PENDAHULUAN 1. Defenisi ·
Pengeringan merupakan cara untuk menghilangkan sebahagian besar air dari suatu bahan dengan dengan bantuan bantuan energi energi panas panas dari dari sumber sumber alami alami (sinar (sinar matahar matahari) i) atau atau buatan buatan (alat (alat pengering). Biasanya kandungan air tersebut dikurangi sampai batas dimana mikroba tidak dapat tumbuh lagi di dalamnya (Winarno,dkk. 1980)
·
Peng Penger erin inga gan n adal adalah ah pros proses es perpi perpind ndah ahan an panas panas dan dan uap uap air air seca secara ra simu simult ltan an yang yang memerl memerlukan ukan energi energi panas panas untuk untuk menguap menguapkan kan kandung kandungan an air yang yang dipind dipindahk ahkan an dari dari permukaan bahan yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas (Thaib, dkk, 1988)
·
Proses Proses pengamb pengambil ilan an atau atau penurun penurunan an kadar kadar air sampai sampai batas batas terten tertentu tu sehing sehingga ga dapat dapat memperlambat memperlambat laju kerusakan kerusakan biji-biji biji-bijian an akibat aktivitas aktivitas biologik biologik dan kimia kimia sebelum sebelum bahan digunakan ( diolah) (Hall, 1975)
·
Pengeringan adalah proses penurunan kadar air suatu bahan sampai dengan tingkat kadar air tertentu (Hartulistiyoso, 2003)
·
Secara spesifik pengeringan hasil pertanian adalah pengeluaran air dari bahan sampai kadar air keseimbangan dengan lingkungan atau kadar air tertentu dimana jamur, enzim, mikroorganisme dan serangga yang bersifat merusak tidak dapat aktif (Hendersen & Perry, 1970)
·
Pengeringan Pengeringan menurut menurut Muchtad suatu u cara cara untu untuk k meng mengel elua uark rkan an atau atau Muchtadii (1997) (1997) : suat menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan dengan menggunakan energi panas, biasanya kandungan air dikurangi s/d batas tertentu dimana mikroba tidak dapat tumbuh lagi pada bahan tersebut.
2. Keuntungan dan Kelemahan Kelemahan Teknik Pengeringan Keuntungan pengeringan: •
Bahan menjadi lebih tahan lama disimpan
•
Volume bahan menjadi kecil
•
Mempermudah dan menghemat ruang r uang pengangkutan
•
Mempermudah transport
•
Biaya produksi menjadi murah
Kerugian Pengeringan: •
Sifat asal bahan yang dikeringkan berubah ( bentuk & penampakan fisik/kimia, penurunan mutu dll)
•
Perlu pekerjaan tambahan untuk menghindari di atas
3. Alasan Dilakukan Teknik Pengeringan Bahan
pangan
mulai
mengalami
kerusakan
sejak
dipanen,
dipungut,
ditangkap/di ditangkap/disembel sembelih, ih, jika tidak dicegah dicegah maka bahan pangan tersebut menjadi rusak/busuk. rusak/busuk. Rusaknya bahan tergantung dari jenisnya •
Lambat rusak, contohnya biji-bijian atau kacang-kacangan
•
Cepat rusak, contohnya daging dan ikan Suhu di Indonesia > 23oC dan berlangsung sepanjang tahun, sehingga dapat dibayangkan
berapa banyak kerusakan bahan pangan yang terjadi di Indonesia jika tindakan pencegahan tidak dilakukan
Apa penyebab utama kerusakan ??? Karena pertumbuhan dan aktivitas mikroba (bakteri, kapang & khamir) serta aktivitas enzim-enzim di dalam bahan pangan. Mikroba dijumpai di tanah, tanah, di air, udara, kulit/bulu kulit/bulu ternak,
di dalam usus. Mikroba Mikroba pembusuk pembusuk dijumpai pada kulit buah-buahan, sayuran, sayuran, biji-bijian biji-bijian dan lain-lain
Bagaimana mencegahnya ??? Dengan cara mengganggu lingkungan hidupnya, antara lain mengubah suhu, kadar air substrat substrat (Aw), pH, komposisi substrat substrat dan lain-lain. lain-lain. Aw bahan mempunyai peranan penting penting dala dalam m meng mengha hamb mbat at pertu pertumb mbuha uhan n mikr mikrob obaa karen karenaa mikr mikrob obaa perlu perlu air air untu untuk k tumb tumbuh uh dan beraktifitasnya,
sehi ehingga gga
perl erlu
dilakukan
penuru urunan nan
KA
bah bahan
,
denga ngan
cara
PENGERINGAN Jadi Jadi
prin pr insi sip p
peng pe ngaw awet etan an
pang pangan an
deng de ngan an
cara cara
peng pe nger erin inga gan n
adal adalah ah
Mengurangi KA bahan (Aw) sehingga tidak memungkinkan lagi mikroba melakukan aktifitas. 4. Tujuan Pengeringan adalah mengurangi kadar air sampai batas perkembangan perkembangan mikroorgani mikroorganisme sme dan kegiatan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lama (Winarno, dkk. 1980) Bahan pangan kering matahari dan kering buatan adalah lebih pekat daripada setiap bahan pangan awetan yang lain.
Sehingga 1. Biaya Biaya produk produksin sinya ya lebih lebih murah, murah, 2. Diperl Diperluka ukan n tenaga tenaga yang yang lebi lebih h sediki sedikit, t, 3. Perala Peralatan tan pengol pengolaha ahan n terb terbata atas, s, 4. Kebutuhan Kebutuhan ruang ruang penyimpan penyimpanan an dan pengangku pengangkutan tan bahan bahan pangan pangan kering kering minimal minimal 5. Besarn Besarnya ya biaya biaya distri distribus busii berkurang berkurang ( satu satu kereta kereta bahan pangan pangan kering kering yang yang mampat mampat mungkin sama dengan 10 kereta komoditi segar, lihat Tabel 1.).
Tabel 1. Kebutuhan ruangan relatif per ton (berat segar) bahan pangan (ft3 per 2.000lbs) Produk
segar
kering
Buah-buahan
50-55
3-7
Kalengan atau beku 50-60
Sayuran
50-85
5-25
50-85
Daging
50-85
15-20
50-60
Telur
85-90
10-15
35-40
Ikan
60-75
20-40
30-75
Sumber : Desrosier, 1988.
Wala Wa laup upun un
tekn teknik ik
penge pengeri ringa ngan n
memp mempuny unyai ai
bany banyak ak
keis keisti time mewa waan an
teta tetapi pi
tekni teknik k
pengawetan ini dapat mempengaruhi beberapa sifat bahan pangan. Pengaruh tersebut adalah : ·
Gizi lebih rendah daripada bahan segar
·
Warna berubah, tetapi bisa diberi perlakuan untuk megurangi perubahan warna
·
Kadar Protein, Karbohidrat, mineral akan lebih tinggi karena Kadar air bahan telah dikurangi.
·
Kandungan Vitamin rendah, karena vitamin rentan terhadap panas
·
Terjadi Case handering handering , yaitu yaitu suatu suatu keadaan keadaan dimana dimana permuk permukaan aan bahan bahan keras keras (kerin (kering) g) sedangkan bagian dalam masih basah (belum kering)
·
Mutu lebih rendah daripada bahan pangan segar
5. Metode Pengeringan 1.
Penjemuran
pengeringan dengan sinar matahari langsung sebagai energi panas, Kelemahan :
·
Tergantung cuaca
·
Sukar dikontrol
·
Memerlukan t4 penjemuran
·
Mudah terkontaminasi
·
Lama
Keuntungan : biaya murah
2. Pengeringan buatan
Penger Pengering ingan an dengan dengan menggu menggunaka nakan n alat alat penger pengering ing dimana dimana,, suhu, suhu, kelemb kelembaba aban n udara, udara, kecepatan udara dan waktu dapat diatur dan diawasi Keuntungan ·
Tidak tergantung cuaca
·
Kapasitas pengeringan dapat dipilih sesuai dengan yang diperlukan
·
Tidak memerlukan tempat yang luas
·
Kondisi pengeringan dapat dikontrol
·
Panen dapat dilakukan lebih awal
·
Masa simpan menjadi lama
·
Daya cambah benih lebih tahan lama
·
Pekerjaan menjadi lebih mudah
·
Dapat meningkatkan nilai ekonomis bahan
Selain itu, keuntungan pengeringan secara mekanis adalah : 1.
Memungkinkan pengeringan dilakukan di sembarang waktu tanpa terikat musim tertentu, walupun hari mendung/hujan, pengeringan masih dapat dilakukan
2.
Luas areal yang dibutuhkan untuk pengeringan dapat dikurangi, misalnya dengan memperbanyak rak-rak pengering
3. Pengaturan suhu dapat lebih mudah sehingga dapat disesuaikan dengan karakteristik bahan yang dikeringkan
Tetapi diperl diperluka ukan n dana untuk invest investasi asi awal yang yang cukup cukup besar besar yaitu yaitu dana untuk untuk pembuatan alat, namun dana dapat tergantikan dengan keuntungan yang di dapat dari penggunaan alat
6. Jenis Pengeringan Berdasarkan Media Pemanas Pengeringan buatan/mekanis terdiri atas dua jenis berdasarkan media pemanasnya 1.
Pengeringan adiabatic
pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering oleh udara panas, fungsi udara memberi panas dan membawa uap air
2. Pengeringan isothermik bahan pangan berhubungan langsung dengan lembaran/plat logam yang panas
KONSEP DASAR PENGERINGAN
Proses Proses penger pengering ingan an dipero diperoleh leh dengan dengan cara cara penguap penguapan an air yaitu yaitu dengan dengan menuru menurunkan nkan kelembaban kelembaban (RH) udara dengan mengalirkan mengalirkan udara panas disekeliling disekeliling bahan, sehingga sehingga tekanan tekanan uap air bahan akan lebih besar daripada daripada tekanan uap air di udara. Perbedaan tekanan inilah yang menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara.
Keterangan : a. Proses perpindahan panas (PINPAN)
Proses pemanasan dan terjadi panas sensible dari medium pemanas ke bahan, dari permukaan bahan ke pusat bahan b. Proses perpindahan massa (PINMAS)
Proses pengeringan (penguapan), terjadi panas laten, dari permukaan bahan ke udara c. Panas sensible
adalah panas yang dibutuhkan/ dilepaskan untuk menaikan/ menurunkan suhu suatu benda d. Panas laten
adalah Panas yang diperlukan diperlukan untuk mengubah wujud zat dari padat ke cair, cair ke gas dst, tanpa mengubah suhu benda tersebut
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGERINGAN
Pada proses pengeringan selalu diinginkan kecepatan pengeringan yang maksimal. Oleh karena itu perlu dilakukan usaha-usaha untuk mempercepat Pindah panas dan pindah massa ( pindah massa dalam hal ini adalah perpindahan air keluar dari bahan yang dikeringkan dalam proses pengeringan tersebut). Ada beberapa beberapa faktor faktor yang perlu diperhatika diperhatikan n untuk memperoleh memperoleh kecepatan kecepatan pengeringan pengeringan maksimum, yaitu
1. Luas Permukaan Semakin Semakin luas permukaan bahan maka akan semakin semakin cepat bahan menjadi menjadi kering. Biasanya Biasanya bahan yang akan dikeringkan dipotong-potong untuk mempercepat pengeringan, karena : ·
Perl Perlak akuan uan ters tersebu ebutt dapat dapat meny menyeba ebabk bkan an permu permuka kaan an bahan bahan sema semaki kin n luas luas,, dima dimana na per permu muka kaan an yang yang luas luas dapa dapatt memb member erik ikan an lebi lebih h bany banyak ak perm permuk ukaa aan n yang yang dapa dapatt berhubungan dengan medium pemanas serta lebih banyak permukaan tempat air keluar.
·
Potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis tersebut dapat mengurangi jarak yang harus dilewati panas (kalor) sampai ke pusat bahan pangan dan mengurangi jarak yang dilalui massa air dari pusat bahan keluar menuju permukaan bahan dan keluar dari bahan.
2. Suhu Semakin Semakin besar perbedaan perbedaan suhu (antara medium pemanas pemanas dengan bahan pangan) maka akan semaki semakin n cepat cepat proses proses pindah pindah panas panas berlan berlangsu gsung ng sehing sehingga ga mengaki mengakibat batkan kan proses proses penguap penguapan an semaki semakin n cepat cepat pula. pula. Atau Atau semaki semakin n tinggi tinggi suhu udara udara penger pengering ing maka akan akan
semakin semakin besar energi panas yang dibawa ke udara yang akan menyebabkan menyebabkan proses pindah pindah panas semakin cepat sehingga pindah massa akan berlangsung juga dengan cepat. Semakin Semakin tinggi suhu udara maka akan semakin banyak air yang keluar dari bahan yang dikeringkan dalam bentuk uap air. Uap air tersebut harus dikeluarkan dari udara, sebab bila tidak uap air tersebut akan memenuhi atmosfir di sekeliling permukaan bahan sehingga akan memperlambat proses perpindahan massa selanjutnya. Tetapi suhu udara pengering yang tinggi dapat menyebabkan case handering , sehingga dapat memperlambat laju pengeringan. Case handering adalah suatu keadaan bahan yang permukaan bahan tersebut keras (sudah kering) tetapi bagian dalamnya belum terjadi proses pengeringan secara sempurna (masih basah) 3. Kecepatan udara
Umumnya udara yang bergerak akan lebih banyak mengambil uap air dari permukaan bahan yang dikeringkan. dikeringkan. Udara yang bergerak bergerak adalah udara yang mempunyai kecepatan kecepatan gerak yang tinggi yang berguna untuk mengambil uap air dan menghilangkan uap air dari permukaan bahan yang dikeringkan, sehingga dapat mencegah terjadinya udara jenuh yang dapat memperlambat penghilangan air. 4. Kelembaban udara (RH) (RH )
Semakin Semakin lembab udara di dalam ruang pengering pengering dan sekitarnya sekitarnya maka akan semakin lama proses pengeringan berlangsung kering, begitu juga sebaliknya. Karena udara kering dapat mengabsobsi dan menahan uap air Setiap bahan khususnya bahan pangan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi (RH keseimbangan) masing-masing, yaitu kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir. Jika RH udara < RH keseimbangan è bahan masih dapat dikeringkan Jika RH udara > RH keseimbangan èbahan malahan akan menarik uap air dari udara
5. Tekanan atm & vakum
Pada tekanan udara atmosfir 760 Hg (= 1 atm), air akan mendidih pada suhu 100oC. Pada tekanan udara lebih rendah dari 1 atmosfir air akan mendidih pada sushu lebih rendah dari 100oC. P 760 Hg = 1 atm è air mendidih 100oC P udara < 1 atm
è air mendidih < 100oC
P rendah rendah dengan T rendah rendah è
cocok untuk bahan yang sensitif terhadap panas, contohnya : pengeringan beku ( freeze freeze drying )
6. waktu
Semaki Semakin n lama lama waktu waktu (batas (batas terten tertentu) tu) pengeri pengeringa ngan n maka maka akan akan semaki semakin n cepat cepat proses proses pengeringan selesai. Dalam pengeringan diterapkan diterapkan konsep HTST High ( Temperature Short Time), Time), Short time dapat menekan biaya pengeringan.
AIR BAHAN PANGAN 1.
Kurva Y Air dapat berubah menjadi tiga keadaan yaitu padat (es), cair dan gas (uap), keadaan air
tersebut ditentukan oleh suhu dan tekanan, seperti pada kurva y di bawah ini.
Jika panas diberikan pada air pada kondisi tertentu dengan tekanan tetap, maka suhu airtersebut akan meningkat dan kondisi akan bergerak memotong garis bagan sehingga tertadi perubahan kondisi. Contohnya, air dalam bentuk padat (es) pada titik titik A dipanaskan maka pana stersebut stersebut akan menaikkan menaikkan suhu es dan akhirnya es akan mencair. Jika panas terus diberikan diberikan maka air akan berada pada titik A’ dalam bentuk gas(uap). gas(uap). Sedangkan Sedangkan jika air dalam bentuk pada (es) pada titik B (berada dibawah tekanan 1 atm atau di bawah titik triple), setelah diberi panas, setelah diberi panas, es tersebut akan meningkat suhunya kemudian berubah menjadi gas (uap) pada titik B’ tanpa mencair terlebih dahulu (menyublim)
2.
Aw (water activity) Water activity adalah jumlah air bebas bahan yang dipergunakan oleh mikroba untuk
pertumbuhannya. Untuk memperpanjang daya tahan suatu bahan maka sebagian air dari bahan harus dihilangkan sehingga mencapai kadar air tertentu. Aw ideal adalah lebih kecil dari 0.70, pada keadaan tersebut bahan akan tahan dalam penyimpanan (Thaib, dkk, 1988)
3.
Kandungan air pada bahan terbagi 1.
air bebas ·
terdapat pada permukaan bahan
·
untuk pertumbuhan mikroba
·
untuk media reaksi kimia
·
mudah diuapkan
·
air bebas diuapkan seluruhnya shg ka tinggal 12 – 25 % tergantung jenis bahannya
2. Air terikat secara fisik Terdapat dalam jaringan matriks bahan (tenunan bahan) karena adanya ikatan-ikatan fisik, air ini terbagi : ·
Air terikat menurut sistem kapiler
·
Air absorpsi
·
Air yang terkurung diantara tenunan bahan karena adanya hambatan mekanis
3. Air terikat secara kima ·
Perlu energi besar untuk uapkan air ini
·
Jika air ini hilang semua maka bahan akan mempunyai ka 3 – 7 %
4. Kadar Air Kadar air adalah banyaknya banyaknya kandungan air per satuan berat bahan, biasanya biasanya dalam % basis basis basah basah (bb). (bb). Kadar Kadar air menunjukka menunjukkan n banyak banyaknya nya kandungan kandungan air per satuan satuan berat. berat. Misaln Misalnya ya : padi mempun mempunyai yai kadar air (KA) 14 % artinya artinya setiap setiap 100 satuan satuan barat barat padi terdapat 14 satuan berat air
Dalam menghitung kadar air awal dan akhir bahan, dipergunakan persamaan (Henderson and Perry, 1976) berikut :
dimana : Wm Wb
= Massa air (kg) = Massa bahan kering (kg)
Rumus lainnya :
Contoh Soal : 80.000 lb jagung pipil dgn ka 25% (bb) dikeringkan menjadi ka 13 %. Tentukan a. Ka basis kering b. Berat jagung stlh dikering c. Berapa air yg dikeluarkan
Jawab : Jumlah air mula-mula = 25%*80.000 lb = 20.000 lb
Berat jagung kering = 80.000 – 20.000
= 60.000 lb
•
KA1 (bk) = (80000-60000)/60000 * 100% = 33.33%
Atau •
M1 = (100*25)/(100-25) = 33.33%
•
M2 = (100*13)/(100-13) (100*13)/(100-13) = 15%
Berat jagung setelah dikeringkan (cara 2) = 100* berat kering mutlak 100 – ka bb2 = 68965.51 lb
Jumlah air yang dikeluarkan = 80.000 lb – 68965,52 lb = 11.034,48 lb Atau = berat kering mutlak *(beda ka bk)/100 = 10.998 lb
Atau
= 11.034 lb
CAMPURAN UDARA-UAP AIR DAN HUBUNGANNYA
Dalam bidang Pengolahan, udara digunakan sebagai : (1) Media Pengantar Panas, (2) Sumb Sumber er panas panas,, (3) (3) Sumb Sumber er oksig oksigen en untu untuk k pembak pembakar aran an dan dan (4) (4) Pemb Pembaw awaa uap uap yang yang akan akan digunakan sbg media proses. Menurut Henderson and Perry (1970), komposisi persentase volume udara kering pada permukaan laut adalah N2 78.03 %, O2 20.99 %, A 0.94 %, CO2 0.03 %, H2 0.01 %, Ne 0.00123 %, Kr 0.0005 %, Xe 0.000006 %. Untuk perhitungan teknik, udara dinyatakan dinyatakan hanya terdiri dari Nitro Nitrogen gen dan Oksige Oksigen. n. Udara Udara pada pada atmospi atmospirr tidak tidak pernah pernah benar-b benar-bena enarr kering kering.. Udara Udara pada atmosfer atmosfer normal merupakan merupakan campuran udara kering dan uap air. Untuk mnegetahui mnegetahui persoalan persoalan mengenai campuran udara uap air yang mencakup pemanasan, pendinginan, kelembaban dan gabungannya dapat dipecahkan dengan menggunakan grafik psikrometrik.
1. Grafik Psikrometrik atau Psychromet atau Psychrometric ric Charts Menurut Henderson and Perry (1970), Grafik psikrometrik (Psychrometric Charts ) adalah sebuah grafik yang menyajikan sifat – sifat fisika dan pan as udara atmosfir.
2. Istilah-Istilah pada Grafik Psikrometrik a. DryDry-Bu Bulb lb Temp Temper erat atur uree
Dry-Bulb Temperature atau temperatur bola kering (Tbk) adalah temperatur udara sebenarnya b. We Wett bulb bulb tem tempe pera ratu ture re
Wet bulb temperature temperature atau temperatur bola bola basah (Tbb) adalah temperatur pengembunan campuran udara – uap air bila dipergunakan untuk pengeringan (temperatur campuran udara dan uap air dalam keadan jenuh, RH 100 %)
c. DewDew-Po Poin intt Tempe Tempera ratu ture re
Dew-Point Dew-Point Temperature Temperature atau titik embun adalah temperatur temperatur pengembunan campuran udara – uap air jika didinginkan.
d. Volu Volume me Le Leng ngas as
Volume Lengas atau Humid volume adalah volume campuran udara-uap air pada kondisi kelembaban relatif dan temperatur tertentu
Volume lengas = Volume spesifik x (1 +H )
e. Re Rela lati tive ve Hum Humidit idityy
Relati Relative ve Humidi Humidity ty adalah adalah perban perbandin dingan gan (%) antara antara tekana tekanan n uap air parsia parsiall dengan dengan tekanan uap air jenuh dalam udara tertentu pada tekanan dan temperatur yang sama
Relative Humidity disebut juga Kelembaban relative atau Kelembaban nisbi atau RH
f. f.
Spec Specif ific ic Hum umid idit ityy
Specific Specific Humidity Humidity adal adalah ah bany banyakn aknya ya pond pondss uap uap air air per per ponds ponds udara udara keri kering ng dala dalam m campuran udara tertentu
Specific Specific Humidity Humidity disebut disebut juga juga kelemb kelembaba aban n absolu absolute te atau atau kelenga kelengasan san mutlak mutlak atau atau humidity ratio atau absolute humidity simbolnya H
g. Udar dara Jenu enuh
Ada batas jumlah uap air di udara yang dapat dipegang pada temperatur tertentu. Udara yang dipegang sama banyaknya dengan uap airnya, di sebut udara jenuh
3. Proses Pengeringan pada Grafik
Proses Proses pengeringan pengeringan diperoleh dengan cara penguapan penguapan air yaitu dengan menurunkan menurunkan RH dengan dengan cara cara mengal mengalirk irkan an udara udara panas panas disekel disekelili iling ng bahan, bahan, sehing sehingga ga tekanan tekanan uap air bahan bahan menj menjad adii lebi lebih h besa besarr dari daripa pada da tekan tekanan an uap uap air air di udar udara. a. Perb Perbed edaa aan n teka tekana nan n inil inilah ah yang yang menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara. Proses pengeringan pada bahan dimana udara panas dialirkan dapat dianggap sebagai suatu proses adiabatis. adiabatis. Panas yang dibutuhkan dibutuhkan untuk penguapan air bahan hanya diberikan oleh udara pengering. Ketika udara pengering menembus bahan basah sebagian panas sensibel udara pengering diubah menjadi panas laten sambil menghasilkan uap air. Sebelum Sebelum pengeringan pengeringan tekanan uap air bahan sama dengan tekanan uap air udara ( dalam keadaan seimbang ). Saat pengeringan pengeringan dimulai, uap panas yang dialirkan dialirkan melewati permukaan permukaan bahan akan menaikkan tekanan uap air bahan, terutama pada daerah permukaan sejalan dengan kenaikan kenaikan suhunya. Pada saat itu terjadi terjadi perpindahan perpindahan massa dari bahan ke udara dalam bentuk bentuk uap air berlangsung (terjadi proses pengeringan pada permukaan bahan). Setelah itu tekanan uap air pada permukaan permukaan bahan akan menurun. menurun. Setelah Setelah kenaikan suhu terjadi terjadi pada seluruhn bagian bahan maka proses pengupan pada permukaan bahan diulang lagi sampai akhirnya setelah air bahan berkurang tekanan uap airbahan akan menurun sampai terjadi keseimbangan dengan udara sekitarnya.
Prosesnya pada grafik yaitu
T1 HB HC T3 T2
B C A hA hB
Udara pada keadaan A dipanaskan sampaidengan keadaan B dan dilewatkan melalui bahan yang dikeringkan, titik B menggerakkan garis bola basah ke atas dan udara keluar pada keadaan C. AB à proses pemanasan BC à proses pengeringan
4.
Perhitungan dengan Menggunakan Grafik Psikrometrik Psikrometrik
Denga Dengan n diket diketah ahui ui bany banyak akny nyaa uap uap air air yang yang dike dikelu luar arka kan n dari dari bahan bahan (E) (E) maka maka laju perpindahan air dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
W = E / T
W = laju perpindahan air (kg/jam) E = Jumlah uap air yang keluar dari bahan ( kg) T = waktu pengeringan
Dengan menggunakan menggunakan grafik grafik Psikromet Psikrometrik, rik, kebutuh kebutuhan an aliran aliran udara udara kering kering untu untuk k membebaskan uap air dapat dihitung dengan menggunakan rumus : V = W. v / ( Hc –Hb)
Dimana V = laju aliran udara (m3/jam) W = laju perpindahan air (kg/jam) v = humid volume (m3/kg uk) Hc = kelembaban mutlak pada keadaan c Hb = Kelembaban mutlak pada keadaa b
Sedangkan Kebutuhan panas dapat dicari dengan menggunakan rumus Q = (V . ∆h) / v
V = laju aliran udara (m3/jam) ∆h = beda entalpi udara pada keadaan b dan a v = humid volume (m3/kg uk) Q = BTU
JENIS-JENIS PENGERINGAN 1. Pengeringan alamiah menggunakan panas matahari Pengeringan Pengeringan hasil pertanian pertanian dengan menggunakan menggunakan energi matahari biasanya dilakukan dengan menjemur bahan diatas alas jemuran atau lamporan, yaitu suatu permukaan yang luasnya dapa dapatt dibu dibuat at dari dari berb berbag agai ai bahan bahan pada padat. t. Sesu Sesuai ai denga dengan n sist sistem em dan dan pera perala lata tann nnya ya sert sertaa pertimbangan faktor ekonomis, alat jemur dapat dibuat dari anyaman tikar, anyaman bambu, lembaran seng, lantai batu bata atau lantai semen Pengeringan ini adalah pengeringan yang paling sederhana (dengan cara penjemuran). Penjemuran adalah usaha pembuangan atau penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh
tingkat kadar air yang cukup aman disimpan, yaitu yang tingkat kadar airnya seimbang dengan lingkungannya.
2. Pengeringan menggunakan bahan bakar •
Bahan bakar sebagai sumber panas (bahan bakar cair, padat, listrik) misal : BBM, batu bara, limbah biomasa yaitu arang, kayu, sekam, serbuk gergaji dll.
•
Pengeringan ini disebut juga dengan pengeringan mekanis
•
Jenis-jenis pengeringan mekanis adalah Tray Dryer, Rotary Dryer, Spray Dryer, Freeze Dryer
a. Tray dryer (alat dryer (alat pengering berbentuk rak)
•
Bentuknya persegi dan didalamnya berisi rak-rak rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan
•
Cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran
•
Sering digunakan untuk produk yang jumlahnya tidak terlalu besar
•
Bisa digunakan dalam keadaan vakum
•
Waktu pengeringan umumnya lama (10-60 jam)
Gambar 1. Alat Pengering Tray Dryer
b. Rotary Dryer (Pengering Dryer (Pengering berputar)
•
Pengering kontak langsung yang beroperasi secara kontinyu, terdiri atas cangkang silinder yang berputarperlahan, biasanya dimiringkan beberapa derajat dari bidang horizontal untuk membantu perpindahan umpan basah yang dimasukkan pada atas ujung drum.
•
Bahan kering dikeluarkan pada ujung bawah
•
Waktu pengeringan cepat ( 10 s/d 60 menit).
•
Cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran
Gambar 2. Alat Pengering Rotary Dryer
c. Freeze dryer (Pengering dryer (Pengering beku)
•
cocok untuk padatan yang sangat sensitif panas (bahan bioteknologis tertentu, bahan farmasi, pangan dengan kandungan flavor tinggi.
•
Pengeringan terjadi di bawah titik triple cairan dengan menyublim air beku menjadi uap, yang kemudian dikeluarkan dari ruang pengering dengan pompa vakum mekanis
•
Menghasilkan produk bermutu tinggi dibandingkan dengan teknik dehidrasi lain.
Gambar 3. Alat Pengering Freeze Dryer
d. Spray dryer (pengering dryer (pengering semprot)
•
cocok untuk bahan yang berbentuk larutan yang sangat kental serta berbentuk pasta (susu,zat pewarna, bahan farmasi)
•
Kapasita beberapa kg per jam hingga 50 ton per jam penguapan (20000 pengering semprot)
•
Umpan yang diatomisasi dala bentuk percikan disentuhkan dengan udara panas yang dirancang dengan baik
Gambar 4. Alat pengering Spray Dryer
3. Pengeringan gabungan •
Pengeringan Pengeringan gabungan adalah adalah pengeringan pengeringan dengan menggunakan menggunakan energi sinar matahari dan bahan bakar minyak atau biomass yang menggunakan konveksi paksa (udara panas dikumpulkan dalam kolektor kemudian dihembus ke komoditi).
•
Lata Latarr bela belaka kang ng : karen karenaa Temp Temper erat atur ur ling lingkun kunga gan n hany hanyaa seki sekita tarr 33 °C, °C, seda sedangk ngkan an temperatur pengeringan untuk komoditi pertanian kebanyakan berkisar 60-70°C
•
Oleh karena itu perlu ditingkatk ditingkatkan an temperatur temperatur lingkungan lingkungan dengan cara mengumpulkan mengumpulkan udara udara dalam dalam suatu suatu kolekt kolektor or surya surya dan menghem menghembusk buskann annya ya ke komodi komoditi. ti. (diguna (digunakan kan blower atau kipas angin ).
Contoh è
a. Alat pengering energi surya tipe lorong b. Alat pengering energi surya-biomassa surya-biomassa tipe lorong c. Alat pengering rumah asap d. Unit prosesing prosesing kakao/rumah pengering surya.
a. Alat pengering energi surya tipe lorong
•
terdiri atas kipas angin sentrifugal, pemanas udara (kolektor) dan lorong pengering.
•
Kolektor dan lorong pengering dipasang paralel dan diatasnya ditutup dengan plastik transparan.
•
Alat pengering dipasang dengan arah membujur utara-selatan utara-selatan dan diletakkan diletakkan diatas diatas tanah.
•
Udara pengering yang dihasilkan dalarn kolektor dihcmbuskan ke komoditi dengan kccepatan 400 - 900 m3/jam agar tercapai temperatur pengeringan 40 - 60 OC.
Gambar 5. Alat pengering Energi Surya Tipe Lorong b. Alat pengering energi surya-biomassa tipe lorong
•
Alat pengering pengering tipe lorong diatas dimodifikasi dimodifikasi menjadi alat pengering pengering energi surya surya dan biomass
•
Ruang pengering dan kolektor dipasang pada satu sumbu supaya kehilangan tekanan udara menjadi lebih kecil. Kipas dengan tenaga listrik 60 watt dapat berfungsi secara efisien, bahkan kipas arus scarab 32 watt dengan penggerak photovoltaik dapat dipakai pada sistem tersebut
•
Alat Alat penger pengering ing terseb tersebut ut dipasa dipasang ng diatas diatas strukt struktur ur kayu kayu dan disang disangga ga dengan dengan batako batako setinggi 60 cm dari tanah.
•
Pada alat pengering yang dimodifikasi ini dilengkapi dengan tungku biomass din alat penukar panas yang terbuat dari plat baja, agar pada waktu hujan atau malam hari masih dapat dilakukan operasi pengeringan.
Gambar 6. Alat pengering Surya – Biomass Tipe Lorong c. Alat pengering rumah asap
•
Alat ini terdiri atas : plat pemanas matahari yang dihubungkan dengan ruang pengering. Di dalam ruang pengering yang berbentuk rumah yang pada bagian atasnya terdapat penggantung komoditas.
•
Sebagian Sebagian dari udara buang dikembalikan dikembalikan ke plat pemanas sehingga temperatur temperatur kembali kembali dapat dinaikkan menjadi 45 - 60°C. Untuk mengurangi ketergantungan pada kondisi cuaca, alat ini dilengkapi dengan tungku biomass yang dipasang dibawah rumah asap.
Gambar 7. Alat pengering Rumah Asap d. Unit prosesing kakao/rumah pengering surya .
•
atap seluas 100 m2 dan berfungsi juga sebagai kolektor matahari. Udara masuk ke kolektor sehingga menjadi panas. Dengan menggunakan kipas angin (blower), udara panas tersebut kemudian "ditarik" dan dihembus ke tempat pengering. Pemasangan atap dibuat dengan kemiringan 10° pada arah utara-selatan.
•
Ruma Rumah h peng penger erin ing g ini ini dira diranc ncan ang g untu untuk k meme memero rose sess 2-3 2-3 ton ton biji biji kaka kakao o basa basah, h, menggunakan 4 buah blower aksial.
•
unit ini mampu berfungsi berfungsi dengan efektif. efektif. Satu siklus pengolahan berlangsung berlangsung selama 5 hari. Dengan pengoperasian tungku pada malam hari, waktu pengeringan lebih singkat yaitu sekitar 36-44 jam.
Gambar 8. Alat pengering Surya
PENGELOMPOKAN PENGELOMPOK AN DAN PEMILIHAN MESIN PENGERING INDUSTRIAL
1. Pengelompokan Pengelompokan mesin pengering Bahan-bahan pertanian dapat dikeringkan dengan cara yang berbeda-beda, karena bahan bahan pertanian memiliki sifat yang berbeda antara satu jenis jenis bahan dengan jenis bahan lainnya. Sifat-sifat bahan pertanian tersebut dapat diklasifikasikan berdasarkan faktor-faktor di bawah ini: 1.
Toleransi terhadap suhu Suhu yang tinggi dapat mengurangi perkecambahan, sebagian bahan menjadi masak dan terjadi perubahan sifat-sifat kimia dan fisika bahan
2. Respon terhadap kelembapan Bahan-bahan Bahan-bahan mengalami mengalami perubahan perubahan fisiologi fisiologiss atau perubahan-per perubahan-perubahan ubahan lainnya lainnya selama selama pengeringan. 3. Daya tahan atau kekuatan terhadap kompresi Bahan-bahan yang dipecah atau diubah bentuknya dengan tekanan harus dikeringkan dalam lapisan yang tipis. 4. Sifat mudah mengalir Jerami, tongkol jagung dan bahan yang sukar mengalir, tidak dapat dikeringkan dengan alat pengering aliran kontinyu. Munjundar dalam Devahastin (2001), mengelompokan mesin pengering sebagai berikut :
Tabel 2. Pengelompokan mesin-mesin pengering Kriteria Modus operasi
Jenis Masukan Panas
Jenis · Curah
· ·
Kontinyu* Konveksi*, konduksi, radiasi, medan elektromagnetik, pindah panas kombinasi
·
Intermintten dan kontinyu*
· Keadaa Keadaan n bahan bahan dala dalam m mesin mesin pengeri pengering ng ·
Adiabatik dan tak adiabatik Diam
Tekanan operasi
· ·
Bergerak, diaduk, disebar Vakum*
Media Pengeringan (konveksi)
· ·
Tekanan atmosfir Udara*
·
Uap super jenuh
· ·
Gas-gas panas Dibawah suhu didih
·
Diatas suhu didih
· ·
Dibawah titik beku Searah
·
Berlawanan arah
Jumlah tahapan
· ·
campuran tunggal*
Waktu aktu baha bahan n dal dalam am mesi mesin n pen penge gerring ing
· ·
multi-tahap singkat (< 1 menit)
·
sedang (1 – 60 menit)
Suhu pengeringan
Gerak nisbi antara media pengering dan padatan yang dikeringkan
· panjang (> 60 menit) *= paling umum digunakan
Setiap jenis pengering mempunyai karakteristik khusus, yang membuatnya tepat atau tidak tepat untuk pengeringan pengeringan tertentu. tertentu. Jenis tertentu tertentu adalah mahal secara alamiah alamiah ( misal : mesin pengering beku) sementara lainnya secara alamiah lebih efisien efisien (misal, mesin mesin pengering tak langsung atau konduktif). konduktif). Jadi perlu waspada waspada terhadap luasnya keragaman mesin mesin pengering yang yang ters tersedi ediaa di pasa pasarr sert sertaa keung keunggul gulan an dan kete keterb rbat atas asan anny nya. a.
Haru Haruss dicat dicatat at bahwa bahwa
pengelompoka pengelompokan n yang dilakukan di atas belum mencakup mencakup sebagian sebagian besar teknologi teknologi pengeringan pengeringan baru, yang dapat diterapkan untuk keperluan yang sangat khusus.
2.
Pemilihan mesin pengering Pemili Pemilihan han mesin mesin pengeri pengering ng termas termasuk uk dalam dalam tugas tugas yang yang penting penting karena karena jika jika mesin mesin
pengering tidak tepat untuk pengeringan tertentu maka mesin pengering tersebut akan dianggap sebagai mesin pengering yang tidak baik, walaupun sebaik apapun perancangan yang sudah dilakukan. Peruba Perubahan han kecil kecil pada pada kompos komposisi isi dan sifat sifat fisik fisik bahan bahan terten tertentu tu dapat dapat mempeng mempengaru aruhi hi karakterist karakteristik ik pengeringanny pengeringannya, a, sifat penanganannya, penanganannya, dan lain-lain, lain-lain, menyebabkan hasil yang berbe berbeda, da, dan dalam dalam bebera beberapa pa kasus kasus menyeb menyebabka abkan n penyum penyumbat batan an dalam dalam mesin mesin penger pengering ing itu sendiri. Jika memungkinkan, pengujian harus dilakukan dengan bahan umpan yang “nyata” dan bukan bahan umpan “simulasi”. Menurut Menurut Mujundar Mujundar dalam Devahastin Devahastin (2001), (2001), ada beberapa beberapa informasi informasi kuantitatif kuantitatif perlu diketahui dalam menentukan mesin pengering : •
Kapasitan mesin pengering ; mode produksi bahan umpan (curah/kontiniyu)
•
Sifat fisik, kimia dan biokimia bahan umpan basah serta spesifikasi hasil yang diinginkan ;keragaman karakteristik umpan yang diharapkan.
•
Operasi pengolahan hulu dan hilir
•
Kadar air bahan umpan dan hasil pengeringan.
•
Kinetika pengeringan ; isotermi sorpsi padatan basah.
•
Parameter mutu ; (fisik, kimia, biokimia).
•
Aspek keamanan, misal, kebakaran, ledakan dan keracunan.
•
Nilai produk
•
Kebutuhan akan kendali otomatis.
•
Sifat keracunan produk.
•
Rasio pengembalian modal, kelenturan dalam kebutuhan kapasitas.
•
Jenis dan biaya bahan bakar, bak ar, biaya listrik.
•
Peraturan lingkungan.
•
Ruang dalam pabrik.
Untuk produk bernilai tinggi seperti bahan farmasi bahan pangan tertentu dan bahan baru, pertimbangan mutu jauh lebih utama dari pada pertimbangan-pertimbangan lainnya, sehingga biaya pengeringan menjadi tidak penting. Kapasitas produksi bahan seperti ini umumnya relatif rendah. Pada beberapa kasus, bahan umpan dapat dikondisikan (misal, ukuran dikecilkan, bentuk diubah menjadi menjadi flake atau atau pelet, pelet, diekst diekstrus rusi, i, dicamp dicampur ur ulang ulang dengan dengan bahan bahan kering kering)) sebelu sebelum m pengeringan, yang dapat dipengaruhi pemilihan mesin pengering. Sebagai patokan, demi menghemat energi dan mengecilkan ukuran mesin penegering, lebih baik baik mengur mengurangi angi kadar kadar cairan cairan bahan bahan umpan umpan dengan dengan cara cara yang yang lebih lebih murah murah sepert sepertii filtra filtrasi, si, sentri sentrifug fugasi asi dan evapora evaporasi. si. Juga Juga lebih lebih baik baik menceg mencegah ah penger pengering ingan an berleb berlebih, ih, yang yang dapat dapat memperbesar konsumsi energi dan waktu pengeringan. Jika laju pengumpanan rendah (< 100 kg/jam), mesin pengering jenis curah mungkin lebih sesuai. Perlu dicatat bahwa pilihan mesin pengering yang beropersi dengan cara curah lebih terbatas. Kineti Kinetika ka penger pengering ingan an memain memainkan kan perana peranan n pentin penting g dalam dalam pemili pemilihan han mesin mesin penger pengering ing.. Disamping dapat menentukan waktu pengeringan yang dibutuhkan secara sederhana, kinetika
pengeringan dapat memberi batasan terhadap jenis mesin pengeringan yang sesuai. Lokasi air (apakah dekat permukaan atau tersebar merata pada bahan), sifat alamiah air (bebas atau terikat kuat pada padatan), mekanisme pemindahan air (pembatasan laju), ukuran fisik bahan, kondisi media pengering (misal, suhu, kelembaban, laju aliran udara panas untuk pengering konvektif), tekan tekanan an dala dalam m mesi mesin n penge pengeri ring ng (ren (rendah dah untuk untuk bahan bahan yang yang sens sensit itif if terh terhad adap ap panas panas), ), dll. dll. Mempeng Mempengaru aruhi hi jenis jenis penger pengering ing serta serta kondisi kondisi operas operasii yang yang sesuai sesuai.. Biasan Biasanya, ya, jenis jenis mesin mesin pengering yang ditentukan tidak lebih dari satu. Prosedur dan tipe alat yang dizinkan untuk instalasi spesifik akan tergantung pada faktorfaktor yang mempengaruhi bahan serta jumlah yang harus dikeringkan dan laju pengeringan yang yang dibutu dibutuhka hkan, n, keadaan keadaan cuaca cuaca dan bermac bermacamam-mac macam am faktor faktor terkin terkini. i. Beriku Berikutt ini adalah adalah beberapa contoh sistem alat pengering yang biasa digunakan dalam proses pengeringan bahan pertanian
A. Bak Pengering
Bahan yang dikeringkan ditempatkan dalam bak pengeringan atau bak penampung dan udara dipaksakan dipaksakan melalui melalui bahan sampai bahan kering. kering. Sistemnya Sistemnya sederhana harganya harganya tidak begitu mahal dan dapat dipakai sebagai tempat penyimpanan setelah pengeringan selesai. Bahan-b Bahan-baha ahan n yang yang dikeri dikeringka ngkan n dengan dengan sistem sistem ini harus harus memili memiliki ki ketahan ketahanan an terhada terhadap p kompresi/tekanan yang cukup untuk bertahan terhadap pemecahan dengan memakai beban serta mempertahankan ruangan kosong yang normal sehingga laju udara yang cukup dapat tetap dipertahankan. Tahanan terhadap aliran udara membatasi kedalaman aliran udara pada bahan bahan yang mempunyai daya tahanan yang tinggi, karena laju udara yang cukup hanya mungkin bila menggunakan unit kekuatan yang cukup tinggi.
Masa bahan mengering secara pesat dalam aliran udara langsung. Pengeringan yang cukup dari bahan di daerah pelepasan udara akan disertai dengan pengeringan yang berlebihan dari bahan yang terdapat di daerah udara masuk. Keadaan yang tidak diharapkan seperti ini dapat diperkecil dengan cara: 1. pengeringan dengan menggunakan suhu udara rendah 2. menggunakan laju udara yang paling tinggi
Pengeringan-Pengeringan dengan sistem aliran gravitasi yang kontinyu B. Pengeringan-Pengeringan
Bahan-bahan yang segera mengalir memungkinkan udara mengalir didekatnya dan yang tidak rusak dalam penanganannya, dapat dikeringkan dalam pengeringan aliran gravitasi seperti pengeringan kolom. Bahan yang basah ditempatkan dalam penampung yang mengalir oleh gaya beratnya diantara dinding-dinding penahan yang berlubang. Serta dikeluarkan pada dasar alat pengeringan ini. Alat pengering ini agak mahal terutama bila diperlukan peralatan penanganan bahan bahannya yang harus dilengkapi pada alat pengering ini. Biasanya dibutuhkan bangunan yang tinggi untuk menepatkan alat ini namun alat ini merupakan salah satu alat yang diminati karena kapasi kapasitas tas pengeri pengeringan ngannya nya yang yang cukup cukup besar, besar, awet awet dipaka dipakaii untuk untuk jangka jangka waktu waktu yang yang lama. lama. Biasanya memakai pekerja yang sedikit karena keseluruhannya dikendalikan secara mekanis.
C. Alat Pengering Berputar
Baha Bahan-b n-bah ahan an yang yang tida tidak k dapat dapat menga mengali lirr seca secara ra bebas bebas dan yang yang tidak tidak rusa rusak k oleh oleh penanganan penanganan yang terus-mener terus-menerus us biasanya dikeringkan dikeringkan dengan alat pengering pengering berputar. Bahan bahan yang dikeringkan dikeringkan dengan alat ini sebagai sebagai contohnya contohnya adalah potongan-pot potongan-potongan ongan makanan ternak ternak,, buah-b buah-buhaa uhaan n dan sisasisa-si sisa sa sayura sayuran n yang yang harus harus dikeri dikeringk ngkan an untuk untuk persed persediaa iaan n bahan bahan makanan serta komponen pupuk. Alat pengering berputar ini memerlukan biaya yang tinggi dan membutuhkan tempat yang lebih luas untuk tiap satuan kapasitasnya dibandingkan pengering sistem bak ataupun kolom. Akibatnya alat pengering ini sebaiknya tidak diperlukani jika pengering tipe bak atau pengering tipe kolom sudah tersedia.
(Tray Dryers) Dryers) D. Pengering Tipe Rak (Tray Bahan yang tidak dapat dikeringkan dengan metoda yang telah dibicarakan sebelumnya, dikeringkan pada dulang-dulang/nampan/rak. Buah-buahan dan sayuran merupakan contoh yang terbai terbaik k untuk untuk cara cara ini. ini. Bahan Bahan dileta diletakkan kkan di atas atas nampan nampan yang yang dangkal dangkal dan disusu disusun n dalam dalam gerbon gerbong. g. Dianta Diantara ra nampan nampan diberi diberi ruangan ruangan agar agar memung memungkin kinkan kan udara udara dapat dapat bersir bersirkul kulasi asi di dalamnya. Nampan-nampan dikeringkan dalam suatu kabinet atau terowongan. Aliran udara yang paralel memberikan suatu laju pengeringan yang cepat pada mulanya. Pada Pada aliran aliran berlaw berlawana anan n member memberika ikan n pengeri pengeringa ngan n yang yang lebih lebih cepat cepat pada akhir akhir terowon terowongan. gan. Sistem aliran paralel hanya kadang-kadang dipakai sebab daya pengeringnya pada akhir dari terowongan buruk. Penggunaan terowongan yang dikombinasikan mempunyai keuntungan pada sistem sistem aliran aliran parale paralell dan aliran aliran berlaw berlawanan anan.. Tetapi Tetapi biaya biaya permul permulaann aannya ya lebih lebih besar besar dan pengawasannya lebih sulit. Terowongan aliran berlawanan paling banyak digunakan secara luas.
E. Pengeringan dengan semprotan
Pengeringan Pengeringan semprotan mengeluarkan mengeluarkan air dari larutan larutan atau dispensi dan mengeringkan mengeringkan bubuk bubuk sampai sampai pada pada suatu suatu kadar kadar air yang mendeka mendekati ti seimba seimbang ng dengan dengan udara udara kering kering yang yang dikeluarkan. Pengering semprotan ini dipakai secara luas dalam industri makanan, minuman, dan farmasi. Bermacam-macam bentuk rancangan dari suatu ruangan segi empat yang dipasang jet penyemprot, dimana dilewatkan udara pengering secara kontinyu melalui suatu volume yang besar. Tiga cara dipakai untuk memecah bahan menjadi butiran-butiran (tetesan) yang halus yaitu: 1.
Atomasi dengan tekanan tinggi
2. Sentrifugasi 3. Pengatoman dua zat alir
PENGERINGAN BED FLUIDASI (FLUIDIZED (FLUIDIZED BED) BED) 1. Keuntungan dan kelemahan pengeringan bed fluidasi
Penger Pengering ingan an bed fluidi fluidisas sasii ( fluid fluidized ized bed dryer, dryer, FBD ) banyak banyak digunak digunakan an untuk untuk mengeringkan mengeringkan bahan berbentuk berbentuk partikel/bu partikel/butiran tiran,, baik untuk industri kimia, pangan, keramik, pertanian, polimer dan limbah. Baru – baru ini, pengering tumpukan fluidisasi juga diterapkan untuk mengeringkan bahan berbentuk bubur. Bentuk – bentuk seperti larutan, suspensi, pasta encer atau lumpur di atomisasi di dalam tumpukan fluidisasi menjadi partikel inert dan bubuk kering yang dipisahkan dari udara buang. Untuk pengeringan bubuk ( antara 50 µm hingga 2000 µm ), pengering bed fluidisasi terbukti lebih baik dibandingkan dengan jenis lain, seperti rotary, terowongan, konveyor, atau rak berjalan. Adapun keuntungan pengering bed fluidisasi adalah : ·
Laju pengeringan tinggi, karena persentuhan antara partikel dan gas terjadi sangat baik yang menyebabkan tingginya laju pindah panas dan laju pindah massa
·
Luas permukaan aliran lebih kecil
·
Efisiensi Efisiensi panas tinggi, tinggi, terutama terutama jika bagian energi panas untuk pengeringan pengeringan diberikan diberikan dengan penukar panas internal
·
Biaya investi dan pemeliharaan lebih rendah dibandingkan dengan pengering rotary
·
Mudah dikendalikan Meskipun demikian, terdapat beberapa keterbatasan atau kelemahan dari alat pengering
tumpukan fluidisasi, seperti : ·
Penggunaan tenaga tinggi, karena dibutuhkan untuk mengangkat seluruh bed ke dalam fase gas yang mengakibatkan tingginya tekanan jatuh
·
Peningkatan kebutuhan untuk penanganan gas karena perlunya pendaur ulangan gas buang untuk menghasilkan operasi berefisiensi tinggi
·
Berpotensi tinggi terhadap keausan; terutama karena kasus granulasi atau aglomerasi
·
Fleksibilitas rendah dan potensi defluidisasi jika bahan umpan terlalu basah
·
Umumnya tidak dianjurkan jika pelarut organik harus dikeluarkan pada saat pengeringan Tabel dibawah ini memberi perbandingan sifat – sifat penting antara pengering bed
fluidisasi dengan beberapa pengering lainnya. Perhatikan bahwa pengering flash pengering flash hanya dapat diguna digunakan kan untuk untuk menghi menghilan langkan gkan air dari dari parti partikel kel – partik partikel el berukur berukuran an kecil. kecil. Sedang Sedangkan kan penger pengering ing bed fluidi fluidisas sasii dianju dianjurka rkan n untuk untuk partik partikel el – parti partikel kel yang yang lebih lebih besar besar yaitu yaitu yang yang memerlukan waktu pengeringan lebih lama; misalnya 10 – 60 menit, dibandingkan dengan pengering flash pengering flash yang hanya memerlukan waktu 10 – 30 detik. Tabel 5. Perbandingan antara pengering tumpukan fluidisasi dengan beberapa pengering lainnya Kriteria
Ukuran partikel Distribusi ukuran partikel Waktu pengeringan ( perkiraan ) Luas lantai Rasio turndown Keausan Kebutuhan daya Pemeliharaan Kemudahan pengendalian Kapasitas
Rotari
Kisaran be besar fleksibel Menca encapa paii menit
Flash
Partikel ha halus
Konveyor
500µm – 10mm
Distribusi ukuran fleksibel terbatas 6010 – 30 detik Mencapai menit
Tumpukan fluidisasi 100 - 20 2000µm
Distribusi ukuran terbatas 120 Mencapai 60 menit
Besar Besar
Panjang besar Kecil
Besar Kecil
Kecil Kecil
Tinggi Tinggi
Rendah Rendah
Tinggi Rendah
Tinggi Sedang
Tinggi Rendah
Sedang Sedang
Sedang Tinggi
Sedang Tinggi
Tinggi
Sedang
Sedang
Sedang
2. KRITERIA PEGELOMPOKKAN DAN PEMILIHAN Pengering bed fluidisasi yang paling umum dan paling sederhana adalah bak dengan penampang lintang berbentuk bulat, dimana bahan partikulat dikeringkan secara konveksi, baik dalam secara curah ( untuk jumlah jumlah yang lebih sedikit atau jika umpan diproduksi diproduksi dalam bentuk curah ) ataupun kontinyu. Bentuk bak segi empat atau bentuk lainnya dapat digunakan jika diperlukan. Gambar berikut memperlihatkan skema pengelompokkan kasar pengering bed fluidisasi yang yang tersed tersedia ia di pasar pasar ( tetapi tetapi tidak tidak seluru seluruhny hnyaa ). Bebera Beberapa pa varian varian khusus khusus pengering pengering bed fluidisasi mungkin diperlukan untuk penerapan khusus. Pengering tumpukan fluidisasi
Kontinyu
Curah
(tercampur sempurna)
Masukkan panas kontinyu
Masukkan panas bervariasi
Tercampur sempurna
(sebaran waktu tinggal) Aliran plug
(waktu tinggal hampir) Adiabatik Non Adiabatik
(permukaan penukar panas terbenam) Adiabatik Non Adiabatik
Gambar 14. Skema pengelompokkan secara kasar pengering tumpukan fluidisasi
Perlu Perlu diketa diketahui hui bahwa bahwa penger pengering ing jenis jenis tercam tercampur pur sempur sempurna na (Gamba (Gambarr 14.) memili memiliki ki keunggulan keunggulan untuk mengeringkan mengeringkan bahan berkadar berkadar air tinggi, yang tidak dapat difluidis difluidisasi asi dalam keadaan normal. Begitu bahan basah masuk ke dalam bed fluidisasi tercampur sempurna dengan bahan yang berkadar air lebih rendah, maka bahaya defluidisasi atau pembentukan gumpalan besar besar (aglom (aglomerat erat)) akan berkur berkurang ang.. Sisi Sisi negati negatifny fnya, a, pengeri pengering ng tercam tercampur pur sempur sempurna na akan akan mengha menghasil silkan kan distri distribus busii kadar kadar air pada partik partikel el indivi individu; du; penyiim penyiimbang bangan an kadar kadar air selama selama penyimpanan akan menghasilkan produk dengan kadar air seragam. Untuk mengolah bahan basah basah yang yang tidak tidak siap siap diflui difluidis disasi asi dapat dapat digunak digunakan an alat alat bantu bantu mekani mekanik k ( misaln misalnya ya dengan dengan pengaduk atau penggetar ) untuk memisahkan partikel, atau mencampur balik padatan. Pada kasus pencampur balikan ini, umpan basah dicampur dengan bahan kering dengan proporsi yang tepat sehingga bahan campuran dapat difluidisasi. Tetapi hal ini akan memperbesar biaya, baik biaya modal maupun biaya operasi pengeringan peng eringan tersebut.
Gambar 15 . Pengering bed fuidisaasi tercampur sempurna jenis kontinyu
Untuk meningkatkan efisiensi thermal pengering dengan mengurangi konsumsi gas, pemberian sebagian panas untuk pengeringan dengan membenamkan panel atau pipa penukar panas di dalam tumpukan. Sehingga suhu ( dan laju aliran) gas yang lebih rendah dapat digunakan dengan memperpanjang waktu pengeringan, karena sebagian panas (30-60%) disuplai secara tidak langsung melalui konduksi. Hal Ha l ini penting khususnya untuk bahan yang sensitif terhadap panas, yang membatasi suhu gas g as fluidisasi. Mengenai biaya investasi pengering bed fludisasi. Secara tipikal, biaya peralatan meningkat sebagai pangkat 0,60 sampai 0,70 dari kapasitas. Biaya peralatan bantu, seperti pengumpan, kipas, peralatan pembersih gas dapat dapat melebihi biaya pengering itu sendiri
hingga beberapa kali lipat, lipat, tergantung pada penerapannya secara khusus. Oleh karena itu, sangat penting untuk menghitung biaya pengeringnya. Tabel 6. Pengelompokan pengering bed fluidisasi Kriteri · Tekanan operasi
Jenis pengering · Tekanan rendah ( misal untuk produk yang yang sensitif panas)
· Mendekati tekanan atmosfir ( paling umum)
·
Aliran partikel
· Tekana tinggi ( 5 bar; pengering dengan uap panas) · Tercampur-sempurna · Aliran plug
·
·
·
·
·
· Hibrid Hibrid ( tercampurtercampur- sempurna dilanjutkan dilanjutkan dengan dengan aliran aliran plug) Model · Tumpukan pemprosesan · Kontinyu Aliran gas · Kontinyu fluidisasi · Tidak kontinyu ( berpulsa) Suhu Suhu gas gas flu fluid idis isas asii · Tetap
Penyediaan panas
· Tergantung waktu · Konveksi atau konveksi / konduksi
Kerja fluida
· Kontinyu /terputus-putus ( intermittet) · Hanya dengan aliran gas (pneumatik) · Aliran yang diarahkan ke bawah ( zona jet)
·
Baha fluidisasi
· Dengan bantuan mekanis ( misal, penggetar atau pengaduk untuk baha yang lengket atau padatan polidispersi) · Padatan partikulat ·
·
·
Media fl fluidisasi
Pasta/ Pasta/ bubur bubur yang yang disem disempro protka tkank nkee tumpuk tumpukan an partik partikel el inert( misal, silika gel, biomass) · Udar/flue gas/ produk hasil pembakaran langsung
Jumlah tahapan
· Uap atau uap super panas · Tunggal · jamak
3. Jenis-Jenis Pengering Bed Fludisasi Jenis Khusus a. Pengering Bed Fludisasi Fludisasi Jenis Curah Pengering bed fludisasi jenis curah digunakan untuk penerapan beragam produk dengan kapasitas umpan rendah (biasanya<50 kg/jam dan masih baik untuk kapasitas < 1000kg/jam). Udara pengering biasanya dipanaskan sampai suhu tetap secara langsung atau tidak langsung. Laju Laju alir aliran an gas penge pengeri ring ngan an bias biasan anya ya juga juga teta tetap. p. Teta Tetapi pi dimu dimungk ngkin inkan kan untu untuk k memu memula laii pengeringan pada suhu gas masuk yang lebih tinggi dan laju aliran yang lebih rendah sampai suatu saat dimana kadar air produk menurun hingga di bawah nilai kritisnya. Pengaduk dan penggetar mekanis dapat digunakan jika bahan sulit untuk difluidisasi.
Tercampur-Sempurna,(WMFBD) b. Pengering Bed Fluidisasi Jenis Kontinyu Tercampur-Sempurna,(WMFBD) Pada pengering jenis ini, suhu tumpukan seragam dan sama dengan suhu produk dan suhu udara keluar. Tetapi, karena sifat keragaman sebaran waktu tinggal produk, maka kadar air produk akan beragam mulai dari kadar air awal hingga nilai yang lebih rendah. Salah satu keuntungan keuntungan pengering pengering dengan pencampuran pencampuran sempurna sempurna adalah kemudahan proses penjatuhan penjatuhan umpan ke dalam tumpukan dan kemudahan fluidisasi.
c. Pengering Bed Fluidisasi Aliran Plug Aliran Plug (PFFBD) (PFFBD) Pengering bed fluidisasi aliran plug biasanya mempunyai rasio antara tinggi dan lebar sebesar 5:1 atau 3:1. Pendataan mengalir secara kontinyu melalui saluran dari bagian masukan
hingga ke bagian keluaran. Hal ini menjamin keseragaman waktu tinggal semua partikel tanpa memperhatikan ukurannya. Kadar air partikel yang hampir bersifat memodispersi bisa dipastikan seragam. Masalah operasional utama terjadi pada pengumpanan, dimana umpan basah harus difluidisasi secara langsung daripada dicampur dengan bahan kering seperti pada jenis tercampur sempurna. Untuk mengatasi masalah ini, beberapa strategi alternatif dapat dilakukan, misalnya : ·
Menggunakan pengaduk di daerah pengumpanan
·
Mencampur balik padatan
·
Menggunakan pengering flash pengering flash untuk menghilangkan air sebelum pengering bed fluidisasi Pada akhir pengeringan, efisiensi termal mungkin akan rendah karena pengeringan yang
terjadi hanya sedikit sedangkan laju aliran gas harus tetap tinggi untuk menjaga fluidisasi.
Gambar 16. Pengering Bed Fluidasi aliran plug
d. Pengering Bed Fluidisasi Bergetar (VFBD)
Alat pengering ini cocok untuk bahan yang tumpukan partikelnya sulit difluidisasi, karena sebara sebaran n ukuran ukuran yang yang sangat sangat luas luas atau atau adanya adanya gaya gaya adhesi adhesi (sifat (sifat lengket) lengket) yang yang kuat kuat antar antar partikelnya, sehingga harus menggunakan pengering bed fluidisasi bergetar, baik dalam bentuk curah atau kontinyu. Pada kasus ini, kebutuhan hidrodinamik dan pindah panas massa dapat dipisa dipisahka hkan n secara secara efekti efektif. f. Kecepat Kecepatan an udara udara dapat dapat dipil dipilih ih sesuai sesuai dengan dengan kebutu kebutuhan han kineti kinetika ka pengeringan; pengeringan; harus lebih kecil dari kecepatan fluidisas fluidisasii minimum, minimum, karena di atas kecepatan tersebut tumpukan tidak lagi dapat bersentuhan secara kontinyu dengan lempeng-bagi penggetar. Selanjutnya, karena energi penggetaran yang disalurkan melemah sesuai dengan jarak dari plat, maka ketebalan tumpukan dibatasi pada sekitar 10 – 15 cm. Pengering bed bergetar dapat juga digunakan untuk mengurangi keausan dengan proses yang lebih lembut.
Gambar 17. Pengering Bed fluidisasi bergetar
e. Pengering Bed Fluidisasi Fluidisasi dengan Pengaduk Mekanis Bebera Beberapa pa versi versi pengeri pengering ng sepert sepertii ini sudah sudah digunak digunakan an saat saat ini. ini. Salah Salah satu satu jenis jenis yang yang diguna digunakan kan untuk untuk pengeri pengeringa ngan n pasta pasta atau atau lumpur lumpur adalah adalah bejana bejana silind silindris ris dengan dengan pengadu pengaduk k
berputar cepat pada bagian dasar, ke tempat umpan jatuh karena gravitasi, untuk disebarkan ke aliran udara panas berbentuk spiral menaik. Pengaduk (atau penggaruk) yang berputar perlahan lebih umum digunakan untuk memudahkan fluidisasi pada zona pengumpanan, dimana bahan yang yang sanga sangatt basa basah h dium diumpan panka kan n ke dala dalam m penge pengeri ring ng alir aliran an plug plug konti kontiny nyu. u. Taha Tahap p awal awal penger pengering ingan an aliran aliran plug plug adalah adalah unit unit pencam pencampur pur-se -sempu mpurna rna yang yang teruta terutama ma diranca dirancang ng untuk untuk mencampur balik padatan secara efisien untuk melakukan fluidisasi pada tahap aliran plug.
f. Pengering Bed Fluidisasi Fluidisasi Sentrifugal Untuk meningkatkan laju pindah panas dan massa pada permukaan partikel basah yang cepat mengering dapat digunakan alat sejenis sentrifugal, sehingga gaya yang disebabkan oleh gas fluidisasi diimbangi dengan gravitasi buatan yang ditimbulkan oleh putaran tumpukan pada arah arah sumb sumbu u tega tegak. k. Pera Perala lata tan n bed flui fluidi disa sasi si berp berput utar ar agak agak rumi rumit, t, dan dan penu penuru runa nan n wakt waktu u pengeringan, untuk kebanyakan bahan, biasanya tidak memadai untuk mengimbangi peningkatan biaya dan kerumitannya.
PENGERING UNTUK BAHAN BERBENTUK PADATAN PARTIKULAT DAN BUTIRAN
Banyak Banyak varias variasii bentuk bentuk bentuk bentuk fisik fisik bahan bahan pertan pertanian ian yang yang perlu perlu dikeri dikeringka ngkan n dengan dengan spesifikasi kebutuhan yang berbeda-beda. Sehingga tidak ada dua pengering yang serupa, bahkan ketika ketika digunakan digunakan untuk mengeringkan mengeringkan bahan yang hampir hampir sama. Hanya sedikit perubahan perubahan pada kondisi pengumpanan dan/ atau perubahan spesifikasi produk dapat membuat dua pengering berbeda, baik dalam disain, operasi maupun keduanya.
Tray Dryer) 1. Pengering Nampan ((Tray Penger Pengering ing ini sangat sangat cocok cocok untuk untuk produk produk dengan dengan jumlah jumlah yang yang tidak tidak terlal terlalu u besar. besar. Pengering ini terdiri dari satu atau beberapa kumpulan nampan yang ditempatkan pada ruang terinsulasi dimana udara panas dialirkan oleh kipas dan kisi-kisi pemandu yang dirancang sesuai keperluan. Seringkali, sebagian dari udara buang diedarkan kembali oleh sebuah kipas yang ditemp ditempatk atkan an di dalam dalam atau atau di luar luar ruang ruang penger pengering ing.. Penger Pengering ing ini membut membutuhk uhkan an sejuml sejumlah ah pekerja untuk membongkar muat produk. Waktu pengeringan umumnya cukup panjang (10-60 jam). Kunci keberhasilan operasi pengeringan ini adalah keseragaman aliran udara pengering pada nampan-nampan tersebut karena nampan dengan waktu pengeringan terlama merupakan pen penent entu u lama lama penge pengeri ringa ngan n yang yang dibu dibutu tuhk hkan, an, yang yang sela selanj njut utny nyaa mene menent ntuk ukan an kapa kapasi sita tass pengeringan. Nampan-nampan tersebut juga dapat menyebabkan distribusi yang kurang baik dan menurunkan kinerja pengeringan.
Gambar 9. Pengering nampan jenis curah
Alat pengering ini dapat beroperasi pada kondisi vakum, terutama untuk bahan yang sensitif terhadap panas. Pada rancangan yang dimodifikasi, nampan dapat dipanasikan secara konduksi dan divakumkan untuk mengeluarkan uap air. air. Untuk pengeringan zat warna dan obatobatan pada umumnya digunakan tray dryer yang dryer yang berkapasitas berkapasitas rendah. rendah. Sedangkan pengeringan pada suhu rendah (di bawah 30oF) digunakan tekanan vakum yang tinggi (Sri Setijahatini, 1980) Pada alat pengering ini bahan ditempatkan langsung rak-rak, dapat juga ditebarkan pada wadah lain misalnya baki dan nampan. nampan. Kemudian baki atau nampan ini disusun di atas rak yang ada dalam alat pengering. Selain alat pemanas udara, biasanya digunakan juga kipas (fan) untuk mengatur sirkulasi udara dalam alat pengering. pengering. Kipas yang digunakan digunakan mempunyai mempunyai kapasitas kapasitas aliran 7 sampai sampai 15 ft per per detik. detik. Udara Udara setelah setelah melewa melewati ti kipas masuk ke dalam dalam alat alat pemanas pemanas,, pada pada alat alat ini udara udara dipanaskan dipanaskan lebih dahulu kemudian dialurkan dialurkan diantara diantara rak-rak yang sudah berisi bahan. Suhu yang digunakan serta waktu yang dibutuhkan ditentukan menurut keadaan bahan, kadar air awal dan kadar air akhir yang diharapkan. Biasanya suhu yang digunakan berkisar antara 80 sampai 180 oC ( 176 - 356 oF) (Slade, 1967).
2.
Pengering Rotari Pengering Rotari adalah suatu alat pengering kontak langsung yang beroperasi secara
kontinyu dan terdiri atas cangkang silinder yang berputar perlahan serta biasanya dimiringkan beber beberapa apa deraja derajatt dari dari bidang bidang horizo horizonta ntall untuk untuk membant membantu u perpin perpindah dahan an umpan umpan basah basah yang yang dimasukkan pada ujung atas drum. Alat pengering ini berbentuk silinder yang bergerak pada porosnya. Bahan basah masuk dari salah satu satu ujung silinder dan bahan kering kering keluar dari ujung nya yang lain. Silinder Silinder ini selalu selalu berputar berputar sehingga bahannya ikutu berputar. berputar. Bahan basah diputar pada bagian dalam silinder, pada saat yang yang sama dilewatkan udara panas. Pada jenis tertentu tertentu dinding silinder juga dipan dipanas aska kan. n.
Sili Silind nder er ini ini dihu dihubu bungk ngkan an deng dengan an alat alat pemu pemuta tarr dan dan leta letakn knya ya agak agak miri miring ng..
Permukaan dalam silinder dilengkapi dengan penggerak bahan yang berfungsi untuk mengaduk bahan. Bahan dimasukkan ke dalam silinder silinder dari ujung ujung yang lebih tinggi dan bahan keluar dari ujung yang lain melalui melalui cerobong pengeluaran. pengeluaran. Udara panas mengalir mengalir searah dan dapat pula berlawanan arah dengan arah jatuhnya bahan kering pada alat pengering. Menuru Menurutt Sri Sri Setija Setijahar harti tini ni (1980) (1980),, Pemana Pemanasan san dapat dapat dilakuk dilakukan an dengan dengan berbag berbagai ai cara, cara, antara lain ; a.
Kontak langsung udara atau gas dengan bahan padat
b.
Kontak langsung udara panas yang dilewatkan melalui selubung silinder terhadap silinder
c.
Uap panas dialirkan ke dalam pipa yang mengelilingi silinder dan pengembunan uap air ini akan menghasilkan menghasilkan panas yang dapat digunakan untuk pengeringan pengeringan bahan. Pengeringan Pengeringan dengan sistem uap biasa disebut steam disebut steam tube rotary dyer Media pengering (udara panas, gas-gas hasil pembakaran, pembakaran, f lue gas, gas, dll) mengalir secara
aksial melewati drum searah atau berlawanan arah dengan aliran produk. Aliran berlawanan lebih disukai bila bahan yang dikeringkan tidak sensitif terhadap panas dan harus dikeringkan
sampai tingkat kadar air yang sangat rendah. Sedangkan mode aliran searah umumnya lebih disukai untuk bahan yang sensitif terhadap panas dan untuk laju pengeringan tinggi. Produk yang dapat dikeringkan pada pengering jenis ini adalah produk butiran dengan bentuk, ukuran dan distribusi ukuran yang beragam, melalui perancangan yang tepat terhadap flights) dan perangkat (lifters pengembang ( flights) (lifters)) internalnya. Bagian-bagian internal khusus sering dibutuhkan bagi bahan yang cenderung membentuk gumpalan besar dan harus dipecahkan untuk menghindari masalah pada tahap akhir pengeringan.
Gambar 10. Pengering Rotari Prinsip kerja dari alat pengering ini adalah bahan diangkat ke bagian atas drum oleh perangkat kemudian dicurahkan seperti air terjun. Proses pindah panas dan massa terutama berlangsung selama pengangkutan partikel dari atas ke bawah secara gravitasi di dalam drum. Media pengering bergerak pada arah berlawanan dengan arah jatuhnya partikel.
Pengering rotari dapat dirancang untuk waktu pengeringan antara 10 sampai 60 menit. Efisiensi termal pengering rotari berkisar antara 30 – 60 %.. Sebagai Sebagai tambahan, tambahan, selain selain melakukan melakukan proses proses pengeringan pengeringan sederhana, pengering rotari rotari dapat dioperasikan dioperasikan pada suhu yang sangat tinggi untuk kiln untuk kiln.. Bagian dalam cangkang klin rotari perlu dilapisi dengan bahan tahan panas yang sesuai. Untuk meningkatkan meningkatkan laju pengeringan pengeringan dalam pengering rotari, rotari, tanpa menaikan suhu gas atau laju aliran gas secara berlebihan, dapat diberikan tabung atau koil yang dipanaskan dengan uap-panas di dalam cangkang. Disamping membantu menyebarkan atau memecah gumpalan bahan. Tentunya, pemanas internal hanya mungkin digunakan jika bahan tidak melekat pada dinding internal. Pengering Pengering rotari rotari sangat fleksibel, fleksibel, berkemampuan tinggi dan khususnya khususnya sesuai untuk kebutu kebutuhan han laju laju produks produksii yang yang tinggi tinggi.. Sisi Sisi negati negatifny fnyaa adalah adalah pengeri pengering ng ini kurang kurang efisie efisien, n, memerlukan biaya modal yang tinggi dan biaya pemeliharaan yang cukup besar tergantung pada bahan yang dikeringkan. Pengering ini tidak disarankan untuk bahan yang mudah pecah dan untuk laju produksi yang rendah. Pada alat pengering rotari vakum, terdapat banyak perbedaan dengan pengering rotari kontin kontinyu yu yang yang berope beroperas rasii pada pada tekanan tekanan atmosf atmosfir. ir. Kenyata Kenyataanny annya, a, pengeri pengering ng rotari rotari vakum vakum merupakan pengering jenis curah, karena kesulitan untuk mempertahankan keadaan vakum saat pengumpanan dan pengeluaran bahan secara kontinyu. Panas disediakan dengan memanaskan jaket cangkang dengan uap panas yang dikondensasi atau menggunakan fluida termal. Jenis pengering ini berguna untuk menangani bahan yang sensitif panas, yang mengering pada suhu rendah karena kondisi vakum.
3.
Pengering Beku Bahan pertanian yang sangat sensitif panas, seperti bahan bioteknologis tertentu, bahan
farmasi farmasi atau pangan dengan kandungan flavor tinggi, tinggi, dapat dikering dikering dengan menggunakan menggunakan alat pengering beku, tetapi proses mengeringkan bahan tersebut adalah sesuatu hal yang tidak mudah. Proses pengeringan ini terjadi dibawah titik tripel cairan dengan menyublimkan air beku menjadi
uap, yang kemudian uap airnya dikeluarkan dari ruang pengering dengan pompa vakum mekanis atau ejektor jenis uap panas. Umumnya, pengeringan beku menghasilkan produk bermutu paling tinggi tinggi dibandi dibandingka ngkan n dengan dengan teknik teknik pengeri pengeringa ngan n lain. lain. Produk Produk yang yang berpor berporii dan mempuny mempunyai ai struktur yang tidak mengkerut memungkinkan rehidrasi yang sangat cepat dan menghasilkan retensi flavor yang tinggi. Penger Pengering ingan an beku beku adalah adalah penger pengering ing jenis jenis curah curah dengan dengan kapasit kapasitas as rendah rendah,, meskip meskipun un beberapa beberapa pengeringan beku jenis kontinyu kontinyu juga telah digunakan. digunakan. Pengering beku industri industri dapat dibedakan menjadi beberapa jenis; pengering beku nampan sederhana sejauh ini merupakan jenis yang paling banyak digunakan. Panas sublimasi disediakan melalui konduksi dari dasar nampan. Tekanan vakum umumnya dibawah 25 Pa dengan suhu kondensor berkisar –40 0C, selama 8-10 jam operasi. Untuk meminimalkan waktu pengeringan, pengeringan beku dikendalikan secara terprogram. Pengering beku multi-batch digunakan untuk menangani beban yang hampir sama pada seluruh sistem sepanjang siklus pengeringan. Sejumlah kabinet pengering diprogram untuk beroperasi secara bergantian dengan siklus pengeringan yang tumpang tindih. Pengering beku terowongan pada dasarnya merupakan kabinet vakum yang besar, ke dalam mana troli pembawa nampan dimasukkan secara berselang melalui pengunci vakum pada salah satu ujung terowongan. Produk yang dikeringkan dikeluarkan dari ruang pengering melalui pengun pengunci ci vakum vakum di ujung ujung lempen lempeng g tempat tempat meleta meletakkan kkan nampan. nampan. Liapis Liapis dan Brutti Bruttini ni (1995) (1995) memberikan analisa rinci mengenai karakteristik pengeringan, biaya dan aspek lain dari berbagai produk kering beku.
Gambar 11. Pengering beku terowongan
Gambar 12. Continous tray freeze dryer Pada pengeringan beku pindah panas ke daerah pengeringan terjadi secara konduksi, radiasi dan atau gabungan antara keduanya. Laju perpindahan panasnya harus selalu diawasi secara cermat. Pengeringan berlangsung pada tekanan yang sangat rendah Pada pengeringan beku bahan basah diletakkan pada wadah yang tersedia dalam lemari yang kehampaannya sangat tinggi. Umumnya sebelum dimasukkan ke dalam ruang pengering, bahan telah dibekukan terlebih dahulu. Udara dipindahkan dengan menggunakan pompa hampa udara dan kemudian diembunkan. Suhu Suhu dan teka tekana nan n udar udaraa yang yang digu diguna nakan kan sang sangat at renda rendah h sehi sehing ngga ga air air baha bahan n teta tetap p membeku dan berada di bawah titik tripel air. Dalam keadaan ini bahan yang membeku langsung dapat diuapkan tanpa mencair terlebih dahulu. Untuk menjaga agar tetap terjadi sublimasi laju pindah panas harus tetap rendah. Kalau laju pindah panasnya tinggi, suhu bahan menjadi naik dan berada di atas titik tripel air sehingga es pada bahan akan mencair. Suhu yang tinggi juga dapat merusak permukaan bahan yang dikeringkan.
4.
Pengering Vakum Untuk Untuk pengeri pengeringa ngan n padatan padatan berbent berbentuk uk butira butiran, n, penger pengering ingan an vakum vakum dengan dengan berbaga berbagaii
rancangan mekanis telah tersedia secara komersial. Pengering jenis ini lebih mahal daripada pengering bertekanan atmosfir tetapi sesuai untuk bahan yang sensitif panas dan memerlukan pemulihan pelarut atau jika ada risiko kebakaran atau ledakan. Pencampur berbentuk kerucut tunggal atau ganda dapat diterapkan untuk pengeringan dengan pemanasan selimut bejana dan pemukiman.untuk mengeluarkan uap air. Pengering vakum jenis pedal cocok untuk bahan seperti Lumpur sedangkan pengering vakum jenis sabuk cocok untuk bahan berbentuk pasta atau bubur tipis. Bahan yang dikeringkan membentuk suatu lapisan diatas sabuk yang dipanaskan, dapat mendidih dan membentuk zat yang sangat berbusa dan berpori dengan densitas yang sangat rendah.
PENGERING UNTUK BAHAN BERBENTUK BUBUR DAN SUSPENSI
1. Pengering Semprot ( Spray Dryer ) Alat ini digunakan digunakan untk mengeringkan mengeringkan bahan yang berbentuk berbentuk larutan larutan yang sangat kental serta serta berbentuk berbentuk pasta. Misalnya Misalnya dalam pengolahan susu menjadi tepung susu, telur menjadi tepung telur serta berbagai bahan makanan lainnya. Saat ini, lebih dari 20000 pengering semprot ( spray spray dryer ) digunakan secara komersial untuk pengeringan produk-produk agrokimia, bioteknologis, bahan-bahan kimia dasar dan berat, susu, zat pewarna, konsentrat mineral dan bahan farmasi, mulai dari kapasitas beberapa kg per jam hingga 50 ton per jam penguapan. Umpan cair seperti larutan, suspensi atau emulsi dapat diubah diubah menjad menjadii bentuk bentuk bubuk, bubuk, butir butiran an atau atau aglome aglomerat rat dalam dalam satu satu langkah langkah operas operasii dalam dalam pengering semprot. Umpan yang diatomisasi dalam bentuk percikan disentuhkan dengan gas panas dalam ruang pengering yang dirancang dirancang dengan baik. Pemilihan Pemilihan dan rancangan rancangan pengatom yang tepat sangat penting terhadap operasi pengering semprot karena dipengaruhi oleh jenis umpan (kekentalan), (kekentalan), sifat abrasif, laju umpan, ukuran partikel yang diinginkan diinginkan dan sebaran sebaran ukuran serta rancangan geometri ruang dan mode aliran, seperti aliran searah, berlawanan atau campuran. Menurut Thaib (1988), laruta atau pasta dimasukkan ke dalam alat dan melalui lubang nozzle) laru keci kecill (nozzle) laruta tan n ters terseb ebut ut dise disemp mpro rotk tkan an (dik (dikabu abutk tkan) an) ke dalam dalam ruan ruang g peng penger erin ing. g. Penyemprotan bahan dapat dilakukan melalui cakram yang berputar dengan kecepatan tinggi (sentrifus) dimana zat cair akan menguap dengan segera karena permukaan kontak yang besar dengan udara kering yang bersuhu tinggi. tinggi. Di dalam ruang pengering ini dialirkan udara panas.
Arah aliran udara panas di dalam ruang pengering dapat searah dengan arah jatuhnya bahan dan dapat pula berlawanan arah.
Gambar 13. Skema proses pada instalasi pengering semprot Rancangan ruang pengering semprot tergantung pada waktu tinggal yang dibutuhkan serta jenis pengatom yang digunakan. Mode aliran, seperti aliran searah, berlawanan, dan aliran campuran, sangat bergantung pada karakteristik produk yang diinginkan,
Tabel 3. Kebutuhan waktu tinggal untuk pengering semprot pada berbagai bentuk Waktu tinggal dalam ruang Pendek (10 – 20 detik)
Medium (20 – 35 detik) Panja anjang ng (>35 >35 deti detik) k)
Disarankan untuk
Produk halus, tidak sensitif panas, pemindahan air permukaan, tak-higroskopis Penyemprotan halus hingga kasar (drerata= 180 180 mm); mm); pengeringan ke kadar air akhir yang rendah Bubu Bubuk k bes besar ar (200 200 – 300 300 mm); m); kad kadar ar air air akh akhiir ren renda dah, h, oper operas asii bersuhu rendah untuk produk sensitif panas
Tabel 4. Pemilihan Pemilihan mode aliran aliran dalam ruang pengering pengering semprot semprot berdasarkan berdasarkan pada karakterist karakteristik ik bubuk yang diinginkan Rancangan pengering – jenis aliran karakteristik searah Suhu Aliran Aliran campuran campuran dengan bed fluidasis fluidasisasi asi Untuk menghasilkan bubuk teraglomerasi terintegrasi Untuk semprotan kasar dal dalam ruang Aliran campuran (jenis air mancur) kecil;produk tidak sensitif panas Produ Produk k yang yang tahan tahan terh terhad adap ap suhu suhu tingg tinggi; i; Aliran berlawanan partikel kasar; bubuk dengan densitas tinggi
2.
Pengering Drum Pada pengering drum, umpan bubur dan pasta dikeringkan pada permukaan drum, yang
dipanaskan oleh uap-panas dan berputar perlahan-lahan. Lapisan tipis pasta dilulurkan pada permukaan dengan berbagai cara. Lapisan yang telah kering dikikis dan dikumpulkan dalam ben bentu tuk k kera kerak k (buka (bukan n bubu bubuk) k).. Ranc Rancang angan an roda roda aplik aplikat ator or sang sangat at penti penting ng kare karena na tamp tampil ilan an pengeringan tergantung pada ketebalan dan keseragaman lapisan yang diberikan. Pasta harus melekat pada permukaan drum agar tetesan tersebut dapat diterapkan. Operasi Operasi vakum vakum penger pengering ing drum drum baik baik jenis jenis tungga tunggall maupun maupun ganda, ganda, dilaku dilakukan kan secara secara komser komsersia siall untuk untuk mening meningkat katkan kan laju laju pengeri pengeringan ngan pada pada bahan bahan yang yang sensit sensitif if terhad terhadap ap panas, panas, seperti obat-obatan antibiotik. Operasi ini juga digunakan jika diinginkan produk dengan struktur berpori. berpori. Jika pemulihan pemulihan pelarut merupakan hal yang penting, sekali lagi, operasi operasi vakum sangat disarankan. Untuk memulihkan pelarut bertitik didih tinggi seperti alen glikol, tekanan perlu diturunkan untuk menurunkan titik didih.
