32
4.1.2 Kinerja Pengering Beku
Untuk pengujian kinerja pengering maka dilakukan pengeringan beku lidah buaya. Dengan percobaan pengeringan beku ini didapat grafik penurunan tekanan
dan suhu terhadap waktu selama pembekuan vakum Gambar 4.9 dan 4.10 dan selama proses pengeringan beku Gambar 4.9 dan 4.12.
20 40
60 80
100 120
140
0.0 0.5
1.0 1.5
2.0 2.5
3.0
Waktu jam T
eka na
n P
a
Gambar 4.7. Penurunan tekanan terhadap waktu selama pembekuan vakum
Penurunan tekanan terjadi secara drastis selama 15 menit pertama. Penurunan tekanan pada menit-menit awal dapat berlangsung dengan lebih cepat
karena pemompaan udara dari ruang pengering ke udara bebas lebih mudah disebabkan beda tekanan didalam dan diluar ruang belum terlalu besar. Ketika
ruang pengering sudah mencapai tekanan vakum, maka kerja pompa vakum menjadi lebih terbebani sehingga pengeluaran udara dari ruang pengering menjadi
lebih sedikit sehingga terjadi penurunan pengurangan tekanan. Pompa vakum digunakan untuk mempertahankan tekanan dengan mengimbangi kebocoran udara
dan kenaikan tekanan karena pengelepasan uap air di pengering. Ketika kebocoran udara sangat rendah, pengoperasian pompa vakum hanya untuk mengatasi
pelepasan uap air diruang pengering. Pada lima menit pertama, kedua, dan ketiga laju penurunan tekanannya masing-masing mencapai 19435.1 Pamenit, 319.9
dan 16 Pamenit atau terjadi penurunan laju penurunan tekanan. Setelah itu
33 penurunan tekanan mencapai 1.3 Pamenit. Pencapaian tekanan keseimbangan
pembekuan sebesar 40 Pa dalam waktu 25 menit menunjukkan alat pengering beku yang dibuat dapat berfungsi seperti yang direncanakan. Tekanan
keseimbangan ini bahkan lebih rendah dari tekanan yang dirancang yaitu 65 Pa. Tekanan ini juga dapat bertahan selama proses pembekuan berlangsung. Setelah
proses pembekuan berlangsung selama dua jam, Gambar 4.7 menunjukkan terjadinya kenaikan tekanan. Hal ini dapat terjadi ketika permukaan atas bahan
dan lapisan 1 cm dari wadah, mulai terjadi pengeringan selain pembekuan. Hal ini ditunjukkan dengan profil perubahan suhu bahan selama pembekuan. Pengeringan
dapat terjadi dengan mulai dikeluarkannya uap air dari bahan beku. Penambahan molekul uap air pada ruang pengeringan ini akhirnya dapat menaikkan tekanan
karena tumbukan molekul yang makin besar disebabkan jumlah molekul uap air yang makin banyak. Ketika mulai dilakukan pemanasan, tekanan akan semakin
naik karena jumlah uap air yang dilepaskan ke ruang pengering semakin banyak. Kenaikan akan terhenti ketika terjadi keseimbangan antara pengeluaran uap bahan
dengan penangkapan uap oleh cold trap.
-40 -30
-20 -10
10 20
30
0.0 0.5
1.0 1.5
2.0 2.5
Waktu jam Su
hu C
Lapisan 1.5 cm dari permukaan wadah sampel Lapisan 1 cm dari permukaan wadah sampel
Lapisan 0.5 cm dari permukaan wadah sampel Lapisan permukaan wadah sampel
coldtrap
Gambar 4.8.
Profil perubahan suhu bahan terhadap waktu selama pembekuan vakum
34 Percobaan pembekuan dilakukan selama hampir 2.5 jam sedangkan pada
proses pembekuan ini, suhu seluruh lapisan mengalami penurunan sampai pada kisaran suhu -10
C sampai -15 C hanya dalam waktu 1 jam dan suhu lapisan
permukaan atas bahan dan Lapisan bahan 1 cm dari wadah sampel mengalami kenaikan suhu setelah pembekuan selama 1 jam ini. Hal ini menunjukkan bahwa
percobaan pembekuan pembekuan yang dilakukan terlalu lama. Dalam hal ini pengurangan pemakaian energi pembekuan dapat dilakukan dengan melakukan
pembekuan sesuai dengan kebutuhannya dalam hal waktu maupun suhu pembekuannya. Kenaikan suhu lapisan bahan teratas dapat terjadi karena
berkurangnya volume bahan karena pengisapan oleh tekanan vakum sehingga thermokopel pada lapisan teratas tidak lagi mengukur lapisan bahan tetapi
mengukur udara di atas bahan. Hal ini diketahui dengan melihat posisi lapisan permukaan bahan yang telah berada dibawah posisi thermokopel setelah proses
pengeringan selesai. Dengan demikian pada pengujian dengan pembekuan vakum ini dibutuhkan ketinggian bahan yang dilebihkan dari ketinggian thermokopel
pada wadah contoh.
20 40
60 80
100 120
140 160
2 4
6 8
10 12 14 16 18 20 22 24 26
Waktu jam T
eka na
n P
a
Gambar 4.9. Peningkatan tekanan terhadap waktu selama pengeringan
Pengeringan beku umumnya perlu dilakukan di bawah titik tripple air sebesar 610 Pa Liapis et al. 1995. Data perubahan tekanan menunjukkan bahwa
35 pengering beku ini bekerja pada tekanan operasi 40 Pa selama pembekuan dan
130 Pa selama pengeringan. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pengering beku ini berfungsi sesuai kebutuhan.
-40 -30
-20 -10
10 20
30 40
50
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
26 28
Waktu jam Su
hu C
Lapisan permukaan atas bahan Lapisan bahan 1 cm dari dasar wadah sampel
Lapisan bahan 0.5 cm dari dasar wadah sampel Lapisan bahan pada dasar wadah sampel
T coldtrap
Gambar 4.10. Profil perubahan suhu bahan terhadap waktu selama
pengeringan Keseluruhan proses pada Gambar 4.10 dilakukan selama 27 jam. Pada
Gambar proses pengeringan beku ini terlihat bahwa lapisan permukaan bahan, lapisan 1 cm dari wadah sampel, dan lapisan 0.5 cm dari wadah sampel
mempunyai suhu yang sama setelah 18 jam. Dengan demikian dapat dikatakan keseluruhan proses telah selesai setelah pengeringan beroperasi selama 18 jam ini.
Karena itu maka penghematan pemakaian energi pada pengeringan beku juga dapat dicapai dengan pengaturan waktu pengeringan dan pembekuan yang sesuai
dengan kebutuhan.
4.2 Karakteristik Pengeringan Beku Lidah Buaya
Kategori