JENIS-JENIS ALAT PENGERING
DISUSUN
OLEH:
westryan tindaon | |
hary surya | |
ryan sarandi |
Dosen : Dr. Halimatuddahliana, ST, Msc
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
BAB
1
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Kendala dalam hal peningkatan produksi salah satunya
disebabkan oleh proses pengeringan, karena masih mengandalkan sinar matahari.
Sehingga ketergantungan pada kondisi iklim saat pengeringan, menjadikan
persoalan tersendiri. Ini mengakibatkan tidak bisa mengoptimalkan kapasitas
produksi, karena proses pengeringan tergantung pada intensitas cahaya matahari,
yang memerlukan tempat yang sangat luas. Selain itu, higienis produk juga
menjadi faktor yang tidak diperhatikan oleh mitra. Selama ini mitra melakukan
proses penurunan kadar air pakan dengan menjemur di bawah sinar matahari selama
lebih kurang 3-4 hari. Proses pengeringan secara konvensional yang dilakukan
memiliki beberapa kelemahan yaitu rendahnya higienitas produk, konsumsi waktu
pengeringan dan intensitas matahari yang tidak merata sepanjang hari. Hal ini
mempengaruhi proses produksi yang menurunkan kualitas produk.
Salah satu penyebab kerusakan bahan dan produk
agroindustri adalah kerusakan mikrobiologis. Kerusakan ini disebabkan karena
banyaknya sumber energi yang terkandung dalam bahan pertanian, seperti protein
dan karbohidrat. Kedua sumber energi ini yang memicu tumbuhnya mikroba. Selain
itu faktor kandungan air yang terkandung dalam bahan juga salah satu keadaan
yang disukai oleh mikroorganisme.
Alat pengering dapat dikelompokkan menjadi 2,
berdasarkan jenis bahan yang dikeringkan, yaitu pengering bahan padat dan
pasta, seperti pengering rak, pengering konveyor, pengering rotary, pengering
flash, pengering beku, dan pengering fluidized bed; pengering bahan cair,
seperti spray dryer dan drum dryer.
Banyaknya jenis alat pengeringan memerlukan
pengetahuan yang cukup untuk menentukan penggunaan alat pengeringan dan
prosedurnya sesuai jenis bahan/produk yang akan dikeringkan (Mardliyan dan
hardiyan, 2012).
Oleh karena hal tersebut maka dibuat alat-alat
pengering yang digunakan untuk mengeringkan bahan yang tidak tergantung pada
matahari, sebagai seorang sarjana teknik kimia kita perlu mengetahui proses,
cara kerja, kelebihan dan kekurangan alat-alat pengering tersebut.
1.2
Tujuan
Tujuan dari makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Mempelajari
tentang proses dan cara kerja alat-alat pengering
2. Mempelajari
tentang kelebihan alat-alat pengering
3. Mempelajari
tentang kekurangan alat-alat pengering
1.3 Manfaat
Manfaat dari makalah ini adalah:
1. Dapat
mengetahui tentang proses dan cara kerja alat-alat pengering
2. Dapat
mengetahui tentang kelebihan alat-alat pengering
3. Dapat
mengetahui tentang kekurangan alat-alat pengering
1.4 Kriteria
Pemilihan Alat pengering:
1. Sifat
bahan yamg dikeringkan,
2. Keadaan
bahan yang dikeringkan,
3. Sifat
cairan yang ada dalam bahan,
4. Cara
pengoperasianya kontinu atau batch,
5. Banyaknya
bahan yang akan dikeringkan.
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1 Pengeringan
Pengeringan merupakan salah satu unit operasi energi paling
intensif dalam pengolahan pasca panen. Unit operasi ini diterapkan untuk
mengurangi kadar air produk seperti berbagai buah-buahan, sayuran, dan produk
pertanian lainnya setelah panen. Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan
uap air secara simultan yang memerlukan panas untuk menguapkan air dari
permukaan bahan tanpa mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Dasar dari
proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan
kandungan uap air antara udara dan bahan yang dikeringkan. Laju pemindahan
kandungan air dari bahan akan mengakibatkan berkurangnya kadar air dalam bahan
tersebut.
Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan
sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu
nilai rendah yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan
ini air diuapkan menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang
akan dikeringkan. Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah
dari titik didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang
antar-muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas
disebut medium pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air
dan sekaligus membawa air keluar. Air juga dapat dipisahkan dari bahan padat,
secara mekanik menggunakan cara pengepresan sehingga air keluar, dengan pemisah
sentrifugal, dengan penguapan termal ataupun dengan metode lainnya. Pemisahan
air secara mekanik biasanya lebih murah biayanya dan lebih hemat energi
dibandingkan dengan pengeringan.
Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu
bahan ke bahan lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama
sekali (bone dry). Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air
sebagai air terikat. Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas
dasar basah (% berat) atau dasar kering, yaitu perbandingan jumlah air dengan
jumlah bahan kering.
Dasar pengeringan adalah terjadinya
penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan
bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini, kandungan uap air udara lebih sedikit
atau udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah sehingga terjadi penguapan.
Kemampuan udara membawa uap air bertambah besar jika perbedaan antara
kelembaban nisbi udara pengering dengan udara sekitar bahan semakin besar.
Salah satu faktor yang mempercepat proses pengeringan adalah kecepatan angin
atau udara yang mengalir. Udara yang tidak mengalir menyebabkan kandungan uap
air di sekitar bahan yang dikeringkan semakin jenuh sehingga pengeringan
semakin lambat.
Tujuan pengeringan untuk mengurangi
kadar air bahan sampai batas perkembangan organisme dan kegiatan enzim yang
dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau bakteri terhenti sama sekali.
Dengan demikian bahan yang dikeringkan mempunyai waktu simpan lebih lama.
Proses pengeringan diperoleh dengan cara
penguapan air. Cara tersebut dilakukan dengan menurunkan kelembapan nisbi udara
dengan mengalirkan udara panas di sekeliling bahan, sehingga tekanan uap air
bahan lebih besar dari tekanan uap air di udara. Perbedaan tekanan itu
menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara.
Di Industri kimia proses pengeringan
adalah salah satu proses yang penting. Proses pengeringan ini dilakukan
biasanya sebagai tahap akhir sebelum dilakukan pengepakan suatu produk ataupun
proses pendahuluan agar proses selanjutnya lebih mudah, mengurangi biaya
pengemasan dan transportasi suatu produk dan dapat menambah nilai guna dari
suatu bahan. Dalam industri makanan, proses pengeringan ini digunakan untuk
pengawetan suatu produk makanan. Mikroorganisme yang dapat mengakibatkan
pembusukan makanan tidak dapat dapat tumbuh pada bahan yang tidak mengandung air,
maka dari itu untuk mempertahankan aroma dan nutrisi dari makanan agar dapat
disimpan dalam waktu yang lebih lama, kandungan air dalam bahan makanan itu
harus dikurangi dengan cara pengeringan (Revitasari, 2010).
2.2 Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi
Pengeringan
A.
Luas Permukaan
Makin luas permukaan
bahan makin cepat
bahan menjadi kering Air menguap melalui permukaan bahan, sedangkan air yang
ada di bagian tengah akan merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk
mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan
dipotong-potong atau di iris-iris terlebih dulu. Hal ini terjadi karena:
(1) pemotongan atau
pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luas
dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah keluar,
(2) potongan-potongan
kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus bergerak
sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui
massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan kemudian
keluar dari bahan tersebut.
Gambar 2.1 Luas
permukaan
(Supriyono,
2003)
B. Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya
Semakin
besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin cepat
pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari
bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara
sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin
tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi
bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa
yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luar
bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah.
Gambar
2.2 Perbedaan Suhu dan Udara Sekitar
(Supriyono,
2003)
C. Kecepatan Aliran Udara
Makin
tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari permukaan bahan sehinngga
dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang bergerak
dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan
menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan
mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila
aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan
akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan
teruapkan.
Gambar
2.3 Kecepatan Aliran Udara
(Supriyono,
2003)
D. Tekanan Udara
Semakin
kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air
selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan
udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan
disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka
udara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air
terbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan.
E. Kelembapan Udara
Makin
lembab udara maka Makin lama kering sedangkan Makin kering udara maka makin
cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsobsi dan menahan uap air Setiap
bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi masing-masing. kelembaban pada
suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau
tidak akan mengambil uap air dari atmosfir (Supriyono, 2003).
2.3 Prinsip dasar dan mekanisme pengeringan
Gambar 2.4 Prinsip dasar dan Mekanisme
Pengeringan
(Dewi, 2010)
Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses
pindah panas dan pindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama
panas harus di transfer dari medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah
terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui
struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini akan menyangkut aliran fluida
di mana cairan harus di transfer melalui struktur bahan selama proses
pengeringan berlangsung. Jadi panas harus di sediakan untuk menguapkan air dan
air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar supaya dapat lepas dari
bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada
bahan yang di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan. Makin tinggi suhu
dan kecepatan aliran udara pengeringan makin cepat pula proses pengeringan
berlangsung. Makin tinggi suhu udara pengering, makin besar energi panas yang
di bawa udara sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang di uapkan dari
permukaan bahan yang dikeringkan. Jika kecepatan aliran udara pengering makin
tinggi maka makin cepat massa uap air yang dipindahkan dari bahan ke atmosfer.
Kelembaban udara berpengaruh terhadap proses pemindahan uap air. Pada
kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan uap air didalam dan diluar bahan
kecil, sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan keluar menjadi terhambat. Pada
pengeringan dengan menggunakan alat umumnya terdiri dari tenaga penggerak dan
kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol. Sebagai sumber
tenaga untuk mengalirkan udara dapat digunakan blower. Sumber energi yang dapat
digunakan pada unit pemanas adalah tungku, gas, minyak bumi, dan elemen pemanas
listrik.
Proses utama dalam pengeringan adalah proses
penguapan air maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi
bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang meliputi interaksi antara bahan
pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan molekul air di udara
sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan kadar air dan
aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan kelembaban
relatif dan kelembaban mutlak.
Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama
pengeringan adalah sebagai berikut:
1.
Air bergerak melalui tekanan kapiler.
2.
Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian bahan.
3.
Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan permukaan
komponen padatan dari bahan.
4.
Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.
(Dewi, 2010)
2.4 Metode Umum Pengeringan
Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan
dalam berbagai cara yang berbeda. Proses pengeringan dapat dikelompokkkan
sebagai:
1. Batch;
bahan dimasukkan ke dalam peralatan pengering dan pengering berlangsung selama
periode waktu tertentu.
2. Kontinu;
bahan ditambahkan secara terus-menerus ke dalam pengering dan bahan kering
dipindahkan secara terus-menerus.
(Dewi, 2010)
2.5 Jenis-jenis dryers
2.5.1
Tray
dryer
Pengering baki (tray dryer)
disebut juga pengering rak atau pengering kabinet, dapat digunakan untuk
mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan pada baki logam
dengan ketebalan 10-100 mm. Pengeringan jenis baki atau wadah adalah dengan
meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang lansung berhubungan
dengan media pengering. Cara perpindahan panas yang umum digunakan adalah
konveksi dan perpindahan panas secara konduksi juga dimungkinkan dengan
memanaskan baki tersebut.
Rangka bak pengering terbuat dari besi,
rangka bak pengerik di bentuk dan dilas, kemudian dibuat dinding untuk penyekat
udara dari bahan plat seng dengan tebal 0,3mm. Dinding tersebut dilengketkan
pada rangka bak pengering dengan cara di revet serta dilakukan pematrian untuk
menghindari kebocoran udara panas. Kemudian plat seng dicat dengan
warna hitam buram,agar dapat menyerap panas dengan lebih cepat. Pada bak
pengering dilengkapi dengan pintu yang berguna untuk memasukan dan mengeluarkan
produk yang dikeringkan. Di pintu tersebut dibuat kaca yang mamungkinkan kita
dapat mengetahui temperature tiap rak, dengan cara melihat thermometer yang
sengaja digantungkan pada setiap rak pengering. Di bagian atas bak pengering
dibuat cerobong udara, bertujuan untuk memperlancar sirkulasi udara pada proses
pengeringan.
|
|
Gambar 2.5 Tray Dryer (Pengering Baki)
(Revitasari, 2010)
Spesifikasi
Alat Dan Cara Kerja Alat
Alat pengering tipe rak (tray dryer)
mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai
tempat bahan yang akan dikeringkan. Pada umumnya rak tidak dapat dikeluarkan.
Beberapa alat pengering jenis itu rak-raknya mempunyai roda sehingga dapat
dikeluarkan dari alat pengering. Ikan-ikan diletakkan di atas rak yang terbuat
dari logam dengan alas yang berlubang-lubang. Kegunaan dari lubang tersebut untuk
mengalirkan udara panas dan uap air.
Ukuran rak yang digunakan
bermacam-macam, ada yang luasnya 200 cm2 dan ada juga yang 400 cm2.
Luas rak dan besar lubang-lubang rak tergantung pada bahan yang akan
dikeringkan. Selain alat pemanas udara, biasanya juga digunakan kipas (fan)
untuk mengatur sirkulasi udara dalam alat pengering. Kipas yang digunakan
mempunyai kapasitas aliran 7-15 fet per detik. Udara setelah melewati kipas
masuk ke dalam alat pemanas, pada alat tersebut udara dipanaskan lebih dahulu
kemudian dialirkan diantara rak-rak yang sudah berisi bahan. Arah aliran udara
panas di dalam alat pengering dapat dari atas ke bawah dan juga dari bawah ke
atas. Suhu yang digunakan serta waktu pengeringan ditentukan menurut keadaan
bahan. Biasanya suhu yang digunakan berkisar antara 80-1800C. Tray dryer dapat
digunakan untuk operasi dengan keadaan vakum dan seringkali digunakan untuk
operasi dengan pemanasan tidak langsung. Uap air dikeluarkan dari alat
pengering dengan pompa vakum.
Alat tersebut juga digunakan untuk
mengeringkan hasil pertanian berupa biji-bijian. Bahan diletakkan pada suatu
bak yang dasarnya berlubang-lubang untuk melewatkan udara panas. Bentuk bak
yang digunakan ada yang persegi panjang dan ada juga yang bulat. Bak yang bulat
biasanya digunakan apabila alat pengering menggunakan pengaduk, karena pengaduk
berputar mengelilingi bak. Kecepatan pengadukan berputar disesuaikan dengan
bentuk bahan yang dikeringkan, ketebalan bahan, serta suhu pengeringan.
Biasanya putaran pengaduk sangat lambat karena hanya berfungsi untuk
menyeragamkan pengeringan.
Alat pengering tipe bak
terdiri atas beberapa komponen sebagai berikut :
a. Bak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan
bak pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas (plenum chamber).
b. Kipas, digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya
ke plenum chamber dan melewati tumpukan bahan di atasnya.
c. Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar
kelembapan nisbi udara pengering menjadi turun sedangkan suhunya naik.
Keuntungan dari alat pengering jenis itu sebagai berikut :
a. Laju pengeringan lebih cepat
b. Kemungkinan terjadinya over drying lebih kecil
c. Tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan
yang dikeringkan. (Revitasari, 2010).
2.5.2 Drum (Rotary) Dryer
Rotary dryer atau bisa disebut drum dryer merupakan alat pengering berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan dengan tungku atau gasifier. Alat pengering ini dapat bekerja pada aliran udara melalui poros silinder pada suhu 1200-1800 oF tetapi pengering ini lebih seringnya digunakan pada suhu 400-900 oF.
Rotary
dryer sudah sangat dikenal luas di kalangan industri karena proses
pengeringannya jarang menghadapi kegagalan baik dari segi output kualitas
maupun kuantitas. Namun sejak terjadinya kelangkaan dan mahalnya bahan bakar
minyak dan gas, maka teknologi rotary dryer mulai dikembangkan untuk
berdampingan dengan teknologi bahan bakar substitusi seperti burner batubara,
gas sintesis dan sebagainya.
Pengering
rotary dryer biasa digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk bubuk,
granula, gumpalan partikel padat dalam ukuran besar. Pemasukkan dan pengeluaran
bahan terjadi secara otomatis dan berkesinambungan akibat gerakan vibrator,
putaran lubang umpan, gerakan berputar dan gaya gravitasi. Sumber panas yang
digunakan dapat berasal dari uap listrik, batubara, minyak tanah dan gas. Debu
yang dihasilkan dikumpulkan oleh scrubber dan penangkap air
elektrostatis.
Secara
umum, alat rotary dryer terdiri dari sebuah silinder yang berputar di
atas sebuah bearing dengan kemiringan yang kecil menurut sumbu horisontal,
rotor, gudang piring, perangkat transmisi, perangkat pendukung, cincin meterai,
dan suku cadang lainnya.. Panjang silinder biasanya bervariasi dari 4 sampai
lebih dari 10 kali diameternya (bervariasi dari 0,3 sampai 3 m). Feed padatan
dimasukkan dari salah satu ujung silinder dan karena rotasi, pengaruh
ketinggian dan slope kemiringan, produk keluar dari salah satu ujungnya. Pengering
putar ini dipanaskan dengan kontak langsung gas dengan zat padat atau dengan
gas panas yang mengalir melalui mantel luar, atau dengan uap yang kondensasi di
dalam seperangkat tabung longitudinal yang dipasangkan pada permukaan dalam
selongsong.
Gambar 2.6
Rotary Dryer (Drum Dryer)
(Heriana,
dkk., 2012)
Pada alat pengering rotary dryer terjadi dua hal yaitu kontak bahan dengan dinding dan aliran uap panas yang masuk ke dalam drum. Pengeringan yang terjadi akibat kontak bahan dengan dinding disebut konduksi karena panas dialirkan melalui media yang berupa logam. Sedangkan pengeringan yang terjadi akibat kontak bahan dengan aliran uap disebut konveksi karena sumber panas merupakan bentuk aliran. Pada pengeringan dengan menggunakan alat ini penyerapan panas mudah dilakukan dan terjadi penyusutan bobot yang lebih tajam dibandingkan dengan penurunan pembobotan yang dialami tray dryer.
Pengeringan pada rotary dryer dilakukan pemutaran berkali-kali sehingga tidak hanya permukaan atas yang mengalami proses pengeringan, namun juga pada seluruh bagian yaitu atas dan bawah secara bergantian, sehingga pengeringan yang dilakukan oleh alat ini lebih merata dan lebih banyak mengalami penyusutan. Selain itu rotary ini mengalami pengeringan berturut-turut selama satu jam tanpa dilakukan penghentian proses pengeringan. Pengering rotary ini terdiri dari unit-unit silinder, dimana bahan basah masuk diujung yang satu dan bahan kering keluar dari ujung yang lain.
Proses pengeringan terjadi ketika bahan dimasukkan ke dalam silinder yang berputar kemudian bersamaan dengan itu aliran panas mengalir dan kontak dengan bahan. Didalam drum yang berputar terjadi gerakan pengangkatan bahan dan menjatuhkannya dari atas ke bawah sehingga kumpulan bahan basah yang menempel tersebut terpisah dan proses pengeringan bisa berjalan lebih efektif. Pengangkatan memerlukan desain yang hati-hati untuk mencegah dinding yang asimetri. Selain itu bahan bergerak dari bagian ujung dryer keluar menuju bagian ujung lainnya akibat kemiringan drum. Bahan yang telah kering kemudian keluar melalui suatu lubang yang berada di bagian belakang pengering drum. Sumber panas didapatkan dari gas yang diubah menjadi uap panas dengan cara pembakaran.
Kontak yang terjadi antara padatan dan gas pada alat pengering rotary dryer dilengkapi dengan flights, yang diletakkan di sepanjang silinder rotary dryer. Volume material yang ditransport oleh flights antara 10 sampai 15 % dari total volume material yang terdapat di dalam rotary dryer. Mekanismenya sebagai berikut, pada saat silinder pengering berputar, padatan diambil keatas oleh flights, terangkat pada jarak tertentu kemudian terhamburkan melalui udara. Kebanyakan pengeringan terjadi pada saat seperti proses ini, dimana padatan berkontak dengan gas. Flights juga berfungsi untuk mentransfer padatan melalui silinder.
Gambar 2.7 Skematis Pengering Rotary Dryer
(Heriana,
dkk., 2012)
Proses yang terjadi di dalam rotary dryer sangat kompleks dan masih sedikit dimengerti dengan baik sehingga menjadi obyek penelitian dari banyak peneliti. Untuk dapat menganalisis dan mendesain sistem rotary dryer secara benar dan meyakinkan, perlu difahami fenomena perpindahan panas, perpindahan massa dan transportasi partikel padat di dalam rotary dryer. Mula-mula panas dipindahkan dari gas ke padatan basah, karena adanya driving force suhu, dan temperatur padatan akan naik dan kehilangan uap air. Uap air berpindah ke aliran gas karena adanya gradien tekanan uap. Hal ini merupakan proses simultan dari perpindahan massa dan perpindahan panas yang terjadi pada saat partikel padat bergerak secara kontinyu membentuk pancaran berputar di seluruh silinder dari masukan sampai keluaran (Earle,1989). Metoda perpindahan panas yang terjadi adalah konveksi dan konduksi.
Pada umumnya kebanyakan alat pengering, panas dipindahkan dengan lebih dari satu cara, tetapi pengering industri tertentu (misalnya pengeringan makanan) mempunyai satu metoda perpindahan panas yang dominan. Sedangkan pada rotary dryer, perpindahan panas yang dominan adalah perpindahan panas konveksi, panas yang diperlukan biasanya diperoleh dari kontak langsung antara gas panas dengan padatan basah. Pengeringan dalam rotary dryer menggunakan suhu tidak lebih dari 70oC dengan lama pengeringan 80-90 menit, dan putaran rotary dryer 17-19 rpm. Untuk memperoleh hasil pengeringan yang baik selain ditentukan oleh suhu dan putaran mesin juga ditentukan oleh kapasitas mesin pengering. Kapasitas per batch mesin pengering ditentukan oleh diameter mesin itu.
Rotary dryer diklasifikasikan sebagai direct, indirect-direct, indirect dan special types. Istilah tersebut mengacu pada metode transfer panasnya, istilah direct digunakan pada saat terjadi kontak langsung antara gas dengan solid. Peralatan rotary dryer dapat diaplikasikan untuk pemrosesan material solid secara batch maupun kontinyu. Material solid harus mempunyai sifat dapat mengalir bebas dan berwujud granular.
Dalam merencanakan alat pengering rotary dryer hendaklah diketahui kadar air input, kadar air output, densiti material, ukuran material, maksimum panas yang diijinkan, sifat fisika atau kimia, kapasitas output, dan ketersediaan jenis bahan bakar sehingga dapat ditentukan dimensi rotary dryer, sistem pemanas (langsung atau tidak langsung), arah gas panas (co-current atau counter current), volume dan tekanan udara, kecepatan dan tenaga putar, dan dimensi siklon.
Pengering rotary telah menjadi andalan bagi banyak industri yang menghasilkan produk dalam tonase yang tinggi. Pengeringan ini biasanya membutuhkan modal yang besar dan kurang efisien, tetapi sangat fleksibel. Penggunaan tabung uap yang dibenamkan dalam sel yang berputar membuat pengeringan pancuran (cascanding rotary dryer) lebih efisien secara termal.
Pengering rotary memiliki keuntungan dari struktur yang wajar, manufaktur yang sangat baik, output tinggi, konsumsi energi yang rendah, operasi yang mudah digunakan dan sebagainya. Pengering rotary berlaku untuk bahan partikel, dan juga berlaku untuk bahan pasta dan kental yang bercampur dengan bahan partikel, atau bahan yang kadar air tinggi. Ini memiliki keuntungan dari volume produksi yang besar, berbagai aplikasi, hambatan aliran kecil, rentang disesuaikan besar, dan operasi yang mudah digunakan, dll.
Secara umum, unit pemanas langsung merupakan unit yang sederhana dan paling ekonomis. Unit ini digunakan pada saat kontak langsung antara padatan dan flue gas dapat ditoleransi. Karena beban panas total harus diberikan dan diambil, sejumlah volume total gas yang besar dan kecepatan yang tinggi diperlukan. Kecepatan gas yang ekonomis biasanya kurang dari 0,5 m/s.
Bagian dalam alat yang berbentuk silindris ini, semacam sayap yang banyak. Melalui antara sayap-sayap tersebut dialirkan udara panas yang kering sementara silinder pengering berputar. Dengan adanya sayap-sayap tersebut bahan seolah-olah diaduk sehinga pemanasan meratadan akhirnya diperoleh hasil yang lenih baik. Alat ini dilengkapi 2 silinder, yang satu ditempatkan di bagian dekat pemasukan bahan yang akan dikeringkan, dan yang satu lagi di bagian dekat tempat pengeluaran bahan hasil pengeringan. Masing- masing silinder tersebut berhubungan dengan sayap-sayap (kipas) yang mengalirkan secara teratur udara panas disamping berfungsi pula sebagai pengaduk dalam proses pengeringan, sehingga dengan cara demikian pengeringan berlangsung merata.
Keuntungan penggunaan rotary/drum dryer sebagai alat pengering adalah :
1. Dapat mengeringkan baik lapisan luar ataupun dalam dari suatu padatan
2. Penanganan bahan yang baik sehingga menghindari terjadinya atrisi
3. Proses pencampuran yang baik, memastikan bahwa terjadinya proses pengeringan bahan yang seragam/merata
4. Efisiensi panas tinggi
5. Operasi sinambung
6. Instalasi yang mudah
7. Menggunakan daya listrik yang sedikit
Kekurangan dari penggunaan pengering drum diantaranya adalah :
1. Dapat menyebabkan reduksi kuran karena erosi atau pemecahan
2. Karakteristik produk kering yang inkonsisten
3. Efisiensi energi rendah
4. Perawatan alat yang susah
5. Tidak ada pemisahan debu yang jelas
(Heriana,
dkk., 2012)
2.5.3 Spray dryer
Spray drying merupakan suatu proses
pengeringan untuk mengurangi kadar air suatu bahan sehingga dihasilkan produk
berupa bubuk melalui penguapan cairan. Spray drying menggunakan atomisasi
cairan untuk membentuk droplet, selanjutnya droplet yang terbentuk dikeringkan
menggunakan udara kering dengan suhu dan tekanan yang tinggi. Bahan yang
digunakan dalam pengeringan spry drying dapat berupa suspensi, dispersi maupun
emulsi. Sementara produk akhir yang dihasilkan dapat berupa bubuk, granula
maupun aglomerat tergantung sifat fisik-kimia bahan yang akan dikeringkan,
desain alat pengering dan hasil akhir produk yang diinginkan.
Mekanisme
kerja spray drying
Prinsip dasar Spray drying adalah memperluas permukaan
cairan yang akan dikeringkan dengan cara pembentukan droplet yang selanjutnya
dikontakkan dengan udara pengering yang panas. Udara panas akan memberikan
energi untuk proses penguapan dan menyerap uap air yang keluar dari bahan.
Bahan (cairan) yang akan dikeringkan dilewatkan pada suatu
nozzle (saringan bertekanan) sehingga keluar dalam bentuk butiran (droplet)
yang sangat halus. Butiran ini
selanjutnya masuk kedalam ruang pengering yang dilewati oleh aliran udara panas. Hasil pengeringan berupa bubuk akan
berkumpul dibagian bawah ruang pengering yang selanjutnya dialirkan ke bak
penampung.
Secara umum proses pengeringan dengan metode spray drying
melalui 5 tahap :
- Penentuan konsentrasi : konsentrasi bahan yang akan dikeringkan harus tepat, kandungan bahan terlarut 30% hingga 50%. Jika bahan yang digunakan sangat encer dengan total padatan terlarut yang sangat rendah maka harus dilakukan pemekatan terlebih dahulu melalui proses evaporasi. Jika kadar air bahan yang akan dikeringkan terlalu tinggi maka proses spray drying kurang maksimal dimana bubuk yang dihasilkan masih mengandung kadar air yang tinggi. Selin itu juga menyebabkan kebutuhan energi yang tinggi dalam proses pengeringan.
- Atomization : Bahan yang akan dimasukkan dalam alat spray drier harus dihomogenisasikan terlebih dahulu agar ukuran droplet yang dihasilkan seragam dan tidak terjadi penyumbatan atomizer. Homogenisasi dilakukan dengan cara pengadukan. selanjutnya bahan dialirkan kedalam atomizer berupa ring/wheel dengan lubang-lubang kecil yang berputar. Atomization merupakan proses pembentukan droplet, dimana bahan cair yang akan dikeringkan dirubah ukurannya menjadi partikel (droplet) yang lebih halus. Tujuan dari atomizer ini adalah untuk memperluas permukaan sehingga pengeringan dapat terjadi lebih cepat. Pada Industri makanan, luas permukaan droplet setelah melalui atomizer adalah mencapai 1-400 mikrometer.
- Kontak droplet dengan udara pengering : Pada sebagian besar spray dryer, nozzle (atomizer) tersusun melingkar seperti pada gambar 2. Dan pada tengahnya disemprotkan udara panas bertekanan tinggi dengan suhu mencapai 300 0C. Udara panas dan droplet hasil atomisasi disemprotkan ke bawah. Kondisi ini menyebabkan terjadinya kontak antara droplet dengan udara panas sehingga terjadi pengeringan secara simultan.
- Pengeringan droplet : adanya kontak broplet dengan udara panas menyebabkan evaporasi kadungan air pada droplet hingga 95% sehingga dihasilkan bubuk. Bubuk yang telah kering jatuh ke bawah drying chamber (ruang pengering) yang berukuran tinggi sekitar 25 m dan diameter 5 m. dari atas chamber hingga mencapai dasar hanya memerlukan waktu selama beberapa detik.
Desain
Spray Drier
Gambar 2.8
Desain Spray Dryer
(Mayani,dkk., 2010)
·
Atomizer
Atomizer
merupakan bagian terpenting pada
spray drier dimana memiliki fungsi untuk menghasilkan droplet dari cairan yang
akan dikeringkan. Droplet yang terbentuk akan didistribusikan (disemprotkan)
secara merata pada alat pengering agar terjadi kontak dengan udara panas.
Ukuran droplet yang dihasilkan tidak boleh terlalu besar karena proses
pengeringan tidak akan berjalan dengan baik. Disamping itu ukuran droplet juga
tidak boleh terlalu kecil karena menyebabkan terjadinya over heating.
·
Chamber
Chamber
merupakan ruang dimana terjadi
kontak antara droplet cairan yang dihasilkan oleh atomizer dengan udara
panas untuk pengeringan. Kontak udara panas dengan droplet akan menghasilkan
bahan kering dalam bentuk bubuk. Bubuk yang terbentuk akan turun ke bagian bawah
chamber dan akan dialirkan dalam bak penampung.
·
Heater : Heater berfungsi sebagai pemanas udara yang
akan digunakan sebagai pengering. Panas yang diberikan harus diatur sesuai
dengan karakteristik bahan, ukuran droplet yang dihasilkan dan jumlah droplet.
Suhu udara pengering yang digunakan diatur agar tidak terjadi over heating.
·
Cyclone : Cyclone berfungsi sebagai bak penampung
hasil proses pengeringan. Bubuk yang dihasilkan akan dipompa menuju Cyclone.
·
Bag Filter ; Bag Filter berfungsi untuk menyaring atau
memisahkan udara setelah digunakan pengeringan dengan bubuk yang terbawa
setelah proses.
Parameter
Kritis Spray Drying
- Suhu pengering yang masuk : Semakin tinggi suhu udara yang digunakan untuk pengeringan maka proses penguapan air pada bahan akan semakin cepat, namun suhu yang tinggi memungkinkan terjadinya kerusakan secara fisik maupun kimia pada bahan yang tidak tahan panas.
- Suhu pengering yang keluar : Suhu pengering yang keluar mengontrol kadar air bahan hasil pengeringan (bubuk) yang terbentuk.
- Viskositas bahan (larutan) yang masuk : Viskositas bahan yang akan dikeringkan mempengaruhi partikel yang keluar melalui nozel. Viskositas yang rendah menyebabkan kurangnya energi dan tekanan dalam menghasilkan partikel pada atomization.
- Jumlah padatan terlarut : Jumlah padatan terlarut pada bahan yang masuk diatas 30% agar ukuran partikel yang terbentuk tepat.
- Tegangan permukaan : Tegangan permukaan yang tinggi dapat menghambat proses pengeringan, umumnya untuk menurunkan tegangan permukaan dilakukan penambahan emulsifier. Emulsifier juga dapat menyebabkan ukuran partikel yang keluar dari nozzle lebih kecil sehingga mempercepat proses pengeringan.
- Suhu bahan yang masuk : Peningkatan suhu bahan yang akan dikeringkan sebelum memasuki alat akan membawa energi sehingga proses pengeringan akan lebih cepat.
- Tingkat volatilitas bahan pelarut : bahan pelarut dengan tingkat volatilitas yang tinggi dapat mempercepat proses pengeringan. Namun dalam prakteknya air menjadi pelarrut utama dalam bahan pangan yang dikeringkan.
- Bahan dasar nozzle umumnya terbuat dari stainless steel karena tahan karat sehingga aman dalam proses penggunaannya.
Kelebihan
metode Spray Drying
Ø Kapasitas pengeringan besar dan
proses pengeringan terjadi dalam waktu yang sangat cepat. Kapasitas pengeringan
mencapai 100 ton/jam.
Ø Tidak terjadi kehilangan senyawa
volatile dalam jumlah besar (aroma)
Ø Cocok untuk produk yang tidak tahan
pemanasan (tinggi protein)
Ø Memproduksi partikel kering dengan
ukuran, bentuk, dan kandungan air serta sifat-sifat lain yang dapat dikontrol
sesuai yang diinginkan
Ø Mempunyai kapasitas produksi yang
besar dan merupakan system kontinyu yang dapat dikontrol secara manual maupun
otomatis
Kekurangan
metode Spray Drying
Ø Memerlukan biaya yang cukup tinggi
Ø Hanya dapat digunakan pada produk
cair dengan tingkat kekentalan tertentu
Ø Tidak dapat
diaplikasikan pada produk yang memiliki sifat lengket karena akan menyebabkan
penggumpalan dan penempelan pada permukaan alat
Aplikasi Spray Drying
Pengeringan semprot (spray drying)
cocok digunakan untuk pengeringan bahan pangan cair seperti susu dan kopi (dikeringkan dalam bentuk
larutan ekstrak kopi) (Ula, 2011).
2.5.4
Freeze dryer
Frees
Driyer merupakan suatu alat pengeringan yang termasuk kedalam Conduction Dryer/
Indirect Dryer karena proses perpindahan terjadi secara tidak langsung
yaitu antara bahan yang akan dikeringkan (bahan basah) dan media pemanas
terdapat dinding pembatas sehingga air dalam bahan basah / lembab yang menguap
tidak terbawa bersama media pemanas. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan
panas terjadi secara hantaran (konduksi), sehingga disebut juga
Conduction Dryer/ Indirect Dryer.
Pengeringan beku
(freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan yang mempunyai keunggulan
dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya untuk produk-produk yang
sensitif terhadap panas.
Keunggulan
pengeringan beku, dibandingkan metoda lainnya, antara lain adalah :
a.
Dapat mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan
unsur organoleptik lain)
b.
Dapat mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan perubahan
bentuk setelah pengeringan sangat kecil)
c.
Dapat meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat berongga dan lyophile sehingga daya rehidrasi
sangat tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk
fisik yang hampir sama dengan sebelum pengeringan).
Keunggulan-keunggulan
tersebut tentu saja dapat diperoleh jika prosedur dan proses pengeringan beku
yang diterapkan tepat dan sesuai dengan karakteristik bahan yang dikeringkan.
Kondisi operasional tertentu yang sesuai dengan suatu jenis produk tidak
menjamin akan sesuai dengan produk jenis lain.
Spesifikasi
alat
Gambar
2.9 Freeze Dryer
(Haryani, dkk., 2012)
(Haryani, dkk., 2012)
Spesifikasi alat ini terdiri komponen asesorisnya terdiri
dari: vaccum sensor, vaccum hose, base plate, 3 unheated shelves, drying
chamber, rubber valve, vaccum pump dan exhaust filter. Sedangkan menu display
antara lain dari beberapa setting program antara lain: pengaturan suhu, waktu
oprasional, dll.
Gambar 2.10 Skema Pengering Freeze Dryer
(Haryani, dkk., 2012)
Cara
kerja alat
Pengoprasian alat tersebut sedikit lebih panjang karena
banyak menu display yang harus diseting dahulu dan harus lebih hati-hati karena
banyak peralatan/asesoris terbuat dari gelas. Cara oprasionalnya sebagai
berikut: ekstrak cairan atau kental sebelum dimasukkan kedalam Freeze Dryer
telah dibekukan dalam refrigerator (lemari es) minimal semalam. Setelah membeku
kemudian dimasukkan ke dalam alat, alat disetting sesuai dengan yang
diinginkan. Oleh vaccum puma alat tersebut akan menyedot solvent yang telah beku
(freeze) menjadi uap. Prinsip kerja alat ini adalah merubah fase
padat/es/freeze menjadi fase gas (uap).
Kegunaan
alat
Sesuai dengan namanya pula Freeze Dryer (pengering beku)
dapat digunakan untuk mengeringkan bahan-bahan cair seperti ekstrak baik cair
maupun kental, lebih ditekankan untuk pengeringan ekstrak dengan
penyari/solvent dari air. Pengeringan ekstrak relatif lama, sebagai ilustrasi
kerja alat tersebut sebagai berikut: untuk mengeringkan ekstrak cair sebanyak
500 ml bisa membutukan waktu lebih dari 20 jam. Untuk itu lebih disarankan
ekstrak yang dikeringkan dalam Freeze Dryer sudah dalam ekstrak kentalnya
sehingga waktu pengeringan akan lebih cepat sehingga biaya akan lebih murah.
Kapasitas alat tersebut mampu mengeringkan ekstrak sampai 6 liter sekaligus.
Proses pengeringan beku dengan alat freeze dryer ini
berlangsung selama 18-24 jam, karena proses yang panjang inilah membuat
produk-produk bahan alam ini menjadi lebih stabil dibandingkan dengan metode
pengeringan yang lain seperti pengeringan semprot atau yang dikenal dengan
spray drying. Pengeringan beku ini dapat meninggalkan kadar air sampai 1%,
sehingga produk bahan alam yang dikeringkan menjadi stabil dan sangat memenuhi
syarat untuk pembuatan sediaan farmasi dari bahan alam yang kadar airnya harus
kurang dari 10%.
pada prosesnya yang panjang ini sampel akan dibekukan terlebih dahulu, lalu setelah itu dimasukkan kedalam alat freeze dryer yang akan diset suhu dan tekanannya dibawah titik triple. dan akan terjadi proses sublimasi yaitu dari padat menjadi gas. Penggunaan freeze drying ini sendiri juga telah banyak diaplikasikan dalam pengeringan produk makanan, hasil dari pengeringan ini tidak merubah tekstur dari produk itu sendiri dan cepat kembali kebentuk awalnya dengan penambahan air.
pada prosesnya yang panjang ini sampel akan dibekukan terlebih dahulu, lalu setelah itu dimasukkan kedalam alat freeze dryer yang akan diset suhu dan tekanannya dibawah titik triple. dan akan terjadi proses sublimasi yaitu dari padat menjadi gas. Penggunaan freeze drying ini sendiri juga telah banyak diaplikasikan dalam pengeringan produk makanan, hasil dari pengeringan ini tidak merubah tekstur dari produk itu sendiri dan cepat kembali kebentuk awalnya dengan penambahan air.
Untuk proses pengeringan beku (freeze dryer), menurut
Muchtadi (1992), bahan yang dikeringkan terlebih dahulu dibekukan kemudian
dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan tekanan rendah sehingga kandungan
air yang sudah menjadi es akan langsung menjadi uap, dikenal dengan istilah
sublimasi. Pengeringan menggunakan alat freeze dryer lebih baik dibandingkan
dengan oven karena kadar airnya lebih rendah. Pengeringan menggunakan alat
freeze dryer/pengering beku lebih aman terhadap resiko terjadinya degradasi senyawa
dalam ekstrak. Hal ini kemungkinan karena suhu yang digunakan untuk mengeringkan
ekstrak cukup rendah (Haryani, dkk., 2012).
2.5.5
Fluidized
Bed Dryer
Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah
proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan
tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan
tersebut memiliki sifat seperti fluida.
Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat
proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak
digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk
industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah. Proses
pengeringan dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas
sampai bahan terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan
sehingga memperbesar luas kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan
kalor konveksi, dan peningkatan laju difusi uap air.
Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran
udara terendah dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan
baik, sedangkan kecepatan udara maksimum adalah tingkat kecepatan tertinggi
dimana pada tingkat kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering
Gambar 2.11 Fluidized Bed Dryer (Rahmawati, dkk., 2010)
Bagian-bagian mesin pengering sistem
fluidisasi:
1. Kipas (Blower)
Kipas (Blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran
udara, yang akan digunakan pada proses fluidisasi. Kipas juga berfungsi sebagai
penghembus udara panas ke dalam ruang pengering juga untuk mengangkat bahan
agar proses fluidisasi terjadi.
2. Elemen Pemanas (heater)
Elemen Pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan
udara sehingga kelembaban relatif udara pengering turun, dimana kalor yang
dihasilkan dibawa oleh aliran udara yang melewati elemen pemanas sehingga
proses penguapan air dari dalam bahan dapat berlangsung.
3. Plenum
Plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran
pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Bagian
saluran udara ini dapat berpengaruh terhadap kecepatan aliran udara yang
dialirkan, dimana arah aliran udara tersebut dibelokkan menuju ke ruang
pengering dengan bantuan sekat-sekat yang juga berfungsi untuk membagi rata
aliran udara tersebut.
4. Ruang Pengering.
Ruang
pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan dikeringkan
ditempatkan. Perpindahan kalor dan massa uap air yang paling optimal terjadi
diruang ini.
5. Hopper.
Hopper
berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan ke ruang
pengering.
Gambar 2.12 Skema Pengeringan Fluidized Bed Dryer (Batch)
(Rahmawati, dkk., 2010)
Gambar 2.13 Skema Pengeringan Fluidized Bed Dryer
(Continuous)
(Rahmawati, dkk., 2010)
Mekanisme
kerja:
Bahan yang akan
dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu kedalam
ruang pengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol dengan
volume dan tekanan tertentu. Bahan yang telah kering (karena bobotnya sudah
lebih ringan) akan keluar dari ruang pengeringan menuju siklon untuk
ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan yang halus akan ditangkap
oleh pulsejet bag filter.
Kelebihan pengering sistem
fluidisasi:
- Aliran bahan yang menyerupai fluida mengakibatkan bahan mengalir secara kontinyu sehingga otomatis memudahkan operasinya.
- Pencampuran atau pengadukan bahan menyebabkan kondisi bahan hampir mendekati isothermal.
- Sirkulasi bahan diantara dua fluidized bed membuatnya memungkinkan untuk mengalirkan sejumlah besar kalor yang diperlukan ke dalam ruang pengering yang besar.
- Pengering tipe fluidisasi cocok untuk skala besar.
- Laju perpindahan kalor dan laju perpindahan massa uap air antara udara pengering dan bahan sangat tinggi dibandingkan dengan pengering metode kontak yang lain.
- Pindah kalor dengan menggunakan pengering tipe fluidisasi membutuhkan area permukaan yang relatif kecil.
- Sangat ideal untuk produk panas sensitif dan non-panas sensitive
Kekurangan pengering sistem
fluidisasi:
- Sulit untuk menggambarkan aliran dari udara panas yang dihembuskan ke ruang pengering, dikarenakan simpangan yang besar dari aliran udara yang masuk dan bahan terlewati oleh gelembung udara, menjadikan sistem kontak/singgungan tidak efisien.
- Pencampuran atau pengadukan bahan padatan yang terus menerus pada hamparan akan menyebabkan ketidakseragaman waktu diam bahan di dalam ruang pengering, karena bahan terus menerus terkena hembusan udara panas.
- Tidak dapat mengolah bahan yang lengket atau berkadar air tinggi dan abrasive.
Hal-hal yang perlu diperhatikan
dalam sistem Fluidized Bed Dryer adalah pengaturan yang baik antara: tekanan udara, tingkat
perpindahan panas dan waktu pengeringan, sehingga tidak timbul benturan/gesekan
bahan/material pada saat proses pengeringan berlangsung. Untuk bahan yang
lengket atau berkadar air tinggi sangat beresiko mengaplikasikan sistem ini,
situasi seperti ini perlu dilakukan pengkondisian awal yaitu mencampurnya
dengan bahan/material keringnya terlebih dahulu, agar tidak menimbulkan
masalah pada unit siklon,demikian pula halnya untuk produk ahir yang halus dan
ringan, sangat perlu menggunakan pulse jet bag filter, dikarenakan siklon
penangkap produk umumnya tidak mampu berfungsi dengan baik, bahkan dapat
menimbulkan polusi udara. Penentuan dimensi ruang bakar, suhu yang
diaplikasikan serta volume dan tekanan udara sangat menentukan keberhasilan
proses pengeringan, sehingga perlu diketahui data pendukung untuk merancang
sistim ini diantaranya kadar air input, kadar air output, densiti material, ukuran
material, maksimum panas yang diizinkan, sifat fisika/kimia, kapasitas
output/input dan sebagainya (Rahmawati, dkk., 2010).
2.5.6
Vacum dryer
Vakum berasal dari bahasa latin, vacuus,
artinya kosong. Jadi vakum artinya menghampakan suatu ruangan atau suatu
kemutlakan dibawah nol tekanan. Sitem ruang hampa dikepung oleh atmospir bumi.
Untuk meciptakan ruang hampa diperlukan pompa untuk mengeluarkan udara keluar
dari system. Kebutuhan ini merupakan arti pekerjaan dasar dari vakum.
Analisa termodinamika hanya memperhatikan nilai
tekan mutlak. Akan tetapi, kebanyakan piranti pengukuran tekanan hanya
menunjukkan tekanan ukur (gauge) yakni perbedaan tekanan mutlak suatu sistem
dan tekanan mutlak atmosfer. Pengukuran bumbung-bourdon, misalnya, mengukur
tekanan relatif terhadap atmosfer sekeliling. Konversi dari tekanan ukur
ketekanan mutlak didapatkan dengan
hubungan
berikut.
P(mutlak)
= P(ukur) + P(atm)
Untuk pengeringan padatan berbentuk butiran atau
sluri, pengering vakum dengan berbagai rancangan mekanis telah tersedia secara
komersial. Pengeringan jenis ini lebih mahal dari pada pengering bertekanan
atmosfir tetapi sesuai untuk bahan yang sensitif panas dan memerlukan pemulihan
pelarut atau jika ada rasio kebakaran atau ledakan. Pencampuran berbentuk
kerucut tunggal atau ganda dapat diterapkan untuk pengeringan denagn pemanasan
selimut bejana dan pemakuman untuk mengeluarkan uap air. Gambar menunjukkan dua
pengering vakum yang tersedia dipasar. Pengering vakum jenis pedal cocok untuk
bahan seperti lumpur sedangkan pengering vakum jenis sabuk cocok untuk bahan
berbentuk pasta.
Gambar
2.14 Pengering Vakum Jenis Pedal
(Parapat,
2009)
Gambar
2.15 Pengering Vakum Jenis sabuk
(Parapat,
2009)
Mesin vacum drying adalah mesin pengering dengan menggunakan
teknologi vacuum. Proses pengeringan produk diatur pada suhu yang dikehendaki,
disertai dengan proses vacuum untuk mempercepat pengeringan.Mesin vacuum drying
ini biasanya digunakan untuk produk yang dikeringkan harus dengan suhu rendah,
agar gizi tidak rusak.
Vacum drying ini bermanfaat untuk pengeringan sayur-sayuran
dan produk lainnya sesuai dengan keinginan Anda. Mesin ini digunakan untuk
berbagai keperluan, antara lain mengeringkan sayur-sayuran pada suhu tidak
terlalu tinggi, sehingga nilai gizi tidak hilang. Mesin ini juga bisa digunakan
untuk produk makanan
Prinsip kerja mesin ini adalah memanaskan produk pada suhu
yang bisa diatur, disertai dengan penyedotan (pemvakuman) uap air dari produk
yang dipanaskan tersebut (admin, 2010).
Gambar
2.16 Konstruksi Pengeringan Vakum
(Parapat,
2009)
2.5.7
Pengeringan
Gabungan
Pengeringan gabungan adalah pengeringan dengan
energi smh dan bahan bakar minyak atau biomass yang menggunakan konveksi paksa (udara
panas dikumpulkan dalam kolektor kemudian dihembus ke komoditi).
Ø Latar
belakang : karena Temperatur lingkungan hanya sekitar 33 °C, sedangkan
temperatur pengeringan untuk komoditi pertanian kebanyakan berkisar 60-70°C
Ø OKI
Perlu ditingkatkan temperatur lingkungan dengan cara mengumpulkan udara dalam
suatu kolektor surya dan menghembuskannya ke komoditi. (digunakan blower atau
kipas angin)
Ø Contoh:
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 dan diletakkan diatas tanah.
•
Udara pengering yang dihasilkan dalarn
kolektor dihcmbuskan ke komoditi dengan kccepatan 400 - 900 m3/jam agar
tercapai temperatur pengeringan 40 - 600C.
b. Alat
pengering energi surya-biomassa tipe lorong
•
Alat pengering tipe lorong
diatas dimodifikasi menjadi alat pengering
energi 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 pengering tersebut
dipasang diatas struktur kayu dan disangga dengan 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.
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 dari udara buang dikembalikan
ke plat pemanas sehingga temperatur kembali dapat dinaikkan menjadi 45 - 60°C.
Untuk mengurangi ketergantungan pada kondisi cuaca, alat ini dilengkapi dengan
tungku biomass yang dipasang dibawah 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°C pada arah utara-selatan.
•
Rumah pengering ini dirancang untuk
memeroses 2-3 ton biji kakao basah, menggunakan 4 buah blower aksial.
•
Unit ini mampu berfungsi dengan efektif.
Satu siklus pengolahan berlangsung selama 5 hari. Dengan pengoperasian tungku
pada malam hari, waktu pengeringan lebih singkat yaitu sekitar 36-44 jam.
(Parapat, 2009).
BAB
III
KESIMPULAN
1.
Pengeringan adalah pemisahan
sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair
di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima,
menggunakan panas.
2.
Kriteria pemilihan alat pengering adalah
sifat bahan yamg dikeringkan, keadaan bahan yang dikeringkan, sifat cairan yang
ada dalam bahan, cara pengoperasianya kontinu atau batch, dan banyaknya bahan
yang akan dikeringkan.
3.
Faktor- faktor yang mempengaruhi pengeringan
adalah luas Permukaan, perbedaan suhu
dan udara sekitar, kecepatan aliran udara, tekanan udara dan kelembapan udara.
4.
Proses pengeringan pada prinsipnya
menyangkut proses pindah panas dan pindah massa yang terjadi secara bersamaan
(simultan). Pertama panas harus di transfer dari medium pemanas ke bahan.
Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk harus
dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini akan
menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer melalui struktur
bahan selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus di sediakan untuk
menguapkan air dan air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar
supaya dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan
tergantung pada bahan yang di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan.
5.
Jenis-jenis dryer adalah tray dryer,
rotary dryer, spray dryer, freeze dryer, fluidized bed dryer, vacum dryer dan
pengeringan gabungan.
6. Mekanisme
keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah sebagai berikut: Air
bergerak melalui tekanan kapiler, Penarikan air disebabkan oleh perbedaan
konsentrasi larutan disetiap bagian
bahan, Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari
lapisan-lapisan permukaan komponen padatan dari bahan, Perpindahan air dari
bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.
mas ijin copi buat tugas,,
BalasHapusmakasih artikelnya bagus
daftar pustakanya mana? :(
BalasHapusKunyuk uda jago kau ngeblog yaaaa..
BalasHapushahaha
numpang nanya sedikit, saya banyak belajar dari artikelnya, saya ada masalah sedikit saya mempunyai tempat pengeringan bahan pangan dengan metode ruangan yang saya pasang AC dan dibiarkan semalaman, tapi di pagi hari masih banyak bahan yang tidak kering, saya mencoba menambahkan exhaust untuk mengurangi kelembaban ruangan tapi hasilnya masih sama, mohon solusinya suhu :D
BalasHapusTerima kasih, artikelnya banyak menambah wawasan..
BalasHapussaya nyari daftar pustaka haryani 2012, ga ada. dapetnya ini dari mana yah ????
BalasHapusHaha,makasih bg alllen
BalasHapusDi teknik kimia, alat pengering nya ada ngga? Kalo ada, alat apa aja tersedia ? Terimakasih
BalasHapusada banyak. semua mesin pengering diatas pasti diajarin di teknik kimia
HapusContoh pengering kabinet
BalasHapusApabila Anda mempunyai kesulitan dalam pemakaian / penggunaan chemical , atau yang berhubungan dengan chemical,oli industri, jangan sungkan untuk menghubungi, kami akan memberikan solusi Chemical yang tepat kepada Anda,mengenai masalah yang berhubungan dengan chemical.pengurangan biaya yang dijalankan
BalasHapusHarga
Terjangkau
Cost saving
Solusi
Penawaran spesial
Salam,
(Tommy.k)
WA:081310849918
Email: Tommy.transcal@gmail.com
Management
OUR SERVICE
Coagulan
Flokulan
Boiler Chemical Cleaning
Cooling tower Chemical Cleaning
Chiller Chemical Cleaning
AHU, Condensor Chemical Cleaning
Chemical Maintenance
Waste Water Treatment Plant Industrial & Domestic (WTP/WWTP/STP)
Degreaser & Floor Cleaner Plant
Oli industri
Rust remover
Coal & feul oil additive
Cleaning Chemical
Lubricant
Other Chemical
RO Chemical
Hand sanitizer
Evaporator
Oli Grease
Karung
Synthetic PAO.. GENLUBRIC VG 68 C-PAO
Zinc oxide
Thinner
Macam 2 lem
The History of the Casino in Kansas City
BalasHapusThe casino, named by locals as the “City 해축 보는 곳 of Slots” back 배당흐름 in 1992, is an 18-story, 512-room building 바카라 추천 사이트 in 슬롯 커뮤니티 the Kansas City 룰렛 배당 suburb of North Kansas City,