IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Perancangan dan Pembuatan Kemasan Hasil Rancangan Perancangan kemasan bertujuan untuk menentukan kekuatan yang dibutuhkan kemasan untuk meredam gaya dari luar serta untuk mengurangi beban yang diterima produk dalam kemasan. kemasan yang ada dan sering digunakan oleh ekportir buah manggis masih menggunakan keranjang plastik dengan pola pengisian curah, hal ini mengakibatkan buah rentan terhadap gesekan, selain itu buah akan banyak menerima beban, terutama pada buah yang terletak di dasar kemasan, sehingga kondisi ini mengakibatkan buah akan mudah mengalami kerusakan. Oleh karena itu dalam perancangan kemasan ini akan dikondisikan dimana setiap buah yang dikemas tidak bersentuhan satu dengan yang lainnya. Informasi yang dibutuhkan dalam perancangan kemasan adalah dimensi, berat, dan jumlah buah yang akan dikemas dalam satu kemasan. Setelah informasi tersebut diperoleh selanjutnya adalah memilih bahan kemasan dengan karakteristik tertentu yang disuaikan dengan kondisi buah yang akan dikemas, dan menentukan tipe kemasan yang akan dirancang. Pemilihan tipe kemasan yang tepat akan berdampak pada meningkatnya efektifitas dan efisiensi kemasan dalam hal performa, waktu pembuatan, dan biaya pembuatan kemaan. Buah manggis memiliki beberapa tingkat kualitas, manggis yang digunakan sebagai acuan untuk perancangan adalah manggis yang tergolong dalam kelompok sedang berdasarkan kriteria dari balai penelitian pohon buah-buahan solok dimana manggis buah sedang memiliki diameter buah 5.5-6.5 cm dan berat buah 8.5-140 gram. Sedangkan dari hasil pengukuran dari 10 sampel buah manggis diperoleh data berat dan dimensi buah, seperti pada Tabel 9. Tabel 9. Data rataan dimensi dan berat buah manggis No Data pengukuran Rataan 1 Berat 120.5 gram 2 Diameter mayor 6.48 cm 3 Diameter minor 6.20 cm 4 Tinggi 7.49 cm Kemasan hasil perancangan memiliki 2 bagian utama yaitu kemasan luar (outer) dan kemasan dalam (inner). Kemasan outer bertipe RCS (regular slotted container), Peleg (1985) menyatakan bahwa kemasan dari karton gelombang memiliki banyak tipe kemasan. Dari sekian banyak tipe, maka tipe kemasan RCS dan FTC merupakan kemasan yang paling banyak digunakan untuk kemasan distribusi. Kemasan bertipe RCS sering digunakan karena memiliki bentuk yang sederhana dan ekonomis dalam penggunaan material, walaupun tidak memiliki kekuatan yang baik. Sedangkan untuk kemasan inner merupakan hasil adopsi dari tipe RCS dengan penambahan sekat. Bahan yang digunakan untuk kemasan adalah karton (corrugated fiberboard) dimana bahan karton memiliki sifat yang baik untuk meredam benturan antara buah dan dinding kemasan. Jenis karton yang digunakan untuk merancangan outer adalah karton jenis flute BC dan flute C dan untuk inner digunakan flute B, ketiga jenis flute gramatur mediumnya sebesar 150 kg/m 2. Menurut Jaswin (1999) flute C memiliki sifat bantalan yang cukup baik, sedangkan flute B memiliki sifat bantalan yang kurang baik dan sering digunakan sebagai kemasan sekunder. Sedang flute BC adalah jenis flute gabungan antara flute B dan flute C.
Penambahan kemasan inner bertujuan untuk membatasi kontak antar buah manggis yang berpotensi menimbulkan kerusakan mekanis buah. Selain itu kemasan inner berfungsi untuk membantu kemasan outer menambah kekuatan tumpuk, dan juga dapat digunakan sebagai kemasan retail, sehingga buah manggis tidak mengalami proses repackaging. Kemasan untuk produk hortikultura terutama untuk buah-buahan sangat membutuhkan lubang ventilasi, karena buah-buahan selama proses pematangan akan menghasilkan gas etilen dan panas respirasi. Jika gas etilen dan panas respirasi terakumulasi akan mengakibatkan proses pematangan buah semakin cepat, hal ini berdampak pada penurunan mutu dan umur simpan buah. Penentuan luas ventilasi kemasan harus mempertimbangkan kemungkinan penurunan kekuatan kemasan. Menurut Singh (2008) penggunaan ventilasi dan hand hole sebesar 2 % dari bidang vertikal kemasan akan mengurangi kekuatan kemasan karton sebesar 10% dari kemasan tanpa ventilasi dan hand hole. Oleh karena itu penggunaan ventilasi dan hand hole melebihi 2 % tidak disarankan karena dapat mengurangi kekuatan tekan vertikal kemasan yang cukup signifikan. Luasan lubang ventilasi yang digunakan dalam perancangan sebesar 1% dari total luasan dinding vertikal kemasan outer dan diletakkan pada sisi panjang kemasan karena jarak dari pusat kemasan ke dinding pada sisi panjang lebih dekat jika dibandingkan dengan dinding pada sisi lebar kemasan, sehingga udara pada pusat kemasan lebih mudah mengalir ke luar. Perancangan kemasan tidak menggunakan hand hole karena berat kemasan masih mampu diangkat oleh satu orang, dimana Peleg (1985) menyatakan bahwa hand hole perlu dirancang untuk kemasan yang memiliki berat di atas 20 kg karena kemampuan maksimum manusia untuk mengangkat beban adalah sebesar 20 kg. Dari informasi-informasi di atas seperti ukuran buah, jenis dan ketebalan bahan kemasan, tipe kemasan, dan luasan ventilasi maka diperoleh dimensi kemasan, perhitungan dimensi kemasan menggunakan Persamaan 2 sampai 7, contoh perhitungan pada Lampiran 2 dan 3. Proses perancangan menghasilkan 4 buah disain kemasan, dapat dilihat pada Tabel 10. No Disain Kemasan Ukuran (P L T) cm Tabel 10. Dimensi Kemasan Kapasitas (buah) Jumlah inner Kapasitas tiap inner (buah) Ukuran inner (P L T) cm 1 K48C 42.6 28.6 15.6 48 12 4 13.4 13.4 7.5 2 K48BC 42.6 29 15.6 48 12 4 13.4 13.4 7.5 3 K60C 43 35.1 15.6 60 10 6 20.3 13.4 7.5 4 K60BC 43 35.5 15.6 60 10 6 20.3 13.4 7.5 Ket: K48C = disain kemasan kapasitas 48 buah berbahan flute C K48BC = disain kemasan kapasitas 48 buah berbahan flute BC K60C = disain kemasan kapasitas 60 buah berbahan flute C K60BC = disain kemasan kapasitas 60 buah berbahan flute BC Disain kemasan K48 memiliki perkiraan berat bersih buah sekitar 6.5 kg dan disain kemasan K60 sekitar 8 kg. Lubang ventilasi diletakkan di tengah-tengah tiap ruangan pada inner kemasan. Khusus pada penempatan lubang ventilasi, untuk disain inner kemasan K60 memiliki dua macam bentuk disain penempatan lubang ventilasi, dimana untuk disain pertama lubang ventilasi diletakkan pada sisi lebar dan disain kedua diletakkan pada sisi panjang, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 13 bagian (b) dan untuk disain inner kemasan K48 pada Gambar 13 bagian (a). Detail dimensi kemasan hasil perancangan dapat dilihat pada Lampiran 2, 3 dan 4.
(a) (b) Gambar 13. Disain inner kemasan kapasitas 4 buah (a) dan 6 buah (b) Gambar 14. Desain outer kemasan Sedangkan menurut road map pengembangan agroindustri manggis departemen pertanian 2009, pengemasan manggis untuk tujuan ekspor memiliki berat bersih 2 kg untuk kemasan karton dan 10 kg untuk kemasan keranjang plastik sedangkan kebiasaan eksportir dalam mengemas buah manggis sekitar 8 kg tiap kemasan keranjang plastik. Setelah sampai di negara tujuan ekspor, buah manggis dikemas ulang menjadi kemasan ritel untuk dijual di supermarket seperti yang dilakukan oleh pedagang di jepang, dimana buah manggis dijual dalam kemasan wrapping dengan masing-masing kemasan wrapping berjumlah 3-4 buah. Proses pembuatan kemasan dari hasil perancangan kemasan melalui beberapa tahap. Tahap pertama yaitu membuat cetakan, cetakan terbuat dari papan kayu dan lembaran baja sebagai pisau (Gambar 15), cetakan ini berfungsi untuk memotong lembaran karton sesuai pola pada cetakan. Gambar 15. Cetakan pond Cetakan terdiri dari tiga bagian, bagian pertama adalah papan kayu sebagai tempat melekatnya lembaran plat baja, bagian kedua adalah lembaran plat baja sebagai pisau, plat baja yang ditempel memiliki tiga jenis mata pisau yaitu mata pisau tumpul, mata pisau tajam, dan mata pisau tajam
melingkar. Mata pisau tajam berfungsi untuk memotong lembaran karton, mata pisau tumpul untuk membuat tekukan, dan mata pisau tajam melingkar berfungsi membentuk lubang ventilasi. Mata pisau yang berfungsi memotong memiliki ketinggian disesuaikan dengan ketebalan flute, untuk memotong flute BC plat baja yang timbul setinggi 8 mm, sedangkan untuk memotong flute B dan flute C tinggi plat baja 4 mm, sedangkan plat baja yang digunakan untuk membuat tekukan memiliki ketinggian 2 mm lebih rendah dari plat baja pemotong. Bagian ketiga dari cetakan adalah karet yang berfungsi untuk melindungi karton dari tekanan papan kayu saat proses pemotongan, karet ini direkatkan disekeliling pisau dengan lebar 2 cm dengan ketinggian dan panjang mengikuti ketinggian dan panjang pisau plat baja. Tahap berikutnya dari pembuatan kemasan yaitu meletakkan cetakan pada mesin pond. Mesin pond memiliki dua dinding yaitu dinding atas dan dinding bawah, dinding bagian atas digunakan sebagai tempat meletakkan cetakat, dinding ini dapat bergerak vertikal sampai menyentuh dinding bagian bawah tempat diletakan lembaran karton. Dinding mesin pond berukuran 60 90 cm sedangkan untuk membuat satu outer K48 dibutuhkan karton berukuran 50 147 cm, dan karton berukuran 50 160 cm untuk outer berkapasitas 60 buah, oleh karena itu cetakan yang dirancang hanya untuk menghasilkan setengah bagian dari kemasan outer, lain halnya untuk cetakan kemasan inner, dimana kebutuhan karton untuk membuat satu kemasan adalah 14 68 cm sehingga cetakan tidak perlu dibagi dua bagian. Khusus untuk inner K60, memiliki 2 macam cetakan karena memiliki 2 macam disain yang dibedakan berdasarkan pada letak ventilasinya. Proses pemesinan menghasilkan lembaran-lembaran karton yang memiliki pola tertentu sesuai cetakan. Proses berikutnya yaitu perakitan lembaran-lembaran karton menjadi sebuah box karton, proses perakitan menggunakan lem dan isolasi. Lem digunakan untuk merekatkan sambungan antar lembara, sedangkan isolasi digunakan untuk merekatkan bagian dasar dan tutup kemasan. Proses perakitan dapat dilihat dalam Gambar 15 dan 16, sedangkan hasil perakitan dapat dilihat pada Gambar 17 dan Lampiran 5. (a) (b) (c) Gambar 16. Contoh lembaran hasil cetakan, Lembaran outer (a), Lembaran inner (b), Lembaran sekat (c) Gambar 17. Contoh proses pengeleman
(a) (b) (c) Gambar 18. Contoh hasil perakitan kemasan. Outer (a), inner (b), sekat (c) Proses pembuatan kemasan menghasilkan 4 prototipe kemasan yaitu, K48BC (kemasan berkapasitas 48 dengan bahan outer BC flute), K48C (kemasan berkapasitas 48 dengan bahan outer C flute), K60BC (kemasan berkapasitas 60 dengan bahan outer BC flute), K60C (kemasan berkapasitas 60 dengan bahan outer C flute). B. Karakterisasi Kemasan 1. Kekuatan Tekan Kemasan Pengujian kekuatan tekan kemasan bertujuan untuk mengetahui kemampuan kemasan saat ditumpuk, dimana kemasan kotak karton selama proses distribusi akan disimpan dalam container dengan ditumpuk satu dengan yang lainnya, begitu juga selama penyimpanan di gudang. Penumpukan ini menyebabkan top to bottom compression. Untuk mengetahui jumlah tumpukan maksimum kemasan, perlu diketahui nilai kekuatan tekannya. Hasil pengujian kekuatan tekan dapat dilihat pada Gambar 19. Gambar 19. Grafik perbedaan kekuatan tekan kemasan yang dipasang inner dengan kemasan tanpa inner Pada Gambar di atas terlihat bahwa penambahan inner kemasan akan menambah kekuatan kemasan sebesar kurang lebih 50 %. Sedangkangkan untuk kemasan dengan bahan outer flute BC memiliki kekuatan tekan yang lebih tinggi daripada kemasan dengan berbahan outer flute C. Selain itu kemasan dengan kapasitas 60 buah memiliki kekuatan tekan yang lebih besar dari pada kemasan dengan kapasitas 40 buah. Formula Mckee (Persamaan 1) menjelaskan bahwa kekuatan tekan kemasan akan berbanding lurus dengan kuadarat dari keliling dan tebal kemasan. Sehingga secara teoritis kemasan K60 akan memiliki kekuatan tekan yang lebih besar dari pada kemasan K40, dimana kemasan berkapasitas 60 buah memiliki keliling kemasan yang lebih besar, begitu juga dengan kemasan berbahan flute BC akan memiliki kekuatan tekan yang lebih besar dari pada kemasan
berbahan flute C, hal ini karena ketebalan flute BC lebih besar dari pada flute C. Peleg (1985) menyatakan ada dua faktor yang mempengaruhi compression strength, yaitu material peti karton, seperti kertas yang digunakan (tipe flute) dan tipe kemasan. Gambar 20. Grafik perbedaan besar compression strength teoritis dan pengujian. Hasil dari perbandingan antara perhitungan kekuatan tekan dan pengujian terjadi perbedaan, seperti terlihat pada Gambar 20 dan Lampiran 6, dimana hasil perhitungan kekuatan tekan menggunakan Persamaan (1) mempunyai nilai yang lebih besar daripada nilai kekuatan tekan hasil pengujian. Hal ini disebabkan pada perhitungan teoritis, faktor adanya lubang ventilasi diabaikan. Menurut Peleg (1985) pemberian lubang ventilasi dan handhole akan mengurangi kekuatan tekan kemasan, dan batas maksimum penurunan kekuatan tekan akibat lubang pada kemasan adalah 20%. Persentase penurunan kekuatan tekan dapat dilihat pada Tabel 11. Akan tetapi, karena penambahan inner, kekuatan kemasan naik melebihi kekuatan tekan teoritis. Kekuatan tekan tiap inner untuk kemasan K48 sebesar 83.95 kgf, dan inner untuk kemasan K60 sebesar 114.59 kgf. no Jenis kemasan (tanpa inner) Tabel 11. Persentase perubahan kekuatan tekan kemasan Kekuatan tekan (kgf) Pengujian Pengujian Kekuatan tekan (kgf) % penambahan kekuatan karena inner Faktor koreksi (FK) 1 K48C 250. 76 290.23 13.5 90 86.5 2 K48BC 360.29 504 28.5 85 71.5 3 K60C 300.21 318.09 5.6 95 94.4 4 K60BC 443.07 521 14.9 80 85.1 Selain untuk mengetahui kekuatan tekan, pengujian juga bertujuan untuk mengetahui besar deformasi saat kekuatan tekan kemasan maksimum. Hal ini perlu diketahui karena deformasi yang terlalu tinggi akan merusak buah manggis dalam kemasan. Pada Gambar 21 terlihat bahwa kemasan berbahan flute C memiliki deformasi yang lebih kecil dari pada kemasan berbahan flute BC, dimana saat pengujian terlihat kemasan yang berbahan flute BC terlebih dahulu mengalami proses penipisan bagian alas dan tutup kemasan kemudian terjadi deformasi pada dingding vertikal kemasan, sedangkan pada kemasan berbahan flute C tidak terjadi proses penipisan, gaya dari alat tekan langsung terkonsentrasi pada dinding vertikal kemasan. Hal ini terjadi karena bagian alas dan tutup kemasan berbahan flute BC lebih tebal. Batas maksimum deformasi agar buah tidak rusak sekitar 1.5 cm untuk kemasan berbahan flute C dan 3 cm untuk flute BC, batas ini mengacu berdasarkan jarak tutup kemasan terhadap tangkai buah, dimana dalam perhitungan jumlah tumpukan faktor keselamatan harus d perhatikan.
Gambar 21. Grafik hubungan deformasi kemasan dengan besar compression strength saat pengujian Proses karakterisasi kemasan berikutnya adalah pengujian kekuatan tekan kemasan selama penyimpanan dingin yang bertujuan untuk mengetahui perubahan kekuatan tekan kemasan terhadap kondisi ruang penyimpanan. Pada Gambar 22 dan 23 terlihat bahwa kemasan yang disimpan pada cold strorage mengalami penurunan kekuatan tekan. Pengujian menunjukkan penyimpanan kemasan pada suhu 13 0 C dengan kelembaban tinggi (sekitar 90-95%) membuat kemasan mengalami penurunan kekuatan tekan yang lebih besar dari pada penyimpanan kemasan pada suhu 8 0 C dengan kelembapan rendah 69-75%. Pada grafik yang sama juga dapat dilihat bahwa kemasan memiliki kesetimbangan kelembaban dengan ruang penyimpanan kurang dari 1 hari penyimpanan. Hal ini ditunjukkan dengan berkurangnya kekuatan secara drastis pada pengujian hari pertama setelah penyimpanan, dimana setelah 1 hari penyimpanan kekuatan kemasan yang disimpan pada kedua suhu mulai stabil. Gambar 22. Grafik hubungan lama penyimpanan kemasan pada suhu cold storage 13 0 C, kelembaban 90-95 % terhadap kekuatan kemasan. Gambar 23. Grafik hubungan lama penyimpanan kemasan pada suhu cold storage 8 0 C, kelembaban 69-75 % terhadap kekuatan kemasan.
Penurunan kekuatan tekan ini diakibatkan oleh sifat hygro-instability dari karton gelombang, yaitu sifat ketidakstabilan kertas atau karton akibat adanya air. Kotak karton gelombang bersifat menyerap air dari udara di sekitarnya sehingga melenturkan serat-serat selulosanya. Kelembaban udara tinggi berarti kadar air di udara tinggi sehingga kemungkinan air diserap oleh kertas tinggi, karton akan terus menyerap air dari udara sekitar sampai mengalami titik jenuh dimana karton tidak lagi mampu menyerap air (Peleg, 1985). Perbedaan penurunan kekuatan kemasan selama penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 12. Desain Tabel 12. Penurunan kekuatan tekan kemasan saat penyimpanan (dalam %) Kondisi ruang penyimpanan Suhu 8 0 C, kelembaban 69-75% Suhu 13 0 C, kelembaban 90-95% Hari ke-1 Hari ke-5 Hari ke-10 Hari ke-1 Hari ke-5 Hari ke-10 K48C 8.82 14.14 15.85 38.40 39.74 40.85 K48BC 6.63 6.12 6.75 35.60 39.27 40.04 K60C 5,43 6.91 7.02 37.77 42.22 41.63 K60BC 12.47 15,23 16.31 39.11 40.65 40.05 Pada tabel diatas terlihat bahwa maksimal penurunan kekuatan tekan kemasan yang disimpan pada kelembaban tinggi (sekitar 90-95%) sebesar 40%, sedangkan kemasan yang disimpan pada kelembaban rendah sebesar 16.31% selama 10 hari penyimpanan. 2. Sebaran Suhu kemasan Selama Penyimpanan Pengujian sebaran suhu kemasan saat penyimpanan bertujuan untuk mengetahui kemampuan kemasan dalam beradaptasi terhadap suhu ruang penyimpanan. Hal ini perlu diketahui karena selama proses distribusi buah manggis terutama untuk ekspor sering menggunakan penyimpanan dingin (cold storage). Cold storage berfungsi untuk memperpanjang umur simpan buah manggis, oleh sebab itu suhu dalam kemasan harus sesuai dengan suhu ruang penyimpanan. Suhu ideal untuk penyimpanan buah manggis adalah 4-8 0 C dan kelembaban 85 %, dimana pada suhu ini buah manggis dapat disimpan sampai 44 hari, dengan hanya sedikit perubahan aroma, tetapi kualitas masih bisa diterima. Persoalan dalam penyimpanan pada suhu rendah (4-8 0 C) ini adalah pengerasan kulit yang menyebabkan buah sulit dibuka. Sedangkan penyimpanan pada suhu 13 o C dapat mempertahankan standar kualitas buah sampai 21 hari. Untuk transportasi, suhu ideal adalah 13-25 o C dengan kelembaban 85% (Purwanto, 2002 dalam Qanytah, 2004) Gambar 24. Pemasangan termokopel pada kemasan Hasil pengukuran kemasan pada suhu 28 0 C dapat dilihat pada Gambar 25, 26 dan Lampiran 9. Dari gambar terlihat bahwa kemasan berbahan flute C lebih responsif terhadap suhu lingkungan dari pada kemasan yang berbahan BC flute. Hal ini terlihat dari bentuk grafik perubahan suhu pada
kemasan berbahan flute C bahwa suhu pada tiap titik pengukuran menunjukkan tren naik sampai titik tertentu kemudian turun kembali mengikuti penurunan suhu lingkungan. Sedangkan pada kemasan berbahan flute BC terlihat suhu pada masing-masing titik terus naik sampai titik tertentu, kemudian mulai stabil. Pada masing-masing kemasan suhu tertinggi terletak pada tengah kemasan. Walaupun setiap titik pengukuran menunjukkan suhu yang berbeda, tetapi suhu pada tiap titik hanya memiliki perbedaan suhu maksimum sekitar 0.9 0 C. a. Sumbu Z 12.65 cm b. Sumbu Z 4.85 Gambar 25. Grafik hubungan suhu dan waktu pada diagonal kemasan K48BC pada suhu 28 0 C a. Sumbu Z 12.25 cm b. Sumbu Z 4.45 Gambar 26. Grafik hubungan suhu dan waktu pada diagonal kemasan K48C pada suhu 28 0 C Hasil pengukuran sebaran suhu kemasan pada suhu penyimpanan 13 0 C, terlihat bahwa baik kemasan berbahan flute C maupun berbahan flute BC untuk mencapai suhu mencapai suhu ± 13 0 C dibutuhkan waktu 690 menit dari suhu awal rata-rata 26 0 C. Hal ini menunjukkan ketebalan flute tidak berpengaruh pada kecepatan penurunan dan sebaran suhu kemasan, dimana kondisi saat tercapai kestabilan suhu berkisar antara 12-12.9 0 C pada semua jenis kemasan. Grafik hubungan waktu dan suhu pada penyimpanan tiap kemasan dapat dilihat pada Gambar 27, 28, dan Lampiran 9. a. Sumbu Z 12.65 cm b. Sumbu Z 4.85
Gambar 27. Grafik hubungan suhu dan waktu pada diagonal kemasan K48BC pada suhu 13 0 C a. Sumbu Z 12.25 cm b. Sumbu Z 4.45 Gambar 28. Grafik hubungan suhu dan waktu pada diagonal kemasan K48C pada suhu 13 0 C Hasil pengujian sebaran suhu kemasan pada suhu penyimpanan 8 0 C dapat dilihat pada Gambar 29 dan 30, serta Lampiran 9. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kestabilan suhu lebih lama dari pada saat penyimpana kemasan pada suhu 13 0 C, yakin sekitar 1000 menit, dan suhu hasil pengukuran menunjukkan selama 24 jam dengan kondisi suhu ruang yang fluktuatif antara 6-10 0 C kemasan tidak mampu mencapai suhu 8 0 C seperti yang diharapkan. Suhu yang terukur pada kedua jenis kemasan berkisar antara 9-10 0 C. a. Sumbu Z 12.65 cm b. Sumbu Z 4.85 cm Gambar 29. Grafik hubungan suhu dan waktu pada diagonal kemasan K48BC pada suhu 8 0 C a. Sumbu Z 12.25 cm b. Sumbu Z 4.45 Gambar 30. Grafik hubungan suhu dan waktu pada diagonal kemasan berbahan K48C pada suhu 8 0 C Semakin cepat suhu dalam kemasan mencapai kondisi ruang penyimpanan, maka laju respirasi buah semakin cepat ditekan, sehingga akan memperpanjang umur simpan buah. Menurut Pantastico
(1986), laju respirasi yang tinggi biasanya disertai dengan umur simpan yang pendek. Penyimpanan suhu rendah dapat menekan kecepatan laju respirasi dan transpirasi sehingga kedua proses ini berjalan lambat, akibatnya ketahanan simpan dari buah manggis cukup panjang dengan susut bobot minimal (Hasbi et. Al., 2006). Menurut Kader (1985) kecepatan pendinginan produk pertanian perlu diperhatikan, agar penurunan mutu akibat kehilangan air berkurang. Menurut penelitian Suyanti (1999) dalam Qanytah (2004) menunjukkan bahwa buah manggis yang dipanen dengan warna kulit buah hijau dengan setitik noda ungu (104 HSBM), warna kulit buahnya berubah dengan cepat menjadi 10-25% ungu kemerahan dalam satu hari pada penyimpan suhu 25 0 C. Oleh karena itu kecepatan pendinginan buah manggis dalam kemasan harus berjalan kurang dari satu hari. C. Biaya Pembuatan Kemasan Biaya kemasan dihitung berdasarkan biaya bahan dan pembuatan, dimana yang termasuk dalam biaya bahan adalah biaya kertas karton, sedangkan biaya pembuatan adalah biaya penyusutan alat, upah tenaga kerja, biaya isolasi dan lem. Pada umumnya pabrik pembuat box karton menentukan biaya pembuatan sebesar 20% dari biaya kertas karton yang digunakan. Pada Tabel 13 dan Lampiran 10 terlihat bahwa untuk membuat outer kemasan K60BC dibutuhkan biaya sebesar Rp. 8400,-. Harga ini sebanding dengan biaya yang dikeluarkan untuk membeli satu lembar karton flute BC ukuran 100x120 cm, sedangkan lembaran karton yang dibutuhkan untuk mencetak outer kemasan K60BC adalah 100 x 81.5 cm, hal ini menunjukkan bahwa proses pencetakan outer kemasan K60BC menyisakan sekitar sepertiga karton. Begitu juga dengan proses pencetakan outer kemasan lainnya, dimana rata-rata karton yang tersisa sekitar sepertiga dari total karton yang digunakan pada setiap pencetakan. Kertas karton yang tersisa tidak dapat digunakan lagi dalam proses pencetakan, sehingga pada setiap pembuatan dua outer akan ada sisa karton yang semestinya dapat digunakan untuk membuat satu outer. Perhitungan biaya kemasan dapat dilihat pada Lampiran 10. no Jenis kemasan Tabel 13. Biaya pembuatan kemasan Outer Biaya satu set kemasan (Rp) Inner + Sekat Pembuatan (20 % biaya material) Total 1 K60BC 8400 10800 3840 23040 2 K48BC 8400 8100 3300 19800 3 K60C 5500 10800 3260 19560 4 K48C 5500 8100 2720 16320 Adanya sampah yang dihasilkan selama proses produksi membuat biaya yang dikeluarkan membengkak. Cara yang tepat untuk meminimalisir sampah yang dihasilkan adalah menggunakan ukuran bahan karton sesuai ukuran cetakan atau kelipatannya. Cara ini sering digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar pembuat box karton. D. Pemilihan Disain Kemasan Pemilihan disain kemasan bertujuan untuk menentukan kemasan yang paling optimum dari segi kekuatan maupun dari segi ekonomi, dengan berdasarkan pada kekuatan tekan kemasan dan dimensi alat transportasi yang digunakan.
Tahap pertama untuk memilih disain kemasan adalah menghitung jumlah tumpukan maksimum kemasan menggunakan Persamaan 8. Hasil perhitungan jumlah tumpukan dapat dilihat pada Tabel 14 dan Lampiran 11. No Jenis Compression strength (P) kgf Tabel 14. Jumlah tumpukan kemasan hasil perhitungan Berat box (g) Total berat manggis dalam kemasan(g) Berat total box (g) Jumlah tumpukan maximum 1 K48C 474.49761 696 5760 6456 25 3.9 2 K48BC 663.23227 916 5760 6676 34 5.3 3 K60C 590.18891 830 7200 8030 25 3.9 4 K60BC 790.89019 1030 7200 8230 33 5.15 Tinggi tumpukan max (meter) Peleg (1985), mmeyatakan bahwa pengiriman produk hortikultura pada rantai ekspor sering menggunakan kargo atau kontainer, dimana ketinggian pintu kargo pesawat boeing 747F pada bagian depan sebesar 2.49 m, pintu dan ruang utama kargo sebesar 3.05m, dan ketinggian kontainer 2.17 m. Dari informasi tersebut maka dipilih kemasan berbahan flute C karena dengan menggunakan bahan flute C kebutuhan kekuatan sudah terpenuhi dimana kemasan dapat ditumpuk setinggi 3.9 m, dan dari segi biaya penggunakan flute C lebih murah dibanding kemasan berbahan flute BC. Rincian perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 11. E. Tingkat Kerusakan Mekanis Pasca Simulasi Transportasi Simulasi transportasi merupakan tahap awal dari aplikasi kemasan, sebelum dilakukan simulasi kemasan diisi penuh dengan buah manggis, pengisian buah manggis dapat dilihat pada Gambar 31. Gambar 31. Pengisian manggis pada kemasan Simulasi transportasi dilakukan dengan menggunakan meja simulator, hal ini dilakukan untuk mengetahui gambaran umum tentang kerusakan mekanis buah manggis saat terjadi getaran atau goncangan selama transportasi. Simulasi transportasi dimeja getar dilakukan selama 2 jam, lama 2 jam ini dilakukan berdasarkan pengiriman buah manggis yang dilakukan oleh kelompok tani di daerah leuwiliang sebagai pengumpul kecil ke pengumpul besar kurang lebih sekitar 2 jam. Hasil konversi frekuensi dan amplitudo selama simulasi transportasi berdasarkan konversi truk selama dua jam di jalan luar kota, menunjukkan bahwa dua jam pada alat simulasi transportasi setara dengan 133.878 km di jalan luar kota atau lebih kurang 2.23 jam perjalanan truk dengan kecepatan 60 km/jam. Penyusunan kemasan saat simulasi transportasi dapat dilihat pada Gambar 32.
Gambar 32. Penyusunan kemasan pada meja getar. Pengukuran tingkat kerusakan mekanis buah manggis dilakukan secara manual pasca simulasi transportasi. Kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh benturan buah manggis dengan kemasan, yang menyebabkan kerusakan pada buah manggis seperti luka gores, memar dan kelopak patah. Tingkat kerusakan mekanis pasca transportasi yang dilakukan selama 2 jam, dapat dilihat pada Tabel 15. Tabel 15. Data tingkat kerusakan mekanis pasca simulasi transportasi Kapasitas kemasan Ulangan 1 Jumlah rusak buah Tingkat kerusakan mekanis (%) Rata-rata Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 tingkat kerusakan mekanis (%) 48 buah 0 1 1 0 2.08 2.08 1.39 60 buah 2 0 1 3.33 0 1.67 1.67 Dari tabel diatas dapat dilihat tingkat kerusakan dari dua jenis kapasitas kemasan tidak berbeda jauh, adapun kerusakan yang terjadi adalah pecahnya kelopak buah, hal ini terjadi pada buah yang ukurannya lebih kecil dari ruangan inner kemasan, sehingga saat terjadi goncangan buah akan bebas bergerak sesuai arah goncangan dan menyebatkan terjadinya benturan dengan dinding kemasan. Sedangkan untuk kerusakan mekanis seperti buah pecah, retak, dan memar tidak di temukan. Pantastico (1986) menjelaskan bahwa wadah-wadah yang dipakai dalam kegiatan distribusi haruslah cukup untuk menahan penumpukan serta dampak pemuatan dan pembongkaran tanpa menimbulkan memar pada barang-barang yang lunak. Tingginya kerusan mekanis yang dialami oleh produk pertanian, secara ekonomis akan mengalami kerugian, karena jumlah buah yang rusak akan semakin bertambah. Tingkat kerusakan mekanis dapat memacu meningkatnya susut bobot, kekerasan, dan total padatan terlarut, hal ini menyebabkan buah lebih cepat matang sehingga akan mengurangi umur simpannya. Penelitian sebelumnya yang telah dilakukan Seesar (2009), menunjukkan bahwa buah manggis yang dikemas dengan peti kayu bersekat styrofoam memiliki tingkat kerusakan mekanis sebesar 5,2 %, dan buah manggis yang dikemas dengan keranjang plastik bersekat styrofoam memiliki tingkat kerusakan sebesar 3,57 %. Hal ini menunjukkan bahwa kemasan karton bersekat memiliki tingkat kerusakan mekanis yang lebih rendah dari pada kemasan tersebut. F. Perubahan Mutu Buah Manggis Selama Penyimpanan Pengukuran perubahan mutu buah manggis dilakukan pasca simulasi transportasi dan selama penyimpanan. Terdapat tiga perlakuan selama penyimpanan buah manggis yaitu: penyimpanan pada kemasan K48C, K60C, dan buah kontrol. Buah kontrol adalah buah yang tidak dilakukan simulasi
transportasi dan berfungsi sebagai pembanding untuk mengetahui pengaruh kemasan terhadap laju perubahan mutu buah. Pengukuran dilakukan setiap 2 hari sekali selama 18 hari pada suhu penyimpanan 28 o C. Parameter mutu yang diamati yaitu susut bobot, kekerasan, dan total padatan terlarut. Hasil pengukuran perubahan susut bobot buah manggis dapat dilihat pada Gambar 33. Gambar 33. Grafik perubahan susut bobot buah manggis selama penyimpanan Hasil pengamatan pada gambar diatas menunjukkan bahwa susut bobot yang terjadi pada buah yang dikemas lebih kecil dari pada buah yang dijadikan kontrol, dimana pada akhir penyimpanan kontrol memiliki rata-rata susut bobot 26.78 %, sedangkan buah saat simulasi transportasi dikemas pada kemasan kapasitas 48 buah memiliki nilai susut bobot rata-rata sebesar 24.14 %, dan buah yang dikemas dalam kemasan berkapasitas 60 buah sebesar 25.04 %. Nilai ini menunjukkan bahwa penggunaan kemasan mampu memberikan kondisi yang ideal pada buah, yakni RH, suhu dan ketersedian oksigen dalam kemasan tidak berlebihan. Ketersedian oksigen yang berlebihan akan mempercepat laju respirasi sehingga air yang hilang dari prosuk lebih banyak, sedangkan menurut Ryall dan Penzer (1992) jika ruang simpan memiliki RH tinggi maka kehilangan air pada buah kecil dibandingkan dengan ruang simpan yang memiliki RH rendah. Berdasarkan hasil analisis ragam dan hasil uji Duncan pada Lampiran 17a, dapat dilihat bahwa buah manggis yang dijadikan kontrol dan buah manggis yang dikemas dalam K48C menunjukkan peningkatan susut bobotnya tidak berbeda nyata, tetapi manggis yang dikemas dalam K60C peningkatan susut bobotnya berbeda nyata dengan semua perlakuan. Walau berbeda nyata tetapi laju susut bobot buah yang dikemas pada K60 masih lebih rendah dari perlakuan lainya, sehingga pemakaian kemasan ini tidak akan menurunkan kualitas buah secara signifikan. Hasil pengukuran kekerasan buah manggis selama penyimpana dapat dilihat pada Gambar 34 dan Lampiran 15. Gambar 34. Grafik perubahan kekerasan buah manggis selama penyimpanan Berdasarkan gambar di atas perubabahan kekerasan buah kontrol, dan buah yang dikemas pada kemasaan kapasitas 48 dan 60 buah saat di simulasi transportasi tidak berbeda, gambar menunjukkan pada awal pengujian nilai kekerasan cukup tinggi, hal ini karena buah belum matang. nilai kekerasan
ketiga perlakuan terus turun sampai hari ke-4 penyimpanan dan mulai stabil sampai minggu ke-14 penyimpanan, dan mulai naik kembali sampai akhir penyimpanan. Proses naiknya kembali kekerasan buah disebabkan buah mulai mengalami pembusukan. Selama proses pembusukan buah akan mengalami banyak kehilangan air yang menyebabkan sel-sel menciut sehingga ruang antar sel menyatu dan zat pektin menjadi saling berkaitan (Pantastico, 1986). Pengukuran kekerasan buah manggis dilkukan setelah simulasi transportasi, perubahan kekerasan buah manggis diukur pada sekeliling buah manggis dengan menggunakan Rheometer. Hasil pengukuran kekerasan dinyatakan dalam satuan kgf (kilogram force), semakin besar nilai kgf menunjukkan buah semakin keras. Berdasarkan hasil analisis ragam dan hasil uji Duncan pada Lampiran 17b, dapat dilihat bahwa antara buah kontrol dan buah yang dikemas pada K48C maupun K60C, terlihat perubahan kekerasannya tidak berbeda nyata. Dengan demikian penggunaan kemasan tidak memberikan berbedaan yang signifikan terhadap perubahan kekerasan buah manggis. Parameter mutu yang juga diamati perubahannya selama penyimpanan adalah total padatan terlarut. Hasil pengukuran total padatan terlarut buah manggis selama penyimpanan dapat dilihat pada Gambar 35. Gambar 35. Grafik perubahan total padatan terlarut buah manggis selama penyimpanan Pada grafik terlihat dari tiga perlakuan mempunyai pola perubahan total padatan terlarut yang hampir sama. Tetapi masih terlihat adanya penyimpangan, hal ini disebabkan buah yang diukur merupakan buah yang berbeda dengan yang lainnya. Jika dilihat pada lampiran nilai total padatan terlarut antar perlakuan memiliki selisih maksimal sekitar 0.8 0 brix untuk tiap kali pengukuran. Hal ini menunjukkan kemasan tidak mempengaruhi total padatan terlarut. Berdasarkan hasil analisis ragam dan hasil uji Duncan pada Lampiran 17c, dapat dilihat bahwa antara buah kontrol dan buah yang dikemas pada K48C maupun K60C, terlihat perubahan total padatan terlarutnya tidak berbeda nyata. Jadi penggunaan kemasan tidak memberikan berbedaan yang signifikan terhadap perubahan total padatan terlarut buah manggis. G. Optimasi Penyusunan Kemasan Program Cube master adalah program yang dapat digunakan untuk menentukan bentuk tumpukan yang paling optimal saat penyusunan bahan pada suatu alat transportasi, dan juga optimasi pada pengisian bahan ke dalam karton. Pada program ini terdapat empat macam alat transportasi yaitu pallet, air cargo, sea cargo, dan truck. Jenis benda yang dapat dijadikan input program adalah segala jenis benda yang berbertuk persegi, memiliki panjang, lebar dan tinggi. Input program seperti ukuran benda dan alat transportasi bisa diubah-ubah sesuai yang diinginkan, begitu juga ketetapan lain seperti berat bahan, kapasitas alat transportasi, tinggi tumpukan
maksimum, dan ketetapan lainnya yang berhubungan dengan spesifikasi bahan dan alat bisa diubah. Sedangkan keluaran yang dihasilkan berupa data efisiensi luasan volum, total bahan, tinggi tumpukan, dan gambar pola tumpukan. Hasil optimasi penyusunan kemasan pada pallet dapat dilihat pada Tabel 16, sedangkan contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 12a. Hasil output dari program didapat 5 macam pola dengan tingkat efektifitas tertinggi. Tabel 16. Optimasi penyusuan kemasan pada pallet ukuran 1200x1000 mm Disain kemasan K60C K48C Pola Penumpukan Efisiensi Volume (%) Efisiensi Luasan (%) Total berat (kg) Jumlah kemasan Jumlah tumpukan kemasan Tinggi tumpukan (mm) A1 69.98 74.76 472 54 9 1404 A2 69.98 74.76 472 54 9 1404 A3 69.98 74.76 472 54 9 1404 A4 69.98 74.76 472 54 9 1404 A5 58.32 62.3 400 45 9 1405 B1 75.49 80.66 472 72 9 1404 B2 75.49 80.66 472 72 9 1404 B3 75.49 80.66 472 72 9 1404 B4 75.49 80.66 472 72 9 1404 B5 66.06 70.57 418 63 9 1405 Pada tabel diatas terlihat bahwa pada penggunaan pola tumpukan A1 sampai A4 efisiensi luasan dan volume kemasan K60C memiliki nilai yang sama, tetapi dalam aplikasi kestabilan dan kepraktisan penumpukan harus diperhatikan. Selain itu pada transportasi yang menggunakan pendingin jarak antara kemasan pada pallet harus diatur sedemikian rupa agar aliran udara dari refrigerator dapat mengalir ke kemasan, penggunaan luasan pada pallet untuk transportasi menggunakan pendingin berkisar antara 80-85 % (Peleg, 1985). Sedangkan tiap lapis tumpukan pada pallet dapat diisi maksimum 6 kemasan K60C dan 8 kemasan K48C. Dari beberapa pola yang ada, pola penumpukan A3 dan B5 (Gambar 36) lebih memungkinkan untuk diaplikasikan saat proses pengangkutan karena pada pola tersebut jumlah dinding berventilas yang tidak terhalang oleh kemasan lain jumlahnya lebih banyak, sehingga aliran udara lebih lancar. Pola penumpukan yang lain dapat dilihat pada Lampiran 18a dan 18b. (a) (b) Gambar 36. Pola penumpukan kemasan pada pallet. A3 (a), B5 (b) Berdasarkan hasil optimasi penyusunan kemasan maka dapat dihitung biaya pembuatan kemasan untuk satu kali proses transportasi menggunakan kontainer. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 17, sedangkan contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 18a dan 18b.
Disain kemasan K60C K48C Jenis Kontainer Tabel 17. Biaya total pembuatan kemasan Jumlah pallet Jumlah kemasan Total berat Buah (kg) Total biaya kemasan (Rp) 20ft (20 8 8 6 ) 10 540 4320 10.562.400 40ft (40 8 8 6 ) 21 1134 9072 22.181.040 40ft high cube 24 1296 10368 25.349.760 20ft (20 8 8 6 ) 10 720 4680 11.750.400 40ft (40 8 8 6 ) 21 1512 9828 24.675.840 40ft high cube 24 1728 11232 28.200.960