## Analisis Suhu Dan Konsentrasi Karbondioksida dalam Kotak Pendingin Terhadap Susut Bobot dan Umur Simpan Buah Nanas ( Ananas Comosus L. Merr )
Berbasis MIT App Inventor 2
Yulinda Nugraeni*, Sri Wahyu Suciyati, Gurum Ahmad Pauzi, dan Amir Supriyanto
Jurusan Fisika, Universitas Lampung, Bandar Lampung, Indonesia, 35141
Article Information Abstract Article history: Received April 4 th , 2020
Received in revised form May 20 th , 2020 Accepted June 17 rd , 2020
Keywords : Pineapple, Temperature, carbon dioxide, ESP8266, Android Shrinkage  of  weight  loss  and  shelf  life  of  pineapples  is  influenced  by  high temperatures  and  CO2  concentrations. This study  aims  to  analyze  the influence of temperature  and  CO2  concentration  on  weight  loss  and  shelf  life  pineapple  in  a fridge cooler. The analysis data is obtained from a monitoring tool that has even the ESP8266 module to connect the Arduino with wifi through an application made with MIT  App  Inventor  2  so  that  data  can  be  displayed  with  android.  The  downside  of this  application  is  that  if  the  cellular  data  network  is  weak  or  non-existent,  data recording  will  stop.  The  results  showed  that  the  monitoring  tool  was  able  to  send data  successfully.  During  data  collection,  the  temperature  was  7.82oC  -  11.05oC, the  CO2  concentration  was  457.20  ppm  -  490.77  ppm,  the  weight  loss  on  ripe pineapple was 1.84%, 2.63%, and the weight loss on raw fruit 1.36% - 3.52%. Then from  these  data  the  CO2  concentration  affects  the  respiration  process,  respiration affects  the  decay  process.  Whereas  temperature  affects  the  physical  changes  of pineapple fruit so that the shelf life of pineapples can last up to 22 days. Informasi Artikel Abstrak Proses artikel: Diterima 4 April 2020
Diterima dan direvisi dari 20 Mei 2020 Accepted 17 Juni 2020
Kata kunci: Nanas, Suhu, Karbondioksida, ESP8266, Android Penyusutan  bobot  dan  umur  simpan  nanas  dipengaruhi  oleh  suhu  dan  konsentrasi CO2  yang  tinggi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  pengaruh  suhu  dan konsentrasi CO2 terhadap susut bobot serta umur simpan buah nanas dalam kotak pendingin jenis kulkas. Data analisis didapat dari alat monitoring yang telah bahkan modul  ESP8266  untuk  menghubungkan  Arduino  dengan  wifi  melalui  aplikasi  yang dibuat dengan MIT App Inventor 2 sehingga data dapat ditampilkan dengan android. Kelemahan  dari  aplikasi  ini  jika  jaringan  data  seluler  lemah  atau  tidak  ada  maka perekaman  data  akan  berhenti.  Hasil  penelitian  didapatkan  bahwa  alat  montoring berhasil mengirimkan data. Selama pengambilan data suhu sebesar 7,82 oC - 11,05 oC,  konsentrasi  CO2  sebesar  457,20  ppm  -  490,77  ppm,  susut  bobot  buah  nanas matang sebesar 1,84 % - 2,63 % dan susut bobot buah mentah sebesar 1,36 % - 3,52 %. Kemudian dari data tersebut konsentrasi CO2 berpengaruh pada proses respirasi, respirasi berpengaruh terhadap proses pembusukan. Sedangkan suhu berpengaruh pada  perubahan  fisik  buah  nanas  sehingga  didapatkan  umur  simpan  buah  nanas bertahan hingga 22 hari.

## 1. Pendahuluan
Nanas (Ananas  comosus L. Merr) merupakan  salah  satu  komoditas  buah  yang  banyak  dimanfaatkan masyarakat Indonesia untuk dikonsumsi. Pengaruh oksidasi karena penyimpanan yang salah juga akan membuat kualitas  buah  menjadi  menurun.  Pada  dasarnya,  Nanas  setelah  dipanen  dikatakan  masih  hidup  karena  masih melakukan  proses  pernafasan  seperti  halnya  manusia.  Proses  pernafasan  tersebut  adalah  pengambilan  gas

## JOURNAL OF ENERGY, MATERIAL, AND INSTRUMENTATION TECHNOLOGY
Journal Webpage https://jemit.fmipa.unila.ac.id/
Journal of Energy, Material, and Instrumentation Technology, Vol 1. No. 3, 2020
Nugraeni Y, Suciyati SW, Pauzi GA, dan Supriyanto A, 2020, Analisis Suhu Dan Konsentrasi Karbondioksida dalam Kotak Pendingin Terhadap Susut Bobot dan Umur Simpan Buah Nanas ( Ananas Comosus L. Merr ) Berbasis MIT App Inventor 2, Jurnal of Energy, Material, and Instrumentation Technology , Vol. 1 No. 3, 2020
oksigen  dari  udara  yang  digunakan  untuk  pembakaran  bahan-bahan  organik,  dan  mengeluarkan  gas karbondioksida  (CO 2 )  serta  air  sebagai  hasil  sisa  proses  pembakaran  tersebut  (Winarno,  2004).  Proses  resprasi menghasilkan  energi  yang  digunakan  untuk  melakukan  proses-proses  metabolisme  lain,  misalnya  perubahan warna dari hijau menjadi kuning, pembentukan gula dari pati, pembentukan aroma dan sebagainya. Buah yang telah dipanen sebenarnya mengandung berbagai  mikroorganisme yang menyebabkan dekomposisi.
Penelitian sebelumnya telah dilakukan seperti, Agustiningrum dkk (2014) membuat respiration chamber yang berfungsi  sebagai  tempat  penyimpanan  bahan  yang  terdiri  dari  pompa  vakum  dan  keran  yang  dipasang  pada bagian  atas respiration  chamber .  Widyaningrum  dkk  (2018)  melakukan  penelitian  menggunakan  desain  sistem kontrol  dan monitoring kondisi  udara  pada controlled  atmosphere  storage berbasis  mikrokontroler  Arduino  Uno. Argo dkk (2010) juga telah melakukan monitoring gas oksigen dan karbondioksida dalam penyimpanan buah dan sayur  untuk  mengendalikan  laju  proses  metabolisme  untuk  memperpanjang  umur  simpan.  Hasil  penelitian tersebut  diketahui  bahwa  bahan  uji  yang  digunakan  mengalami  respirasi  aerob  yang  membutuhkan  O 2 dan menghasilkan  CO 2 .  Selain  itu  juga  membuktikan  bahwa  komoditas  pasca  panen  tetap  mengalami  respirasi sehingga apabila tidak segera ditangani maka komoditas tersebut akan rusak atau membusuk.
Berdasarkan uraian tersebut, kami mencoba melakukan penelitian untuk me monitoring konsentrasi CO 2 dan suhu selama proses respirasi didalam pendingin buah (jenis kulkas) sehingga dapat melakukan analisis pengaruh konsentrasi  CO 2 dan  suhu  terhadap  umur  simpan  serta  susut  bobot  pada  buah  nanas  yang  disimpan  dalam kulkas.  Pada  penelitian  ini  digunakan software Arduino  IDE  sebagai  pembuatan  program monitoring .  Data pengamatan dapat diterima melalui android menggunakan komunikasi wifi melalui aplikasi yang dibuat dengan MIT App Inventor 2.

## 2. Metode Penelitian
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  modul buah  nanas, microsoft  excel, miscrosoft word,  sketch  up ,  MIT App  Inventor, kulkas,  timbangan  digital,  ESP8266,  sensor DS18B20,  RTC DS3231,  sensor MH-Z14a, sensor LM358N, modul mikrokontroler Arduino Mega 2560, android dan personal computer .

## 2.1 Pengambilan Data
Pengambilan  data  menggunakan  alat  (Hidayatullah,  2020)  ditunjukkan  pada Gambar  1 dengan menambahkan modul ESP 8266 sebagai modul untuk menghubungkan Arduino dengan wifi agar dapat terhubung dengan android. Data diambil sejak nanas dimasukkan ke dalam kulkas hingga nanas mengalami kebusukan atau ditumbuhi jamur. Proses pengambilan data suhu dilakukan dalam kulkas dengan suhu yang terukur pada alat. Data  konsentrasi  CO 2 dilakukan  dalam  kulkas  saat  buah  dimasukkan  sampai  buah  dikeluarkan  dari  kulkas. Pengambilan susut bobot buah dilakukan dengan mengukur massa buah dengan mengeluarkan buah setiap hari.
(a) (b) (c) (d)
Gambar  1. Desain  perangkat  keras  monitoring  suhu,  konsentrasi  O 2 dan  konsentrasi  CO 2 (a)  Desain  tampak depan  (b)  Desain  tampak  kanan  (c)  Desain  tampak  belakang  (d)  Desain  tampak  kiri  (Hidayatullah, 2020)
Analisis  data  dilakukaan  saat  semua  data  yang  diperlukan  terkumpul.  Data  yang  diperlukan  diantaranya perubahan  suhu,  perubahan  konsentrasi,  umur  simpan  serta  susut  bobot.  Data  yang  diperoleh  selama pengamatan data direkam kemudian ditampilkan dengan langsung tersimpan ke memori internal android dengan format csv. File ini dapat dibuka dari Microsoft Excel.
LCD KE2 5 DS18B20 USB Arduino Colokan power Supply Tombol Fungsi Mh-Z14a

## 3.  Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Pengambilan Data
Pengambilan data umur simpan buah dimulai saat buah mulai diamati sampai mengalami kebusukan yang dilakukan  secara realtime yang  dikirim  dari  ESP  8266  ke thingspeak setiap  9  detik,  namun  mengalami  delay sehingga  dalam  1  menit  data  yang  terekam  dalam thingspeak sebanyak  3  data  atau  setiap  20  detik.  Perbedaan nilai  yang  tidak  terlalu  signifikan  pada  pembacaan  per  20  detik  menyebabkan  data  disortir  menjadi  per  hari. Kemudian  data  dibaca  android  dengan  MIT  App  Inventor  2  dengan  memasukkan  alamat  web thingspeak dan APIKey thingspeak pada block puzzle MIT App Inventor 2. Setelah itu menampilkan barcode aplikasinya agar bisa dipindai dan diunduh dengan android. Data yang telah direkam kemudian ditampilkan seperti Gambar 2 dengan langsung  tersimpan  ke  memori  internal  android  dengan  format  csv.  File  ini  dapat  dibuka  dari Microsoft  Excel. Kelemahan dari aplikasi ini jika jaringan data seluler lemah atau tidak ada maka perekaman data akan berhenti, sehingga banyak data yang tidak terekam.
(a)
(b)
Gambar 2. Tampilan pada android (a) Tampilan aplikasi pada android; (b) Tampilan data pada android

## 3.2 Analisis Data
Pada penelitian ini data yang diambil diantaranya susut bobot buah nanas matang, susut bobot buah nanas mentah, konsentrasi CO 2 dan suhu. Pada Gambar 3 menunjukkan bahwa setiap harinya baik nanas matang maupun nanas mentah nilai susut bobotnya tidak tetap. Pada nanas matang susut bobot tertinggi pada tanggal 26 Februari 2020 sebesar 2,75 % sedangkan susut bobot tertinggi buah nanas mentah pada tanggal 28 Februari 2020 sebesar 3,52%. Pada nanas matang ketika buah mendekati akan busuk susut bobot relatif tetap di kisaran 2% sedangkan nanas mentah mendekati akan busuk langsung melonjak menjadi kisaran 3%.
1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 4.00% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
S u sut B o bo t (%) Hari Nanas Matang Nanas Mentah
Nugraeni Y, Suciyati SW, Pauzi GA, dan Supriyanto A, 2020, Analisis Suhu Dan Konsentrasi Karbondioksida dalam Kotak Pendingin Terhadap Susut Bobot dan Umur Simpan Buah Nanas ( Ananas Comosus L. Merr ) Berbasis MIT App Inventor 2, Jurnal of Energy, Material, and Instrumentation Technology , Vol. 1 No. 3, 2020
Perubahan  nanas  setiap  minggu  ditunjukkan  pada Gambar  4 .  Nanas  matang  maupun  nanas  mentah mengalami  kebusukan  saat  penyimpanan  hari  ke  22.  Ciri-ciri  yang  ditunjukkan  pada  kedua  buah  nanas  yaitu kulit  menjadi  kecokelatan,  daging  buah  melunak,  dan  ditumbuhi  jamur  pada  bagian  bawah  buah  nanas. Kebusukan  selama  penyimpanan  disebabkan  selama  proses  penyimpanan  buah  masih  melakukan  aktivitas respirasi  yang  memanfaatkan  cadangan  makanan  yang  tersisa.  Aktivitas  tersebut  dapat  menyebabkan  reaksi metabolisme  dalam  buah  yang  dikatalis  oleh  enzim-enzim  dalam  buah  secara  alami  sehingga  terjadi  proses autolisis yang mengakibatkan kerusakan dan kebusukan (Trenggono dkk, 1990).
(a) Nanas matang sebelum pengamatan (b) Nanas mentah sebelum pengamatan
(c) Nanas matang minggu pertama (d) Nanas mentah minggu pertama (e) Nanas matang minggu kedua (f) Nanas mentah minggu kedua (g) Nanas matang saat busuk
(h) Nanas mentah saat busuk
Gambar 4. Perkembangan kebusukan pada buah nanas setiap minggunya
Gambar  5 menunjukkan bahwa setiap harinya suhu tidak tetap. Suhu terendah pada tanggal 20 Februari 2020 sebesar 7,86 o C sedangkan suhu tertinggi buah nanas mentah pada tanggal 28 Februari 2020 sebesar 11,05 o C. Ketika buah mendekati akan busuk suhu relatif tetap di kisaran 10 o C – 11 o C. Hal ini sesuai dengan penelitian Paul dan Rohrbach (2002) penyimpanan nanas utuh sebaiknya pada suhu 7,5 - 12 o C sehingga dapat bertahan  2 – 4 minggu.
7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 S u h u ( C el cius)
Nugraeni dkk, 2020 / J. Energy Mater. Instrum. Technol. Vol. 1 No. 3, 2020
Gambar 5. Grafik data suhu
Pada Gambar 6 menunjukkan bahwa konsentrasi CO 2 setiap harinya tidak tetap. Konsentrasi CO 2 terendah pada tanggal 7 Februari 2020 sebesar 457,20 ppm sedangkan konsentrasi CO 2 tertinggi pada tanggal 28 dan 29 Februari 2020 sebesar 490,77 ppm. Ketika buah mendekati akan busuk konsentrasi CO 2 relatif tetap di kisaran 480 – 490 ppm.
Gambar 6. Grafik data konsentrasi CO 2
Pada Gambar 7 menunjukkan bahwa konsentrasi CO 2 dan suhu setiap harinya tidak tetap. Konsentrasi CO 2 dan  suhu  selama  penyimpanan  berpengaruh  terhadap  susut  bobot  yang  dialami  nanas,  secara  implisit  terlihat pada Gambar  3 .  Dari Gambar  7 terlihat  bahwa  naik  turunnya  konsentrasi  CO 2 dan  suhu  setiap  harinya berdampak  pada  hasil  yang  menyebabkan  susut  bobot  tidak  terlalu  signifikan.  Konsentrasi  CO 2 rendah  dapat menghambat  proses  metabolisme  karena  saat  masa  penyimpanan  nanas  masih  mengalami  metabolisme  yang membutuhkan oksigen dalam pembakaran senyawa yang menghasilkan CO 2 dan H 2 O. Penyimpanan nanas utuh pada  kisaran  suhu  rendah  atau  kurang  dari  7 o C  dapat  menyebabkan chilling  Injury . Chilling  injury pada  buah nanas dapat dilihat dari kulit yang kuning berubah menjadi cokelat, bagian mahkota buah mengering, layu, dan pudar. Buah nanas yang disimpan pada suhu rendah kulit dan mahkotanya dapat mengering karena kehilangan air (Thomson, 2003) sehingga nanas mengalami susut bobot.
Gambar 7. Grafik hubungan konsentrasi CO 2 terhadap suhu setiap hari

## 4.  Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dan  berdasarkan  beberapa  data  penelitian  maka  dapat disimpulkan  bahwa  Sistem monitoring konsentrasi  CO 2 dan  suhu  pada  kulkas  telah  berhasil  mengirimkan  data melalui android menggunakan komunikasi wifi melalui aplikasi yang dibuat dengan MIT App Inventor 2. Semakin tinggi konsentrasi CO 2 dalam kulkas, umur simpan buah nanas  semakin singkat dan susut bobot buah nanas semakin  tinggi.  Semakin  tinggi  suhu  dalam  kulkas,  umur  simpan  buah  nanas  bertahan  semakin  singkat  dan susut bobot buah nanas semakin tinggi
450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 K o n sen tras i C O 2 (p p m) Hari 440 450 460 470 480 490 500 K ar bo n dio k sida ( p p m) Suhu ( o C) / hari
Nugraeni Y, Suciyati SW, Pauzi GA, dan Supriyanto A, 2020, Analisis Suhu Dan Konsentrasi Karbondioksida dalam Kotak Pendingin Terhadap Susut Bobot dan Umur Simpan Buah Nanas ( Ananas Comosus L. Merr ) Berbasis MIT App Inventor 2, Jurnal of Energy, Material, and Instrumentation Technology , Vol. 1 No. 3, 2020

## 5.  Daftar Pustaka
Agustiningrum, D. A., Susilo, B., & Yulianingsih, R. 2014. Studi Pengaruh Konsentrasi Oksigen pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah Sawo (Achras zapota L.). Jurnal Bioproses Komoditas Tropis , 2 (1), 22 – 34.
Argo, B. D., Lastriyanto, A., & Astuti, N. P. 2010. Sistem Monitoring Gas Oksigen dan Karbondioksida pada Ruang Penyimpanan Sistem Udara Terkontrol. Rekayasa Mesin , 1 (3), 84 – 90.
Hidayatullah, M. S. 2020.  Rancang Bangun Sistem  Akuisisi Data Suhu, Gas Oksigen (O 2 ), dan Karbon Dioksida (Co 2 )  pada  Ruang  Penyimpanan  Buah  Nanas  Berbasis  Arduino. Skripsi. Universitas  Lampung.  Bandar Lampung.
Paul dan Rohrbach. 2002. The Pineapple: Botany, Production, and Uses . CABI Publishing. Cambridge  MA USA. 239 pp.
Widyaningrum,  Yohanes  Aris Purwanto,  Sutrisno  Mardjan. 2018.  Desain  Sistem  Kontrol dan  Monitoring  Kondisi Udara  pada  Controlled  Atmosphere  Storage  Berbasis  Mikrokontroler  Arduino  Uno. Jurnal  Keteknikan Pertanian. STTP Manokwari.
Winarno F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi . Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Trenggono,  Z.  Noor,  D.  Wibowo,  M.  Gardjito,  M.  Astuti,.  1990. Kimia,  Nutrisi Pangan .Pusat  Antar  Universitas Pangan danGizi UGM. Yogyakarta.
Thomson, A. K. 2003. Fruit and Vegetables: Harvesting, Handling and Storage. Second ed. Blackwell Publishing Ltd. Australia. 308 pp.