7 Gambar 3. Kurva karakteristik pengeringan Hall 1957
Selama proses pengeringan, laju pengeringan semakin lama akan semakin menurun. Besarnya laju pengeringan berbeda-beda pada setiap bahan. Faktor - faktor yang mempengaruhi laju
pengeringan tersebut adalah: 1.
Bentuk bahan, ukuran, volume, dan luas permukaan. 2.
Sifat termofisik bahan, seperti: panas laten, panas jenis spesifik, konduktivitas termal, dan emisivitas termal.
3. Komposisi kimia bahan, misalnya kadar air awal.
4. Keadaan di luar bahan, seperti suhu, kelembaban udara, dan kecepatan aliran udara pengering.
2.4. MODEL MATEMATIKA PENGERINGAN LAPISAN TIPIS
Hall 1980 menyatakan bahwa pengeringan lapisan tipis adalah pengeringan bahan dimana semua bagian bahan yang terdapat dalam lapisan tersebut dapat menerima langsung panas yang
berasal dari udara pengering. Pengeringan lapisan tipis menyebabkan semua bahan pada lapisan tersebut mengalami pengeringan secara seragam. Perubahan kadar air bahan selama pengeringan
lapisan tipis dapat diduga dengan mengembangkan model matematis baik secara teoritis, semi teoritis, dan empiris.
2.4.1. Model Teoritis
Mengacu pada Luikov 1966 dalam Brooker et al. 1992 telah mengembangkan model matematis dalam bentuk persamaan diferensial untuk menggambarkan proses pengeringan dari produk
hasil pertanian seperti biji - bijian. Disertai dengan hukum kekekalan massa dan energi, diperoleh persamaan untuk kadar air dan suhu pada pengeringan satu dimensi sebagai berikut:
= +
= +
1
8 dimana
dan adalah koefisien fenomenologis misalnya
= D dan = 1
, dan nilai K lainnya menunjukkan koefisien gabungannya. Koefisien gabungan tersebut merupakan perpaduan dari
kadar air dan gradien suhu pada transfer uap dan energi. Umumnya, pengeringan bahan-bahan biologik mengikuti periode laju pengeringan menurun. Pada periode ini, perpindahan air atau migrasi
uap air melibatkan satu atau lebih mekanisme transport seperti difusi cair, difusi uap, difusi Knudsen, difusi permukaan, perbedaan tekanan hidrostatik, dan kombinasi dari mekanisme - mekanisme yang
ada Mujumdar Devahastin 2001. Difusivitas efektif didefinisikan untuk menggambarkan
laju perpindahan air di dalam bahan tanpa memandang mekanisme transport yang terjadi, biasanya dinyatakan dalam m
2
detik. Persamaan difusi diturunkan dari hukum Fick kedua, =
2 dengan mengasumsikan koefisien difusivitas konstan untuk seluruh proses pengeringan, kadar air
bahan seragam dengan anggapan bahwa resistensi perpindahan air tersebar secara merata di dalam bahan yang homogen, dan tidak terjadi perubahan volume akibat penyusutan maka persamaan 2
dapat ditulis menjadi: =
3 Apabila persamaan 3 dilakukan pemecahan dengan menggunakan kondisi batas sesuai bentuk
masing - masing untuk berbagai bentuk standar slab, silinder, dan bola Pakowski Mujumdar 1995. Adapun, persamaan umum untuk bentuk datar slab dapat dituliskan sebagai berikut:
MR = =
exp 4
Persamaan 4 tersebut, kemudian disederhanakan lagi dengan cara hanya mempertimbangkan suku pertama dari ruas kanan persamaan tersebut. Kemudian, melalui pendekatan yang dilakukan dengan
cara semi - teoritis dan empiris, maka akan diperoleh suatu model pengeringan yang sesuai dengan data percobaan.
2.4.2. Model Semi Teoritis dan Empiris
