0,000 0,100
0,200 0,300
0,400 0,500
0,600 0,700
0,800 0,900
1,000 1,100
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
26 28
30 Surya + Absorben 1:1
Surya + Absorben 1:2 Surya + Absorben 1:3
M o
is tu
re Ra
ti o
M R
Waktu jam
4.5 MODEL PENGERINGAN
4.5.1 MOISTURE RATIO RASIO KELEMBABAN
Pada proses pengeringan yang telah dilakukan selain menunjukkan penurunan laju kadar air kakao, tetapi juga dapat memperlihatkan terjadinya
penurunan nilai MR Moisture Ratio selama proses pengeringan berlangsung untuk masing-masing perbandingan. Laju penurunan nilai MR terhadap
waktu pengeringan ditunjukkan pada Gambar 4.5
Berdasarkan gambar 4.8 dapat dilihat bahwa nilai moisture ratio akan semakin menurun seiring dengan bertambahnya waktu pengeringan dan akan
konstan pada waktu tertentu. Perubahan nilai moisture ratio sangat bergantung pada perubahan kadar air bahan. Dimana hal tersebut dipengaruhi
besarnya intensitas radiasi yang diterima pada siang hari dan besarnya jumlah energi yang dihasilkan oleh absorben pada malam hari untuk menyerap
kelembaban bahan. Masing – masing sampel mempunyai waktu yang berbeda – beda untuk mencapai kadar air keseimbangan, Dapat dilihat perubahan
moisture ratio pada surya + absorben 1:1 memiliki waktu pengeringan 25,5 jam, surya + absorben 1:2 memiliki waktu pengeringan 25 jam, surya +
absorben 1:3 memiliki waktu pengeringan 26,8 jam.
Malam Siang 2
Siang 1
Gambar 4.8 Hubungan MR Moisture Ratio dengan Waktu Pengeringan Kakao Selama Proses Pengeringan
Universitas Sumatera Utara
4.5.2 ANALISA MODEL PENGERINGAN
Dari hasil perhitungan nilai MR Moisture Ratio observasi, ada empat jenis model yang digunakan untuk gambaran penurunan nilai MR Moisture
Ratio tersebut yaitu model Logaritma, model Page, model Newton dan model Exponential. Sebelum menghubungkan antara model tersebut dengan
hasil perhitungan MR observasi dan menentukan model terbaik dari ketiga model tersebut, maka dilakukan analisa model pengeringan. dengan
melinearkankan persamaan dari keempat model yang ada, yaitu model Logaritma, model Page, model Newton dan model Eksponential. Bentuk
Newton ketiga model tersebut sebagai berikut;
Tabel 4.2 Bentuk Linier Model Pengeringan Biji Kakao [13]
Model Pengeringan
Bentuk Eksponensial Bentuk Linier
Logaritma
Mr = a exp -kt + c
Ln MR = ln a – kt + ln c
Page Mr = exp -kt
n
ln -ln MR = ln k + n ln t
Newton Mr = exp -kt
ln MR = -kt
Eksponential Mr = a exp -kt
ln MR = ln a – kt
Selanjutnya, dari bentuk Linier persamaan tersebut dalam Excel dimasukkan nilai MR observasi dalam setiap bentuk Linier dari model di atas.
Untuk mendapatkan nilai MR setiap model maka digunakan nilai ln MR vs t untuk model Page dalam Excel di lakukan plot data ke dalam grafik. Garis
Linier akan ditunjukkan dalam grafik setelah ditambahkan treadline yang tertera di option box pada Excel. Hasil grafik ini ditunjukkan pada lampiran.
Berdasarkan hasil pengujian treadline pada setiap grafik model pengeringan, diperoleh nilai konstanta dan R
2
yang ada pada masing-masing model sebagai berikut:
Tabel 4.3 Nilai Konstanta dan R
2
Masing-Masing Model Pengeringan Bahan
Perbandingan Konstanta
Model Logaritma
Model Page
Model Newton
Model Eksponential
Kakao dan
LiCl
1:1 R
2
0,948 0.987
0.912 0.975
k -
0,078 0.033
0.1 a
- -
- 1,102
Universitas Sumatera Utara
n -
1,103 -
- 1:2
R
2
0,939 0,981
0,915 0,971
k -
0,059 0,035
0,11 a
- -
- 1,112
n -
1,21 -
- 1:3
R
2
0,960 0,973
0,925 0,909
k -
0,064 0,031
0,10 a
- -
- 1,141
n -
1,146 -
- Berdasarkan tabel di atas, persamaan model page dan eksponensial untuk
empat perbandingan yang berbeda menunjukkan nilai R
2
yang lebih tinggi dibandingkan dengan dua persamaan model lainnya yaitu model logaritma dan
Newton. Hal ini menunjukkan bahwa model page dan eksponensial memiliki nilai kesesuaian yang besar terhadap karakteristik pengeringan kakao.
Untuk memastikan model yang merupakan model yang terbaik, berikut ditunjukkan nilai R
2
serta hasil perhitungan χ
2
dan RMSE pada tabel berikut:
Tabel 4.4 Nilai R
2
, χ
2
dan RMSE
MODEL PERBANDINGAN
R
2
χ
2
RMSE NEWTON
1:1 0,912 0,00625795
0,079 EKSPONENTIAL
0,975 0,00318858 0,056
PAGE 0,987 0,00130882
0,036 LOGARITMA
0,948 0,00262270 0,051
NEWTON 1:2
0,915 0,006208140 0,079
EKSPONENTIAL 0,971 0,001062053
0,033 PAGE
0,981 0,000937068 0,031
LOGARITMA 0,939 0,003017024
0,049 NEWTON
1:3 0,925 0,005224441 0,072
EKSPONENTIAL 0,909 0,001290007 0,036
PAGE 0,973 0,001130924 0,034
LOGARITMA 0,960 0,002246409 0,047
Tabel 4.3 Nilai Konstanta dan R
2
Masing-Masing Model Pengeringan lanjutan
Universitas Sumatera Utara
y = 1,1464x - 2,7536 R² = 0,973
-8 -6
-4 -2
2 -4
-2 2
4
Ln -L
n M
R n
Ln t jamn
Pada Tabel 4.4 tertera nilai R
2
Coefficient of Determinat, χ
2
chi square dan RMSE root mean square error yang digunakan untuk melihat
tingkat kesesuaian model pengeringan dengan hasil observasi. Untuk memilih model pengeringan yang sesuai, maka perlu diperhatikan parameter berikut :
R
2
, RMSE, dan χ
2
, Nilai tertinggi dari R
2
dan nilai terendah dari RMSE dan χ
2
mengindikasikan model pengeringan yang paling sesuai berdasarkan data moisture ratio dan waktunya [28]. Berdasarkan dari ketiga nilai kesesuaian
tersebut, maka model page adalah model yang terbaik yang dapat merepresentasikan karakteristik pengeringan kakao yaitu, untuk surya +
absorben dengan perbandingan massa 1:1 diperoleh MR = exp-0,078.t
1,103
, untuk surya + absorben dengan perbandingan massa 1:2 diperoleh MR =
exp-0,059.t
1,21
, untuk surya + absorben dengan perbandingan massa 1:3 diperoleh MR = exp-0,064.t
1,146
.
a b
c
Gambar 4.9 Hasil Pencocokan Kurva Untuk Menggambarkan
Model Pengeringan Biji Kakao a Surya + Absorben 1:1 b Surya + Absorben 1:2 c Surya + Absorben 1:3
y = 1,1038x - 2,5464 R² = 0,9876
-6 -4
-2 2
-4 -2
2 4
Ln -L
n M
R n
Ln t jamn
y = 1,2107x - 2,8225 R² = 0,9814
-8 -6
-4 -2
2 -4
-2 2
4
Ln -L
n M
R n
Ln t jamn
Universitas Sumatera Utara
0,0000 0,0002
0,0004 0,0006
0,0008 0,0010
0,0012 0,0014
0,0016 0,0018
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
26 28
La ju
P e
n g
e ri
n g
a n
k g
H
2
O j
a m
n k
g b
e ra
t
k e
ri n
g nn
Waktu jamn
Surya + Absorben 1:1 Surya + Absorben 1:2
Surya + Absorben 1:3
4.6 HUBUNGAN LAJU PENGERINGAN DENGAN WAKTU DAN KADAR
