1. Tujuan praktikum ini adalah mengetahui prinsip kesetimbangan massa dan menentukan kadar air dengan berbagai metode 2. Dilakukan pengukuran kadar air dodol dengan metode manual dan thermovolumetri 3. Hasilnya menunjukkan bahwa kadar air dodol yang dihitung dengan metode thermovolumetri lebih rendah dibandingkan metode manual

1. ACARA V
KESETIMBANGAN MASSA
I. Tujuan Praktikum
Tujuan dari Praktikum acara 5 “Kesetimbangan Massa” ini, adalah :
a. Mengetahui prinsip kesetimbangan massa.
b. Mengetahui cara penentuan kadar air dengan berbagai metode.
II. Tinjauan Pustaka
a. Tinjauan Alat dan Bahan
Pelarut primer merupakan pereaksi kimia yang berfungsi
mengubah energi kinetik radiasi menjadi energi eksitasi. Pelarut yang
biasa dipakai secara komersial untuk membuat larutan sintilator adalah
xylen. Xylen memberikan efisiensi konversi energi yang tinggi. Efisiensi
konversi energy bergantung pada perbandingan isomer xylen
penyusunnya. Contoh yang biasa digunakan adalah I-xylen mumi (orto,
meta dan para) atau campuran antara dua isomer dengan perbandingan
tertentu. Para-xylen tidak dapat digunakan karena titik bekunya adalah
antara 12-13°C, yaitu suhu pengoperasian alat pencacah sintilasi cairo
Meskipun xylen diklasifikasikan sebagai cairan yang mudah terbakar
tetapi nilai flash point-nya masih di atas temperatur ruang, jadi tidak
berbahaya untuk pemakaian normal (Tjahaja dkk, 2000).
Peralatan distilasi yang konvensional untuk fraksinasi bahan cair
secara terus menerus, terdiri dari tiga bahan utama yaitu pembangkit uap
yang menyediakan panas yang dibutuhkan untuk penguapan, sebuah
kolom yaitu tempat seluruh tahap persentuhan untuk pemisahan distilasi
dilengkapi, dan sebuah pendingin untuk memampatkan hasil atas yang
terakhir. Alat pendingin dan pembangkit uap tidak mempunyai bentuk
yang khusus. Kolom fraksinasi lebih rumit oleh karena alat ini harus
melengkapi suatu susunan seri tahap persentuhan untuk
mempersentuhkan bahan cair dengan uap (Earle, 1969).

2. Pemasakan dodol meliputi empat tahap, yaitu: pembuatan mata ula,
pengadukan pertama, pengadukan kedua, pengadukan ketiga. Mata ula
adalah santan kental yang dipanaskan sampai setengah berminyak.
Santan yang digunakan pada penelitian ini berasal dari perasan kelapa
segar yang diparut dengan tambahan air. Pada pengadukan pertama
dilakukan pembuatan buburan dari tepung ketan dan air. Pada tahap
pengadukan kedua, dilakukan penambahan gula pasir dan gula merah.
Gula dalam pembuatan dodol berperan sebagai penambah citarasa,
pembentuk warna, aroma, tekstur dan pengawet. Pengadukan dianggap
telah mencapai tingkat kematangan yang cukup jika teksturnya sudah
kenyal dan tidak lengket di penggorengan. Setelah tahap pemasakan,
adonan dipindahkan ke loyang. Hal ini harus dilakukan sesegera
mungkin untuk menghindari dodol lewat matang akibat sisa panas wajan
hasil pemasakan (Astawan, 2004).
b. Tinjauan Teori
Dalam tahun 1789 dituliskan “kita harus menerimanya sebagai
aksioma yang tidak perlu diperdebatkan, bahwa dalam setiap kegiatan
(operasi) seni dan alam, tidak ada yang diciptakan ; jumlah materi yang
sama ada sebelum dan sesudah eksperimen. Tidak ada hal yang terjadi
selain daripada perubahan dan modifikasi susunan unsur-unsur ini.”
Prinsip ini yang kemudian disebut kekekalan massa, telah tebukti sangat
bermanfaat dalam ilmu fisika dan kimia (Wiley, 1999).
Untuk kekekalan massa, B = m dan = dm/dm. Ini menyatakan
bahwa dalam aliran tunak, aliran massa yang memasuki dan
meninggalkan volume kendali harus persis setimbang. Kalau lubang-
lubang masuk dan ke luar itu juga satu dimensi, dengan persamaan
masuk = keluar. Pendekatan yang sederhana banyak
dipakai dalam analisis kerekayasaan. Misalnya, kalau alirannya tunak
ketiga fluks massa yang keluar mengimbangi kedua fluks massa yang
masuk : Aliran ke luar = aliran masuk. Besaran AV disebut alran massa
m yang melalui penampang satu dimensi dan mempunyai satuan
konsisten kilogram per sekon (slug per sekon), dapat dituliskan dalam

3. bentuk yang singkat : m2 + m3 + m5 = m1 + m4. Pada umumnya
kekekalan massa dapat dituliskan sebagai : keluar = masuk
(White, 1988).
Persamaan konservasi massa dapat dijelaskan menggunakan
prinsip kontinum yaitu : “Laju massa air yang masuk volume kendali
dikurangi laju massa air yang keluar volume kendali sama dengan laju
akumulasi massa air di dalam volume kendali”. Selanjutnya dikenal
hukum kekekalan massa yaitu : “massa tidak dapat diciptakan dan
dimusnahkan”, maka sumber (source) untuk konservasi massa adalah
nol. Sehingga pernyataan diatas dapat dinyatakan dengan persamaan
sebagai berikut : (mass) + net outward mass flux = 0
Oleh karena, = = maka massa dapat dinyatakan sebagai m =
, sehingga dengan menggunakan Teorema Pengangkutan Reynold
(Siing, 2011).
Definisi operasional massa sebagai bilangan yang dikaitkan pada
tiap partikel atau benda dan didapat dengan membandingkan terhadap
sebuah benda standar dengan menggunakan neraca berlengan sama. Cara
untuk mendapatkan massa suatu benda ini didasarkan pada tarikkan ke
bawah yang dihasilkan bumi terhadap semua benda yakni, tarikan
grafitasi bumi. Definisi massa ini memiliki beberapa kelemahan.
Pertama, tidak semua benda bisa diletakkan pada neraca untuk
mendapatkan massanya. Kedua, selain interaksi gravitasi, benda-benda
juga mengalami interaksi lain. Akhirnya, definisi operasional tentang
massa didasarkan pada anggapan bahwa partikelnya berada dalam
keadaan diam, dalam definisi itu tidak diketahui apakah massa akan
tetap sama bila partikel tersebut dalam dalam keadaan bergerak
(Alonso, 1992).
Kesetimbangan massa, pada kondisi tunak jumlah dari udara kering
dan uap air yang terkandung dalam volume atur tidak dapat bervariasi.
Jadi, untuk tiap komponen secara individual jumlah total laju
perpindahan massa masuk dan keluar harus sama. Artinya :
ma1 = ma2 (udara kering)

4. mv1 + mw = mv2 (air)
Untuk menyederhanakan, besarnya laju perpindahan massa yang konstan
ditunjukkan dengan ma. laju perpindahan massa dari uap air dapat
ditulliskan dalam bentuk rasio kelembaban sebagi mv1 = 1.ma dan mv2 =
2.ma. Dengan persamaan-persamaan ini, kesetimbangan massa untuk
air menjadi : mw = ma ( 2- 1) (Moran, 2004).
Distilasi adalah proses dimana cairan dipisahkan berdasarkan
volatilitas relatif dan titik didih. Volatilitas relatif dari suatu zat adalah
ukuran dari kemampuan untuk memisahkan dua komponen dalam sistem
Jumlah ini menunjukkan seberapa mudah atau sulit suatu zat tertentu
untuk dipisahkan. Sebagai contoh jika volatilitas relatif dari dua
komponen hamper sama besarnya, pemisahan akan lebih sulit. Ini juga
merupakan indikasi bahwa dua komponen memiliki karakteristik yang
sangat mirip uap tekanannya (Sivanantha et.al, 2011).
Metode termoanalytical, seperti termogravimetri, thermovolumetri
dan analisis termal differensial digunakan lebih lanjut dalam
penyelidikan reaksi kimia pada zat cair dan padat pada suhu yang tinggi.
Teknik ini melibatkan pengukuran berkelanjutan dari perubahan properti
fisik seperti berat, volume, kapasitas panas, dan lain-lain. Karena suhu
sampel meningkat, biasanya pada tingkat yang telah ditentukan
(Freeman et.al, 1957).
Destilasi ekstraksi adalah sebuah proses penguapan parsial dengan
adanya agen pemisah massa, yang susah menguap dan memiliki titik
didih tinggi, yang biasa disebut entrainer atau agen pemisah. Umumnya
entrainer diberikan pada kolom bagian atas, diatas aliran input dan akan
tetap ada dalam konsentrasi yang cukup besar dalam fase cair di
sepanjang kolom tersebut. Entrainer diambil sebagai produk akhir
dengan salah satu komponennya dipisahkan dan dipindahkan ke kolom
regenerasi kedua yang dioperasikan dalam keadaan vakum. Pelarut
paling lazim yang digunakan dalam destilasi ekstraksi adalah glikol,
gliserin dan untuk kasus destilasi ekstraksi garam, asetat dan garam non-
organik (Gil, 2007).

5. Penentuan kadar air menurut Nasution (2005) yaitu untuk kadar
air dihitung dengan cara sebagai berikut:
% kadar air =
Analisa keseimbangan massa bahan sangat penting dalam proses
pengolahan kelapa sawit karena analisisa tersebut menyediakan sarana
untuk mengukur limbah yang diharapkan dari proses dan membuat
ketentuan untuk pemanfaatannya, untuk menghindari dampak
lingkungan. Selama pengolahan kelapa sawit, sekitar 20-24% dari TBS
(Tanda Buah Segar) dikonsersi menjadi minyak (Poku, 2002), sedangkan
sisanya 76-80% adalah limbah. Studi mengenai kesetimbangan bahan
massa belum dilakukan pada prosesor kelapa sawit petani di Nigeria
(Ohimain, 2012).
Metode destilasi digunakan untuk bahan yang banyak mengandung
lemak dan komponen yang mudah menguap disamping air. Prinsip
pengukuran kadar air dengan metode destilasi adalah menguapkan air
bahan dengan cara destilasi menggunakan pelarut “immicible”,
kemudian air ditampung dalam tabung yang diketahui volumenya.
Pelarut yang digunakan mempenyai titik didih lebih besar dari air, tetapi
mempunyai berat jenis (BJ) lebih kecil dari air. Dengan demikian air dan
pelarut akan terpisah, air ada dibagian bawah. Contoh senyawa yang
dapat dijadikan pelarut yaitu : toluene, xylem, dan benzene
(Legowo, 2007).

6. III. Metode
a. Alat dan Bahan
Alat :
1. Kompor
2. Wajan
3. Pengaduk
4. Alat destilasi
5. Gelas ukur 1000 ml
6. Gelas ukur 100 ml
7. Timbangan analitik
8. Corong
9. Sendok
10. Pisau
Bahan :
11. Tepung beras 10 gr
12. Tepung ketan 100 gr
13. Santan kental 48,6 gr
14. Santan encer 188,4 gr
15. Gula jawa 206,2 gr
16. Garam 2 gr
17. Xylen

7. b. Cara Kerja
Pembuatan Dodol
Tepung beras, tepung ketan, garam,
dan santan kental
Tepung beras, tepung ketan, gula jawa,
garam, santan kental, santan encer.
Ditimbang
Santan encer dan gula jawa,
Dicampur
Dipanaskan sampai mendidih
Ditambahkan
Diaduk sampai kalis
Diangkat dan didinginkan

8. Thermovolumetri
IV. Hasil dan Pembahasan
a. Hasil Percobaan
Tabel 5.1 perhitungan kadar air dodol menggunakan metode manual
Kelompok
Berat Awal
(gr)
Berat Akhir
(gr)
% Kadar Air
% Kadar Air
yang Hilang
1 dan 2 1036,8 775,5 25,202 74,798
3 dan 4 1236 1105 10,599 89,401
5 dan 6 1094,5 900 17,771 82,229
7,8, dan 9 1479,2 1255 15,157 84,843
Sumber : Laporan Sementara
Sampel ditimbang
sebanyak 30 gram
Dipotong kecil-kecil
berbentuk dadu
Dimasukkan
kedalam labu
destilasi
Ditambahkan pelarut
Xylen 100 ml
Didestilasi sampai air dan
pelarut behenti menetes
Volume air yang tertampung
pada gelas ukur dibaca
Dihitung % kadar
airnya

9. Tabel 5.2 perhitungan kadar air dodol menggunakan metode
Thermovolumetri
Kelompok
Berat
Sampel (gr)
ml Air yang
didapat
% Kadar
Air
% Kadar Air
yang Hilang
Semua Kira-kira 30 2,2 7,333 92,667
Sumber Laporan Sementara
Pada shift 2
Tabel 5.3 perhitungan kadar air dodol menggunakan metode manual
Kelompok
Berat Awal
(gr)
Berat Akhir
(gr)
% Kadar Air
% Kadar Air
yang Hilang
10,11,12 1074,8 900 16,263 83,737
13 dan 16 1163,7 1100 5,474 94,526
14 dan 17 969 855 11,765 88,235
15 1458,2 1250 14,227 85,773
18 1458,2 1250 14,227 85,723
19 dan 20 1358,2 1155 14,999 85,001
Tabel 5.4 perhitungan kadar air dodol menggunakan metode
Thermovolumetril
Kelompok
Berat
sampel (gr)
Ml air yang
didapat
% Kadar Air
% Kadar Air
yang Hilang
10,11,12 30 3 10 90
13,16,18 30 2,1 7 93
14,15,17 30 2,9 9,667 90,333
19,20 30 2,5 7,333 92,667

10. b. Pembahasan
Gambar 5.1 Neraca Kesetimbangan Massa Pembuatan Dodol Metode
Thermovolumetri
Gambar 5.2 Neraca Kesetimbangan Massa Pembuatan Dodol Metode
Biasa
554,2 gr bahan
(317,2 gr padatan,
237gr air)
(57,235% padatan,
42,764% air)
Tepung beras 10 gr
Tepung ketan 100 gr
Santan kental 48,6 gr
Santan encer 188,4 gr
Gula jawa 206,2 gr
Garam 1 gr
Pemanasan
Berat dodol 330 gr
(air+padatan)
Kadar air 7,33%
Kadar air hilang
92,667%
Tepung beras 10 gr
Tepung ketan 100 gr
Santan kental 48,6 gr
Santan encer 188,4 gr
Gula jawa 206,2 gr
Garam 1 gr Pemanasan
Berat dodol 330 gr
Kadar air hilang
84,843%

11. Menurut SNI 01-2986-1992 pada umumnya kadar air dodol
maksimal adalah 20%, artinya kadar air standar dalam dodol adalah 20
gram dalam 100 gram dodol. Kadar air sangat berpengaruh terhadap
mutu bahan pangan, dan hal ini merupakan salah satu sebab mengapa di
dalam pengolahan pangan kadar air sering dikeluarkan atau dikurangi
dengan cara penguapan atau pengentalan dan pengeringan. Pengurangan
kadar air, disamping bertujuan untuk mengawetkan juga untuk
mengurangi dan menghemat pengepakan.
Pengeringan adalah suatu metoda untuk mengeluarkan atau
menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan
air tersebut dengan menggunakan energi panas. Biasanya kandungan air
tersebut dikurangi sampai suatu batas agar mikroba tidak dapat tumbuh
lagi didalamnya. Kadar air suatu bahan yang dikeringkan mempengaruhi
beberapa hal yaitu seberapa jauh penguapan dapat berlangsung, lamanya
proses pengeringan dan jalannya proses pengeringan.
Pada penentuan kadar air menggunakan metode destilasi
(Thermovolumetri). Destilasi adalah proses dimana cairan dipisahkan
berdasarkan volatilitas relatif dan titik didih. Volatilitas relatif dari suatu
zat adalah ukuran dari kemampuan untuk memisahkan dua komponen
dalam sistem. Jumlah ini menunjukkan seberapa mudah atau sulit suatu
zat tertentu untuk dipisahkan. Prinsip penentuan kadar air dengan
destilasi adalah menguapkan air dengan “pembawa” cairan kimia yang
mempunyai titik didih lebih tinggi daripada air dan tidak dapat campur
dengan air serta mempunyai berat jenis lebih rendah daripada air. Zat
kimia yang dapat digunakan antara lain: toluen, xylen, benzena,
tetrakhlorethilen, dan xylol. Namun, pada percobaan kali ini
menggunakan pelarut xylen.
Pada Tabel 5.1 dan Tabel 5.2 dijelaskan bahwa berat total bahan
yang digunakan dalam pembuatan dodol adalah 554,2 gr dengan kadar
air dalam bahan sebesar 42,764% (237 gr) dan kadar padatan 57,235%
(317,2 gr). Sedangkan pada saat dodol jadi hanya diperoleh berat sebesar
330 gr. Hal ini membuktikan bahwa terdapat massa yang hilang selama

12. proses pembuatan dodol. Setelah dilakukan perhitungan dengan metode
thermovolumetri diperoleh data bahwa kadar air dodol pada akhir
pembuatan adalah sebesar 7,33%. Dengan demikian kadar air yang
hilang sebesar 92,667%. Akan tetapi, saat dilakukan perhitungan dengan
metode biasa diperoleh bahwa kadar air yang yang hilang sebesar
84,843%.
Hal ini dimungkinkan karena saat praktikum, terjadi ketidaktelitian
dalam pengolahan dodol karena terlalu kering sehingga mengalami
kesulitan saat proses destilat, tidak semua produk dodol dapat terambil
semua dari wajan, dan ketidakcermatan saat penimbangan. Pengurangan
massa tidak hanya terjadi pada massa air, sebab saat pengambilan dodol
dari wajan terdapat massa dodol yang tertinggal. Hal ini juga
membuktikan bahwa selain pengurangan massa akibat penguapan juga
karena adanya massa yang tertinggal pada alat produksi, sehingga
mengurangi berat produk jadi.
Prinsip kesetimbangan massa sering diaplikasikan untuk
menentukan kadar air yang terkandung dalam produk yang dihasilkan
dan kadar air yang hilang dalam setiap proses pengolahan pangan.
Dengan menggunakan prinsip tersebut produsen dapat menghitung atau
mengkalkulasikan besarnya produk yang hilang atau tertinggal selama
proses pengolahan. Sehingga produsen dapat mengurangi dan
meminimalisir besarnya kerugian yang akan ditimbulkan.
V. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah kami laksanakan dapat
disimpulkan, bahwa :
1. Prinsip kesetimbangan massa adalah total input bahan sama dengan total
output produk.
2. Berdasarkan hasil percobaan total input bahan sebesar 1479,2 gr tidak
sama dengan total output produk sebesar 1255 gr, karena adanya
akumulasi bahan pada alat dan perubahan wujud air menjadi uap selama
proses pembuatan dodol.

13. 3. Diperoleh kadar air dodol dari metode manual sebesar 15,157% dan
kadar air dodol yang didapat dari metode thermovolumetrik sebesar
7,33%.
4. Berat bahan awal adalah 554,2 gr dan berat dodol jadi adalah sebesar
330 gr. Berat yang tersisa pada alat produksi sebesar 224,2 gr.
5. Kadar air yang hilang dengan perhitungan biasa sebesar 84,843%
sedangkan kadar air yang hilang dengan perhitungan thermovolumetri
sebesar 92,667%.

14. Daftar Pustaka
Alonso, Marcelo. 1992. Dasar-dasar Fisika Universitas. Jakarta : Erlangga.
Astawan, Made. 2004. Pemanfaatan rumput laut (eucheuma cottonii) untuk
meningkatkan kadar iodium dan serat pangan pada selai dan dodol.
Bogor : Jurnal.Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XV, No. 1 Th. 2004.
Freeman, Eli S. et.al. 1957. The Application of Thermoanalytical Techniques to
Reaction Kinetics: The Thermogravimetric Evaluation of the Kinetics of
the Decomposition of Calcium Oxalate Monohydrate. Journal of Physic-
Chemistry 1957 July.
Gil, I. D. 2007. Separation Of Ethanol And Water By Extractive Distillation With
Salt An Solvent As Entrainer: Process Simulation. Brazilian Journal of
Chemical Engineering Vol. 25, No. 01, pp. 207 - 215, January - March,
2008.
Legowo, Anang M. 2007. Academic Curriculum Development Buku Ajar Analisis
Pangan. Semarang : Fakultas Diponegoro Universitas Diponegoro.
Moran, Michael J. 2004. Termodinamika Teknik. Jakarta : Erlangga.
Nasution, Emma Zaidar. 2005. Pembuatan Mie Kering dari Tepung Terigu
dengan Tepung Rumput Laut yang Difortifikasi dengan Kacang Kedelai.
Jurnal Sains Kimia Vol 9, No.2, 2005: 87-91.
Ohimain, Elijah I. 2012. Material-mass Balance of Smallholder Oil Palm
Processing in the Niger Delta, Nigeria. Nigeria : Advance Journal of Food
Science and Technology 5(3): 289-294, 2013.
Siing, M. 2011. Penyelesaian model matematika penelusuran banjir gelombang
difusi (diffusion wave flood routing). Yogyakarta : Fakultas MIPA, UNY
Sivanantha, Cinthujaa et.al. 2011. Analysis and Modeling of Vapor Recompressive
Distillation Using ASPEN-HYSYS. Computer Science Journal of Moldova,
vol.19, no.2(56), 2011.
White, Frank M. 1988. Mekanika Fluida. Jakarta : Erlangga.
Wiley, John. 1999. Fisika Jilid 1 : Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.

15. Lampiran
Analisa Perhitungan
Tepung beras : 10 gram
Tepung ketan : 100 gram
Santan kental : 48,6 gram
Santan encer : 188,4 gram
Gula jawa : 206,2 gram
Garam : 1 gram
Massa wajan + pengaduk = 925 gram
Tabel 5.1
% KA = x 100 %
Kelompok 1 dan 2
% KA = x 100 %
= x 100%
= x100%
= 25,202 %
Kelompok 3 dan 4
% KA = x 100 %
= x 100%
= x100%
= 10,599 %
Kelompok 5 dan 6
% KA = x 100 %
= x 100%
= x100%
= 17,771 %
Kelompok 7, 8, dan 9

16. % KA = x 100 %
= x 100%
= x100%
= 15,157 %
% KA yang hilang = 100% - % KA yang didapat dari metode manual
Kelompok 1 dan 2
% KA yang hilang = 100% - % KA yang didapat dari metode manual
= 100% - 25,202%
= 74,798%
Kelompok 3 dan 4
% KA yang hilang = 100% - % KA yang didapat dari metode manual
= 100% - 10,599 %
= 89,401%
Kelompok 5 dan 6
% KA yang hilang = 100% - % KA yang didapat dari metode manual
= 100% - 17,771%
= 82,229%
Kelompok 7, 8, dan 9
% KA yang hilang = 100% - % KA yang didapat dari metode manual
= 100% - 15,157%
= 84,843%
Tabel 5.2
% KA = x 100%
= x 100%
= 7,333%
% KA yang hilang = 100% - % KA dari metode thermovolumetrik
= 100% - 7,333%
= 92,667%