Senin, 19 April 2010

Rapat Massa, Massa Jenis, Berat Jenis

Rapat massa
Rapat massa adalah suatu besaran turunan dalam fisika yang secara umum lebih dikenal massa jenis. Penggunaan istilah rapat massa bisa lebih umum dengan melihatnya sebagai persoalan satu, dua atau tiga dimensi. Pada kasus yang terakhir ini lebih dikenal karena sifatnya yang lebih nyata.
Berbagai rapat massa
Untuk berbagai kasus tertentu ada kalanya tidak diperlukan informasi massa jenis dalam tiga dimensi melainkan hanya dalam satu atau dua dimensi (suatu kawat panjang untuk kasus yang pertama dan suatu lempengan lebar untuk kasus yang kedua), di mana ukuran suatu dimensi jauh lebih besar dari dimensi yang lain.
Berbagai rapat massa
Rapat massa Dimensi Rumus Satuan (SI)

lambda(h) 1 h=m/l Kg/m
tho(T) 2 T=m/a Kg/m2
þ 3 Þ=m/v Kg/m3
dengan l adalah panjang, a adalah luas dan v adalah volum.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Rapat_massa)

Massa jenis
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).
Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg.m-3)
Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.


Rumus untuk menentukan massa jenis adalah
ρ =m/V
dengan
ρ adalah massa jenis,
m adalah massa,
V adalah volume.
Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3).
1 g/cm3=1000 kg/m3
Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3
Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif'
Rumus massa jenis relatif = Massa bahan / Massa air yang volumenya sama
(http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis)


Berat Jenis
Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³.
Berat jenis tidak mempunyai satuan.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Berat_jenis)

Humidifikasi dan dehumidifikasi

Dalam pemrosesan bahan sering diperlukan untuk menentukan uap air dalam aliran gas. Operasi ini dikenal sebagai proses humidifikasi. Sebaliknya, untuk mengurangi uap air dalam aliran gas sering disebut proses dehumidifikasi. Dalam humidifikasi, kadar dapat ditingkatkan dengan melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam aliran gas.
Perpindahan ke aliran utama berlangsung dengan cara difusi dan pada perbatasan (interface) perpindahan panas dan massa yang berlangsung terus menerus, sedangkan dalam dehumidifikasi dilakukan pengembunan (kondensasi) parsial dan uap yang terkondensasi dibuang.
Proses Humidifikasi dengan proses Dehumidifikasi mempunyi perbedaan dalam arah alirannya. Semua itu tergantung dari cara mengatur valve yang ada. Gas yang masuk mengalir pada pipa orifice mempunyai beda tekan tertentu. Adapun perbedaan antara proses humidifikasi dengan dehumidifikasi sebagai berikut:
1. Proses humidifikasi, merupakan suatu proses yang dapat menambah kadar air dalam gas. Dalam prosesnya ada dua cara yaitu dengan pemanasan dan tanpa pemanasan. Arah aliran kedua proses tersebut berbeda tergantung bagaimana kita dapat mengatur buka tutupnya valve. Pada proses ini, gas dikontakan dengan air yang berada di dalam labu secara counter current dimana air mengalir dari atas dan gas/udara menngalir ke atas dari bawah, dengan laju alir sirkulasi air tertentu. Data yang diambil dari percobaan ini seperti, suhu air di dalam labu, suhu gas masuk (Tdin dan Twin), suhu gas keluar ( Tdout dan Twout), dan beda tekanan di dalam labu.

2. Proses Dehumidifikasi, yang merupakan proses pengurangan kadar air dalam gas, sama dengan proses humidifikasi mempunyai dua cara proses, yaitu dengan pemanasan dan tanpa pemanasan. Kesemuanya itu tergantuk cara mengatur valve yang ada. Pada proses ini, gas dilewatkan pada sebuah kolom yang yang didalamnya terdapat zat penyerap (absorbent) dan juga dengan memperbesar tekanan. Data yang diambil pada percobaan ini seperti, suhu gas masuk (Tdin dan Twin), suhu gas keluar (Tdout dan Twout), beda tekanan pada kolom (DP), dan suhu keluaran kolom bagian (A, B, C, dan D) yang menempel pada kolom.
Penggunaan yang paling luas dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi menyangkut system udara air. Contoh paling sederhana adalah pengeringan padatan basah dengan pengurangan jumlah kandungan air sebagai tujuan utama dan dehumidifikasi aliran gas sebagai efek sampingan.
Pemakaian AC dan pengeringan gas juga menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Sebagai contoh kandungan uap air harus dihilangkan dari gas klor basah, sehingga gas ini bias digunakan pada peralatan baja untuk menghindari korosi. Demikian juga pada proses pembuatan asam sulfat, gas yang digunakan dikeringkan sebelum masuk ke konventor bertekanan yaitu dengan jalan melewati pada bahan yang menyerap air (dehydrating agent) seperti silica gel, asam sulfat pekat, dan lain-lain.

Contoh proses humidifikasi adalah pada menara pendingin, air panas dialirkan berlawanan arah dengan media pendingin yaitu udara.
Istilah dalam proses humidifikasi
1. Kelembaban yaitu massa uap yang dibawa oleh satu satuan massa gas bebas uap, karena itu humidity hanya bergantung pada tekanan bagian uap di dalam campuran bila tekanan total tetap.
2. Suhu bola basah yaitu suhu pada keadaan tunak dan tidak berkesetimbangan yang dicapai bila suatu massa kecil dari zat cair dikontakkan dalam keadaan adiatik di dalam arus gas yang kontinu.
3. Kelembaban jenuh yaitu udara dalam uap air yang berkesetimbangan dengan air pada suhu dan tekanan tertentu. Dalam campuran ini, tekanan parsial uap air dalam campuran udara-air adalah sama tekanan uap air murni pada temperatur terntentu.
4. Kelembaban relatif yaitu ratio antara tekanan bagian dan tekanan uap zat cair pada suhu gas. Besaran ini dinyatakan dalam persen (%) sehingga kelembaban 100% berarti gas jenuh sedang kelembaban 0% berarti gas bebas uap.
5. Kalor lembab yaitu energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu satuan massa beserta uap yang dikandungnya sebesar satu derajat satuan suhu.
6. Entalpi lembab adalah entalpi satu satuan massa gas ditambah uap yang terkandung di dalamnya.
7. Volume lembab adalah volume total stu satuan massa bebas uap beserta uap yang dikandungnya pada tekanan 1 atm.
8. Titik embun campuran udara-uap air adalah temperatur pada saat gas telah jenuh oleh uap air.
Pada percobaan yang pernah dilakukan untuk mengamati proses penambahan dan pengeluaran kandungan air yang ada dalam udara. Pada proses humidifikasi yaitu proses penambahan kandungan air dalam udara dilakukan dalam dua proses yaitu dengan dan tanpa pemanasan. Dengan bertambahnya jumlah aliran air yang dikontakkan dengan udara proses maka akan meningkatkan kandungan air dalam udara sampai mencapai kondisi jenuh. Pada proses humidifikasi dengan pemanasan jumlah kandungan air yang diserap oleh udara makin besar. Ini disebabkan karena dengan pemanasan maka temperatur udara akan naik sementara kelembaban relatifnya menjadi turun sehingga kemampuan udara di dalam menangkap air lebih besar bila dibandingkan dengan yang tanpa pemanasan. Sedangkan pada proses dehumidifikasi terjadi penurunan kandungan air dalam udara proses. Penurunan kandungan air dalam kolom dehumidifikasi menunjukkan penurunan yang cukup signifikan dimana penurunan dipengaruhi sekali oleh kemampuan media penangkap air ( silika gel ). Pemanasan yang dilakukan pada proses dehumidifikasi bertujuan agar sejumlah kandungan air yang dibawa udara dapat teruapkan sehingga akan membantu aktivitas media penangkap air dan sekaligus dapat mengeluarkan air dari dalam udara.


Daftar Pustaka
Treybal,Robert E.Mass-Transfer Operations.McGraw-Hill International Edition. Third Edition
Job Sheet Praktikum Pilot Plant “Humidifikasi dan Dehumidifikasi”Laboratorium Pilot Plant Politeknik Negeri Bandung
http://www.angelfire.com/ak5/process_control/humidity.html

Binder

Karakteristik Binder
Binder adalah bahan perekat yang digunakan untuk merekatkan campuran antar bahan.

1.Tepung Tapioka

Bahan Baku Tepung Tapioka Bahan baku tepung tapioka adalah singkong atau ubi kayu (Manihot utilissima Pohl). Ubi kayu menghasilkan umbi yang mengandung pati. Pada ubi kayu mengandung racun asam sianida. Pada ubi kayu manis, kandungan asam sianida pada umbi sangat rendah sehingga tidak menimbulkan efek keracunan bagi yang mengkonsumsinya. Sedangkan ubi kayu pahit, kandungan asam sianida sangat tinggi sehingga dapat menimbulkan keracunan bagi yang mengkonsumsinya. Panjang ubi berkisar antara 30 - 50 cm dengan garis tengah 5 - 10 cm. Ubi kayu dapat ditanam di dataran rendah sampai dataran tinggi yang kurang dari 1(1300 mdpl). Tanaman ini membutuhkan udara hangat dengan suhu rata-rata 200C dan curah hujan 500 - 5.000 mm. Saat ini ubi kayu banyak ditanam di Indonesia, India Selatan, Thailand, Malaysia dan Brazilia. Umbi ubi kayu dapat diolah menjadi tapioka, gaplek dan beraneka ragam makanan. (Marwoto, 1994)

Tapioka adalah pati yang diperoleh dari umbi tanaman ubi kayu (Manihot utilissima pohl). Dalam perdagangan lebih dikenal sebagai “tapioka flour” atau tepung tapioka. Nama lain dari tapioka adalah pati kanji, pati ubi kayu, pati cassava, pati singkong, pati pohong sesuai dengan sebutan untuk ubi kayu di beberapa daerah. Pati merupakan polisakarida yang tersusun oleh molekul glukosa yang terdiri dari molekul amilosa dan amilo pektin. Seperti pati antara lain berbentuk makromolekul, tidak bermuatan, berbentuk granula yang padat dan tidak larut dalam air dingin, jika dipanaskan akan mengalami gelatinasi dalam keadaan kering berwarna putih dan dalam bentuk gelatin berwarna opak.

Ditinjau dari segi penggunaan tapioka menunjukkan bahwa tapioka ini dapat digunakan sebagai bahan baku untuk keperluan, baik untuk keperluan industri makanan maupun industri lainnya. Untuk indusri makanan misalnya sebagai bahan baku dalam pembuatan : mutiara pati, biji pati, lempeng (flake), grits atau makanan bayi, pudding, kembang gula, krupuk. Sedangkan untuk industri non makanan misalnya untuk keperluan industri kertas sebagai sizing agent (bahan penghalus kertas). Industri kayu sebagai perekat dan lem. Industri kimia sebagai alkohol dan dekstrin industri tekstil sebagai sizing agen (bahan penghalus kain). Penggunaan tapioka dalam industri dapat meningkatkan perekonomian pada umumnya dan dapat mendorong peningkatan produksi ubi kayu dan peningkatan kesejahteraan petani ubi kayu pada khususnya. (Hasbullah, 2000)

2.Tar Batubara
Tar merupakan produk samping yang dihasilkan dari proses pirolisa dan gasifikasi, yang kaya akan karbon. Tar terdiri atas campuran yang sangat komplek dari senyawa-senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa yang mengandung hidrogen dan karbon, berupa cairan kental berwarna hitam dan memiliki berat jenis yang lebih besar dari air. Sebagian besar molekulnya merupakan zat terdispersi yang koloid, dan memiliki bau aromatik yang khas fenol dan napthalena.

Tar yang dihasilkan cukup melimpah, namun karena baunya yang tajam dan tidak enak, maka sering dianggap sebagai limbah. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa tar batubara ini mengandung banyak komponen senyawa organik baik alifatis ataupun aromatis. (Lappas, 1990) Produk pirolisis batubara ini sangat potensial untuk dimanfaatkan lebih lanjut, misalnya sebagai bahan dasar industri kimia berbasis senyawa olefin maupun senyawa aromatis. (Newman, 1985) Kendala yang dihadapi dalam pengolahan tar adalah kompleksitas senyawanya, sehingga perlu dilakukan proses pemisahan awal agar memudahkan dalam pemanfaatan lebih lanjut. (Hessley, 1986)

3.Molase
Molasses dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: (1) Cane-molasses, merupakan molasses yang memiliki kandungan 25 – 40 % sukrosa dan 12 – 25 % gula pereduksi dengan total kadar gula 50 – 60 % atau lebih. Kadar protein kasar sekitar 3 % dan kadar abu sekitar 8 – 10 %, yang sebagian besar terbentuk dari K, Ca, Cl, dan garam sulfat; (2) Beet-molasses¬ merupakan pakan pencahar yang normalnya diberikan pada ternak dalam jumlah kecil (Cheeke, 1999; McDonald dkk., 2001).
Kadar air dalam cairan molasses yaitu 15 – 25 % dan cairan tersebut berwarna hitam serta berupa sirup manis. Molasses yang diberikan pada level yang tinggi dapat berfungsi sebagai pencahar, akibat kandungan mineralnya cukup tinggi. Mollases dapat diberikan pada ternak ayam, babi, sapi dan kuda. Berdasarkan hasil penelitian, pemberian mollases pada ransum ternak ruminansia adalah sebanyak 5 % yang terdiri dari jagung, dedak padi, tepung ikan, rumput gajah secara nyata dapat meningkatkan bobot badan. Akan tetapi penggunaan lebih dari 5 % akan berdampak negatif, yaitu berkurangnya peningkatan bobot badan karena energi pakan yang dihasilkan terlalu tinggi.

Berdasarkan hal tersebut, molases sering dimasukkan ke dalam ransum sebanyak 2 sampai 5 % untuk meningkatkan palatabilitas pakan. Molases dapat berfungsi sebagai pellet binder yang dalam pelaksanaanya dapat meningkatkan kualitas pelet. Penggunaan molasses pada industri pakan dengan level diatas 5 – 10 %, molasses dapat menyebabkan masalah, karena kekentalan dan terjadi pembentukan gumpalan pada mixer. Molases juga dapat digunakan sebagai bahan pakan untuk sejumlah industri fermentasi.
Selain memiliki fungsi yang bermanfaat sebagai pakan ternak, molasses juga dapat menyebabkan keracunan (molasses toxicity). Gejala-gejala yang dapat terlihat yaitu terjadinya inkoordinasi dan kebutaan yang disebabkan oleh deteorisasi otak yang hampir sama dengan nekrosi serebrokortikal. Keracunan tersebut kemungkinan disebabkan oleh defisiensi thiamin (Vitamin B1), menurunnya suplai glukosa ke dalam otak dan rumen statis. Pemberian hijauan berkualitas baik pada ternak dapat mencegah terjadinya keracunan tersebut.
Contoh dari penggunaan molasses dalam ransum pakan yaitu melalui pengolahan pakan UMB (Urea Molasses Block) yang merupakan sumber protein (Non Protein Nitrogen), energi dan mineral yang banyak dibutuhkan temak. Bahan yang diperlukan dalam pembuatan urea molasses block antara lain molasses sebagai sumber energi, pupuk urea sebagai sumber nitrogen (protein) dan bahan pengisis berupa dedak padi,gandum, bungkil kelapa, bungkil biji kapuk, sebagai bahan pengeras dipakai bentonit, tepung batu gamping dan sebagai bahan tambahan dipakai garam dapur dan mineral campuran. (www.ilmupeternakan.com)

Daftar Pustaka

1. Hasbullah. 2000. Teknologi Tepat Guna dan Agroindustri Kecil Sumatera Barat. Sumatera Barat : Dewan Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Industri
2. Hessley, R.K., Reasoner, J.W., and Riley, J.T., 1986, Coal Science, An Introduction to Chemistry, Technology and Utilization, Mc Graw Hill Publishing Company Limited, London
3. Lappas, A.A., Papavasiliou, D., Batos, K., and Vasalos, I.A., 1990, Product Distribution and Kinetic Predicitions on Greek Lignite Pyrolysis, J.Fuel. Chem., 69, 1304-1308
4. Marwoto. 1994. Penggunaan Briket Batubara di Rumah Tangga sebagai Bahan Bakar Alternatif, Kelebihan dan Tantangannya. Universitas Diponegoro: Semarang.
5. Newman, J.O.H., 1985, Chemical from Coal : New Develop-ment, Critical report on Applied Chemistry, vol 9, Blackwell Scientific Publication, London