Karakteristik Pengeringan Asam Gelugur (Garcinia atriviridis) Menggunakan Alat Pengering Tray Dryer dan Pengaruh Desikan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 PENGERINGAN
Pengeringan adalah proses dasar dalam teknik kimia, pertanian, bioteknologi,
industri makanan, polimer, keramik, farmasi, pulp dan kertas, pertambangan, dan
industri kehutanan. Pengeringan merupakan proses tertua, paling umum dan yang
paling banyak jenisnya dari unit operasi teknik kimia. Lebih dari 400 jenis pengering
telah dilaporkan kemudian lebih dari 100 jenis telah tersedia untuk digunakan [8].
Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana
perkembangan mikro organisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan
pembusukan menjadi terhambat atau terhenti [9].
Operasi pemisahan pada pengeringan adalah kegiatan mengubah suatu bahan
umpan berbentuk padatan, semi-padatan atau cairan menjadi produk berbentuk
padatan kering. Pada kasus pengeringan beku, yang berlangsung di bawah triple
point dimana cairan akan dikeluarkan kandungan airnya, pengeringan terjadi dengan
penyubliman fase padat langsung menjadi fase uap. Jadi, definisi ini tidak mencakup
pengubahan suatu fase cairan menjadi fase cair terkonsentrasi (penguapan), operasi
pengurangan air secara mekanis seperti penyaringan, sentrifugasi, sedimentasi,
ekstraksi superkritik air dari jel untuk menghasilkan produk yang sangat berongga
(ekstraksi) atau yang disebut sebagai pengeringan cairan dan gas dengan
menggunakan saringan molekuler (adsorpsi). Perubahan fase dan pembentukan fase
padat sebagai hasil akhir adalah ciri penting proses pengeringan. Pengeringan adalah
operasi yang sangat penting dalam industri kimia, pertanian, bioteknologi, pangan,
polimer, keramik, farmasi, kertas dan pulp, pengolahan mineral, dan pengolahan
kayu [10].
2.2 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGERINGAN
Ada enzim atau mikroorganisme yang bisa membuat bahan bisa menjadi rusak
sehingga mengalami pembusukan ketika kadar air yang ada di dalamnya belum
berkurang, sedangkan ketika anda mengeringkannya, anda akan meningkatkan umur
5
Universitas Sumatera Utara
simpannya. Berikut merupakan 2 faktor yang mempengaruhi pengeringan bahan
pangan [11]:
1. Faktor internal
Faktor internal adalah faktor yang datang dari dalam bahan pangan tersebut dan
biasanya faktor tersebut dipengaruhi oleh berikut ini:
Luas permukaan bahan pangan, semakin luas maka semakin lama
pengeringannya.
Kadar air pada awal bahan pangan, semakin banyak semakin lama tahapan
pengeringannya.
Komposisi kimia bahan yang ada.
Ukuran bahan pangan, semakin tebal semakin lama pengeringannya.
Tekanan parsial yang ada dalam bahan pangan, dan hal inilah yang
mempengaruhi kualitas bahan pangan.
2. Faktor eksternal
Faktor eksternal adalah faktor yang berasal dari lingkungan atau dari luar bahan
pangan. Adapun yang termasuk kedalam faktor eksternal adalah sebagai berikut:
Suhu juga mempengaruhi karena dengan suhu yang baik dan menyeluruh bisa
membuat bahan pangan cepat kering.
Tekanan juga berpengaruh terhadap baik atau tidaknya hasil bahan pangan
yang dikeringkan.
Kelembaban udara yang ada ketika bahan pangan dikeringkan.
Volumetrik aliran udara mesin pengering juga mempengaruhinya sehingga
gunakan mesin yang bagus agar bahan pangan bisa cepat mengering dan
memiliki kualitas bagus.
2.3 PENGERING LANGSUNG
Pengeringan langsung sinar matahari merupakan cara konvensional untuk
mengeringkan berbagai produk. Pada metode ini produk-produk secara secara
langsung terkena radiasi sinar matahari dan menghilangkan kandungan air ke udara
sekitar. Pergerakan udara terjadi dikarenakan perbedaan densitas. Hal ini secara garis
besar terbagi menjadi dua kategori [12]:
6
Universitas Sumatera Utara
1. Pengeringan langsung di alam terbuka.
2. Melalui sebuah madium transparan yang melindungi sebagian yang
dikeringkan dari hujan dan penomena alam lainnya dimana hal ini disebut
metode pengeringan passif.
Pengeringan langsung juga dikenal sebagai pengering konvektif dan
merupakan jenis pengering yang paling awal dan yang paling umum digunakan.
Sekitar 85% dari pengering industri diperkirakan jenis ini meskipun memiliki
efisiensi termal yang relatif rendah yang disebabkan oleh kesulitan dalam
memanfaatkan panas laten penguapan yang terkandung dalam alur buangan
pengering dengan cara yang paling minim biaya. Udara panas yang dihasilkan oleh
pemanasan langsung atau kontak langsung merupakan media pengeringan yang
paling umum meskipun untuk beberapa aplikasi khusus steam superheated baru-baru
ini telah menunjukkan hasil efisiensi yang lebih tinggi dan kualitas produk yang
sering kali lebih tinggi. Gas buang dapat dimanfaatkan jika produk tidak sensitive
panas atau hasil produk mudah terbakar. Dalam pengering langsung, kontak media
pengeringan bahan yang akan dikeringkan secara langsung dan menyediakan panas
yang dibutuhkan untuk pengeringan secara konveksi. Udara lembab akan menguap
dan terbawa oleh medium pengeringan.
Suhu gas pengeringan bisa berkisar dari 50 ºC sampai 400 ºC tergantung pada
material bahan yang mau dikeringkan. Udara dehumidified mungkin diperlukan saat
pengeringan bahan yang sangat sensitive pada panas. Gas inert seperti nitrogen
mungkin diperlukan saat pengeringan padatan bahan peledak, bahan yang mudah
terbakar atau ketika pelarut organik mau dipisahkan. Pelarut harus dipulihkan dari
alur buangan dengan cara kondensasi sehingga terpisah dengan uap pelarut yang
kemudian dapat dipanaskan dan dikembalikan ke pengering. Karena kebutuhan
untuk menangani volume gas yang besar maka pembersihan gas dan recovery
produk (untuk partikel padat) telah menjadi bagian penting dari proses pengeringan
pada pabrik. Suhu gas yang lebih tinggi menghasilkan efisiensi termal yang lebih
mengarah pada batasan kualitas produk [13].
Desikan merupakan senyawa kimia yang mempunyai kemampuan untuk untuk
menyerap air, dan dapat dijadikan untuk pengering atau mempertahakan kelembaban
yang rendah jika disimpan bersama dengan bahan [14]. Desikan ini menyerap
7
Universitas Sumatera Utara
kelembaban fisik dengan cara menyimpan air di dalam kapiler atau permukaan suatu
bahan, tetapi molekul air nya tetap ada. Sehingga penyerapan ini dapat dikembalikan
lagi. Bahan desikan yang biasa digunakan yaitu silika gel, molecular sleve, dll. Silika
gel memiliki tingkat penyerapan 10-27% dan bekerja baik pada suhu 35oC [15].
Silika gel merupakan suatu bentuk dari silika yang dihasilkan melalui penggumpalan
sol natrium silikat (NaSiO2). Sol mirip agar–agar ini dapat didehidrasi sehingga
berubah menjadi padatan atau butiran mirip kaca yang bersifat tidak elastis. Sifat ini
menjadikan silika gel dimanfaatkan sebagai zat penyerap, pengering dan penopang
katalis. Silika gel mencegah terbentuknya kelembaban yang berlebihan sebelum
terjadi [16].
2.4 KARAKTERISTIK UMUM PENGERINGAN
Ketika kurva laju pengeringan ditentukan melalui berbagai kondisi untuk
dilakukan pada padatan, kurva tampak memiliki geometris yang sama dan hanya
sedikit perbedaan fungsi dari pengeringan yang terjadi. Jika kurva tersebut
dinormalisasi terhadap laju pengeringan awal dan kadar air rata-rata, maka semua
kurva bisa didekati dengan kurva tunggal karakteristik suatu zat tertentu. Hal ini
dinamakan kurva karakteristik pengeringan. Untuk mengetahui karakteristik
pengeringan maka beberapa yang perlu dicari [13].
Kadar air (x)
x=
x100%
Laju pengeringan (R)
R=
Dimana:
1. Mb adalah berat sampel basah sebelum dikeringkan,
2. Mk adalah berat sampel setelah kering,
3. t adalah waktu pengeringan,
4. A adalah luas permukaan bahan
Penggunaan simbol akan ditemukan berbeda-beda misalnya untuk kadar air ada yang
menggunakan x dan ada juga yang menggunakan N atau lainnya [13].
8
Universitas Sumatera Utara
Pada proses pengeringan, kadar air umumnya ditentukan menggunakan basis
kering. Lebih tepatnya, dengan membandingkan berat bahan basah dan kering,
sehingga berat kadar air dapat ditentukan. Perbandingan antara berat kadar air (mm)
dan berat bahan kering (ms) menunjukkan persentase kadar air dalam basis kering,
dalam hal ini tandai dengan simbol W. Sedangkan laju alir udara menunjukkan
seberapa cepat laju pengeringan yang terjadi hingga mencapai berat konstan, dalam
hal ini ditandai dengan simbol dW/dt.
Gambar 2.1 menunjukkan variasi drying rate terhadap kadar air. Dalam hal
ini terjadi beberapa priode dimulai dengan priode A-B merupakan priode
pengeringan meningkat, terlihat bagaimana laju pengeringan meningkat beberapa
saat dari titik A ke titik B. Selanjutnya titik B ke titik C menujukkan priode
pengeringan konstan, dalam hal ini nilai dari kadar air terus mengalami penurunan
sementara laju pengeringan tetap. selanjutnya dari titik C ke titik E terjadi priode
pengeringan mulai mengalami penurunan, namun penurunan secara keseluruhan
terjadi pada titik E ke titik D, dimana nilai daripada laju pengeringan menurun secara
signifikan. Panjang dari priode-priode ini ditentukan oleh beberapa hal yang meliputi
sifat-sifat bahan yang dikeringkan atau faktor internal dan kondisi operasi yang
dW/dt (kg/kg dry solid.h
disebut juga faktor eksternal [17].
C
B
A
Wc
E
D
W (kg/kg dry solid)
Gambar 2.1 Priode-Priode pada Kurva Karaktersitik Pengeringan untuk Padatan
[17]
9
Universitas Sumatera Utara
2.5 MEKANISME PENGERINGAN
Seperti disebutkan sebelumnya, kandungan air padatan dapat berupa terikat dan
tak terikat. Ada dua metode untuk menghilangkan kelembaban terikat yaitu
vaporisasi dan evaporisasi. Vaporisasi terjadi ketika tekanan uap air pada permukaan
padat adalah sama dengan tekanan atmosfer. Jika bahan yang mau dikeringkan
sensitif terhadap panas, maka suhu dimana penguapan terjadi, yaitu titik didih bisa
diturunkan dengan menurunkan tekanan (penguapan vakum). Jika tekanan
diturunkan di bawah titik tripel, maka tidak ada fase cair yang dapat tampak dan
udara lembab dalam kondisi beku. Penambahan panas menyebabkan sublimasi dari
es langsung ke uap air seperti dalam kasus pengeringan beku. Evaporisasi merupakan
pengeringan yang dilakukan dengan konveksi, yaitu dengan melewatkan udara panas
diatas produk. Terjadi perpindahan panas antara udara panas dan produk, kemudian
kelembaban berpindah ke udara dan terbawa oleh produk. Dalam hal ini tekanan uap
jenuh kelembaban lebih padat dari tekanan atmosfer. Perilaku pengeringan padatan
dapat dicirikan dengan mengukur kehilangan kadar air sebagai fungsi waktu. Metoda
yang digunakan adalah perbedaan kelembaban, beratnya secara kontinu, dan berat
intermiten.
2.6 TRAY DRYER
Pengering baki (tray dryer) disebut juga pengering rak atau pengering kabinet,
dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan
pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm. Cara pengeringan jenis baki atau
wadah adalah dengan meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang
langsung berhubungan dengan media pengering. Pengeringan ini digunakan untuk
mengeringkan bahan-bahan yang tidak boleh diaduk secara termal, Sehingga
didapatkan hasil yang berupa zat padat yang kering. Pengering baki sering digunakan
untuk laju produksi kecil.
Prinsip kerja pengering tray dryer yaitu dapat beroperasi dalam keadaan vakum
dan dengan pemanasan tak langsung. Uap dari zat padat dikeluarkan dengan ejector
atau pompa vakum. Pengeringan zat padat memerlukan waktu sangat lama dan siklus
pengeringan panjang yaitu 4-8 jam [18].
10
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Tray dryer Merek Armfield yang Banyak Digunakan Skala
Laboratorium
[19]
Gambar 2.3 Tray dryer Merek Armfield yang Digunakan di Laboratorium
Operasi Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.2 merupakan salah satu dari sekian banyak model pengering rak
(tray dryer) yang paling sering dijumpai pada labortrium-laboratorium penelitian di
universitas, sedangkan gambar 2.3 merupakan tray dryer yang digunakan di
laboratorium operasi teknik kimia Universitas Sumatera Utara. Tipe pengering ini
beroperasi secara batch dengan menggunakan arus listrik sebagai sumber panas.
11
Universitas Sumatera Utara
Terdapat pengontrol laj alir udara dan pengontrol suhu sesuai sesuai keinginan
pemakainya yang biasanya dari sekala 1-12.
2.7 ASAM GELUGUR (GARCINIA ATROVIRIDIS)
Asam gelugur (Garcinia atroviridis) tergolong kedalam genus Gutiferae. Di
Indonesia buah ini dikenal sebagai asam gelugur atau asam keping. Tanaman ini
mengandung sitrat, tartarat dan asam askorbat yang memiliki aktivitas antioksidan.
Namun, salah satu senyawa bioaktif yang paling penting adalah asam askorbat.
Ekstrak asam gelugur mengandung antioksidan yang kuat, antimikroba, antitumor,
dan aktivitas anti-inflamasi [2].
Di antara sejumlah intisari alami, asam askorbat, merupakan asam utama dari
buah asam gelugur (Garcinia atroviridis) yang telah cukup banyak diteliti. Asam
askorbat disebut juga vitamin C yaitu vitamin yang berperan penting dalam menjaga
kesehatan manusia terutama yang sedang diet. Asam askorbat berperan dalam
membantu coenzymes khusus dan fungsi lainnya. Dibanding vitamin lainnya, vitamin
C (asam askorbat) berperan penting sebagai mikronutrisi yang dibutuhkan pada
proses metabolisme tubuh. Manusia dan mamalia tingkat tinggi lainnya kehilangan
kemampuan untuk memproduksi vitamin C (asam askorbat) akibat kehilangan Lgulonolactonexidase dalam proses mutasi kode genetic, yaitu suatu enzim yang
dibutuhkan dalam biosynthesis vitamin C (asam askorbat) dari asam glucuronic [3].
Tanaman marga Garcinia tersebar di daerah tropis Asia. Jenisnya yang banyak
dikenal, yaitu Garcinia cambogia umumnya dijumpai di India bagian selatan,
sedangkan jenis lainnya, yaitu Garcinia atroviridis (asam gelugur) umumnya
dijumpai di daerah Semenanjung Malaya. Asam gelugur atau gelugor digunakan
secara luas sebagai penyedap masakan oleh masyarakat Indonesia pada umumnya.
Tanaman ini masih satu keluarga dengan manggis dan asam kandis yang tersebar di
Asia Tenggara. Tanaman ini termasuk ke dalam bangsa Guttiferales dan suku
Guttiferae yang tingginya bisa mencapai 20 meter.
Buah asam gelugur muda berwarna hijau kekuningan, berbentuk bulat seperti
buah jeruk yang sudah dikupas (Gambar 2.4). Buah ini biasanya dipotong dan
dikeringkan, kemudian dimanfaatkan sebagai pemberi rasa asam dan penyedap
masakan. Selain itu, buahnya yang sudah dikupas, apabila direbus dengan gula dapat
12
Universitas Sumatera Utara
dibuat menjadi selai. Ekstrak daun asam gelugur yang diberikan secara oral dengan
dosis 360 mg/Kg terhadap mencit memberi efek inhibitor terhadap perkembangan
Plasmodium berghei penyebab malaria [20].
Gambar 2.4 Buah Asam Gelugur (Garcinia atroviridis)
Buah asam gelugur juga bersifat antioksidan dan mampu menurunkan bobot
badan dan kolesterol [20].
Berikut merupakan kandungan senyawa kimia dan mineral pada buah asam
gelugur:
Tabel 2.1 Hasil Analisis Proksimat dan Mineral Buah Asam Gelugur
Komponen
Kadar air, % (w/w)
Carbohydrrate, % (w/w)
Protein, % (w/w)
Fat, % (w/w)
Ash, % (w/w)
Energy, Kcal/100g
Carbon, mg/100g sample
Oxygen, mg/100g sample
Aluminium, mg/100g sample
Potassium, mg/100g sample
Calcium, mg/100g sample
Sulfur, mg/100g sample
Molyddenum, mg/100g sample
[21].
Buah
90.52 ± 5.12
8.64 ± 0.06
0.46 ± 0.08
0.22 ± 0.05
0.15 ± 0.06
38.38 ± 1.79
42.51 ± 3.23
55.52 ± 6.34
0.96 ± 0.01
0.86 ± 0.01
0.18 ± 0.01
0.10 ± 0.01
0.39 ± 0.01
13
Universitas Sumatera Utara
Pengurangan kadar air dari buah asam
gelugur dilakukan untuk
menjadikannya aman untuk proses penyimpanan. Bahan dikatakan dapat disimpan
dalam jangka waktu yang lama dan terhindar dari bakteri patogen apabila kadar
airnya kurang dari 10% [21].
14
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 PENGERINGAN
Pengeringan adalah proses dasar dalam teknik kimia, pertanian, bioteknologi,
industri makanan, polimer, keramik, farmasi, pulp dan kertas, pertambangan, dan
industri kehutanan. Pengeringan merupakan proses tertua, paling umum dan yang
paling banyak jenisnya dari unit operasi teknik kimia. Lebih dari 400 jenis pengering
telah dilaporkan kemudian lebih dari 100 jenis telah tersedia untuk digunakan [8].
Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana
perkembangan mikro organisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan
pembusukan menjadi terhambat atau terhenti [9].
Operasi pemisahan pada pengeringan adalah kegiatan mengubah suatu bahan
umpan berbentuk padatan, semi-padatan atau cairan menjadi produk berbentuk
padatan kering. Pada kasus pengeringan beku, yang berlangsung di bawah triple
point dimana cairan akan dikeluarkan kandungan airnya, pengeringan terjadi dengan
penyubliman fase padat langsung menjadi fase uap. Jadi, definisi ini tidak mencakup
pengubahan suatu fase cairan menjadi fase cair terkonsentrasi (penguapan), operasi
pengurangan air secara mekanis seperti penyaringan, sentrifugasi, sedimentasi,
ekstraksi superkritik air dari jel untuk menghasilkan produk yang sangat berongga
(ekstraksi) atau yang disebut sebagai pengeringan cairan dan gas dengan
menggunakan saringan molekuler (adsorpsi). Perubahan fase dan pembentukan fase
padat sebagai hasil akhir adalah ciri penting proses pengeringan. Pengeringan adalah
operasi yang sangat penting dalam industri kimia, pertanian, bioteknologi, pangan,
polimer, keramik, farmasi, kertas dan pulp, pengolahan mineral, dan pengolahan
kayu [10].
2.2 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGERINGAN
Ada enzim atau mikroorganisme yang bisa membuat bahan bisa menjadi rusak
sehingga mengalami pembusukan ketika kadar air yang ada di dalamnya belum
berkurang, sedangkan ketika anda mengeringkannya, anda akan meningkatkan umur
5
Universitas Sumatera Utara
simpannya. Berikut merupakan 2 faktor yang mempengaruhi pengeringan bahan
pangan [11]:
1. Faktor internal
Faktor internal adalah faktor yang datang dari dalam bahan pangan tersebut dan
biasanya faktor tersebut dipengaruhi oleh berikut ini:
Luas permukaan bahan pangan, semakin luas maka semakin lama
pengeringannya.
Kadar air pada awal bahan pangan, semakin banyak semakin lama tahapan
pengeringannya.
Komposisi kimia bahan yang ada.
Ukuran bahan pangan, semakin tebal semakin lama pengeringannya.
Tekanan parsial yang ada dalam bahan pangan, dan hal inilah yang
mempengaruhi kualitas bahan pangan.
2. Faktor eksternal
Faktor eksternal adalah faktor yang berasal dari lingkungan atau dari luar bahan
pangan. Adapun yang termasuk kedalam faktor eksternal adalah sebagai berikut:
Suhu juga mempengaruhi karena dengan suhu yang baik dan menyeluruh bisa
membuat bahan pangan cepat kering.
Tekanan juga berpengaruh terhadap baik atau tidaknya hasil bahan pangan
yang dikeringkan.
Kelembaban udara yang ada ketika bahan pangan dikeringkan.
Volumetrik aliran udara mesin pengering juga mempengaruhinya sehingga
gunakan mesin yang bagus agar bahan pangan bisa cepat mengering dan
memiliki kualitas bagus.
2.3 PENGERING LANGSUNG
Pengeringan langsung sinar matahari merupakan cara konvensional untuk
mengeringkan berbagai produk. Pada metode ini produk-produk secara secara
langsung terkena radiasi sinar matahari dan menghilangkan kandungan air ke udara
sekitar. Pergerakan udara terjadi dikarenakan perbedaan densitas. Hal ini secara garis
besar terbagi menjadi dua kategori [12]:
6
Universitas Sumatera Utara
1. Pengeringan langsung di alam terbuka.
2. Melalui sebuah madium transparan yang melindungi sebagian yang
dikeringkan dari hujan dan penomena alam lainnya dimana hal ini disebut
metode pengeringan passif.
Pengeringan langsung juga dikenal sebagai pengering konvektif dan
merupakan jenis pengering yang paling awal dan yang paling umum digunakan.
Sekitar 85% dari pengering industri diperkirakan jenis ini meskipun memiliki
efisiensi termal yang relatif rendah yang disebabkan oleh kesulitan dalam
memanfaatkan panas laten penguapan yang terkandung dalam alur buangan
pengering dengan cara yang paling minim biaya. Udara panas yang dihasilkan oleh
pemanasan langsung atau kontak langsung merupakan media pengeringan yang
paling umum meskipun untuk beberapa aplikasi khusus steam superheated baru-baru
ini telah menunjukkan hasil efisiensi yang lebih tinggi dan kualitas produk yang
sering kali lebih tinggi. Gas buang dapat dimanfaatkan jika produk tidak sensitive
panas atau hasil produk mudah terbakar. Dalam pengering langsung, kontak media
pengeringan bahan yang akan dikeringkan secara langsung dan menyediakan panas
yang dibutuhkan untuk pengeringan secara konveksi. Udara lembab akan menguap
dan terbawa oleh medium pengeringan.
Suhu gas pengeringan bisa berkisar dari 50 ºC sampai 400 ºC tergantung pada
material bahan yang mau dikeringkan. Udara dehumidified mungkin diperlukan saat
pengeringan bahan yang sangat sensitive pada panas. Gas inert seperti nitrogen
mungkin diperlukan saat pengeringan padatan bahan peledak, bahan yang mudah
terbakar atau ketika pelarut organik mau dipisahkan. Pelarut harus dipulihkan dari
alur buangan dengan cara kondensasi sehingga terpisah dengan uap pelarut yang
kemudian dapat dipanaskan dan dikembalikan ke pengering. Karena kebutuhan
untuk menangani volume gas yang besar maka pembersihan gas dan recovery
produk (untuk partikel padat) telah menjadi bagian penting dari proses pengeringan
pada pabrik. Suhu gas yang lebih tinggi menghasilkan efisiensi termal yang lebih
mengarah pada batasan kualitas produk [13].
Desikan merupakan senyawa kimia yang mempunyai kemampuan untuk untuk
menyerap air, dan dapat dijadikan untuk pengering atau mempertahakan kelembaban
yang rendah jika disimpan bersama dengan bahan [14]. Desikan ini menyerap
7
Universitas Sumatera Utara
kelembaban fisik dengan cara menyimpan air di dalam kapiler atau permukaan suatu
bahan, tetapi molekul air nya tetap ada. Sehingga penyerapan ini dapat dikembalikan
lagi. Bahan desikan yang biasa digunakan yaitu silika gel, molecular sleve, dll. Silika
gel memiliki tingkat penyerapan 10-27% dan bekerja baik pada suhu 35oC [15].
Silika gel merupakan suatu bentuk dari silika yang dihasilkan melalui penggumpalan
sol natrium silikat (NaSiO2). Sol mirip agar–agar ini dapat didehidrasi sehingga
berubah menjadi padatan atau butiran mirip kaca yang bersifat tidak elastis. Sifat ini
menjadikan silika gel dimanfaatkan sebagai zat penyerap, pengering dan penopang
katalis. Silika gel mencegah terbentuknya kelembaban yang berlebihan sebelum
terjadi [16].
2.4 KARAKTERISTIK UMUM PENGERINGAN
Ketika kurva laju pengeringan ditentukan melalui berbagai kondisi untuk
dilakukan pada padatan, kurva tampak memiliki geometris yang sama dan hanya
sedikit perbedaan fungsi dari pengeringan yang terjadi. Jika kurva tersebut
dinormalisasi terhadap laju pengeringan awal dan kadar air rata-rata, maka semua
kurva bisa didekati dengan kurva tunggal karakteristik suatu zat tertentu. Hal ini
dinamakan kurva karakteristik pengeringan. Untuk mengetahui karakteristik
pengeringan maka beberapa yang perlu dicari [13].
Kadar air (x)
x=
x100%
Laju pengeringan (R)
R=
Dimana:
1. Mb adalah berat sampel basah sebelum dikeringkan,
2. Mk adalah berat sampel setelah kering,
3. t adalah waktu pengeringan,
4. A adalah luas permukaan bahan
Penggunaan simbol akan ditemukan berbeda-beda misalnya untuk kadar air ada yang
menggunakan x dan ada juga yang menggunakan N atau lainnya [13].
8
Universitas Sumatera Utara
Pada proses pengeringan, kadar air umumnya ditentukan menggunakan basis
kering. Lebih tepatnya, dengan membandingkan berat bahan basah dan kering,
sehingga berat kadar air dapat ditentukan. Perbandingan antara berat kadar air (mm)
dan berat bahan kering (ms) menunjukkan persentase kadar air dalam basis kering,
dalam hal ini tandai dengan simbol W. Sedangkan laju alir udara menunjukkan
seberapa cepat laju pengeringan yang terjadi hingga mencapai berat konstan, dalam
hal ini ditandai dengan simbol dW/dt.
Gambar 2.1 menunjukkan variasi drying rate terhadap kadar air. Dalam hal
ini terjadi beberapa priode dimulai dengan priode A-B merupakan priode
pengeringan meningkat, terlihat bagaimana laju pengeringan meningkat beberapa
saat dari titik A ke titik B. Selanjutnya titik B ke titik C menujukkan priode
pengeringan konstan, dalam hal ini nilai dari kadar air terus mengalami penurunan
sementara laju pengeringan tetap. selanjutnya dari titik C ke titik E terjadi priode
pengeringan mulai mengalami penurunan, namun penurunan secara keseluruhan
terjadi pada titik E ke titik D, dimana nilai daripada laju pengeringan menurun secara
signifikan. Panjang dari priode-priode ini ditentukan oleh beberapa hal yang meliputi
sifat-sifat bahan yang dikeringkan atau faktor internal dan kondisi operasi yang
dW/dt (kg/kg dry solid.h
disebut juga faktor eksternal [17].
C
B
A
Wc
E
D
W (kg/kg dry solid)
Gambar 2.1 Priode-Priode pada Kurva Karaktersitik Pengeringan untuk Padatan
[17]
9
Universitas Sumatera Utara
2.5 MEKANISME PENGERINGAN
Seperti disebutkan sebelumnya, kandungan air padatan dapat berupa terikat dan
tak terikat. Ada dua metode untuk menghilangkan kelembaban terikat yaitu
vaporisasi dan evaporisasi. Vaporisasi terjadi ketika tekanan uap air pada permukaan
padat adalah sama dengan tekanan atmosfer. Jika bahan yang mau dikeringkan
sensitif terhadap panas, maka suhu dimana penguapan terjadi, yaitu titik didih bisa
diturunkan dengan menurunkan tekanan (penguapan vakum). Jika tekanan
diturunkan di bawah titik tripel, maka tidak ada fase cair yang dapat tampak dan
udara lembab dalam kondisi beku. Penambahan panas menyebabkan sublimasi dari
es langsung ke uap air seperti dalam kasus pengeringan beku. Evaporisasi merupakan
pengeringan yang dilakukan dengan konveksi, yaitu dengan melewatkan udara panas
diatas produk. Terjadi perpindahan panas antara udara panas dan produk, kemudian
kelembaban berpindah ke udara dan terbawa oleh produk. Dalam hal ini tekanan uap
jenuh kelembaban lebih padat dari tekanan atmosfer. Perilaku pengeringan padatan
dapat dicirikan dengan mengukur kehilangan kadar air sebagai fungsi waktu. Metoda
yang digunakan adalah perbedaan kelembaban, beratnya secara kontinu, dan berat
intermiten.
2.6 TRAY DRYER
Pengering baki (tray dryer) disebut juga pengering rak atau pengering kabinet,
dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan
pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm. Cara pengeringan jenis baki atau
wadah adalah dengan meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang
langsung berhubungan dengan media pengering. Pengeringan ini digunakan untuk
mengeringkan bahan-bahan yang tidak boleh diaduk secara termal, Sehingga
didapatkan hasil yang berupa zat padat yang kering. Pengering baki sering digunakan
untuk laju produksi kecil.
Prinsip kerja pengering tray dryer yaitu dapat beroperasi dalam keadaan vakum
dan dengan pemanasan tak langsung. Uap dari zat padat dikeluarkan dengan ejector
atau pompa vakum. Pengeringan zat padat memerlukan waktu sangat lama dan siklus
pengeringan panjang yaitu 4-8 jam [18].
10
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Tray dryer Merek Armfield yang Banyak Digunakan Skala
Laboratorium
[19]
Gambar 2.3 Tray dryer Merek Armfield yang Digunakan di Laboratorium
Operasi Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.2 merupakan salah satu dari sekian banyak model pengering rak
(tray dryer) yang paling sering dijumpai pada labortrium-laboratorium penelitian di
universitas, sedangkan gambar 2.3 merupakan tray dryer yang digunakan di
laboratorium operasi teknik kimia Universitas Sumatera Utara. Tipe pengering ini
beroperasi secara batch dengan menggunakan arus listrik sebagai sumber panas.
11
Universitas Sumatera Utara
Terdapat pengontrol laj alir udara dan pengontrol suhu sesuai sesuai keinginan
pemakainya yang biasanya dari sekala 1-12.
2.7 ASAM GELUGUR (GARCINIA ATROVIRIDIS)
Asam gelugur (Garcinia atroviridis) tergolong kedalam genus Gutiferae. Di
Indonesia buah ini dikenal sebagai asam gelugur atau asam keping. Tanaman ini
mengandung sitrat, tartarat dan asam askorbat yang memiliki aktivitas antioksidan.
Namun, salah satu senyawa bioaktif yang paling penting adalah asam askorbat.
Ekstrak asam gelugur mengandung antioksidan yang kuat, antimikroba, antitumor,
dan aktivitas anti-inflamasi [2].
Di antara sejumlah intisari alami, asam askorbat, merupakan asam utama dari
buah asam gelugur (Garcinia atroviridis) yang telah cukup banyak diteliti. Asam
askorbat disebut juga vitamin C yaitu vitamin yang berperan penting dalam menjaga
kesehatan manusia terutama yang sedang diet. Asam askorbat berperan dalam
membantu coenzymes khusus dan fungsi lainnya. Dibanding vitamin lainnya, vitamin
C (asam askorbat) berperan penting sebagai mikronutrisi yang dibutuhkan pada
proses metabolisme tubuh. Manusia dan mamalia tingkat tinggi lainnya kehilangan
kemampuan untuk memproduksi vitamin C (asam askorbat) akibat kehilangan Lgulonolactonexidase dalam proses mutasi kode genetic, yaitu suatu enzim yang
dibutuhkan dalam biosynthesis vitamin C (asam askorbat) dari asam glucuronic [3].
Tanaman marga Garcinia tersebar di daerah tropis Asia. Jenisnya yang banyak
dikenal, yaitu Garcinia cambogia umumnya dijumpai di India bagian selatan,
sedangkan jenis lainnya, yaitu Garcinia atroviridis (asam gelugur) umumnya
dijumpai di daerah Semenanjung Malaya. Asam gelugur atau gelugor digunakan
secara luas sebagai penyedap masakan oleh masyarakat Indonesia pada umumnya.
Tanaman ini masih satu keluarga dengan manggis dan asam kandis yang tersebar di
Asia Tenggara. Tanaman ini termasuk ke dalam bangsa Guttiferales dan suku
Guttiferae yang tingginya bisa mencapai 20 meter.
Buah asam gelugur muda berwarna hijau kekuningan, berbentuk bulat seperti
buah jeruk yang sudah dikupas (Gambar 2.4). Buah ini biasanya dipotong dan
dikeringkan, kemudian dimanfaatkan sebagai pemberi rasa asam dan penyedap
masakan. Selain itu, buahnya yang sudah dikupas, apabila direbus dengan gula dapat
12
Universitas Sumatera Utara
dibuat menjadi selai. Ekstrak daun asam gelugur yang diberikan secara oral dengan
dosis 360 mg/Kg terhadap mencit memberi efek inhibitor terhadap perkembangan
Plasmodium berghei penyebab malaria [20].
Gambar 2.4 Buah Asam Gelugur (Garcinia atroviridis)
Buah asam gelugur juga bersifat antioksidan dan mampu menurunkan bobot
badan dan kolesterol [20].
Berikut merupakan kandungan senyawa kimia dan mineral pada buah asam
gelugur:
Tabel 2.1 Hasil Analisis Proksimat dan Mineral Buah Asam Gelugur
Komponen
Kadar air, % (w/w)
Carbohydrrate, % (w/w)
Protein, % (w/w)
Fat, % (w/w)
Ash, % (w/w)
Energy, Kcal/100g
Carbon, mg/100g sample
Oxygen, mg/100g sample
Aluminium, mg/100g sample
Potassium, mg/100g sample
Calcium, mg/100g sample
Sulfur, mg/100g sample
Molyddenum, mg/100g sample
[21].
Buah
90.52 ± 5.12
8.64 ± 0.06
0.46 ± 0.08
0.22 ± 0.05
0.15 ± 0.06
38.38 ± 1.79
42.51 ± 3.23
55.52 ± 6.34
0.96 ± 0.01
0.86 ± 0.01
0.18 ± 0.01
0.10 ± 0.01
0.39 ± 0.01
13
Universitas Sumatera Utara
Pengurangan kadar air dari buah asam
gelugur dilakukan untuk
menjadikannya aman untuk proses penyimpanan. Bahan dikatakan dapat disimpan
dalam jangka waktu yang lama dan terhindar dari bakteri patogen apabila kadar
airnya kurang dari 10% [21].
14
Universitas Sumatera Utara