Perbandingan antara Pengendalian Suhu Bahan dengan Suhu Lempeng Pemanas terhadap Konsumsi Energi untuk Pemanasan pada Proses Pengeringan Beku

Perbandingan Antara Pengendalian Suhu Bahan Dengan Suhu Lempeng
Pemanas Terhadap Konsumsi Energi Untuk Pemanasan Pada Proses
Pengeringan Beku. Skripsi disusun oleh Endry, F01496053 dibawah birnbingan
Dr. Ir. Arrnansyah H. Tambunan, MAgr.

RINGKASAN
Pengeringan beku rnerupakan suatu cara pengeringan yang dapat
rnenghasilkan produk kering yang berrniltu tinggi serta dapat rnenghindari
kerusakan produk akibat penggunaan suhu yang terlalu tinggi, (Potter, 1980).
Tetapi, biaya operasi pengeringan beku lebih tinggi dibandingkan dengan
biaya operasi pengeringan konvensional eikarenakan konsumsi energi selarna
proses pengeringan beku relatif lebih tinggi (Potter, 1980).
Proses pengeringan beku yang optimal dapat dicapai jika kondisi-kondisi
operasinya dikendalikan untuk rnerninirnalkan konsumsi energi tanpa
rnenurunkan kualitas produk keringnya.
Penelitian ini bertujuan untuk rnernpelajari konsurnsi energi panas untuk
pengeringan

beku

rnernpengaruhinya.


daging
Pada

buah

durian

penelitian

ini

dan

kondisi

dilakukan

operasi


yang

pengendalian suhu

perrnukaan bahan 25% dan suhu lempeng pernanas 140°C, 60°C dan 40%
yang beroperasi pada tekanan 13,3 Pa, 133 Pa, serta peningkatan tekanan
dari 13,3 Pa pada pengeringan primer rnenjadi 133,3 Pa pada pengeringan
sekunder.
Dan penelitian ini diperoleh hasil yaitu untuk pengendalian suhu
permukaan bahan 25°C dan beroperasi pada tekanan 13,33 Pa diperoleh nilai
konsurnsi energi radiasi bersih totalnya sebesar 70.795,02 Joule dan
konsurnsi energi konduksi totalnya sebesar 343.204,80 Joule sedangkan

konsumsi energi total untuk sublimasi 272.471,85 Joule, serta panas yang
diradiasikan lempeng pemanas sebesar I .559.399,68 Joule.
Apabila beroperasi pada tekanan 133,3 Pa diperoleh nilai konsumsi total
untuk masing-masing energi yaitu untuk radiasi bersih sebesar 71.31 1,95
Joule. energi konduksi sebesar 214.216,02 Joule, energi sublimasi sebesar
254.157.75 Joule, dan panas yang diradiasikan lempeng pemanas sebesar
1.310.942,68 Joule.

Namun bila pada awal pengeringan kita lakukan dengan tekanan 13,33
Pa kemudian pada akhir pengeringan primer tekanan ditingkatkan menjadi
133,3 Pa maka konsumsi energi radiasi bersih totalnya menjadi sebesar
70.231,59 Joule dan konsumsi energi konduksi totalnya menjadi sebesar
282.339,68 Joule sedangkan konsumsi energi total untuk sublimasi rnenjadi
sebesar 255.972,15 Joule, panas yang diradiasikan lempeng pemanas
rnenjadi sebesar 1.234.181,43 Joule. Konsumsi panas konduksi lebih besar
bila dibandingkan dengan konsumsi panas untuk radiasi bersih pada berbagai
tekanan ha1 ini disebabkan karena energi yang dikonduksikan selain berasal
dari energi radiasi bersih juga berasal dari lingkungan ha1 ini dapat terjadi
karena suhu baha~ilebih rendah (sekitar 23%) dari suhu lingkungan (25°C).
Pengubahan tekanan operasi dari 13,3 Pa pada pengeringan primer
menjadi

133,3 Pa pada

pengeringan sekunder menghasilkan waktu

pengeringan beku yang lebih singkat dan persentase jumlah panas yang
dikonduksikan maupun yang digunakan untuk menyublimkan es


yang

terbesar dibandingkan bila kita lakukan pengeringan beku dengan tekanan
operasi yang konstan yaitu 13. 3 Pa atau 133,3 Pa.
Sedangkan

untuk

pengendalian

suhu

lempeng

pemanas

bila

dioperasikan pada kondisi tekanan 13.33 Pa diperoleh nilai konsumsi energi


radiasi bersih totalnya sebesar 69.247,62 Joule, konsumsi energi konduksi
totalnya sebesar 154,952.70 Joule, sedangkan konsurnsi energi total untuk
sublimasi dan panas yang diradiasikan lempeng pemanas masing-masing

254.838,15 Joule dan 1.296.065,OOJoule.
Dengan rneningkatkan tekanan operasi menjadi 133.3 Pa rnaka
konsumsi energi radiasi bersih totalnya menjadi sebesar 67.199,97 Joule,
konsumsi energi konduksi totalriya rnenjadi sebesar 66.756.00 Joule,
sedangkan konsiimsi

energi total

untuk sublimasi dan

panas yang

diradiasikan lempeng pemanas masing-masing menjadi sebesar 228.472,65
Joule dan 1.I 69.278,43 Joule.
Peningkatan tekanan dari 13.33 Pa selama pengeringan primer menjadi


133,3 Pa selarna pengeringan sekunder maka konsumsi energi radiasi bersih
totalnya menjadi sebesar 75.506.79 Joule dan konsurnsi energi konduksi
totalnya menjadi sebesar 215.562,27 Joule sedaligkan konsurnsi energi total
untuk sublirnasi dan panas yang diradiasikan lempeng pemanas masingmasing menjadi sebesar 249.026,40 Joule dan 1.331.021,07Joule. Konsumsi
panas sublimasi pada periode pengeringan primer untuk masing-masing
tekanan lebih tinggi bila dibandingkan dengan periode pengeringan sekunder
ha1 ini dikarenakan pada periode pengeringan sekunder hanya membutuhkan
panas untuk rnenyublirnkan sisa-sisa es yang belum tersublimasi.
Pengubahan tekanan operasi menghasilkan waktu pengeringan beku
menjadi lebih singkat dibandingkan dengan rnenggunakan tekanan konstan

13.3 Pa namun menjadi lebih lama dibandingkan dengan menggunakan
tekanan konstan 133,3 Pa.
Persentase jumlah panas yang dikonduksikan terbesar dihasilkan bila
pengeringan beku dilakukan dengan mengubah tekanan operasi dari 13,3 Pa

menjadi 133,3 Pa bila dibandingkan dengan menggunakan tekanan operasi
yang konstan sebesar 13,3 Pa atau 133,3 Pa
Pada tekanan operasi 13,3 Pa dan 133, 3 Pa dapat diketahui bahwa

pengendalian suhu permukaan bahan 25°C bila dibandingkan dengan
pengendalian suhu lempeng pemanas menghasilkan effisiensi penyerapan
panas oleh produk yang lebih kecil.
Pada pengendalian suhu permukaan bahan 25"C, pengoperasian
dengan meningkatkan tekanan dari 13,3 Pa pada pengeringan primer menjadi
133,3 Pa pada pengeringan sekunder ternyata menghasilkan effisiensi
penyerapan panas oleh produk terbesar bila dibandingkan dengan kondisi
operasi tekanan 13.3 Pa atau 133,3 Pa, ha1 ini mendukung pernyataan
Tambunan

(1999)

bahwa

proses

pengeringan

beku


akan

lebih

~nengeffisienkanenergi bila dilakukan pada tekanan yang lebih rendah selama
pengeringan primer dan pada tekanan yang lebih tinggi selama pengeringan
sekunder.

Perbandingan Antara Pengendalian Suhu Bahan Dengan Suhu Lempeng
Pemanas Terhadap Konsumsi Energi Untuk Pemanasan Pada Proses
Pengeringan Beku. Skripsi disusun oleh Endry, F01496053 dibawah birnbingan
Dr. Ir. Arrnansyah H. Tambunan, MAgr.

RINGKASAN
Pengeringan beku rnerupakan suatu cara pengeringan yang dapat
rnenghasilkan produk kering yang berrniltu tinggi serta dapat rnenghindari
kerusakan produk akibat penggunaan suhu yang terlalu tinggi, (Potter, 1980).
Tetapi, biaya operasi pengeringan beku lebih tinggi dibandingkan dengan
biaya operasi pengeringan konvensional eikarenakan konsumsi energi selarna
proses pengeringan beku relatif lebih tinggi (Potter, 1980).

Proses pengeringan beku yang optimal dapat dicapai jika kondisi-kondisi
operasinya dikendalikan untuk rnerninirnalkan konsumsi energi tanpa
rnenurunkan kualitas produk keringnya.
Penelitian ini bertujuan untuk rnernpelajari konsurnsi energi panas untuk
pengeringan

beku

rnernpengaruhinya.

daging
Pada

buah

durian

penelitian

ini


dan

kondisi

dilakukan

operasi

yang

pengendalian suhu

perrnukaan bahan 25% dan suhu lempeng pernanas 140°C, 60°C dan 40%
yang beroperasi pada tekanan 13,3 Pa, 133 Pa, serta peningkatan tekanan
dari 13,3 Pa pada pengeringan primer rnenjadi 133,3 Pa pada pengeringan
sekunder.
Dan penelitian ini diperoleh hasil yaitu untuk pengendalian suhu
permukaan bahan 25°C dan beroperasi pada tekanan 13,33 Pa diperoleh nilai
konsurnsi energi radiasi bersih totalnya sebesar 70.795,02 Joule dan

konsurnsi energi konduksi totalnya sebesar 343.204,80 Joule sedangkan

konsumsi energi total untuk sublimasi 272.471,85 Joule, serta panas yang
diradiasikan lempeng pemanas sebesar I .559.399,68 Joule.
Apabila beroperasi pada tekanan 133,3 Pa diperoleh nilai konsumsi total
untuk masing-masing energi yaitu untuk radiasi bersih sebesar 71.31 1,95
Joule. energi konduksi sebesar 214.216,02 Joule, energi sublimasi sebesar
254.157.75 Joule, dan panas yang diradiasikan lempeng pemanas sebesar
1.310.942,68 Joule.
Namun bila pada awal pengeringan kita lakukan dengan tekanan 13,33
Pa kemudian pada akhir pengeringan primer tekanan ditingkatkan menjadi
133,3 Pa maka konsumsi energi radiasi bersih totalnya menjadi sebesar
70.231,59 Joule dan konsumsi energi konduksi totalnya menjadi sebesar
282.339,68 Joule sedangkan konsumsi energi total untuk sublimasi rnenjadi
sebesar 255.972,15 Joule, panas yang diradiasikan lempeng pemanas
rnenjadi sebesar 1.234.181,43 Joule. Konsumsi panas konduksi lebih besar
bila dibandingkan dengan konsumsi panas untuk radiasi bersih pada berbagai
tekanan ha1 ini disebabkan karena energi yang dikonduksikan selain berasal
dari energi radiasi bersih juga berasal dari lingkungan ha1 ini dapat terjadi
karena suhu baha~ilebih rendah (sekitar 23%) dari suhu lingkungan (25°C).
Pengubahan tekanan operasi dari 13,3 Pa pada pengeringan primer
menjadi

133,3 Pa pada

pengeringan sekunder menghasilkan waktu

pengeringan beku yang lebih singkat dan persentase jumlah panas yang
dikonduksikan maupun yang digunakan untuk menyublimkan es

yang

terbesar dibandingkan bila kita lakukan pengeringan beku dengan tekanan
operasi yang konstan yaitu 13. 3 Pa atau 133,3 Pa.
Sedangkan

untuk

pengendalian

suhu

lempeng

pemanas

bila

dioperasikan pada kondisi tekanan 13.33 Pa diperoleh nilai konsumsi energi

radiasi bersih totalnya sebesar 69.247,62 Joule, konsumsi energi konduksi
totalnya sebesar 154,952.70 Joule, sedangkan konsurnsi energi total untuk
sublimasi dan panas yang diradiasikan lempeng pemanas masing-masing

254.838,15 Joule dan 1.296.065,OOJoule.
Dengan rneningkatkan tekanan operasi menjadi 133.3 Pa rnaka
konsumsi energi radiasi bersih totalnya menjadi sebesar 67.199,97 Joule,
konsumsi energi konduksi totalriya rnenjadi sebesar 66.756.00 Joule,
sedangkan konsiimsi

energi total

untuk sublimasi dan

panas yang

diradiasikan lempeng pemanas masing-masing menjadi sebesar 228.472,65
Joule dan 1.I 69.278,43 Joule.
Peningkatan tekanan dari 13.33 Pa selama pengeringan primer menjadi

133,3 Pa selarna pengeringan sekunder maka konsumsi energi radiasi bersih
totalnya menjadi sebesar 75.506.79 Joule dan konsurnsi energi konduksi
totalnya menjadi sebesar 215.562,27 Joule sedaligkan konsurnsi energi total
untuk sublirnasi dan panas yang diradiasikan lempeng pemanas masingmasing menjadi sebesar 249.026,40 Joule dan 1.331.021,07Joule. Konsumsi
panas sublimasi pada periode pengeringan primer untuk masing-masing
tekanan lebih tinggi bila dibandingkan dengan periode pengeringan sekunder
ha1 ini dikarenakan pada periode pengeringan sekunder hanya membutuhkan
panas untuk rnenyublirnkan sisa-sisa es yang belum tersublimasi.
Pengubahan tekanan operasi menghasilkan waktu pengeringan beku
menjadi lebih singkat dibandingkan dengan rnenggunakan tekanan konstan

13.3 Pa namun menjadi lebih lama dibandingkan dengan menggunakan
tekanan konstan 133,3 Pa.
Persentase jumlah panas yang dikonduksikan terbesar dihasilkan bila
pengeringan beku dilakukan dengan mengubah tekanan operasi dari 13,3 Pa

menjadi 133,3 Pa bila dibandingkan dengan menggunakan tekanan operasi
yang konstan sebesar 13,3 Pa atau 133,3 Pa
Pada tekanan operasi 13,3 Pa dan 133, 3 Pa dapat diketahui bahwa
pengendalian suhu permukaan bahan 25°C bila dibandingkan dengan
pengendalian suhu lempeng pemanas menghasilkan effisiensi penyerapan
panas oleh produk yang lebih kecil.
Pada pengendalian suhu permukaan bahan 25"C, pengoperasian
dengan meningkatkan tekanan dari 13,3 Pa pada pengeringan primer menjadi
133,3 Pa pada pengeringan sekunder ternyata menghasilkan effisiensi
penyerapan panas oleh produk terbesar bila dibandingkan dengan kondisi
operasi tekanan 13.3 Pa atau 133,3 Pa, ha1 ini mendukung pernyataan
Tambunan

(1999)

bahwa

proses

pengeringan

beku

akan

lebih

~nengeffisienkanenergi bila dilakukan pada tekanan yang lebih rendah selama
pengeringan primer dan pada tekanan yang lebih tinggi selama pengeringan
sekunder.