Aplikasi Sistem Pengering Adsorpsi Untuk Bahan Pangan dan Aditif
123 Cara kerja:
Udara luar dialirkan dengan blower kapasitas 20000 m
3
jam diumpankan ke unit adsorber misalkan kolom A yang berisi zeolite
20 kg zeolite. Akibatnya kelembaban udara turun menjadi 0.1-0.2 ppm dan suhu udara mengalami kenaikan
5-10
o
C. Udara kering ini dipanaskan pada HE01 dengan sumber pemanas matahari atau sekam untuk mengeringkan bawang merah dalam pengering. Setelah waktu 1
jam, zeolite dalam kolom A akan jenuh air. Pada kondisi ini fungsi sebagai penyerap sudah tidak dapat dijalankan. Oleh karena itu, proses penyerapan udara dialihkan
ke kolom B, sedangkan zeolite dalam kolom A diregenerasi dengan pemanasan.
b. Perhitungan Efisiensi Energi
Efisiensi energi dihitung sebagai berikut [7]:
100
max ,
int rec
r evap
Q Q
Q
η
1
evap
Q
adalah panas untuk menguapkan air dari produk kJ berdasarkan kelembaban udara masuk dan keluar pengering
in d
v
q
,
,
out d
v
q
,
, dan laju alir udara kering masuk
d a
F
,
dalam kgjam diturunkan dari pengukuran F1 . Sehingga total panas untuk menguapkan air adalah :
dt q
q H
F Q
tf t
t in
d v
out d
v evap
d a
evap
, ,
,
2 Dimana harga kelembaban udara
in d
v
q
,
,
out d
v
q
,
diperoleh dari T-RH2 and T-RH3.
r
Q
int
adalah total panas dari utilitas pemanas yang diintroduksikan dalam sistim kJ yang dihitung sebagai berikut:
Q
intr
= Q
HE,02
+ Q
reg, zeolite
3 Q
pemanas
= F
a,d
cp
air
+q
in v,d
cp
v
xT
d
-T
a,ads
tf 4
Q
HE,01
, Q
reg, zeolite
adalah panas untuk menaikan suhu udara TH1 kJ, dan untuk meregenerasi zeolite dalam kJ; cp
air
, cp
v
adalah panas spesifik udara dan uap air kJkg
o
C; T
d
, T
a,ads
adalah suhu masuk dan keluar pengering
o
C.
124
Mohamad Djaeni, dkk
c.Optimalisasi Proses Pengeringan
Variasi percobaan dilakukan untuk mengetahui pengaruh: suhu, kelembaban dan kecepatan alir udara, serta berat zeolite dalam kolom terhadap waktu pengeringan
menit, efisiensi energi dan kualitas bawang merah Tabel 8.1. Dari variasi tersebut dan dengan pengembangan model matematika dapat diketahui kondisi
pengeringan relatif baik dan efisien.
Tabel 8.1:Variasi variable proses pengeringan
Variabel bebas input Variasi
Efisiensi energi
, Kadar air ,
Waktu pengeringan
menit Mutu
bawang merah
nutrisi, kadar
air, kecerahan
Laju alir air udara 2-10 mdet step 2 mdet
Suhu udara pengeringan 30-60
o
C, step 10
o
C Berat zeolite
10-30 kg, step 5 kg Kelembaban relative udara
10-100 step 10 Berat bawang merah
100- 300 kgbatch step 50 kg
8.4. Hasil dan Pembahasan a. Pengaruh Suhu
Sistem pengering dengan zeolite telah telah dievaluasi unjuk kerjanya pada berbagai suhu. Pengeringan ini juga dibandingkan dengan pengeringan bawang tanpa zeolite pada
kapasitas 2 kgbatch Gambar 8.2. Hasil menunjukkan bahwa kecepatan pengeringan sebanding dengan kenaikan suhu udara. Hal ini dapat dimengerti sebab semakin tinggi
suhu, kapabilitas udara dalam membawa atau pun menguapkan air dari bahan akan semakin meningkat. Selain pengaruh suhu, adanya zeolite juga meningkatkan driving force
proses pengeringan, dimana adanya zeolite akan menurunkan kelembaban udara. Dengan udara berkelembaban rendah, proses perpindahan masa air dari bahan ke udara akan
semakin tinggi. Penelitian ini juga sejalan dengan penelitian sebelumnya, dimana kenaikan suhu akan meningkatkan kecepatan penguapan air dari bahan ke udara.
Aplikasi Sistem Pengering Adsorpsi Untuk Bahan Pangan dan Aditif
125
Gambar 8.2: Pengaruh suhu dan zeolite terhadap pengeringan bawang, pada laju udara 4
meterdetik
b. Pengaruh laju udara
Pada pengeringan ini, laju udara divariasi pada kecepatan 4, dan 9 meterdetik, untuk pengeringan dengan zeolite. Hasil menunjukkan bahwa semakin tinggi
kecepatan udara, kecepatan pengeringan semakin tinggi Gambar 8.3. Dari grafik terlihat bahwa walaupun inisiasi kadar air sedikit berbeda, namun jika dihitung
secara gradien berdasarkan kadar air total diuapkan selama 120 menit, nampak bahwa pada laju 9 meterdetik penguapan air rata-rata 0.006menit, sedangkan
pada laju 4 meterdetik, laju penguapan air 0.004 menit. Hal ini sangat sesuai dengan teori, bahwa semakin tinggi udara kapabilitas untuk menguapkan air
menjadi lebih tinggi, sehingga proses lebih cepat. Disini nampak bahwa kenaikan laju udara 2 kali lipat, tidak serta merta menaikkan kecepatan penguapan air dua
kalinya. Hal ini disebabkan adanya pengaruh zeolite pada laju udara rendah akan memberikan pengurangan relatif humidity yang lebih besar Tabel 8.2. Selain itu,
