III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu Pelaksanaan Penelitian adalah bulan Maret sampai dengan bulan Mei 2011.
B. Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Refraktometer digital ATAGO PR-201 untuk mengukur sifat fisik dan sifat kimia mentimun jepang. Rheometer model CR 300 DX-L untuk mengukur kekerasan buah mentimun jepang. Untuk pengukuran sifat gelombang ultrasonik digunakan transduser pemancar dan penerima gelombang ultrasonik dengan frekuensi 50 kHz dengan bahan piezoelektrik dan oscilloscope digital, ultrasonik tester dan personal komputer. Bahan yang digunakan adalah mentimun jepang sebanyak 150 buah dengan lima perbedaan umur panen. Mentimun jepang diperoleh dari Cipanas, Cianjur, Jawa Barat.
C. Metode Penelitian Metode penelitian ini dilakukan sebagai berikut: 1. Mentimun jepang dibersihkan terlebih dahulu, lalu diukur massa jenisnya dengan terlebih dahulu mengukur volume mentimun jepang dengan menggunakan gelas ukur dan mengukur massanya sehingga bisa dihitung besarnya massa jenis mentimun jepang dengan membagikan antara massa dan volume. 2. Mentimun jepang yang sudah bersih dilewatkan gelombang ultrasonik sehingga diperoleh data kecepatan gelombang, atenuasi, dan nilai zero moment. 3. Mentimun jepang yang telah dilewatkan gelombang ultrasonik diukur kekerasannya sehingga diperoleh data kekerasan. 4. Mentimun jepang yang telah diukur data kekerasannya dibelah menjadi beberapa bagian untuk mengukur total padatan terlarutnya (TPT) sehingga diperoleh nilai TPT 5. Setelah data dari beberapa parameter diperoleh maka dilakukan analisa terhadap keterkaitan data yang diperoleh sehingga dapat disimpulkan parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui mutu mentimun jepang. Diagram alir pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada gambar 2.
11
Mulai
Mentimun jepang
Pengukuran massa jenis
Pengukuran parameter gelombang ultrasonik
Atenuasi, kecepatan gelombang, dan nilai zero moment
Pengukuran tingkat kekerasan
Data kekerasan
Pengukuran total padatan terlarut
Data total padatan terlarut
Hubungan antar parameter
Parameter yang digunakan untuk mengetahui mutu mentimun jepang
selesai
Gambar 2. Diagram alir pelaksanaan penelitian
12
1. Pengukuran sifat gelombang ultrasonik Buah mentimun yang akan dilihat sifat gelombang ultrasoniknya dibersihkan terlebih dahulu. Setelah itu dilakukan penembakan gelombang ultrasonik pada bagian pangkal, tengah dan ujung. Proses pengukuran dapat dilihat pada gambar 3 berikut.
komputer
osiloskop
Transduser penerima
Ultrasonik tester
Gambar 3. Pengukuran sifat gelombang ultrasonik
Transduser pemancar
Cara pengukuran adalah dengan menyalakan oscilloscope dan ultrasonik tester. Mentimun jepang yang telah dibersihkan diletakkan pada dudukan buah. Gelombang ultrasonik ditembakkan ke buah pada sisi yang berbeda yaitu bagian pangkal, tengah dan ujung buah. Penembakan gelombang ultrasonik dilakukan beberapa kali. Untuk mengetahui dimensi panjang buah maka dibawah dudukan buah diletakkan mistar. Hasil penembakan buah akan ditampilkan pada layar monitor komputer. Data yang diperoleh adalah data amplitudo dan waktu yang disimpan dalam Microsoft excel.
Penghitungan kecepatan gelombang Penghitungan kecepatan gelombang ultrasonik dilakukan dengan mencari waktu tempuh. Waktu tempuh dapat dihitung dengan mengetahui selisih pulsa listrik dari rangkaian pengirim dan rangkaian penerima. Waktu tempuh diperoleh ketika gelombang ditembakkan oleh transmitter hingga memasuki buah. Setelah waktu tempuh diperoleh, kecepatan gelombang dapat dihitung dengan mengetahui dimensi buah atau jarak transmitter ke receiver ketika dilewati gelombang ultrasonik. Penghitungan kecepatan gelombang ultrasonik dilakukan dengan menggunakan rumus berikut: V = …………………………………………(5) dimana: V = kecepatan gelombang (m/s) S = jarak antara transmitter dengan receiver (m) t = waktu tempuh (detik)
13
pengukuran nilai kecepatan gelombang ultrasonik di udara dilakukan dengan mengkalibrasi nilai kecepatan gelombang yang sebenarnya sehingga diperoleh nilai konstanta (c). Nilai kecepatan gelombang ultrasonik di udara adalah 340 m/s. Dengan adanya nilai konstanta (c) maka bisa dihitung nilai kecepatan gelombang ultrasonik pada mentimun dengan rumus: V = v . c………………………………………(6) dimana: V = kecepatan gelombang ultrasonik yang sebenarnya pada buah (m/s) v = kecepatan gelombang ultrasonik pada buah hasil pengukuran (m/s) c = konstanta
Atenuasi
Data hasil keluaran oscilloscope disimpan dalam excel yang merupakan data amplitudo dan waktu. Data tersebut diubah menjadi grafik gelombang dan dicatat nilai maksimum dan nilai minimum gelombang. Untuk data jarak antara transmitter dan receiver digunakan data diameter buah yang diukur. Pengukuran atenuasi dilakukan dengan melihat penurunan amplitudo dari gelombang ultrasonik setelah melewati buah mentimun jepang. Amplitudo dapat dilihat sebagai fungsi dari jarak yang ditempuh. Penghitungan atenuasi dilakukan dengan menggunakan rumus berikut: ] Dimana: = koefisien atenuasi (dB/m) x = jarak (m) Ao = amplitudo mula-mula Ax = amplitudo setelah menempuh jarak x
Zero moment Hasil pengukuran dengan gelombang ultrasonik berupa hubungan dari amplitudo dan waktu sehingga jenis gelombang yang seperti ini bisa digunakan untuk mencari nilai zero moment (Mo). Untuk mengetahui nilai spectral density, sinyal atau jenis gelombang ditransformasikan dengan metode FFT (Fast Fourier Transform). ]
Dimana: Moo = Momen zero mula-mula Mox = Momen zero setelah menempuh jarak x
14
2.
Pengukuran Kekerasan
Pengukuran kekerasan dilakukan dengan menggunakan Rheometer model CR 300 DX-L dan Recordmeter SR- 6511. Pengukuran kekerasan dilakukan pada bagian pangkal, tengah dan bagian ujung buah.
Gambar 4. Pengukuran kekerasan mentimun dengan Rheometer
3.
Pengukuran total padatan terlarut
Total padatan terlarut (TPT) diukur dengan menggunakan alat Refraktometer digital ATAGO PR-201 (gambar 5). Pengukuran dilakukan pada bagian pangkal, tengah dan ujung buah. Bagian pangkal, tengah dan bagian ujung buah diambil fitratnya, dan diukur kadar TPT dengan menggunakan refraktometer. Nilai yang tertera pada alat menunjukkan nilai total padatan terlarut dalam buah dengan satuan 0Brix. Refraktometer adalah alat untuk mengukur indeks bias cahaya pada cairan yang akan diukur sehingga bisa diukur jumlah zat padat yang terlarut pada cairan.
Gambar 5. Refraktometer digital
15
