Prinsip Pengeringan TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Pengeringan

Pengeringan drying merupakan proses perpindahan panas dan uap air secara secara simultan yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas Thaib, dkk 1999. Pengeringan dapat diartikan memindahkan atau mengambil kandungan zat cair dari benda padatnya, zat cair yang biasa kita pindahkan dari zat padat adalah air. Sedangkan zat padat biasanya bermacam-macam, contohnya pada saat kita selesai mencuci pakaian, maka kita hendak melakukan proses pengeringan pada pakaian kita, maka yang bertindak sebagai zat padat adalah kain baju kita, sedangkan yang menjadi zat cairnya adalah air yang berada dalam pakaian tersebut. Metode yang dikembangkan untuk pengeringan ini amat beraneka ragam, dengan berbagai karakteristiknya. Keragaman karakteristik ini mencakup ukuran bahan yang dapat dikeringkan, waktu pengeringan, biaya, tekanan saat operasi, panas yang dapat dipindahkan dan karakteristik lainnya. Mujumdar dan Devahastin dalam bukunya mengatakan bahwa tidak ada satu prosedur perancangan khusus yang mungkin diterapkan untuk seluruh atau beberapa jenis mesin pengering sekalipun. Karena itu saat mencoba untuk merancang mesin pengering atau menganalisa mesin pengering perlu mengacu kembali pada dasar- dasar pindahan panas, massa serta proses termodinamika yang dikaitkan dengan pengetahuan tentang sifat bahan. Secara matematis dapat dikatakan bahwa seluruh proses yang terlibat, meski pada mesin pengering yang paling sederhana sekalipun adalah sangat tidak linier dan karenanya pembesaran skala mesin pengering umumnya sulit. Ada beberapa masalah yang seringkali ditemui dalam proses pengeringan. Yang pertama adalah masalah yang berkaitan dengan mutu hasil pengeringan. Operasi yang dijalani dalam pengeringan adalah operasi yang cukup rumit yang Universitas Sumatera Utara meliputi perpindahan panas dan massa serta mungkin beberapa laju proses lain, seperti perubahan fisik atau kimia dari produk, yang mana hal – hal tersebut dapat saja menimbulkan perubahan mutu hasil. Perubahan fisik yang mungkin terjadi antara lain adalah pengerutan dan penggumpalan. Selain perubahan fisik, dapat pula terjadi perubahan kimia yang merubah aroma, warna, tekstur atau sifat padatan lain yang dihasilkan. Yang kedua adalah masalah kapasitas dari proses pengeringan itu sendiri, dimana kebutuhan pada saat ini yang cukup tinggi, sehingga perlu juga dipikirkan mengenai bagaimana membuat mesin pengering yang memiliki kapasitas besar. Kemudian masalah selanjutnya adalah yang berkaitan dengan kondisi dan sifat dari bahan yang dikeringkan cukup bervariasi, dan terkadang menuntut adanya modifikasi dari proses pengeringan tradisional dengan cara menjemur atau sekedar memanaskan menjadi proses - proses pengeringan dengan karakter dan kemampuan yang lebih spesifik dan dengan kebutuhan masing – masing produk.

2.1.1 Pengeringan Buatan

Pengeringan dengan menggunakan alat pengering dimana suhu, kelembapan udara, kecepatan udara dan waktu dapat diatur dan di awasi. Keuntungan Pengeringan Buatan:  Tidak tergantung cuaca.  Kapasitas pengeringan dapat dipilih sesuai dengan yang diperlukan.  Tidak memerlukan tempat yang luas.  Kondisi pengeringan dapat dikontrol.  Pekerjaan lebih mudah.

2.1.2 Jenis – Jenis Pengeringan Buatan

Berdasarkan media panasnya,  Pengeringan adiabatis ; pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering oleh udara panas, fungsinya udara memberi panas dan membawa air.  Pengeringan isotermik; bahan yang dikeringkan berhubungan langsung dengan alat atau plat logam yang panas. Universitas Sumatera Utara Proses pengeringan :  Proses pengeringan diperoleh dengan cara penguapan air.  Dengan cara menurunkan RH dengan mengalirkan udara panas disekeliling bahan.  Proses perpindahan panas; proses pemanasan dan terjadi panas sensible dari medium pemanas ke bahan, dari permukaan bahan ke pusat bahan.  Proses perpindahan massa; proses pengeringan penguapan, terjadi panas laten, dari permukaan bahan ke udara.  Panas sensible; panas yang dibutuhkan atau dilepaskan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda.  Panas laten; panas yang diperlukan untuk mengubah wujud zat dari padat ke cair, cair ke gas, dst, tanpa mengubah suhu benda tersebut.

2.1.3 Faktor yang mempengaruhi pengeringan

Pada pengeringan selalu diinginan 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 faktor yang perlu diperhatikan untuk memperoleh kecepatan pengeringan maksimum, yaitu : a Luas permukaan b Suhu c Kecepatan udara d Kelembapan udara e Tekanan atm dan vakum f Waktu Dalam rancang mesin ini faktor yang perlu diperhatikan untuk memperoleh kecepatan pengeringan maksimum adalah :  Suhu Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan bahan maka akan semakin cepat proses pindah panas berlangsung Universitas Sumatera Utara sehingga mengakibatkan proses penguapan semakin cepat pula. Atau semakin tinggi suhu udara pengeringan maka akan semakin besar energi panas yang dibawa ke udara yang akan menyebabkan proses pindahan panas semakin cepat sehingga pindah massa akan berlangsung juga dengan cepat.  Kecepatan udara Umumnya udara yang bergerak akan lebih banyak mengambil uap air dari permukaan bahan yang dikeringkan. Udara yang bergerak adalah udara yang mempunyai kecepatan gerak yang tinggi, 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.  Kelembaban Udara Relative Humidity Semakin lembab udara di dalam ruang pengering dan sekitarnya maka akan semakin lama proses pengeringan berlangsung kering, begitu juga sebaliknya. Karena udara kering dapat mengabsorpsi dan menahan uap air. Setiap bahan 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 maka bahan masih dapat dikeringkan. Jika RH udara RH keseimbangan maka bahan malahan akan menarik uap air dari udara.  Waktu Semakin lama waktu batas tertentu pengeringan maka akan semakin cepat proses pengeringan selesai. Dalam pengeringan diterapkan konsep HTST High Temperature Short Time, short time dapat menekan biaya pengeringan. Voigh,Rudolf.2008. Universitas Sumatera Utara

2.2 Pomp