JRPB, Vol. 6, No. 2, September 2018, Hal. 125-130 DOI: https://doi.org/10.29303/jrpb.v6i2.85 ISSN 2301-8119, e-ISSN 2443-1354 Tersedia online di http://jrpb.unram.ac.id/

## ANALISIS KORELASI ANTARA UKURAN DIAMETER DAN BENTUK PERMUKAAN PARTIKEL DENGAN LAJU ALIRAN GRANULA STROBERI
An Analysis of Correlation between Diameter Size and Shape of Particle Surface with Strawberry Granule Flow Rate
Ansar 1, *) , Nazaruddin 2 , Ahmad Alamsyah 2 , Atri Dewi Azis 3
1 Program Studi Teknik Pertanian, FATEPA Unram
2 Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, FATEPA Unram
3 Program Studi Pendidikan Bahasa Inggris, FKIP Unram
Email *) : ansar72@unram.ac.id
Diterima: Agustus 2018 Disetujui: September 2018

## ABSTRACT
Strawberry  processing  into  instant  drinks  is  very  prospective  because  the  market potential is still available. An important factor for this drink is the provision of granules that are easy to flow so they do not easy to caking. Therefore, the purpose of this study is to analysis correlation between the diameter and shape of the particle surface with the flow rate of strawberry granules. The raw material used was strawberry, while the filling material was lactose food grade. The process to make strawberry granules was conducted through some stages. Firstly, sorting the fruit, making concentrates, dough, and granules. The results of the research showed the smaller the granule diameter, the easier and faster it flows because it has a small friction force. Contrary, the larger the size of the granules diameter, the greater the friction among the granules, make them more difficult to flow. The surface shape of the granule also affects to the flow rate of the granule. The rough surface of the granule causes high bonding and friction on the surface of the particles, so that the flow rate of the granule was blocked. While smooth surface of the granule, the bond and friction among the particle surfaces are very small, so the  granule flow rate was higher.
Keywords: surface shape, strawberry granule, flow rate, diameter size

## ABSTRAK
Pengolahan buah stroberi menjadi minuman instan berbentuk granula sangat prospektif dikembangkan karena potensi pasar masih tersedia. Faktor kritis pada minuman ini adalah penyediaan granula yang mudah mengalir agar tidak mudah menggumpal. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah melakukan analisis korelasi antara ukuran diameter dan bentuk  permukaan  partikel  dengan  laju  aliran  granula  stroberi.  Bahan  baku  yang digunakan  adalah  buah  stroberi,  sedangkan  bahan  pengisi  adalah  laktosa food  grade . Proses pembuatan granula stroberi dilakukan melalui beberapan tahapan. Diawali dengan
sortasi buah, pembuatan konsentrat, adonan, dan granula. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran diameter granula, semakin mudah dan cepat mengalir karena memiliki  gaya  gesek  yang  kecil.  Sebaliknya,  semakin  besar  ukuran  diameter  granula, semakin  besar  pula  gaya  gesek  antar  granula,  sehingga  lebih  sulit  mengalir.  Bentuk permukaan  granula  ini  juga  berpengaruh  terhadap  laju  aliran  granula.  Semakin  kasar bentuk  permukaan  granula  menyebabkan  gesekan  yang  tinggi,  sehingga  laju  aliran granula  menjadi  terhambat.  Sedangkan  permukaan  granula  yang  halus,  ikatan  dan gesekan antar permukaan partikel sangat kecil, sehingga laju aliran granula lebih tinggi.
Kata kunci: bentuk permukaan, granula stroberi, laju aliran, ukuran diameter

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Indonesia  dikenal  sebagai  negara yang kaya dengan keanekaragaman buah- buahan  tropis  dan  sangat  potensial dikembangkan  menjadi  bahan baku produk  minuman  instan  (Ansar,  dkk., 2010 a ).  Salah  satu  di  antaranya  adalah buah  stroberi  ( Fragaria  vesca  L. ). Tanaman stroberi merupakan jenis tanaman  hortikultura  kecil  yang  banyak dibudidayakan di Indonesia. Tanaman ini telah menjadi komoditas unggulan karena memiliki  nilai  ekonomi  yang  sangat strategis.  Secara  nasional  potensi  buah stroberi dapat mencapai 10 juta ton/tahun (Winarso, 2015). Buah stroberi ini bersifat musiman  dan  tidak  tahan  lama  disimpan pada  kondisi  suhu  kamar.  Buah  stroberi yang telah matang hanya mampu bertahan 3-4  hari  pada  suhu  kamar  (Anibal,  dkk., 2016), sehingga harus diolah lebih lanjut.
Produk  olahan  dari  buah  stroberi sangat  prospektif  dikembangkan  karena potensi  pasar  masih  terbuka  lebar. Permintaan  buah  stroberi  dalam  bentuk sirup konsentrat (c oncentrated juice ) dari Amerika  Serikat  dan  Puerto  Rico diperkirakan mencapai 1000 ton per tahun (Curi,  dkk.,  2016).  Sedangkan  untuk negara-negara  Eropa  diperkirakan  100- 150 ton per tahun dan permintaan tersebut cenderung meningkat setiap tahun. Hal ini disebabkan  beberapa  hal,  antara  lain meningkatnya  pendapatan  per  kapita penduduk, meningkatnya jumlah penduduk  dunia,  dan  meningkatnya
penguasaan  teknologi  pengolahan  buah- buahan  (Moghadan,  dkk.,  2014).  Dengan demikian, merupakan peluang bagi industri  makanan  dan  minuman  untuk meningkatkan  ekspor  buah  dalam  bentuk produk pangan olahan yang siap dikonsumsi.
Selama  ini  produk  minuman  instan dalam  kemasan  telah  banyak  beredar  di pasaran  dan  digemari  konsumen  karena memiliki  beberapa  keunggulan,  seperti lebih  mudah  didistribusikan,  wadah penyimpanannya  lebih  simpel,  sehingga mudah  dibawa  oleh  konsumen  (Ansar, 2010 b ). Produk ini juga lebih mudah larut, sehingga  proses  penyajiannya  lebih praktis  dan  cepat.  Untuk  menyajikannya sebagai  minuman  penyegar  ( soft  drink ), minuman  ini  hanya  dilarutkan  ke  dalam air.
Permasalahan  yang  sering  terjadi pada  minuman  instan  berbentuk  serbuk adalah  granulanya  sulit  keluar  pada  saat konsumen mengeluarkannya dari kemasan sachet,  mudah  menggumpal,  sehingga sulit  larut.  Permasalahan  ini  diduga dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor,  seperti keseragaman  ukuran,  bentuk,  laju  aliran granula,  komposisi,  sifat  fisik  dan  kimia bahan,  suhu  penyimpanan,  dan  jenis kemasan. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah menganalisis karakteristik fisik granula stroberi sebagai bahan  baku  pembuatan  minuman  instan. Karakteristik fisik yang dianalisis meliputi ukuran  dan  bentuk  permukaan  partikel terhadap laju aliran granula stroberi. Laju aliran yang dimaksudkan dalam penelitian
ini adalah waktu yang diperlukan granula untuk  mengalir  melalui  lubang  corong dalam waktu tertentu.

## METODE PENELITIAN

## Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian  ini  telah  dilaksanakan pada bulan Mei-Juni 2018 di
Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan,  Fakultas  Teknologi  Pangan  dan Agroindustri Universitas Mataram.

## Alat dan Bahan
Peralatan  yang  digunakan  pada penelitian  ini  terdiri  atas rotary  vacuum evaporator , dehumidifier , ayakan, thermometer , hygrometer ,  dan  oven vacuum.  Sedangkan  bahan  baku  untuk pembuatan  granula  adalah  buah  stroberi yang  diperoleh  dari  petani  di  Sembalun Lombok  Timur.  Sebagai  bahan  pengisi ( filler )  yang  digunakan  adalah  laktosa food grade .

## Prosedur Penelitian
Pembuatan granula
stroberi dilakukan  dengan  beberapa  tahapan. Diawali  dengan  sortasi  dan  pembersihan buah  stroberi.  Selanjutnya  buah  dipotong menjadi  4  bagian  kemudian  di- blender untuk menghasilkan bubur buah. Selanjutnya  bubur  buah  disimpan  ke dalam freezer hingga membeku.
Tahap  kedua  adalah  bubur  buah stroberi  diekstrak  menggunakan rotary vacuum  evaporator .  Selanjutnya  ekstrak kental yang dihasilkan dari rotary vacuum evaporator ditambahkan filler laktosa dengan konsentrasi 50% hingga terbentuk adonan.
Proses pencampuran
bahan dilakukan  di  dalam  ruangan  dengan  RH 40%  (Ansar dan  Sirajuddin,  2012). Diawali  dengan  mencampurkan  ekstrak stroberi  dengan  laktosa  sedikit  demi sedikit.  Campuran  ini  diaduk  hingga  rata dan terbentuk adonan. Adonan ini diayak pada  ayakan  8,  10,  dan  12  mesh  dengan
cara  menekan  hingga  terbentuk  granula basah.  Granula  basah  ini  dikeringkan kembali di dalam pengering oven vakum pada  suhu  35 o C  selama  12  jam  untuk memperoleh granula kering dengan kadar air 4,95% wb.
Pengukuran  laju  aliran  ( flow  rate ) granula stroberi dilakukan dengan metode pengetapan (Ansar, dkk., 2016). Sebanyak  25  gram  granula  stroberi dimasukkan ke dalam corong yang bagian bawahnya  tertutup.  Kemudian  bagian bawah  corong  dibuka,  sehingga  granula stroberi dapat mengalir bebas dan jatuh ke bawah.  Waktu  alir  granula  ditentukan pada  saat  granula  mulai mengalir  sampai berhenti mengalir menggunakan stopwatch .

## Analisis Data
Verifikasi  data  hasil  penelitian digunakan analisis regresi untuk mengetahui  hubungan  antara  ukuran diameter  dan  bentuk  permukaan  granula terhadap  laju  aliran  granula  stroberi.
Keeratan  hubungan  ditunjukkan  dengan nilai  koefisien  determinasi  (R 2 ).  Apabila nilai  koefisien  determinasi  mendekati angka  1  (satu)  berarti  antara  variabel ukuran  diameter  dan  bentuk  permukaan partikel  memiliki  hubungan  yang  sangat erat terhadap laju aliran granula stroberi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Ukuran Diameter Granula
Korelasi  variasi  ukuran  diameter granula  terhadap  laju  aliran  granula stroberi seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Berdasarkan hasil pengukuran diketahui  bahwa  laju  aliran  tertinggi diperoleh  pada  hasil  ayakan  12  mesh. Sedangkan  laju  terendah  diperoleh  pada hasil ayakan 8 mesh. Berdasarkan data ini, diperoleh nilai koefisien determinasi (R 2 ) sebesar  0,9815.  Nilai  ini  berarti  bahwa terdapat hubungan yang sangat erat antara ukuran  diameter  dengan  laju  aliran granula stroberi. Dengan demikian, dapat
dijelaskan  bahwa  semakin  kecil  ukuran diameter  granula,  laju  aliran  granula semakin tinggi. Sebaliknya semakin besar ukuran diameter granula, semakin rendah laju aliran granula.
Gambar 1. Hubungan antara ukuran diameter granula dengan laju aliran granula stroberi.
Granula  yang  berukuran  12  mesh lebih  kohesivitas  jika  dibandingkan dengan  8  mesh.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  semakin  kecil  ukuran  diameter granula,  semakin  mudah  dan  cepat mengalir  karena  memiliki  gaya  gesek antar  granula  yang  kecil.  Sebaliknya, semakin  besar  ukuran  diameter  granula, semakin  besar  friksi  antar  granula, menyebabkan semakin sulit untuk mengalir.  Hasil  penelitian  ini  sejalan dengan  hasil  penelitian  yang  pernah dilakukan  oleh  Moghadam  dan  Sani (2014)  bahwa  semakin  besar  ukuran diameter  serbuk,  semakin  kecil  daya  alir serbuk  tersebut.  Hal  ini  terjadi  karena ukuran  diameter  serbuk  yang  besar memiliki volume massa yang tinggi yang dapat menghambat laju aliran serbuk.
Laju aliran granula stroberi ini dapat dianalogikan  dengan  cairan  non-Newton karena memperlihatkan aliran plastis yang dapat mengalir bebas berdasarkan bentuk dan  ukuran  diameternya.  Hal  seperti  ini pernah diungkap oleh A-sun, dkk. (2016) bahwa  kemampuan powder kering  untuk dapat mengalir secara bebas atau mampat sangat  dipengaruhi  oleh  ukuran,  bentuk, porousitas, kerapatan, dan luas permukaan granula. Selain itu, juga dipengaruhi oleh
gaya  tarik  kohesif  antar  permukaan granula.  Hal  yang  sama  juga  diungkap oleh  Shargel,  dkk.  (2005)  bahwa  faktor utama  yang  mempengaruhi  laju  aliran sebuah  powder  adalah  ukuran  diameter dan bentuk partikel. Lebih lanjut disebutkan  bahwa  semakin  kecil  ukuran partikel, semakin cepat daya alirnya. Guna menyempurnakan  data  dalam  penelitian ini,  maka  masih  perlu  dilakukan  variasi ukuran diameter partikel lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh ukuran mesh ayakan terhadap laju aliran granula stroberi.

## Bentuk Permukaan Granula
(A) (B) C
Gambar 2. Bentuk permukaan granula stroberi, (A) ayakan 12 mesh, (B) ayakan 10 mesh, dan (C) ayakan 8 mesh.
Bentuk  permukaan  granula  stroberi dengan 3 variasi ayakan yaitu 12, 10, dan 8 mesh yang dihasilkan dari penelitian ini
y = 0,525x + 4,1833 R² = 0,9815 0 2 4 6 8 10 12 8 10 12 F lo w R at e, g/s Mesh
seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Bentuk  permukaan  granula  ini  juga berpengaruh  terhadap  laju  aliran  granula. Permukaan  partikel  yang  kasar  dapat menyebabkan  ikatan  dan  gesekan  antar permukaan  yang  tinggi,  sehingga  laju aliran granula menjadi terhambat. Sedangkan  permukaan  granula  yang halus, ikatan dan gesekan antar permukaan partikel  sangat  kecil,  sehingga  laju  aliran granula menjadi lebih tinggi.
Berdasarkan analisis
regresi diketahui  bahwa  hubungan  antara  bentuk permukaan  granula  dengan  laju  aliran granula  memiliki  koefisien  determinasi (R 2 ) sebesar 0,8929 (Gambar 3). Nilai ini menunjukkan  bahwa  bentuk  permukaan granula  stroberi  dari  ketiga  variasi penggunaan  ayakan  dengan  kategori halus,  medium,  dan  kasar  memiliki hubungan  yang  erat  dengan  laju  aliran granula.  Hal  yang  sama  pernah  diungkap oleh Mirhosseini and Amid (2013) bahwa faktor  utama  yang  mempengaruhi  laju aliran  granula  adalah  ukuran  diameter ( particle  size )  dan  bentuk  granula ( granulae shape ). Lebih lanjut disebutkan bahwa  bentuk  permukaan  granula  yang halus dapat menghasilkan laju aliran yang tinggi, sebaliknya bentuk permukaan yang kasar  memiliki  laju  aliran  yang  rendah karena  terdapat  friksi  antar  permukaan partikel.
Gambar 3 . Hubungan antara bentuk permukaan granula dengan laju aliran granula stroberi.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Semakin  kecil  ukuran  diameter granula,  semakin  mudah  dan  cepat mengalir  karena  memiliki  gaya  gesek yang  kecil.  Sebaliknya,  semakin  besar ukuran  diameter  granula,  semakin  besar pula  gaya  gesek  antar  granula,  sehingga lebih  sulit  mengalir.  Bentuk  permukaan granula  juga  berpengaruh  terhadap  laju aliran  granula.  Semakin  kasar  bentuk permukaan granula menyebabkan gesekan yang  tinggi,  sehingga  laju  aliran  granula menjadi terhambat. Sedangkan permukaan granula  yang  halus,  ikatan  dan  gesekan antar  permukaan  partikel  sangat  kecil, sehingga laju aliran granula lebih tinggi.

## Saran
Guna  menyempurnakan  data  dalam penelitian ini, maka masih perlu dilakukan variasi  ukuran  diameter  granula  lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh ukuran mesh ayakan terhadap  laju aliran granula stroberi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan kepada  Ditlitabmas  Dikti  atas  dukungan dana  yang  telah  diberikan  melalui  Skim PPUPT  Tahun  Anggaran  2018,  sehingga kegiatan  penelitian  ini  dapat  terlaksana dengan  baik.  Begitu  pula  kepada  seluruh pihak-pihak yang telah membantu penelitian ini disampaikan terima kasih.

## DAFTAR REFERENSI
Ansar,  B.  Rahardjo,  Z.  Noor,  dan Rochmadi a .  2010. Analisis dimensi proses pelarutan  tablet effervescent sari  buah  markisa.  Jurnal  Agritech FTP  UGM Vol 30 (1): 10-17.
Ansar b .  2010.  Pengaruh  suhu  dan kelembaban udara terhadap perubahan  mutu  tablet effervescen sari  buah  selama  penyimpanan. 7.9
9.1 9.4 y = 0.75x + 7.3 R² = 0.8929 0 2 4 6 8 10 12 Rough Medium Smooth F lo w R at e, g/s Surface Shape of the Particles
Jurnal  Teknologi  dan  Industri Pangan Vol 22 (1): 73-77.
Ansar  dan  Sirajuddin.  2012.  Model matematis  kenaikan  suhu  pada butiran  selama  pengepresan  pada pembuatan  tablet effervescen buah
markisa. Jurnal Agritech FTP UGM
Vol 32 (4): 418-424.
Ansar,  S.  Saloko,  S.  Rohani,  dan Nazaruddin. 2016. Proses pembuatan granula sari buah markisa  ( Passiflora  edulis )  sebagai bahan baku minuman instan. Paten, Nomor  Pendaftran:  S24201506394, tanggal 12 Oktober 2015.
Anibal,  A.,  C.M.V.  Ignoti,  B.  Saez,  R.I. Diaz,  C.A.  Torres.  2016.  Effect  of storage on the physico ‐ chemical and antioxidant properties of strawberry and  kiwi  leathers.  Journal  of  Food Science Vol 81 (3): 569-577.
A-sun, K., B. Thumthanaruk, S. Lekhavat. 2016.  Effect  of  spray  drying conditions on physical characteristics  of  coconut  sugar powder. International Food Research Journal Vol 23 (3): 1315- 1319. Curi, P.N., B.S. Tavares, A.B. Almeida, P. Pio,  P.M.  Peche,  and  V.R.  Souza.
2016.  Influence  of  subtropical region  strawberry  cultivars  on  jelly characteristics.  Journal  of  Food
Science Vol 81 (6): 151-159.
Mirhosseini,  H  and  B.T.  Amid.  2013. Effect of different drying techniques on  flow  ability  characteristics  and chemical  properties  of  natural carbohydrate-protein gum from durian fruit seed. Chemistry Central Journal Vol 7 (1): 1-14. Moghadam, M.M., and  A.M. Sani. 2014. Optimization of spray drying parameters  in  production  of  malt extract powder. Current Nutrition &
Food Science Vol 10 (1): 77-85.
Shargel,  L.,  A.  Yu,  and  S.  Wu.  2005.
Biofarmasetika dan Farmakokinetika  Terapan,  Edisi kedua,  Airlangga  University  Press, Surabaya.
Winarso,  B.  2015.  Pola  produksi  dan usaha  pemasaran  komoditas  buah stroberi.  Icaserd Working Paper No. 32.