BAB II(1)
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Drying (Pengeringan)
Proses drying secara umum dapat diartikan sebagai proses menghilangkan
sejumlah air (dalam jumlah sedikit) yang terkandung dalam suatu material. Sedangkan
evaporasi dapat diartikan sebagai proses menghilangkan sejumlah air (dalam jumlah
cukup banyak) yang terkandung dalam suatu material. Dalam proses evaporasi, air
dihilangkan dari material dalam wujud uap pada saat material tersebut mencapai titik
didihnya. Sedangkan dalam proses drying, air biasanya dihilangkan dalam wujud uap
dengan bantuan gas panas.
Udara yang memasuki pengering jarang sekali berada dalam keadaan benar-benar
kering, tetapi selalu mengandung kebasahan dan mempunyai kelembaban relatif
tertentu. Untuk udara yang mempunyai kelembaban tertentu, kandungan kebasahan di
dalam zat padat yang keluar dari pengering tidak bisa kurang dari kebasahan
keseimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Bagian air yang
terdapat di dalam zat padat yang basah tidak dapat dikeluarkan dengan udara masuk,
karena udara masuk itu mengandung kelembaban pula, yang disebut kebasahan
keseimbangan (equilibrium moisture). Jadi meskipun telah mengalami proses drying,
bahan tersebut tidak dapat sepenuhnya bebas dari kandungan air. Air yang dapat
dihilangkan hanya sampai pada batasan equilibrium moisture contentnya. Kandungan
air dari produk yang sudah mengalami proses drying berbeda-beda tergantung dari tipe
produk. Sebagai contoh dried salt mengandung kira-kira 0,5% air, batu bara
mengandung kira-kira 4% air, dan sebagian besar produk makanan mengandung kira kira 5% air.
Pengeringan merupakan salah satu unit operasi energi paling intensif dalam
pengolahan pasca panen. Unit operasi ini diterapkan untuk mengurangi kadar air produk
seperti berbagai buah-buahan, sayuran, dan produk pertanian lainnya setelah panen.
Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan yang
memerlukan panas untuk menguapkan air dari permukaan bahan tanpa mengubah sifat
kimia dari bahan tersebut. Dasar dari proses pengeringan adalah terjadinya penguapan
air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dan bahan yang
3
4
dikeringkan. Laju pemindahan kandungan air dari bahan akan mengakibatkan
berkurangnya kadar air dalam bahan tersebut.
Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga
mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah
yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan ini air diuapkan
menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang akan dikeringkan.
Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena
adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang antar-muka bahan padat-gas dengan
kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut medium pengering, menyediakan
panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus membawa air keluar. Air juga
dapat dipisahkan dari bahan padat, secara mekanik menggunakan cara pengepresan
sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal, dengan penguapan termal ataupun
dengan metode lainnya. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih murah biayanya
dan lebih hemat energi dibandingkan dengan pengeringan.
Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke
bahan lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama sekali (bone
dry). Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air sebagai air terikat.
Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas dasar basah (% berat) atau
dasar kering, yaitu perbandingan jumlah air dengan jumlah bahan kering.
Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan
kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini,
kandungan uap air udara lebih sedikit atau udara mempunyai kelembaban nisbi yang
rendah sehingga terjadi penguapan. Kemampuan udara membawa uap air bertambah
besar jika perbedaan antara kelembaban nisbi udara pengering dengan udara sekitar
bahan semakin besar. Salah satu faktor yang mempercepat proses pengeringan adalah
kecepatan angin atau udara yang mengalir. Udara yang tidak mengalir menyebabkan
kandungan uap air di sekitar bahan yang dikeringkan semakin jenuh sehingga
pengeringan semakin lambat.
Tujuan pengeringan untuk mengurangi kadar air bahan sampai batas
perkembangan organisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan
terhambat atau bakteri terhenti sama sekali. Dengan demikian bahan yang dikeringkan
mempunyai waktu simpan lebih lama.
5
Proses pengeringan diperoleh dengan cara penguapan air. Cara tersebut dilakukan
dengan menurunkan kelembapan nisbi udara dengan mengalirkan udara panas di
sekeliling bahan, sehingga tekanan uap air bahan lebih besar dari tekanan uap air di
udara. Perbedaan tekanan itu menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke
udara.
Di Industri kimia proses pengeringan adalah salah satu proses yang penting.
Proses pengeringan ini dilakukan biasanya sebagai tahap akhir sebelum dilakukan
pengepakan suatu produk ataupun proses pendahuluan agar proses selanjutnya lebih
mudah, mengurangi biaya pengemasan dan transportasi suatu produk dan dapat
menambah nilai guna dari suatu bahan. Dalam industri makanan, proses pengeringan ini
digunakan untuk pengawetan suatu produk makanan. Mikroorganisme yang dapat
mengakibatkan pembusukan makanan tidak dapat dapat tumbuh pada bahan yang tidak
mengandung air, maka dari itu untuk mempertahankan aroma dan nutrisi dari makanan
agar dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama, kandungan air dalam bahan
makanan itu harus dikurangi dengan cara pengeringan (Revitasari, 2010).
Proses drying juga dapat dikategorikan menurut kondisi fisik saat menambah
panas dan menghilangkan uap air, yakni:
1. Pada kategori pertama, panas ditambahkan dengan cara kontak langsung dengan
udara yang dipanaskan pada tekanan atmosfer, dan uap air yang terbentuk
dihilangkan dengan udara.
2. Pada vacuum drying, evaporasi air bekerja dengan baik pada tekanan rendah,
dan panas ditambahkan secara tidak langsung dengan cara kontak dengan
dinding baja atau dengan radiasi.
3. Pada freeze drying, air mengalami proses penyubliman dari material yang beku.
(Geankoplis, 1997).
2.2. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Pengeringan
Beberapa faktor – faktor yang mempengaruhi proses pengeringan pada industri
kimia, yakni antara lain :
1.
Luas Permukaan
Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering Air menguap
melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah akan
merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat
6
pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong
atau di iris-iris terlebih dulu. Hal ini terjadi karena :
a. Pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan
permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga
air mudah keluar,
b. Potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana
panas harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan
mengurangi jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke
permukaan bahan dan kemudian keluar dari bahan tersebut.
2.
Perbedaan Suhu dan Udara Sekitar
Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan
makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula
penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan
menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang.
Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan
semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan,
akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu
keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya
masih basah.
3.
Kecepatan Aliran Udara
Makin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari
permukaan bahan sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan
bahan. Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat
mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan
bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan
memperlambat penghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat
pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu
semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan.
4.
Tekanan Udara
Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk
mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan
berarti kerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak
7
tetampung dan disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara
semakin besar maka udara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga
kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju
pengeringan.
5.
Kelembapan Udara
Makin lembab udara maka Makin lama kering sedangkan Makin kering udara
maka makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsobsi dan
menahan uap air Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi
masing-masing. kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan
kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari
atmosfir (Supriyono, 2003).
2.3. Prinsip Dasar dan Mekanisme Pengeringan
Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah
massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di transfer dari
medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang
terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini
akan menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer melalui struktur bahan
selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus disediakan untuk menguapkan
air dan air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar supaya dapat lepas
dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada
bahan yang di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan. Makin tinggi suhu dan
kecepatan aliran udara pengeringan makin cepat pula proses pengeringan berlangsung.
Makin tinggi suhu udara pengering, makin besar energi panas yang di bawa udara
sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang di uapkan dari permukaan bahan
yang dikeringkan. Jika kecepatan aliran udara pengering makin tinggi maka makin cepat
massa uap air yang dipindahkan dari bahan ke atmosfer. Kelembaban udara berpengaruh
terhadap proses pemindahan uap air. Pada kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan
uap air didalam dan diluar bahan kecil, sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan
keluar menjadi terhambat. Pada pengeringan dengan menggunakan alat umumnya
terdiri dari tenaga penggerak dan kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol.
Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan udara dapat digunakan blower. Sumber
8
energi yang dapat digunakan pada unit pemanas adalah tungku, gas, minyak bumi, dan
elemen pemanas listrik.
Proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air maka perlu terlebih
dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang
meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan
molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan
kadar air dan aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan
kelembaban relatif dan kelembaban mutlak.
Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah sebagai
berikut :
1.
Air bergerak melalui tekanan kapiler.
2.
Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian
bahan.
3.
Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan
permukaan komponen padatan dari bahan.
4.
Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap
(Dewi, 2010).
2.4. Metode Umum Pengeringan
Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara yang
berbeda. Proses pengeringan dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1.
Batch
Bahan dimasukkan ke dalam peralatan pengering dan pengering berlangsung
selama periode waktu tertentu.
2.
Kontinu
Bahan ditambahkan secara terus-menerus ke dalam pengering dan bahan kering
dipindahkan secara terus-menerus.
2.5. Macam – Macam Teknik Pengeringan
Berikut ini beberapa teknik dari proses pengeringan dalam industri kimia, yakni
seperti berikut :
1.
Pengeringan dengan udara atau dengan panas
Pengeringan ini dengan teknik ini dapat langsung dikeringkan di bawah sinar
matahari atau ditempat yang teduh dengan bantuan udara.
9
2.
Pengeringan buatan
a.
Menggunakan Alat Dehidrator
Pengeringan makanan memerlukan waktu yang lama. Dengan menggunakan
alat dehidrator, makanan akan kering dalam jangka waktu 6-10 jam. Waktu
pengeringan tergantung dengan jenis bahan yang kita gunakan.
Gambar 2.1. Dehidrator
b.
Menggunakan oven
Dengan mengatur panas, kelembaban, dan kadar air, oven dapat digunakan
sebagai dehydrator. Waktu yang diperlukan adalah sekitar 5-12 jam. Lebih
lama dari dehydrator biasa. Agar bahan menjadi kering, temperature oven
harus di atas 140 derajat Fahrenheit.
2.6. Jenis – Jenis Dryer
Dryer dalam pengaplikasian industri kimia dapat memiliki beberapa jenis tipe,
yaitu antara lain :
1.
Rotary Dryer
Pengering ini digunakan untuk mengeringkan zat-zat berbentuk cairan, misalnya
susu atau air buah. Alatnya terdiri dari pipa silinder yang besar, adayang hanya satu ada
yang dua, bagian dalamnya berfungsi menampung danmengalirkan uap panas. Drum
Dryer sangat cocok untuk penanganan lumpur ataupadatan yang berbentuk pasta atau
suspensi serta untuk bermacam-macam larutan (Anonim, 2010). Pengeringan dengan
drum (Drum Drying) secara luas digunakan dalam pengeringan komersial di industri
pangan untuk berbagai jenis produk makanan berpati, makanan bayi, maltodekstrin,
suspensi dan pasta dengan viskositas tinggi (heavy pastes), dan dikenal sebagai metode
pengeringan yang paling hemat energi untuk jenis produk tersebut. Karena terpapar
10
pada suhu tinggi hanya dalam beberapa detik, drum drying sangat cocok untuk
kebanyakan produk yang sensitif terhadap panas. Dan drum Dryer dalam pembuatan
bubuk melibatkan system kominusi. Dalam operasional pengeringan, cairan, bubur, atau
materi yang dihaluskan diletakan sebagai lapisan tipis pada permukaan luar drum
berputar yang dipanaskan oleh uap. Setelah sekitar tiga perempat dari titik putaran,
produk sudah kering dan dipindahkan dengan pisau/scraper statis. Produk kering
kemudian ditumbuk menjadi serpih atau bubuk. Pengeringan drum adalah salah satu
metode pengeringan yang paling hemat energi dan khususnya efektif untuk
mengeringkan cairan dengan viskositas tinggi atau bubur makanan.
Proses optimalisasi drum Dryer ditentukan oleh beberapa faktor, salah satunya
adalahtingkat viskositas larutan bahan (kental atau encer), larutan yang encer lebih
cepatkering disebabkan lebih mudah memperluas permukaan cairan atau pasta. Dalam
aplikasinya dibidang industri biasanya drum Dryer digunakan untuk memproduksi
sereal dan ragi roti (Mujumdar, 1995).
Perbedaan
penggunaan
drum
Dryer
jika
dibandingkan
dengan
oven
dalampengolahan pangan yang mengadung pati adalah tidak merusak bahan karena
suhuyang digunakan berkisar antara 80oC dalam waktu yang cepat, yaitu hanya
sekaliputaran drum. sedangkan penggunaan oven dalam pengeringan adalah dapat
merusak bahan karena suhu yang dugunakan tinggi dalam waktu yang relatif lama.
Prinsip kerja dari alat ini adalah bagian drum berfungsi sebagai suatu evaporator.
Beberapa variasi darijenis drum tunggal adalah dua drum yang berputar dengan umpan
masuk dari atas atau bagian bawah kedua drum tersebut. Terdiri dari gulunganlogam
panas yang berputar. Pada bagian luar terjadi penguapan lapisan tipis zat cair atau
lumpur untuk dikeringkan. Padatan kering dikeluarkandari gulungan yang putarannya
lebih diperlambat.
Mekanisme kerja dari alat ini adalah Cairan yang akan dikeringkan disiramkan
pada silinder pengeringtersebut dan akan keluar secara teratur dan selanjutnya
menempel padapermukaan luar silinder yang panas sehingga mengering, dan karena
silinder tersebut berputar dan di bagian atas terdapat pisau pengerik (skraper) maka
tepung- tepung yang menempel akan terkerik danberjatuhan masuk ke dalam
penampung, sehingga didapat tepung sari hasiltanaman yang kering dan memuaskan
(Ahmad, 2010).
11
Kelebihan :
1.
Produk yang dihasilkan memiliki porositas yang baik sehingga sifat rehidrasi
tinggi.
2.
Bisa digunakan untuk makanan kering yang sangat kental, seperti pasta dan
patigelatinized atau dimasak,
yang tidak dapat mudah dikeringkan dengan
metode lain.
3.
Efisiensi panas dan kecepatan yang tinggi.
4.
Produk/hasil yang diperoleh lebih bersih dan higienis.
5.
Mudah untuk mengoperasikan dan memelihara.
6.
Instalasi mudah.
Kelemahan :
1.
Tidak cocok untuk produk yang tidak dapat membentuk film (lapisan tipis) yang
bagus.
2.
Throughput (kecepatan hasil pengeringan per satuan waktu) relatif rendah
dibandingkan dengan spray drying.
3.
Biaya tinggi untuk perubahan permukaan drum karena presisi mesin sangat
dibutuhkan.
4.
Tidak dapat memproses bahan/material yang mengandung garam tinggi (asin)
atau bersifat korosif karena berpotensi terjadi pitting pada permukaan drum.
5.
Kemungkinan panas produk dapat memberikan rasa masak dan pudarnya warna
karena kontak langsung dengan suhu tinggi di permukaan drum.
Drum Dryer antara lain diaplikasikan pada pengeringan produk pangan seperti,
susu, makanan bayi, sereal, buah dan sayuran, pure kentang, pati masak, dan lain-lain.
Gambar 2.2. Rotary Dryer
2.
Tray Dryer
12
Tray Dryer (Cabinet Dryer) merupakan salah satu alat pengeringan yang tersusun
dari beberapa buah tray di dalam satu rak. Tray Dryer sangat besar manfaatnya bila
produksinya kecil, karena bahan yang akan dikeringkan berkontak langsung dengan
udara panas. Namun alat ini membutuhkan tenaga kerja dalam proses produksinya,
biaya operasi yang agak mahal, sehingga alat ini sering digunakan pada pengeringan
bahan – bahan yang bernilai tinggi.
Tray Dryer termasuk kedalam system pengering konveksi menggunakan aliran
udara panas untuk mengeringkan produk. Proses pengeringan terjadi saat aliran udara
panas ini bersinggungan langsung dengan permukaan produk yang akan dikeringkan.
Produk ditempatkan pada setiap rak yang tersusun sedemikan rupa agar dapat
dikeringkan degan sempurna. Udara panas sebagai fluida kerja bagi model ini diperoleh
dari pembakaran bahan bakar, panas matahari atau listrik. Kelembaban relatif udara
yang mana sebagi factor pembatas kemampuan udara menguapkan air dari produk
sangat diperhatikan dengan mengatur pemasukan dan pengeluaran udara ked an dari alat
pengering ini melalui sebuah alat pengalir.
Penggunaannya cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran, dan sering
digunakan untuk produk yang jumlahnya tidak terlalu besar. Waktu pengeringan yang
dibutuhkan (1-6 jam) tergantung dari dimensi alat yang digunakan dan banyaknya
bahan yang dikeringkan, sumber panas dapat berasal dari steam boiler.
Prinsip kerja dari alat ini adalah pengering tray ini dapat beroperasi dalam vakum
dan dengan pemanasan tak langsung. Uap dari zat padat dikeluarkan dengan ejector atau
pompa vakum. Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat
memerlukan waktu sangat lama dan siklus pengeringan panjang yaitu 4-8 jamper
tumpak. Selain itu dapat juga digunakan sirkulasi tembus, tetapi tidak ekonomis karena
pemendekan siklus pengeringan tidak akan mengurangi biaya tenagakerja yang
diperlukan untuk setiap tumpak.
Sedangkan mekanisme kerja alat ini adalah pada tray Dryer yang juga disebut
rak, bahan dapat berupa padatan kental atau padatan pasta, disebarkan merata pada
tray logam yang dapat dipindahkan di dalam ruang (cabinet). Uap panas disirkulasi
melewati permukaan tray secara sejajar, panas listrik juga digunakan khususnya untuk
menurunkan muatan panassekitar 10-20 % udara yang melewati atas tray adalah udara
13
murni, sisanya menjadi udara sirkulasi. Setelah pengeringan, ruang atau kabinet dibuka
dan tray diganti denganpengering tumbak (batch) tray. Modifikasi tipe ini adalah tipe
tray truck yang ditolak ke dalam pengering. Pada kasus bahan granular (butiran), bahan
bisa dimasukkan dalam kawat pada bagian bawah tiap-tiap tray, kemudian melalui
sirkulasi pengering, uap panas melewati bed permeabel memberikan waktu pengeringan
yang lebih singkat disebabkan oleh luas permukaan yang lebihbesar kena udara.
Kelebihan :
1.
Laju pengeringan lebih cepat.
2.
Kemungkinan terjadinya over drying lebih kecil.
3.
Tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan yang
dikeringkan.
Kelemahan :
1.
Efisiensi rendah.
2.
Kecenderungan tray terbawah panas dan tray teratas kurang panas.
Gambar 2.3. Tray Dryer
3.
Spray Dryer
Pengeringan semprot (spray drying) cocok digunakan untuk pengeringan bahan
pangan cair seperti susu dan kopi (dikeringkan dalam bentuk larutan ekstrak kopi).
Cairan yang akan dikeringkan dilewatkan pada suatu nozzle (semacam saringan
bertekanan) sehingga keluar dalam bentuk butiran (droplet) cairan yang sangat halus.
Butiran ini selanjutnya masuk kedalam ruang pengering yang dilewati oleh aliran udara
panas (Anonim, 2009).
Evaporasi air akan berlangsung dalam hitungan detik, meninggalkan bagian
padatan produk dalam bentuktepung. Kapasitasnya dapat beberapa kg per jam hingga
14
50 ton per jam penguapan (20000 pengering semprot) dan umpan yang diatomisasi
dalam bentuk percikan disentuhkan dengan udara panas yang dirancang dengan baik.
Contoh umum yang mengaplikasikan system spray Dryer adalah proses proses
pembuatan susu bubuk. Pada industri susu bubuk, pada tahap pertama digunakan
evaporator (yang lebih murah biaya penguapannya) sampai dihasilkan larutan pekat.
Tahap berikutnya digunakan Dryer (yang lebih mahal biaya penguapannya) untuk
memperoleh susu bubuk.
Prinsip kerja dari alat ini adalah Seluruh air dari bahan yang ingin dikeringkan,
diubah ke dalam bentuk butiran-butiran air dengan cara diuapkan menggunakan
atomizer. Air daribahan yang telah berbentuk tetesan-tetesan tersebut kemudian di
kontakandengan
udara
panas.
Peristiwa
pengontakkan
ini
menyebabkan
air
dalambentuk tetesan-tetesan tersebut mengering dan berubah menjadi serbuk.
Selanjutnya proses pemisahan antara uap panas dengan serbuk dilakukandengan
cyclone atau penyaring. Setelah di pisahkan, serbuk kemudiankembali diturunkan
suhunya sesuai dengan kebutuhan produksi. Pada prinsipnya cairan disemprotkan
melalui sebuah alat penyemprot (sprayer) ke dalam ruangan yang panas. Dengan
demikian air akan dapatmenguap sehingga bahan dapat kering menjadi bubuk atau
powder.
Sedangkan mekanisme kerja dari alat ini adalah pada proses dengan menggunakan
spray Dryer liquid atau larutanslurry disemprotkan ke dalam tempat yang dialirkan gasgas panas berupatitik-titik berkabut, air dengan cepat diuapkan dari dropplet
menujupartikel padat yang disemprotkan kepada aliran gas panas tadi. Aliran gasdan
cairan di dalam spray yang dialirkan secara co-counter, counter-current dan kombinasi
keduanya (Ranganna, 1977). Tetesan yang terbentuk tadi selanjutnya diumpankan
dengan spraynozel atau cakram spray dengan kecepatan tinggi yang berputar di
dalamkamar-kamar slinder. Hal ini dapat menjamin bahwa tetesantetesan air dan
partikel padatan basah tidak bercampur dan permukan padatan tidak kaku sebelum
sampai ke tempat pengeringan, setelah itu baru digunakan chamber yang besar. Padatan
kering akan keluar dibawah chamber melalui screw conveyer. Kemudian gas dialirkan
dengan cyclone sparator agar proses dapatberlangsung dengan baik. Produknya
berupa partikel ringan dan berporos. Contohnya susu bubuk kering yang dihasilkan dari
pengeringan susu cair dengan spray drayer.
15
Untuk itu, harus diatur ukuran partikel dan jumlah alirannya yang seimbang
dengan temperatur dan jumlah aliran udara panasnya, sehingga dengan perpaduan
pengaturan-pengaturan tersebut akan diperoleh kualitas dan kuantitas tepung atau bubuk
sesuai yang diharapkan. Ruang pengering yang umumnya berbentuk siklon, hendaklah
memilih material siklon yang tepat, kehalusan permukaan dinding bagian dalam siklon
yang memenuhi syarat termasuk dimensi dan sebagainya sehingga tidak menghambat
kelangsungan proses pengeringan seperti bahan dapat mengalir turun tanpa hambatan,
waktu pengeringan.
Gambar 2.4. Spray Dryer
4.
Flash/Pneumatic Dryer
Flash Dryer adalah sebuah instalasi alat pengering yang digunakan untuk
mengeringkan adonan basah melalui desintegrasi dengan mengalirkan udara panas
secara berkelanjutan. Proses pengeringan yang terjadi di flash Dryer berlangsung
dengan sangat cepat dalam hitungan milisekon (Anonim, 2010).
Cara kerja alat ini adalah Bermula dari Feed Mecanism, bahan yang akan
dikeringkan dimasukan kedalam balance tank. Di dalam balance tank, bahan tersebut
diaduk oleh stirer agar teragitasi yang bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan
yang homogen agar lebih mudah dialirkan pada proses selanjutnya. Setelah itu, bahan
akan melalui screw feeder yang akan mengangkut bahan tersebut ke dalam disintegrator.
Screw Feeder inilah yang mengatur banyak sedikitnya bahan yang masuk ke dalam
disintegrator. Sebelum masuk ke dalam disintegrator, pada ujung screw feeder, terdapat
distributor, yang berbentuk small nodule, yang berfungsi untuk memecah kembali bahan
agar tidak berbentuk gumpalan ketika memasuki disintegrator. Dengan adanya
distributor ini, maka akan meringankan kerja disintegrator dalam memecahkan dan
16
mengeringkan bahan. Karena setelah melewati distributor, bahan menjadi terurai
kembali dan luas permukaannya juga meningkat (Anonim, 2010).
Dari Feed Mechanism, bahan memasuki proses Cage Mill Disintegrator, yang
selanjutnya disebut dengan disintegrator. Jantung dari Flash Dryer adalah pada
disintegrator. Pada bagian ini bahan diubah dalam bentuk serbuk dan dipanaskan. Panas
didapat dari hot air generator yang disalurkan ke dalam disintegrator. Sekitar 70%
pemanasan bahan terjadi di dalam disintegrator. Dari disintegrator, melalui tekanan
udara panas dari generator, bahan disalurkan ke drying duct. Pemanasan selanjutnya
terjadi di sini. Selang waktu yang dibutuhkan bahan yang dikeringkan untuk melewati
dry duct sering disebut dengan residence time of drying.
Kemudian bahan memasuki ruang yang disebut dengan siklon untuk memisahkan
antara bahan yang telah kering dan udara. Karena pengaruh gaya tangensial dan
gravitasi, partikel-partiket tersebut jatuh ke bawah dan masuk ke penampungan.
Beberapa partikel yang sangat kecil terbawa oleh udara dan memasuki ruang bag filter.
Di sini udara dan partikel tersebut disaring kembali, sehingga udara yang keluar dari
pipa pengeluaran adalah dalam bentuk udara bersih. Partikel yang tertangkap oleh filter,
diteruskan ke ruang penampungan bersama partikel sebelumya yang jatuh dari siklon.
Pada Flash Dryer terdapat dua blower pada sisi masuk dan sisi keluar, yang berfungsi
untuk mendorong dan menarik udara untuk memastikan kelancaran aliran udara di
dalam Flash Dryer dan agar tidak terjadi tekanan balik atau presser drop.
Gambar 2.5. Pneumatic Dryer
5.
Vacuum Dryer
Mesin vacuum drying (pengering vakum) adalah mesin yang berfungsi untuk
mengeringkan atau menurunkan kandungan air pada suatu produk dan dilakukan pada
suhu rendah secara constant (suhu bisa diatur sesuai kondisi).
17
Prinsip kerja alat ini adalah dengan memanaskan produk pada suhu tertentu
(sistem oven/ kering) yang bisa diatur dan konstan disertai dengan proses pemvakuman
uap air yang dihasilkan dari pemanasan produk atau bahan tersebut tanpa menggunakan
media tertentu, lain halnya dengan vacuum frying yang menggunakan media minyak
goreng (penggorengan).
Gambar 2.6. Vacuum Dryer
6.
Fluidized Bed Dryer
Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses
pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang
dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki
sifat seperti fluida. Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses
pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak
digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri
kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah. Proses pengeringan
dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas sampai bahan
terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan sehingga memperbesar luas
kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan kalor konveksi, dan
peningkatan laju difusi uap air.
Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran udara terendah
dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan baik, sedangkan
kecepatan udara maksimum adalah tingkat kecepatan tertinggi dimana pada tingkat
kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering.
18
Gambar 2.7. Fluidized bed Dryer
7.
Turbo Dryer
Turbo Dryer adalah menara pengering dengan resirkulasi internal pemanas gas
atau pengering yang paling umum digunakan untuk produk dengan jumlah yang tidak
terlalu besar, terdiri dari satu atau beberapa kumpulan nampan yang ditempatkan pada
ruang terisolasi dimana udara panas dialiri oleh kipas dan kisi-kisi pemandu yang
dirancang sesuai keperluan. Pengering ini umumnya membutuhkan sejumlah pekerja
untuk membongkar muat produk. Waktu pengeringan umumnya cukup panjang (10-60
jam). Kunci keberhasilan operasi pengeringan ini adalah keseragaman aliran udara
pengeringan terlama merupakan penentu lama pengeringan keseluruhan yang
dibutuhkan, yang selanjutnya menentukan kapasitas pengering. Turbo Dryer ini
digunakan untuk mengeringkan bahan yangtahan terhadap kontak langsung dengan
udara panas yang di alirkan ke dalam turbo Dryer.
Prinsip kerja turbo Dryer adalah mengedarkan udara atau gas keluar antar ruang
yang pengedarannya diatur oleh turbo fan, dimana turbo fan ini yang akan menggerakan
udara pemanas untuk mengeringkan bahan. Pemanasan udara biasanya dibuat di bagian
bawah menara dan dibuang dari atas, memberikan aliran melawan arus.
19
Gambar 2.8. Turbo Dryer
Gambar diatas menunjukkan pengering turbo, yang terdiri atas susunan nampan
membujur yang diletakkan pada suatu batang vertical. Produk yang dimasukkan pada
tingkat pertama di atur tinggi tumpukannya oleh sekumpulan pisau tak bergerak yang
membentuk sederetan parit pada permukaan lapisan. Pisau-pisau ini dibuat bergigi
untuk memastikan terjadinya pecampuran bahan. Setelah satu putaran, bahan akan
tersapu habis jatuh ke tingkat di bawahnya oleh pisau terakhir. Biasanya pengering ini
dapat memuat sampai dengan 30 buah nampan.
Udara panas dialirkan ke ruang pengering dengan kipas turbin. Udara dipanaskan
secara tak langsung dengan melewatkannya ke elemen pemanas internal. Bahan butiran
basah diumpankan dari atas dan jatuh akibat gravitasi ke nampan berikutnya melewati
selot radial pada tiap sirkular. Garu berputar mencampur padatan sehingga memperbaiki
kinerja pengeringan. Pengering tersebut dapat beroperasi pada kondisi vakum, terutama
untuk bahan yang sensitif terhadap panas atau ketika pelarut perlu dipulihkan dari uap
air.
8.
Freeze Dryer
Freeze Dryer merupakan suatu alat pengeringan yang termasuk kedalam
Conduction Dryer/ Indirect Dryer karena proses perpindahan terjadi secara tidak
langsung yaitu antara bahan yang akan dikeringkan (bahan basah) dan media pemanas
terdapat dinding pembatas sehingga air dalam bahan basah / lembab yang menguap
tidak terbawa bersama media pemanas. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan panas
terjadi secara hantaran (konduksi), sehingga disebut juga Conduction Dryer/Indirect
Dryer. Pengeringan beku (freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan yang
20
mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya
untuk produk-produk yang sensitif terhadap panas.
Kekurangan alat ini adalah Pengoprasian alat tersebut sedikit lebih panjang karena
banyak menu display yang harus diseting dahulu dan harus lebih hati-hati karena
banyak peralatan/asesoris terbuat dari gelas. Cara oprasionalnya sebagai berikut: ekstrak
cairan atau kental sebelum dimasukkan kedalam Freeze Dryer telah dibekukan dalam
refrigerator (lemari es) minimal semalam. Setelah membeku kemudian dimasukkan ke
dalam alat, alat disetting sesuai dengan yang diinginkan. Oleh vaccum puma alat
tersebut akan menyedot solvent yang telah beku (freeze) menjadi uap. Prinsip kerja alat
ini adalah merubah fase padat/es/freeze menjadi fase gas (uap).
Gambar 2.9. Skematik alat freeze drying
9.
Solar Dryer
Solar drying merupakan metode pengeringan yang saat ini sering digunakan untuk
mengeringkan bahan-bahan dengan menggunakan energy surya sebagai sumber energi.
Bahan yang ingin dikeringkan dimasukkan ke dalam bilik yang berada pada
ketinggian tertentu dari permukaan tanah. Udara sekitar masuk melalui saluran yang
dibuat lebih rendah daripada bilik pemanasan dan secara otomatis terpanaskan oleh
sinar matahari secara konveksi pada saat udara tersebut mengalir menuju bilik
pemanasan. Udara yang telah terpanaskan oleh sinar matahari kemudian masuk kedalam
bilik pemanas dan memanaskan bahan makanan. Pengeringan bahan makanan jadi lebih
efektif karena pemanasan yang terjadi berasal dari dua arah, yaitu dari sinar matahari
secara langsung (radiasi) dan aliran udara panas dari bawah (konveksi).
21
Kelebihan :
1.
Konstruksi sederhana.
2.
Pengoperasiannya lebih murah.
3.
Temperatur pengeringan yang lebih tinggi.
4.
Kelembapan yang rendah pada udara pengering dan aliran udara yang lebih baik
menghasilkan laju pengeringan yang lebih cepat.
5.
Material untuk membuat solar Dryer mudah untuk dicari.
Kelemahan :
1.
Total tergantung pada pancaran sinar matahari terbaik.
2.
Pada industri pangan laju pengeringan yang sangat lambat, mendukung
pertumbuhan jamur.
3.
Solar Dryer mahal pada investasi awal.
4.
Solar Dryer cenderung rumit untuk kalangan awam sehingga dibutuhkan training
untuk pemakaiannya.
5.
Solar Dryer tidak dibuat untuk jangka waktu pemakaian yang sangat lama.
PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Drying (Pengeringan)
Proses drying secara umum dapat diartikan sebagai proses menghilangkan
sejumlah air (dalam jumlah sedikit) yang terkandung dalam suatu material. Sedangkan
evaporasi dapat diartikan sebagai proses menghilangkan sejumlah air (dalam jumlah
cukup banyak) yang terkandung dalam suatu material. Dalam proses evaporasi, air
dihilangkan dari material dalam wujud uap pada saat material tersebut mencapai titik
didihnya. Sedangkan dalam proses drying, air biasanya dihilangkan dalam wujud uap
dengan bantuan gas panas.
Udara yang memasuki pengering jarang sekali berada dalam keadaan benar-benar
kering, tetapi selalu mengandung kebasahan dan mempunyai kelembaban relatif
tertentu. Untuk udara yang mempunyai kelembaban tertentu, kandungan kebasahan di
dalam zat padat yang keluar dari pengering tidak bisa kurang dari kebasahan
keseimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Bagian air yang
terdapat di dalam zat padat yang basah tidak dapat dikeluarkan dengan udara masuk,
karena udara masuk itu mengandung kelembaban pula, yang disebut kebasahan
keseimbangan (equilibrium moisture). Jadi meskipun telah mengalami proses drying,
bahan tersebut tidak dapat sepenuhnya bebas dari kandungan air. Air yang dapat
dihilangkan hanya sampai pada batasan equilibrium moisture contentnya. Kandungan
air dari produk yang sudah mengalami proses drying berbeda-beda tergantung dari tipe
produk. Sebagai contoh dried salt mengandung kira-kira 0,5% air, batu bara
mengandung kira-kira 4% air, dan sebagian besar produk makanan mengandung kira kira 5% air.
Pengeringan merupakan salah satu unit operasi energi paling intensif dalam
pengolahan pasca panen. Unit operasi ini diterapkan untuk mengurangi kadar air produk
seperti berbagai buah-buahan, sayuran, dan produk pertanian lainnya setelah panen.
Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan yang
memerlukan panas untuk menguapkan air dari permukaan bahan tanpa mengubah sifat
kimia dari bahan tersebut. Dasar dari proses pengeringan adalah terjadinya penguapan
air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dan bahan yang
3
4
dikeringkan. Laju pemindahan kandungan air dari bahan akan mengakibatkan
berkurangnya kadar air dalam bahan tersebut.
Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga
mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah
yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan ini air diuapkan
menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang akan dikeringkan.
Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena
adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang antar-muka bahan padat-gas dengan
kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut medium pengering, menyediakan
panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus membawa air keluar. Air juga
dapat dipisahkan dari bahan padat, secara mekanik menggunakan cara pengepresan
sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal, dengan penguapan termal ataupun
dengan metode lainnya. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih murah biayanya
dan lebih hemat energi dibandingkan dengan pengeringan.
Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke
bahan lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama sekali (bone
dry). Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air sebagai air terikat.
Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas dasar basah (% berat) atau
dasar kering, yaitu perbandingan jumlah air dengan jumlah bahan kering.
Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan
kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini,
kandungan uap air udara lebih sedikit atau udara mempunyai kelembaban nisbi yang
rendah sehingga terjadi penguapan. Kemampuan udara membawa uap air bertambah
besar jika perbedaan antara kelembaban nisbi udara pengering dengan udara sekitar
bahan semakin besar. Salah satu faktor yang mempercepat proses pengeringan adalah
kecepatan angin atau udara yang mengalir. Udara yang tidak mengalir menyebabkan
kandungan uap air di sekitar bahan yang dikeringkan semakin jenuh sehingga
pengeringan semakin lambat.
Tujuan pengeringan untuk mengurangi kadar air bahan sampai batas
perkembangan organisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan
terhambat atau bakteri terhenti sama sekali. Dengan demikian bahan yang dikeringkan
mempunyai waktu simpan lebih lama.
5
Proses pengeringan diperoleh dengan cara penguapan air. Cara tersebut dilakukan
dengan menurunkan kelembapan nisbi udara dengan mengalirkan udara panas di
sekeliling bahan, sehingga tekanan uap air bahan lebih besar dari tekanan uap air di
udara. Perbedaan tekanan itu menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke
udara.
Di Industri kimia proses pengeringan adalah salah satu proses yang penting.
Proses pengeringan ini dilakukan biasanya sebagai tahap akhir sebelum dilakukan
pengepakan suatu produk ataupun proses pendahuluan agar proses selanjutnya lebih
mudah, mengurangi biaya pengemasan dan transportasi suatu produk dan dapat
menambah nilai guna dari suatu bahan. Dalam industri makanan, proses pengeringan ini
digunakan untuk pengawetan suatu produk makanan. Mikroorganisme yang dapat
mengakibatkan pembusukan makanan tidak dapat dapat tumbuh pada bahan yang tidak
mengandung air, maka dari itu untuk mempertahankan aroma dan nutrisi dari makanan
agar dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama, kandungan air dalam bahan
makanan itu harus dikurangi dengan cara pengeringan (Revitasari, 2010).
Proses drying juga dapat dikategorikan menurut kondisi fisik saat menambah
panas dan menghilangkan uap air, yakni:
1. Pada kategori pertama, panas ditambahkan dengan cara kontak langsung dengan
udara yang dipanaskan pada tekanan atmosfer, dan uap air yang terbentuk
dihilangkan dengan udara.
2. Pada vacuum drying, evaporasi air bekerja dengan baik pada tekanan rendah,
dan panas ditambahkan secara tidak langsung dengan cara kontak dengan
dinding baja atau dengan radiasi.
3. Pada freeze drying, air mengalami proses penyubliman dari material yang beku.
(Geankoplis, 1997).
2.2. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Pengeringan
Beberapa faktor – faktor yang mempengaruhi proses pengeringan pada industri
kimia, yakni antara lain :
1.
Luas Permukaan
Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering Air menguap
melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah akan
merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat
6
pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong
atau di iris-iris terlebih dulu. Hal ini terjadi karena :
a. Pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan
permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga
air mudah keluar,
b. Potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana
panas harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan
mengurangi jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke
permukaan bahan dan kemudian keluar dari bahan tersebut.
2.
Perbedaan Suhu dan Udara Sekitar
Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan
makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula
penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan
menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang.
Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan
semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan,
akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu
keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya
masih basah.
3.
Kecepatan Aliran Udara
Makin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari
permukaan bahan sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan
bahan. Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat
mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan
bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan
memperlambat penghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat
pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu
semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan.
4.
Tekanan Udara
Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk
mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan
berarti kerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak
7
tetampung dan disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara
semakin besar maka udara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga
kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju
pengeringan.
5.
Kelembapan Udara
Makin lembab udara maka Makin lama kering sedangkan Makin kering udara
maka makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsobsi dan
menahan uap air Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi
masing-masing. kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan
kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari
atmosfir (Supriyono, 2003).
2.3. Prinsip Dasar dan Mekanisme Pengeringan
Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah
massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di transfer dari
medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang
terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini
akan menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer melalui struktur bahan
selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus disediakan untuk menguapkan
air dan air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar supaya dapat lepas
dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada
bahan yang di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan. Makin tinggi suhu dan
kecepatan aliran udara pengeringan makin cepat pula proses pengeringan berlangsung.
Makin tinggi suhu udara pengering, makin besar energi panas yang di bawa udara
sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang di uapkan dari permukaan bahan
yang dikeringkan. Jika kecepatan aliran udara pengering makin tinggi maka makin cepat
massa uap air yang dipindahkan dari bahan ke atmosfer. Kelembaban udara berpengaruh
terhadap proses pemindahan uap air. Pada kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan
uap air didalam dan diluar bahan kecil, sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan
keluar menjadi terhambat. Pada pengeringan dengan menggunakan alat umumnya
terdiri dari tenaga penggerak dan kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol.
Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan udara dapat digunakan blower. Sumber
8
energi yang dapat digunakan pada unit pemanas adalah tungku, gas, minyak bumi, dan
elemen pemanas listrik.
Proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air maka perlu terlebih
dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang
meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan
molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan
kadar air dan aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan
kelembaban relatif dan kelembaban mutlak.
Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah sebagai
berikut :
1.
Air bergerak melalui tekanan kapiler.
2.
Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian
bahan.
3.
Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan
permukaan komponen padatan dari bahan.
4.
Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap
(Dewi, 2010).
2.4. Metode Umum Pengeringan
Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara yang
berbeda. Proses pengeringan dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1.
Batch
Bahan dimasukkan ke dalam peralatan pengering dan pengering berlangsung
selama periode waktu tertentu.
2.
Kontinu
Bahan ditambahkan secara terus-menerus ke dalam pengering dan bahan kering
dipindahkan secara terus-menerus.
2.5. Macam – Macam Teknik Pengeringan
Berikut ini beberapa teknik dari proses pengeringan dalam industri kimia, yakni
seperti berikut :
1.
Pengeringan dengan udara atau dengan panas
Pengeringan ini dengan teknik ini dapat langsung dikeringkan di bawah sinar
matahari atau ditempat yang teduh dengan bantuan udara.
9
2.
Pengeringan buatan
a.
Menggunakan Alat Dehidrator
Pengeringan makanan memerlukan waktu yang lama. Dengan menggunakan
alat dehidrator, makanan akan kering dalam jangka waktu 6-10 jam. Waktu
pengeringan tergantung dengan jenis bahan yang kita gunakan.
Gambar 2.1. Dehidrator
b.
Menggunakan oven
Dengan mengatur panas, kelembaban, dan kadar air, oven dapat digunakan
sebagai dehydrator. Waktu yang diperlukan adalah sekitar 5-12 jam. Lebih
lama dari dehydrator biasa. Agar bahan menjadi kering, temperature oven
harus di atas 140 derajat Fahrenheit.
2.6. Jenis – Jenis Dryer
Dryer dalam pengaplikasian industri kimia dapat memiliki beberapa jenis tipe,
yaitu antara lain :
1.
Rotary Dryer
Pengering ini digunakan untuk mengeringkan zat-zat berbentuk cairan, misalnya
susu atau air buah. Alatnya terdiri dari pipa silinder yang besar, adayang hanya satu ada
yang dua, bagian dalamnya berfungsi menampung danmengalirkan uap panas. Drum
Dryer sangat cocok untuk penanganan lumpur ataupadatan yang berbentuk pasta atau
suspensi serta untuk bermacam-macam larutan (Anonim, 2010). Pengeringan dengan
drum (Drum Drying) secara luas digunakan dalam pengeringan komersial di industri
pangan untuk berbagai jenis produk makanan berpati, makanan bayi, maltodekstrin,
suspensi dan pasta dengan viskositas tinggi (heavy pastes), dan dikenal sebagai metode
pengeringan yang paling hemat energi untuk jenis produk tersebut. Karena terpapar
10
pada suhu tinggi hanya dalam beberapa detik, drum drying sangat cocok untuk
kebanyakan produk yang sensitif terhadap panas. Dan drum Dryer dalam pembuatan
bubuk melibatkan system kominusi. Dalam operasional pengeringan, cairan, bubur, atau
materi yang dihaluskan diletakan sebagai lapisan tipis pada permukaan luar drum
berputar yang dipanaskan oleh uap. Setelah sekitar tiga perempat dari titik putaran,
produk sudah kering dan dipindahkan dengan pisau/scraper statis. Produk kering
kemudian ditumbuk menjadi serpih atau bubuk. Pengeringan drum adalah salah satu
metode pengeringan yang paling hemat energi dan khususnya efektif untuk
mengeringkan cairan dengan viskositas tinggi atau bubur makanan.
Proses optimalisasi drum Dryer ditentukan oleh beberapa faktor, salah satunya
adalahtingkat viskositas larutan bahan (kental atau encer), larutan yang encer lebih
cepatkering disebabkan lebih mudah memperluas permukaan cairan atau pasta. Dalam
aplikasinya dibidang industri biasanya drum Dryer digunakan untuk memproduksi
sereal dan ragi roti (Mujumdar, 1995).
Perbedaan
penggunaan
drum
Dryer
jika
dibandingkan
dengan
oven
dalampengolahan pangan yang mengadung pati adalah tidak merusak bahan karena
suhuyang digunakan berkisar antara 80oC dalam waktu yang cepat, yaitu hanya
sekaliputaran drum. sedangkan penggunaan oven dalam pengeringan adalah dapat
merusak bahan karena suhu yang dugunakan tinggi dalam waktu yang relatif lama.
Prinsip kerja dari alat ini adalah bagian drum berfungsi sebagai suatu evaporator.
Beberapa variasi darijenis drum tunggal adalah dua drum yang berputar dengan umpan
masuk dari atas atau bagian bawah kedua drum tersebut. Terdiri dari gulunganlogam
panas yang berputar. Pada bagian luar terjadi penguapan lapisan tipis zat cair atau
lumpur untuk dikeringkan. Padatan kering dikeluarkandari gulungan yang putarannya
lebih diperlambat.
Mekanisme kerja dari alat ini adalah Cairan yang akan dikeringkan disiramkan
pada silinder pengeringtersebut dan akan keluar secara teratur dan selanjutnya
menempel padapermukaan luar silinder yang panas sehingga mengering, dan karena
silinder tersebut berputar dan di bagian atas terdapat pisau pengerik (skraper) maka
tepung- tepung yang menempel akan terkerik danberjatuhan masuk ke dalam
penampung, sehingga didapat tepung sari hasiltanaman yang kering dan memuaskan
(Ahmad, 2010).
11
Kelebihan :
1.
Produk yang dihasilkan memiliki porositas yang baik sehingga sifat rehidrasi
tinggi.
2.
Bisa digunakan untuk makanan kering yang sangat kental, seperti pasta dan
patigelatinized atau dimasak,
yang tidak dapat mudah dikeringkan dengan
metode lain.
3.
Efisiensi panas dan kecepatan yang tinggi.
4.
Produk/hasil yang diperoleh lebih bersih dan higienis.
5.
Mudah untuk mengoperasikan dan memelihara.
6.
Instalasi mudah.
Kelemahan :
1.
Tidak cocok untuk produk yang tidak dapat membentuk film (lapisan tipis) yang
bagus.
2.
Throughput (kecepatan hasil pengeringan per satuan waktu) relatif rendah
dibandingkan dengan spray drying.
3.
Biaya tinggi untuk perubahan permukaan drum karena presisi mesin sangat
dibutuhkan.
4.
Tidak dapat memproses bahan/material yang mengandung garam tinggi (asin)
atau bersifat korosif karena berpotensi terjadi pitting pada permukaan drum.
5.
Kemungkinan panas produk dapat memberikan rasa masak dan pudarnya warna
karena kontak langsung dengan suhu tinggi di permukaan drum.
Drum Dryer antara lain diaplikasikan pada pengeringan produk pangan seperti,
susu, makanan bayi, sereal, buah dan sayuran, pure kentang, pati masak, dan lain-lain.
Gambar 2.2. Rotary Dryer
2.
Tray Dryer
12
Tray Dryer (Cabinet Dryer) merupakan salah satu alat pengeringan yang tersusun
dari beberapa buah tray di dalam satu rak. Tray Dryer sangat besar manfaatnya bila
produksinya kecil, karena bahan yang akan dikeringkan berkontak langsung dengan
udara panas. Namun alat ini membutuhkan tenaga kerja dalam proses produksinya,
biaya operasi yang agak mahal, sehingga alat ini sering digunakan pada pengeringan
bahan – bahan yang bernilai tinggi.
Tray Dryer termasuk kedalam system pengering konveksi menggunakan aliran
udara panas untuk mengeringkan produk. Proses pengeringan terjadi saat aliran udara
panas ini bersinggungan langsung dengan permukaan produk yang akan dikeringkan.
Produk ditempatkan pada setiap rak yang tersusun sedemikan rupa agar dapat
dikeringkan degan sempurna. Udara panas sebagai fluida kerja bagi model ini diperoleh
dari pembakaran bahan bakar, panas matahari atau listrik. Kelembaban relatif udara
yang mana sebagi factor pembatas kemampuan udara menguapkan air dari produk
sangat diperhatikan dengan mengatur pemasukan dan pengeluaran udara ked an dari alat
pengering ini melalui sebuah alat pengalir.
Penggunaannya cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran, dan sering
digunakan untuk produk yang jumlahnya tidak terlalu besar. Waktu pengeringan yang
dibutuhkan (1-6 jam) tergantung dari dimensi alat yang digunakan dan banyaknya
bahan yang dikeringkan, sumber panas dapat berasal dari steam boiler.
Prinsip kerja dari alat ini adalah pengering tray ini dapat beroperasi dalam vakum
dan dengan pemanasan tak langsung. Uap dari zat padat dikeluarkan dengan ejector atau
pompa vakum. Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat
memerlukan waktu sangat lama dan siklus pengeringan panjang yaitu 4-8 jamper
tumpak. Selain itu dapat juga digunakan sirkulasi tembus, tetapi tidak ekonomis karena
pemendekan siklus pengeringan tidak akan mengurangi biaya tenagakerja yang
diperlukan untuk setiap tumpak.
Sedangkan mekanisme kerja alat ini adalah pada tray Dryer yang juga disebut
rak, bahan dapat berupa padatan kental atau padatan pasta, disebarkan merata pada
tray logam yang dapat dipindahkan di dalam ruang (cabinet). Uap panas disirkulasi
melewati permukaan tray secara sejajar, panas listrik juga digunakan khususnya untuk
menurunkan muatan panassekitar 10-20 % udara yang melewati atas tray adalah udara
13
murni, sisanya menjadi udara sirkulasi. Setelah pengeringan, ruang atau kabinet dibuka
dan tray diganti denganpengering tumbak (batch) tray. Modifikasi tipe ini adalah tipe
tray truck yang ditolak ke dalam pengering. Pada kasus bahan granular (butiran), bahan
bisa dimasukkan dalam kawat pada bagian bawah tiap-tiap tray, kemudian melalui
sirkulasi pengering, uap panas melewati bed permeabel memberikan waktu pengeringan
yang lebih singkat disebabkan oleh luas permukaan yang lebihbesar kena udara.
Kelebihan :
1.
Laju pengeringan lebih cepat.
2.
Kemungkinan terjadinya over drying lebih kecil.
3.
Tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan yang
dikeringkan.
Kelemahan :
1.
Efisiensi rendah.
2.
Kecenderungan tray terbawah panas dan tray teratas kurang panas.
Gambar 2.3. Tray Dryer
3.
Spray Dryer
Pengeringan semprot (spray drying) cocok digunakan untuk pengeringan bahan
pangan cair seperti susu dan kopi (dikeringkan dalam bentuk larutan ekstrak kopi).
Cairan yang akan dikeringkan dilewatkan pada suatu nozzle (semacam saringan
bertekanan) sehingga keluar dalam bentuk butiran (droplet) cairan yang sangat halus.
Butiran ini selanjutnya masuk kedalam ruang pengering yang dilewati oleh aliran udara
panas (Anonim, 2009).
Evaporasi air akan berlangsung dalam hitungan detik, meninggalkan bagian
padatan produk dalam bentuktepung. Kapasitasnya dapat beberapa kg per jam hingga
14
50 ton per jam penguapan (20000 pengering semprot) dan umpan yang diatomisasi
dalam bentuk percikan disentuhkan dengan udara panas yang dirancang dengan baik.
Contoh umum yang mengaplikasikan system spray Dryer adalah proses proses
pembuatan susu bubuk. Pada industri susu bubuk, pada tahap pertama digunakan
evaporator (yang lebih murah biaya penguapannya) sampai dihasilkan larutan pekat.
Tahap berikutnya digunakan Dryer (yang lebih mahal biaya penguapannya) untuk
memperoleh susu bubuk.
Prinsip kerja dari alat ini adalah Seluruh air dari bahan yang ingin dikeringkan,
diubah ke dalam bentuk butiran-butiran air dengan cara diuapkan menggunakan
atomizer. Air daribahan yang telah berbentuk tetesan-tetesan tersebut kemudian di
kontakandengan
udara
panas.
Peristiwa
pengontakkan
ini
menyebabkan
air
dalambentuk tetesan-tetesan tersebut mengering dan berubah menjadi serbuk.
Selanjutnya proses pemisahan antara uap panas dengan serbuk dilakukandengan
cyclone atau penyaring. Setelah di pisahkan, serbuk kemudiankembali diturunkan
suhunya sesuai dengan kebutuhan produksi. Pada prinsipnya cairan disemprotkan
melalui sebuah alat penyemprot (sprayer) ke dalam ruangan yang panas. Dengan
demikian air akan dapatmenguap sehingga bahan dapat kering menjadi bubuk atau
powder.
Sedangkan mekanisme kerja dari alat ini adalah pada proses dengan menggunakan
spray Dryer liquid atau larutanslurry disemprotkan ke dalam tempat yang dialirkan gasgas panas berupatitik-titik berkabut, air dengan cepat diuapkan dari dropplet
menujupartikel padat yang disemprotkan kepada aliran gas panas tadi. Aliran gasdan
cairan di dalam spray yang dialirkan secara co-counter, counter-current dan kombinasi
keduanya (Ranganna, 1977). Tetesan yang terbentuk tadi selanjutnya diumpankan
dengan spraynozel atau cakram spray dengan kecepatan tinggi yang berputar di
dalamkamar-kamar slinder. Hal ini dapat menjamin bahwa tetesantetesan air dan
partikel padatan basah tidak bercampur dan permukan padatan tidak kaku sebelum
sampai ke tempat pengeringan, setelah itu baru digunakan chamber yang besar. Padatan
kering akan keluar dibawah chamber melalui screw conveyer. Kemudian gas dialirkan
dengan cyclone sparator agar proses dapatberlangsung dengan baik. Produknya
berupa partikel ringan dan berporos. Contohnya susu bubuk kering yang dihasilkan dari
pengeringan susu cair dengan spray drayer.
15
Untuk itu, harus diatur ukuran partikel dan jumlah alirannya yang seimbang
dengan temperatur dan jumlah aliran udara panasnya, sehingga dengan perpaduan
pengaturan-pengaturan tersebut akan diperoleh kualitas dan kuantitas tepung atau bubuk
sesuai yang diharapkan. Ruang pengering yang umumnya berbentuk siklon, hendaklah
memilih material siklon yang tepat, kehalusan permukaan dinding bagian dalam siklon
yang memenuhi syarat termasuk dimensi dan sebagainya sehingga tidak menghambat
kelangsungan proses pengeringan seperti bahan dapat mengalir turun tanpa hambatan,
waktu pengeringan.
Gambar 2.4. Spray Dryer
4.
Flash/Pneumatic Dryer
Flash Dryer adalah sebuah instalasi alat pengering yang digunakan untuk
mengeringkan adonan basah melalui desintegrasi dengan mengalirkan udara panas
secara berkelanjutan. Proses pengeringan yang terjadi di flash Dryer berlangsung
dengan sangat cepat dalam hitungan milisekon (Anonim, 2010).
Cara kerja alat ini adalah Bermula dari Feed Mecanism, bahan yang akan
dikeringkan dimasukan kedalam balance tank. Di dalam balance tank, bahan tersebut
diaduk oleh stirer agar teragitasi yang bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan
yang homogen agar lebih mudah dialirkan pada proses selanjutnya. Setelah itu, bahan
akan melalui screw feeder yang akan mengangkut bahan tersebut ke dalam disintegrator.
Screw Feeder inilah yang mengatur banyak sedikitnya bahan yang masuk ke dalam
disintegrator. Sebelum masuk ke dalam disintegrator, pada ujung screw feeder, terdapat
distributor, yang berbentuk small nodule, yang berfungsi untuk memecah kembali bahan
agar tidak berbentuk gumpalan ketika memasuki disintegrator. Dengan adanya
distributor ini, maka akan meringankan kerja disintegrator dalam memecahkan dan
16
mengeringkan bahan. Karena setelah melewati distributor, bahan menjadi terurai
kembali dan luas permukaannya juga meningkat (Anonim, 2010).
Dari Feed Mechanism, bahan memasuki proses Cage Mill Disintegrator, yang
selanjutnya disebut dengan disintegrator. Jantung dari Flash Dryer adalah pada
disintegrator. Pada bagian ini bahan diubah dalam bentuk serbuk dan dipanaskan. Panas
didapat dari hot air generator yang disalurkan ke dalam disintegrator. Sekitar 70%
pemanasan bahan terjadi di dalam disintegrator. Dari disintegrator, melalui tekanan
udara panas dari generator, bahan disalurkan ke drying duct. Pemanasan selanjutnya
terjadi di sini. Selang waktu yang dibutuhkan bahan yang dikeringkan untuk melewati
dry duct sering disebut dengan residence time of drying.
Kemudian bahan memasuki ruang yang disebut dengan siklon untuk memisahkan
antara bahan yang telah kering dan udara. Karena pengaruh gaya tangensial dan
gravitasi, partikel-partiket tersebut jatuh ke bawah dan masuk ke penampungan.
Beberapa partikel yang sangat kecil terbawa oleh udara dan memasuki ruang bag filter.
Di sini udara dan partikel tersebut disaring kembali, sehingga udara yang keluar dari
pipa pengeluaran adalah dalam bentuk udara bersih. Partikel yang tertangkap oleh filter,
diteruskan ke ruang penampungan bersama partikel sebelumya yang jatuh dari siklon.
Pada Flash Dryer terdapat dua blower pada sisi masuk dan sisi keluar, yang berfungsi
untuk mendorong dan menarik udara untuk memastikan kelancaran aliran udara di
dalam Flash Dryer dan agar tidak terjadi tekanan balik atau presser drop.
Gambar 2.5. Pneumatic Dryer
5.
Vacuum Dryer
Mesin vacuum drying (pengering vakum) adalah mesin yang berfungsi untuk
mengeringkan atau menurunkan kandungan air pada suatu produk dan dilakukan pada
suhu rendah secara constant (suhu bisa diatur sesuai kondisi).
17
Prinsip kerja alat ini adalah dengan memanaskan produk pada suhu tertentu
(sistem oven/ kering) yang bisa diatur dan konstan disertai dengan proses pemvakuman
uap air yang dihasilkan dari pemanasan produk atau bahan tersebut tanpa menggunakan
media tertentu, lain halnya dengan vacuum frying yang menggunakan media minyak
goreng (penggorengan).
Gambar 2.6. Vacuum Dryer
6.
Fluidized Bed Dryer
Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses
pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang
dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki
sifat seperti fluida. Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses
pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak
digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri
kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah. Proses pengeringan
dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas sampai bahan
terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan sehingga memperbesar luas
kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan kalor konveksi, dan
peningkatan laju difusi uap air.
Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran udara terendah
dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan baik, sedangkan
kecepatan udara maksimum adalah tingkat kecepatan tertinggi dimana pada tingkat
kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering.
18
Gambar 2.7. Fluidized bed Dryer
7.
Turbo Dryer
Turbo Dryer adalah menara pengering dengan resirkulasi internal pemanas gas
atau pengering yang paling umum digunakan untuk produk dengan jumlah yang tidak
terlalu besar, terdiri dari satu atau beberapa kumpulan nampan yang ditempatkan pada
ruang terisolasi dimana udara panas dialiri oleh kipas dan kisi-kisi pemandu yang
dirancang sesuai keperluan. Pengering ini umumnya membutuhkan sejumlah pekerja
untuk membongkar muat produk. Waktu pengeringan umumnya cukup panjang (10-60
jam). Kunci keberhasilan operasi pengeringan ini adalah keseragaman aliran udara
pengeringan terlama merupakan penentu lama pengeringan keseluruhan yang
dibutuhkan, yang selanjutnya menentukan kapasitas pengering. Turbo Dryer ini
digunakan untuk mengeringkan bahan yangtahan terhadap kontak langsung dengan
udara panas yang di alirkan ke dalam turbo Dryer.
Prinsip kerja turbo Dryer adalah mengedarkan udara atau gas keluar antar ruang
yang pengedarannya diatur oleh turbo fan, dimana turbo fan ini yang akan menggerakan
udara pemanas untuk mengeringkan bahan. Pemanasan udara biasanya dibuat di bagian
bawah menara dan dibuang dari atas, memberikan aliran melawan arus.
19
Gambar 2.8. Turbo Dryer
Gambar diatas menunjukkan pengering turbo, yang terdiri atas susunan nampan
membujur yang diletakkan pada suatu batang vertical. Produk yang dimasukkan pada
tingkat pertama di atur tinggi tumpukannya oleh sekumpulan pisau tak bergerak yang
membentuk sederetan parit pada permukaan lapisan. Pisau-pisau ini dibuat bergigi
untuk memastikan terjadinya pecampuran bahan. Setelah satu putaran, bahan akan
tersapu habis jatuh ke tingkat di bawahnya oleh pisau terakhir. Biasanya pengering ini
dapat memuat sampai dengan 30 buah nampan.
Udara panas dialirkan ke ruang pengering dengan kipas turbin. Udara dipanaskan
secara tak langsung dengan melewatkannya ke elemen pemanas internal. Bahan butiran
basah diumpankan dari atas dan jatuh akibat gravitasi ke nampan berikutnya melewati
selot radial pada tiap sirkular. Garu berputar mencampur padatan sehingga memperbaiki
kinerja pengeringan. Pengering tersebut dapat beroperasi pada kondisi vakum, terutama
untuk bahan yang sensitif terhadap panas atau ketika pelarut perlu dipulihkan dari uap
air.
8.
Freeze Dryer
Freeze Dryer merupakan suatu alat pengeringan yang termasuk kedalam
Conduction Dryer/ Indirect Dryer karena proses perpindahan terjadi secara tidak
langsung yaitu antara bahan yang akan dikeringkan (bahan basah) dan media pemanas
terdapat dinding pembatas sehingga air dalam bahan basah / lembab yang menguap
tidak terbawa bersama media pemanas. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan panas
terjadi secara hantaran (konduksi), sehingga disebut juga Conduction Dryer/Indirect
Dryer. Pengeringan beku (freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan yang
20
mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya
untuk produk-produk yang sensitif terhadap panas.
Kekurangan alat ini adalah Pengoprasian alat tersebut sedikit lebih panjang karena
banyak menu display yang harus diseting dahulu dan harus lebih hati-hati karena
banyak peralatan/asesoris terbuat dari gelas. Cara oprasionalnya sebagai berikut: ekstrak
cairan atau kental sebelum dimasukkan kedalam Freeze Dryer telah dibekukan dalam
refrigerator (lemari es) minimal semalam. Setelah membeku kemudian dimasukkan ke
dalam alat, alat disetting sesuai dengan yang diinginkan. Oleh vaccum puma alat
tersebut akan menyedot solvent yang telah beku (freeze) menjadi uap. Prinsip kerja alat
ini adalah merubah fase padat/es/freeze menjadi fase gas (uap).
Gambar 2.9. Skematik alat freeze drying
9.
Solar Dryer
Solar drying merupakan metode pengeringan yang saat ini sering digunakan untuk
mengeringkan bahan-bahan dengan menggunakan energy surya sebagai sumber energi.
Bahan yang ingin dikeringkan dimasukkan ke dalam bilik yang berada pada
ketinggian tertentu dari permukaan tanah. Udara sekitar masuk melalui saluran yang
dibuat lebih rendah daripada bilik pemanasan dan secara otomatis terpanaskan oleh
sinar matahari secara konveksi pada saat udara tersebut mengalir menuju bilik
pemanasan. Udara yang telah terpanaskan oleh sinar matahari kemudian masuk kedalam
bilik pemanas dan memanaskan bahan makanan. Pengeringan bahan makanan jadi lebih
efektif karena pemanasan yang terjadi berasal dari dua arah, yaitu dari sinar matahari
secara langsung (radiasi) dan aliran udara panas dari bawah (konveksi).
21
Kelebihan :
1.
Konstruksi sederhana.
2.
Pengoperasiannya lebih murah.
3.
Temperatur pengeringan yang lebih tinggi.
4.
Kelembapan yang rendah pada udara pengering dan aliran udara yang lebih baik
menghasilkan laju pengeringan yang lebih cepat.
5.
Material untuk membuat solar Dryer mudah untuk dicari.
Kelemahan :
1.
Total tergantung pada pancaran sinar matahari terbaik.
2.
Pada industri pangan laju pengeringan yang sangat lambat, mendukung
pertumbuhan jamur.
3.
Solar Dryer mahal pada investasi awal.
4.
Solar Dryer cenderung rumit untuk kalangan awam sehingga dibutuhkan training
untuk pemakaiannya.
5.
Solar Dryer tidak dibuat untuk jangka waktu pemakaian yang sangat lama.