Laporan Praktikum Prinsip Kekekalan Massa dan Energi

Laporan Praktikum Prinsip Kekekalan Massa dan Energi

Abstrak : Pengertian pertanian secara sempit, adalah kegiatan-kegiatan yang berlangsung dilapangan yang berkaitan dengan pembudidayaan tanaman sejak penyiapan lahan hingga pemanenan produk tanaman tersebut. Secara luas, kegaitan tersebut hanyalah sebagian kecil dari keseluruhan proses pertanian yang sejatinya merupakan rangkaian kegiatan on-farm yang dilakukan dilapangan tersebut dan kegiatan off-farm pasca panen. Salah satu contohnya adalah pemanfaatan padi sebagai bahan makanan pokok sebagian besar masyarakat Indonesia. Setelah dipanen, dilaksanakan kegiatan pasca panen padi yang meliputi perontokan,  pengeringan, penggilingan, pemutihan dan penyimpanan beras, yang dilakukan secara tradisional, memperbesar resiko kehilangan produksi usaha tani yang dijalankan. Sebagai contoh, pada proses pengeringan yang dapat dilakukan secara tradisional menggunakan panas matahari dapat juga dilakukan dengan mesin pengering. Perancangan kinerja mesin pengering ini didasarkan pada hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan massa yang mengatakan bahwa energi dan massa tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, namun dapat berubah dari satu wujud ke wujud lainnya. Untuk itu, pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan terhadap hukum kekekalan massa dan kekekalan energi dalam suatu aliran fluida sederhana dengan tujuan mempelajari analisis neraca massa dan energi. Nilai pemasukan minyak ke gelas piala bawah pada percobaan pemasukan tunggal lebih kecil dari pada laju aliran minyak masuk ke gelas piala bawah pada percobaan akumulasi sedangkan nilai laju pengeluarannya lebih besar dari pada laju pengeluaran minyak pada percobaan akumulasi. Neraca massa pada praktikum ini memperoleh nilai pemasukan dan pengeluaran yang tidak seimbang sebab nilai laju pemasukan dan pemasukan yang diperoleh dari kedua percobaan berbeda.

Kata Kunci : pertanian, pasca panen, pengeringan, kekekalan energi, kekekalan massa

PENDAHULUAN

Pengertian pertanian secara sempit, adalah kegiatan-kegiatan yang berlangsung dilapangan yang berkaitan dengan pembudidayaan tanaman sejak penyiapan lahan hingga pemanenan produk tanaman tersebut. Secara luas, kegaitan tersebut hanyalah sebagian kecil dari keseluruhan proses pertanian yang sejatinya merupakan rangkaian kegiatan on-farm yang dilakukan dilapangan tersebut dan kegiatan off-farm pasca panen. Lebih lengkap lagi, pertanian juga memperhatikan bukan hanya tanaman, namun hewan, lingkungan, energi, limbah, ekonomi dan banyak hal lainnya. Menurut Spedding (1979), pertanian dalam pandangan modern merupakan kegiatan manusia untuk manusia dan dilaksanakan guna memperoleh hasil yang menguntungkan sehingga meliputi kegiatan ekonomi dan pengelolaan di samping biologi.

Pelaksanaan kegiatan pertanian terutama budidaya tanaman, memiliki tujuan akhir untuk memanfaatkan hasil-hasil tumbuh kembang tanaman untuk mencukupi kebutuhan hidup manusia. Salah satu contohnya adalah pemanfaatan padi sebagai bahan makanan pokok sebagian besar masyarakat Indonesia. Setelah dipanen, dilaksanakan kegiatan pasca panen padi yang meliputi perontokan,  pengeringan, penggilingan, pemutihan dan penyimpanan beras, yang dilakukan secara tradisional, memperbesar resiko kehilangan produksi usaha tani yang dijalankan (Idawanni, 2014).

Sebagai contoh, pada proses pengeringan yang dapat dilakukan secara tradisional menggunakan panas matahari dapat juga dilakukan dengan mesin pengering. Namun, Iswari (2011) melaporkan bahwa dengan menjemur padi secara langsung di bawah sinaran matahari didapati rata- rata kadar beras patah cukup tinggi yaitu sekitar 21,12%. Oleh karenan itu, dikembangkanlah mesin pengering dengan prinsip kerja memanasi sejumlah udara kemudian disalurkan melalui gabah. Saat melewati gabah, panas yang dikandung udara akan menguapkan kandungan air dalam gabah sehingga keluar ke lingkungan dan terbawa aliran udara meninggalkan gabah.

Perancangan kinerja mesin pengering ini didasarkan pada hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan massa yang mengatakan bahwa energi dan massa tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, namun dapat berubah dari satu wujud ke wujud lainnya (Syaiful dkk, 2009). Mesin pemanas mengubah bahan bakar atau listrik menjadi panas yang kemudian disalurkan melalui udara secara konveksi menuju ke gabah. Pada saat melewati gabah, sebagian panas digunakan untuk menguapkan gabah sebagian terus mengalir terbawa ke aliran udara dan menyebar ke lingkungan.



Read more :








Penerapan hukum kekekalan energi dan massa lainnya dalam pertanian adalah pada proses pengentalan nira tebu atau nira aren (Darmanto dkk, 2017). Pengentalan dilakukan menggunakan mesin evaporator dengan media pemanas biasanya berupa saturated steam (uap jenuh). Nira yang akan dikentalkan dialirkan masuk ke evaporator. Melalui jalur lain, steam dialirkan masuk ke evaporator juga, melalui pipa-pipa khusus steam. Steam diperoleh dengan memanasi air dengan menggunakan bahan bakar seperti kayu atau batu bara. Panas yang dikandung oleh steam, akan digunakan untuk menguapkan pelarut dalam nira sehingga menjadi uap air. Uap air ini memiliki suhu tinggi dimana panas yang dikandung steam berpindah ke uap ini dan nira kental. Steam yang kehilangan panas, berubah wujud menjadi cair kembali masuk ke boiler untuk dipanasi lagi.

Selain berdasarkan hukum kekekalan energi, perancangan mesin evaporator juga didasarkan pada hukum kekekalan massa. Hukum kekekalan massa atau Hukum Lavoisier adalah hukum yang menyatakan bahwa dalam sebuah sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah adalah sama meskipun berbagai proses dijalankan pada massa tersebut (Volkenstein, 2009). Pada sebuah evaporator, massa bahan yang masuk ke dalam evaporator akan selalu sama dengan massa bahan yang keluar dari dalam evaporator. Pada proses pengentalan nira, massa bahan masuk adalah massa nira yang akan dikentalkan sedangkan massa keluar adalah massa nira kental dijumlahkan dengan massa uap air yang diuapkan.

Hukum kekekalan massa yang berlaku pada evaporator, juga banyak berlaku pada berbagai kegiatan pertanian, terutama yang berhubungan dengan fluida-fluida yang digunakan dalam kegiatan tersebut contohnya dalam penggunaan pompa dalam kegaitan irigasi persawaha. Beberapa daerah di Indonesia memiliki kondisi geografis yang kurang menguntungkan di mana aliran air berada di bawah lahan sawah, sehingga perlu adanya mekanisme pengaliran air dari bawah ke atas. Oleh sebab itu digunakan pompa air baik berdumber energi listrik maupun bahan bakar minyak.

Sebagai mahasiswa program studi Teknik Pertanian, penting untuk dapat memahami hukum kekekalan massa dan hukum kekekalan energi dan penerapannya dalam berabagai kegiatan pertanian. Harapannya, di masa yang akan datang mereka dapat mengembangkan teknologi-teknologi yang mampu membantu pelaksanaan kegiatan pertanian ini dengan lebih baik lagi. Untuk itu, pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan terhadap hukum kekekalan massa dan kekekalan energi dalam suatu aliran fluida sederhana dengan tujuan mempelajari analisis neraca massa dan energi.

Posting Komentar

0 Komentar

close