Identified Of Indicator And Material For Product Shelf Life Recorder Smart Label
Endang Warsiki 1* dan Riris Octaviasari 1
1 Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Kampus IPB Darmaga, Kotak POS 122, Bogor 16002
*Email : endangwarsiki@qpps.ipb.ac.id
Abstract — Shelf life is an important factor in determining the quality and safety of food for consumption. Refrigerator becomes  an  alternative  in  extending  product  shelf  life.  Shelf  life  is  difficult  to  be  identified  if  the  product  stored  for  too  long. Smart label of Time Temperature Indicators (TTI) can record the product shelf life based on its storage time. In this research, identification of indicator and material for smart label development based on liquid diffusion in material was conducted. This study used several types of materials (Buffalo paper, HVS 80 gr, photo paper, concord, drawing paper and cardboard duplex), low  viscosity  indicators  (board-marker  ink,  stamp,  tubs,  permanent  tattoo  and  non-permanent  tattoos)  and  high  viscosity indicators (cooking oil, lubricant A and lubricant B). The initial phase was characterizations such as grammage, density, mass density  and  viscosity  test  aimed  to  determine  the  properties  of  indicators  and  materials.  Identification  was  implemented  by measuring the diffusion length of indicator in the material at 24, 48, 72 and 96 h in temperature of 30.15°C and 50°C for cooking oil, while 30.15°C and 5°C for oil A and B. The slope of diffusion length versus time is called by rate constant (k), where as the slope of ln k versus 1/T is called by activation energy (Ea). Best indicator and the material were selected based on their high value of Ea. Result showed that the ink was not be absorbed during storage due to its high volatility and low viscosity, while cooking oil, lubricant A and lubricant B have specific diffusion length during storage. These indicators and mediums were able to detect up to 4 days of shelf life during storage. Based on activation energy, the most suitable indicator for smart label was lubricant A. The best materials for this label development sequentially from low-to-high activation energy were Buffalo paper, duplex cartons, drawing paper, concord, HVS 80 g and photo paper.
Keyword: color indicator, diffusion, shelf life recorder

## I. PENDAHULUAN
Umur  simpan  merupakan  rentang  waktu antara  saat  produk  mulai  dikemas  dengan  mutu produk  yang  masih  memenuhi  syarat  dikonsumsi. Informasi  mengenai  umur  simpan  produk  sangat penting  untuk  dicantumkan  karena  berhubungan erat dengan kualitas dan keamanan produk pangan. Salah  satu  alternatif  yang  dilakukan  untuk mengetahui  masa  penyimpanan  produk  yaitu dengan membuat label cerdas yang dapat mencatat umur  simpan  produk  yang  dikenal  dengan Time- Temperature  Indicator (TTI).  Salah  satu  prinsip pembuatan TTI yaitu dengan memanfaatkan prinsip difusi suatu indikator pada medium tertentu. Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan identifikasi  medium  dan  indikator  yang  sesuai untuk  pembuatan  label  cerdas.  Kertas  dan  karton dipilih  sebagai  bahan  medium  peresapan  karena memiliki pori-pori antar ikatan serat selulosa yang dapat  dilewati  cairan.  Indikator  menggunakan  dua jenis  zat  cair  viskositas  berbeda,  yaitu  viskositas rendah  dan  viskositas  tinggi.  Laju  difusi dipengaruhi oleh viskositas, dimana semakin tinggi viskositas  cairan  akan  semakin  tinggi  laju  alirnya dan  sebaliknya.  Pada  dasarnya  label  akan diaplikasikan pada pencatatan umur simpan produk yang disimpan di lemari es, sehingga zat cair akan dipilih  berdasarkan  daya  resap  paling  rendah rendah  karena  untuk  memudahkan  dalam pembuatan dan aplikasi label.
Label cerdas akan dibuat dengan menggunakan  prinsip  difusi  zat  cair,  dimana indikator  zat  cair  akan  dibiarkan  meresap  (difusi) pada  kertas  selama  kurun  waktu  4  hari penyimpanan  dengan  memanfaatkan  panjang peresapan  sebagai  pencatat  lamanya  penyimpanan produk dalam lemari es  pada hari ke-1, 2, 3 dan 4. Label  akan  mencatat  masa  penyimpanan  produk yang berbasis pada daya peresapan zat cair (difusi). Semakin  lama  proses  penyimpanan,  maka  akan semakin  panjang  pula  peresapan  zat  cair  pada media.    Oleh  karena  itu  perlu  dilakukan  kajian lebih lanjut terkait jenis zat cair dan medium yang digunakan sebagai media peresapan agar dihasilkan label  cerdas  yang  dapat  mencatat  umur  simpan produk.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Kemasan Cerdas
Kemasan  cerdas  ( smart  packaging )  adalah kemasan  yang  memiliki  indikator  baik  yang diletakkan secara internal maupun secara eksternal dan mampu memberikan informasi tentang keadaan kemasan  dan  atau  kualitas  kemasan  di  dalamnya (Robertson  2006).  Pengemasan  cerdas  bertujuan untuk  mengawasi  kondisi  makanan  terkemas dengan  tujuan  untuk  mendapatkan  informasi mengenai  kualitas  makanan  dalam  kemasan
sewaktu transportasi dan penyimpanan. Pengawasan  kondisi  makanan  dilakukan  dengan menggunakan  indikator  yang  dibedakan  atas indikator luar dan indikator dalam.

## B. Time-Temperature Indicator (TTI)
Salah  satu  solusi  kemasan  cerdas  indikator suhu-waktu  yang  tersedia  untuk  dapat  mendeteksi umur  simpan  produk  non-destruktif  yaitu Time- Temperature  Indicator (TTI). Time-Temperature Indicator (TTI)  didefinisikan  sebagai  sebuah perangkat  atau  alat  yang  digunakan  untuk menentukan  ukuran  perubahan  suhu  dan  waktu yang  terjadi  dengan  mencerminkan  pengukuran suhu  secara  keseluruhan  maupun  suhu  parsial produk  makanan  yang  disimpan  dalam  jangka waktu  tertentu  (Taoukis  dan  Labuza  1989).  Ada dua  tipe Time  Temperature  Indicator yaitu memberikan  perubahan  suhu  yang  masuk  untuk menunjukkan kumulatif dari perubahan suhu diatas suhu kritis serta lamanya perubahan suhu itu terjadi ( Time Temperature Indicators –TTI) dan
memberikan  informasi  apakah  suhu  berada  diatas atau dibawah suhu kritis ( Temperature indicators – TI).

## C. Difusi
Difusi atau
pembauran ( Diffusion ) merupakan gerakan suatu komponen melalui suatu campuran  yang  berlangsung  karena  suatu rangsangan fisika. Pada umumnya, peristiwa difusi disebabkan  oleh  adanya  gradien  atau  (landaian) konsentrasi  pada  komponen  yang  terdisfusi  itu (McCabe  et  al  1999).  Menurut  Adrimarsya  (2012) beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  kecepatan difusi, yaitu:
1.  Ukuran  partikel,  Semakin  kecil  ukuran  partikel, semakin  cepat  partikel  itu  akan  bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi.
2.  Ketebalan  membran.  Semakin  tebal  membran, semakin lambat kecepatan difusi.
3.   Luas  suatu  area.  Semakin  besar  luas  area, semakin cepat kecepatan difusinya.
4.    Jarak. Semakin  besar  jarak  antara  dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.
5.   Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan  energi  untuk  bergerak  dengan lebih  cepat.  Maka,  semakin  cepat  pula kecepatan difusinya.

## D. Potensi Pemanfaatan Indikator dan Medium
Label  cerdas  pencatat  umur  simpan  produk dapat  dibuat  dengan  menggunakan  prinsip  difusi. Medium  yang  digunakan  untuk  media  peresapan indikator  yaitu  kertas.  Kertas  atau  karton
merupakan  material  yang  dibuat  dari  bahan  dasar yang  mengandung  selulosa  yang  diberi  perlakuan kimia,  dibilas,  diuraikan,  dipucatkan,  dibentuk menjadi lembaran setelah pressing dan dikeringkan (Sinuhaji 2010).
Indikator yang digunakan yaitu zat cair. Dua jenis  indikator  yang  digunakan  berdasarkan perbedaan viskositas yaitu viskositas rendah berupa tinta  dan  viskositas  tinggi  berupa  minyak  (Kanoni 1999).  Tinta  mengandung  tiga  komponen  utama yang  terdiri  dari  bahan  pewarna  (pigmen),  zat pengikat ( varnish/vehicle ), dan zat aditif atau bahan penolong. Adanya bahan pewarna pada tinta dapat memudahkan  dalam  melihat  respon  difusi  zat  cair pada  medium  selama  masa  penyimpanan  untuk mencatat  umur  simpan.  Selain  itu  tinta  memiliki komponen  yang  dapat  mempengaruhi  tingkat viskositas seperti pelarut (Hidrokarbon, ester, keton dan alkohol).
Zat  cair  yang  memiliki  viskositas  tinggi yaitu  minyak.  Jenis  minyak  yang  memiliki viskositas  tinggi  seperti  minyak  goreng  dan  oli. Minyak  kelapa  sawit  yang  menjadi  bahan  baku minyak  goreng  memiliki  viskositas  sebesar  60  cSt pada  suhu  20°C  (Vaitilingom et  al. 1997), sedangkan  oli  memiliki  viskositas  sebesar  39.30 cSt  (Nugroho  dan  Sunarno  2012).  Adanya perbedaan  viskositas,  dapat  digunakan  sebagai perbandingan  indikator  viskositas  tinggi  dalam pembuatan  label  cerdas  dengan  mengetahui panjang  peresapan  masing-masing  indikator  pada medium.

## Tetapan Laju dan Energi Aktivasi
Daya  serap  dari  zat  cair  pada  media digambarkan  dengan  panjang  peresapan  zat  cair mengikuti persamaan kinetika orde satu (Coe 1971; Smith  1993;  Ritchie  1996  dalam  Warsiki  2006) sebagai berikut:
− ∂ C ∂ t = k ( C ˷ − C ᵼ ) (1)
dimana  C  adalah  konsentrasi  pelarut;  k  adalah konstanta  orde  satu;  C ˷ dan  Ct  menunjukkan konsentrasi  pada  saat  keseimbangan,  dan  t  adalah waktu.  Dari    persamaan  (1)  maka  variabel  yang digunakan untuk menentukan konstanta daya serap zat cair pada medium sebagai berikut:
− ∂ L ∂ t = k ( L ˷ − L ᵼ ) (2)
sehingga:
∂ L ∂ t = k Δ L (3)
dimana :  L      =  panjang serapan (cm) k      =  konstanta serapan Lt     = panjang  akhir  serapan  saat penyimpanan jam ke-t
L ˷ = panjang awal serapan saat penyimpanan jam tak terhingga
Berdasarkan persamaan (2) hubungan antara nilai k dengan  perubahan  panjang  peresapan  dapat dituliskan  pada  persamaan  4  dengan  penjabaran dapat dilihat pada Lampiran 1.
kt = ln [ L ˷ / ( L ˷ − L ᵼ ) ] (4)
Dengan  demikian  konstanta  laju  serapan  k  dapat diperoleh  dari  slope  grafik  hubungan  antara  nilai ln [ L ˷ / ( L ˷ − L ᵼ ) ] terhadap waktu (t).
Tetapan  laju  sangat  tergantung  suhu. Hubungan  antara  logaritma  dari  tetapan  laju  dan kebalikan  dari  suhu  mutlak  pada  kisaran  tertentu dari  suhu  secara  linier  dan  kuantitatif  dijelaskan dengan menggunakan persamaan Arrhenius (Smith 1993;  Coe  1971  dalam  Warsiki  2006).  Persamaan Arrhenius  tersebut  menunjukkan  hubungan  antara tetapan laju k, suhu dan energi aktivasi.
k = A × 𝑒 − Ea / RT (5)
Dimana, k    = tetapan laju A   = faktor frekuensi Ea  = energi aktivasi (J/mol)
R    = tetapan gas ideal = 8.3184 J/mol K T    = suhu mutlak (K)
dengan  demikian  energi  aktivasi  (Ea)  dan  faktor frekuensi  (A)  dapat  diketahui  dari  nilai  slope  dan intersep dari grafik plot nilai hubungan antara ln k dengan 1/T (persamaan 6). ln k = -Ea/RT + ln A                          (6)

## III. METODE PENELITIAN

## A. Alat dan Bahan
1. Alat Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  gunting,  bolpoin,  penggaris,  lemari  es , jar,  gelas  ukur, thickness  gauge ,  tabung Ostwald ,  piknometer, waterbath, gelas  piala, neraca  analitik,  sudip,  inkubator,  termometer ruangan dan pipet tetes.
2. Bahan Bahan  utama  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  lima  jenis  kertas  dan  satu jenis  karton  yaitu buffalo ,  HVS  80  g,  foto, concord ,  buku  gambar  dan  karton duplex sebagai  medium  pembuatan  label,  5  jenis  tinta yaitu  tinta  tato  permanen,  tinta  tato  non permanen,  tinta  spidol  boardmarker,  tinta  bak, dan tinta stempel, minyak goreng, oli A, oli B, sebagai  zat  cair  yang  digunakan,  pewarna minyak dan alkohol.
B.
C.

## D. Prosedur Penelitian

## 1) Karakterisasi Medium

## Uji Gramatur (SNI 0123:2008)
Prosedur  percobaan  yang  dilakukan  untuk menghitung nilai gramatur kertas atau karton yaitu lembaran  kertas  atau  karton  dipotong  dengan ukuran  sampel  20 × 1.5  cm.  Kemudian  potongan sampel  ditimbang  untuk  menentukan  massa  kertas atau karton. Setiap sampel tersebut diukur panjang dan  lebarnya  untuk  menentukan  luas.  Gramatur diperoleh  dari  perhitungan  menggunakan  rumus nilai gramatur (persamaan 7).
G = m
L (7)
Dimana:
G  =  Gramatur kertas atau karton (g/m 2 ) m  =  Massa kertas atau karton (g) L  =  Luas kertas atau karton (m 2 )

## Uji Rapat Massa (SNI 0123:2008)
Prosedur  percobaan  yang  dilakukan  untuk menghitung nilai rapat massa yaitu lembaran kertas atau karton dipotong sesuai ukuran sampel 20 × 1.5 cm. Kemudian ditimbang untuk menentukan massa masing-masing  kertas  atau  karton.  Setiap  kertas atau  karton  diukur  panjang  dan  lebarnya  untuk menentukan  luas.  Selanjutnya  kertas  atau  karton juga  diukur  nilai  ketebalannya.  Rapat  massa diperoleh  dari  perhitungan  menggunakan  rumus nilai rapat massa (persamaan 8).
Rapat Massa ( kg / m ! ) = Massa Sampel ( kg ) Volume Sampel ( m ! )
(8)

## 2) Karakterisasi Zat Cair

## Uji Densitas (SNI 04-7182-2006)
Piknometer  kosong  dicuci  dengan  aquades dan  dibilas  dengan  etanol,  ditimbang  lalu  diisi dengan air dan dimasukkan ke dalam penangas air yang  telah  ditetapkan  suhunya,  yaitu  25 o C. Kemudian  permukaan  air  diatur  sampai  pada puncak  kapiler,  dibiarkan  selama  15  menit. Piknometer dipindahkan
dari
penangas, dikeringkan  bagian luarnya dan ditimbang dengan teliti.  Piknometer  dikosongkan,  lalu  dibasuh beberapa kali dengan alkohol kemudian dikeringkan  kembali.  Prosedur  di  atas  diulangi dengan  menggunakan  sampel  yang  akan  diukur sebagai  pengganti  air.  Densitas  sampel  dapat diukur dengan rumus berikut
Bobot jenis g / mL = Bobot sampel Bobot Air
Bobot  jenis  sampel  pada  suhu  tertentu  dapat dihitung  dengan  rumus,  G  =  G’  +  nilai  koreksi (25 o C   T o C).  Nilai  koreksi  ditambahkan  jika pengukuran di atas suhu 15 o C, dan dikurangi pada suhu di bawah 15 o C. Dimana: G   =  bobot jenis sampel pada suhu 25 o C G’    =    bobot  jenis  sampel  pada  suhu pengukuran (pada T o C).

## Uji Viskositas (SNI 04-7182-2006)
Analisis ini dilakukan dengan menggunakan alat  viskosimeter.  Aquades  dipanaskan  pada  suhu 40°C  dan  dimasukkan  ke  dalam  tabung viskosimeter Ostwald .    Waktu  yang  diperlukan untuk mencapai tanda tera dicatat.  Selanjutnya zat cair  dipanaskan  pada  suhu  40°C  dan  dimasukkan ke dalam tabung viskosimeter Ostwald .  Kemudian waktu  yang  diperlukan  untuk  mencapai  tanda  tera dicatat.    Viskositas  diperoleh  dari  perhitungan menggunakan  rumus  nilai  viskositas  (persamaan 9).
Viskositas = µ × d2 × t2 d1 × t1 (9)
Dimana:
µ
=  viskositas aquades suhu 40°C d1 =  densitas aquades suhu 40°C (g/mL)
t1            =  waktu  yang  diperlukan  aquades  untuk mengalir (detik)
d2 =  densitas zat cair suhu 40°C (g/mL) t2              =    waktu  yang  diperlukan  untuk  zat  cair mengalir (detik)
3) Pemilihan  Kesesuaian  Jenis  Cairan  dan Medium
Medium  peresapan  yang  digunakan  terdiri dari buffalo, HVS 80 g, foto, concord , gambar dan karton duplex . Zat cair sebagai indikator peresapan pada medium dipilih dari dua cairan yang berbeda. Dua  jenis  cair  yang  digunakan  dipilih  berdasarkan perbedaan  viskositas  yaitu  viskositas  tinggi meliputi  minyak  goreng,  oli  A  dan  oli  B  dan viskositas rendah meliputi tinta tato permanen, tinta tato non permanen, tinta spidol boardmarker , tinta bak, dan tinta stempel
Pembuatan  Label  dengan  Indikator  Viskositas Rendah
Kertas atau karton dipotong persegi panjang (label) dengan ukuran 20 × 1.5 cm, kemudian tinta diteteskan  di  salah  satu  ujung  kertas  atau  karton. Selanjutnya  didiamkan  selama  10  detik  dan  diberi tanda  pada  batas  penyebaran  setelah  tinta diteteskan  sebagai  batas  pengamatan  pada  jam  ke- 0.  Selanjutnya  label  disimpan  pada  suhu  ruang selama  96  jam  dengan  melakukan  pencatatan panjang  peresapan  zat  cair  dicatat  pda  jam  ke- 24,48,72 dan 96.
4) Pembuatan Label dengan Indikator Viskositas Tinggi
Kertas atau karton dipotong persegi panjang dengan  ukuran  20 × 1.5  cm  kemudian  dicelupkan ke  dalam  jar  berisi  zat  cair  yang  telah  diberikan pewarna  sebelumnya.  Kertas  atau  karton  diberi tanda  pada  bagian  ujungnya  untuk  memudahkan pengukuran  pengamatan  jam  ke-0.  Selanjutnya label  disimpan  pada  suhu  ruang  selama  96  jam dengan  melakukan  pencatatan  panjang  peresapan zat cair dicatat pda jam ke-24,48,72 dan 96.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Karakterisasi Medium
1) Gramatur Gramatur adalah massa lembaran kertas atau karton  dalam  g  dibagi  dengan  satuan  luas  kertas atau  karton  dalam  meter  persegi,  diukur  pada kondisi  standar  (BSN  2008).  Nilai  gramatur  dari jenis  dan  komposisi  bahan  ( pulp )  dalam  proses pembuatannya.  Berdasarkan  perhitungan  gramatur yang  dilakukan,  maka  nilai  gramatur  setiap  kertas atau  karton  yang  digunakan  dapat  dilihat  pada Gambar 5.
Dari  Gambar  5  menunjukkan  hubungan jenis  kertas  atau  karton  dengan  nilai  gramaturnya. Berdasarkan  Gambar  5  dapat  dilihat  bahwa  nilai gramatur kertas buffalo , HVS 80 g, foto, Concord , gambar  dan  karton duplex yaitu  152.222  g/m 2 , 85.556 g/m 2 , 235.556 g/m 2 , 231.111 g/m 2 , 151.111 g/m 2 , dan 1055.556 g/m 2 .
Gambar 5  Grafik hubungan jenis medium dengan nilai gramatur

## 2) Rapat Massa
Rapat  massa  adalah  massa  lembaran  karton dalam  kilogram  dibagi  dengan  satuan  volume karton  dalam  meter  kubik,  dihitung  dari  besarnya gramatur  dibagi  tebal  karton,  diukur  pada  kondisi
standar  (BSN  2008).  Berdasarkan  perhitungan rapat  massa  yang  dilakukan,  maka  nilai  rapat masing-masing  medium  yang  digunakan  dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6  Grafik hubungan jenis medium dengan nilai rapat massa
Berdasarkan  Gambar  6  dapat  dilihat  bahwa nilai  rapat  massa  dari  kertas buffalo ,  HVS  80  g, foto, concord ,  gambar  dan  karton duplex secara berturut-turut  yaitu  10.111  kg/m 3 ,  10.267  kg/m 3 , 10.928  kg/m 3 ,  8.832  kg/m 3 ,  10.264  kg/m 3 ,  dan 7.561 kg/m 3 . Secara teknis rapat massa mempunyai hubungan  erat  dengan  daya  ikatan  antar  seratnya (Casey 1961 dalam Nurminah 2002).

## B. Karakterisasi Zat Cair
C. Densitas
Densitas merupakan hasil pengukuran massa setiap  satuan  volume  benda  atau  zat.  Uji  densitas hanya  dilakukan  pada  zat  cair  viskositas  tinggi yaitu minyak goreng, oli A dan oli B karena tingkat volatilitas  tinta  yang  sangat  tinggi  sehingga  tidak dapat  dilakukan  uji  densitas.  Hubungan  perubahan densitas  dan  suhu  pada  minyak  goreng,  oli  A  dan oli B tersebut dapat dilihat pada Gambar 7. Gambar  7  menunjukkan  kecenderungan penurunan  nilai  densitas  terhadap  peningkatan suhu. Pada suhu 25°C untuk minyak goreng, oli A dan Oli B mempunyai nilai densitas sebesar 0.910 g/mL,  0.818  g/mL  dan  0.804  g/mL.  Pada  suhu 40°C nilai densitas minyak goreng, oli A dan oli B yaitu  0.907  g/mL,  0.817  g/mL  dan  0.803  g/mL, sedangkan  nilai  densitas  pada  suhu  50°C  untuk minyak goreng, oli A dan oli B yaitu 0.906 g/mL, 0.810 g/mL, 0.802 g/mL.
50 220 390 560 730 900 1070 G ramatu r (g/ m2 ) Jenis Medium 0 2 4 6 8 10 12 R ap at mas sa (k g/ m3) Jenis medium
Gambar  7    Grafik  hubungan  antara  densitas  dan suhu pada minyak goreng, oli A dan oli B
Berdasarkan  Gambar  7,  maka  dapat diperoleh  nilai  laju  penurunan  densitas  minyak goreng,  oli  A  dan  oli  B  secara  berturutan  yaitu 0.0002  g/mL  per  jam,  0.0003  g/mL  per  jam    dan 0.0001  g/mL  per  jam.  Beberapa  minyak  nabati yang  telah  diteliti  menunjukkan  kecenderungan penurunan  densitas  secara  linier  terhadap peningkatan  suhu.  Penurunan  densitas  disebabkan telah  terjadinya  peningkatan  volume  CPO  dengan massa  konstan  pada  suhu  yang  tinggi  (Noureddini et  al  1992  dalam  Permatasari  2011).  Adanya peningkatan  volume  ini  disebabkan  oleh  pecahnya molekul-molekul  minyak  akibat  pengaruh  suhu yang  tinggi  sehingga  molekul-molekul  menempati volume  yang  lebih  besar  dibandingkan  saat  suhu rendah (Cuah et al . 2008 dalam Permatasari 2011).
1)
2) Viskositas Viskositas  merupakan  resistensi  atau ketidakmauan bahan mengalir apabila dikenai gaya (mengalami  penegangan)  atau  gesekan  internal dalam  cairan.  Semakin  lambat  aliran  berarti viskositasnya tinggi, dan sebaliknya semakin cepat aliran  berarti  viskositasnya  makin  rendah  (Kanoni 1999). Uji viskositas juga hanya dilakukan pada zat cair  viskositas  tinggi  yaitu  minyak  goreng,  oli  A dan oli B karena tingkat volatilitas tinta yang tinggi sehingga  tidak  dapat  dilakukan  uji  viskositas. Perbedaan  tingkat viskositas antara oli A dan oli B dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel  1    Perbedaan  viskositas  minyak  goreng,
oli A dan oli B Jenis zat cair Viskositas pada 40°C (cSt) Minyak goreng 23.365 Oli A 56.491 Oli B 51.835
Berdasarkan  Tabel  1  dengan  pengukuran viskositas  minyak  goreng  dan  oli  pada  suhu  40°C telah  terjadi  penurunan  viskositasnya.  Semakin kental pelumas maka akan semakin berat bobotnya. Oli  cenderung  menjadi  encer  dan  mudah  mengalir
ketika  panas,  dan  menjadi  kental  dan  tidak  mudah mengalir ketika dingin (Soedarmo 2008). Semakin tinggi  nilai  viskositas  cairan,  maka  akan  semakin baik  pula  dalam  penggunaan  cairan  sebagai indikator dalam pembuatan label cerdas.

## D. Pemilihan Kesesuaian Jenis Cairan dan Kertas
Label  cerdas  digunakan  untuk  mengetahui umur  simpan  produk  selama  4  hari  penyimpanan dalam  lemari  es.  Zat  cair  yang  digunakan  sebagai indikator  berdasarkan  viskositas  yaitu  viskositas tinggi  dan  viskositas  rendah.  Medium  peresapan yang digunakan yaitu kertas atau karton. Penelitian yang  menggunakan  tinta  sebagai  indikator menunjukkan  hasil  yang  tidak  sesuai  antara  jenis zat  cair  dan  medium  yang  digunakan.  Tinta  hanya mampu  meresap  pada  jam  ke-1.  Setelah  itu  tinta mengering  dan  tidak  dapat  meresap  karena  tinta yang ada di pasaran umumnya mempunyai tingkat volatilitas  yang  tinggi  dan  viskositas  rendah sehingga tinta akan lebih cepat mengering. Penelitian  yang  menggunakan  zat  cair dengan  viskositas  tinggi  menunjukkan  hasil  yang sesuai  dengan  prinsip  difusi  zat  cair  pada  medium untuk  mencatat  umur  simpan  selama  4  hari penyimpanan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan,  rata-rata  panjang  peresapan  minyak goreng,  oli  A  dan  oli  B  pada  setiap  medium  yang digunakan  dari  jam  ke-24  sampai  jam  ke-96  pada suhu ruang (30.15°C) dapat dilihat pada Gambar 8, Gambar 9 dan Gambar 10.
Gambar  8    Grafik  hubungan  panjang  serapan minyak goreng pada medium
0.770 0.800 0.830 0.860 0.890 0.920 20  25  30  35  40  45  50  55 D en si tas (g/ mL) Suhu °C Minyak Goreng Oli A 0 5 10 15 20 25 0 24 48 72 96 P an jan g s er ap an (c m) Jam ke HVS 80 gr Foto Concord Gambar Karton Duplex Buffalo 0 5 10 15 20 0 24 48 72 96 P an jan g s er ap an (c m) Jam ke Buffalo HVS 80 gr Foto
Concord
Gambar Karton Duplex
Gambar 9  Grafik hubungan panjang serapan oli A
pada medium
Gambar 10  Grafik hubungan panjang serapan oli B pada medium
Berdasarkan  Gambar  6,  Gambar  7  dan Gambar  8  dapat  dipilih  tiga  jenis  medium  dan indikator paling baik yaitu kertas buffalo , foto dan gambar  dengan  indikator  berupa  oli  berdasarkan pertimbangan  panjang  label  yang  akan  dibuat. Panjang  peresapan  indikator  minyak  goreng  pada semua  medium  yang  digunakan  mencapai  lebih dari  15  cm.  Label  yang  dibuat  dengan  panjang lebih  dari  15  cm  akan  menyulitkan  aplikasi  label. Berdasarkan  Gambar  6,  Gambar  7  dan  Gambar  8 maka  laju  serapan  dan  nilai  R 2 zat  cair  pada medium (cm/jam) dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2  Laju serapan dan R 2 zat cair pada kertas
Jenis  Zat Cair Jenis Kertas Laju Serapan (cm/jam) R 2 Minyak Goreng Buffalo 0.0573 0.9890 HVS 80 g 0.1133 0.9889 Foto 0.0840 0.9853 Concord 0.1560 0.9986 Gambar 0.1079 0.9868 Karton Duplex 0.1330 0.9930 Oli A Buffalo 0.0680 0.9935 HVS 80 g 0.0730 0.9862 Foto 0.0517 0.9897 Concord 0.1035 0.9867 Gambar 0.0579 0.9896 Karton Duplex 0.0766 0.9917 Oli B Buffalo 0.0678 0.9895 HVS 80 g 0.0783 0.9733 Foto 0.0479 0.9910 Concord 0.1098 0.9841 Gambar 0.0566 0.9832 Karton Duplex 0.0788 0.9909

## E.

## F. Tetapan Laju Serapan dan Energi Aktivasi
Energi aktivasi antara setiap medium dan zat cair  dapat  diketahui  dari  nilai  slope  plot  nilai panjang  peresapan  yang  dilakukan  pada  kondisi suhu  yang  berbeda.  Suhu  yang  digunakan  untuk pengujian  yaitu  suhu  ruang  (30.15°C)  dan  suhu lemari  es  (5°C).  Pada  pengujian  jam  ke-24, indikator  oli  dapat  meresap,  sedangkan  minyak goreng  tidak  dapat  meresap  karena  memiliki  titik beku yang lebih rendah dibandingkan oli. Sehingga untuk  menentukan  nilai  aktivasi  minyak  goreng dilakukan pada suhu yang lebih tinggi. Berdasarkan hasil  penelitian,  hubungan  panjang  peresapan terhadap  waktu  pada  indikator  minyak  goreng,  oli A  dan  oli  B  pada  setiap  jenis  medium  pada  suhu 30.15°C dapat dilihat pada Gambar 13, Gambar 14 dan Gambar 15.
Gambar  13    Grafik  hubungan  antara  ln  [L/(L ˷ - L ᵼ )] dengan t indikator minyak goreng pada 30.15°C
Gambar  14    Grafik  hubungan  antara  ln  [L/(L ˷ - L ᵼ )]  dengan  t  indikator  oli  A  pada
30.15°C 0 5 10 15 20 0 24 48 72 96 P an jan g S er ap an (c m) Jam ke
Buffalo HVS 80 gr Foto Concord Gambar Karton Duplex -0.75 -0.25 0.25 0.75 1.25 1.75 2.25 0 24 48 72 96 ln [L ˷ /(L ˷ - L ᵼ )] t (jam) Buffalo HVS 80 g Foto Concord Gambar Karton Duplex -0.6 -0.1 0.4 0.9 1.4 1.9 2.4 0 24 48 72 96 ln [L/ (L ˷ - L ᵼ )] t (jam) Buffalo HVS 80 gr Foto
Concord
Gambar Karton Duplex
Gambar 15  Grafik hubungan antara ln [L/(L ˷ - L ᵼ )] dengan t indikator oli B pada 30.15°C
Berdasarkan  Gambar  13,  Gambar  14  dan Gambar  15  dapat  diketahui  bahwa  nilai  konstanta laju  setiap  jenis  medium  terhadap  indikator berbeda. Nilai konstanta laju resapan dari indikator minyak goreng, oli A dan oli B terhadap tiap jenis medium pada suhu 30.15°C secara lebih rinci dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel  3    Nilai  konstanta  laju  resapan  pada indikator  minyak  goreng,  oli  A  dan oli B pada suhu 30.15°C Jenis Kertas Konstanta Laju Minyak Goreng Oli A Oli B Buffalo 0.0241 0.0233 0.0236 HVS  80 gr 0.0239 0.0236 0.0243 Foto 0.0240 0.0245 0.0242 Concord 0.0214 0.0242 0.0241 Gambar 0.0242 0.0238 0.0251 Karton Duplex 0.0241 0.0229 0.0240
Densitas  zat  cair  akan  berkurang  nilainya secara  linier  jika  terjadi  kenaikan  suhu.  Selain  itu suhu  yang  tinggi  juga  akan  menurunkan  indeks kekentalan  dari  cairan.  Dengan  semakin  rendah viskositas  minyak  goreng,  maka  akan  semakin besar  kemampuan  alirnya  pada  medium  tersebut. Hubungan antara ln [L/(L ˷ - L ᵼ )] dengan t indikator minyak  goreng  (50°C),  indikator  oli  A  (5°C),  dan indikator oli B (5°C) dapat dilihat pada Gambar 16, Gambar 17 dan Gambar 18.
Gambar 16  Grafik hubungan antara ln [L/(L ˷ - L ᵼ )] dengan t indikator minyak goreng pada 50°C
Gambar  17    Grafik  hubungan  antara  ln  [L/(L ˷ - L ᵼ )]  dengan  t  indikator  oli  A  pada
5°C
Gambar  18    Grafik  hubungan  antara  ln  [L/(L ˷ - L ᵼ )]  dengan  t  indikator  oli  B  pada 5°C
Berdasarkan  Gambar  16,  Gambar  17,  dan Gambar  18  menunjukkan  bahwa  nilai  slope  dari plot  hubungan  antara  ln  [L/(L ˷ -  L ᵼ )]  dengan  t berbeda. Nilai konstanta laju resapan dari indikator minyak goreng (50°C), oli A (5°C) dan oli B (5°C) terhadap tiap jenis medium dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4  Nilai konstanta laju resapan pada indikator minyak  goreng  (50°C),  oli  A  (5°C)  dan  oli B (5°C)
Jenis Kertas Jenis Indikator Minyak Goreng (50°C) Oli  A (5°C) Oli  B (5°C) Buffalo 0.0178 0.0250 0.0240 HVS 80 gr 0.0161 0.0223 0.0259 Foto 0.0171 0.0229 0.0255
-0.6 -0.1 0.4 0.9 1.4 1.9 2.4 0 24 48 72 96 ln [L/ (L ˷ - L ᵼ )] t (jam) Buffalo HVS 80 g
Foto Concord Gambar Karton duplex -0.35 0.15 0.65 1.15 1.65 0 24 48 72 96 ln [L/ (L ˷ - L ᵼ )] t (jam) Buffalo HVS 80 g Foto Concord Gambar Karton Duplex -1 0 1 2 3 0 24 48 72 96 ln [L/ (L ˷ - L ᵼ )] t (jam) Buffalo HVS 80 gr Foto Concord Gambar -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 24 48 72 96 ln [L/ (L ˷ - L ᵼ )] t (jam) Buffalo HVS 80 gr Foto concord
Gambar Karton Duplex
Concord 0.0164 0.0230 0.0232 Gambar 0.0159 0.0227 0.0227 Karton Duplex 0.0167 0.0220 0.0248
Pada  suhu  5°C  indikator  oli  mengalami penurunan  panjang  peresapan.  Oli  yang  disimpan pada  suhu  rendah  menjadi  semakin  kental. Viskositas  yang  tinggi  dipengaruhi  adanya penyusutan  materi  dan  mempersempit  jarak  antar molekulnya. Jarak antar molekul yang lebih sempit tersebut  akan  meningkatkan  viskositas  oli  dan kemampuan  laju  alirnya  akan  menurun  juga. Panjang  peresapan  sesuai  dengan  pembuatan  label cerdas  karena  ketersediaan  tempat  penyimpanan dalam  lemari  es  yang  tidak  terlalu  besar  membuat label  cerdas  yang  diaplikasikan  menjadi  lebih fleksibel dan praktis. Hubungan nilai ln k terhadap 1/T dapat dilihat pada Gambar 19, Gambar 20, dan Gambar 21.
Gambar  19    Grafik  hubungan  antara  ln  k  dengan
1/T indikator minyak goreng
Gambar  20    Grafik  hubungan  antara  ln  k  dengan 1/T indikator oli A
Gambar  21    Grafik  hubungan  antara  ln  k  dengan 1/T indikator oli B
Berdasarkan  Gambar  19,  Gambar  20,  dan Gambar  21  grafik  hubungan  ln  k  dengan  1/T menunjukkan  adanya  perbedaan  slope.  Indikator minyak  goreng  pada  semua  jenis  medium menunjukkan nilai slope negatif. Pada indikator oli A,  slope  pada  grafik  secara  garis  besar  bernilai positif kecuali pada kertas buffalo , sedangkan pada indikator  oli  B  nilai  slope  nya  bervariasi.  Kertas concord dan kertas gambar mempunyai slope yang bernilai  positif  sedangkan  kertas  lain  seperti buffalo ,  foto,  HVS  80  g,  dan  karton duplex mempunyai  slope  yang  bernilai  negatif.  Nilai energi  aktivasi  (Ea)  setiap  indikator  terhadap masing-masing medium dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5  Nilai energi aktivasi (Ea)
Jenis Zat Cair Jenis Kertas Ea (J/mol) Minyak Goreng Buffalo - 132002.936 HVS 80 g - 172106.323 Foto - 147669.839 Concord - 115929.788 Gambar - 182986.608 Karton Duplex - 159795.352 Oli A Buffalo -1961.938 HVS 80 g 1578.496 Foto 1881.541 Concord 1416.872 Gambar 1318.351 Karton Duplex 1116.986 Oli B Buffalo -468.236 HVS 80 g -1776.536 Foto -1457.777 Concord 1060.284 Gambar 1279.275 Karton Duplex -913.542
Energi aktivasi merupakan energi minimum setiap indikator untuk dapat meresap pada medium selama  96  jam  penyimpanan.  Energi  aktivasi  pada semua  jenis  medium  dengan  indikator  minyak goreng  bernilai  negatif.  Indikator  oli  A  benilai positif  pada  semua  jenis  medium  kecuali  kertas buffalo .  Sedangkan  oli  B  bernilai  positif  pada kertas  gambar  dan concord dan  bernilai  negatif pada  kertas buffalo ,  foto,  HVS  80  g  dan  karton duplex .  Energi  aktivasi  bernilai  positif  jika  pada
-4.28
-4.13
-3.98 -3.83 -3.68 3.00  3.10  3.20  3.30  3.40  3.50 ln k 1/T/ 10^-3 Buffalo HVS 80 gr Foto
Concord Gambar Karton Duplex -3.84 -3.80
-3.76 -3.72 -3.68 3.20  3.30  3.40  3.50  3.60 ln k 1/T/10^-3 Buffalo HVS 80 gr Foto
Concord Gambar Karton Duplex -3.80 -3.76
-3.72 -3.68
-3.64 3.20  3.30  3.40  3.50  3.60 ln k
1/T/10^-3 Buffalo HVS 80 gr Foto Concord Gambar
Karton Duplex
indikator  membutuhkan  energi  minimum  untuk melakukan  peresapan  pada  kertas,  sedangkan bernilai negatif jika selama penyimpanan indikator tidak  membutuhkan  energi  melainkan  melepas energi.  Energi  aktivasi  dapat  menurun  jika  terjadi kenaikan suhu karena peningkatan suhu. Oli A dan oli B juga mempunyai energi aktivasi yang bernilai negatif,  tetapi  tidak  pada  semua  jenis  kertas. Adanya  penurunan  energi  aktivasi  hingga  bernilai negatif tersebut bisa terjadi karena ketidaksesuaian antara indikator dengan sifat karakteristik medium. Hubungan  energi  aktivasi  dengan  laju peresapan  berbanding  terbalik.  Semakin  besar energi  aktivasi  maka  laju  peresapannya  semakin lambat.  Karena  energi  minimum  yang  dibutuhkan indikator  untuk  meresap  pada  medium  semakin besar.  Pada  pembuatan  label  cerdas  ditentukan jenis  medium  dengan  indikator  yang  mempunyai energi  aktivasi  yang  tinggi  agar  indikator  tersebut mempunyai laju peresapan yang rendah. Berdasarkan  kondisi  tersebut  maka  indikator  yang paling  baik  untuk  pembuatan  label  cerdas  adalah oli  A  dengan  urutan  nilai  energi  aktivasi  pada medium dari yang rendah sampai yang tinggi yaitu buffalo , karton duplex , gambar, concord , HVS 80 g dan foto.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  identifikasi indikator  dari  zat  cair  yang  berbeda  viskositas dengan  pemilihan  zat  cair  yang  sesuai  yaitu  jenis zat  cair  viskositas  tinggi.  Selain  itu  dari  kelima jenis  kertas  dan  satu  jenis  karton  yang  digunakan dalam  identifikasi  medium,  dapat  ditentukan  jenis medium  mana  yang  sesuai  untuk  pembuatan  label cerdas  berdasarkan  panjang  peresapan  dan  energi aktivasinya.  Ada  beberapa  jenis  zat  cair  lain  yang memiliki  viskositas  yang  tinggi  secara  alami. Kertas  atau  karton  yang  diidentifikasi  sebagai medium  hanya  sebagian  jenis  kertas  atau  karton yang  diproduksi  dan  beredar  di  pasaran.  Terdapat jenis  kertas  atau  karton  lain  yang  dapat diidentifikasi sebagai medium.

## V. PENUTUP

## A. Simpulan
Gramatur  kertas  atau  karton  terendah sampai  tertinggi  yaitu  kertas  HVS  80g  gambar, buffalo , concord ,  foto  dan  karton duplex . Sedangkan rapat massa kertas atau karton terendah sampai  tertinggi  yaitu  karton duplex , concord , buffalo , gambar, HVS 80 g dan foto. Nilai densitas dan  viskositas  ketiga  indikator  berbeda.  Densitas dan    viskositas  dipengaruhi  oleh  suhu.  Adaya peningkatan  suhu  menyebabkan  nilai  densitas  dan viskositas    menurun,  begitu  pula  sebaliknya. Densitas  tertinggi  dan  terendah  ketiga  indikator yaitu  pada  suhu  25°C  dan  50°C,  sedangkan viskositas  tertinggi  sampai  terendah  ketiga
indikator viskositas tinggi pada suhu 40°C yaitu Oli A, oli B dan minyak goreng.
Suhu sangat berpengaruh pada daya resap indikator  pada  medium.  Semakin  rendah  suhu menyebabkan  daya  resap  indikatorr  semakin rendah pula, dan sebaliknya. Indikator dan medium yang sesuai dapat ditentukan dari nilai tetapan laju serapan  dan  energi  aktivasi.  Berdasarkan  nilai energi  aktivasi,  maka  jenis  indikator  yang  paling sesuai  yaitu  oli  A  dengan  nilai  energi  aktivasi paling  tinggi  dari  indikator  yang  lain.  Minyak goreng  dan  oli  B  mempunyai  energi  aktivasi negatif.  Nilai  negatif  menunjukkan  tidak  ada penghalang yang menghambat aliran indikator pada medium  sehingga  daya  serapnya  tinggi  dan  tidak sesuai  dengan  label  cerdas  yang  akan  dibuat dengan  indikator  yang  mempunyai  daya  resap rendah. Dengan demikian nilai energi aktivasi pada medium dari yang rendah sampai yang tinggi yaitu buffalo , karton duplex , gambar, concord , HVS 80 g dan foto.

## B. Saran
Indikator  minyak  goreng  tidak  dapat digunakan  untuk  indikator  label  cerdas  karena mempunyai  titik  beku  yang  lebih  tinggi dibandingkan  suhu  penyimpanan  lemari  es.  Oleh karena  itu,  perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut mengenai zat cair lain yang mempunyai viskositas lebih  tinggi  dari  oli  agar  daya  serapnya  rendah. Selain  itu  juga  perlu  dilakukan  penelitian  lebih lanjut  mengenai  jenis  kertas  atau  karton  lain  yang dapat  digunakan  sebagai  medium  pembuatan  label cerdas. Dengan adanya jenis kertas atau karton dan zat  cair  lain  untuk  pembuatan  label  cerdas,  maka dapat diketahui jenis kertas atau karton dan zat cair yang paling sesuai untuk menghasilkan label cerdas dengan aplikasi penyimpanan yang lebih maksimal.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Dr.  Endang  Warsiki,  S.TP.,  M.Si  atas  bimbingan dan  arahannya  selama  penulis  menyelesaikan skripsi dan penelitian ini. Penulis juga menyampaikan  terima  kasih  kepada  Departemen Teknologi  Industri  Pertanian  IPB  yang  telah memberikan bantuan dana penelitian. Terima kasih dan  penghargaan  terutama  juga  diperuntukkan kepada kedua orang tua, keluarga, dan sahabat atas doa dan dukungan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[BSN]  Badan  Standarisasi  Nasional.  2006. Biodiesel.  Jakarta  :  Standar  Nasional Indonesia.
[BSN]  Badan  Standarisasi  Nasional.  2008.  Kertas dan  Karton.  Jakarta  :  Standar  Nasional Indonesia.
Adrimarsya.  2012.  Difusi  Dan  Osmosis  [Internet]. [diunduh  2014  Jan  12].  Tersedia  pada  : http://Adrimarsya.wordpress.com/2012/12 /05/difusi-dan-osmosis/ . Casey JP. 1961. Pulp and Paper, vol.II Second Ed. New York : International Publisher. Coe  JS.  1971.
Chemical  Equilibrium.  An Introduction, London : Methuen Educational. p. 1-7. Cuah  TG,  Ling  HL,  Chin  NL,  Choong  TSY, Fakhru’l-Razi A. 2008. Effect
temperatures  on  rheological  behaviour  of dragon  fruit  (hylocereus  sp).  J  Food  Eng 4(7): 1-30. Kanoni.  1999. Hand  Out  Pengetahuan  Bahan (Viskositas) . TPHP UGM. Yogyakarta.Utomo, J.S. dan S.S.
Antarlina. 2002. Tepung Instant Ubi Jalar untuk  Pembuatan  Roti  Tawar .  Majalah Pangan No: 38/XI/Jan/2002. hlm: 28-34. McCabe  WL,  Smith  JC,  Harriot  P.  1999.Unit Operasi  Teknik  Kimia,  Edisi  4.  Ir.  E. Jasjfi,  M.Sc,  penerjemah.  Jakarta  (ID):
Erlangga. Terjemahan
dari
Unit
Operations  of  Chemical  Engineering,
Fourth Edition .
Noureddini  H,  Teoh  BC,  Clements  LD.  1992. Densities of vegetabel oils and fatty acids. J Am Oil Chem Soc 69(12): 1184-1188. Nugroho  SR,  Sunarno  H.  2012.  Identifikasi  Fisis
Viskositas Oli Mesin Kendaraan Bermotor terhadap Fungsi Suhu dengan Menggunakan Laser Helium Neon. Jurnal
Sains dan Seni. hlm: 1-5 Robertson G. 2006. Food Packaging Principles and Practices.  Ed  ke-2.  Boca  Raton,  Fla: Taylor & Francis. Sinuhaji  P.  2010.  Interaksi  Serat  Limbah  Industri Pulp  Dengan  Serat  Nanas,  Pisang  Dan Rami  Pada  Pembuatan  Karton  [disertasi]. Medan : Universitas Sumatra Utara Soedarmo  H.  2008.  Panduan  Praktis  Merawat  & Memperbaiki  Sepeda  Motor.  Jakarta  : Gedium Pustaka Utama. Taoukis  PS,  Labuza  TP.  1989.  Applicability  of time  temperature  indicators  as  shelf-life monitors  of  food  products.  Di  dalam Joseph K, Paul B, editor. Journal of Food Science, 54, 783–788. Vaitilingom G, Liennard A. 1997. Various Vegetables Oils as Fuel for diesel and Burners : J. cuercasi Particularities. Hlm.. 98-109 dalam G.M. Gubitz, M. Mittelbach dan M. Trabi (ed), Biofuels and Industry Product from Jatropha curcas, , Austria : Dbv – Verlag Fur die Technische Universitat Graz