Analisis Hubungan Kadar Air Kerupuk dengan Permitivitas Relatif dan Simulasi Desain Sensor untuk Menentukan Distribusi Kadar Air

Abstract

Kerupuk merupakan salah satu makanan ringan yang terbuat dari pati atau bahan berpati, bersifat mengembang, renyah dan gurih. Kualitas kerupuk terutama volume pengembangan dan kerenyahan sangat dipengaruhi oleh kadar air yang terkandung di dalamnya. Metode oven (gravimetri) merupakan metode yang umum digunakan untuk pengukuran kadar air kerupuk, namun kekurangan metode ini adalah membutuhkan waktu lama dan destruktif. Penelitian ini menganalisis kadar air kerupuk dengan memanfaatkan nilai permitivitas relatifnya karena air memiliki konstanta dieletrik yang tinggi. Hal ini memungkinkan pengukuran kadar air kerupuk menggunakan Electrical Capacitance Volume Tomography (ECVT) yang mampu mengukur tegangan kemudian mengkomputasi distribusi permitivitas relatif untuk menghasilkan gambar tiga dimensi dalam keadaaan real-time. Tujuan penelitian ini adalah menentukan hubungan antara tingkat kadar air pada kerupuk dengan nilai permitivitas relatifnya. Tujuan selanjutnya adalah mengembangkan desain sensor dielektrik untuk mengukur kadar air yang terdistribusi dalam tiap keping kerupuk. Terdapat dua tahap dalam penelitian ini, yaitu tahap pertama mengukur kadar air dengan metode oven dan permitivitas relatif dengan sensor dua channel plat sejajar. Tahap kedua adalah simulasi desain sensor planar sembilan channel untuk mengetahui distribusi kadar air dalam kerupuk menggunakan software COMSOL 3.5 with MATLAB. Hasil analisis varian (ANOVA) menunjukkan jenis sampel kerupuk (bahan baku tepung beras, tapioka dan sagu) tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air kerupuk (p>0.05), namun waktu pengeringan dengan oven berpengaruh nyata terhadap kadar air kerupuk (p<0.05). Nilai tegangan yang terukur pada osiloskop berbanding lurus dengan nilai permitivitas relatif, begitu pula nilai permitivitas relatif berbanding lurus dengan kadar air. Analisis varian (ANOVA) menunjukkan kadar air kerupuk berpengaruh nyata terhadap nilai permitivitas relatif kerupuk (p<0.05) dan tingkat korelasi antara keduanya sangat kuat sekali (0.91<r<0.99). Hasil simulasi sensor planar sembilan channel dengan model yang dibuat sudah dapat menunjukkan distribusi air (ɛr = 80) dalam objek (ɛr = 3.2) berdasarkan perbedaan nilai permitivitas relatif.