RANCANGBANGUN DAN UJI PERFORMANSI UNIT VHT (VAPOR HEAT TREATMENT) UNTUK PENANGANAN PASCAPANEN PEPAYA

Transkripsi

1 RANCANGBANGUN DAN UJI PERFORMANSI UNIT VHT (VAPOR HEAT TREATMENT) UNTUK PENANGANAN PASCAPANEN PEPAYA Oleh : ARIS SETYAWAN F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

2 RANCANGBANGUN DAN UJI PERFORMANSI UNIT VHT (VAPOR HEAT TREATMENT) UNTUK PENANGANAN PASCAPANEN PEPAYA Oleh: ARIS SETYAWAN F SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor 2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN RANCANGBANGUN DAN UJI PERFORMANSI UNIT VHT (VAPOR HEAT TREATMENT) UNTUK PENANGANAN PASCAPANEN PEPAYA SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Oleh : ARIS SETYAWAN F Dilahirkan pada tanggal 7 Januari 1984 di Rembang Tanggal lulus: Menyetujui, Bogor, September 2008 Dr. Ir. Rokhani Hasbullah, MSi. Dosen Pembimbing Mengetahui, Dr.Ir. Wawan Hermawan, M.S Ketua Departemen Teknik Pertanian

4 Aris Setyawan. F Rancangbangun dan Uji Performansi Unit Perlakuan Uap Panas dengan Metode Vapor Heat Treatment (VHT) Untuk Pascapanen Buahbuahan. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Rokhani Hasbullah, MSi. RINGKASAN Selain mudah rusak, buah-buahan umumnya merupakan inang dari hama lalat buah (fruit fly) sehingga ekspor komoditas tersebut terhambat oleh aturan karantina yang sangat ketat. Penerapan teknologi karantina dengan metode perlakuan panas (heat treatment) untuk mengendalikan hama/penyakit pascapanen cenderung meningkat setelah adanya pelarangan penggunaan bahan kimia seperti etilen dibromida sejak tahun Metode perlakuan panas telah diterapkan di beberapa Negara seperti Australia, Filipina, Taiwan dan Thailand, akan tetapi masih sedikit informasi mengenai penerapan teknologi ini di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk (1) Melakukan rancangbangun unit VHT skala pilot plant untuk penanganan pascapanen buah-buahan (2) Melakukan uji performansi unit VHT hasil rancangbangun pada penanganan pascapanen pepaya. (3) Mengkaji pengaruh perlakuan panas terhadap mutu buah pepaya selama penyimpanan. Unit VHT yang dirancang meliputi unit penghasil uap, ruang perlakuan dan unit kontrol untuk mengendalikan suhu. Unit penghasil uap terdiri dari bak air, filter, kompor listrik, heater udara, pompa, blower dan sprayer (pengkabut). Ruang perlakuan terdiri dari 8 rak untuk menopang keranjang buah dengan kapasitas 144 kg buah. Sedangkan unit kontrol terdiri dari rangkaian elektronik untuk mengendalikan suhu ruang VHT. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan percobaan acak lengkap faktorial dengan dua faktor dan tiga kali ulangan. Faktor pertama adalah kondisi perlakuan dengan 2 taraf yaitu VHT dan tanpa VHT, sedangkan faktor kedua adalah kondisi ruang penyimpanan dengan 2 taraf yaitu suhu 13 o C dan suhu ruang. Hasil pengujian unit VHT tanpa beban menunjukkan bahwa suhu ruang VHT meningkat dari suhu ruang menuju suhu target. Waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu target 47 o C adalah sekitar 30 menit. Suhu ruang VHT relatif stabil selama tidak dilakukan buka-tutup pintu. Pada pengujian menggunakan pepaya menunjukkan peningkatan dari rata-rata 32 o C menjadi o C dalam waktu 60 menit. Total pemakaian daya listrik sebesar 3960 watt, energi untuk menaikkan suhu air sebesar kj, energi untuk memanaskan dan menguapkan air sebesar kj, kehilangan panas melalui pipa sebesar kj, kehilangan panas pada dinding sebesar 82.9 kj, efisiensi penggunaan pompa sebesar 80%, efisiensi penggunaan kompor sebesar 36.4%, panas yang dihasilkan heater udara sebesar 5850 kj, besarnya suhu yang dapat dicapai pada ruang perlakuan sebesar 66.8 o C. Proses VHT pada pepaya memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada penurunan kekerasan, total padatan terlarut, kadar air dan tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada susut bobot. Ruang suhu penyimpanan dan interaksi antara proses VHT dengan suhu penyimpanan juga memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada penurunan kekerasan, total padatan terlarut, kadar air dan tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada susut bobot. Perlakuan VHT mampu mempertahankan dan memiliki nilai TPT yang paling tinggi di bandingkan perlakuan tanpa VHT. Suhu penyimpanan 13 o C mampu mempertahankan susut bobot, kekerasan, TPT, dan kadar air

5 dibandingkan dengan penyimpanan pada suhu ruang. Secara umum perlakuan VHT pada suhu 47 o C selama menit tidak menyebabkan penurunan mutu pepaya selama penyimpanan pada suhu 13 o C dalam waktu satu minggu.

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Proposal penelitian yang berjudul Rancangbangun dan Uji performansi unit perlakuan uap panas dengan metode Vapor Heat Treatment (VHT) Untuk pascapanen buah-buahan. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Dr. Ir. Rokhani Hasbullah, MSi, selaku dosen pembimbing akademik. 2. Dr. Ir. Leopold O Nelwan, MSc, dan Ir. Mad Yamin, M.T. selaku dosen penguji 3. Bapak, Ibu, Adikku Harun dan Erinda yang telah banyak memberikan doa dan kasih sayangnya. 4. Gunawan, Kang Agus, Arif, Haritz, Ana, Mely, Ismail, Wakid Mutowal, STP, Sohib dan seluruh temen-temen pondok angsa yang telah memberikan dorongan, pencerahan, serta menguatkan penulis dikala putus asa. 5. Pak Ahmad, Pak Parma, Pak Abas, Pak Sulyaden dan Mas Firman yang telah banyak membantu selama penelitian 6. Seluruh teman-teman HIMATETA, Beastudi Etos dan Mahasiswa Teknik Pertanian IPB atas semangat yang telah diberikan. Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan-kekurangan dalam penulisan Skripsi ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dengan harapan dapat memperbaiki isi proposal penelitian ini. Semoga proposal penelitian ini dapat bermanfaat, baik untuk penulis sendiri maupun bagi pembaca dan rekan-rekan yang membutuhkan. Bogor, Agustus 2008 Penulis

7 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN...i KATA PENGANTAR...iii DAFTAR ISI......iv DAFTAR TABEL...vi DAFTAR GAMBAR...vii DAFTAR LAMPIRAN...viii DAFTAR SIMBOL...ix RINGKASAN EKSEKUTIF... xi I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tujuan Manfaat Penelitian...2 II. TINJAUAN PUSTAKA Hama dan penyakit pascapanen pepaya...3 Teknik disinfestasi Hama/penyakit Pascapanen...6 Teknologi Vapor Heat Treatment...9 Penanganan Pascapanen Pepaya...12 III. RANCANG BANGUN UNIT VHT 3.1. Rancangbangun Struktural Rancangbangun Fungsional Analisis pindah panas...28 IV. METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Lokasi Penelitian...30 Bahan dan Alat...30 Metode Penelitian...30 V. HASIL DAN PEMBAHASAN Uji kinerja unit VHT tanpa beban...35 Uji kinerja unit VHT dengan beban...42 Pengaruh perlakuan uap panas terhadap mutu buah pepaya...44

8 VI. KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN...56 SARAN...57 DAFTAR PUSTAKA...58 LAMPIRAN...59

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Fumigasi pada beberapa komoditas buah-buahan/sayuran...7 Tabel 2. Tingkat mortalitas (%) lalat buah pada suhu 45 o C...11 Tabel 3. Tingkat mortalitas (%) lalat buah pada berbagai suhu selama 30 menit Tabel 4. Spesifikasi pompa KDC-20A...20

10 Gambar 1 DAFTAR GAMBAR Halaman Oriental fruit fly (Bactrocera dorsalis)...3 Gambar 2. Hubungan antara suhu dan lama perlakuan yang layak pada teknologi karantina produk hortikultura...10 Gambar 3 Bagan alir proses penanganan pascapanen buah pepaya...12 Gambar 4 Skematik bagian-bagian dan aliran udara unit VHT...15 Gambar 5 Unit VHT hasil rancangbangun...16 Gambar 6 Rangka unit VHT...17 Gambar 7. Bagian-bagian penghasil uap unit VHT...21 Gambar 8. Bagian-bagian dari ruang perlakuan...23 Gambar 9. Bagian-bagian dari unit kontrol otomatik...24 Gambar 10. Rangkaian sistem kontrol pada unit VHT...25 Gambar 11. Bagan proses penelitian untuk menentukan parameter VHT...32 Gambar 12. Grafik perkembangan suhu air selama pengujian tanpa beban...36 Gambar 13. Grafik perkembangan suhu dinding pada beberapa lapisan stainless, glasswool, dan alumunium selama pengujian tanpa beban...37 Gambar 14. Grafik perkembangan suhu pipa bagian luar dengan suhu pipa bagian dalam selama pengujian tanpa beban...39 Gambar 15. Perkembangan suhu air dengan suhu ruang selama pengujian unit VHT tanpa beban Gambar 16. Perkembangan suhu medium pada pengujian dengan beban...43 Gambar 17. Hubungan perkembangan suhu medium dengan suhu buah pada pengujian dengan beban unit VHT...43 Gambar 18. Grafik perbandingan susut bobot pada 4 perlakuan yang berbeda...45 Gambar 19. Grafik perbandingan nilai kekerasan pada 4 perlakuan yang berbeda...47 Gambar 20. Grafik perbandingan nilai TPT pada 4 perlakuan yang berbeda...49 Gambar 21. Grafik perbandingan nilai kadar air pada 4 perlakuan yang berbeda...51

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Gambar rancangbangun unit VHT...60 Lampiran 2. Perkembangan suhu pada uji performansi tanpa beban unit VHT...62 Lampiran 3. Pindah panas pada dinding...63 Lampiran 4. Penetrasi uap panas selama proses VHT...64 Lampiran5. Perhitungan pindah panas dan kesetimbangan energi pada unit VHT...66 Lampiran 6. Susut bobot buah pepaya selama penyimpanan...68 Lampiran 7. Nilai kekerasan buah pepaya selama penyimpanan...69 Lampiran 8. Lampiran 9. Nilai total padatan terlarut buah pepaya selama penyimpanan...70 Nilai kadar air buah pepaya selama penyimpanan...71 Lampiran 10. Hasil analisis sidik ragam hari ke Lampiran 11. Hasil analisis sidik ragam hari ke Lampiran 12. Hasil analisis sidik ragam hari ke Lampiran 13. Hasil analisis sidik ragam hari ke Lampiran 14. Hasil analisis sidik ragam hari ke Lampiran 15. Hasil analisis sidik ragam hari ke Lampiran 16. Hasil analisis sidik ragam hari ke Lampiran 17. Pengaruh VHT dan suhu penyimpanan terhadap bobot buah...79 Lampiran 18. Pengaruh VHT dan suhu penyimpanan terhadap kekerasan...82 Lampiran 19. Pengaruh VHT dan suhu terhadap total padatan terlarut (TPT) buah papaya...85 Lampiran 20. Pengaruh VHT dan suhu terhadap kadar air buah papaya...88 Lampiran 21. Hasil persentase uji organoleptik hari ke Lampiran 22. Pengujian unit VHT pada buah pepaya...93 Halaman

12 DAFTAR SIMBOL A adalah luas permukaan dinding (m 2 ), C a adalah panas jenis air (kj/kg. K) f i adalah koefisien pindah panas dengan arah aliran sembarang sebesar 23, f o adalah koefisien pindah panas permukaan vertikal sebesar 8.29, h fg adalah kalor laten penguapan air (kj/kg), I adalah arus AC (Amper), K 1 adalah konduktivitas stainless (W/m.K), K 2 adalah konduktivitas stainless (W/m.K), K 3 adalah konduktivitas alumunium (W/m.K), K pipa adalah konduktivitas pipa (W/m.K), L 1 adalah ketebalan stainless pada dinding (m), L 2 adalah ketebalan glasswool pada dinding (m), L 3 adalah ketebalan alumunium pada dinding (m), L pipa adalah ketebalan pipa (m), M a adalah massa air (kg), M u adalah massa udara (kg), P adalah daya yang terpasang pada heater, P w adalah daya listrik terpakai (watt), Q a adalah kebutuhan energi untuk menaikkan suhu air (kj), Q dinding adalah panas yang hilang melalui dinding (kj), Q fg adalah energi untuk memanaskan dan menguapkan air (kj), Q h adalah kebutuhan energi untuk menaikkan suhu heater (kj),

13 Q pipa adalah panas yang hilang melalui pipa (kj), t adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu ruang (menit), U adalah koefisien pindah panas permukaan (W/m 2 K), W adalah daya kompor yang terpasang selama pengujian(kj), V adalah tegangan AC (Volt). T adalah perbedaan suhu selama pengujian ( o K).

14 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia adalah penghasil produk-produk hortikultura yang potensial untuk di pasarkan dipasar internasional. Sebagai Negara agraris yang sebagian besar penduduknya bermata pencaharian sebagai petani didukung dengan lahan pertanian yang luas, sangat berpotensi Indonesia menjadi Negara pengekspor produk-produk hortikultura terbesar di dunia. Bagi Indonesia ekspor komoditas hortikultura khususnya buah-buahan adalah langkah yang sangat prospektif dalam meningkatkan devisa negara. Salah satu kendala dalam upaya meningkatkan daya saing buah-buahan Indonesia adalah kerusakan akibat serangan hama/penyakit. Seluruh usaha tani hortikultura khususnya buah-buahan di muka bumi ini tidak luput dari serangan lalat buah (fruit fly) yang merupakan hama potensial perusak komoditas buah-buahan termasuk indonesia. Teknik disinfestasi hama/penyakit dapat berupa (1) Penyimpanan pada suhu rendah (1.5 o C) selama 2 4 minggu, (2) Fumigasi, (3) Iradiasi dengan sinar gamma, dan (4) Perlakuan panas (heat treatment). Fumigasi dengan ethylene dibromida (EDB) walaupun efektif, tetapi karena dicurigai bersifat carcinogenic (menyebabkan penyakit kanker) maka saat ini sudah dilarang penggunaannya. Penyimpanan dingin tidak dianjurkan untuk buah-buahan tropis karena dapat menyebabkan chilling injury. Iradiasi dengan sinar gamma sebetulnya mempunyai prospek yang baik, namun belum dapat diterima oleh konsumen karena masih ada hambatan psikologis, mungkin akibat peristiwa bom atom. Metode heat treatment telah diterapkan di beberapa negara seperti Australia, Filipina, Taiwan, dan Thailand, akan tetapi masih sedikit informasi mengenai penerapan teknologi ini di Indonesia. Penguasaan teknologi karantina terutama dalam proses disinfestasi hama/penyakit pascapanen menjadi kebutuhan mendasar bagi negara Indonesia. Teknologi karantina belum banyak dikembangkan di Indonesia meskipun buah-buahan dan sayuran Indonesia berpotensi untuk dipasarkan di pasaran internasional. Oleh karena itu, penelitian terhadap rancangbangun alat/mesin maupun proses disinfestasi buah-buahan perlu mendapatkan prioritas. Rancangbangun dan pengembangan peralatan ini selayaknya dilakukan di dalam negeri, sehingga apabila teknik ini dipakai secara luas, peralatan dimaksud bisa

15 dibuat sendiri. Dengan demikian nilai tambah terhadap aplikasi teknik disinfestasi hama/penyakit ini bukan saja terhadap usaha komoditas hortikultura, namun juga terhadap industri peralatan proses. Penelitian ini akan sangat bermanfaat untuk mengurangi kerusakan buah-buahan akibat serangan hama/penyakit, menekan penyebaran hama/penyakit ke daerah lain, serta membuka peluang untuk meningkatkan ekspor dan meningkatkan dayasaing buah-buahan tropika Indonesia di pasaran Internasional Tujuan Tujuan utama penelitian ini adalah dihasilkannya suatu paket teknologi karantina untuk buah-buahan dalam upaya untuk mengendalikan hama/penyakit pascapanen dengan menggunakan metode perlakuan uap panas (vapor heat treatment). Sedangkan tujuan khusus penelitian ini adalah 1. Melakukan rancangbangun unit VHT skala pilot plant untuk penanganan pascapanen buah-buahan 2. Melakukan uji performansi unit VHT hasil rancangbangun pada penanganan pascapanen pepaya. 3. Mengkaji pengaruh perlakuan panas terhadap mutu buah pepaya selama penyimpanan Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah untuk memberikan dukungan teknologi karantina pada suatu kegiatan agroindustri yang menangani produk segar buah-buahan, baik untuk kepentingan pasokan pasar dalam negeri maupun ekspor. Dari penelitian ini juga diharapkan dapat mengatasi permasalahan pascapanen sehubungan dengan serangan hama/penyakit yang merugikan petani sekaligus membuka peluang ekspor buah-buahan tropika eksotik Indonesia yang memiliki potensi di pasaran internasional.

16 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Hama dan Penyakit Pascapanen Pepaya Lalat buah yang menyerang buah pepaya di Indonesia termasuk ke dalam spesies Bactrocera dorsalis atau dikenal dengan nama Oriental fruit fly. Lalat buah termasuk ke dalam filum Arthropoda, kelas Insekta, ordo Diptera, sub Ordo Cyclorrhapha dan famili Tephritidae (Trypetidae) (Borror, 1981). Di Indonesia telah diketahui sekitar lima genus lalat buah dari sekitar 12 genus yang ada, kelimanya adalah Anastrepha, Bactrocera, Ceratitis, Rhagolestis dan Dacus (Nugroho, 1997). Pada beberapa jenis buah-buahan lalat buah dianggap sebagai hama utama (White dan Elson, 1992). Mediteranian fruit fly (Ceratitis capitata), Oriental fruit fly (Bactrocera dorsalis), Queensland fruit fly (Bactocera tryoni), melon fly (Bactrocera curcubitae), codling moth (Cydia pomonella) adalah hama yang sangat merugikan dan negara yang diketahui memiliki jenis-jenis hama ini tidak diijinkan melakukan impor buah-buah yang menjadi inang hama ini ke Jepang (Plant Protection Division, 1997). Betina Jantan Gambar 1. Oriental fruit fly (Bactrocera dorsalis). Oriental fruit fly adalah salah satu lalat buah yang paling merugikan di Asia Timur dan pasifik dan menyerang bermacam-macam buah-buahan (Allwood et al., 1999 di dalam Hou et al., 2006). Lalat ini juga dalam pengawasan yang ketat oleh pemerintah sehubungan dengan besarnya kehilangan ekonomi yang disebabkan oleh spesies ini di

17 banyak negara, hal ini juga menjadi pembatas utama dalam perdagangan dan perkembangan ekonomi (Aluja dan Liedo, 1993 di dalam Hou et al., 2006). Lalat buah mempunyai empat fase metamorfosis, yaitu telur, larva, pupa dan imago. Telur diletakkan di dalam atau di bawah kulit buah oleh lalat buah betina, tempat peletakannya ditandai oleh cekungan/titik kecil berwarna gelap pada komoditas yang terserang. Imago lalat buah meletakan telur antara 2-15 butir setiap periode. Setiap lalat betina mampu meletakan sekitar 800 butir telur selama masa peletakan telur, telur tersebut akan menetas kira-kira dua hari setelah diletakkan oleh induknya (Nugroho, 1997). Bahkan menurut Pena dan Mohyuddin (1997) lalat betina Anastrepha fraterculus dapat meletakkan sebanyak telur dan B. Dorsalis sebanyak telur. Telur berwarna putih bening sampai kuning krem dan berubah menjadi lebih tua mendekati saat menetas. Bentuk dan ukuran telur bervariasi, tergantung spesiesnya. Pada umumnya telur berbentuk bulat panjang seperti pisang dengan ujung meruncing. Panjang telur lalat buah sekitar 1,2 mm dengan lebar 0,2 mm tergantung spesiesnya (White dan Elson-Haris, 1992). Fase larva merupakan fase yang merusak karena aktivitasnya dalam jaringan buah. Larva keluar dari telur yang diletakkan di dalam inang, daging inang dikoyak oleh larva dengan menggunakan alat pada mulutnya yang berupa kait tajam sambil mengeluarkan enzim perusak. Enzim tersebut berfungsi melunakan daging inang sehingga mudah dihisap dan dicerna mengakibatkan buah bewarna coklat dan tidak menarik serta terasa pahit atau bahkan rusak dan hancur. Enzim tersebut juga mempercepat pembusukan dan pada tahap selanjutnya mengeluarkan aroma kuat yang diduga berasal dari senyawa alkohol. Setelah melewati masa instar tiga lalat buah meninggalkan inangnya, dan dalam waktu yang tidak terlalu lama masuk ke dalam poripori tanah untuk menjadi pupa. Lalat buah melewati tiga instar dalam waktu 7-10 hari hingga membentuk pupa. Pupa (kepompong) lalat buah berada di dalam puparium yang berbentuk tong dan berwarna coklat tua. Perkembangan pupa membutuhkan waktu sekitar 18 hari dan lamanya dipengaruhi kondisi lingkungan. Setelah proses metamorposis selesai lalat buah dewasa keluar dari permukaan tanah, mereka mengeraskan sayapnya terlebih dahulu sebelum terbang (Smith, 1989 di dalam Hou et al., 2006).

18 Hou et al. (2006) melaporkan bahwa pupa tidak ditemukan pada permukaan tanah dengan kelembaban 0-70%, dan lebih dari 50% pupa ditemukan pada permukaan tanah dengan kelembaban 80, 90, dan 100%. Kebanyakan larva menjadi pupa di kedalaman 4 cm dari permukaan tanah, larva bergerak ke kedalaman lebih dari 4 cm pada tanah yang menerima terlalu banyak atau terlalu sedikit air. Lalat buah dewasa muncul paling cepat pada tingkat kelembaban tanah 30% dan muncul paling lama pada tanah dengan tingkat kelembaban 70%. Penyakit pascapanen pada pepaya dapat dibedakan berdasarkan waktu terjadinya infeksi patogen, yaitu penyakit yang disebabkan patogen yang menginfeksi buah saat buah telah dipanen dan yang menginfeksi sejak buah masih di pohon yang gejalanya kemudian berkembang saat buah dalam penyimpanan (Yulianingsih, 1995). Cendawan merupakan salah satu mikroba penyebab penyakit pascapanen pada buahbuahan sehingga mempercepat terjadinya penurunan mutu. Hal yang sama juga dijelaskan oleh Wills et al. (1981), cendawan dan bakteri dapat menyebabkan penyakit pascapanen buah dan sayur. Dodd et al. (1997) menyatakan bahwa antraknosa merupakan penyakit pascapanen utama pada pepaya di seluruh dunia, yang disebabkan oleh cendawan Colletotrichum gloeosporioides, dimana perkembangannya berkaitan erat dengan curah hujan sewaktu di lapangan. Penyakit ini dapat menyerang daun, bunga dan buah. Pada buah terlihat gejala khas yaitu bercak-bercak hitam pada bagian kulit yang sedikit demi sedikit melekuk dan bersatu dan daging buah membusuk. Selain itu salah satu penyakit yang sering ditemui adalah busuk pangkal buah (stem end rot). Penyakit ini dapat disebabkan oleh beberapa cendawan seperti Lasiodiplodia theobromae, Dothiorella dominicana, Pestalotiopsis mangiferae. Buah yang terinfeksi, terdapat bercak yang pada awalnya terjadi di sekitar ujung tangkai buah. Bercak berwarna gelap kemudian berubah menjadi bercak coklat kehitaman, berbatas tidak teratur. Pada kondisi lembab pembusukan buah terjadi sangat cepat, dalam waktu 2-3 hari seluruh kulit buah menjadi busuk, daging buah berwarna coklat tua, lunak dan mengandung cairan berwarna gelap.

19 2.2. Teknik disinfestasi hama/penyakit pascapanen Disinfestasi adalah upaya untuk mematikan semua stadia serangga yang terinfestasi di dalam buah-buahan, mulai dari stadia telur sampai serangga dewasa yang mungkin ada. Berdasarkan media yang digunakan, teknik disinfestasi dapat dikelompokan menjadi 3 macam, yakni perlakuan kimia menggunakan fumigan seperti fungisida, insektisida dan lain-lain; perlakuan fisik seperti penggunaan panas (suhu tinggi atau suhu rendah), penggunaan efek gelombang frekwensi tinggi, iradiasi dan kombinasi antara perlakuan kimia dan fisik a. Pendinginan (cold treatment) Metode ini pada dasarnya diaplikasikan pada saat penyimpanan dengan temperatur yang rendah untuk mengendalikan serangga. Metode ini sudah mulai diterapkan sejak tahun 1900, dan telah lama diterapkan untuk mengontrol lalat buah. Penyimpanan dingin biasanya dilakukan pada suhu 10 o C hingga -2 o C. Penyimpanan pada temperatur dibawah suhu -18 o C disebut dengan penyimpanan beku. Sementara jika disimpan pada suhu diatas 10 o C disebut penyimpanan biasa. Sebagai metode disinfestasi pada buah dan sayuran, temperatur harus disesuaikan untuk menghindari kebekuan produk selama proses perlakuan. Titik beku untuk buah adalah -1 sampai -2 o C dan untuk sayuran adalah pada suhu -0.5 sampai -1 o C. Untuk menghemat waktu pengaplikasian temperatur 0 o C sering digunakan untuk membunuh serangga. Keuntungan dari penggunaan teknologi ini adalah bisa diselaraskan sebagai penyimpanan dan kerusakan atau penurunan mutu produk cenderung lebih kecil dibandingkan penggunaan heat treatment dan prosedurnya lebih mudah dilakukan dan dikontrol. Namun demikian keefektifan metode ini dalam mengontrol serangga sangat tergantung pada lamanya perlakuan, dan biaya operasinya cenderung mahal. Perlakuan dingin (cold treatment) tidak dapat diaplikasikan karena buah-buahan tidak toleran terhadap temperatur rendah yang dibutuhkan untuk disinfestasi (kane dan marcellin). b. Fumigasi Fumigasi adalah metode disinfestasi yang bertujuan untuk membasmi hama dengan menggunakan fumigan yang bersifat racun. Teknologi fumigasi sudah dikenal

20 sejak lama dan telah diaplikasikan secara luas diberbagai negara diseluruh dunia. Fumigasi dilakukan pada ruang tertutup dengan dosis dan aturan tertentu dimana komoditas ditempatkan. Salah satu keunggulan fumigasi adalah dapat diaplikasikan pada komoditas dalam jumlah besar secara bersamaan sehingga dapat menghemat waktu. Fumigan harus memenuhi persyaratan seperti (1) memiliki daya racun, (2) mudah menguap, (3) tidak menyebabkan kerusakan pada produk, (4) daya penyebarannya baik, dan (5) ekonomis (biaya yang diperlukan murah). Jenis fumigan yang sering digunakan dalam penanganan pascapanen buahbuahan/sayuran adalah methyl bromida (MB) dan ethylen dibromida (EDB). Fumigasi dengan MB yang kurang beracun dibandingkan EDB masih banyak digunakan pada buah-buahan/sayuran. Tabel memperlihatkan dosis pemakaian fumigan MB pada beberapa produk hortikultura. Tabel 1.Fumigasi pada beberapa komoditas buah-buahan/sayuran. Jenis komoditas Buah/sayuran segar (jeruk, apel, pear) Kol, bawang, labu, kiwi Jadwal fumigasi MB 48.5 g/m 3, 2 jam, 5 o C + MB 40.5 g/m 3, 2 jam, 10 o C + MB 32.5 g/m 3, 2 jam, 15 o C + MB 24.5 g/m 3, 2 jam, 20 o C + MB 16.0 g/m3, 2 jam, 25 o C + MB 48.5 g/m3, 3 jam Bawang putih, jahe MB 32.5 g/m3, 2 jam, 20 o C + Sumber: plant protection division (1997) dalam Rokhani (2002) c. Iradiasi Iradiasi masih menjadi perdebatan menyangkut keamanannya terhadap kesehatan. Dikhawatirkan proses radiasi akan menyebabkan mutagen pada produk yang diradiasi sehingga membahayakan kesehatan ketika dikonsumsi. Oleh karena itu, iradiasi hanya diijinkan di beberapa negara tertentu. Selain itu, iradiasi juga menyebabkan beberapa penurunan kualitas pada beberapa jenis buah-buahan tertentu. Ionisasi menyebabkan perubahan kimia pada komponen dinding sel seperti selulosa, hemi selulosa dan pektin

21 sehingga dinding sel menjadi lunak karena kehilangan kalsium. Hal ini umumnya terjadi pada dosis radiasi 6 kgy atau lebih, bahkan pada level yang lebih tinggi kehilangan kalsium mencapai 80% atau lebih. Akibatnya buah menjadi sangat bermasalah ketika dalam proses transportasi karena daging buah menjadi cepat sekali melunak. d. Perlakuan panas (Heat Threatment) Dalam beberapa tahun terakhir terjadi peningkatan dalam penggunaan metode perlakuan panas (Heat Threatment) sebagai salah satu teknologi karantina setelah adanya pelarangan penggunaan senyawa kimia seperti etilen dibromida untuk proses disinfestasi hama dan pengendalian penyakit sejak tahun 1984 (Couey, 1989; Heard et al., 1992; Heather et al., 1997; Lurie, 1998). Perlakuan panas pada pascapanen buahbuahan/sayuran dimaksudkan untuk membunuh serangga atau lalat buah maupun cendawan pada buah-buahan/sayuran seperti antraknosa dan busuk pangkal buah (stem end rot) tanpa menyebabkan kerusakan pada buah itu sendiri. Beberapa metode penggunaan panas dalam proses karantina antara lain dengan menggunakan air panas (hot water treatment, HWT), uap panas (vapor heat treatment, VHT) dan udara panas (hot air treatment, HAT) (Couey, 1989; Paull, 1990; Lurie, 1998). Proses disinfestasi pada buah dilakukan dengan cara memanaskan buah pada suhu tertentu selama periode waktu tertentu yang bertujuan untuk membunuh lalat buah (fruit fly) atau mengendalikan penyakit seperti antraknosa dan busuk pangkal buah (stem end rot) tanpa menyebabkan kerusakan pada buah itu sendiri. Perlakuan panas sebagai salah satu teknologi karantina cukup efektif untuk mengatasi masalah hama penyakit pascapanen. Tetapi penggunaan suhu yang tinggi dalam waktu yang lama dapat menyebabkan penurunan mutu produk. Pengaruh perlakuan panas terhadap suatu produk berbeda-beda, tergantung pada kultivar, ukuran dan bentuk, serta kematangan dan metode yang digunakan. Oleh kerena itu, faktor suhu dan lama perlakuan sangat menentukan agar tujuan untuk membunuh lalat buah pada berbagai stadia tercapai tanpa merusak mutu produk itu sendiri.

22 2.3. Teknologi Vapor Heat Treatment (VHT) Vapor heat treatment merupakan penggunaan uap panas jenuh pada komoditas perishable dengan suhu dan waktu tertentu untuk memastikan semua hama yang ditargetkan terbunuh. Teknik disinfestasi menggunakan perlakuan panas metode VHT merupakan salah satu metode disinfestasi hama/penyakit pascapanen buah-buahan yang cukup efektif tanpa menggunakan senyawa kimia sehingga tidak perlu dikhawatirkan adanya residu kimia yang membahayakan kesehatan. Proses disinfestasi ini secara umum semakin tinggi suhu yang digunakan akan semakin efektif untuk membunuh hama/penyakit. Akan tetapi dapat mengakibatkan penurunan mutu produk seperti rasa, tekstur, perubahan warna dan kandungan nutrisi. Kombinasi suhu-waktu yang tepat perlu dikaji agar proses disinfestasi tercapai tanpa merusak mutu produk. Dalam hal ini juga diperlukan kajian untuk mendapatkan informasi tingkat mortalitas hama (lalat buah). JFTA (1996) dalam Rokhani (2002) melaporkan bahwa pada pemanasan suhu 46 o C selama 30 menit, mortalitas lalat buah telah mencapai 100 persen baik pada stadia telur maupun ulat instar 1,2 dan 3. berbagai negara pengimpor seperti jepang dan amerika mempersyaratkan aplikasi VHT untuk buah-buahan yang akan diimpornya. Beberapa negara pengekspor buah-buahan telah mengikuti prosedur VHT dengan menerapkan teknologi Jepang. Penelitian dan pengembangan metode VHT telah berhasil diterapkan di luar negeri seperti Pilipina, Thailand, Taiwan dan Australia untuk beberapa jenis buah-buahan seperti buah-buahan dan buah-buahan. Namun sampai saat ini penelitian dan pengembangannya di Indonesia masih belum dilakukan. Proses disinfestasi pada buah dilakukan dengan cara memanaskan buah pada suhu tertentu selama periode waktu tertentu yang bertujuan untuk membunuh lalat buah (fruit fly) atau mengendalikan penyakit seperti antraknosa dan busuk pangkal buah (stem end rot) tanpa menyebabkan kerusakan pada buah itu sendiri. Tergantung pada ukuran dan varietas buah, perlakuan karantina pada buah-buahan menggunakan uap panas (vapor heat) adalah pada kisaran suhu o C. Metode VHT telah diterapkan pada buahbuahan pada suhu buah (dekat biji) 46.5 o C selama menit dan terbukti efektif untuk membunuh lalat buah jenis Oriental fruit fly dan Melon fruit fly dari buah-buahan

23 cultivar Nang Klangwan (Thailand) dan buah-buahan Irwin (Taiwan dan Okinawa) serta mampu mengendalikan penyakit stem end rot dari buah-buahan kensington (JFTA, 1996; Coates et al., 1996). Rokhani et al. (2001) melaporkan bahwa dengan metode VHT, buah-buahan cultivar Irwin yang diproduksi di Okinawa tahan pada suhu 46.5 o C selama 30 menit. Proses tersebut cukup efektif dalam menekan perkembangan penyakit antraknosa dan busuk pangkal buah (stem end rot) pada buah-buahan serta dapat mempertahankan mutu buah hingga 21 hari penyimpanan pada suhu 13 o C. Penggunaan panas yang berlebih dapat menyebabkan kerusakan pada buah (heat injury). Sebaliknya apabila penggunaan panas belum cukup maka tujuan untuk membunuh lalat buah tidak tercapai. Hubungan antara suhu dan lama perlakuan yang layak pada teknologi karantina produk hortikultura diperlihatkan pada Gambar 2, sedangkan tingkat mortalitas (%) lalat buah pada suhu 45 o C diperlihatkan pada Tabel 2 dan tingkat mortalitas (%) lalat buah pada berbagai suhu selama 30 menit diperlihatkan pada Tabel Garis maksimum kerusakan buah Daerah aplikasi perlakuan panas Garis minimum mortalitas 100 % Gambar 2. Hubungan antara suhu dan lama perlakuan yang layak pada teknologi karantina produk hortikultura (JFTA, 1996 dalam Rokhani, 2007)

24 Tabel 2. Tingkat mortalitas (%) lalat buah pada suhu 45 o C. Durasi Oriental fruit fly Melon fly (menit) Telur Instar 1 Instar 2 Instar 3 Telur Instar 1 Instar 2 Instar Sumber : JFTA (1996) dalam Rokhani (2002) Tabel 3. Tingkat mortalitas (%) lalat buah pada berbagai suhu selama 30 menit. Suhu Oriental fruit fly Melon fly ( o C) Telur Instar 1 Instar 2 Instar 3 Telur Instar 1 Instar 2 Instar Sumber : JFTA (1996) dalam Rokhani (2002)

25 2.4. Penanganan Pascapanen Buah-buahan Penanganan pascapanen perlu dilakukan segera setelah buah dipanen, diimbangi dengan penerapan teknologi pascapanen yang sesuai dan dengan memperhatikan nilai ekonomi dari komoditas tersebut. Kerusakan pascapanen buah buah-buahan diperkirakan disebabkan karena perlakuan pascapanen yang tidak tepat misalnya: teknik pemanenan yang kurang tepat, sortasi yang tidak baik, pengemasan dan pengepakan, pengangkutan dan penyimpanan yang kurang diperhatikan serta adanya serangan hama/penyakit. Umumnya tahapan penanganan pascapanen buah-buahan meliputi: panen, sortasi, pencucian dan pengendalian hama/penyakit, pemutuan/grading, labeling, pengemasan, penyimpanan dan pematangan. Untuk memperpanjang masa simpan selama penyimpanan/transportasi dapat juga dilakukan kegiatan pascapanen tambahan seperti pelilinan, pengemasan secara atmosfer termodifikasi (modified atmosphere packaging, MAP) atau penyimpanan atmosfer terkendali (controlled atmosphere storage, CAS), maupun menunda kematangan buah menggunakan penyerap etilen (ethylene absorber) dan ethylen inhibitor. Adapun bagan proses penanganan pascapanen buah-buahan dapat dilihat pada Gambar 3. panen Sortasi dan pencucian Pemutuan/grading Labeling & pengemasan pelilinan MAP penyimpanan CAS Gambar 3. Bagan air proses penanganan pascapanen buah-buahan

26 Buah papaya merupakan buah klimakterik dimana setelah pemanenan proses pematangan buah masih dapat berlanjut, oleh karena itu untuk menghasilkan buahbuahan dengan mutu yang baik, pemanenan buah-buahan harus dilakukan pada saat yang tepat dan dengan cara yang baik dan tepat. Tingkat ketuaan buah dapat didasarkan kepada umur buah, bentuk buah, tangkai buah, lapisan lilin dan lentisel pada permukaan kulit buah. Umur buah ditentukan dan dihitung mulai bunga mekar. Sortasi dan grading merupakan salah satu rangkaian dari kegiatan setelah panen yang umumnya dikerjakan di bangsal pengemasan. Tujuan sortasi dalam pascapanen buah-buahan adalah untuk memisahkan bagian-bagian buah yang layak dipasarkan dan dengan yang tidak layak dipasarkan. Disamping itu, sortasi juga dilakukan untuk memenuhi persyaratan mutu yang ditetapkan oleh pemerintah atau pasar. Dengan demikian sortasi merupakan kegiatan yang menentukan keberhasilan buah agar tetap bermutu baik hingga sampai ke tangan konsumen (Bruto, 1993). Setelah sortasi dilakukan buah buah-buahan dicuci terlebih dahulu untuk membersihkan kotoran dan sisa getah yang masih menempel pada permukaan kulit buah. Grading dilakukan untuk memisahkan produk berdasarkan mutu seperti warna, bentuk, berat, tekstur, bebas hama/penyakit dan lain-lain. Beberapa syarat mutu yang harus dipenuhi oleh buah-buahan untuk tujuan ekspor adalah: permukaan kulit mulus (tidak berbintik, tidak berlubang, tidak ada warna hitam pada pangkal buah, tidak ada noda scab ), bebas dari luka (luka mekanis dan mikrobiologis), bebas dari penyakit pascapanen dan mempunyai bentuk normal. Umur simpan buah-buahan dapat diperpanjang apabila penyimpanan dilakukan pada suhu yang tepat. Penyimpanan pada suhu rendah merupakan suatu keharusan. Penyimpanan suhu rendah dapat mengurangi aktivitas respirasi dan metabolisme, proses penuaan karena adanya proses pematangan, pelunakan dan perubahan warna serta tekstur, kehilangan air dan pelayuan, kerusakan karena aktivitas mikroba (bakteri, kapang/cendawan dan khamir). Namun demikian penyimpanan pada suhu yang terlalu rendah dapat menyebabkan kerusakan (chiling injury). Penerapan teknologi lain seperti pelilinan, pengemasan MAP/CAS tidak memberikan hasil yang memuaskan bila tanpa pendinginan.

27 III. RANCANG BANGUN UNIT VHT Pembuatan unit VHT harus memenuhi beberapa kriteria desain, antara lain kemudahan dalam perancangan, kemudahan dalam memindahkan alat dari satu tempat ke tempat yang lain, kemudahan dalam pengoperasian, dan kemudahan dalam pengendalian parameter proses (control). Persyaratan yang harus dimiliki oleh unit VHT adalah mampu menghasilkan suhu ruang bahan pada kisaran o C pada keadaan jenuh yang ditujukan untuk mematikan telur lalat buah yang terinfestasi di dalam buah-buahan. Unit VHT memiliki bagian-bagian yang saling berhubungan satu sama lain, yang terdiri dari: bak air, ruang koil pemanasan, pompa, blower dan sprayer (pengkabut) serta sistem kontrol. Unit VHT juga menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak yang mampu mengendalikan jaringan kerja sistem secara otomatik untuk mengendalikan kondisi sistem sesuai dengan kebutuhan. Desain ini meliputi: (1) unit penghasil uap, (2) unit kontrol untuk mengendalikan uap, suhu dan kelembaban, (3) ruang aplikasi VHT 3.1. Rancangan Struktural Perancangan stuktural unit VHT didasarkan pada kriteria desain dan data-data dari lapangan. Bahan yang digunakan meliputi besi (flat, siku, stall, pipa), heater, pompa, blower, nozzle, dan bahan pendukung lainnya. Sedangkan peralatan yang digunakan antara lain mesin pemotong (cutting), mesin las, mesin penggulung, mesin bubut, peralatan elektronik untuk membuat sistem kontrol dan peralatan pendukung lainnya. Adapun skematik aliran udara unit VHT diperlihatkan pada Gambar 4, unit VHT hasil rancangbangun diperlihatkan pada Gambar 5 dan Gambar disain rancangbangun unit VHT diperlihatkan pada Lampiran 1.

28 Gambar 4. Skematik bagian-bagian dan aliran udara unit VHT

29 Gambar 5. Unit VHT hasil rancangbangun

30 Bagian-bagian dari rancangan struktural adalah sebagai berikut: (1) Rangka Proses pembuatan diawali dengan rancangan konstruksi rangka yang memberikan bentuk dan konstruksi dari alat. Bahan-bahan untuk pembuatan rangka meliputi: - stall dengan ukuran 4 cm x 4 cm - besi siku ukuran 4 cm x 4 cm - strip dengan lebar 2.5 cm - flat ketebalan 2 mm Ukuran rangka adalah panjang 140 cm, lebar 70 cm dan tinggi 190 cm, dengan kapasitas ruang perlakuan sekitar 144 kg pepaya. Besi siku dengan ukuran 4 cmx 4 cm digunakan sebagai rak-rak untuk menopang peti-peti buah yang akan di VHT. Jumlah keseluruhan rak adalah 8 rak untuk 8 peti buah. Jarak antar rak adalah 24 cm. Flat besi berukuran 2 mm digunakan sebagai atap untuk melindungi panas dan memberikan bentuk dari konstruksi. Rangka unit VHT dapat dilihat pada Gambar 6. Gambar 6. Rangka unit VHT

31 (2) Unit penghasil uap Unit Penghasil Uap dibuat dengan ukuran panjang 63 cm dengan lebar 40 cm dan tinggi 43 cm. Unit penghasil uap terdiri dari beberapa komponen diantaranya: bak air, heater, ruang koil pemanasan, pompa, blower dan nozle. 1) Bak air Bak air ini dirancang untuk dapat menampung bahan campuran sebanyak 20 kg hingga 40 kg air. Bak air mempunyai ukuran panjang 58 cm dengan lebar 36 cm dan tingginya 20 cm. Ukuran ini cukup efektif untuk menampung air. Bahan bak dari stainless steel 304 dengan kandungan nikel 8% ketebalan 2 mm. bahan yang dipilih adalah bahan yang tahan terhadap reaksi kimia dengan katalis basa. Bak air dapat diperlihatkan pada Gambar 7a. 2) Filter Filter terbuat dari plastik tahan panas dengan diameter 35 cm dan tinggi 30 cm yang di dalamnya terdapat kapas putih berbentuk tabung dengan diameter 20 cm. Filter ini mampu menampung air sebayak 1 liter air. Filter dapat diperlihatkan pada Gambar 7b. 3) Pompa Pompa yang digunakan pada alat ini dengan merk KDC-20A mempunyai daya 0.5 HP. Pompa yang digunakan adalah pompa minyak jenis reciprocating tipe rotary. Pompa beroperasi dengan cara: cairan diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk setiap putarannya. Pompa perpindahan positif digunakan secara luas untuk pemompaan air. Perpindahan cairan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gir, cam atau baling-baling dalam sebuah ruangan bersekat pada casing yang tetap. Pompa rotary selanjutnya digolongkan sebagai gir dalam, gir luar, lobe, dan baling-baling dorong dll. Pada seluruh pompa jenis perpindahan positif, sejumlah cairan yang sudah ditetapkan dipompa setelah setiap putarannya. Sehingga jika pipa pengantarnya tersumbat, tekanan akan naik ke nilai yang sangat tinggi dimana hal ini dapat merusak pompa.

32 Pompa menghasilkan aliran yang membawa energi dan tekanan. Daya yang dihasilkan pompa melalui fluida akan melewati filter. Fluida dipaksa mengikuti jalur tersebut sehingga di dalamnya terbentuk aliran turbulen. Komponen utama sistim pemompaan pada unit VHT ini adalah: Pompa untuk memompa cairan, selang digunakan untuk membawa fluida, kran digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistim, sambungan, pengendalian dan instrumentasi lainnya. Pompa melalui filter di saring, sehingga air dalam keadaan bersih, kemudian dikabutkan melalui dua nozel. Pompa diperlihatkan pada Gambar 7c dan nozel pada Gambar 7d. Table 4. Spesifikasi pompa KDC-20A No Parameter Satuan Nilai 1 Aliran fluida (Q) m 3 /dtk 0.7 x Induksi motor Phase 1 3 Sumber daya Volt Pasokan frekuensi Hz 50 5 Massa jenis fluida ( ) kg/m Daya input pompa (P) Watt Pemakaian arus Ampere 3/2.7 8 RPM Rotasi/menit Pressure switch Kgf/cm Kapasitas maksimal l/min 3.5 4) Kompor Pada ruang penghasil uap digunakan kompor dengan daya 2250 watt untuk menghasilkan uap panas. Kompor ini mengubah energi listrik menjadi energi panas. Dari energi panas yang dihasilkan kompor kemudian dimanfaatkan untuk memanaskan bak air yang selanjutnya dari bak air yang panas akan diserap oleh air yang ada didalamnya.

33 5) Heater Heater yang digunakan adalah heater udara jenis tubular heater dengan daya 1500 W. Elemen pemanas mendisipasi panas dari permukaannya yang sebelumnya mendapatkan energi dari aliran listrik. Heater udara ini diselimuti oleh plat stainless dengan ketebalan 0.8mm. Hal ini dimaksudkan supaya tidak terkena air yang bisa mengakibatkan terjadinya konsleting. Adapun heater udara dapat diperlihatkan seperti pada Gambar 7e sedangkan penutupnya pada Gambar 7f. Adapun secara keseluruhan Bagian-bagian penghasil uap unit VHT diperlihatkan pada Gambar 7.

34 (a) (b) (c) (d)

35 (e) (f) Keterangan (a) Bak air (b) Filter (c) Pompa (d) Nozel (e) Heater (f) Penutup Heater Gambar 7. Bagian-bagian penghasil uap unit VHT 6) Ruang perlakuan Ruang perlakuan terbuat dari rangka besi, seperti terlihat pada bagian rangka diatas. Ruang perlakuan berukuran panjang 90 cm, lebar 63 cm, tinggi 96 cm yang terbagi dalam 8 rak, yakni 2 x 4 susun. Untuk menampung buah-buahan digunakan keranjang dengan ukuran panjang 62 cm, lebar 42 cm, tinggi 15 cm. Ruang perlakuan dilengkapi dengan satu unit blower dengan daya 200 watt dan RPM 2800 yang dihubungkan dengan pipa sepanjang 70 cm dengan diameter 12 cm yang terbuat dari plat acer dengan ketebalan 2mm. Selain itu, antara ruang penghasil uap, diberikan sirip yang terbuat dari plat acer berukuran panjang 60 cm

36 dan lebar 10 cm dengan kemiringan 45 o. Adapun bagian-bagian dari ruang perlakuan dapat diperlihatkan seperti pada Gambar 8. (a) (b)

37 (c) (d) (e) Keterangan (a) Pipa saluran pada blower (b) Blower (c) Keranjang bahan (d) Sirip (e) Bagian dalam ruang perlakuan Gambar 8. Gambar bagian-bagian dari ruang perlakuan 7) Unit kontrol otomatik Unit kontrol otomatik merupakan suatu rangkaian perangkat keras dan perangkat lunak yang terdiri dari beberapa bagian: kontaktor, lampu indikator power, lampu indikator kontrol heater, saklar kontrol pompa dan heater, termokopel. Adapun bagian-bagian dari unit kontrol otomatik dapat di lihat seperti pada Gambar 9. Rangkaian sistem kontrol diperlihatkan pada Gambar 10.

38 (a) (b) (c) Keterangan (a) Unit kontrol bagian dalam (c) Unit kontrol bagian dalam (d) (c) Pemasangan unit kontrol (d) Termokopel Gambar 9. Bagian-bagian dari unit kontrol otomatik

39 Keterangan S1 = Saklar 1 K1 = Kontaktor 1 S2 = Saklar 2 K2 = Kontaktor 2 S3 = Saklar 3 K3 = Kontaktor 3 L1 = Lampu 1 T1 = Termokopel 1 L2 = Lampu 2 T2 = Termokopel 2 L3 = Lampu 3 Gambar 10. Rangkaian sistem kontrol pada unit VHT

40 3.2. Rancangan Fungsional Unit VHT merupakan suatu jenis alat penghasil uap panas jenuh untuk disinfestasi lalat buah. Didalamnya terjadi proses pencampuran (mixing) panas, dari panas yang dihasilkan kompor listrik dan heater udara, dengan air panas yang disemprotkan melalui nozel. Untuk dapat melakukan proses pencampuran dengan baik, maka unit VHT dilengkapi dengan komponen-komponen yang saling mendukung satu sama lain, yang terdiri dari: bak air, ruang koil pemanasan, pompa, blower dan sprayer (pengkabut) serta sistem kontrol. (1) Rangka Rangka berfungsi untuk menopang seluruh beban, baik beban bahan alat maupun beban dengan bahan uji. Selain itu rangka berfungsi memberikan bentuk unit VHT sehingga menjadi lebih kuat dan kokoh. (2) Unit penghasil uap Ruang penghasil uap berfungsi menghasilkan uap air panas yang akan disalurkan ke ruang perlakuan. Kondisi ruang perlakuan dipertahankan pada kisaran suhu o C. Adapun komponen penghasil uap adalah sebagai berikut: 1. Bak air Bak air berfungsi untuk menampung air dengan kapasitas m 3. Air yang ada pada bak, kemudian akan digunakan untuk menyemprotkan uap panas setelah melalui koil pemanasan. 2. Filter Filter terbuat dari plastik tahan panas yang berfungsi untuk menyaring air yang akan di semprotkan melalui nozel, sehingga tidak ada kotoran yang menyumbat nozel saat penyemburan. 3. Pompa Pompa berfungsi untuk menyalurkan air panas dari koil pemanasan ke ruang perlakuan bahan. Pompa merupakan komponen yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.

41 Dalam hal rancangan unit VHT ini, pompa digunakan untuk mengalirkan air pada suhu o C dari dasar bak melalui selang dan disirkulasikan kembali ke bak utama melalui talang stainless. Dalam penyemprotan air panas ke ruang perlakuan bahan digunakan nozel sprayer. 4. Kompor Berfungsi memanaskan air yang di tampung dalam bak sampai pada suhu mencapai 47 o C, kemudian disemprotkan melalui nozel ke ruang perlakuan. 5. Heater udara Berfungsi untuk meningkatkan suhu pada unit penghasil uap yang kemudian disirkulasikan dengan menggunakan blower menuju ke ruang perlakuan. Heater ditutup dengan kotak yang terbuat dari stainless untuk menjaga supaya tidak terjadi konsleting apabila terkena uap panas. Suhu sangat berperan dalam proses sirkulasi uap panas. Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu campuran pada ruang penghasil uap hingga suhu optimal diperoleh dari elemen pemanas (heater). Heater berfungsi sebagai penyuplai panas untuk mempercepat terjadinya panas yang optimal pada ruang perlakuan uap. Panas di hasilkan dari energi listrik yang diubah oleh koil/elemen pemanas. (3) Ruang perlakuan Berfungsi sebagai ruangan untuk menempatkan bahan yang akan diberikan perlakuan uap panas pada suhu dan lama proses tertentu. Adapun komponen dari ruang perlakuan adalah sebagai berikut: 1. Blower Berfungsi untuk menyedot uap panas dari ruang perlakuan menuju ke ruang penghasil uap, kemudian disirkulasikan sehingga uap panas dapat menembus tumpukan bahan pada ruang perlakuan. 2. Sirip Berfungsi sebagai penyearah aliran uap panas dari ruang perlakuan menuju ke ruang penghasil uap.

42 3. Keranjang Keranjang terbuat dari plastik yang tahan terhadap uap panas dan berfungsi untuk menampung buah-buahan pada ruang perlakuan uap panas. (4). Unit kontrol otomatik Berfungsi untuk mengontrol suhu air, kecepatan aliran air, dan kecepatan penyemprotan nozel 3.3. Analisis pindah panas (1). Sumber Energi Sumber energi di hitung dengan menggunakan jumlah daya yang terpakai dengan menggunakan rumus P w = V x I... (1) (2). Energi untuk menaikkan suhu air Energi untuk menaikkan suhu air diperoleh dari persamaan: Q a = M a x C a x T... (2) (3). Energi untuk memanaskan dan menguapkan air Energi untuk memanaskan dan menguapkan air diperoleh melalui persamaan: Q fg = (M a x C a x T) + (M u x h fg )...(3) (4). Pindah panas pada dinding Perhitungan pindah panas pada dinding dengan persamaan: Q dinding = U x A x T...(4) Q dinding 1 = f 0 + L K L K L K f1 1 A T Perhitungan pindah panas pada dinding diperlihatkan pada Lampiran 5.

43 (5). Pindah panas pada pipa Perhitungan pindah panas pada pipa dengan persamaan: Q pipa = U x A x T...(5) Q pipa = 1 f 0 + L K pipa pipa + 1 f1 1 A T Perhitungan pindah panas pada dinding diperlihatkan pada Lampiran 5. (6). Kesetimbangan energi Dengan menggunakan persamaan asas Black Q terima = Q serap...(6) Q heater + Q kompor = Q serap buah + Q dinding + Q pipa + Q yang hilang Dimana Q dinding = U x A x T x t Q serap buah = m x C p x T Q pipa = U x A x T x t Adapun perhitungan secara rinci diperlihatkan pada Lampiran 5. (7) Efisiensi kompor Perhitungan di mulai dengan menghitung kebutuhan energi melalui persamaan: Q a = M a x C a x T... (7) Dilanjutkan dengan menghitung daya kompor yang terpakai dengan persamaan: W = P x t... (8) Efisiensi kompor didapatkan dengan membandingkan antara daya yang terpakai dengan daya yang terpasang kemudian dikalikan 100%. (8) Panas yang dihasilkan heater udara melalui persamaan: Q h = P x t... (9)

44 IV. METODOLOGI PENELITIAN 4.1. Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian dilaksanakan selama 6 (enam) bulan dari bulan febuari sampai dengan juli 2008 di Bengkel Metanium, Metatron dan laboratorium LBP (Lingkungan dan Bangunan Pertanian) serta laboratorium TPPHP (Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian) Departemen Teknik Pertanian Bahan dan Alat Pada tahap pertama akan dilakukan rancangbangun unit VHT pada skala pilot plan. Bahan/alat yang digunakan meliputi plat acer, plat stainless, glasswool, stall, siku, strip, beberapa alat perbengkelan seperti: mesin pemotong (cutting), mesin las (welding), mesin penggulung (rolling), mesin bubut (lathe), sistem kontrol (untuk mengendalikan suhu dan kelembaban), heater, pompa, pengkabut, pipa, dan peralatan pendukung lainnya. Perancangan dan pembuatan alat akan dikerjakan di bengkel Metanium Departemen Teknik Pertanian. Tempat ini memiliki fasilitas yang cukup memadai untuk rancangbangun unit VHT. Sedangkan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah pepaya. Sedangkan alat-alat yang digunakan dalam pengujian bahan adalah rheometer (untuk mengukur kekerasan), refraktometer, oven, timbangan digital, termokopel, serta beberapa peralatan tambahan Metode Penelitian (1). Rancangbangun Unit VHT Perancangan meliputi dua aspek, yaitu aspek rancangbangun alat dan aspek otomatisasi suhu dan kelembaban pada ruang perlakuan panas. Pokok permasalahannya adalah pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak yang mampu mengendalikan jaringan kerja sistem secara otomatik untuk mengendalikan kondisi sistem sesuai dengan