MODEL PENGERINGAN LAPISAN TIPIS DAN IDENTIFIKASI PERUBAHAN WARNA SELAMA PROSES PENGERINGAN BIJI SORGUM (Sorghum bicolor L. Moench) VARIETAS NUMBU
SKRIPSI
Oleh
RESKI FEBYANTI RAUF G 621 08 271
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2012 i
MODEL PENGERINGAN LAPISAN TIPIS DAN IDENTIFIKASI PERUBAHAN WARNA SELAMA PROSES PENGERINGAN BIJI SORGUM (Sorghum bicolor L. Moench) VARIETAS NUMBU
SKRIPSI
Oleh
RESKI FEBYANTI RAUF G 621 08 271
Skripsi sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2012 ii
HALAMAN PENGESAHAN Judul
: Model Pengeringan Lapisan Tipis dan Identifikasi Perubahan Warna Selama Proses Pengeringan Biji Sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) Varietas Numbu.
Nama
: Reski Febyanti Rauf
Stambuk
: G 62108271
Program Studi
: Keteknikan Pertanian
Jurusan
: Teknologi Pertanian
Disetujui Oleh Dosen Pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Ir. Supratomo, DEA NIP. 19560417 198203 1 003
Haerani, STP, M.Eng, Sc. NIP. 19771209 200801 2 011
Mengetahui Ketua Jurusan Teknologi Pertanian
Prof. Dr. Ir. Mulyati M. Tahir, MS NIP. 19570923 198312 2 001
Tanggal Pengesahan:
Ketua Panitia Ujian Sarjana
Dr. Ir. Sitti Nur Faridah, MP NIP. 19681007 199303 2 002
Mei 2012
iii
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Model Pengeringan Lapisan Tipis dan Identifikasi Perubahan Warna Selama Proses Pengeringan Biji Sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) Varietas Numbu” yang disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan tingkat sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin. Dalam prosesnya, penulis menyadari bahwa bantuan dari berbagai pihak sangat besar. Oleh karena itu, penulis menyampaikan ungkapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada: Bapak Dr. Ir. Supratomo, DEA dan Ibu Haerani, STP. M. Eng. Sc selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan, kritik dan saran kepada penulis. Bapak Sugeng Mulyono, STP. MP dan Bapak Andi Baso Kresna, STP selaku pegawai Balai Besar Pelatihan Pertanian Batangkaluku yang telah memberikan bimbingan serta kemudahan dalam proses pengadaan bahan baku sorgum. Bapak Dr. Ir. Junaedi Muhidong, M.Sc dan Bapak Dr. Ir. Daniel Useng, M. Eng. Sc selaku penguji. Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian. Tentu penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua dan keluarga atas segala doa dan nasihat yang diberikan kepada penulis. Untuk kawan-kawan TEKPERT 08, para senior dan adik-adik junior untuk dukungannya terhadap penulis serta My TBG (Nuzlul, Nurul, Winda, Noneng, Shity, Imha, Ani dan Uphe) terima kasih untuk persahabatannya.
iv
Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga skripsi ini bermanfaat.
Makassar,
Mei 2012
Penulis
v
Reski Febyanti Rauf (G621 08 271). Model Pengeringan Lapisan Tipis dan Identifikasi Perubahan Warna Selama Proses Pengeringan Biji Sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) Varietas Numbu. Pembimbing : Supratomo dan Haerani.
RINGKASAN Proses pengeringan merupakan salah satu tahap penanganan pascapanen yang penting. Untuk menentukan model pengeringan lapisan tipis dan mengidentifikasi perubahan warna selama proses pengeringan biji sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) varietas Numbu dilakukan penelitian dengan mengeringkan biji sorgum dalam alat pengering tray dryer untuk tiga level suhu pengeringan yang berbeda pada kecepatan 1,5 m/s. Pengkorelasian Model Newton, Model Henderson-Pabis dan Model Page yang sesuai dengan data hasil ekperimen menunjukkan bahwa Model Page merupakan model yang paling sesuai dengan karakteristik pengeringan lapisan tipis biji sorgum untuk suhu 40oC yaitu MR=exp(0,075)(t)1,024, R2=0,997, χ2=0,00003978 dan RMSE=0,00626. Suhu 50oC yaitu MR=exp(-0,107)(t)1,024, R2=0,995, χ2=0,00000006 dan RMSE=0,00024. Suhu 60oC yaitu MR=exp(-0,126)(t)1,026, R2=0,981, χ2=0,00000155, dan RMSE=0,00123. Sedangkan, identifikasi perubahan warna dilakukan dengan mengolah nilai L*, a* dan b* ke dalam software Adobe Photoshop CS3. Perubahan warna (ΔH*) selama proses pengeringan menunjukkan bahwa warna awal biji yang cenderung coklat muda mengalami perubahan menjadi coklat tua. Dari hasil akhir tersebut, perubahan warna biji yang cenderung lebih cerah akan lebih cocok diolah menjadi tepung sebagai pangan pengganti beras. Kata-Kata Kunci: Model Pengeringan Lapisan Tipis, Biji Sorgum Varietas Numbu, Tray Dryer, Perubahan Warna.
vi
RIWAYAT HIDUP Reski Febyanti Rauf. Penulis dilahirkan di Kabupaten Barru, Sulawesi Selatan pada tanggal 7 Februari 1991. Anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Bapak Abd. Rauf dan Ibu Hj. Ibandong. Penulis memulai pendidikan pertama pada tingkat taman kanak-kanak yaitu TK Pertiwi selama setahun. Selanjutnya, penulis bersekolah di SD Inpres 1 Barru selama 6 tahun. Kemudian, pada tahun 2002, penulis melanjutkan pendidikan pada Sekolah Menengah Pertama di SMPN 1 Barru. Setelah itu, dilanjutkan dengan pendidikan Sekolah Menengah Atas pada tahun 2005 di SMAN 1 Barru. Selama menjalani pendidikan di bangku sekolah, berbagai prestasi telah penulis peroleh dalam bidang akademik, seni, olahraga serta dalam kepengurusan OSIS, Koperasi Siswa dan Pramuka. Selanjutnya, penulis berhasil menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas pada tahun 2008 dan terdaftar sebagai mahasiswi program S1 pada Program Studi Keteknikan Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin Makassar melalui jalur PMB. Selama menjalani pendidikan di bangku kuliah, penulis aktif dalam kepengurusan HIMATEPA (Himpunan Mahasiswa Teknologi Pertanian), ikut berpartisipasi sebagai peserta, panitia, atau steering pada berbagai kegiatan himpunan baik dalam lingkup lokal maupun nasional. Penulis juga aktif pada kegiatan ekstrakurikuler kampus yaitu UKM Paduan Suara Mahasiswa Universitas Hasanuddin dan telah memperoleh banyak prestasi baik tingkat lokal, nasional maupun internasional.
vii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ..............................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................
ii
KATA PENGANTAR ............................................................................
iii
RINGKASAN .........................................................................................
v
RIWAYAT HIDUP ................................................................................
vi
DAFTAR ISI ..........................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ..................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
xiii
I.
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..........................................................................
1
1.2 Tujuan dan Kegunaan ................................................................
3
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Tanaman Sorgum ....................................................................
4
2.2
Varietas Sorgum .....................................................................
5
2.3
Pascapanen Sorgum ................................................................
7
2.4
Konsep Pengeringan ...............................................................
10
2.5
Laju Pengeringan ....................................................................
14
2.6
Parameter Pengeringan ............................................................
16
2.7
Warna .....................................................................................
23
2.7.1 Persepsi dan Peranan Warna ..........................................
23
2.7.2 Warna Bahan Pangan .....................................................
24
viii
2.7.3 Pengukuran Warna .........................................................
25
2.7.4 Model CIELAB .............................................................
27
2.8
Tray Dryer ..............................................................................
31
2.9
Pengeringan Lapisan Tipis ......................................................
34
III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat ....................................................................
40
3.2 Alat dan Bahan ..........................................................................
40
3.3 Parameter Perlakuan dan Pengamatan ........................................
40
3.4 Prosedur Penelitian ....................................................................
41
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Suhu dan Kelembaban Relatif (RH) Udara Pengering ...
49
4.2 Kadar Air Selama Pengeringan ..................................................
51
4.3 Laju Penguapan Air ...................................................................
52
4.4 Model Pengeringan ....................................................................
54
4.4.1 Moisture Ratio (Rasio Kelembaban) .................................
54
4.4.2 Analisa Model Pengeringan ..............................................
55
4.4.3 Kesesuaian Model Pengeringan ........................................
57
4.5 Perubahan Warna Biji Selama Pengeringan ...............................
59
4.5.1 Nilai L* ............................................................................
59
4.5.2 Nilai a* ............................................................................
61
4.5.3 Nilai b* ............................................................................
62
4.5.4 Perubahan Nilai C* (ΔC*) ................................................
63
4.5.5 Perubahan Nilai ΔE* ........................................................
64
ix
4.5.6 Perubahan Nilai ΔH* .......................................................
65
V. KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ...............................................................................
68
5.2 Saran .........................................................................................
68
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL Nomor
Teks
Halaman
Tabel 1. Suhu Aman Maksimum (oC) Biji-Bijian Selama Pengeringan Berdasarkan Jenis Penggunaan Akhir Bahan.
17
Tabel 2. Model Matematika Pengeringan Lapisan Tipis
36
Tabel 3. Bentuk Linear Model Pengeringan Lapisan Tipis
55
Tabel 4. Nilai Konstanta dan R2 Masing-Masing Model Pengeringan
56
Tabel 5. Nilai R2, χ2 dan RMSE
56
Tabel 6. Perubahan Warna Biji Sorgum
66
xi
DAFTAR GAMBAR Nomor
Teks
Halaman
Gambar 1.
CIE Color Space
26
Gambar 2.
Sistem Pengukuran 45/0
27
Gambar 3.
Pengambilan Titik Pada Gambar
46
Gambar 4.
Pengidentifikasian Nilai L*, a* dan b*
46
Gambar 5.
Input Nilai L*, a* dan b* Pada Color Picker
47
Gambar 6.
Pengidentifikasian Warna Pada Color Libraries
47
Gambar 7.
Bagan Alir Prosedur Penelitian
48
Gambar 8.
Perubahan Suhu dan Kelembaban Relatif Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 40oC
49
Perubahan Suhu dan Kelembaban Relatif Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 50oC
49
Gambar 10. Perubahan Suhu dan Kelembaban Relatif Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 60oC
50
Gambar 11. Grafik Kadar Air Basis Kering Selama Proses Pengeringan Untuk Tiga Level Suhu Pengeringan
51
Gambar 12. Grafik Laju Penguapan air Selama Proses Pengeringan Untuk Tiga Level Suhu Pengeringan
52
Gambar 13. Grafik MR (Moisture Ratio) Biji Sorgum Selama Proses Pengeringan Untuk Tiga Level Suhu Pengeringan
54
Gambar 14. Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Page dengan MR Observasi Pada Suhu 40oC
58
Gambar 15. Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Page dengan MR Observasi Pada Suhu 50oC
58
Gambar 16. Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Page dengan MR Observasi Pada Suhu 60oC
58
Gambar 17. Grafik Nilai L* Pada Tiga Level Suhu Pengeringan
60
Gambar 9.
xii
Gambar 18. Grafik Nilai a* Pada Tiga Level Suhu Pengeringan
61
Gambar 19. Grafik Nilai b* Pada Tiga Level Suhu Pengeringan
62
Gambar 20. Grafik Nilai C* Pada Tiga Level Suhu Pengeringan
63
Gambar 21. Perubahan Nilai ΔE* Pada Tiga Level Suhu Pengeringan
64
Gambar 22. Perubahan Nilai ΔH* Pada Tiga Level Suhu Pengeringan
65
xiii
DAFTAR LAMPIRAN Nomor
Teks
Halaman
1.
Hasil Pengamatan Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 40oC
75
2.
Hasil Pengamatan Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 50oC
77
3.
Hasil Pengamatan Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 60oC
79
4.
RH Udara Pengering, Kadar Air, Laju Pengeringan dan Moisture Ratio Biji Sorgum Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 40oC
81
RH Udara Pengering, Kadar Air, Laju Pengeringan dan Moisture Ratio Biji Sorgum Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 50oC
83
RH Udara Pengering, Kadar Air, Laju Pengeringan dan Moisture Ratio Biji Sorgum Selama Proses Pengeringan Pada Suhu 60oC
85
7.
Gambar Grafik Persamaan Linear Pada Suhu 40oC
87
8.
Gambar Grafik Persamaan Linear Pada Suhu 50oC
88
9.
Gambar Grafik Persamaan Linear Pada Suhu 60oC
89
10.
Hasil Regresi Linear Pada Suhu 40oC
90
11.
Hasil Regresi Linear Pada Suhu 50oC
92
12.
Hasil Regresi Linear Pada Suhu 60oC
94
13.
Gambar hubungan MR observasi dan MR Model
96
14.
Nilai Perubahan Warna Pada Suhu 40oC
98
15.
Nilai Perubahan Warna Pada Suhu 50oC
100
16.
Nilai Perubahan Warna Pada Suhu 60oC
102
17.
Perubahan Warna Pada Sampel Pada Suhu 40oC
104
18.
Perubahan Warna Pada Sampel Pada Suhu 50oC
105
19.
Perubahan Warna Pada Sampel Pada Suhu 60oC
106
20.
Pembacaan Warna Pada Tiga Level Suhu Pengeringan
107
5.
6.
xiv
21.
Foto Alur Biji Sorgum Selama Penelitian
109
22.
Dokumentasi Penelitian
109
xv
