PENENTUAN KAPASITAS PANAS JENIS DAN PANAS SPESIFIK PRODUK SUSU

LAPORAN MIGGUAN

SATUAN OPERASI I

ACARA IV

PENENTUAN KAPASITAS PANAS JENIS DAN PANAS SPESIFIK PRODUK SUSU

 

OLEH :

JALALUDIN SUKRON

J1A 212 057

KELOMPOK XXVIII

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI

UNIVERSITAS MATARAM

2013

HALAMAN PENGESAHAN

           

Laporan ini dibuat sebagai syarat untuk menyelesaikan mata kuliah satuan operasi.

                                                                                    Mataram, 29 November 2013

Mengetahui,

Co. Assisten Praktikum Satuan Operasi                     Praktikan

 Siti Mani’ah                                                               Jalaludin Sukron

 C1J 009 033                                                               J1A 212 057

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.  Latar Belakang

Panas jenis suatu bahan didefinisikan sebagai perbandingan antara kapasitas panas jenis bahan itu dengan kapasitas panas jenis air. Untuk menentukan atau mengukur kapasitas panas suatu bahan (susu) digunakan kalorimeter. Pada umumnya kapasitas panas dinyatakan dengan kalori per derajat celcius, jika dalam persamaan kapasitas panas t = 1, maka kapasitas panas suatu benda secara numerik = jumlah panas yang harus diberikan pada sebuah benda tersebut agar suhunya naik 1^OC. (Anaonim, 2012)

1.2. Tujuan Praktikum

            Adapun tujuan dari Praktikum ini adalah untuk mengetahui kapasitas panas jenis atau panas sepesifik produk susu pada empat jenis susu yang berbeda

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Panas Jenis

Panas jenis adalah banyaknya panas yang diperlukan untuk menimbulkan kenaikan suhu yang sama ada berbeda-beda dari suatu bahan ke bahan yang lain. Andaikan suhu sebuah benda naik dengan t sebagai akibat pemberian panas q. Perbandingan antara banyak panas yang diberikan dengan  kebaikan suhu disebut kapasitas pansa benda (Saloko, 2000).

2.2 Kalorimeter

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor pada suatu zat. Salah satu bentuk kalorimeter adalah kalorimeter campuran. Kalorimeter ini terdiri atas sebuah bejana logam yang kalor jenisnya diketahui. Bejana ini biasanya ditempatkan di dalam bejana lain yang agak besar. Kedua bejana ini dipisahkan oleh bahan penyekat, misalnya gabus atau wol. Di atas permukaannya terdapat lubang sebagai tempat thermometer dan pengaduk (Kertiasa, 2000).

2.3 Karakteristik Susu

Meskipun secara fisik, susu berbentuk cair dan sering dianggap sebagai minuman, pada kenyataannya susu mengandung total padatan yang setara dengan kandungan total padatan berbagai jenis bahan pangan berbentuk padat. Sekitar 13 % padatan susu mengandung protein, lemak, karbohidrat, mineral, dan vitamin dimana persentase komponen-komponen dalam susu tersebut dipengaruhi oleh faktor keturunan, tahapan dalam periode laktasi, musim dan keadaan makanan (Junaidi, 2001).

2.4 Fluida Azas Black

Suatu benda yang memiliki suhu lebih tinggi dari fluida bila dicelupkan ke dalam fluida, maka benda tersebut akan melepaskan kalor yang akan diserap oleh fluida hingga tercapai keadaan seimbang (suhu benda = suhu fluida). Fenomena ini fenomena ini sesuai dengan azas Black yang menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan oleh benda sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh fluida. Untuk mengukur panas jenis benda tersebut digunakan kalorimeter (Azkai, 2002).

2.5 Panas jenis bahan

Panas jenis suatu bahan didefinisikan sebagai perbandingan antara kapasitas panas jenis bahan itu dengan kapasitas jenis air. Maka jelaslah kapasitas jenis air adalah 1 kal/gr ⁰C atau 1 Btu/Lb ⁰F. Jadi panas suatu bahan secara monorik sama dengan kapasitas panas jenisnya, akan tetapi karena didefinisikan sebagai perbandingan, maka panas jenis hanyalah berupa bilangan tanpa satuan (Searce, 1962).

2.6 karakteristik Panas jenis bahan

Sebelum mengukur panas jenis suatu bahan yang perlu diperhatikan adalahdua atau lebih benda yang berbeda suhunya apabila bersentuhan cukup lama akan membentuk suhu akhir yang sama. Benda bersuhu tinggi memberikan kalor kepada benda bersuhu rendah. Kalor yang diberikan sama dengan kalor yang diterima. Pernyataan ini sesuai disebut dengan asas black. Alat yang sering digunakan dalam menghitung jumlah kalor disebut kalorimeter. Pada prinsipnya alat itu mempunyai dua dinding yang diantaranya dibatasi dengan bahan yang tidak mudah dilalui kalor (Soeparmo, 1994).

BAB III

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

3.1. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan hari Minggu, 24 November 2013 di Laboratorium Tehnik Bioproses, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.

3.2. Alat dan Bahan Praktikum

3.2.1. Alat Praktikum

Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain kompor listrik, calorimeter, thermometer, gelas ukur, pengaduk, timbangan analitik

b. Bahan Praktikum

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain susu cair berbagai merek dan air.

Prosedur Kerja

1. Diamati komposisi kimia susu seperti kandungan karbohidrat, Protein, lemak, air dan minieral pada label Produk.

2. Dihitung panas sepesifik dari masing masing produk dengan rumus Heldman dan Singh (1981)

3.Di  Panaskan 100 ml air mineral dengan menggunakan kompor listrik

4. Di masukkan 100 gram susu kedalam air panas

5. Dimasukkan kedalam kalori meter selama 6 menit

6. Di hitung suhu awal suhu awal dan suhu selan 2 menit

7. Di ulang perlakuan tersebut untuk susu yang berbeda,

8. Di catat hasilnya pada table pengamatan.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1 Hasil Pengamatan

Tabel 1. Kandungan Gizi Susu Tiap 100 gram

Komposisi	Kremer	Indomilk	Enak	Frisian Flag
	(g)	(g)	(g)	(g)
Karbohidrat (Xc)	57,14	57,14	57,14	57,14
protein (Xp)	2,38	7,14	2,38	2,38
Lemak (Xl)	9,25	8,33	9,52	10,71
Mineral (Xm)	0,06	0,21	0,04	0,146
Kalsium	0.0028	0,005	0,006	0.042
Kalium	-	0,15	-	0,045
Fosfor	0,005	0,005	0,005	0,034
Natrium	0,05	0,055	0,035	0,025
Air (Xa)	30,9	27,18	30,92	29,62

Tabel 2.  Pengamatan Suhu Awal dan Akhir Susu dan Air

Jenis Susu	Massa (g)		Tawal (oC)		Takhir (oC)
	Air	Susu	Air	Susu	Air	Susu
Kreamer	100	100	26	28	95	91
Indomilk	100	100	26	28	95	91
Enak	100	100	26	28	95	93
frisian Flag	100	100	26	28	95	99

Tabel 3. Pengamatan Susu Tiap 2 menit

Suhu ke (menit)	Kremer (ºC)	Indomilk (ºC)	Enak (ºC)	Frisian Flag (ºC)
2	54	68	65	59
4	53	66	63	57
6	53	62	59	52
8	52	53	58	44
10	52	52	57	45

4.2  Hasil Perhitungan

1. Kremer

Diketahui :

a.    Karbohidrat            = 24 g

b.    Protein                    = 1 g

c.    Lemak                    = 4 g

d.   Kalsium                  = 15%     = 0,15

e.    Natrium                  = 50 mg  = 0,05 g

f.     Fosfor                     = 15 %    = 0,15

g.    Suhu air awal          = 26 ⁰C

h.    Suhu air akhir         = 95⁰C

i.      Berat susu               = 100 g

j.      Suhu awal susu       = 28 ⁰C

k.    Suhu akhir susu      = 99 ⁰C

Kandungan / 100 g bahan :

-       Karbohidrat (X_c)    =    

=

= 57,14 g

-        Lemak (X_l)            =

=

= 9,52 g

-        Protein (X_p)            =

=

= 2,38 g

Mineral

-       Kalsium      =

                        =

                        = 0,005 g

-       Natrium      = 0,05 g

-        Fosfor         =

                        =

                        = 0,005 g

Mineral (X_m)   = natrium + fosfor + kalsium

              = 0,05 g + 0,005 g + 0,005 g

              = 0,06 g

a.  Panas jenis air

               Qair = M air x  Cp air x ΔT air

                        = 0,1kg x 1 J/kg.⁰ C x (95⁰C - 26⁰C)

                        = 6,9 Joule

b.  Panas jenis susu

               Qair  = Q susu

               Qair  = M susu x Cp susu x ΔT susu

         6,9 Joule = 100 x Cp susu (99⁰C - 28⁰C)

         6,9 Joule = 100 x Cp susu (71⁰C)

         6,9 Joule = 7100 x Cp susu

          Cp susu             =

          Cp susu = 0,0009 J/g ºC

c.       Air (Xa)   

            Xa       = M susu – (Xc + Xl + Xp + Xm)

= 100 – (57,14 g + 9,52 g + 2,38 g + 0,06)

=100 – 69,1

= 30,9 g

d.      Cp susu dengan pengujian

          Cp susu = (1,424 x Xc) + (1,549 x Xp) + (1,675 x Xl) + (0,387 x Xa) +  

              (4,157 x Xm)

           = (1,424 x 57,14) + (1,549 x 2,38) + (1,675 x 9,52) + (0,387 x 30,9)

   + (4,157 x 0,06)

           = 113,207 J/g ºC

2      Indomilk

Diketahui :

a.    Karbohidrat            = 24 g

b.    Lemak                    = 3,5 g

c.    Protein                    = 3 g

d.   Kalsium                  = 15%      = 0,15

e.    Fosfor                     = 15%      = 0,15

f.     Natrium                  = 55 mg   = 0,055 g

g.    Kalium                    = 150 mg = 0,15 g

h.    Suhu air awal          = 26 ⁰C

i.      Suhu air akhir         = 95 ⁰C

j.      Berat susu               = 100 g

k.    Suhu awal susu       = 28 ⁰C

l.      Suhu akhir susu      = 91 ⁰ C

Kandungan / 100 g bahan :

-        Karbohidrat (X_c)    =    

=

                                    = 57,14 g

-        Lemak (X_l)             =

=

= 8,33 g        

-        Protein (X_p)            =  

=

= 7,14 g

    Mineral

-       Kalsium      =

=  

= 0,005 g

-       Fosfor         =

                        =

                        = 0,005 g

-       Natrium      = 55 mg    = 0,055 g

-       Kalium        = 150 mg  = 0,15 g

Mineral (X_m)   = kalsium + fosfor + natrium + kalium

                        = 0,005 g + 0,005 g + 0,055 g + 0,15 g

                           = 0,21 g

a.       Panas jenis air

Qair                = M air x  Cp air x ΔT air

               = 0,1kg x 1 J/kg.⁰ C x (95⁰C - 26⁰C)

            = 6,9 Joule

b.      Panas jenis susu

Qair                 = Q susu

Qair                 = M susu x Cp susu x Δt susu

6,9 Joule          = 100 x Cp susu (91⁰C - 28⁰C)

6,9 Joule          = 100 x Cp susu (63⁰C)

6,9 Joule          = 6300 x Cp susu

Cp susu           =

Cp susu           = 0,001 J/g ºC

c.       Air (Xa)   

Xa       = Msusu – ( Xc + Xl + Xp + Xm)

= 100 – (57,14 g + 8,33 g + 7,14 g + 0,21 g)

= 100 – 72,82

=  27,18 g

d.      Cp susu dengan pengujian

Cp susu = (1,     424 x X_c) + (1,549 x X_p) + (1,675 x X_l) + (0,387 x X_a) +

                  (4,157 x X_m)

             = (1,424 x 57,14) + (1,549 x 7,14) + (1,675 x 8,33) +  (0,387 x 27,18) +

                   (4,157 x 0,21)

          = 117,77 J/g ºC

3.      Enak

Diketahui :

a.    Karbohidrat            = 24 g

b.    Lemak                    = 4 g

c.    Protein                    = 1 g

d.   Natrium                  = 35 mg

e.    Fosfor                     = 15%  =  0,15

f.     Kalsium                  = 20%  =  0,2

g.    Suhu air awal          = 26⁰C

h.    Suhu air akhir         = 95⁰C

i.      Berat susu               = 100 g

j.      Suhu awal susu       = 28⁰C

k.    Suhu akhir susu      = 93⁰C

Kandungan / 100 g bahan :

-       Karbohidrat (X_c)    =    

=

= 57,14 g

-        Lemak (X_l)             =  

=

= 9,52 g

-       Protein (X_p)            =

=

= 2,38 g

Mineral

-        Kalsium      =

                        =  

                        = 0,006 g

-       Natrium      = 35 mg = 0,035 g

-       Fosfor         =

                        =  

                        = 0,005 g

Mineral (X_m)   = natrium + fosfor + kalsium

              = 0,035 g + 0,005 g + 0,006 g

              = 0,04 g

a.     Panas jenis air

Qair          = M air x  Cp air x Δt air

                               = 0,1kg x 1 J/kg.⁰ C x (95⁰C - 26⁰C)

                               = 6,9 Joule

b.     Panas jenis susu

       Qair          = Q susu

       Qair          = M susu x Cp susu x Δt susu

       6,9 Joule   = 100 x Cp susu (93⁰C - 28⁰C)

       6,9 Joule   = 100 x Cp susu (63⁰C)

       6,9 Joule   = 6500 x Cp susu

       Cp susu    =

      Cp susu     = 0,001 J/g ºC

c.       Air (Xa)

Xa       = Msusu – (Xc + Xl + Xp + Xm)

= 100 – (57,14 g + 9,52 g + 2,38 g + 0,04)

=100 – 69,08

= 30,92 gr

d.      Cp susu dengan pengujian

       Cp susu    = (1,424 x X_c) + (1,549 x X_p) + (1,675 x X_l) + (0,387 x X_a) +

              (4,157 x X_m)

= (1,424 x 57,14) + (1,549 x 2,38) + (1,675 x 9,52) +

   (0,387 x 30,92) + (4,157 x 0,04)

           = 113,13 J/g ºC

4. Frisian Flag

Diketahui :

a.    Karbohidrat            = 24 g

b.    Lemak                    = 4,5 g

c.    Protein                    = 1 g

d.   Natrium                  = 25 mg

e.    Kalsium                  = 45 mg

f.     Fosfor                     = 36 mg

g.    Suhu air awal          = 26 ⁰C

h.    Suhu air akhir         = 95 ⁰C

i.      Berat susu               = 100 g

j.      Suhu awal susu       = 28 ⁰C

k.    Suhu akhir susu      = 91 ⁰C

Kandungan / 100 g bahan

-        Karbohidrat (X_c)    =    

=

= 57,14 g

-        Lemak (X_l)             =  

=

= 10,71 g

-        Protein (X_p)            =  

=

= 2,38 g

Mineral

-        Kalsium      = 42 mg =  = 0,042 g

-        Fosfor         = 34 mg =  = 0,034 g

-        Natrium      = 25 mg =  = 0,025 g

-        Kalium        = 45 mg =  = 0,045 g

Mineral (xm)   = kalsium + fosfor + natrium + kalium

                        = 0,042 + 0,034 + 0,025 + 0,045

                           = 0,146 g

a.       Panas jenis air

Qair     = M air x  Cp air x Δt air

= 0,1kg x 1 J/kg.⁰ C x (95⁰C - 26⁰C)

= 6,9 Joule

b.      Panas jenis susu

         Qair        = Q susu

         Qair        = M susu x Cp susu x Δt susu

         6,9 Joule = 100 x Cp susu (91⁰C - 28⁰C)

         6,9 Joule = 100 x Cp susu (63⁰C)

         6,9 Joule = 6300 x Cp susu

Cp susu           =

                        = 0,001 J/g ºC

c.       Air (Xa)

            Xa       = Msusu – (Xc + Xl + Xp + Xm)

= 100 – (57,14 g + 10,71g + 2,38 g + 0,146 g)

=100 – 70,376

= 29,62 g

d.      Cp susu dengan pengujian

Cp susu = (1,424x X_c) + (1,549 x X_p) + (1,675 x X_l) + (0,387 x X_a) +

     (4,157 x X_m)

  = (1,424 x 57,14) + (1,549 x 2,38) + (1,675 x 10,71) +  (0,387 x 29,62) +

     (4,157 x 0,146)

  = 115,06 J/g ºC

BAB V

PEMBAHASAN

Panas jenis merupakan banyaknya panas yang diperlukan untuk menimbulkan kenaikan suhu yang sama dan berbeda-beda dari suatu bahan ke bahan lainnya. Penentuan kapasitas panas jenis susu dilakukan dengan menggunakan suhu bahan yang telah diukur sebelumnya dengan kalorimeter dan dibandingkan dengan panas jenis air. Pada pengujian susu cremer didapatkan kandungan mineralnya sebanyak 0,06 gr sedangkan kandungan keseluruhan dari gizinya sebanyak 30,82 gr. Sehingga untuk panas jenis susunya 0,0009 kalori. Sedangkan Cp susu dengan pengujian sebanyak 113,207 kalori.

Pada pengujian susu Indomilk, kandungan mineralnya sebanyak 0,05 gram. Dan kandungan keseluruhan dari gizinya 0,21 kalori, panas jenis susunya 0,001 kalori sedangkan Cp susu dengan pengujiannya sebanyak 117,77 kalori. Pada pengujian susu Enak didapatkan kandungan mineralnya sebanyak 0,006 gram. Untuk kandungan keseluruhan dari gizinya 0,04 gram dan panas jenis susunya 0,001 J/g^oC. Sedangkan Cp susu dengan pengujian sebanyak 113,13 J/g^oC gram.

Pada pengujian susu Frisian Flag, kandungan mineralnya sebanyak 0,042 gram. Sedangkan kandungan gizi secara keseluruhannya sebanyak 0,146 gram. sedangkan untuk panas jenis susunya sebesar 0,001 J/g^oC. Dan Cp susu dengan pengujian sebanyak 115,06 J/g^oC.

Kapasitas panas jenis susu untuk tiap merk berbeda-beda, hal itu tergantung pada kandungan gizi tiap jenis susu dan berapa besar kandungannya. Adapun hal-hal yang mempengaruhi penentuan kapasitas panas jenis susu antara lain yaitu perbedaan komposisi susu, besarnya panas yang diberikan serta wujud dari bahan yang diukur kapasitas panas jenisnya dan massa bahan.

Untuk mengetahui panas jenis suatu bahan, maka terlebih dahulu dilakukan pengujian terhadap kandungan gizi tiap jenis susu, dan dari hasil pengamatan dan perhitungan diketahui bahwa susu frisian flag mempunyai nilai kapasitas panas jenis susu yang paling tinggi dibandingkan dengan jenis susu yang lainnya, hal tersebut terjadi karena susu frisian flag adalah susu yang paling lengkap kandungan gizinya. Kandungan gizi susu perAKG itulah yang mempengaruhi perubahan suhu yang terjadi saat diukur dengan kalorimeter sehingga berpengaruh pula pada hasil perhitungan. Nilai dari kapasitas panas jenis tiap susu berarti bahwa susu tersebut berkemampuan untuk menimbulkan perubahan suhu dengan besar tertentu karena adanya panas yang diberikan.

Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan di atas maka dapat diketahui bahwa masing-masing jenis susu memiliki panas jenis yang berbeda-beda antara yang satu dengan yang lainnya. Hal ini disebabkan oleh kandungan bahan yang terdapat pada masing-masing merek susu tersebut. Merek susu yang memiliki panas jenis susu pengujian yang lebih tinggi terdapat pada susu Frisian flag.

BAB VI

PENUTUP

6.1. Kesimpulan

Berdasarlkan pengamatan, perhitungan dan pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan anatar lain :

1.      Pada praktikum ini dilakukan penentuan kapasitas panas beberapa macam merk susu diantaranya  susu Indomilk, Frisian flag, enak, dan Omela.

2.      Penentuan kapasitas panas jenis susu yang digunakan dalam praktikum ini adalah kalorimeter, alat ini befungsi untuk mengetahui panas jenis benda.

3.      Berdasarkan hasil pengamatan dan perhitungan, diperoleh panas jenis dari masing-masing susu berbeda-beda. Pada susu Indomilk didapat panas jenisnya sebesar 117,77 J/g ºC, susu frisian flag sebesar 115,06 J/g ºC, enak 113,13 J/g ºC dan susu kreamer sebesar 113,207 J/g ºC.

4.      Perbedaan besar panas jenis pada masing-masing jenis susu ini disebabkan oleh perbedaan komposisi bahan yang dikandungnya seperti lemak, karbohidrat, mineral dan protein

5.      Susu frisian flag mempunyai panas jenis yang lebih tinggi lebih tinggi dibandingkan dengan susu indomilk maupun susu omela. Hal ini disebabkan karena susu frisian flag mempunyai kandungan mineral yang paling tinggi.

6.2. Saran

            Tetap semangat dan selalu optimis dan berikan suatu hal yang berarti … :)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, Penentuan Kapasitas Panas Jenis Susu. http//Novyta piccus.arsip Blog.

com.2012/01/12.(Diakses 27 November 2013).

Murad, Buku panduan Praktikum Satuan Oprasi I. Fakultas teknologi pangan dan

            Agro Industri.Universitas Mataram.

Saloko, S., 2000. Buku Petunjuk Praktikum Satuan Operasi. Fakultas Pertanian.

Universitas Mataram.

Searce, F. W., 1962. Makanan Panas dan Bunyi. Bina Cipta. Jakarta.

Soeparmo, 1994. Fisika. PT Pabelan. Surakarta.

Sudjono, 1994. Fisika Dasar. Aksara Baru. Jakarta.

Zamroni, 1998. Dasar-Dasar Fisika. PT Intan Pariwara. Klaten.