Jurnal Lahan Suboptimal ISSN: 2252-6188 (Print), ISSN: 2302-3015 (Online, www.jlsuboptimal.unsri.ac.id) Vol. 5, No.1: 62-70  April 2016

## Kinerja Beberapa Tipe Moisture Meter dalam Penentuan Kadar Air Padi

## Evaluation of Moisture Meters Performance on Determination of Water
Content of Rough Rice
Fahroji 1 , Hendri 2
1 Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Riau
2 Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika Jl. Kaharuddin Nasution 341, Pekanbaru Email: fahroji83@gmail.com

## ABSTRACT
Moisture  content  is  an  important  parameter  for  determining  of  rice  quality.  The  water content of rough rice affects on milling process because if water content is high, more than 14% of high will result broken rice. The purpose of this research is to study the reliability of moisture meters on determination of the water content of rice grain, accuracy, precision and  reproducibility. The  sample of  measurement  are  rough  rice  with  5  different  water contents  (12%,  14%,  16%,  18%  and  20%),  while  the  equipments  to  be  evaluated  are  the resistance  type  of  moisture  meters  (Gwon1,  Gwon2  and  Gwon3),  the  capacitance  type (Kett and Gac), the direct method (type infrared and hot air oven). AOAC method is used as a standard because of its more accurate than the other methods. The result showed that moisture  meters  performed  strong  relation  with  moisture  content  measured  by  AOAC  as the  reference.  Kett  meter  was  more  accurate  than  the  other  moisture  meters.  All  meters showed  not  satisfied  in  reliability  indicator  including  accuracy,  as  well  as  for  Allowed Quality Limit (AQL). Measurement of precision value of resistance type moisture meters indicated high precision and reproducibility from 3 meters are not satisfied.
Keywords:  accuracy,  allowed  quality  limit,  moisture  meter,  precision,  reproducibility, rough rice

## ABSTRAK
Kadar air merupakan salah satu parameter yang sangat penting untuk menentukan kualitas padi. Kadar air padi mempengaruhi proses penggilingan karena bila kadar air terlalu tinggi atau lebih dari 14%, padi akan terasa lunak atau lembek sehingga menghasilkan beras yang patah.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  jenis  moisture  meter terhadap kadar air gabah serta menentukan akurasi, presisi dan reproduksibilitas moisture meter.  Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  padi  dengan  5  kadar  air  yang berbeda yaitu 12%, 14%, 16%, 18% and 20%. Sementara peralatan yang digunakan adalah moisture  meter  tipe  resistansi  yaitu  Gwon1,  Gwon2  and  Gwon3,  moisture  meter  tipe kapasitansi yaitu Kett and Gac, dan metode langsung yaitu infrared (IR) dan oven kering. AOAC  dipilih  sebagai  standar  karena  kecenderungannya  yang  lebih  akurat  daripada  alat pengukur  kadar  air  yang  menggunakan  elektronik  konduktansi.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa semua moisture meter mempunyai korelasi yang sangat kuat dengan metode  AOAC.  Kett  meter  lebih  akurat  dibandingkan  moisture  meter  lainnya.  Semua moisture  meter  menunjukkan  tingkat  akurasi  yang  kurang  demikian  juga  nilai    AQL. Moisture  meter  tipe  resistansi  menunjukkan  nilai  presisi  yang  tinggi,  sedangkan  nilai reproduksibilitas menunjukkan nilai yang rendah.                   .
Kata kunci: allowed quality limit, akurasi, moisture meter, presisi, reproduksibilitas, gabah

## PENDAHULUAN
Kadar  air  merupakan  salah  satu parameter  yang  sangat  penting  untuk menentukan  kualitas  bahan  pangan,  karena air  dapat  mempengaruhi  penampakan, tekstur,  dan  citarasa.  Kadar  air  turut menentukan  kesegaran  dan  daya  tahan bahan pangan. Bakteri, kapang, dan khamir dapat berkembang dengan cepat pada bahan pangan  khususnya  padi  dengan  kandungan air  yang  tinggi,  sehingga  akan  terjadi kerusakan  pada  bahan  pangan.  Kadar  air memegang peranan penting karena aktivitas air menyebabkan terjadinya proses pembusukan Selain menyebabkan kerusakan  mikrobiologis,  kadar  air  yang tinggi  juga  dapat  menyebabkan  kerusakan kimiawi  dan  enzimatis  pada  bahan  pangan (Kaleta, & Górnicki, 2013).
Setelah  dipanen  dan  dikeringkan, padi  (gabah)  biasanya  disimpan  untuk beberapa lama sebelum dijual atau dimanfaatkan  untuk  berbagai  tujuan.  Lama waktu  ketahanan  penyimpanan  tergantung pada kondisinya ketika dipanen dan fasilitas penyimpanan  yang  digunakan.  Salah  satu faktor  yang  berperan  dalam  hal  ini  adalah kadar air sehingga dapat digunakan sebagai indikator kualitas gabah dan akan berakibat pada  harga  jual  gabah  tersebut  (Khir  et  al., 2014).
Kadar  air  gabah  adalah  kandungan air di dalam gabah yang di nyatakan dengan persen.  Kadar  air  mempengaruhi  proses penggilingan  gabah  karena  bila  kadar  air terlalu  tinggi,  lebih  dari  14%,  padi  akan terlalu lunak atau lembek sehingga menghasilkan  beras  yang  patah.  Selain  itu kadar  air  yang  tinggi  akan  memicu kerusakan  gabah  akibat  proses  kimia, biokimia,  maupun  mikrobia  sehingga  akan menimbulkan pembusukan pada saat penyimpanan.  Sebaliknya  bila  kadar  air yang  terdapat  dalam  gabah  sama  dengan atau kurang dari 14% gabah akan lebih kuat pada  saat  di  giling  serta  lebih  tahan
terhadap  kerusakan.  Jadi  agar  memenuhi standar  simpan  padi,  kadar  air  gabah  harus berkisar antara 13% - 14% (Afzalinia et al., 2004).
Oleh  karena  itu,  penting  untuk mempelajari  cara  yang  berbeda  dalam menentukan  kadar  air  untuk  mengetahui kehandalan  masing-masing  alat  seperti akurasi  dan  presisi.  Kadar  air  dapat ditentukan  dengan  metode  primer  yaitu berdasarkan pengukuran berat seperti metode  oven  kering  atau    infra  red  atau metode sekunder yaitu menggunakan peralatan  elektronik  dengan  memanfaatkan karakteristik  elektronik  bahan.  Alat  yang digunakan  dalam  metode  sekunder  ini  ada dua  yaitu  tipe  kapasitansi  dan  resistansi (Owens et al., 2006).
Prinsip  metode  oven  kering  adalah menggunakan suhu tinggi untuk menguapkan  air.  Penghitungan  kadar  air adalah  dari  berat  awal  dan  berat  setelah dikeringkan,  sedangkan  metode    infra  red adalah mendeteksi berat yang hilang karena pemanasan  dan  pengeringan.  Prinsip  tipe kapasitansi  adalah  menempatkan  bahan pada  dua  plat  kapasitor  dan  kandungan  air berakibat pada sifat  dielektrikal,  sample air yang  terukur  sebanding  dengan  nilai kapasitan  pada  bahan  tersebut.  Sementara pada  tipe  resistansi,  kadar  air  yang  terukur berbanding  terbalik  dengan  nilai  resistan bahan  yang  diukur  (Owens  et  al.,  2006). Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui performa beberapa tipe moisture  meter  pad  pengukuran  kadar  air melalui  penentuan  beberapa  indikator  yaitu akurasi,  presisi,  allowable  quality  limits (AQL), dan reproduksibilitas.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  gabah  dengan  5  kadar air berbeda yaitu 12%, 14%, 16%, 18% and 20%,  moisture  meter  meter  tipe  resistansi
yaitu  Gwon1,  Gwon2  and  Gwon3, moisture  meter  tipe  kapasitansi  yaitu  Kett and  Gac,  unit  infrared,  oven  kering, desikator, dan timbangan.

## Metode
Perlakuan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  penggunaan  moisture meter  yang  berbeda  yaitu  tipe  resistansi (Gwon1,  Gwon2  and  Gwon3),  dan  tipe kapasitansi  (Kett  and  Gac  meter),  serta metode langsung (infrared and AOAC)
1. Pengukuran  kadar  air  dengan  metode AOAC  yaitu  menggunakan  oven kering yang berfungsi untuk
mengeringkan  dan  memanaskan  dan mengurangi  kadar  air  bahan.  Bahan yang  telah  dimasukkan  kedalam  oven akan dipanaskan menggunakan gelombang elektromagnetik yang sebelumnya  telah  di  set  waktu  dan suhunya.  Gelombang  elektomagnetik berfungsi seperti api pada kompor.
2. Pengukuran  kadar  air  dengan  metode infrared  menggunakan lampu halogen yang  mengeluarkan  sinar  infrared yang memanaskan bahan dan menguapkan air dalam bahan.
Pemanas  infrared  dilengkapi  dengan neraca analitik yang terpasang didalamnya sehingga proses
penimbangan terjadi secara otomatis.
3. Pengukuran  kadar  air  menggunakan moisture  meter  tipe  kapasitansi  yaitu pengukuran kadar air yang didasarkan pada  konduktivitas  atau  hantaran listrik.  Hantaran  listrik  tersebut  akan ditangkap  oleh  alat  yang  dinamakan detektor.  Kadar  air  bahan  akan berbanding  linear  terhadap  kapasitas listrik yang diukur.
4. Pengukuran  kadar  air  menggunakan moisture  meter  tipe  resistansi  yaitu pengukuran  kadar  air  dengan  sistem resistansi bahan
dengan menghancurkan  bahan  yang  akan diukur  kadar  airnya,  hal  tersebut dilakukan  untuk  memperoleh  tahanan bahan yang kemudian oleh alat dibaca sebagai  kadar  air  bahan.  kadar  air yang  terukur  berbanding  terbalik dengan nilai resistan yang diukur,
Hubungan  metode  AOAC  dengan metode  lainnya  ditentukan  menggunakan kurva  regresi  linear  seperti  Gambar  5. Koefisien korelasi  yang mendekati angka 1 menunjukkan bahwa terdapat korelasi linier positif  antara  metode  AOAC  sebagai standard  dan  moisture  meter  lainnya. AOAC  dipilih  sebagai  standar  karena kecenderungannya yang lebih akurat daripada  alat  pengukur  kadar  air  yang menggunakan elektronik konduktansi (Shewmaker and Thaemert, 2004)
Gambar 1. Metode AOAC menggunakan oven kering
Gambar 2. Pengukuran kadar air menggunakan infrared
Gambar 3. Moisture meter tipe kapasitansi (Gac Meter)
Gambar 4. Moisture meter tipe Resistansi (G-won meter)
Gambar 5. Hubungan antara AOAC dan Gwon1
Reabilitas moisture meter diukur menggunakan  beberapa  parameter  seperti akurasi, allowable  quality  limits (AQL), presisi, dan reproduksibiliti.
Akurasi  adalah  derajat  kesesuaian pengukuran  sampel  ke  nilai  standar  atau nilai  yang  sebenarnya.  Akurasi  moisture meter  untuk  pengukuran  kadar  air  gabah dihitung menggunakan Normalization Root- Mean-Square  Difference (NRMSD).  AQL
adalah  jumlah  maksimum  per  jumlah sampel  yang  diuji  yang  keluar  dari  batas pengukuran yang ditentukan. AQL dinyatakan  dalam  nilai normalized  positive sample  error (NPSE)  dan normalization negative  sample  error (NNSE)  (Wishna, 1984). Akurasi ditentukan dengan menggunakan specified  root-mean-square difference (SRMSD):
1 ........ 2 2 2 12 2 1 11                          m SRMSD R M SRMSD R M SRMSD R M n nmx x x NRMSD =
Nilai AQL dinyatakan baik jika nilai NPSE +2,0 tidak boleh melebihi 2,5% dan  nilai - 2,0  tidak  boleh  melebihi  2,5%  (Wishna, 1984). Allowable  quality  limits (AQL)
dinyatakan  sebagai normalized  positive sample  error (NPSE)  dan normalization negative  sample  error (NNSE)  dengan persamaan:
SRMSD R M x NPSE n nmx   ) ( dimana, n nmx R M  SRMSD R M x NNSE n nmx   ) ( dimana, n nmx R M  Presisi merupakan tingkat kesepakatan pengukuran sampel independen  yang  sama  oleh  aplikasi berulang  instrument  pengukuran  dalam kondisi tertentu. Sementara reproduksibilitas adalah
tingkat kesepakatan  dalam  rata-rata  pengukuran independen dari sampel yang sama dengan instrument  pengukuran  yang  berbeda dalam  kondisi  tertentu.  Reproduksibilitas digunakan  untuk  menggambar  kedekatan
( closeness ) keluaran pembacaan bila masukan  yang  sama  digunakan  secara berulang-ulang.  (Wishna,  1984).  Presisi dinyatakan  sebagai normalized  standard deviation NSD  (n,x)  dengan  ulangan pengukuran  ‘m’  dengan  sampel  ‘n’ menggunakan  moisture  meter  yang  sama ‘x’. Dinyatakan presisi jika nilai yang lebih dari 0,3 tidak lebih dari 5% dan mengikuti rumus:
NSD (n, x)    =   100 1 ... ... 2 2 1 2 2 2 2 1                SRMSD m m M M M M M M nmx x n x n nmx x n x n
Reproduksibiliti dinyatakan sebagai maximum average difference MAD (n) dan persamaan maximum average difference diukur dengan ‘x’ meter menggunakan sampel ‘n’
m M M M x n A nmx x n x n     ..... ) , ( 2 1
Untuk ‘MAD’ meter diketahui maksimum A  (n, x) dan minimum A (n, x) MAD (x)    =     Maksimum A (n, x)  -  Minimum A (n, x)
Tabel 1. Korelasi antara Metode AOAC dengan Moisture Meter menggunakan Kurva Regresi Linear
Moisture meter Slope R 2 R Gwon1 vs AOAC 3,192 0,921 0,960 Gwon2  vs AOAC 2,357 0,851 0,922 Gwon3 vs AOAC 3,503 0,824 0,908 Kett  vs AOAC 1,217 0,986 0,993 Gac vs AOAC 1,638 0,988 0,994 IR vs AOAC 1,488 0,936 0,968

## Tabel 2. Analisa DMRT beberapa moisture meter
Perlakuan Ulangan Subset 1 2 3 4 AOAC 3 1,0000 Kett 3 1,2167 1,2167 IR 3 1,4883 Gac 3 1,6380 Gwon2 3 2,3570 Gwon1 3 3,1923 Gwon3 3 3,5027 Sig. 0,316 0,074 1,000 0,158
Akurasi and Allowed Quality Limit (AQL)
Tabel 3. Nilai akurasi dan Allowed Quality Limit (AQL)
Test Gwon1 Gwon 2 Gwon 3 Kett Gac IR AOAC Akurasi (NRMSD) 8,7 9,25 9,74 3,26 1,37 3,3 0 AQL - NNSE 12 dari 15 15 dari 15 12 dari 15 12 dari 15 3 dari 9 9 dari 11 0 - NPSE 0 0 0 0 6 dari 6 1 dari 4 0

## Presisi dan Reproduksibilitas
Tabel 4. Nilai NSD, reproduksibilitas dan MAD beberapa moisture meter
Test Moisture Meter Gwon1 Gwon2 Gwon3 NSD 0,233216 0,218398 0,233818 Reproduksibilitas 11,66 10,897 11,69 MAD 0,79
Data dianalisa
menggunakan ANOVA  dan  DMRT  pada  α  5%  untuk menentukan hubungan antara metode AOAC  dengan  moisture  meter  terpilih. Data diolah menggunakan SPSS 15.

## HASIL

## Kalibrasi antara AOAC dengan Moisture meter lainnya
Kurva  kalibrasi  didesain  dengan memplot  kadar  air  menggunakan  metode AOAC  (sumbu  y)  dan  kadar  air  dari moisture  meter  lainnya  (Gwon1,  Gwon2, Gwon3,  Kett,  and  Gac)  di  sumbu  x (Gambar  5).  Dari  kurva  diperoleh  nilai slope dan R 2 .

## PEMBAHASAN
Koefisien  korelasi  (R)  berkisar antara  0,908-0,994.  Semua  moisture  meter mempunyai  korelasi  yang  sangat  kuat dengan  metode  AOAC  yang  dibuktikan dengan  nilai  R  yang  lebih  besar  dari  0,75 (Sarwono, 2006). Semua slope menunjukkan  nilai  positif  yaitu  berkisar antara  1,217-3,503.  Nilai slope yang diperoleh dari Tabel 2 menunjukkan bahwa metode AOAC  tidak berbeda nyata dengan Kett  meter  pada  α  0,05.  Tetapi  metode AOAC  berbeda  nyata  dengan  Gwon1, Gwon2, Gwon3, Gac dan IR. Ini menunjukkan  bahwa  Kett  meter  lebih akurat  dibandingkan  degan  moisture  meter lainnya.
Semua  moisture  meter  mempunyai akurasi  yang  rendah  karena  nilai  NRMSD lebih dari 1, hanya Gac meter yang nilainya mendekati 1 atau mendekati akurat. Hal ini bisa  terjadi  karena  kesalahan  sampel  atau kesalahan  pada  proses  pengukuran  kadar air.  Pada  metode  langsung  yaitu  metode AOAC, air pada bahan diuapkan menggunakan  pengeringan  dan  kemudian penentuan  kadar  air  melalui  penimbangan. Sedangkan  pada  metode  tidak  langsung biasanya  cepat  dan  memerlukan  sedikit persiapan  sampel,  tetapi  kurang  akurat
dibandingkan  metode  langsung  (Carter, 2007).
Hasil penghitungan
AQL menunjukkan bahwa semua moisture meter menunjukkan  nilai  yang  melebihi  batas yang  ditentukan  yaitu  nilai  NPSE  +2,0 melebihi  2,5%  dan  nilai    -2,0  melebihi 2,5%.
Presisi ditentukan dengan 10 sampel menggunakan moisture meter tipe resistansi (Gwon1,  Gwon2,  dan  Gwon3)  dengan sampel  gabah  berkadar  air  14%.  Semua moisture meter yang digunakan menunjukkan  presisi  yang  bagus  karena nilainya  dibawah  0,3.  Reproduksibilitas dinyatakan dalam Maximum Average Difference (MAD).  Moisture  meter  tipe resistansi
menunjukkan nilai reproduksibilitas  yang  rendah  karena  nilai MAD lebih besar dari 0,3.

## KESIMPULAN
Semua  moisture  meter  mempunyai korelasi  yang  sangat  kuat  dengan  metode AOAC. Kett meter lebih akurat dibandingkan degan moisture meter lainnya. Semua moisture meter menunjukkan kurang akurat  dan nilai  AQL melebihi  batas  toleransi.  Moisture  meter tipe  resistansi  menunjukkan  presisi  yang tinggi  dimana  nilai  pengukuran  <0,3. Sedangkan nilai reproduksibilitas menunjukkan nilai yang rendah.

## DAFTAR PUSTAKA
Afzalinia,  S.,  Shaker,  M.,  &  Zare,  E. (2004). Comparison of different rice milling  methods. Canadian  Bio- systems Eng , 3 , 3-63.
Carter,  B.  2007.  The  Challenges  of
Measuring Moisture Content.
Decagon Devices, Inc. USA
Kaleta, A., & Górnicki, K. 2013. Criteria of Determination of Safe Grain Storage Time-A  Review.  In Advances  in Agrophysical  Research (pp.  295- 318). InTech Publisher.
Khir,  R.,  Pan,  Z.,  Thompson,  J.  F.,
El ‐ Sayed, A. S., Hartsough, B. R., & El ‐ Amir,  M.  S.  2014.  Moisture removal characteristics of thin layer rough rice under sequenced infrared radiation heating and cooling.
Journal  of  Food  Processing  and
Preservation , 38 (1), 430-440.
Owens,  F.,  Soderlund,  S.,  Hi-Bred,  P.,  &
Business,  A.  D.  2006.  Methods  for measuring  moisture  content  of grains  and  implications  for  research and  industry.  In Proceedings  of  the Oklahoma  state  university  cattle grain processing
symposium.
Oklahoma  state  university,  Tulsa, OK (pp. 238-244).
Sarwono,  J.  2006.  Metode  Penelitian Kuantitatif  dan  Kualitatif.  Graha  Ilmu Yogyakarta Shewmaker, GE and  Ron Thaemert. 2004.
Measuring  Moisture  in  Hay.  In: Proceedings, National Alfalfa Symposium,  13-5  December,  2004, San  Diego,  CA,  UC  Cooperative Extension, University of California
Wisha, S. 1984. Development of Performance  Standards  for  Grain and  Commodity  Moisture  Meters.
American  Society  of  Agriculture Engineering, St. Joseph, Michiga