akan bergabung, sehingga emulsi menjadi stabil.
Contohnya: ada sabun yang merupakan garam karboksilat. Molekul sabun tersusun dari “ekor” alkil yang non-polar (larut dalam minyak) dan kepala ion karboksilat yang polar (larut dalam air). Prinsip tersebut yang menyebabkan sabun dan deterjen memiliki daya pembersih. Ketika kita mandi atau mencuci pakaian, “ekor” non-polar dari sabun akan menempel pada kotoran dan kepala polarnya menempel pada air. Sehingga tegangan permukaan air akan semakin berkurang, sehingga air akan jauh lebih mudah untuk menarik kotoran.

Beberapa sifat emulsi yang penting:
- Demulsifikasi
Kestabilan emulsi cair dapat rusak apabila terjadi pemansan, proses sentrifugasi, pendinginan, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengemulsi. Krim atau creaming atau sedimentasi dapat terbentuk pada proses ini. Pembentukan krim dapat kita jumpai pada emulsi minyak dalam air, apabila kestabilan emulsi ini rusak,maka pertikel-partikel minyak akan naik ke atas membentuk krim. Sedangkan sedimentasi yang terjadi pada emulsi air dalam minyak; apabila kestabilan emulsi ini rusak, maka partikel-partikel air akan turun ke bawah. Contoh penggunaan proses ini adalah: penggunaan proses demulsifikasi dengan penmabahan elektrolit untukmemisahkan karet dalam lateks yang dilakukan dengan penambahan asam format (CHOOH) atau asam asetat (CH3COOH).
- Pengenceran
Dengan menambahkan sejumlah medium pendispersinya, emulsi dapat diencerkan. Sebaliknya, fase terdispersi yang dicampurkan akan dengan spontan membentuk lapisan terpisah. Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk menentukan jenis emulsi.

Emulsi Padat atau gel
Gel adalah emulsi dalam medium pendispersi zat padat, dapat juga dianggap sebagai hasil bentukkan dari penggumpalan sebagian sol cair. Partikel-partikel sol akan bergabung untuk membentuk suatu rantai panjang pada proses penggumpalan ini. Rantai tersebut akan saling bertaut sehingga membentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut. Sehingga, terbentuklah suatu massa berpori yang semi-padat dengan struktur gel. Ada dua jenis gel, yaitu:

(i) Gel elastis
Karena ikatan partikel pada rantai adalah adalah gaya tarik-menarik yang relatif tidak kuat, sehingga gel ini bersifat elastis. Maksudnya adalah gel ini dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan dapat kembali ke bentuk awal bila gaya tersebut ditiadakan. Gel elastis dapat dibuat dengan mendinginkan sol iofil yang cukup pekat. Contoh gel elastis adalah gelatin dan sabun.
(ii) Gel non-elastis
Karena ikatan pada rantai berupa ikatan kovalen yang cukup kuat, maka gel ini dapat bersifat non-elastis. Maksudnya adalah gel ini tidak memiliki sifat elastis, gel ini tidak akan berubah jika diberi suatu gaya. Salah satu contoh gel ini adalah gel silica yang dapat dibuat dengan reaksi kia; menambahkan HCl pekat ke dalam larutan natrium silikat, sehingga molekul-molekul asam silikat yang terbentuk akan terpolimerisasi dan membentuk gel silika.

Beberapa sifat gel yang penting adalah:
- Hidrasi
Gel non-elastis yang terdehidrasi tidak dapat diubah kembali ke bentuk awalanya, tetapi sebaliknya, gel elastis yang terdehidrasi dapat diubah kembali menjadi gel elastis dengan menambahkan zat cair.
- Menggembung (swelling)
Gel elastis yang terdehidrasi sebagian akan menyerap air apabila dicelupkan ke dalam zat cair. Sehingga volum gel akan bertambah dan menggembung.
- Sineresis
Gel anorganik akan mengerut bila dibiarkan dan diikuti penetesan pelarut, dan proses ini disebut sineresis.
- Tiksotropi
Beberapa gel dapat diubah kembali menjadi sol cair apabila diberi agitasi atau diaduk. Sifat ini disebut tiksotropi. Contohnya adalah gel besi oksida, perak oksida, dsb.

posted by elaineNlala @ 7:18 PM 1 comments
Koloid Buih

KOLOID BUIH

Buih adalah koolid dengan fase terdisperasi gas dan medium pendisperasi zat cair atau zat padat. Baerdasarkan medium pendisperasinya, buih dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

Buih Cair (Buih)
Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdisperasi gas dan dengan medium pendisperasi zat cair. Fase terdisperasi gas pada umumnya berupa udara atao karbondioksida yang terbetuk dari fermentasi. Kestabilan buih dapat diperoleh dari adanya zat pembuih (surfaktan). Zat ini teradsorbsi ke daerah antar-fase dan mengikat gelembung-gelembung gas sehingga diperoleh suatu kestabilan.
Ukuran kolid buih bukanlah ukuran gelembung gas seperti pada sistem kolid umumnya, tetapi adalah ketebalan film (lapisan tipis) pada daerah antar-fase dimana zat pembuih teradsorbsi, ukuran kolid berkisar 0,0000010 cm. Buih cair memiliki struktur yang tidak beraturan. Strukturnya ditentukan oleh kandungan zat cairnya, bukan oleh komposisi kimia atau ukuran buih rata-rata. Jika fraksi zat cair lebih dari 5%, gelembung gas akan mempunyai bentuk hamper seperti bola. Jika kurang dari 5%, maka bentuk gelembung gas adalah polihedral.

Beberapa sifat buih cair yang penting:
Struktur buih cair dapat berubah dengan waktu, karena:
- pemisahan medium pendispersi (zat cair) atau drainase, karena kerapatan gas dan zat cair yang jauh berbeda,
- terjadinya difusi gelembung gas yang kecil ke gelembung gas yang besar akibat tegangan permukaan, sehingga ukuran gelembung gas menjadi lebih besar,
- rusaknya film antara dua gelembung gas.
Struktur buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar. Bila gaya yang diberikan kecil, maka struktur buih akan kembali ke bentuk awal setelah gaya tersebut ditiadakan. Jika gaya yang diberikan cukup besar, maka akan terjadi deformasi.
Contoh buih cair:
- Buih hasil kocokan putih telur
Karen audara di sekitar putih telur akan teraduk dan menggunakan zat pembuih, yaitu p[rotein dan glikoprotein yang berasal dari putih telur itu sendiri untukmembentuk buih yang relative stabil. Sehingga putih telur yang dikocok akan mengembang.
- Buih hasil akibat pemadam kebakaran
Alat pemadam kebakaran mengandung campuran air, natrium bikarbonat, aluminium sulfat, serta suatu zat pembuih. Karbondioksida yang dilepas akan membentuk buih dengan bamtuam zat pembuih tersebut.

Buih Padat
Buih padat adalah sistem kolid dengan fase terdisperasi gas dan denganmedium pendisperasi zat padat. Kestabilan buih ini dapat diperoleh dari zat pembuih juga (surfaktan). Contoh-contoh buih padatyang mungkin kita ketahui:
- Roti
Proses peragian yang melepas gas karbondioksida terlibat dalam proses pembuatan roti. Zat pembuih protein gluten dari tepung kemudian akan membentuk lapisan tipis mengelilimgi gelembung-gelembung karbondioksida untuk membentuk buih padat.
- Batu apung
Dari proses solidifikasi gelas vulkanik, maka terbentuklah batu apung.
- Styrofoam
Styrofoam memiliki fase terdisperasi karbondioksida dan udara, serta medium pendisperasi polistirena.

posted by elaineNlala @ 7:12 PM 0 comments
Koloid Dalam Kehidupan Sehari-hari

KOLOID DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Sifat karakteristik kolid yang penting, yaitu sangat bermanfaat untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi skala besar. Oleh karena sifat tersebut, sistem koloid menjadi banyak kita jumpai dalam industri (aplikasi kolid untuk produksi cukup luas). Tetapi selain industri, sistem koloid juga banyak dapat kita jumpai dsalam kehidupan kita sehari-hari, contohnya saja di alam, kedokteran, pertanian, dsb;
- Penggumpalan darah
Darah mengandung sejumlah kolid protein yangbermuatan negative. Jika terdapat luka kecil, maka luka tersebut dapat doibati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al+3 dan Fe+3, dimana ion-ion tersebut akan membantu menetralkan muatan-muatan partikel koloid protein danmembnatu penggumpalan darah.
- Pembentukan delta di muara sungai
Air sungai mengandung partikel-partikel koloid pasir dan tanah liat yang bermuatan negatif. Sedangkan air laut mengandung ion-ion Na+, Mg+2, dan Ca+2 yang bermuatan positif. Ketika air sungai bertemu di laut, maka ion-ion positif dari air laut akanmenetralkan muatan pasir dan tanah liat. Sehingga, terjadi koagulasi yang akan membentuk suatu delta.
- Pengambilan endapan pengotor
Gas atau udara yang dialirkan ke dalam suatu proses industri seringkali mangandung zat-zat pengotor berupa partikel-partikel koloid. Untukmemisahkan pengotor ini, digunakan alat pengendap elektrostatik yang pelat logamnya yang bermuatan akan digunakan untuk menarik partikel-partikel koloid.
- Pemutihan gula
Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon, partikel-partikel koloid kemudian akan mengadsorbsi zat warna tersebut. Sehingga gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan.

Thomas Graham : Penemu Ilmu Kimia Koloid

2009-07-13T09:40:00.000-07:00

Thomas Graham (1805-1869) adalah ahli kimia Skotlandia, penemu Hukum Graham penemu ilmu kimia koloid, penemu beberapa istilah kimia koloid antara lain koloid, difusi, osmosis, sol, jel, peptisasi, seneresis, kristaloid, dan sebagainya. Ia lahir di Glasgow, Skotlandia, pada tanggal 20 Desember 1805 dan meninggal di London pada tanggal 11 september 1869 pada umur 64 tahun. Ayahnya menginginkan dia menjadi pendeta, tapi ketika masih kuliah di Glasgow, Graham jatuh cinta pada ilmu fisika. Ayahnya sangat marah dan tidak mau lagi membiayai kuliah dan kebutuhan hidupnya. Graham malah senang karena bebas dari tekanan orang tua. Ia lalu mencari nafkah sebagai pengarang dan guru, sambil melanjutkan kuliahnya. Ia lulus pada tahun 1826 pada umur 21 tahun.

Empat tahun kemudian ia diangkat jadi guru besar pada institut tersebut. Pada tahun 1837 ia juga jadi guru besar di University College di London. Mula-mula Graham hanya tertarik pada difusi gas. Ia mengisi sebuah wadah dengan Hydrogen dan Oksigen. Bagian atas wadah itu diisi Hydrogen. Bagian bawah diisi Oksigen. Tak lama kemudian kedua gas itu bercampur. Padahal Oksigen lebih berat dari pada Hydrogen. Meskipun demikian Oksigen bergerak keatas melawan hukum gravitasi. Pada tahun 1831 ia menemukan hukum Graham yang bunyinya: “Laju difusi gas berbanding berbalik dengan akar kerapatan gas tersebut”. Proses difusi Hydrogen berlangsung 4 kali lebih cepat dari pada Oksigen karena molekul oksigen 16 kali lebih rapat dari pada molekul Hydrogen.

Lama-kelamaan kegemarannya mencampur gas berkembang jadi kegemaran mencampur zat seperti garam, gula, sulfat tembaga ke dalam larutan. Bahkan ia memasang membran (selaput tipis) untuk menghalangi proses difusi. Ia menemukan bahwa getah arab, lem, dan gelatin tidak dapat menembus membran, tapi gula dan garam dapat menembus membran. Zat yang sulit larut dan tidak dapat menembus membran ia sebut koloid. Kata koloid berasal dari kata Yunani kola yang artinya lem.

Mengapa kristaloid dapat menembus membran dan koloid tidak dapat menembus membran? Hal ini disebabkan ukuran zaz-zat itu. Molekul-molekul kristaloid lebuh kecil dari pada molekul-molekul koloid sering kali partikel-partikel itu bergumpal dan merupakan gabungan molekul. Penemuan Graham ini sangat penting bagi para ahli biokimia, karena protoplasma dan protein adalah koloid. Koloid adalah zat yang terdiri dari partikel-partikel lembut, yang dimensinya jauh lebih besar dari pada dimensi atom atau molekul biasa tapi jauh lebih kecil dari pada dimensi partikel-partikel yang dapat dilihat dengan mata telanjang.

Zat-zat ini disebut koloid: keju, adonan, cat, gelatin, asap, buih, plastik, tanah liat, protein, darah, protoplasma, karet, sutra, air susu, agar-agar. Pada dasarnya koloid terdiri dari zat yang melayang-layang didalam zat lain, seperti debu dalam udara, butir-butir darah merah dalam cairan darah, gas dalam air (buih), titik-titik air dalam udara (awan).

Evapotranspirasi

2009-07-13T09:32:00.000-07:00

Proses dan pengertian evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah kombinasi proses kehilangan air dari suatu lahan bertanaman melalui evaporasi dan transpirasi. Evaporasi adalah proses dimana air diubah menjadi uap air (vaporasi, vaporization) dan selanjutnya uap air tersebut dipindahkan dari permukaan bidang penguapan ke atmosfer (vapor removal). Evaporai terjadi pada berbagai jenis permukaan seperti danau, sungai lahan pertanian, tanah, maupun dari vegetasi yang basah. Transpirasi adalah vaporisasi di dalam jaringan tanaman dan selanjutnya uap air tersebut dipindahkan dari permukaan tanaman ke atmosfer (vapor removal). Pada transpirasi, vaporisasi terjadi terutama di ruang antar sel daun dan selanjutnya melalui stomata uap air akan lepas ke atmosfer. Hamper semua air yang diambil tanaman dari media tanam (tanah) akan ditranspirasikan, dan hanya sebagian kecil yang dimanfaatkan tanaman (Allen et al. 1998).

Evapotranspirasi terbagi atas beberapa jenis, yaitu Evapotranspirasi Potensial, Evapotranspirasi standar, Evapotranspirasi Tanaman, Evapotranspirasi actual.

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap Evapotranspirasi :

Parameter-parameter iklim

Faktor-faktor tanaman dan tanah

Kondisi lingkungan dan pengelolaan

Kondisi lingkungan dan pengelolaan

Prinsip Dioda - Dioda, Zenner dan LED

2009-07-05T07:27:00.000-07:00

Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik.

Dioda

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar 1 : Simbol dan struktur dioda

Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Gambar 2 : dioda dengan bias maju

Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.

Gambar 3 : dioda dengan bias negatif

Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.

Gambar 4 : grafik arus dioda

Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi.

Zener

Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya.

Gambar 5 : Simbol Zener

Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias).

LED

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 6 : Simbol LED

Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.

Aplikasi

Dioda banyak diaplikasikan pada rangkaian penyerah arus (rectifier) power suplai atau konverter AC ke DC. Dipasar banyak ditemukan dioda seperti 1N4001, 1N4007 dan lain-lain. Masing-masing tipe berbeda tergantung dari arus maksimum dan juga tegangan breakdwon-nya. Zener banyak digunakan untuk aplikasi regulator tegangan (voltage regulator). Zener yang ada dipasaran tentu saja banyak jenisnya tergantung dari tegangan breakdwon-nya. Di dalam datasheet biasanya spesifikasi ini disebut Vz (zener voltage) lengkap dengan toleransinya, dan juga kemampuan dissipasi daya.

Gambar 7 : LED array

LED sering dipakai sebagai indikator yang masing-masing warna bisa memiliki arti yang berbeda. Menyala, padam dan berkedip juga bisa berarti lain. LED dalam bentuk susunan (array) bisa menjadi display yang besar. Dikenal juga LED dalam bentuk 7 segment atau ada juga yang 14 segment. Biasanya digunakan untuk menampilkan angka numerik dan alphabet.

electroniclab.com

Hubungan Efek Rumah Kaca, Pemanasan Global dan Perubahan Iklim

2009-06-11T06:37:00.000-07:00

Secara umum iklim sebagai hasil interaksi proses-proses fisik dan kimiafisik parameternya, seperti suhu, kelembaban, angin, dan pola curah hujan yang terjadi pada suatu tempat di muka bumi. Untuk mengetahui kondisi iklim suatu tempat, menurut ukuran internasional diperlukan nilai rata-rata parameternya selama kurang lebih 30 tahun. Iklim muncul akibat dari pemerataan energi bumi yang tidak tetap dengan adanya perputaran/revolusi bumi mengelilingi matahari selama kurang lebih 365 hari serta rotasi bumi selama 24 jam. Hal tersebut menyebabkan radiasi matahari yang diterima berubah tergantung lokasi dan posisi geografi suatu daerah. Daerah yang berada di posisi sekitar 23,5 Lintang Utara – 23,5 Lintang Selatan, merupakan daerah tropis yang konsentrasi energi suryanya surplus dari radiasi matahari yang diterima setiap tahunnya (MenLH, 2003).

Secara alamiah sinar matahari yang masuk ke bumi, sebagian akan dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa. Sebagian sinar matahari yang dipantulkan itu akan diserap oleh gas-gas di atmosfer yang menyelimuti bumi –disebut gas rumah kaca, sehingga sinar tersebut terperangkap dalam bumi. Peristiwa ini dikenal dengan efek rumah kaca (ERK) karena peristiwanya sama dengan rumah kaca, dimana panas yang masuk akan terperangkap di dalamnya, tidak dapat menembus ke luar kaca, sehingga dapat menghangatkan seisi rumah kaca tersebut.

Efek Rumah Kaca

Peristiwa alam ini menyebabkan bumi menjadi hangat dan layak ditempati manusia, karena jika tidak ada ERK maka suhu permukaan bumi akan 33 derajat Celcius lebih dingin. Gas Rumah Kaca (GRK) seperti CO₂(Karbon dioksida),CH₄(Metan) dan N₂O (Nitrous Oksida), HFCs (Hydrofluorocarbons), PFCs (Perfluorocarbons) and SF₆ (Sulphur hexafluoride) yang berada di atmosfer dihasilkan dari berbagai kegiatan manusia terutama yang berhubungan dengan pembakaran bahan bakar fosil (minyak, gas, dan batubara) seperti pada pembangkitan tenaga listrik, kendaraan bermotor, AC, komputer, memasak. Selain itu GRK juga dihasilkan dari pembakaran dan penggundulan hutan serta aktivitas pertanian dan peternakan. GRK yang dihasilkan dari kegiatan tersebut, seperti karbondioksida, metana, dan nitroksida, menyebabkan meningkatnya konsentrasi GRK di atmosfer.

Berubahnya komposisi GRK di atmosfer, yaitu meningkatnya konsentrasi GRK secara global akibat kegiatan manusia menyebabkan sinar matahari yang dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa, sebagian besar terperangkap di dalam bumi akibat terhambat oleh GRK tadi. Meningkatnya jumlah emisi GRK di atmosfer pada akhirnya menyebabkan meningkatnya suhu rata-rata permukaan bumi, yang kemudian dikenal dengan Pemanasan Global.

Sinar matahari yang tidak terserap permukaan bumi akan dipantulkan kembali dari permukaan bumi ke angkasa. Setelah dipantulkan kembali berubah menjadi gelombang panjang yang berupa energi panas. Namun sebagian dari energi panas tersebut tidak dapat menembus kembali atau lolos keluar ke angkasa, karena lapisan gas-gas atmosfer sudah terganggu komposisinya. Akibatnya energi panas yang seharusnya lepas keangkasa (stratosfer) menjadi terpancar kembali ke permukaan bumi (troposfer) atau adanya energi panas tambahan kembali lagi ke bumi dalam kurun waktu yang cukup lama, sehingga lebih dari dari kondisi normal, inilah efek rumah kaca berlebihan karena komposisi lapisan gas rumah kaca di atmosfer terganggu, akibatnya memicu naiknya suhu rata-rata dipermukaan bumi maka terjadilah pemanasan global. Karena suhu adalah salah satu parameter dari iklim dengan begitu berpengaruh pada iklim bumi, terjadilah perubahan iklim secara global.

Pemanasan global dan perubahan iklim menyebabkan terjadinya kenaikan suhu, mencairnya es di kutub, meningkatnya permukaan laut, bergesernya garis pantai, musim kemarau yang berkepanjangan, periode musim hujan yang semakin singkat, namun semakin tinggi intensitasnya, dan anomaly-anomali iklim seperti El Nino – La Nina dan Indian Ocean Dipole (IOD). Hal-hal ini kemudian akan menyebabkan tenggelamnya beberapa pulau dan berkurangnya luas daratan, pengungsian besar-besaran, gagal panen, krisis pangan, banjir, wabah penyakit, dan lain-lainnya

cuaca - iklim

2009-06-01T08:36:00.000-07:00

Pengertian Cuaca dan Iklim

Cuaca dan iklim sama-sama mengacu pada keadaan atmosfer pada suatu tempat dan waktu tertentu. Cuaca dan iklim berbeda dalam rentang waktu dan luas tempat. Cuaca didefinisikan sebagai keadaan atmosfer pada daerah dan waktu tertentu. Iklim adalah keadaan atmosfer pada daerah yang lebih luas dalam kurun waktu yang panjang. Dengan kata lain iklim adalah rata-rata cuaca dalam periode waktu yang panjang dan daerah yang lebih luas.

Kita dapat mengetahui cuaca di suatu tempat dengan mengukur langsung keadaan cuaca di tempat tersebut. Namun, untuk mengetahui iklimnya kita memerlukan rekaman data keadaan atmosfer di tempat tersebut puluhan tahun yang lalu. Jika kita mengukur suhu atmosfer, tekanan udara, atau curah hujan pada jam 5 sore di halaman rumah, maka yang kita lakukan adalah untuk mengetahui cuaca di halaman rumah pada jam tersebut. Sedangkan untuk mengetahui iklim di halaman rumah kita tersebut dilakukan dengan cara merata-ratakan data suhu, tekanan, atau curah hujan yang telah kita kumpulkan dalam waktu puluhan tahun.

Oleh karena itu, dapatlah dipahami, informasi yang diberitakan oleh media televisi maupun surat kabar setiap hari adalah prakiraan cuaca bukan prakiraan iklim.

Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

Telah dijelaskan di atas bahwa cuaca dan iklim menyatakan keadaan atmosfer. Pertanyaan selanjutnya adalah apakah keadaan atmosfer tersebut? Jika kita membicarakan keadaan maka kita membicarakan sesuatu yang diukur. Apakah yang diukur jika kita ingin mengetahui keadaan atmosfer? Yang kita ukur adalah unsur-unsur cuaca dan iklim. Unsur-unsur cuaca dan iklim yang utama adalah suhu udara, tekanan udara, kelembapan udara, curah hujan, durasi (lamanya) penyinaran matahari, kecepatan angin, serta perawanan, embun, dan kabut.

Suhu Udara

Suhu udara diukur dengan menggunakan termometer. Untuk menyatakan suhu udara digunakan skala Celcius atau Fahrenheit. Suhu udara berubah sesuai waktu dan tempat. Umumnya suhu udara maksimum terjadi antara jam 12.00 dan jam 14.00. Suhu udara minimum terjadi sekitar jam 06.00 pada saat sebelum matahari terbit.

Kelembapan Udara

Kelembapan udara menyatakan jumlah uap air di udara. Alat untuk mengukur kelembapan udara adalah higrometer. Ada beberapa cara untuk menyatakan jumlah uap air di udara diantaranya adalah kelembapan mutlak dan kelembapan relatif (RH).

Kelembapan mutlak adalah massa air yang terkandung dalam satu satuan volume udara. Kelembapan relatif adalah perbandingan massa air yang terkandung dalam udara dalam suhu tertentu dengan massa air maksimum yang dapat dikandung udara tersebut pada suhu yang sama.

Endapan (presipitasi) dan Curah Hujan

Endapan atau presipitasi didefinisikan sebagai air yang jatuh ke permukaan bumi. Air yang jatuh ke permukaan bumi tersebut dapat berbentuk padat seperti batu es dan salju maupun berbentuk cair seperti air hujan. Di Indonesia, endapan berupa air hujan atau curah hujan.

Alat untuk mengukur curah hujan adalah penakar curah hujan (rain gauge). Curah hujan diukur dalam satuan inchi atau milimeter. Jumlah curah hujan 1 mm (milimeter) berarti air hujan yang menutupi permukaan tanah setinggi 1 mm. Jumlah curah hujan yang diukur tidak boleh menguap atau meresap ke dalam tanah. Di stasiun pengamat, curah hujan dicatat setiap hari.

Curah hujan dapat diukur dalam selang waktu tertentu, misalnya:

1. Curah hujan harian adalah jumlah curah hujan yang terjadi dalam satu hari tertentu.
2. Curah hujan bulanan adalah jumlah curah hujan harian dalam satu bulan tertentu.
3. Curah hujan tahunan adalah jumlah curah hujan bulanan dalam satu tahun tertentu.
4. Curah hujan harian rata-rata jumlah curah hujan bulanan di bagi jumlah hari dalam bulan tersebut.
5. Curah hujan bulanan rata-rata adalah jumlah curah hujan tahunan dibagi 12 (jumlah bulan).

Tekanan Atmosfer

Tekanan atmosfer atau tekanan udara menyatakan berat kolom udara di atas suatu tempat persatuan luas. Tekanan atmosfer diukur dengan alat yang disebut barometer. Satuan yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer adalah mili bar (mb) atau pascal (Pa). Daerah yang memiliki tekanan atmosfer terbesar adalah di permukaan laut yaitu sekitar 1.013,2 mb. Tekanan atmosfer akan berkurang terhadap ketinggian. Sehingga tekanan atmosfer di pantai akan lebih besar dibandingkan dengan di daerah pegunungan.

Angin

Angin adalah udara yang bergerak. Angin bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah yang bertekanan rendah. Angin seringkali diberi nama sesuai dengan arah datangnya angin. Sebagai contoh, angin darat adalah angin yang datang dari arah darat, angin laut adalah angin yang datang dari laut.

Angin memiliki laju (kecepatan) dan arah. Alat untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer. Kecepatan angin diukur dalam satuan meter per detik (m/s), kilometer per jam (km/jam), atau knot (1 knot –sekitar 0,5 m/s). Arah angin diukur dalam satuan derajat, yaitu: utara : 360⁰, selatan: 180⁰, timur: 90⁰, barat: 270⁰, dan seterusnya.

Dalam mengukur kecepatan angin terdapat istilah kecepatan angin rata-rata. Kecepatan angin rata-rata adalah jumlah seluruh kecepatan angin pada saat pengamatan di bagi dengan jumlah pengamatan tanpa memperhatikan arah angin.

Perhatikan kembali bahwa angin bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Karena terdapat perbedaan tekanan atmosfer di permukaan bumi akibat perbedaan dalam menerima energi matahari, maka dalam skala luas/global angin membentuk sirkulasi-sirkulasi tertentu. Di samping angin yang bergerak dalam skala luas terdapat angin yang terjadi di lokasi tertentu atau disebut angin lokal. Contoh dari angin lokal adalah angin laut dan angin darat.

Perawanan

Perawanan adalah jumlah awan yang menutupi langit di atas pengamat. Perawanan secara umum dinyatakan dalam per-delapan-an dari langit yang tertutupi awan. Sebagai contoh:

Perawanan = 0 (= 0/8) berarti tidak ada awan yang menutupi langit atau cerah.

Perawanan = 4/8 (=1/2) berarti separuh langit tertutup oleh awan.

Perawanan = 8/8 (= 1) berarti langit seluruhnya tertutupi oleh awan.

Untuk menentukan perawanan, kita sebagai pengamat tinggal pergi keluar dan mengamati langit, apakah cerah atau tertutup awan?

Embun dan Kabut

Embun terjadi karena udara yang basah berkondensasi pada permukaan bumi yang dingin. Embun dapat kita lihat di atas tanah atau daun tanaman. Pengembunan sering terjadi pada waktu malam atau dini hari ketika tanah menjadi dingin.

Kabut adalah tetes air yang mengapung dalam udara di atas permukaan. Kabut hampir mirip dengan awan. Perbedaannya kabut terbentuk di udara yang dekat dengan permukaan bumi sedangkan awan terbentuk jauh dari permukaan bumi. Kabut dapat terjadi ketika udara lembap panas bergerak di atas permukaan bumi yang dingin. Kabut dan asap pembakaran dapat menimbulkan kabut-asap atau smog (smoke= asap dan fog = kabut). Kabut maupun kabut-asap dapat mengganggu jarak pandang bagi pengemudi kendaraan.

alat-alat klimatologi

2009-06-01T08:25:00.000-07:00

Menentukan iklim suatu daerah diperlukan data yang telah terkumpul lama, hasil dari pengukuran alat ukur khusus yang disebut instrumentasi klimatologi. Instrumentasi tak jauh beda bahkan kadang sama dengan instrumentasi meteorologi. Alat-alat ini harus tahan setiap waktu terhadap pengaruh-pengaruh buruk cuaca sehingga ketelitiannya tidak berubah. Pemeliharaan alat akan membuat ketelitian yang baik pula sehingga pengukuran dapat dipercaya. Data yang terkumpul untuk iklim diperlukan waktu yang lama, tak cukup satu tahun bahkan 10-30 tahun.

Pemasangan alat di tempat terbuka memerlukan persyaratan tertentu tertentu agar tak salah ukur misalnya dipikirkan tentang halangan berupa bangunan-bangunan dekat alat ataupun pepohonan. Alat-alat pengukur memerlukan penetapan waktu tertentu mengikuti prosedur tertentu yang sama di semua tempat. Maksudnya agar data dapat dibandingkan sehingga perbedaan data bukanlah akibat kesalahan prosedur tapi betul-betul karena iklimnya berbeda. Jadi perlu keseragaman dalam: peralatan, pemasangan alat, waktu pengamatan dan pengumpulan data.

Alat-alat yang umum digunakan di stasiun klimatologi data cuaca menghasilkan data yang makro. Alat-alat terbagi dua golongan, manual dan otomatis (mempunyai perekam). Unsur-unsur iklim yang diukur adalah: radiasi surya, suhu udara dan suhu tanah, kelembapan udara, curah hujan, evaporasi dan angin.

RADIASI

Alat ukur radiasi umumnya dua tipe:

1) pengukur jumlah energi radiasi (Cal/cm2/waktu)

2) pengukur lamanya penyinaran surya (jam).

Tipe pertama contohnya :

Aktinograf

Berperekam atau otomatis mengukur setiap saat pada siang hari radiasi surya yang jatuh ke alat. Sensor atau yang peka bila kena sinar surya terdiri atas bimetal (dwilogam) berwarna hitam mudah menyerap radiasi surya. Panas karena radiasi yang diserap ini membuat bimetal melengkung. Besarnya lengkungan sebanding radiasi yang diterima sensor. Lengkungan ini disampaikan secara mekanis ke jarum penulis di atas pias yang berputar menurut waktu. Hasil rekaman sehari ini berbentuk grafik. Luas grafik/integral dari grafik sebanding dengan jumlah radiasi surya yang ditangkap oleh sensor selama sehari.

Gun Bellani

Prinsip alat adalah menangkap radiasi pada benda berbentuk bola sensor. Panas yang timbul akan menguapkan zat cair dalam bola hitam. Ruang uap zat cair berhubungan dengan tabung kondensasi. Uap zat cair yang timbul akan dikondensasi dalam tabung berbentuk buret yang berskala. Banyaknya air kondensasi sebanding dengan radiasi surya diterima oleh sensor dalam sehari. Pengukuran dilakukan sekali dalam 24 jam, yaitu pada pagi hari dibandingkan dengan alat yang pertama hasilnya lebih kasar.

Campbell Stokes

Prinsip alat adalah pembakaran pias. Panjang pias yang terbakar dinyatakan dalam jam. Alat ini mengukur lama penyinaran surya. Hanya pada keadaan matahari terang saja pias terbakar, sehingga yang terukur adalah lama penyinaran surya terang.

Pias ditaruh pada titik api bola lensa. Pembakaran pias terlihat seperti garis lurus di bawah bola lensa. Kertas pias adalah kertas khusus yang tak mudah terbakar kecuali pada titik api lensa.

Alat dipasang di tempat terbuka, tak ada halangan ke arah Timur matahari terbit dan ke barat matahari terbenam. Kemiringan sumbu bola lensa disesuaikan dengan letak lintang setempat. Posisi alat tak berubah sepanjang waktu hanya pemakaian pias dapat diganti-ganti setiap hari. Ada 3 tipe pias yang digunakan pada alat yang sama:

* Pias waktu matahari di ekuator
* Pias waktu matahari di utara
* Pias waktu matahari di selatan

SUHU

Setiap benda yang perubahan bentuknya sebagai fungsi dari suhu dapat digunakan sebagai thermometer. Perubahan bentuk ini akibat pemuaian thermal. Pada umumnya yang dipakai dalam instrumen klimatologi adalah air raksa dalam tabung kapiler gelas.

Termometer Maksimum

Ciri khas dari termometer ini adalah terdapat penyempitan pada pipa kapiler di dekat reservoir. Air raksa dapat melalui bagian yang sempit ini pada suhu naik dan pada suhu turun air raksa tak bisa kembali ke reservoir, sehingga air raksa tetap berada posisi sama dengan suhu tertinggi. Setelah dibaca posisi ujung air raksa tertinggi, air raksa dapat dikembalikan ke reservoir dengan perlakuan khusus (diayun-ayunkan). Termometer maksimum diletakkan pada posisi hampir mendatar, agar mudah terjadi pemuaian . Pengamatan sekali dalam 24 jam.

Termometer minimum

Mengukur suhu udara ekstrim rendah. Zat cair dalam kapiler gelas adalah alkohol yang bening. Pada bagian ujung atas alkohol yang memuai atau menyusut terdapat indeks. Indeks ini hanya dapat didorong ke bawah pada suhu rendah oleh tegangan permukaan bagian ujung kapiler alkohol. Bila suhu naik alkohol memuai, indeks tetap menunjukkan posisi suhu terendah.

Setelah ujung indeks yang dekat miniskus alkohol dibaca dan dicatat, dengan perlakuan khusus indeks dikembalikan mendekati miniskus alkohol. Posisi termometer pada waktu mengukur hampir sama dengan termometer maksimum yaitu agak mendatar. Perlu diperhatikan bahwa kapiler alkohol harus dalam keadaan bersambung, tidak boleh terputus-putus. Bila kapiler alkohol terputus, termometer tidak boleh lagi dipakai sebagai alat pengukur suhu, harus dibetulkan terlebih dahulu, Pengamatan sekali dalam 24 jam.

Termometer biasa

Mengukur suhu udara sesaat, zat cair yang digunakan adalah air raksa. Umumnya termometer ini disebut termometer bola kering yang dipasang berdampingan dengan termometer bola basah. Kedua termometer ini dipasang dalam keadaan tegak. Semua termometer pengukur suhu udara pada waktu pengukuran berada di dalam sangkar cuaca. Maksudnya adalah termometer tidak dipengaruhi radiasi surya langsung maupun radiasi dari bumi. Kemudian terlindung dari hujan ataupun angin kencang. Warna sangkar cuaca putih menghindari penyerapan radiasi surya. Panas ini dapat mempengaruhi pengukuran suhu udara.

Termometer tanah

Prinsipnya hampir sama dengan termometer biasa, hanya bentuk dan panjangnya berbeda. Pengukuran suhu tanah lebih teliti daripada suhu udara. Perubahannya lambat sesuai dengan sifat kerapatan tanah yang lebih besar daripada udara.

Suhu tanah yang diukur umumnya pada kedalaman 5 cm, 10 cm, 20 cm, 50 cm dan 100 cm. Macam alat disesuaikan dengan kedalaman yang akan diukur. Termometer tanah untuk kedalaman 50 cm dan 100 cm bentuknya berbeda dengan kedalaman lain. Termometer berada dalam tabung gelas yang berisi parafin, kemudian tabung diikat dengan rantai lalu diturunkan dalam selongsong tabung logam ke dalam tanah sampai kedalaman 50 cm atau 100 cm. Pembacaan dilakukan dengan mengangkat termometer dari dalam tabung logam, kemudian dibaca. Adanya parafin memperlambat perubahan suhu ketika termometer terbaca di udara. Termometer tanah pada kedua kedalaman ini bila meruapakan suatu kapiler yang panjang dari mulai permukaan tanah, mudah sekali patah apabila tanah bergerak turun atau pecah karena kekeringan.

KELEMBAPAN

Ada beberapa tipe dan prinsip kerja alat pengukur kelembapan udara. Pada umumnya alat yang digunakan adalah psikrometer. Alat ini terdiri dari dua termometer yang disebut termometer bola basah dan termometer bola kering. Kelembapan udara sebanding dengan selisih kedua termometer yang dapat dicari melalui tabel atau rumus. Alat pengukur kelembapan lain adalah sensor rambut. Prinsipnya bila udara lembab rambut bertambah panjang dan udara kering rambut menyusut. Perubahan panjang ini secara mekanis dapat ditransfer ke jarum penunjuk pada skala antara 0 sampai 100 %. Alat pengukur kelembapan udara tipe ini disebut higrometer.

Termohigrograf

Menggunakan prinsip dengan sensor rambut untuk mengukur kelembapan udara dan menggunakan bimetal untuk sensor suhu udara. Kedua sensor dihubungkan secara mekanis ke jarum penunjuk yang merupakan pena penulis di atas kertas pias yang berputar menurut waktu. Alat dapat mencatat suhu dan kelembapan setiap waktu secara otomatis pada pias. Melalui suatu koreksi dengan psikrometer kelembapan udara dari saat ke saat tertentu.

Psikrometer standar

Alat pengukur kelembapan udara terdiri dari dua termometer bola basah dan bola kering. Pembasah termometer bola basah harus dijaga agar jangan sampai kotor. Gantilah kain pembasah bila kotor atau daya airnya telah berkurang. Dua minggu atau sebulan sekali perlu diganti, tergantung cepatnya kotor. Musim kemarau pembasah cepat sekali kotor oleh debu. Air pembasah harus bersih dan jernih. Pakailah air bebas ion atau aquades. Air banyak mengandung mineral akan mengakibatkan terjadinya endapan garam pada termometer bola basah dan mengganggu pengukuran. Waktu pembacaan terlebih dahulu bacalah termometer bola kering kemudian termometer bola basah. Suhu udara yang ditunjukkan termometer bola kering lebih mudah berubah daripada termometer bola basah. Semua alat pengukur kelembapan udara ditaruh dalam sangkar cuaca terlindung dari radiasi surya langsung atau radiasi bumi serta hujan.

CURAH HUJAN

Alat pengukur hujan, mengukur tinggi hujan seolah-olah air yang jatuh ke tanah menumpuk ke atas merupakan kolom air. Bila air yang tertampung volumenya dibagi dengan luas corong penampung maka hasilnya dalah tinggi. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm).

Penakar hujan yang baku digunakan di Indonesia adalah tipe observatorium. Semua alat penakar hujan yang beragam bentuknya atau yang otomatis dibandingkan dengan alat penakar hujan otomatis (OBS). Penakar hujan OBS adalah manual. Jumlah air hujan yang tertampung diukur dengan gelas ukur yang telah dikonversi dalam satuan tinggi atau gelas ukur yang kemudian dibagi sepuluh karena luas penampangnya adalah 100 cm sehingga dihasilkan satuan mm. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam yaitu pada pagi hari. Hujan yang diukur pada pagi hari adalah hujan kemarin bukan hari ini.

Penakar hujan Hellman

Alat ini merupakan penakar hujan otomatis dengan tipe siphon. Bila air hujan terukur setinggi 10 mm, siphon bekerja mengeluarkan air dari tabung penampungan dengan cepat, kemudian siap mengukur lagi dan kemudian seterusnya. Di dalam penampung terdapat pelampung yang dihubungkan dengan jarum pena penunjuk yang secara mekanis membuat garis pada kertas pias posisi dari tinggi air hujan yang tertampung. Bentuk pias ada dua macam, harian dan mingguan. Pada umumnya lebih baik menggunakan yang harian agar garis yang dibuat pena tidak terlalu rapat ketika terjadi hujan lebat. Banyak data dapat dianalisadari pias, tinggi hujan harian, waktu datangnya hujan, derasnya hujan atau lebatnya hujan per satuan waktu.

Penakar hujan Bendix

Penakar hujan otomatis, prinsip secara menimbang air hujan yang ditampung. Melalui cara mekanis timbangan ini ditransfer ke jarum petunjuk berpena di atas kertas pias.

Penakar hujan Tilting Siphon

Prinsip alat, air hujan ditampung dalam tabung penampung. Bila penampung penuh, tabung menjadi miring dan siphon mulai bekerja megeluarkan air dari dalam tabung. Setiap pergerakan air dalam tabung penampung tercatat pada pias sama seperti alat penakar hujan otomatis lainnya.

Penakar hujan Tipping Bucket

Prinsip alat, air hujan ditampung pada bejana yang berjungkit. Bila air mengisi bejana penampung yang setara dengan tinggi hujan 0,5 mm akan berjungkit dan air dikeluarkan. Terdapat dua buah bejana yang saling bergantian menampung air hujan. Tiap gerakan bejana berjungkit secara mekanis tercapat pada pias atau menggerakkan counter (penghitung). Jumlah hitungan dikalikan dengan 0,5 mm adalah tinggi hujan yang terjadi. Curah hujan di bawah 0,5 mm tidak tercatat.

Semua alat penakar hujan di atas harus diperhatikan penempatannya di lapangan terbuka bebas dari halangan. Alat yang teliti dengan menempatkan yang salah akan mengukur besaran yang salah pula. Alat yang otomatis, pemeliharaannya harus lebih intensif. Keadaan alat baik yang manual ataupun yang otomatis harus diperiksa dari kebocoran, saluran penampung yang tersumbat kotoran, tinta pena jangan sampai kering dan jam pemutar silinder pias dalam keadaan berjalan dengan baik.

EVAPORASI

Pengukuran air yang hilang melalui penguapan (evaporasi) perlu diukur untuk mengetahui keadaan kesetimbangan air antara yang didapat melalui curah hujan dan air yang hilang melalui evaporasi. Alat pengukur evaporasi yang paling banyak digunakan sekarang adalah Panci kelas A. Evaporasi yang diukur dengan panci ini dipengaruhi oleh radiasi surya yang datang, kelembapan udara, suhu udara dan besarnya angin pada tempat pengukuran. Ada dua macam peralatan pengukur tinggi muka air dalam panci. Pertama alat ukur micrometer pancing dan yang kedua alat ukur ujung paku yang dipasang tetap (fixed point). Kesalahan yang besar dari pengukuran evaporasi terletak pada tinggi air dalam panci. Oleh sebab itu muka air selamanya harus dikembalikan pada tinggi semula yaitu 5 cm di bawah bibir panci. Makin rendah muka air dalam panci, makin rendah pula terjadinya penguapan. Kejernihan air dalam panci perlu diperhatikan. Air yang keruh, evaporasi yang terukur akan rendah pula. Usahakan air jangan sampai berlumut. Tinggi air diukur dengan satuan mm. Alat ukur mikrometer mampu mengukur dalam mm dengan ketelitian seperti seratus mm. Ketelitian pengukuran itu diperlukan karena tinggi yang diukur tidak sama besar meliputi 5 sampai 8 mm. Pada musim penghujan nilainya kecil sedangkan pada musim kemarau besar. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam ketika pagi hari. Pengamat yang setiap hari mengukur evaporasi harus mempunyai keterampilan dan kejelian melihat batas air yang diukur. Alat perlengkapannya adalah tabung peredam, termometer maksimum-minimum permukaan air yang tertampung, termometer maksimum-minimum di permukaan panci dan anemometer cup counter setinggi 30 cm di atas tanah. Sekeliling panci harus ditumbuhi rumput pendek. Permukaan tanah yang terbuka atau gundul menyebabkan evaporasi yang terukur tinggi (efek oase). Pasanglah alat pada tempat yang terbuka tidak terhalang oleh benda-benda lain dan berada di tengah-tengah lapang rumput dari stasiun klimatologi.

ANGIN

Angin merupakan suatu vektor yang mempunyai besaran dan arah. Besaran yang dimaksud adalah kecepatannya sedang arahnya adalah darimana datangnya angin. Kecepatan angin dapat dihitung dari jelajah angin (cup counter anemometer) dibagi waktu (lamanya periode pengukuran). Ada alat pengukuran angin yang langsung mengukur kecepatannya. Jadi jarum penunjuk suatu kecepatan tertentu bila ada angin. Arah angin ditunjukkan oleh wind-vane yang dihubungkan dengan alat penunjuk arah mata angin atau dalam angka. Angka 360 derajat berarti ada angin dari utara, angka 90 ada angin dari timur demikian seterusnya.

Perlu diperhatikan bahwa tidak ada angka nol, karena angka nol menandakan tak ada angin. Mengukur arah angin haruslah ada angin atau cup counter anemometer dalam keadaan bergerak. Sebagaimana alat lainnya pemasangan alat di lapang terbuka penting sekali karena mempengaruhi besaran yang akan diukur. Di lapangan terbuka tak ada pohon-pohonan tinggi alat dipasang 2 meter di atas tanah. Bila ada halangan, alat dipasang pada ketinggian 10 sampai 15 meter dari atas tanah. Waktu pengamatan tergantung dari data yang diinginkan. Bila data harian, pengamatan sekali dalam 24 jam untuk jelajah angin yaitu pada pagi hari.

Waktu pengamatan arah angin lebih dari sekali dalam 24 jam. Arah yang paling banyak ditunjuk dalam 24 jam merupakan arah rata-rata dalam hari tersebut.

Sensor yang menghubungkan dengan alat mencatat otomatis disebut anemograf. Alat ini mencatat kecepatan dan arah angin setiap saat pada kertas pias. Alat pencatat ini ada yang harian, mingguan ataupun bulanan.

penyearah arus ac ke dc

2009-05-30T21:29:00.000-07:00

Rectifier (AC to DC adapter)
Hampir semua pembangkit listrik menghasilkan listrik dalam bentuk listrik arus bolak-balik (Alternating Current). Akan tetapi sebagian besar peralatan rumah tangga menggunakan energi listrik dalam bentuk listrik arus searah. Oleh karenanya kita memerlukan adapter arus atau penyearah. Rangkaian penyearah ini dibentuk dari rangkaian dioda.Penyearah ini berfungsi untuk melewatkan gelombang listrik dalam satu arah saja. Terdapat dua jenis rangkaian dioda sebagai penyearah, yaitu setengah gelombang dan gelombang penuh.
Half wave rectifier
Penyearah setengah gelombang dapat dibentuk dengan hanya merangkaikan sebuah dioda ke sumber tegangan bolak balik, seperti terlihat pada Gambar 1, sedangkan grafik sinyal masukan dan keluaran dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 1. Rangkaian penyearah setengah gelombang.
Gambar 2. Sinyal masukan dan keluaran rangkaian penyearah setengah gelombang.
Dioda dalam rangkaian ini hanya melewatkan siklus positif dari sinyal masukan ( bagian a dan c) dan menahan siklus negatifnya (bagian b dan d). Sehingga sinyal keluaran berupa siyal sinus setengah gelombang saja.
Full wave rectifier
Terdapat dua cara untuk membentuk rangkaian penyearah gelombang penuh, yaitu dengan menggunakan rangkaian jembatan (Gambar 3) dan rangkaian center tap (Gambar 4). Sedangkan sinyal masukan dan keluaran dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 3. Rangkaian penyearah gelombang penuh menggunakan jembatan dioda.
Gambar 4. Rangkaian penyearah gelombang penuh menggunakan center tap.
Gambar 5. Sinyal masukan dan keluaran dari rangkaian penyearah gelombang penuh.
Dalam rangkaian yang ditunjukan oleh Gambar 3, ketika sinyal masukan adalah bagian a, maka dioda nomor 2 dan 4 mendapatkan bias maju (1 dan 3 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_Ldari positif ke ground, sehingga bentuk tegangan output adalah bagian a. Sedangkan ketika sinyal masukan adalah siklus negatif, maka dioda 1 dan 3 mendapatkan bias maju (2 dan 4 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangan output adalah bagian b yang dibalik (tegangan R_Ladalahpositif).
Untuk rangkaian seperti yang ditunjukan oleh Gambar 4, ketika Vin1 siklus positif (Vin2 adalah negatif), maka dioda 1 mendapatkan bias maju (dioda 2 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L adalah dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangannya adalah bentuk a. Sedangkan ketika Vin1 siklus negatif (Vin2 adalah positif), maka dioda 2 mendapatkan bias maju (dioda 1 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus beban yang masih tetap, sehingga bentuk tegangannya adalah bentuk b.
Filter Adding
Dengan bentuk gelombang tegangan keluaran seperti pada Gambar 3, maka tegangan DC-nya masih mengandung tegangan riak yang sangat besar, sehingga jika digunakan sebagai catu daya, akan mengganggu kinerja peralatan. Salah satu cara untuk mengurangi tegangan riak ini adalah dengan menambahkan rangkaian tapis RC seperti terlihat pada Gambar 6, dengan tegangan masukan dan keluaran seperti pada Gambar 7.
Gambar 6. Penambahan filter RC.
Gambar 7. Bentuk sinyal input dan output penyearah berfilter.
Tegangan keluaran dari penyearah ini memiliki tegangan riak yang lebih kecil jika dibandingkan dengan rangkaian sebelumnya. Karena ketika tegangan turun, maka muatan listrik yang tersimpan dalam kapasitor akan dilepaskan sehingga bentuk tegangannya turun lebih landai. Kemiringan penurunan ini tergantung pada besarnya R_L dan kapasitas Kapasitor. Semakin besar dua komponen ini maka tegangan akan semakin rata.

persamaan Bernoulli

2009-05-29T08:55:00.000-07:00

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perubahan tekanan dalam aliran fluida terjadi karena adanya perubahan ketinggian, perubahan kecepatan akibat perubahan penampang dan gesekan fluida. Pada aliran tanpa gesekan perubahan tekanan dapat dianalisa dengan persamaan Bernoulli yang memperhitungkan perubahan tekanan ke dalam perubahan ketinggian dan perubahan kecepatan. Sehingga perhatian utama dalam menganalisa kondisi aliran nyata adalah pengaruh dari gesekan. Gesekan akan menimbulkan penurunan tekanan atau kehilangan tekanan dibandingkan dengan aliran tanpa gesekan. Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor.
Kerugian mayor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan aliran fluida pada sistem aliran penampang tetap atau konstan. Kerugian mayor ini terjadi pada sebagian besar penampang sistem aliran makanya dipergunakan istilah ‘mayor‘. Sedangkan kerugian minor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan yang terjadi pada katup-katup, sambungan T, sambungan L dan pada penampang yang tidak konstan. Kerugian minor meliputi sebagian kecil penampang sistem aliran, sehingga dipergunakan istilah ‘minor’. Kerugian ini untuk selanjutnya akan disebutkan sebagai head loss.
Persamaan momentum aliran fluida ( visvous & compressible) dianalisa dengan mempergunakan persamaan Navier Stokes. Bila persamaan ini diterapkan pada aliran tanpa gesekan (nonviscous / inviscid) diperoleh persamaan Euler yaitu
(1.1)
dimana :
r : massa jenis ( kg/m3 )
g : percepatan gravitasi ( 9,8 m / dt2)
Ñp : gradien tekanan (N/m)
: turunan total vektor kecepatan terhadap waktu
Dari persamaan Euler dan persamaan Hukum II Newton akan diperoleh persamaan Bernoulli dengan asumsi :
· aliran tunak (steady)
· aliran tak mampu mampat (incompressible)
· aliran tanpa gesekan ( inviscid/non viscous)
· aliran menurut garis arus ( sepanjang streamline)
(1.2)
dimana :
p : tekanan fluida ( Pa)
z : perubahan ketinggian ( m)
V : kecepatan fluida ( m/dt2)
C : konstan/tetap
Persamaan Bernoulli dapat pula diturunkan dari Persamaan Energi dan Hukum Thermodinamika I dengan kondisi khusus bahwa perubahan energi dalam fluida akan sama dengan perubahan energi panas persatuan massa fluida.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum adalah mengukur debit aliran air pada saluran terbuka.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Konstata integrasi (yang disebut konstanta Bernoulli) pada umumnya berubah dari satu garis aliran ke garis aliran lainya tetapi tetap konstanta sepanjang suatu garis aliran dalam aliran stedy, tanpa gesekan tak mampu mampat. Kerja aliran adalah kerja bersih yang dilakukan oleh elemen fluida terhadap lingkungan selagi fluida tersebut mengalir sebagai contoh bayangkan sebuah turbin yang terdiri dari satu satuan bersudut yang berputar bila fluida mengalir melaluinya, dengan melakukan torsi pada porosnya. Untuk perputaran yang kecil, jatuh tekanan melintasi sebuah sudut kali luas sudut yang terkena tekanan adalah gaya yang terhadap rotor, bila dikalikan dengan jarak dari titik pusat daya ke sumbu rotor maka diperoleh torsi. Kerja elemental yang dilakukan adalah ds oleh ds satuan fluida yang mengalir, oleh kerena itu kerja per massa satuan ialah p/ .
Persamaan Bernoulli pada dua titik pada suatu garis aliran adalah sebagai berikut:
...............................Persamaan 1

Z1-Z2+ + 0
Persamaan ini menujukan bahwa sebenarnya beda energi potensial, energi aliran dan energi kinetik yang mempunyai arti dalam persamaan tersebut. Jadi Z1-Z2 tidak tergantung pada datum ketinggian tertentu, kerena merupakan beda ketinggian kedua titik tersebut. Demikian pula p1/ ialah beda tinggi tekanan yang dinyatakan dalam satuan panjang fluida yang mengalir dan titik diubah oleh datum tekanan tertentu yang terpilih. Karena siku-siku kecepatan tidak linier maka datumnya tertentu.
Persamaan asumsi-asumsi yang mendasar persamaan Bernoulli:
1. Bila semua garis aliran berasal dari sebuah reservoar, dimana kadar energinya sama, maka konstanta integrasi tidak berubah dari satu garis aliran ke garis lainya. Dan titik satu dan titik dua untuk menerapkan persaamaan Bernoulli dapat dipilh sembarang yakni tidak perlu pada garis yang sama.
2. Dalam aliran suatu gas, separti dalam sistem ventilasi, dimana perubahan tekanan hanya merupakan bagian kecil (beberapa persen) dari tekanan mutlak, maka gas tersebut dapat dianggap tidak mampu mampat, dapat digunakan persamaan 1 dengan berat jenis rata-rata .
3. Untuk aliran tidak steady (tak ajeg) dengan perubahan kondisi-kondisi yang terjadi secara berangsur-angsur, misalnya penggosongan suatu reservoar, maka dapat diterapkan persamaan Bernoulli tanpa kesalahan yang berarti.
4. Persamaan Bernoulli bermanfaat dalam analisis mengenai awal-awal fluida nyata dengan pertama-tama mengabaikan gesekan viskos guna memperoleh hasil teoritik. Kemudian persamaan yang diperoleh dapat dimodifikasi dalam suatu koefesien, yang ditentukan dengan eksperimen, guna mengoreksi persamaan teoritik tersebut agar sesuai dengan awal fisik yang sebenarnya.
Dari persamaan kontinuitas (Persamaan 1) diperoleh persamaan berikut:
Q = A1V1 = A2V2=
Dimana, Q = Debit (m3/s)
A = Luas permukaan pipa(m2)
V = Kecepatan aliran air(m/s)

III. METODOLOGI

A. Alat

Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Pipa 1 inci
2. Pipa 3 inci
3. Penggaris/meteran
4. stopwatch

B. Bahan

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah air sungai.

C. Prosedur kerja

Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah:
1. Aliran terbuka (pada sungai) dipilih yang mempunyai dasar yang rata.
2. Pipa ditengalamkan hingga seluruh bagiannya tidak keluar dari permukaan air.
3. Tekanan pada pipa diukur dengan melihat tinggi air pada pipa pengukur.
4. Hasil pengukuran dicatat dan dihitung dengan persamaan Bernoulli untuk mengukur kecepatan aliran.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

· Percobaan 1
h1 = 9,5 cm = 0,095 m
h2 = 10,4 cm = 0,104 m
d1 = 3 cm = 0,03 m
d2 = 8,8 cm = 0,088 m
t1 = 0,533 detik
t2 = 1,067 detik
s1 = 34,5 cm = 0,345 m
s2 = 32 cm = 0,32 m
· Percobaan 2
h1 = 10,6 cm = 0,106 m
h2 = 9,2 cm = 0,092 m
d1 = 8,8 cm = 0,088 m
d2 = 3 cm = 0,03 m
t1 = 0,733 detik
t2 = 0,367 detik
s1 = 32 cm = 0,32 m
s2 = 34,5 cm = 0,345 m

Perhitungan
Percobaan 1
· m/s
m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,03)2 = 7,07 x 10 -4
A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,088)2 = 6,08 x 10 -3

· Q1 = A1 x V1 = 7,07 x 10 -4 . 0,647 = 4,57 x 10 -4
Q2 = A2 x V2 = 6,08 x 10 -3. 0,299 = 1,82 x 10 -3
· Δh = ΔP = h2 – h1
= 0,104 – 0,095
= 9 x 10 -3
·

9 x 10 -3 = 4,56 x 10 -3 – 0,021 + k1-2
9 x 10 -3 = – 0,016 + k1-2
k1-2 = 9 x 10 -3 + 0,016
k1-2 = 0,025

Percobaan 2
· m/s
m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,088)2 = 6,08 x 10 -3
A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,03)2 = 7,07 x 10 -4
· Q1 = A1 x V1 = 6,08 x 10 -3. 0,437 = 2,657 x 10 -3
Q2 = A2 x V2 = 7,07 x 10 -4. 0,94 = 6,646 x 10 -4
·

1,4 = 0,045 – 9,74 x 10 -3 + k1-2
1,4 = 0,035 + k1-2
k1-2 = 1,4 - 0,035
k1-2 = 1,365

B. Pembahasan

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.
Hukum Bernoulli Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow).
Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut (Anonimous, 2008). Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:

di mana:
v = kecepatan fluida
g = percepatan gravitasi bumi
h = ketinggian relatif terhadap suatu referensi
p = tekanan fluida
ρ = densitas fluida
Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi yaitu aliran bersifat tunak (steady state) Tidak terdapat gesekan
Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:

Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut (Anonimous, 2008). Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut:
di mana:
= energi potensial gravitasi per satuan massa; jika gravitasi konstan maka
= entalpi fluida per satuan massa
Catatan: , di mana adalah energi termodinamika per satuan massa, juga disebut sebagai energi internal spesifik.
Praktikum yang telah kami lakukan dihasilkan suatu hasil dari percobaan dan perhitungan dapat diperoleh nilai k1-2 pada percobaan 1 sebesar 0,025 dan nilai k1-2 pada percobaan 2 sebesar 1,365. Nilai yang dihasilkan dari percobaan 1 dan percobaan 2 tidak terlalu jauh hal ini mungkin dikarenakan jenis aliran yang diukur, belokan, katup dan gesekan air dan pipa sehingga mempengaruhi hasil yang didapat.

Kerugian yang terjadi dalam jalur pipa karena belokan, siku, sambungan, katup dan sebagainya disebut kerugian kecil. Karena dalam banyak situasi kerugian kecil lebih penting daripada kerugian yang disebabkan oleh gesekan pipa. Namun suatu pengecualian yang penting adalah kerugian tinggi-tekan yang disebabkan oleh pembesaran mendadak pada jalur pipa. (Victor L Steeter, 1985)
Jadi, dari referensi dapat disimpulkan bahwa factor-faktor yang mempengaruhi komponen kerugian pada pipa adalah kerugian kecil yaitu disebabkan gesekan pipa,belokan, siku, sambungan dan katup sedangkan kerugian tinggi tekan disebabkan pembesaran mendadak pada jalur pipa.

V. SIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan praktikum yang kami lakukan maka dapat disimpulkan
1. Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Sedangkan Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut.
2. Praktikum yang telah kami lakukan dihasilkan suatu hasil dari percobaan dan perhitungan dapat diperoleh nilai k1-2 pada percobaan 1 sebesar 0,025 dan nilai k1-2 pada percobaan 2 sebesar 1,365.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi komponen kerugian pada pipa adalah kerugian kecil yaitu disebabkan gesekan pipa,belokan, siku, sambungan dan katup sedangkan kerugian tinggi tekan disebabkan pembesaran mendadak pada jalur pipa.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya
Paramita. Jakarta.
Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta. Jakarta.

head kerugian gesak

2009-05-29T08:50:00.002-07:00

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Head kerugian adalah untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesak didalam pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokan-belokan, reduser, katup-katup, dsb. Dalam keadaan turbulen, peralihan atau laminar untuk aliran dalam pipa (saluran tertutup), telah dikembangkan rumus Darcy Weisbach yaitu sebagai berikut:
Hf = f x (l x v2) / (D x 2g)
Dimana: hf = kehilangan energi akibat gesekan
F = faktor gesekan
L = panjang pipa (m)
V = percepatan gravitasi (m/s2)
D = diameter pipa (m)

Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut :
1. Jika Re < f =" 64"> 2100, alirannya disebut “hydraulically smooth” atau “turbulent smooth”.
3. kalau Re > 4000 atau e/d besar, alirannya disebut aliran turbulent rought
4. Jika aliran berada antara kondisi 2 dan 3 maka aliran tersebut disebut aliran transisi.

Berdasarkan kondisi diatas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel 1. Rumus penetapan f berdasarkan jenis aliran fluida.

Jenis aliran Rumus penetapan f Kisaran Re
1. Laminar 64 / Re Re <2100 f =" 0,361" f =" 1,14">4000
3. Transisi 1/f = 1,14 – 2 log10 (e/d +9,35/(Re Öf) Re >4000
4. Hydroulically tough atau wholly rough 1/f = 1,14 + 2 log10 (D/e)

Nilai koefisien f juga dpat diperoleh dengan menggunakan diagram Moody atau secara empiris dengan formula darcy dan Hazen William.
Persamaan Manning
Hf = 10,29 n2 Q2 / d5,333
Persamaan Hazen – William
Hf = 10,7 l Q1,852 / (CHW1,852 x d4,87)
Dimana n = koefisien manning
CHW = koefisien Hazen.
Untuk jenis pipa PVC koefisien Hazen sebesar 150 dan koefisien Manning sebesar 0,008.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum adalah menghitung kehilangan head aliran pada pipa (hf).

II. TINJAUAN PUSTAKA

Kerugian head akan menjadi semakin tinggi akibat adanya separasi dan turbulensi yang aktif, akan tetapi untuk aliran kurvalinier tanpa separasi seperti pada peralihan batas saluran yang tidak mendadak atau pada aliran disebuah bendungan atau air terjun, maka rugi head kecil dapat diabaikkan. Oleh manning telah dibuat rumus untuk menentukan kerugian head yaitu:
Hf = 10,29 n2 Q2 / d5,333
Dimana penentuan harga n Manning yang teliti tergolong sangat sulit karena harga itu bergantung pada kekasaran permukaan, tumbuhan didasar saluran, ketidakteraturan saluran, kelurusan saluran pengendapan dan pengikisan, obstruksi, ukuran dan bentuk saluran, tinggi permukaan air dan debitnya, perubahan-perubahan musiman serta bahan endapan yang dibawa oleh arus.
Head kerugian adalah untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesak didalam pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokan-belokan, reduser, katup – katup, dsb. Dalam keadaan turbulen, peralihan atau laminar untuk aliran dalam pipa (saluran tetutup), telah dikembangkan rumus Darcy Weisbach yaitu sebagai berikut:
Hf = f x (l x v2) / (D x 2g)
Dimana: hf = kehilangan energi akibat gesekan
F = faktor gesekan
L = panjang pipa (m)
V = percepatan gravitasi (m/s2)
D = diameter pipa (m)
Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut :
1. Jika Re < f =" 64"> 2100, alirannya disebut “hydraulically smooth” atau “turbulent smooth”.
3. Jika Re > 4000 atau e/d besar, alirannya disebut aliran turbulent rought.
4. Jika aliran berada antara kondisi 2 dan 3 maka aliran tersebut disebut aliran transisi.
Berdasarkan kondisi diatas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel 1. Rumus penetapan f berdasarkan jenis aliran fluida.

Jenis aliran Rumus penetapan f Kisaran Re
1. Laminar 64 / Re Re <2100 f =" 0,361" f =" 1,14">4000
3. Transisi 1/f = 1,14 – 2 log10 (e/d +9,35/(Re Öf) Re >4000
4. Hydroulically tough atau wholly rough 1/f = 1,14 + 2 log10 (D/e)

III. METODOLOGI

A. Alat

Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Selang
2. Penggaris
3. Stop watch (Handphone)
4. Alat penguji
5. Tempat penampung air
6. Jangka sorong

B. Bahan

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah:
1. Air
2. Tinta

C. Prosedur kerja

Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah:
1. faktor gesek pada masing-masing aliran dihitung
2. Hasil perhitungan pada praktikum kedua kerugian head aliran dihitung pada pipa lurus (hf).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

d = 2 cm = 0,02 m
D = 12 cm = 0,12 m
L = 1 m
Perhitungan
·

fe = 2,086
·

Hf = 28,89 m

B. Pembahasan

Head kerugian adalah untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesak didalam pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokan-belokan, reduser, katup-katup, dsb. Kerugian head bisa disebabkan oleh kekasaran permukaan, tumbuhan didasar saluran, ketidakteraturan saluran, kelurusan saluran pengendapan dan pengikisan, obstruksi, ukuran dan bentuk saluran, tinggi permukaan air dan debitnya, perubahan-perubahan musiman serta bahan endapan yang dibawa oleh arus.

Dari pengujian yang kami lakukan nilai f yang dihasilkan sangatlah kecil. Standar untuk nilai f pada masing-masing aliran dapat dilihat sebagai berikut:
1. Jika Re < f =" 64"> 2100, alirannya disebut “hydraulically smooth” atau “turbulent smooth”.
3. Jika Re > 4000 atau e/d besar, alirannya disebut aliran turbulent rought.
4. Jika aliran berada antara kondisi 2 dan 3 maka aliran tersebut disebut aliran transisi.
Untuk menghitung nilai f dapat disesuaikan dengan masing-masing kriteria untuk mencari nilai f adalah

Jenis aliran Rumus penetapan f Kisaran Re
1. Laminar 64 / Re Re <2100 f =" 0,361" f =" 1,14">4000
3. Transisi 1/f = 1,14 – 2 log10 (e/d +9,35/(Re Öf) Re >4000
4. Hydroulically tough atau wholly rough 1/f = 1,14 + 2 log10 (D/e)

Penurunan head untuk aliran laminar dinyatakan dengan persamaan poiseulli yaitu
Head turun = 32(kekentalan m) (panjang L m) (kecepatan rata-rata V)
(berat satuan rg)(garis tengah d m)2

Head kerugian dapat dikarenakan oleh faktor gesekan pada pipa. Head kerugian yang lain bisa antara lain dapat berasal dari sambungan pipa, lurus tidaknya pipa, belokan pipa, pemasangan kran, dan lain sebagainya.
Nilai Re yang dihasilkan pada percobaan 1 sampai 4 maka dapat disimpulkan bahwa aliran tersebut adalah aliran laminar sehingga untuk mencari f harus menggunakan rumus
f = 64 / Re.

Pengujian yang telah dilakukan didapatkan Nilai fe yang diperoleh dari masing-masing pengujian adalah 2,086 dan Hf = 28,89 m. Semakin kecil nilai f maka nilai hf juga akan semakin kecil. Pada penujian didapatkan aliran laminar, sehingga aliran yang terjadi adalah aliran laminar. Aliran tersebut dapat laminar terus karena bisa dikarenakan oleh adanya gaya gesek pada dinding pipa, adanya belokan pada pipa tersebut, besar kecilnya aliran dalam pipa aliran. Beberapa faktor diatas dapat menyebabkan ketidaksesuaian antara volume yang didapat pada suatu tempat dan waktu yang dibutuhkan.
Debit yang kecil dan arus zat warna bergerak melalui tabung itu menuruti garis lurus, dimana hal tersebut nenunjukan bahwa alirannya laminar. Dengan dinaikannya laju aliran, maka naiklah bilangan reynold, karena konstan dan V berbanding lurus dengan laju aliran. Dengan meningkatnya debit, kita mencapai suatu kondisi saat arus zat warna bergoyang dan kemudian tiba-tiba terurai serta terbaur ke seluruh tabung. Aliran telah berubah menjadi aliran turbulen dengan pertukaran momentumnya yang dahsyat yang telah sepenuhnya mengganggu gerakan teratur aliran laminar. (Victor L Streeter, 1985)
Semakin besar volume tersebut maka waktu bercampur antara air dan tinta dalam pipa saluran akan semakin cepat, begitu pula sebaliknya. Semakin kecil debit aliran yang mengalir pada pipa maka volume yang ditampung akan semakin kecil sehingga waktu yang dibutuhkan dalam pencampuran air dengan tinta akan semakin lambat. Antara debit, volume dan waktu apabila tidak sesuai akan mempengaruhi nilai f dan hf yang tidak signifikan. Sehingga akan terjadi kesalahan aliran dalam fluida.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang kami lakukan maka dapat disimpulkan
1. Kerugian aliran dapat dipengaruhi oleh adanya faktor antara lain faktor gesekan, panjang pipa, kecepatan aliran, percepatan gravitasi, diameter pipa.
2. Pengujian aliran yang didapat adalah aliran laminar dengan nilai fe yang kurang dari 2100.
3. Ketidakterpenuhinya syarat untuk menjadi aliran turbulen dapat dikarenakan oleh kecepatan aliran pada pipa, kekurang tepatan waktu antara air pada saat keluar dengan air yang sudah bercampur tinta.

DAFTAR PUSTAKA

Halliday, D & Resnick, R. 1990. Fisika jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Ranald, V, GH. 1996. Mekanika Fluida dan Hidraulika edisi Kedua. Erlangga: Jakarta.

Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya
Paramita. Jakarta.

Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta. Jakarta.

Sutrisno, 1996. seri fisika dasar. Mekanika. ITB: Bandung.

bilangan reynold

2009-05-29T08:50:00.001-07:00

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perbandingan gaya-gaya yang disebabkan oleh gaya inersia, gravitasi, dan kekentalan (viskositas) dikenal sebagai bilangan reynold (Re) ditulis sebagai berikut :
Re = V x l / v
Dimana : V = kecepatan rata-rata aliran
L = panjang karakteristik (m)
h untuk aliran terbuka
d untuk aliran tertutup
v = viskositas kinematik (m2/detik)
Aliran fluida dalam pipa, berrdasarkan besarnya bilangan reynold dibedakan menjadi aliran laminar, aliran transisi, dan aliran turbulen. Dalam hal ini jika nilai Re kecil aliran akan meluncur diatas lapisan lain yang dikenal dengan aliran laminar sedangkan jika aliran-aliran tadi terdapat garis edar tertentu yang dapat dilihat, aliran ini disebut aliran turbulen.
Pada pipa:
· Aliran laminar terjadi jika Re <> 4000
Untuk kondisi 2100 < re =" V">1000
Untuk kondisi 500 < Re < 1000 aliran ini diklasifikasikan sebagai aliran transisi. Dimana Re = V R / v Guna menentukan makna kelompok tanpa dimensi. Reynold melakukan eksperimennya mengenai aliran air melalui lubang kaca. Sebuah tabung kaca dipasang horizontal dengan satu ujungnya didalam tangki dan sebuah katup pada ujung lainnya. Pada ujung hulu terpasang lubang masuk corong lonceng yang licin, dengan jet warna yang diatur demikian sehingga arus zat waktu yang halus dapat disemprotkan di titik setiap didepan corong lonceng tersebut. Sebagai kecepatan karakteristik Reynold memakai kecepatan rata-rata V dan sebagai panjang karakteristik dipakainya garis tengah tabung (D) sehingga Re = V D r /m Untuk debit yang kecil arus zat warna bergerak melalui tabung membentuk lamina-lamina (benang-benang) yang menujukkan bahwa aliran tersebut merupakan aliran laminar. Dengan meningkatnya laju aliran tersebut maka bilangan reynold akan bertambah besar, karena parameter V berbanding lurus dengan laju aliran, sedangkan parameter D ,r ,m adalah konstan. Zat warna paada kondisi tersebut akan bercampur dengan air. Aliran telah berubah menjadi aliran turbulen dengan pertukaran momentumnya yang besar yang telah sepenuhnya menggangu gerakan teratur aliran laminar.

B. Tujuan
Tujuan dari praktikum adalah menghitung besarnya bilangan reynold pada suatu aliran air.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Mekanika fluida adalah ilmu mekanika dari zat cair dan gas yang didasarkan pada prinsip yang sama dengan prinsip yang dipakai pada zat padat aliran zat cair di dalam pipa dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu aliran laminar dan aliran turbulen Aliran laminar adalah aliran yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau lamina-lamina, tukar menukar momentum secara molekuler saja. Aliran turbulen mempunyai gerakan partikel-partikel fluida yang sangat tidak menentu, dengan saling tukar menukar momentum dalam arah melintang. Untuk menyatakan gerak fluida adalah dengan mengikuti gerak partikel didalam fluida. Kecepatan dari tiap partikel fluida pada satu titik tertentu adalah tetap, disebutkan bahwa aliran bersifat tunak, pada suatu titik tertentu tiap partikel fluida akan mempunyai kecepatan sama baik, besar, maupun arahnya. Pada titik yang lain suatu partikel mungkin mempunyai kecepatan yang berbeda aliran tunak seperti ini terjadi pada aliran yang pelan, kecepatan yang berubah dari titik ke titik disebut aliran turbulen. Aliran laminar tidak dapat di anggap tanpa pusaran sama sekali, tetapi aliran laminar mempunyai gerak translasi dan rotasi pada bagian pusatnya dan kecepatan sudutnya merupakan harga yang rill. Gerak fluida didalam suatu pipa aliran haruslah sejajar dengan dinding tabung, meskipun besar kecepatan fluida dapat berbeda dari satu titik ke titik lain didalam pipa. Jika jarak antar garis- garis arus adalah kecil, maka kecepatan fluida haruslah besar. Tempat dengan garis-garis yang renggang tekanannya akan lebih besar dari pada tempat dengan garis arus yang rapat. Sifat pokok aliran serta posisi relarifnya ditunjukkan oleh bilangan reynold. Persamaan yang lebih umum, yang memperhitungkan viskositas telah dikembangkan dengan menyertakan tegangan geser. Berdasarkan data eksperimen kita mendapatkan bahwa ada 4 faktor yang menentukan apakah suatu aliran bersifat laminar atau turbulen. Kombinasi dari empat factor ini disebut bilangan Reynold, NR dan didefinisikan dari: NR = dengan ρ adalah rapat massa fluida, v kecepatan rata – ratanya, η viskositas, dan D adalah garis tengah pipa. Bilangan reynold adalah bilangan tanpa dimensi, sehingga harganya tidak tergantung pada system satuan yang dipakai. Hasil-hasil eksperimen menunjukkan bahwa jika suatu aliran harga bilangan reynold adalah antara 0 dan 2000, maka aliran tersebut bersifat laminar, sedangkan diatas 3000 aliran bersifat turbulen. Untuk bilangan reynold antara 2000 dan 3000 terdapat daerah transisi, aliran dapat berubah keadaan dari laminar menjadi turbulen, atau sebaliknya.

III. METODOLOGI

A. Alat

Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah: 1. Selang 2. Penggaris 3. Stop watch (Handphone) 4. Alat penguji 5. Tempat penampung air 6. Jangka sorong

B. Bahan

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah: 1. Air 2. Tinta

C. Prosedur kerja

Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah: 1. Alat penguji aliran fluida dipasang dengan benar. 2. Tabung penguji diisi dengan air sampai penuh, tinta dipasang didalam tabung. 3. Kran air dibuka dan diatur, air dialirkan pada tabung penguji. Katup dibawah tempat tinta dibuka untuk dialiri tinta. Katup diatur, agar aliran tinta pada saat kran air dibuka penuh tidak dapat dibedakan (membentuk benang atau tidak). 4. Aliran tinta dalam pipa diamati, Apakah membentuk benang atau tidak. 5. Aliran air yang keluar ditampung untuk mengetahui debit dan lama proses penampung tersebut. 6. Percobaan diulangi sebanyak 2 kali.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Ø Percobaan 1 t = 10 detik volume = 240 ml = 0,24 L
Ø Percobaan 2 t = 15 detik volume = 400 ml = 0,4 L Perhitungan
Ø d = 12 cm = 0,12 m A = ¼ π d2 = ¼ π (0,12)2 A = 0,011 m2
Ø m/s m/s m/s
Ø Debit Q1 = A x V1 = 0,011 x 2,18 = 0,024 m3/s Q2 = A x V2 = 0,011 x 2,42 = 0,027 m3/s Qrata-rata = m3/s
Ø Bilangan Reynold RE = 30,67 Jadi, alirannya laminer

B. Pembahasan

Seorang peneliti yang bernama Osborne Reynold telah mencoba untuk menentukan dua kondisi air dengan debit aliran yang berbeda. Dua ikhwal aliran dikatakan serupa secara dinamik bila 1. kedua aliran tersebut serupa geometrik, yakni ukuran-ukuran linier yang bersesuaian mempunyai perbandingan yang konstan. 2. Garis-garis aliran yang bersesuaian adalah serupa secara geometrik, atau tekanan-tekanan dititik -titik yang bersesuaian mempunyai perbandingan yng konstan. Dari kedua pernyataan tersebut reynold menyimpulkan bahwa aliran-aliran tersebut akan serupa secara dinamik jika persamaan-persamaan diferensial umum yang mengganbarkan aliran-aliran tersebut identik. Aliran laminar didefinisikan sebagi aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan-lapisan, atau lamina-lamina, dengan satu lapisan meluncur secara lancar pada lapisan yang bersebelahan dimana saling tukar momentum secara molekuler. Aliran untuk menuju arah kestabilan dan turbulensi diredam oleh gaya-gaya viskos yang memberikan tahanan terhadap gerakan relatif lapisan-lapisan fluida yang bersebelahan. Pada aliran turbulen terdapat gerak partikel fluida yang sangat tidak menentu, dimana momentum dalam arah melintang yang sangat kelihatan. Hasil dari percobaan dan perhitungan akan diperoleh jenis aliran yaitu aliran laminar karena mempunyai bilangan Re < 2100. Aliran yang dilakukan pada praktikum yang telah kami lakukan termasuk aliran laminar, hal tersebut dapat dilihat dari hasil Re pada perhitungan dimana dari percobaan mendapat nilai kurang dari 2100. Ini dapat menunjukkan bahwa perbandingan antara teori dengan pengujian tejadi kesignifikan walaupun nilai reynold yang dihasilkan kecil dan dikarenakan aliran yang ditampung dalam tampungan sedikit dan juga dapat dikarenakan oleh besarnya aliran yang mengalir pada selang. Pada pengujian didapatkan nilai bilangan reynold yaitu sebesar 30,67 sehingga aliran yang dihasilkan adalah aliran laminar. Parameter bilangan Reynold dapat dikatakan sebagai perbandingan gaya lembam terhadap gaya viskos. Untuk nilai Re yang besar menunjukkan bahwa aliran tersebut sangat turbulen dimana kerugian sebanding dengan kuadrat kecepatan. Untuk Re yang menengah maka akibat- akibat inersia maupun viskositas keduanya berperan, diman perubahan viskos akan dapat mengubah distribusi kecepatan serta tahanan terhadap aliran. Untuk aliran dengan nilai Re yang sama, maka dua sistem konduit tertutup yang serupa secara dinamik akan mempunyai perbandingan kerugian terhadap tingginya kecepatan yang sama. Reynold membedakan aliran laminar dan aliran turbulen menurut kecepatan alirannya yang disebut dengan kecepatan kritis dari reynold. Reynold melakukan percobaan- percobaan dimana kecepatan kritis reynold sebanding dengan viskositas kinematisnya (υ) dan berbanding terbalik dengan diameter pipanya. Vcr = K . Dimana K adalah konstanta kesebandingan tanpa satuan yang harganya sama untuk semua zat cair dan gas pada setiap penampang pipa. Praktikum yang telah kami lakukan mempunyai debit yang kecil dan arus zat warna bergerak melalui tabung itu menuruti garis lurus, dimana hal tersebut nenunjukan bahwa alirannya laminar. Dengan dinaikannya laju aliran, maka naiklah bilangan reynold, karena konstan dan V berbanding lurus dengan laju aliran. Dengan meningkatnya debit, kita mencapai suatu kondisi saat arus zat warna bergoyang dan kemudian tiba-tiba terurai serta terbaur ke seluruh tabung. Aliran telah berubah menjadi aliran turbulen dengan pertukaran momentumnya yang dahsyat yang telah sepenuhnya mengganggu gerakan teratur aliran laminar. (Victor L Streeter, 1985)

V. KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang kami lakukan maka dapat disimpulkan 1. Bilangan reynold adalah bilangan tanpa dimensi, sehingga harganya tidak tergantung pada system satuan yang dipakai. 2. Besarnya bilangan Reynold dapat dibedakan sebagai berikut Nilai Re <> 4000 termasuk kedalam aliran turbulen.
3. Aliran laminar adalah aliran yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau lamina-lamina, tukar menukar momentum secara molekuler saja.
4. Aliran turbulen adalah aliran yang bergerak tidak beraturan sehingga tidak terlihat lamina-laminanya.
5. Pengujian didapatkan nilai bilangan reynold yaitu sebesar 30,67 sehingga aliran yang dihasilkan adalah aliran laminar.

DAFTAR PUSTAKA

Halliday,D & Resnick,R. 1990. Fisika jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta. Jakarta.

Streeter, VL & Wylie, EB. 1985. Mekanika Fluida jilid 1. Erlangga. Jakarta.

laporan praktikum debit aliran

2009-05-29T08:41:00.000-07:00

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Debit air merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat di tampung dalam sutau tempat tiap satu satuan waktu. Aliran air dikatakan memiliki sifat ideal apabila air tersebut tidak dapat dimanfaatkan dan berpindah tanpa mengalami gesekan, hal ini berarti pada gerakan air tersebut memiliki kecepatan yang tetap pada masing-masing titik dalam pipa dan gerakannya beraturan akibat pengaruh gravitasi bumi. Debit air dapat di hitung dengan rumus:
Q =
=
= A . v
Keterangan:
V = voleume air (m3)
A = luas penampang
v = kecepatan fluida ( m/s )
∆t = waktu (sekon)
Q = debit air (m3/s)
Leonard euler (1707-1783) menyatakan bahwa fluida sebagai medan rapat massa dan medan vector kecepatan. Tiap besaran yang dipergunakan untuk menyatakan keadaan fluida akan mempunyai nilai tertentu pada tiap titik dalam ruang dan pada tiap saat.

B. Tujuan
Tujuan praktikum ini adalah mengukur debit aliran air pada saluran terbuka.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan dalam system satuan SI adalah meter kubik per detik (m3 / detik). Menurut Asdak (2002), debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai persatuan waktu. Dalam system SI besarnya debit dinyatakan dalam sattuan meter kubik. Debit aliran juga dapat dinyatakan dalam persamaan Q = A x v, dimana A adalah luas penampang (m2) dan V adalah kecepatan aliran (m/ detik).
Menurut Langrage (1736-1813), suatu cara menyatakan gerak fluida adalah dengan mengikuti gerak tiap partikel didalam fluida. Hal ini sulit, karena kita harus menyatakan koordinat X, Y, Z dari partikel fluida dalam menyatakan ini sebagai fungsi waktu. Cara yang digunakan adalah dengan penerapan kinematika partikel gerak atau aliran fluida.
Leonard Euler (1907-1783), menyatakan bahwa rapat massa dan kecepatan pada tiap titik dalam ruang berubah dengan waktu. Fluida sebagai medan rapat massa dan medan vektor kecepatan. Jika kecepatan (V) dari tiap partikel fluida pada satu titik tertentu adalah tetap, dikatakan bahwa aliran tersebut bersifat lunak. Pada suatu titik tertentu tiap partikel fluida akan mempunyai kecepatan (V) yang sama, baik besar maupun arahnya. Pada titik lain suatu partikel mungkin sekali mempunyai kecepatan yang berbeda, akan tetapi tiap partikel lain pada waktu sampai titik terakhir mempunyai kecepatan sama seperti partikel yang pertama. Aliran seperti ini terjadi pada air yang pelan. Dalam aliran tidak lunak kecepatan (V) merupakan fungsi waktu.

III. METODOLOGI

A. Alat

Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Pipa kaca
2. Selang
3. Penggaris
4. Stop watch (Handpone)

B. Bahan

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah:
1. Air
2. Daun kering

C. Prosedur kerja

Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah:
1. Pipa kaca dihubungkan dengan selang untuk mengalirkan air kedalam saluran.
2. Kran dibuka dan air dibiarkan mengalir sampai aliran stabil.
3. Tinggi dan lebar air dalam pipa kaca diukur.
4. Potongan daun kering dialirkan dalam pipa kaca sejauh 1 m dan waktu yang ditempuh di catat. Percobaan diulang sampai 3 kali

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Panjang (s) = 58 cm = 0,58 m
Lebar (l) = 6 cm = 0,06 m
Tinggi (h) = 2,5 cm = 0,025 m
Waktu t1 = 9,93 detik
Waktu t2 = 11,73 detik
Waktu t3 = 10,44 detik
Perhitungan
· A = l x h
= 0,58 x 0,025
A = 0,0145 m2
· m/s
m/s
m/s
· Debit
Q1 = A x V1
= 0,0145 x 0,058
= 8,41 x 10 -4 m3/s
Q2 = A x V2
= 0,0145 x 0,051
= 7,395 x 10 -4 m3/s
Q3 = A x V3
= 0,0145 x 0,056
= 8,12 x 10 -4 m3/s

B. Pembahasan

Debit aliran adalah laju aliran air yang melewati suatu penampang melintang pada sungai persatuan waktu. Fungsi dari pengukuran debit aliran adalah untuk mengetahui seberapa banyak air yang mengalir pada suatu sungai dan seberapa cepat air tersebut mengalir dalam waktu satu detik. Cara mengetahui aliarn tersebut laminar atau turbulen yaitu dengan melihat bagaiman air tersebut mengalir apakah dia membentuk benang atau membentuk gelombang. Hal-hal yang akan mempengaruhi aliran antar lain besar kecilnya aliran dalam sungai itu dapat dilihat apakah aliran tersebut membentuk benang-benang atau membentuk gelembung yang tidak beraturan.
Praktikum yang telah kami lakukan aliran yang terjadi adalah aliran laminar dimana daun tersebut berjalan lurus tanpa naik turun di permukaan air. Selain faktor besar kecilnya debit aliran juga dapat dipengaruhi oleh basah atau keringnya daun tersebut. Semakin basah daun tersebut maka laju aliran akan semakin lambat, hal ini terjadi karena kadar air yang dikandung daun tersebut banyak sehingga akan lebih berat. Sedangkan pada daun kering laju aliran akan semakin cepat hal ini juga dipengaruhi oleh kandungan air yang terkandung didalamnya.
Selain dua faktor diatas juga dapat dipengaruhi oleh faktor alam antara lain angin yang bertiup yang akan menyebabkan daun tersebut mengalir tidak pada tengah aliran tersebut, faktor lain yang mempengaruhi adalah hujan yang menyebabkan aliran. tersebut dapat berubah dari aliran laminar menjadi turbulen serta dapat membuat gerak menjadi tidak teratur.
Pada praktikum yang kami lakukan kami mendapat data dimana ketiga debit aliran tersebut perbedaan nilainya tidak terlalu besar yaitu debit aliran dengan waktu laju 9,93 detik yaitu sebesar Q1 = 8,41 x 10-4 m3/ s. Pada aliran kedua waktu yang dibutuhkan untuk melaju sepanjang satu meter adalah 11,73 detik dimana debit yang dihasilkan dari perhitungan sebesar Q2 = 7,395 x 10-4 m3 / s. Pada aliran ketiga laju aliran agak lama ini dapat terlihat dari waktu tempuh dari satu ujung keujung yang lain yaitu sebesar 10,44 detik, debit aliran yang dihasilkan dari laju aliran yang membutuhkan waktu 10,44 detik adalah Q3 = 8,12 x 10-4 m3 / s.

Praktikum yang telah kami lakukan hasil yang didapat cukup relevan hal ini dapat dilihat dari selisih ketiga debit tersebut yang tidak terlalu besar. Selisih tersebut dapat berbeda karena dapat dipengaruhi oleh angin yang bertiup sehingga daun yang mengalir agak kepinggir-pinggir.
Debit air pada aliran terbuka sangat penting dalam pertanian yang biasanya dimanfaatkan untuk irigasi pesawahan, mengerakan turbin pada generator listrik serta dapat dimanfaatkan untuk kegiatan transportasi jika debit air yang dibutuhkan dapat memenuhi standar transportasi. Seperti kita ketahui bersama dihutan Kalimantan yang mempunyai aliran debit air yang besar bahwa bebit aliran ini digunakan masyarakat didekat hulu sungai untuk menghanyutkan batang pohon kayu yang sudah ditebang dihutan sehingga memudahkan masyarakat untuk mengangkut kayu-kayu tersebut.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang kami lakukan maka dapat disimpulkan
1. Suatu aliran dapat dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain angin, besar kecilnya aliran, hujan, dan lain sebagainya.
2. Aliran dapat dibagi menjadi dua macam yaitu aliran laminar dan aliran turbulen.
3. Pemanfaatan debit aliran saluran terbuka dibidang pertanian yaitu irigasi, mengerakan turbin dan digunakan sebagai sarana transportasi.
4. Hasil dari praktikum yang kami lakukan selisihnya tidak terlalu besar yang dapat dilihat dari hasil debit yang ada yaitu Q1 = 8,41 x 10-4 m3/ s, Q2 = 7,395 x 10-4 m3 / s, dan Q3 = 8,12 x 10-4 m3 / s.

DAFTAR PUSTAKA

Harsoyo, Bangun. 1977. Pengelolaan Air Irigasi. Dinas Pertanian Jawa Timur.
Kartasapoetra, Ir. A.G. dan Sutedjo Mulyani. 1986. Teknologi Pengairan Pertanian. Penerbit Bina Aksara. Jakarta.

Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya
Paramita. Jakarta.