identifikasi indikator dan medium untuk label … · identifikasi indikator dan medium untuk label...

55
IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK RIRIS OCTAVIASARI DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

Upload: dinhnhan

Post on 06-Mar-2019

251 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL

CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK

RIRIS OCTAVIASARI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 2: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana
Page 3: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

38 3

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER

INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Identifikasi Indikator

dan Medium untuk Label Cerdas Pencatat Umur Simpan Produk” adalah benar

karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam

bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang

berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari

penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di

bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Oktober 2014

Riris Octaviasari

NIM F34100092

Page 4: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana
Page 5: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

38 5

ABSTRAK

RIRIS OCTAVIASARI. Identifikasi Indikator Dan Medium Untuk Label Cerdas

Pencatat Umur Simpan Produk. Dibimbing oleh ENDANG WARSIKI.

Umur simpan merupakan faktor penting dalam menentukan kualitas dan

keamanan pangan untuk dikonsumsi. Lemari es menjadi salah satu alternatif

dalam memperpanjang umur simpan produk. Identifikasi umur simpan sulit

dilakukan jika produk yang disimpan semakin banyak. Label cerdas dari Time

Temperature Indicators (TTI) dapat mencatat umur simpan produk berdasarkan

lama waktu penyimpanan. Pada penelitian ini dilakukan identifikasi indikator dan

medium untuk pengembangan label cerdas berbasis difusi zat cair pada medium.

Penelitian menggunakan medium (kertas Buffalo, HVS 80 gr, foto, concord,

gambar dan karton duplex), indikator viskositas rendah (tinta boardmarker,

stempel, bak, tato permanen, dan tato non permanen) dan indikator viskositas

tinggi (minyak goreng, oli A dan oli B). Tahap awal dilakukan karakterisasi

meliputi uji gramatur, rapat massa, densitas dan viskositas untuk mengetahui sifat

indikator dan medium. Identifikasi dilakukan dengan mengukur panjang

peresapan indikator pada medium jam ke 24, 48, 72 dan 96 kondisi suhu 30.15°C

dan 50°C untuk minyak goreng, serta 30.15°C dan 5°C untuk oli A dan B. Slope

panjang peresapan terhadap waktu adalah tetapan laju (k), sedangkan slope ln k

terhadap 1/T adalah energi aktivasi (Ea). Indikator dan medium terbaik dipilih

berdasarkan tingginya nilai Ea. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tinta tidak

dapat meresap selama penyimpanan karena volatilitas tinggi dan viskositas

rendah, sedangkan minyak goreng, oli A dan oli B mempunyai panjang peresapan

tertentu selama penyimpanan. Indikator dan medium dapat mendeteksi umur

simpan selama 4 hari penyimpanan. Berdasarkan energi aktivasi, maka indikator

oli A sesuai untuk label cerdas. Medium yang baik untuk pengembangan label

berdasarkan energi aktivasi rendah hingga tinggi yaitu buffalo, karton duplex,

gambar, concord, HVS 80 g dan foto.

Kata kunci: Indikator warna, difusi, pencatat umur simpan

ABSTRACT

RIRIS OCTAVIASARI. Identification Of Indicator And Material For Product

Shelf Life Recorder Smart Label. Supervised by ENDANG WARSIKI.

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

Page 6: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

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

materials 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

Page 7: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

38 7

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknologi Pertanian

pada

Departemen Teknologi Industri Pertanian

IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK

LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK

RIRIS OCTAVIASARI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 8: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana
Page 9: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana
Page 10: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana
Page 11: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

38 11

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul “Identifikasi Indikator dan Medium untuk Label Cerdas

Pencatat Umur Simpan Produk” ini.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Endang Warsiki, S.TP., M.Si

selaku dosen pembimbing atas arahan dan bimbingannya selama penulis

menyelesaikan penelitian dan skrispi, kepada Prof. Djumali Mangunwidjaja,

DEA dan Dr. Eng. Taufik Djatna, S.TP., M.Si selaku dosen penguji yang telah

memberikan saran dan masukan kepada penulis, kepada kedua orang tua tercinta

Sucipto, Umiati, Eyang dan Ahmad Mujiburrahman, serta semua sahabat atas

segala kasih sayang, dukungan, dan doanya selama ini. Terima kasih juga penulis

sampaikan kepada Departemen Teknologi Industri Pertanian atas dana bantuan

penelitian yang telah diberikan, seluruh staf pengajar dan laboran Laboratorium

Teknologi Industri Pertanian atas segala ilmu dan bantuannya, serta kepada

seluruh keluarga besar Teknologi Industri Pertanian 47 untuk pelajaran dan

pengalamannya selama ini.

Penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Bogor, Oktober 2014

Riris Octaviasari

Page 12: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR ix

DAFTAR LAMPIRAN ix

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 2

Kemasan Cerdas 2

Time-Temperature Indicator (TTI) 3

Difusi 4

Potensi Pemanfaatan Indikator dan Medium 5

Tetapan Laju dan Energi Aktivasi 7

METODE PENELITIAN 8

Alat dan Bahan 8

Prosedur Penelitian 8

Karakterisasi Medium 8

Karakterisasi Zat Cair 9

Pemilihan Kesesuaian Jenis Cairan dan Medium 10

HASIL DAN PEMBAHASAN 13

Karakterisasi Medium 13

Gramatur 13

Rapat Massa 14

Karakterisasi Zat Cair 15

Densitas 15

Viskositas 16

Pemilihan Kesesuaian Jenis Cairan dan Kertas 17

Tetapan Laju Serapan dan Energi Aktivasi 21

PENUTUP 30

Simpulan 30

Saran 30

DAFTAR PUSTAKA 30

RIWAYAT HIDUP 41

Page 13: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

DAFTAR TABEL

1 Perbedaan viskositas minyak goreng, oli A dan oli B 16

2 Laju serapan dan R2 zat cair pada kertas 20

3 Nilai konstanta laju resapan pada indikator minyak goreng, oli A dan

oli B pada suhu 30.15°C 23

4 Nilai konstanta laju resapan pada indikator minyak goreng (50°C),

oli A (5°C) dan oli B (5°C) 25

5 Nilai energi aktivasi (Ea) 28

DAFTAR GAMBAR

1 Ilustrasi pemberian tanda batas untuk pengamatan jam ke-0 indikator

viskositas rendah 11

2 Diag alir pembuatan label cerdas I 11

3 Diag alir pembuatan label cerdas II 12

4 Ilustrasi pemberian tanda batas untuk pengamatan jam ke-0 indikator

viskositas tinggi 12

5 Grafik hubungan jenis kertas dengan nilai gramatur 13

6 Grafik hubungan jenis kertas dengan nilai rapat massa 14

7 Grafik hubungan antara densitas dan suhu pada minyak goreng, oli

A dan oli B 15

8 Grafik hubungan rata-rata panjang serapan minyak goreng pada

medium 19

9 Grafik hubungan rata-rata panjang serapan oli A pada medium 19

10 Grafik hubungan rata-rata panjang serapan oli B pada medium 19

11 Indikator minyak goreng 21

12 Indikator oli 21

13 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t indikator minyak

goreng pada 30.15°C 22

14 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t indikator oli A

30.15°C 22

16 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t indikator minyak

goreng (50°C) 24

17 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t indikator oli A (5°C) 24

18 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t indikator oli B (5°C) 25

19 Grafik hubungan antara ln k dengan 1/T indikator minyak goreng 26

20 Grafik hubungan antara ln k dengan 1/T indikator oli A 26

21 Grafik hubungan antara ln k dengan 1/T indikator oli B 27

Page 14: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

DAFTAR LAMPIRAN

1 Penjabaran kinetika orde satu hukum Fick dalam penentuan koefisien

panjang peresapan 33

2 Peresapan panjang tinta pada kertas jam ke-0 sampai jam ke-1 34

3 Nilai rataan panjang serapan setiap jenis kertas pada indikator minyak

goreng, oli A dan oli B penyimpanan jam ke-0 sampai jam ke-96 pada

suhu ruang (30.15°C) 35

4 Perubahan panjang dari jam ke-24, 48, 72 dan 96 pada suhu ruang

(30.15°C) dengan indikator minyak goreng, oli A dan oli B 36

5 Prototype label cerdas dalam lemari es selama 4 hari penyimpanan 40

Page 15: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

PENDAHULUAN

Latar Belakang

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. Dengan adanya informasi umur

simpan, baik produsen maupun konsumen tidak hanya dapat mengetahui kualitas dan

keamanan produk. Umur simpan juga akan memberikan informasi terkait adanya

perubahan pada produk baik penampakan, aroma, rasa, dan lain-lain.

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). Prinsip

pembuatan TTI berbeda tergantung dari adanya respon perubahan produk secara

fisik maupun kimiawi selama penyimpanan. Salah satu prinsip pembuatan TTI

yaitu dengan memanfaatkan prinsip difusi suatu indikator pada medium tertentu.

Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan TTI dengan prinsip

difusi seperti TTI berbasis difusi asam laktat, TTI berbasis difusi zat kimia

teraktivasi, dan TTI berbasis difusi ester asam lemak.

Pada penelitian ini akan dilakukan identifikasi atau karakterisasi medium

dan indikator yang sesuai untuk pembuatan label cerdas. Kertas dan karton dipilih

sebagai bahan medium peresapan. Hal ini dikarenakan difusi berlangsung melalui

pori-pori atau celah pada medium. Pada dasarnya kertas dan karton memiliki pori-

pori atau celah antar ikatan serat selulosa yang menyusunnya. Pori-pori atau celah

yang dapat dilalui oleh cairan dengan proses difusi. Setiap jenis kertas dan karton

memiliki ukuran dan jumlah celah yang berbeda tergantung dari jenis selulosa

yang menyusunnya.

Indikator peresapan menggunakan dua jenis zat cair yang memiliki

perbedaan viskositas yaitu viskositas rendah dan viskositas tinggi. Prinsip difusi

pada suatu cairan dipengaruhi oleh tingkat viskositasnya, dimana semakin tinggi

viskositas cairan akan semakin tinggi pula laju alirnya dan sebaliknya. Dengan

membandingkan dua zat cair yang berbeda viskositas, maka dapat diketahui jenis

zat cair mana yang paling sesuai untuk digunakan sebagai indikator label

berdasarkan daya resap yang paling rendah. Label cerdas akan diaplikasikan di

dalam lemari es. Hal ini dikarenakan adanya kebiasaan masyarakat umum,

khususnya ibu rumah tangga sering menyimpan makanan dalam lemari es tanpa

memberikan penandaan kapan penyimpanan dimulai. Padahal jarak waktu

penyimpanan dengan waktu konsumsi harus diperhatikan karena lama masa

penyimpanan dapat mempengaruhi mutu makanan yang akan dikonsumsi. Lama

waktu penyimpanan dapat diketahui dengan menggunakan label cerdas pencatat

umur simpan produk tersebut. Dengan adanya label cerdas, maka akan

memudahkan dalam identifikasi pencatatan lama waktu penyimpanan produk

dalam lemari es. Sehingga keamanan dan kualitas makanan yang disimpan dalam

lemari es tetap terjaga hingga makanan tersebut dikonsumsi.

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. Setiap 24 jam zat cair akan memiliki rentang

Page 16: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

2

panjang peresapan tertentu selama 4 hari penyimpanan. Panjang peresapan zat cair

tiap 24 jam tersebut yang akan dimanfaatkan sebagai pencatat atau pendeteksi

lamanya penyimpanan produk yang telah dilakukan. Rentang panjang peresapan

zat cair akan menunjukkan masa simpan produk dalam lemari es pada hari ke-1,

2, 3 dan 4.

Label cerdas yang dibuat dapat direkatkan pada kemasan produk selama

produk disimpan dalam lemari es. Selama proses penyimpanan akan terjadi

peresapan zat cair di sepanjang kertas yang digunakan sebagai media. 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.

Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :

Mengetahui karakteristik indikator dan medium yang akan digunakan untuk

membuat label cerdas

Mengetahui laju resapan indikator pada medium kondisi suhu ruang dan suhu

rendah

Menghitung nilai tetapan laju serapan dan energi aktivasi zat cair pada

medium

Memilih jenis indikator dan medium sebagai media peresapan yang akan

digunakan untuk membuat label cerdas.

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini difokuskan pada identifikasi indikator dan medium untuk

pembuatan label cerdas pencatat umur simpan produk. Penelitian dilakukan

menggunakan beberapa jenis medium dan zat cair sebagai indikator. Medium dan

zat cair dikarakterisasi terlebih dahulu untuk mengetahui sifat-sifatnya.

Selanjutnya menghitung tetapan laju serapan dan nilai energi aktivasi (Ea) setiap

indikator pada masing-masing medium untuk menentukan indikator dan jenis

medium yang sesuai untuk label cerdas pencatat umur simpan produk.

TINJAUAN PUSTAKA

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). Menurut Robertson (2006) fungsi dari kemasan

cerdas diantaranya:

Page 17: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

3

1. Fungsi cerdik (smartness) yang diharapkan dari kemasan cerdas saat ini

adalah mempertahankan integritas dan mencegah secara aktif kerusakan

produk (memperpanjang umur simpan)

2. Meningkatkan atribut produk (misalnya penampilan, rasa, flavor, aroma dan

lain-lain)

3. Memberikan respon secara aktif terhadap perubahan produk atau lingkungan

kemasan

4. Mengkomunikasikan informasi produk, riwayat produk (product history) atau

kondisi untuk penggunanya.

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. Indikator luar adalah indikator yang diletakkan di luar kemasan

sementara indikator dalam adalah indikator yang ditempatkan di dalam kemasan

dapat ditempatkan pada head-space kemasan atau ditambahkan pada penutup

kemasan. Contoh indikator luar yaitu indikator waktu, indikator suhu dan

indikator pertumbuhan mikroba, sedangkan contoh indikator dalam adalah

indikator oksigen, indikator karbon dioksida, indikator patogen dan indikator

pertumbuhan mikroba (Ahvenainen 2003).

Beberapa penelitian telah banyak yang mengembangkan kemasan cerdas

baik indikator dalam maupun indikator luar untuk mengetahui kualitas dan

keamanan produk. Penelitian yang telah dilakukan terkait kemasan cerdas seperti

kemasan cerdas indikator warna untuk mendeteksi kesegaran buah nanas potong

selama penyimpanan (Putri 2012) dan pembuatan label cerdas pendeteksi

Esherichia coli (Lestari 2013). Pada penelitian Putri (2012) dilakukan pembuatan

indikator warna berbahan dasar kitosan untuk mengetahui tingkat kesegaran buah

nanas potong, sedangkan pada penelitian lestari (2013) dilakukan pembuatan label

cerdas dengan bahan dasar campuran agar bubuk dan EMB untuk mendeteksi

adanya Esherichia coli yang diaplikasikan pada daging.

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). Indikator ini memiliki prinsip kerja sebagai colorimetric dengan

melihat perubahan warna akibat menurunnya mutu produk perikanan di dalam

kemasan. Label TTI memperlihatkan perubahan warna akibat efek perubahan suhu

kerena reaksi antara kimia (Hasnedi 2009). 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).

Proses yang terjadi pada penggunaan TTI ini didasarkan pada perubahan

yang terjadi secara mekanik, kimia, elektrokimia, enzimatis maupun biologis,

yang biasanya dinyatakan sebagai respon yang terlihat atau terdeteksi dalam

bentuk deformasi secara mekanis (Taoukis dan Labuza 2003). Respon terhadap

berbagai perubahan kondisi penyimpanan tersebut memberikan indikasi kumulatif

Page 18: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

4

perubahan suhu selama penyimpanan yang dapat dideteksi oleh TTI. 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).

TI parsial tidak mampu merespon perubahan secara sebagian pada produk,

kecuali akumulasi keseluruhan perubahan suhu saat penyimpanan produk yang

dilakukan telah melewati ambang batas yang telah ditentukan. Hal ini

mengindikasikan bahwa produk tersebut telah terpapar suhu penyimpanan yang

akan menyebabkan perubahan kualitas produk. Sedangkan TTI kumulatif dapat

memberikan respon secara terus menerus selama terjadi perubahan suhu selama

masa penyimpanan produk dan biasanya menjadikannya sebagai fokus utama

untuk kepentingan penelitian maupun eksploitasi secara komersial.

Pada dasarnya TTI merupakan suatu tag kecil atau label yang dapat

mendeteksi perkembangan suhu dan waktu untuk menentukan umur simpan

produk yang mudah rusak khususnya selama distribusi dari produsen hingga

sampai ke tangan konsumen akhir. Label TTI ini umumnya digunakan untuk

menentukan umur simpan pada produk-produk hasil peternakan seperti daging

dan produk unggas, dimana distribusi biasanya dilakukan dalam kondisi yang

dingin sehingga cukup berpotensi dalam pertumbuhan mikroba yang sangat

mempengaruhi produk.

Menurut Taoukis dan Labuza (2003) syarat-syarat TTI untuk dapat

digunakan secara komersial dalam kemasan pangan yaitu:

Mudah untuk digunakan dan diaktivasi

Tidak merusak kemasan

Harus dapat diaplikasikan dan diaktivasi pada saat pengemasan (bukan

sebelum pengemasan)

Harus memberikan respon yang akurat mengenai perubahan suhu

penyimpanan dan fluktuasi suhu yang cepat. Respon ini harus bersifat tidak

dapat balik (irreversible) dan berkorelasi dengan kerusakan aktual pada bahan

pangan yang disimpan

Mempunyai kemampuan untuk mengakumulasi pengaruh suhu dan waktu

selama periode penyimpanan produk

Mudah dibaca dan jelas sehingga tidak terjadi kesalahpahaman oleh

konsumen saat membaca TTI tersebut.

Sejumlah besar jenis TTI telah dikembangkan dan dipatenkan berdasarkan

prinsip-prinsip dan aplikasi yang telah ditinjau sebelumnya (Taoukis dan Labuza

2003). Saat ini juga telah tersedia secara komersial TTI dengan prinsip enzimatis,

dan berbasis sistem polimer yang semuanya dapat diaplikasikan pada berbagai

produk seperti daging dan produk unggas.

Difusi

Difusi atau pembauran (Diffusion) merupakan gerakan suatu komponen

melalui suatu campuran yang berlangsung karena suatu rangsangan fisika. Pada

umumnya, peristiwa disfusi disebabkan oleh adanya gradien atau (landaian)

Page 19: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

5

konsentrasi pada komponen yang terdisfusi itu. Gradien konsentrasi cenderung

menyebabkan terjadinya gerakan komponen itu kearah yang menyamakan

konsentrasi dan menghapuskan gradien. Bila gradien itu dipertahankan dengan

menambahkan komponen yang terdifusi secara terus menerus pada ke ujung yang

berkonsentrasi tinggi pada gradient itu, aliran yang berdifusi akan berlangsung

secara kontinu (sinambung) (McCabe et al. 1999). Peristiwa difusi pada suatu media dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor.

Menurut Adrimarsya (2012) beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan

difusi, yaitu:

1. Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu

bergerak, sehingga 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.

Potensi Pemanfaatan Indikator dan Medium

Label cerdas pencatat umur simpan produk dapat dibuat dengan

menggunakan prinsip difusi. Prinsip difusi yang dimanfaatkan untuk pembuatan

label cerdas dapat menggunakan beberapa jenis indikator tergantung dari fungsi

yang akan digunakan dari label cerdas tersebut baik untuk mengidentifikasi

adanya perubahan suhu, waktu, maupun kualitas produk selama masa

penyimpanan, distribusi dan transportasi. Beberapa jenis label cerdas dengan

prinsip difusi telah dihasilkan seperti difusi bahan kimia teraktivasi, ester asam

lemak, dan asam laktat. Salah satu label cerdas yang telah dikembangkan dengan

memanfaatkan prinsip difusi yaitu label cerdas berbasis Time Temperature

Indicator (TTI) dengan difusi asam laktat untuk mendeteksi kualitas produk

makanan (Wanihsuksombat et al. 2010).

Pada penelitian ini akan dilakukan identifikasi medium peresapan berupa zat

padat dan indikator peresapan berupa zat cair untuk pembuatan label cerdas

pencatat umur simpan produk. 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). Selulosa yang menyusun lembaran kertas atau karton

akan saling berikatan. Daya ikat antar serat dalam suatu lembaran kertas atau

karton akan ditentukan oleh besarnya intensitas ikatan, banyaknya fibrilasi dan

susunan molekul selulosa, sehingga dapat menyebabkan terjadinya ikatan

hidrogen (Nasution 2010). Daya ikat serat pada kertas atau karton tergantung dari

jenis selulosa yang digunakan. Daya ikat serat mempengaruhi pori-pori maupun

jumlah celah yang terbentuk pada permukaan kertas atau karton. Pori-pori yang

dimiliki kertas akan membuat kertas atau karton mampu menyerap suatu cairan

melalui difusi. Difusi suatu zat cair dapat terjadi melewati celah suatu membran

Page 20: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

6

atau medium. Dengan adanya pori-pori atau celah dari ikatan serat selulosa pada

kertas tersebut, maka kertas dapat dijadikan sebagai medium dalam proses difusi

oleh indikator berupa cairan

Indikator yang digunakan untuk pembuatan label cerdas yaitu zat cair. Label

cerdas pencatat umur simpan produk dapat dibuat dengan menfaatkan difusi zat

cair pada medium kertas. Dua jenis indikator yang digunakan berdasarkan

perbedaan viskositas yaitu viskositas rendah dan viskositas tinggi. Viskositas

merupakan ukuran kekentalan dari cairan yang menentukan laju kecepatan

alirnya. Semakin lambat aliran berarti viskositasnya tinggi, dan sebaliknya semakin

cepat aliran berarti viskositasnya makin rendah (Kanoni 1999). Indikator viskositas

rendah yang digunakan yaitu tinta, sedangkan indikator viskositas tinggi yang

digunakan yaitu minyak.

Tinta mengandung tiga komponen utama yang terdri dari bahan pewarna

(pigmen), zat pengikat (varnish/vehicle), dan zat aditif atau bahan penolong.

Setiap komponen tersebut memiliki fungsi yang berbeda. Bahan pewarna

berfungsi memberikan warna pada tinta, membentuk bodi pada tinta dan

memberikan lapisan warna pada permukaan hasil cetakan. Zat pengikat berfungsi

mengikat bahan pewarna dan bahan penolong sehingga tercampur dengan baik.

Zat aditif dari pelarut (solvent), resin, dan minyak pengerin. Sedangkan zat aditif

berfungsi untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu pada tinta, baik sifat kimia

(mengatur proses pengeringan tinta) maupun sifat fisika tinta (sifat alir tinta,

ketahanan gosok tinta dan sebagainya (Adhi dan Susanto 2013).

Adanya kandungan 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). Adanya kandungan pelarut tersebut yang menyebabkan tinta memiliki

viskositas yang lebih rendah dibandingkan minyak. Viskositas yang rendah akan

meningkatkan laju alir tinta. Sehingga tinta dikategorikan sebagai zat cair

viskositas rendah dan diidentifikasi untuk menentukan panjang peresapannya pada

medium.

Viskositas hanya dimiliki pada cairan atau fluida riil dalam kehidupan

sehari-hari. Salah satu jenis zat cair yang memiliki viskositas yaitu minyak.

Minyak memiliki tingkat viskositas tinggi dan berbeda satu sama lainnya. 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

nilai viskositas antara kedua minyak tersebut, dapat digunakan sebagai

perbandingan indikator viskositas tinggi dalam pembuatan label cerdas dengan

mengetahui panjang peresapan masing-masing indikator pada medium. Viskositas

dipengaruhi oleh suhu dimana semakin tinggi suhu suatu cairan maka semakin

rendah viskositasnya dan laju alirnya akan meningkat. Begitu pula sebaliknya.

Semakin rendah suhu, maka akan semakin tinggi viskositasnya dan laju alir dari

cairan akan menurun.

Page 21: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

7

Tetapan Laju dan Energi Aktivasi

Kesesuaian antara jenis kertas dan zat cair yang digunakan dapat diketahui

dengan melihat nilai energi aktivasi setiap medium terhadap zat cair yang

digunakan. Sebelum menentukan nilai energi aktivasi tersebut, maka ditentukan

terlebih dahulu masing-masing nilai slope hubungan antara panjang serapan zat

cair pada medium terhadap lamanya waktu penyimpanan. Daya serap dari zat cair

yang terjadi pada media medium yang digambarkan dengan panjang peresapan zat

cair tersebut mengikuti persamaan kinetika orde satu (Coe 1971; Smith 1993;

Ritchie 1996 dalam Warsiki 2006) sebagai berikut:

(1)

dimana C adalah konsentrasi pelarut; k adalah konstanta orde satu; C˷ dan Ct

menunjukkan konsentrasi pada saat keseimbangan, dan t adalah waktu. Kinetika

orde satu yang dijelaskan oleh hukum Fick tersebut ditransformasikan dalam

penentuan nilai konstanta laju serapan zat cair pada medium kertas buffalo, HVS

80 g, foto, concord, gambar dan karton duplex. Dari persamaan (1) maka variabel

yang digunakan untuk menentukan konstanta daya serap zat cair pada medium

sebagai berikut:

(2)

sehingga:

(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.

(4)

Dengan demikian konstanta laju serapan k dapat diperoleh dari slope grafik

hubungan antara nilai terhadap waktu (t).

Tetapan laju sangat tergantung suhu. Dalam penyelesaian banyak kasus,

hubungan antara logaritma dari tetapan laju dan kebalikan dari suhu mutlak pada

kisaran tertentu dari suhu secara linier dan kuantitatif dijelaskan dengan

Page 22: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

8

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 × (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)

METODE PENELITIAN

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.

Prosedur Penelitian

Karakterisasi Medium

Uji Gramatur (SNI 0123:2008)

Gramatur adalah massa kertas atau karton dalam g dibagi dengan satu

satuan luas dalam meter persegi yang diukur dalam kondisi standar (30.15°C, 1

atm). Prosedur percobaan yang dilakukan untuk menghitung nilai gramatur kertas

atau karton yaitu lembaran kertas atau karton dipotong dengan ukuran sampel 20

Page 23: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

9

× 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).

(7)

Dimana:

G = Gramatur kertas atau karton (g/m2)

m = Massa kertas atau karton (g)

L = Luas kertas atau karton (m2)

Uji Rapat Massa (SNI 0123:2008)

Rapat masssa atau densitas adalah besaran yang menyatakan perbandingan

antara massa kertas atau karton dibagi dengan volume kertas atau karton, diukur

pada kondisi standar. 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).

(8)

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 25oC. 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 sampel pada suhu tertentu dapat dihitung dengan rumus, G = G’

+ nilai koreksi (25oC T

oC). Nilai koreksi ditambahkan jika pengukuran di atas

suhu 15oC, dan dikurangi pada suhu di bawah 15

oC.

Dimana:

Bobot jenis (g/mL) =

Bobot sampel

Bobot air

Page 24: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

10

G = bobot jenis sampel pada suhu 25oC

G’ = bobot jenis sampel pada suhu pengukuran (pada ToC).

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).

(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)

Pemilihan Kesesuaian Jenis Cairan dan Medium

Pada penelitian ini akan dilakukan pencarian jenis medium dan zat cair yang

sesuai dengan kebutuhan untuk pembuatan label cerdas pencatat umur simpan

produk. Pada tahap ini dilakukan uji peresapan zat cair pada 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 dimana zat cair yang satu mempunyai viskositas tinggi dan

zat cair lainnya mempunyai viskositas rendah. Adapun masing-masing jenis zat

cair dibedakan lagi berdasarkan jenisnya. Zat cair viskositas tinggi meliputi

minyak goreng, oli A dan oli B, sedangkan zat cair dengan 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. Ilustrasi pemberian tanda

batas untuk pengamatan jam ke-0 indikator viskositas rendah dapat dilihat pada

Gambar 1. Selanjutnya label disimpan pada suhu ruang selama 96 jam dengan

Page 25: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

11

Kertas / karton

Sampel yang ditetesi tinta

Label

Nilai Panjang peresapan

Nilai Panjang peresapan dan Ea

melakukan pencatatan panjang peresapan zat cair. Adapun diagram alir

pembuatan label cerdas dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 1 Ilustrasi pemberian tanda batas untuk pengamatan jam ke-0 indikator

viskositas rendah

Gambar 2 Diagram alir pembuatan label cerdas I

t = 0 tinta kertas

Start

Dipotong ukuran 20 × 1.5 cm dan

ditetesi tinta pada salah satu ujungnya

Didiamkan (selama 10 detik) dan

dibuat tanda batas penyerapan awal

(jam ke-0)

Label disimpan selama 96 jam pada

suhu ruang dan dicatat panjang

peresapan jam ke-24, 48, 72 dan 96)

medium

End

Kertas atau Karton

Tetapan laju dan energi aktivasi

dihitung dari nilai panjang peresapan

Nilai tetapan laju dan Energi

Aktivasi

Page 26: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

12

Label dengan tanda

batas pencelupan

Sampel kertas

atau karton

Label

Nilai panjang peresapan

Kertas atau

karton

Jar berisi minyak

Nilai panjang

peresapan

Minyak, pewarna

Pembuatan Label dengan Indikator Viskositas Tinggi

Kertas atau karton 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 atau karton diberi tanda pada bagian

ujungnya sebelum dicelupkan untuk memudahkan pengukuran pengamatan mulai

jam ke-0. Ilustrasi pemberian tanda batas jam ke-0 indikator viskositas tinggi

dapat dilihat pada Gambar 3. dengan metode pembuatan label cerdas dapat dilihat

pada Gambar 4.

Gambar 3 Ilustrasi pemberian tanda batas jam ke-0 indikator viskositas tinggi

Gambar 4 Diagram alir pembuatan label cerdas II

mediJar + zat

cair

Label dicelupkan dalam jar dan

disimpan (suhu ruang, lemari es, dan

inkubator) dengan panjang peresapan

dicatat jam ke-24, 48, 72 dan 96

Dicampur dan diambil 10 mL dengan

gelas ukur untuk dituang ke jar

Diberi garis batas

pencelupan dengan jarak

0.5 cm dari ujungnya

Dipotong ukuran 1.5 × 20

cm

medium

10 mL minyak,

0.05 g Pewarna

Kertas atau karton

Label

Start

Start

Tetapan laju dan energi aktivasi

dihitung dari nilai panjang

peresapan

Nilai tetapan laju dan Energi

Aktivasi

End

Page 27: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

13

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakterisasi Medium

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). Pada dasarnya nilai gramatur setiap jenis kertas atau karton berbeda-

beda. Nilai gramatur setiap kertas atau karton yang berbeda tersebut tergantung

dari jenis dan komposisi bahan (pulp) yang digunakan dalam proses

pembuatannya. Keragaman gramatur, ketebalan, dan rapat massa memiliki

hubungan yang sangat erat satu sama lain, begitu pula dengan panjang dan

lebarnya. Hal ini disebabkan karena formulasi gramatur dapat diperoleh dari

perbandingan berat kertas atau karton (g) dengan luasan kertas atau karton(m2),

sedangkan untuk rapat massa merupakan perbandingan gramatur (g/m2) dengan

ketebalan. Maka dari itu antara rapat massa, ketebalan dan gramatur saling

berkaitan dalam menentukan sifat lembaran kertas atau karton (karton) (Nurminah

2002). Berdasarkan perhitungan gramatur yang dilakukan, maka nilai gramatur

setiap kertas atau karton yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Grafik hubungan jenis medium dengan nilai

gramatur

Dari Gambar 5 menunjukkan hubungan jenis kertas atau karton yang

digunakan dengan nilai gramaturnya. Nilai gramatur dihitung menggunakan

persamaan 7. Berdasarkan Gambar 5 dapat dilihat bahwa nilai gramatur dari

kertas buffalo, HVS 80 g, foto, Concord, gambar dan karton duplex secara

berturut-turut yaitu 152.222 g/m2, 85.556 g/m

2, 235.556 g/m

2, 231.111 g/m

2,

151.111 g/m2, dan 1055.556 g/m

2. Dari perhitungan nilai gramatur tersebut dapat

dinyatakan bahwa medium yang mempunyai nilai gramatur paling tinggi yaitu

50

170

290

410

530

650

770

890

1010

Buffalo HVS 80 g Foto Concord Gambar Karton

Duplex

Gra

ma

tur (

g/m

2)

Jenis Medium

Page 28: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

14

kertas HVS 80 g dan medium yang mempunyai nilai gramatur paling rendah yaitu

karton duplex.

Rapat Massa

Rapat massa adalah massa lembaran karton dalam kilog dibagi dengan

satuan volume karton dalam meter kubik, dihitung dari besarnya gramatur dibagi

tebal karton, diukur pada kondisi standar (BSN 2008). Seperti halnya nilai

gramatur kertas, nilai rapat massa juga berbeda untuk setiap jenisnya. Nilai rapat

massa akan berkaitan erat dengan nilai gramatur dan ketebalan seperti yang telah

dijelaskan pada pengukuran nilai gramatur. Berdasarkan perhitungan rapat massa

yang dilakukan, maka nilai rapat masing-masing medium yang digunakan dapat

dilihat pada Gambar 6.

Nilai rapat massa dihitung menggunakan persamaan 8. 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/m3,

10.267 kg/m3, 10.928 kg/m

3, 8.832 kg/m

3, 10.264 kg/m

3, dan 7.561 kg/m

3. Dari

perhitungan nilai gramatur tersebut dapat dinyatakan bahwa medium yang

mempunyai nilai rapat massa paling rendah yaitu karton duplex dan medium yang

mempunyai nilai rapat massa paling tinggi yaitu foto. Secara teknis rapat massa

mempunyai hubungan erat dengan daya ikatan antar seratnya (Casey 1961 dalam

Nurminah 2002). Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi nilai rapat massa

maka semakin besar daya ikatan antar seratnya. Dan sebaliknya, semakin rendah

nilai rapat massa, maka semakin kecil juga daya ikatan antar seratnya.

Gambar 6 Grafik hubungan jenis medium dengan nilai

rapat massa

0

2

4

6

8

10

12

Buffalo HVS 80 g Foto Concord Gambar Karton

Duplex

Ra

pa

t m

ass

a (

kg

/m3

)

Jenis medium

Page 29: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

15

Karakterisasi Zat Cair

Densitas

Densitas merupakan hasil pengukuran massa setiap satuan volume benda

atau zat. Nilai densitas suatu fluida tertentu tidak akan sama pada semua suhu.

Adanya perubahan suhu akan mempengaruhi densitas fluida. Nilai densitas suatu

jenis fluida berbeda dengan fluida yang lain. Semakin tinggi densitas suatu benda

atau zat maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Uji densitas hanya

dilakukan pada zat cair viskositas tinggi yaitu minyak goreng, oli A dan oli B. Hal

ini dikarenakan tingkat volatilitas tinta yang sangat tinggi sehingga tidak dapat

dilakukan uji densitas tersebut. Hubungan antara perubahan densitas dan suhu

pada minyak goreng, oli A dan oli B tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Grafik hubungan antara densitas dan suhu pada minyak

goreng, oli A dan oli B

Berdasarkan Gambar 7 dapat dilihat bahwa pengukuran densitas zat cair

pada suhu 25°C, 40°C, dan 50°C berbeda. Setiap zat cair menunjukkan

kecenderungan penurunan nilai densitas terhadap penurunan 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. Nilai densitas paling tinggi dari minyak goreng,

oli A dan oli B terjadi pada suhu 25°C dan nilai densitas paling rendah terjadi

pada suhu 50°C. 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. Hal ini

menunjukkan bahwa nilai densitas dari suatu zat cair akan dipengaruhi oleh

suhunya. Semakin tinggi suhu fluida maka akan semakin tinggi pula nilai

densitasnya. Sebaliknya, semakin rendah suhu fluida maka semakin rendah juga

nilai densitasnya.

0.780

0.800

0.820

0.840

0.860

0.880

0.900

0.920

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Den

sita

s (g

/mL

)

Suhu °C

Minyak

GorengOli A

Oli B

Page 30: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

16

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). Hal demikian juga berlaku pada zat cair jenis oli Adan oli B.

Peristiwa peningkatan suhu yang mengakibatkan pecahnya molekul-

molekul di dalam suatu zat cair inilah yang mengakibatkan adanya penurunan

densitas pada kondisi suhu tinggi untuk minyak goreng, oli A dan oli B. Dengan

adanya penambahan volume suatu zat cair pada suhu tinggi ini akan

meningkatkan daya serapnya pada suatu medium dibandingkan dengan perlakuan

pada suhu rendah. Sehingga daya serap zat cair pada suatu medium dalam kondisi

suhu tinggi akan lebih besar daripada daya serap zat cair pada suatu medium

dalam kondisi suhu rendah.

Viskositas

Viskositas merupakan resistensi atau ketidakmauan bahan mengalir apabila

dikenai gaya (mengalami penegangan) atau gesekan internal dalam cairan dan

merupakan suatu ukuran terhadap kecepatan aliran. 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. Hal ini dikarenakan tingkat volatilitas

tinta yang tinggi sehingga tidak dapat dilakukan uji viskositas. Tingkat viskositas

zat cair yang digunakan mempengaruhi daya serapnya terhadap suatu medium

yang dilewati. Medium yang dilalui oleh zat cair berupa minyak goreng dan oli

tersebut yaitu kertas. Perbedaan tingkat viskositas antara minyak goreng dan oli akan

berpengaruh pada perbedaan panjang serapan masing-masing zat cair tersebut pada

kertas. Secara visual, viskositas antara minyak goreng, oli A dan oli B sangat

berbeda. Minyak goreng mempunyai tingkat viskositas yang lebih rendah

dibandingkan dengan oli A dan oli B, sedangkan Oli A dan oli B mempunyai

tingkat viskositas yang hampir sama. Namun kedua jenis oli tersebut tetap

mempunyai nilai viskositas yang berbeda. 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

Page 31: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

17

Berdasarkan Tabel 1 dengan pengukuran nilai viskositas minyak goreng

pada suhu 40°C telah terjadi penurunan viskositasnya. Viskositas suatu cairan

akan menurun jika terjadi kenaikan suhu, dan sebaliknya. Viskositas akan

meningkat jika terjadi penurunan suhu. Kondisi tersebut juga terjadi pada zar cair

lain yaitu oli. 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. Tetapi masing-masing kecenderungan

tersebut tidak sama untuk semua oli. Kekentalan atau berat oli dinyatakan oleh

angka yang disebut indeks kekentalan. Jika indeksnya rendah berarti oli tersebut

encer. Sebaliknya, jika indeksnya tinggi berarti olinya kental (Soedarmo 2008).

Peristiwa perubahan viskositas dapat dijelaskan dengan teori termodinamika

yang menyatakan bahwa semakin tinggi suhu suatu fluida, molekul fluida akan

bergerak cepat sehingga secara makro akan meningkatkan tekanan. Jika tidak

terdapat batas pada materi tersebut maka materi akan mengembang dan

memperlebar jarak antar molekulnya. Jarak antar molekul yang lebar akan

mengakibatkan viskositas semakin menurun.

Tabel 1 menunjukkan bahwa viskositas pada suhu 40°C minyak goreng

lebih rendah dibandingkan dengan oli A, dan viskositas oli B lebih rendah

dibandingkan dengan oli A. Viskositas paling rendah yaitu minyak goreng dan

tingkat viskositas paling tinggi yaitu oli A. Semakin tinggi nilai viskositas cairan,

maka akan semakin baik pula dalam penggunaan cairan sebagai indikator dalam

pembuatan label cerdas. Hal ini dikarenakan label cerdas akan diaplikasikan di

dalam lemari es pada suhu lebih rendah ±5°C, maka dari itu dibutuhkan zat cair

yang lebih kental agar memiliki daya serap yang lebih rendah. Semakin kental zat

cair yang digunakan maka akan semakin rendah juga daya resapnya pada suatu

medium. Sehingga ukuran kertas atau karton yang digunakan sebagai medium

akan semakin pendek dan memudahkan aplikasi label cerdas pada lemari es

karena lebih praktis dan menghemat ruang penyimpanan.

Pemilihan Kesesuaian Jenis Cairan dan Kertas

Label cerdas yang dihasilkan akan digunakan untuk mengetahui umur

simpan produk selama 4 hari penyimpanan. Label cerdas akan diaplikasikan untuk

produk yang disimpan dalam lemari es. Dalam kurun waktu tersebut, zat cair

dalam label harus mampu meresap pada medium untuk mencatat masa

penyimpanan produk. Sebelum diketahui jenis medium dan zat cair yang sesuai,

maka terlebih dahulu dilakukan pemilihan kesesuaian jenis cairan dan kertas.

Zat cair yang digunakan sebagai indikator dibedakan berdasarkan viskositas

menjadi dua jenis yaitu viskositas rendah dan viskositas tinggi. Zat cair viskositas

tinggi meliputi minyak goreng, oli A dan oli B, sedangkan zat cair dengan

viskositas rendah meliputi tinta tato permanen, tinta tato non permanen, tinta

spidol boardmarker, tinta bak, dan tinta stempel. Medium peresapan yang

digunakan dalam pembuatan label cerdas yaitu kertas. Medium yang digunakan

juga memanfaatkan 5 jenis medium dan 1 jenis karton yang ada di pasaran yaitu

buffalo, HVS 80 g, foto, concord, buku gambar dan karton duplex.

Penelitian yang menggunakan tinta sebagai indikator menunjukkan hasil

yang tidak sesuai antara jenis zat cair dan medium yang digunakan. Tinta yang

Page 32: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

18

diteteskan pada medium hanya mampu meresap pada jam ke-1. Setelah itu tinta

mengering dan tidak dapat meresap lagi. Padahal pengamatan panjang peresapan

tinta harus dilakukan sebanyak 4 kali selama 4 hari penyimpanan pada jam ke-24,

48, 72 dan 96. Hal ini disebabkan tinta yang ada di pasaran umumnya mempunyai

tingkat volatilitas yang cukup tinggi dan viskositas rendah sehingga tinta yang

diteteskan pada medium akan lebih cepat mengering. Peresapan panjang tinta

pada medium jam ke-0 sampai jam ke-1 dapat dilihat pada Lampiran 1. Secara umum, susunan komponen tinta terdiri atas tiga kelompok, yaitu bahan

perwarna/pigmen, zat pengikat/varnish/vehicle, dan zat aditif/ bahan penolong/zat

tambahan (additional agent). Komponen bahan pewarna mempunyai beberapa fungsi

diantaranya untuk memberikan warna pada tinta, membentuk bodi pada tinta dan

memberikan lapisan warna pada permukaan hasil cetakan. Pada komponen zat

pengikat/varnish/vehicle atau sering disebut juga varnish merupakan medium untuk

mengikat bahan pewarna dan bahan penolong sehingga keduanya dapat tercampur

dengan baik. Vehicle/varnish terdiri dari pelarut (solvent), resin, dan minyak

pengerin. Sedangkan zat aditif/ bahan penolong/zat tambahan (additional agent)

merupakan bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam tinta selain bahan pokok tinta

(pigmen dan varnish) (Adhi dan Susanto 2013).

Fungsi bahan penolong (additive agents) adalah untuk mendapatkan sifat-

sifat tertentu pada tinta, baik sifat kimia (mengatur proses pengeringan tinta)

maupun sifat fisika tinta (sifat alir tinta, ketahanan gosok tinta dan sebagainya).

Yang termasuk bahan-bahan penolong (additive agent) antara lain bahan pengisi

(filler), bahan pengering (drier), bahan anti-kering, lilin (wax/compound), bahan

pengencer (reducer), bahan pelemas (plasticizer) dan bahan pendispersi (Adhi dan

Susanto 2013). Pada dasarnya tinta yang diproduksi di pasaran dikhususkan

untuk menghasilkan tulisan atau gambar yang dibuat sedemikian rupa untuk

segera digunakan. Sehingga tinta tidak cocok digunakan sebagai zat cair pada

pembuatan label cerdas.

Penelitian yang menggunakan zat cair dengan viskositas tinggi

menunjukkan hasil yang sesuai dengan prinsip pemanfaatan difusi zat cair pada

medium untuk mencatat umur simpan selama 4 hari penyimpanan. Tingkat

viskositas dari setiap zat cair akan mempengaruhi daya serapnya pada kertas.

Cepat aliran yang dipengaruhi oleh viskositas tersebut menunjukkan kemampuan

panjang serapan minyak goreng, oli A dan oli B pada medium yang digunakan.

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.

Dari panjang peresapan minyak goreng, oli A dan oli B pada Gambar 8,

Gambar 9, dan Gambar 10, menunjukkan bahwa nilai panjang peresapan yang

berbeda-beda. Pada indikator minyak goreng, medium dengan nilai panjang

serapan paling besar yaitu kertas concord dan medium dengan panjang serapan

paling kecil yaitu kertas buffalo. Pada indikator oli A dan oli B menunjukkan hasil

yang sama untuk jenis medium dengan panjang serapan paling besar yaitu kertas

concord, sedangkan jenis medium dengan panjang serapan paling kecil yaitu

kertas foto. Nilai panjang serapan dari setiap jenis medium pada indikatornya

minyak goreng, oli A dan oli B penyimpanan jam ke-24 sampai jam ke-96 pada

suhu ruang (30.15°C) dapat dilihat pada Lampiran 2.

Page 33: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

19

Gambar 8 Grafik hubungan panjang serapan minyak goreng pada

medium

Gambar 9 Grafik hubungan panjang serapan oli A pada medium

Gambar 10 Grafik hubungan panjang serapan oli B pada

medium

0

5

10

15

20

25

0 24 48 72 96

Pa

nja

ng

ser

ap

an

(cm

)

Jam ke

HVS 80 gr

Foto

Concord

Gambar

Karton Duplex

Buffalo

0

5

10

15

20

0 24 48 72 96

Pan

jan

g se

rap

an (

cm)

Jam ke

Buffalo

HVS 80 gr

Foto

Concord

Gambar

Karton Duplex

0

5

10

15

20

0 24 48 72 96

Pa

nja

ng

Ser

ap

an

(cm

)

Jam ke

Buffalo

HVS 80 gr

Foto

Concord

Gambar

Karton Duplex

Page 34: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

20

Berdasarkan Gambar 6, Gambar 7 dan Gambar 8 dapat dipilih tiga jenis

medium dan indikator paling baik yang dapat digunakan untuk membuat label

cerdas pencatat umur simpan produk. Tiga jenis medium yang dipilih yaitu kertas

buffalo, foto dan gambar dengan indikator berupa oli. Hal ini dilakukan dengan

mempertimbangkan panjang label yang akan dibuat. Minyak goreng yang

digunakan sebagai indikator memiliki daya serap yang lebih tinggi dibandingkan

oli. Panjang peresapan pada semua medium yang digunakan mencapai lebih dari

15 cm. Label yang dibuat dengan panjang lebih dari 15 cm akan menyulitkan

aplikasi label. Dengan panjang label tersebut, maka tempat penyimpanan yang

disediakan pun harus cukup. Berdasarkan Gambar 6, Gambar 7 dan Gambar 8

maka laju serapan dan nilai R2 zat cair pada medium (cm/jam) dapat dilihat pada

Tabel 2.

Tabel 2 Laju serapan dan R2 zat cair pada kertas

Jenis Zat Cair Jenis Kertas Laju Serapan

(cm/jam)

R2

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

Aplikasi pada produk di dalam lemari es, tidak memungkinkan

menggunakan label yang memiliki dimensi panjang melebihi 15 cm. Hal ini

dikarenakan tempatnya yang tidak cukup luas dengan berbagai produk di

dalamnya yang cukup banyak, sehingga dipilih jenis medium dan indikator

terbaik tersebut yaitu buffalo, foto dan gambar dengan indikator oli yang nilai

rata-rata panjang peresapannya tidak lebih dari 10 cm. Panjang zat cair pada

medium yang dilakukan saat penelitian menggunakan minyak goreng dan oli

dapat dilihat pada Gambar 11 dan Gambar 12 dengan urutan dari kiri ke kanan

medium buffalo, HVS 80 gr, foto, concord, gambar dan karton duplex, sedangkan

Page 35: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

21

untuk perubahan panjang dari jam ke-24, 48, 72 dan 96 pada suhu ruang

(30.15°C) dengan indikator minyak goreng, oli A dan oli B secara lebih rinci

dapat dilihat pada Lampiran 3.

Gambar 11 Indikator minyak goreng

Gambar 12 Indikator oli

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 saat dilakukan pengujian pada jam ke-24, indikator oli

dapat meresap dengan panjang tertentu pada medium, sedangkan minyak goreng

tidak dapat meresap pada medium. Hal ini dikarenakan minyak goreng tersebut

telah membeku. Minyak goreng memiliki titik beku yang lebih rendah

dibandingkan oli. Sehingga untuk menentukan nilai aktivasi minyak goreng

dilakukan pada suhu yang lebih tinggi agar tidak berada dibawah titik bekunya.

Indikator minyak goreng diuji pada kondisi suhu yang lebih tinggi yaitu

50°C menggunakan inkubator. Pada suhu 50°C tersebut minyak goreng mampu

meresap pada medium kertas. Pengamatan panjang peresapan pada indikator

minyak goreng, oli A dan oli B tersebut dilakukan sama seperti pada suhu ruang

selama 96 jam penyimpanan. Berdasarkan hasil penelitian pengamatan panjang

peresapan, 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.

Page 36: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

22

Gambar 13 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t

indikator minyak goreng pada 30.15°C

Gambar 14 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t indikator

oli A pada 30.15°C

Gambar 15 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t

indikator oli B pada 30.15°C

-0.45

-0.15

0.15

0.45

0.75

1.05

1.35

1.65

1.95

2.25

0 24 48 72 96

ln [

/(L

˷ -

Lᵼ)

]

t (jam)

Buffalo

HVS 80 g

Foto

Concord

Gambar

Karton Duplex

-0.6

-0.3

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

0 24 48 72 96

ln [

L/(

- L

ᵼ)]

t (jam)

Buffalo

HVS 80 gr

Foto

Concord

Gambar

Karton Duplex

-0.6

-0.3

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

0 24 48 72 96

ln [

L/(

- L

ᵼ)]

t (jam)

Buffalo

HVS 80 g

Foto

Concord

Gambar

Karton duplex

Page 37: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

23

Berdasarkan Gambar 13, Gambar 14 dan Gambar 15 dapat diketahui bahwa

pada setiap jenis medium (buffalo, HVS 80 g, foto, concord, gambar, dan karton

duplex) terhadap setiap jenis indikator (minyak goreng, oli A dan oli B)

mempunyai nilai konstanta laju masing-masing yang tidak sama antara satu sama

lainnya. Perbedaan nilai konstanta laju yang berbeda disebabkan adanya

perbedaan perubahan panjang terhadap waktu selama penyimpanan pada kondisi

suhu ruang.

Nilai konstanta laju dapat diperoleh dari nilai slope regresi linier dari plot ln

(L - L ) dengan t pada setiap jenis medium terhadap setiap jenis indikator.

Hubungan antara panjang dan waktu berbanding lurus dimana semakin lama

waktu penyimpanan maka semakin panjang pula daya serap minyak goreng, oli A

dan oli B pada setiap jenis medium tersebut. Nilai konstanta untuk indikator

minyak goreng berada pada selang 0.0214 – 0.0241, indikator oli A pada selang

0.0229 – 0.0245, sedangkan untuk indikator oli B berada pada selang 0.0236 –

0.0251. 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

Perbedaan panjang peresapan tidak hanya terjadi pada kondisi suhu ruang

(30.15°C) saja. Perubahan daya serap setiap zat cair pada medium juga terjadi

pada penyimpanan kondisi suhu 50°C untuk indikator minyak goreng dan 5°C

untuk indikator oli A dan oli B. Hubungan panjang peresapan terhadap waktu

pada indikator minyak goreng (50°C), oli A (5°C) dan oli B (5°C). Pada pengujian

selama 96 jam untuk masing-masing indikator menunjukkan bahwa setiap

perubahan 24 terjadi pertambahan panjang tertentu. Namun minyak goreng dan

oli menunjukkan hasil yang sangat berbeda. Indikator minyak goreng mengalami

pertambahan panjang peresapan pada penyimpanan kondisi suhu 50°C lebih besar

dibandingkan dengan penyimpanan pada suhu 30.15°C.

Indikator oli mengalami perbedaan panjang dengan indikator minyak

goreng. Kedua indikator oli yang disimpan pada suhu 5°C tetap mengalami

peresapan selama 96 jam penyimpanan, namun panjang peresapannya berkurang

jika dibandingkan dengan penyimpanan pada suhu 30.15°C. Hal ini disebabkan

adanya perbedaan temperatur yang mempengaruhi densitas dan viskositas dari

setiap zat cair tersebut. Perubahan panjang peresapan minyak goreng, oli A dan

Page 38: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

24

oli B dapat dilihat pada Lampiran 4. Hubungan antara ln [L/(L - L )] 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.

Tingkat densitas dan viskositas dari suatu cairan sangat dipengaruhi oleh

suhu cairan. Densitas zat cair akan berkurang nilainya secara linier jika terjadi

kenaikan suhu. Densitas pada suhu tinggi lebih besar dibandingkan dengan

densitas pada suhu rendah. Hal ini disebabkan oleh pecahnya molekul-molekul

pada minyak akibat suhu yang tinggi. Molekul minyak yang pecah tersebut akan

menempati volume yang lebih besar. Adanya penambahan molekul yang

menempati volume minyak mengakibatkan kemampuan daya serap minyak

goreng menjadi lebih besar. 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. Sehingga

indikator minyak goreng mempunyai panjang peresapan yang lebih besar

dibandingkan dengan indikator oli.

Gambar 16 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t

indikator minyak goreng pada 50°C

Gambar 17 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] dengan t

indikator oli A pada 5°C

-0.45

-0.15

0.15

0.45

0.75

1.05

1.35

1.65

0 24 48 72 96

ln [

L/(

- L

ᵼ)]

t (jam)

Buffalo

HVS 80 g

Foto

Concord

Gambar

Karton Duplex

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 24 48 72 96

ln [

L/(

- L

ᵼ)]

t (jam)

Buffalo

HVS 80 gr

Foto

Concord

Gambar

Karton Duplex

Page 39: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

25

Gambar 18 Grafik hubungan antara ln [L/(L - L )] 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 )] dengan t setiap indikator

tidak terlalu besar sama seperti pada kondisi penyimpanan indikator pada suhu

ruang. Namun nilai lope setiap indikator terhadap masing-masing jenis medium

tetap berbeda. Nilai slope tersebut yang akan digunakan untuk menentukan

konstanta laju peresapan. Nilai konstanta untuk indikator minyak goreng berada

pada selang 0.0159 – 0.0178, indikator oli A pada selang 0.0220 – 0.0250,

sedangkan untuk indikator oli B berada pada selang 0.0227 – 0.0259. Nilai

konstanta laju resapan dari indikator minyak goreng (50°C), oli A (5°C) dan oli B

(5°C) terhadap tiap jenis medium secara lebih rinci dapat 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

Concord 0.0164 0.0230 0.0232

Gambar 0.0159 0.0227 0.0227

Karton Duplex 0.0167 0.0220 0.0248

Indikator oli mengalami perbedaan panjang peresapan dibandingkan

indikator minyak goreng. Pada suhu 5°C indikator oli mengalami penurunan

panjang peresapan. Penyimpanan oli pada suhu yang rendah mempunyai nilai

viskositas yang lebih besar dibandingkan minyak goreng pada suhu 50°C. Hal ini

disebabkan oleh kecenderungan peningkatan viskositas zat cair akibat adanya

penurunan suhu. Oli yang disimpan pada suhu rendah tersebut menjadi semakin

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 24 48 72 96

ln [

L/(

- L

ᵼ)]

t (jam)

Buffalo

HVS 80 gr

Foto

concord

Gambar

Karton Duplex

Page 40: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

26

kental. Oli yang semakin kental akan berpengaruh pula pada kenaikan berat

jenisnya. Oli yang memiliki viskositas tinggi akan sulit mengalir dibandingkan

dengan oli dengan viskositas rendah. 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. Sehingga indikator oli yang

disimpan pada suhu rendah akan mempunyai panjang peresapan yang lebih

rendah dibandingakan dengan minyak goreng.

Panjang sesuai dengan pembuatan label cerdas. Hal ini dikarenakan

ketersediaan tempat penyimpanan dalam lemari es yang tidak terlalu besar

membuat label cerdas yang diaplikasikan menjadi lebih fleksibel dan praktis.

Nilai konstanta laju dari perbedaan suhu masing-masing indikator yang sudah

diketahui tersebut digunakan untuk perhitungan nilai energi aktivasi selanjutnya.

Energi aktivasi dapat dihitung dengan menggunakan nilai slope dari nilai ln k

dengan 1/T. Suhu yang digunakan merupakan suhu mutlak dengan satuan Kelvin.

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

-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

3.00 3.10 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

Page 41: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

27

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 atau kemiringan kurva antara

indikator minyak goreng, oli A dan oli B. Indikator minyak goreng pada semua

jenis medium menunjukkan nilai slope yang 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 cukup 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 dan Nilai energi aktivasi, slope dan intersep

setiap indikator terhadap masing-masing jenis medium secara lebih rinci dapat

dilihat pada Lampiran 4.

Tabel 5 menunjukkan bahwa energi aktivasi dari indikator minyak goreng,

oli A dan oli B berbeda. Indikator minyak goreng pada semua jenis medium

mempunyai energi aktivasi yang negatif. Energi aktivasi minyak goreng terletak

pada selang -132002.936 J/mol sampai -182986.608 J/mol. Indikator oli A

mempunyai energi aktivasi -1961.938 J/mol sampai 1881.541 J/mol, sedangkan

indikator oli B mempunyai energi aktivasi sebesar -1776.536 J/mol sampai

1279.275 J/mol.

Energi aktivasi merupakan energi minimum yang digunakan untuk

melakukan reaksi. Dalam hal ini energi aktivasi merupakan energi minimum

setiap indikator untuk dapat meresap pada medium selama 96 jam penyimpanan.

Energi aktivasi bisa bernilai positif maupun negatif tergantung dari kondisi suhu.

Energi aktivasi pada semua jenis medium (buffalo, HVS 80 g, foto, concord,

gambar dan karton duplex) 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.

-3.80

-3.76

-3.72

-3.68

-3.64

3.10 3.20 3.30 3.40 3.50 3.60

ln k

1/T/10^-3

BuffaloHVS 80 grFotoConcordGambarKarton Duplex

Page 42: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

28

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 bernilai positif jika pada indikator membutuhkan energi

minimum untuk melakukan peresapan pada kertas, sedangkan bernilai negatif jika

selama penyimpanan indikator tidak membutuhkan energi melainkan melepas

energi. Energi aktivasi yang bernilai negatif juga dapat dikatakan sebagai energi

termal yang tersedia melebihi energi rintangan yang diperlukan (Borah dan

Mahiuddin 2008), sehingga terjadi pelepasan energi. Energi aktivasi pada

dasarnya dapat dianggap sebagai penghalang potensial (hambatan energi) yang

memisahkan energi potensial zat cair pada kertas. Energi aktivasi dapat menurun

jika terjadi kenaikan suhu. Hal ini dikarenakan peningkatan suhu dapat

memperlebar jarak antar molekul dalam zat cair yang mengakibatkan adanya

penurunan kemungkinan tumbukan antar molekul satu sama lain. Peristiwa

penyimpanan pada suhu tinggi tersebut yang menyebabkan indikator minyak

mempunyai nilai negatif pada semua jenis kertas. Oli A dan oli B juga

mempunyai energi aktivasi yang bernilai negatif, tetapi tidak pada semua jenis

kertas.

Energi aktivasi negatif biasanya terjadi pada kondisi suhu tinggi seperti

penyimpanan minyak goreng. Oli A dan oli B disimpan pada suhu yang relatif

lebih rendah dibandingkan dengan minyak goreng yaitu suhu 5°C. Adanya

penurunan energi aktivasi hingga bernilai negatif tersebut bisa terjadi karena

ketidaksesuaian antara indikator dengan sifat karakteristik medium. Medium yang

digunakan mempunyai sifat karakteristik yang berbeda dapat dilihat dari gramatur

dan rapat massanya.

Gramatur, ketebalan dan rapat massa saling berhubungan. Rapat massa akan

menentukan daya ikat seratnya dimana semakin tinggi rapat massa maka akan

Page 43: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

29

semakin tinggi pula daya ikat antar seratnya, dan sebaliknya. Daya ikat antar serat

tersebut dapat menentukan kemampuan kertas atau karton dalam mengalirkan

suatu zat cair. Semakin tinggi daya ikat antar serat dapat membuat jarak antar

partikel semakin kecil dan laju peresapan zat cair pada medium tersebut semakin

rendah. Dan sebaliknya, Semakin rendah daya ikat antar serat dapat membuat

jarak antar partikel semakin besar dan laju peresapan zat cair pada medium

tersebut semakin tinggi.

Hubungan energi aktivasi dengan laju peresapan berbanding terbalik.

Semakin besar energi aktivasi maka laju peresapannya semakin lambat. Hal ini

dikarenakan 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. Laju peresapan yang rendah

akan membuat label cerdas yang dibuat lebih praktis dan tidak membutuhkan

tempat penyimpanan yang luas. Berdasarkan kondisi tersebut maka indikator yang

paling baik untuk pembuatan label cerdas adalah oli A. Jenis medium yang baik

digunakan dapat dilihat dari energi aktivasi paling tinggi. Urutan nilai energi

aktivasi pada medium dari yang rendah sampai yang tinggi yaitu buffalo, karton

duplex, gambar, concord, HVS 80 g dan foto.

Pemilihan oli yang termasuk kategori non pangan sebagai indikator dalam

pembuatan label cerdas ini tidak akan berbahaya untuk produk makanan yang

disimpan terutama bagi kesehatan konsumen. Hal ini dikarenakan pada saat

aplikasi nanti indikator tersebut tidak akan kontak langsung dengan produk,

melainkan sebagai indikator pencatat yang akan terlindung di bagian tengah

bersama medium dengan bagian atas dan bawah akan dilapisi oleh layer dengan

bahan tertentu. Sehingga oli tidak akan mengkontaminasi produk makanan yang

disimpan di dalam lemari es. Prototype dari aplikasi label cerdas di dalam lemari

es selama 4 hari penyimpanan dapat dilihat pada Lampiran 4.

Pada penelitian ini telah 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 laber cerdas berdasarkan panjang peresapan dan energi

aktivasinya. Zat cair dengan viskositas tinggi tidak hanya dimiliki oleh minyak

goreng dan oli. 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. Jenis zat

cair dan kertas atau karton yang lain selain yang sudah diidentifikasi dalam

penelitian ini dapat diuji juga untuk mencari kesesuaian antara jenis medium dan

indikator yang menghasilkan daya resap paling pendek dan energi aktivasi paling

kecil. Hal ini dikarenakan label cerdas dibuat berdasarkan panjang peresapan dan

energi aktivasi paling kecil, agar label yang dibuat lebih praktis dan fleksibel.

Page 44: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

30

PENUTUP

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 indikator 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.

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.

DAFTAR PUSTAKA

[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2006. Biodiesel. Jakarta : Standar Nasional

Indonesia.

[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2008. Kertas dan Karton. Jakarta : Standar

Nasional Indonesia.

Page 45: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

31

Adhi A, Susanto SA.2013. Pengaruh Pemilihan Tinta Terhadap Kualitas Cetak

Dalam Industri Percetakan Koran. Jurnal Dinamika Teknik. Vol. 7 (1):

hlm 9-16.

Adrimarsya. 2012. Difusi Dan Osmosis [Internet]. [diunduh 2014 Jan 12].

Tersedia pada : http://Adrimarsya.wordpress.com/2012/12/05/difusi-dan-

osmosis/.

Ahvenainen R. 2003. Active and Intelligent Packaging. Di dalam : Ahvenainen

R, editor. Novel Food Packaging Techniques. Abington : Woodhead

Publishing. hlm 5-21.

Borah JM, Mahiuddin S. 2008. Adsorption and Surface Complexation of Trimesic

Acid at the α-alumina–electrolyte Interface, Journal of Colloid and

Interface Science, 322, pp. 6–12.

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.

Hasnedi, YW. 2009. Pengembangan Kemasan Cerdas (smart packaging) dengan

Sensor Berbahan Dasar Chitosan-Asetat, Polivinil Alkohol, dan Pewarna

Indikator Bromthymol Blue sebagai Pendeteksi Kebusukan Fillet Ikan

Nila [skripsi]. Bogor : Institut Pertanian Bogor. 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.

Lestari IA. 2013. Pembuatan Label Cerdas Pendeteksi Esherichia Coli [Skripsi].

Bogor : Institut Pertanian Bogor.

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.

Nasution ZA. 2010. Pembuatan Dan Karakterisasi Kertas Dari Limbah Jerami

Padi Untuk Tatakan Gelas Cetak Tangan. Medan : Balai Riset dan

Standarisasi Industri.

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

Nurminah M. 2002. Sifat Kemasan Plastik dan Kertas,Serta Pengaruh Terhadap

Makanan. Fakultas Pertanian : Universitas Sumatra Utara

Putri CDW. 2012. Kemasan Cerdas Indikator Warna Untuk Mendeteksi

Kesegaran Buah Nanas Potong Selama Penyimpanan [Skripsi]. Bogor :

Institut Pertanian Bogor.

Ritchie M. 1966. Chemical Kinetics in Homogeneous System. Oliver & Boyd,

London, p. 1-15.

Page 46: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

32

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

Smith EB. 1993. Basic Chemical Thermodynamic, Clarendon Press, Oxford, p.

36-62.

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.

Taoukis PS, Labuza TP. 2003. Time-temperature indicators (TTIs). Di dalam

Ahvenainen R, editor. Novel Food Packaging Techniques (pp. 103–126).

Cambridge UK: Woodhead Publishing.

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

Wanihsuksombat C, Hongtrakul V, Suppakul P. 2010. Development and

characterization of a prototype of lactic acid-based time-temperature

indicator for monitoring food product quality. Journal of Food

Engineering. p.427-434

Page 47: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

33

Lampiran 1 Penjabaran kinetika orde satu hukum Fick dalam penentuan koefisien

panjang peresapan

Persamaan kinetika orde satu :

( )

( )

( )

( )

( ( ) ( ( ))

( ( )

( )

[

( )]

Koefisien laju tetapan (k) peresapan dapat diperoleh dari slope pada grafik

hubungan [

( )] dengan waktu (t).

Selanjutnya nilai k digunakan untuk menghitung energi aktivasi (Ea). Ea

dapat diperoleh dari slope pada grafik hubungan ln k dengan 1/T.

Persamaan 1 & 2

Persamaan 4

Page 48: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

1

Lam

pir

an 2

P

eres

apan

pan

jan

g t

inta

pad

a k

erta

s ja

m k

e-0 s

ampai

jam

ke-

1

Jam

Ke

Jen

is T

inta

Board

mark

er

Ste

mp

el

Bak

T

ato

Perm

an

en

Tato

Non

per

man

en

0

1

34

Page 49: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

Lampiran 3 Nilai rataan panjang serapan setiap jenis kertas pada indikator minyak goreng, oli

A dan oli B penyimpanan jam ke-0 sampai jam ke-96 pada suhu ruang (30.15°C)

Jenis

Indikator

Jenis

kertas

Jam Ke (cm)

0 24 48 72 96

Minyak Goreng

Buffalo 0 4.350 6.113 7.375 8.513

HVS 80 g 0 8.238 11.700 14.250 6.450

Foto 0 5.92 8.600 10.425 12.038

Coancoard 0 9.913 14.075 17.588 21.225

Gambar 0 7.725 11.025 13.550 15.513

Duplex 0 10.213 13.800 17.250 19.700

Oli A

Buffalo 0 4.867 6.833 8.400 9.783

HVS 80 g 0 4.767 7.033 8.700 10.050

Foto 0 3.983 5.500 6.750 7.700

Coancoard 0 7.450 10.633 13.033 14.933

Gambar 0 4.083 5.817 7.167 8.267

Duplex 0 4.833 7.050 8.883 10.350

Oli B

Buffalo 0 4.617 6.617 8.250 9.500

HVS 80 g 0 4.967 7.633 9.333 10.683

Foto 0 3.850 5.300 6.350 7.333

Coancoard 0 7.450 10.917 13.417 15.400

Gambar 0 4.083 5.700 7.233 8.100

Duplex 0 5.967 8.317 10.117 11.667

35

Page 50: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

Lam

pir

an 4

P

erubah

an p

anja

ng d

ari

jam

ke-2

4, 4

8, 72 d

an 9

6 p

ada

suhu r

uan

g (

30.1

5°C

) den

gan

indik

ator

min

yak

go

ren

g,

oli

A d

an o

li B

Jen

is

Ind

ikato

r

Jam

Ke

Jen

is K

erta

s

Bu

ffalo

H

VS

80 g

F

oto

C

on

cord

G

am

bar

Kart

on

Du

ple

x

Min

yak

Gore

ng

24

48

72

36

Page 51: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

Lam

pir

an 4

P

erubah

an p

anja

ng d

ari

jam

ke-2

4, 4

8, 72 d

an 9

6 p

ada

suhu r

uan

g (

30.1

5°C

) den

gan

indik

ator

min

yak

go

ren

g,

oli

A d

an o

li B

(L

anju

tan

)

Jen

is

ind

ikato

r

Jam

Ke

Jen

is K

erta

s

Bu

ffalo

H

VS

80 g

F

oto

C

on

cord

G

am

bar

Kart

on

Du

ple

x

96

Oli

A

24

48

37

Page 52: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

Lam

pir

an 4

P

erubah

an p

anja

ng d

ari

jam

ke-2

4, 4

8, 72 d

an 9

6 p

ada

suhu r

uan

g (

30.1

5°C

) den

gan

indik

ator

min

yak

go

ren

g,

oli

A d

an o

li B

(L

anju

tan

)

Jen

is

ind

ikato

r

Jam

Ke

Jen

is K

erta

s

Bu

ffalo

H

VS

80 g

F

oto

C

on

cord

G

am

bar

Kart

on

Du

ple

x

72

96

Oli

B

24

38

Page 53: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

Lam

pir

an 4

P

erubah

an p

anja

ng d

ari

jam

ke-2

4, 4

8, 72 d

an 9

6 p

ada

suhu r

uan

g (

30.1

5°C

) den

gan

indik

ator

min

yak

go

ren

g,

oli

A d

an o

li B

(L

anju

tan

)

Jen

is

ind

ikato

r

Jam

Ke

Jen

is K

erta

s

Bu

ffalo

H

VS

80 g

F

oto

C

on

cord

G

am

bar

Kart

on

Du

ple

x

48

72

96

39

Page 54: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

Lampiran 5 Prototype aplikasi label cerdas di dalam lemari es selama 4 hari

penyimpanan

40

Page 55: IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL … · IDENTIFIKASI INDIKATOR DAN MEDIUM UNTUK LABEL CERDAS PENCATAT UMUR SIMPAN PRODUK ... bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama Riris Octaviasari lahir di Lamongan pada

tanggal 13 Oktober 1992 sebagai anak pertama dari pasangan

Sucipto dan Umiati. Penulis menempuh studi di SD Negeri

Tunggun Jagir 1 pada tahun 1998-2004, SMP Negeri 1 Mantup

pada tahun 2004-2007, SMA Negeri 1 Lamongan pada tahun 2007-

2010 dan diterima sebagai mahasiswi Departemen Teknologi

Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian melalui jalur

Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada tahun 2010.

Penulis mendapatkan beasiswa Bank Indonesia (BI) pada

tahun 2013 dan pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Teknik Penyimpanan dan

Penggudangan 2014. Penulis pernah melaksanakan Praktik Lapang pada bulan Juli –

Agustus 2013 dengan judul “Mempelajari Aspek Teknologi Pengemasan, Penyimpanan

dan Penggudangan Minyak Goreng” di PT. SMART Tbk, Surabaya-Jawa Timur.

Penulis aktif menjadi anggota di Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (Himalogin)

dan aktif sebagai anggota Forum Mahasiswa Lamongan (FORMALA) tahun 2010 –

2014. Penulis pernah mengikuti kepanitiaan Open House 48 Formala, SAPA III

FORMALA 2011, Reds Cup Fateta 2012, Agroindustrial Fair 2012, Hari Warga

Industri (Hagatri 2012), Lomba Ilmu Pengetahuan Tingkat Fateta (LOFE 2012) dan

Fateta Art Contest (FAC 2012).

41