BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karakteristik Pengeringan
Pengeringan lapisan tipis merupakan pengeringan partikel atau biji-bijian secara individu yang seluruh bahan terkena udara pengering. Proses pengeringan
lapisan tipis dibagi menjadi dua periode: 1 Periode laju pengeringan tetap dan 2 Periode laju pengeringan menurun Henderson et al. 1997.
Periode laju tetap ditandai oleh kecepatan pengeringan yang tidak tergantung pada bahan. Selama periode ini, permukaan bahan begitu basah
sehingga seluruh permukaan ditutupi oleh film air yang kontinyu Sagara, 1990. Pengurangan kadar air yang signifikan akan terjadi pada laju pengeringan konstan
dan pada temperatur yang tetap. Dalam kebanyakan situasi, laju pengeringan konstan akan berhenti pada kadar air kritis Heldman and Singh,1993.
Pengeringan dalam laju pengeringan menurun meliputi dua proses yaitu pergerakan air di dalam bahan ke permukaan dan pengeluaran air dari permukaan
Henderson et al. 1997. Menurut Sharma et al. 2000, produk pangan nonhigroskopis mungkin hanya memiliki satu periode laju pengeringan menurun,
sedangkan produk pangan higroskopis memiliki dua periode laju pengeringan menurun. Periode laju pengeringan menurun pertama terjadi pada kondisi dimana
seluruh permukaan film sudah diuapkan semua dan laju pengeringan dikendalikan oleh laju pergerakan uap air melewati padatan. Laju pengeringan menurun
merupakan periode yang lama pada operasi pengeringan. Pada laju pengeringan menurun, kebanyakan laju pengeringan dipengaruhi oleh temperatur udara dan
ketebalan bahan. Periode laju pengeringan menurun kedua menjelaskan kondisi dimana laju pengeringan sebagian besar dikendalikan oleh pergerakan uap air di
dalam padatan dan bebas dari kondisi luar dari padatan. Pergerakan uap air dapat terjadi oleh kombinasi dari faktor–faktor seperti difusi cairan, pergerakan kapiler,
dan difusi uap.
5
2.2 Kadar Air Keseimbangan dan Kualitas. 2.2.1 Kadar air keseimbangan Me
Kadar air suatu padatan basah yang berada dalam keseimbangan dengan udara pada suhu dan kelembaban tertentu disebut sebagai kadar air keseimbangan
Mujumdar and Devahastin, 2000. Menurut Somantri 2003, kadar air keseimbangan atau Equilibrium of Moisture Content EMC merupakan konsep
penting dari teori pengeringan dan pembasahan pada bahan-bahan pangan. Kadar air keseimbangan didefinisikan sebagai kandungan air pada bahan yang seimbang
dengan kandungan air udara sekitarnya. Hal tersebut merupakan satu faktor yang menentukan sampai seberapa jauh suatu bahan dapat dikeringkan pada kondisi
lingkungan tertentu aktivitas air tertentu dan dapat digunakan sebagai tolok ukur pencegahan kemampuan berkembangnya mikroorganisme yang menyebabkan
terjadinya kerusakan atau pembusukan bahan pada saat penyimpanan. Menurut Hall 1957, beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kadar air
keseimbangan adalah kecepatan udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara, dan kematangan bahan. Kadar air keseimbangan dibedakan menjadi dua
yaitu kadar air keseimbangan dinamis dan kadar keseimbangan statis. Kadar air keseimbangan statis didapat dari sistem dengan bahan dan udara pengering dalam
keadaan diam. Sedangkan, kadar air keseimbangan dinamis diperoleh dari sistem dengan bahan danatau udara pengering dalam keadaan bergerak.
Untuk menentukan nilai kadar air keseimbangan digunakan persamaan EMC Henderson Thompson 1967 dalam Brooker et al. 1992:
N N
VS V
C T
K P
P Me
1
100 1
ln
+
− −
= ..................................................................................1
dimana: M
e
= Kadar air keseimbangan d.b.
VS V
P P
= Kelembaban T
= Temperatur
o
C K =
8,6541x10-5 C =
49,810 N =
1,8634
6
2.2.2 Konstanta pengeringan k
Henderson dan Pabis 1961 dalam Brooker 1992, menyatakan bahwa nilai k hanya dipengaruhi oleh suhu udara pengering. Penentuan nilai k dilakukan
dengan asumsi bahwa perubahan suhu bahan terhadap waktu dan suhu udara pengering adalah eksponensial. Untuk menduga nilai k, model yang digunakan
mengikuti persamaan:
− =
− abs
x k
θ
, 5023
exp 10
4 ,
5
1
.................................................................................2 dimana:
k = Konstantan pengeringan s-1
abs
θ = Suhu absolute
o
Rk
2.2.3 Persamaan lapisan tipis
Waktu pengeringan pada in store dryer adalah lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan kadar air. Menurut Kachru et al. 1971, Watson
dan Bhargava 1974, dan Bala 1983 untuk menentukan waktu pengeringan t adalah menggunakan persamaan:
kt
e Me
Mo Me
M
−
= −
−
.................................................................................................3
dimana: M
= Kadar air akhir, d.b. Me
= Kadar air keseimbangan, d.b. M
= Kadar air awal, d.b. k =
Konstanta t =
Waktu s
Penelitian-penelitian tentang sifat termofisik bagi jagung pipilan telah banyak dilakukan. Salah satu di antaranya adalah Elfian 1985 yang
menggunakan persamaan yang digunakan oleh Thahir 1984 yang merupakan persamaan lapisan tipis untuk biji-bijian model lempeng:
X X
M M
M M
e e
47511 ,
2 exp
81585 ,
5655 ,
36 exp
177293 ,
− +
− =
− −
..................4
7
dimana: Me
= Kadar air keseimbangan, d.b. M
= Kadar air akhir, d.b. M
= Kadar air awal, d.b. X
= k θ k adalah konstanta pengeringan
2.3 Pengeringan dan Penyimpanan
Salah satu permasalahan pascapanen adalah susut dan turunnya kualitas hasil panen pada komoditi biji-bijian termasuk jagung, sehingga perlu dilakukan
upaya metode pengeringan dan penyimpanan yang baik untuk menjaga dan mempertahankan kualitas jagung. Pengeringan adalah proses pemindahan air
dengan menggunakan panas atau aliran udara untuk menghambat pertumbuhan jamur dan bakteri atau memperlambat perkembangannya Hall, 1980.
Penyimpanan hasil pertanian berhubungan dengan waktu penggunaan, baik distribusi maupun konsumsi atau pengolahan lanjutan. Penyimpanan bertujuan
agar bahan tidak mengalami kerusakan dan penyusutan kualitas selama masa tunggunya. Pada umumnya penyimpanan biji-bijian dilakukan setelah proses
pengeringan hingga kadar air yang sesuai. Salah satu tipe pengering berenergi surya yang telah dikembangkan adalah
pengering tipe Efek Rumah Kaca ERK Abdullah 1993. Pengering ini merupakan struktur terintegrasi antara kolektor surya dengan wadah produk yang
dikeringkan. Untuk menjamin kontinuitas operasi, pengering ini juga membutuhkan energi biomassa, sehingga alat ini disebut sebagai pengering ERK-
hybrid. Alat pengering ERK-hybrid dan ISD terintegrasi merupakan sistem pengeringan dua tahap yang menggunakan energi terbarukan dengan perubahan
laju pengeringan. Laju pengeringan pada tahap pertama dilakukan pada tingkat yang lebih tinggi tetapi aman, kemudian dilanjutkan dengan perngeringan tahap
kedua yaitu pengeringan dengan laju yang rendah. Sistem pengeringan tahap kedua ini pada umumnya dapat disebut sebagai pengering dalam penyimpan In
Store DryerISD. Keunggulan sistem pengering pada ISD yang memanfaatkan udara tanpa pemanasan adalah penggunaan energi dan biaya yang rendah. Metode
yang digunakan adalah udara lingkungan yang dihembuskan melalui tumpukan
8
biji-bijian yang akan dikeringkan. Laju pengeringan yang rendah dengan memperhatikan kualitas produk, sehingga pengering ini juga berfungsi sebagai
penyimpan. ISD sebagai sistem pengeringan konveksi, mengandalkan aliran udara yang merupakan kunci utama untuk keberhasilan proses pengeringan, karena
udara berfungsi sebagai pembawa panas dan uap air.
2.4 Sistem Pengeringan 2.4.1 Pengeringan dengan udara panas
Kategori