Download - LAPRES
i
LAPORAN RESMI
Materi :
DRYING
KELOMPOK : 2/ KAMIS
ANGGOTA :1. SATRIO EKO TRIANTO (21030111130051)
2. ODA WINDA SWARI (21030111130073)
3. ARYO ADI PRASETYO (21030111130074)
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
2013
ii
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN RESMI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
Materi : Drying
Kelompok : 2/ Kamis
Anggota : 1. Satrio Eko Trianto (21030111130051)
2. Oda Winda Swari (21030111130073)
3. Aryo Adi Prasetyo (21030111130074)
Semarang, Desember 2013
Mengesahkan,
Dosen Pembimbing
Dr.Ing. Suherman , S.T, M.T
NIP. 197608042000121002
iii
INTISARI
Salah satu cara pengambilan air dari suatu bahan padat adalah dengan cara
pengeringan. Pengeringan adalah cara pengambilan air yang relatif kecil dari suatu zat
padat atau campuran. Tujuan percobaan drying adalah membuat grafik hubungan antara
waktu pengeringan versus kadar air, membuat grafik hubungan kadar air versus laju
pengeringan dan mengertahui tray efektif.
Prinsip pengeringan menggunakan direct dryer adalah pengambilan moisture dalam
bahan dengan mengontakkan udara panas secara langsung pada bahan sehingga moisture
akan terikat oleh aliran udara dan produk memiliki kandungan moisture yang hampir kosong.
Mekanisme pengeringan dapat diterangkan dengan teori perpindahan massa yaitu lepasnya
molekul air dari permukaan tergantung bentuk dan permukaan bahan.
Bahan yang digunakan dalam percobaan adalah kentang, bawang putih dan buah
apel dengan luas permukaan berturut-turut 7 cm2 , 7.1 cm
2dan 4.682 cm
2 dengan interval
suhu tiap 5 menit. Suhu yang digunakan adalah 600C. Percobaan dilakukan dengan terlebih
dahulu menyiapkan bahan sesuai variabel, kemudian mengisi tray dengan bahan yang sudah
diperiksa kadar airnya (digunakan tray 1,2,3,4). Percobaan dilakukan dengan mengamati
bahan tiap 5 menit sampai 45 menit. Analisis kadar air dengan oven dilakukan dengan
menimbang berat awal bahan kemudian dioven pada suhu 1100C selama 3 jam lalu
ditimbang berat akhir bahan.
Dari percobaan diperoleh hasil untuk setiap tray dan variabel semakin lama waktu
pengeringan maka semakin sedikit moisture contentnya. Hasil percobaan dan penelitian
terdahulu menunjukkan hasil yang sama pada hubungan moisture content dengan laju
pengeringan. Kurva sorpsi isotermi pada kebanyakan bahan makanan membentuk sigmoid
dan hysteresis. Proses pengeringan pada kurva psikrometrik adalah suhu bola basah dan
entalpi tetap, sedangkan suhu bola kering menurun diikuti dengan kenaikan kelembaban.
Kesimpulan yang dapat diambil yaitu semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk
pengeringan maka semakin banyak jumlah air yang menguap;laju pengeringan pada hasil
percobaan dan penelitian terdahulu menunjukkan hasil serupa; kurva sorpsi isotermi pada
bahan makanan berbentuk sigmoid; pada kurva psikrometrik, proses pengeringan terjadi dua
proses yaitu pemanasan dan pengeringan. Saran yang dapat diberikan adalah control suhu
dilakukan dengan teliti, penimbangan bahan sebelum dan sesudah pengeringan dilakukan
dengan teliti dan posisi bahan pada tray dryer selama pengeringan harus sama.
iv
SUMMARY
Drying is one of methods for moisture removal from solids. Drying is a process to
remove moisture which has small quantity from solids or mixtures. The objective of this
experiment is to make curve drying time versus moisture content, to make curve moisture
content versus drying rate and to determine the effective tray.
Direct dryer of drying process principle is to remove moisture from solids by directly
contacting hot-air to materials. Thus, moisture is bounded to airflow and products have
moisture content almost empty. Drying mechanism can be explained with mass transfer
theory, where water molecules are released from surface depends on form and material
surface.
Materials in this experiment are potato, garlic and apple with surface area 7 cm2 , 7.1
cm 2and 4.682 cm
2 in 5 minutes interval. Temperature which used is 60
oC. The preliminary
step is preparing materials, then filling the tray with materials which have been analyzed
their moisture content (use tray 1,2,3 and 4). Next step is observing the material every 5
minutes until 45 minutes. To analyze moisture content, use oven to dry the materials at 100oC
for 3 hours and weigh the material.
The experimental results for each tray and variable are moisture content decreasing as
time. The experimental results and earlier research for drying rate versus misture content
show the same result. Sorption isotherm curve for most of food has sigmoid shape and
hysteresis. Drying process at psychrometric chart is wet bulb temperature and enthalphy have
constant value, but dry bulb temperature decreases and followed by increasing humidity.
Conclusions from this experiment are increasing the moisture which vaporized in
increasing time of drying process; drying process for both experiment and research have
similar shape; sorption isotherm curve for most of food has sigmoid shape; at psychrometric
chart, drying process has two step: heating and drying. Suggestions for this experimental are
carefully controlling temperature, weighing material before and after drying process and
material position at tray must be the same.
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan rahmat-Nya,
Laporan Resmi Praktikum Operasi Teknik Kimia berjudul Drying dapat diselesaikan.
Laporan ini disusun berdasarkan hasil percobaan untuk memenuhi tugas mata kuliah
Praktikum Operasi Teknik Kimia.
Pada kesempatan ini disampaikan terima kasih atas segala bantuan baik berupa saran
maupun kritik sampai tersusunnya laporan ini kepada Dr.Ing. Suherman , ST, MT sebagai
dosen pembimbing laporan Drying dan Asisten Laboratorium Unit Operasi Teknik Kimia
2013
Disadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran
yang membangun sangat diharapkan. Diharapkan laporan ini dapat bermanfaat bagi yang
membutuhkan, khususnya mahasiwa Teknik Kimia.
Semarang, Desember 2013
Penyusun
vi
DAFTAR ISI
Halaman Judul ..................................................................................................................... i
Lembar Pengesahan ............................................................................................................. ii
Intisari .................................................................................................................................. iii
Summary .............................................................................................................................. iv
Kata Pengantar ..................................................................................................................... v
Daftar Isi .............................................................................................................................. vi
Daftar Gambar ..................................................................................................................... viii
Daftar Tabel ......................................................................................................................... ix
BAB 1 Pendahuluan ............................................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................ 1
1.3 Tujuan .................................................................................................................. 1
1.4 Manfaat ................................................................................................................ 1
BAB 2 Tinjauan Pustaka ..................................................................................................... 2
2.1. Pengeringan ......................................................................................................... 2
2.2. Laju Pengeringan ................................................................................................ 3
2.3 Sorption Isoterm ................................................................................................... 6
2.4 Pengering Rak ...................................................................................................... 6
2.5 Teori Bahan .......................................................................................................... 8
BAB 3 Metode Percobaan ................................................................................................... 11
3.1 Bahan & Alat........................................................................................................ 11
3.2 Variabel ................................................................................................................ 11
3.3 Gambar Alat Utama ............................................................................................. 11
3.4 Respon .................................................................................................................. 12
3.5 Data yang Dibutuhkan.......................................................................................... 12
3.6 Prosedur Percobaan .............................................................................................. 12
BAB 4 Hasil Percobaan dan Pembahasan ........................................................................... 14
4.1 Hasil Percobaan .................................................................................................... 14
4.1.1 Bahan Kentang pada suhu 60oC ........................................................................ 14
4.1.2 Bahan Bawang Putih pada suhu 60oC ............................................................... 15
4.1.3 Bahan Apel pada suhu 60oC .............................................................................. 16
vii
4.2 Pembahasan .......................................................................................................... 17
4.2.1 Hubungan Waktu (menit) terhadap Moisture Content (%X) ............................ 17
4.2.2 Hubungan Moisture Content (%X) terhadap Laju Pengeringan ....................... 20
4.2.3 Sorpsi Isotermi .................................................................................................. 23
4.2.4 Proses Pengeringan pada Diagram Psikrometrik Udara-Air ............................. 25
BAB 5 Penutup .................................................................................................................... 26
5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 26
5.2 Saran ..................................................................................................................... 26
Daftar Pustaka ..................................................................................................................... 27
LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Kurva batch pada kondisi pengeringan constant ............................................ 4
Gambar 2.2. Kurva Sorption Isoterm ................................................................................. 6
Gambar 2.3 Alat Pengering rak ........................................................................................... 7
Gambar 2.4 Kentang ............................................................................................................ 8
Gambar 2.5 Apel ................................................................................................................. 9
Gambar 2.6 Bawang Putih ................................................................................................... 10
Gambar 3.1. Alat pengering : Try batch dryer .................................................................... 12
Gambar 4.1 Pengaruh waktu terhadap moisture content pada kentang ............................... 17
Gambar 4.2 Pengaruh waktu terhadap moisture content pada bawang putih ...................... 18
Gambar 4.3 Pengaruh waktu terhadap moisture content pada apel ..................................... 19
Gambar 4.4 Hubungan moisture content terhadapa laju pengeringan pada kentang .......... 20
Gambar 4.5 Hubungan moisture content terhadapa laju pengeringan pada bawang putih . 21
Gambar 4.6 Hubungan moisture content terhadapa laju pengeringan pada apel ................ 22
Gambar 4.7 Sorpsi isotermi ................................................................................................ 24
Gambar 4.8 Desorpsi isotherm bawang putih pada temperature yang berbeda ................. 24
Gambar 4.9 Proses Pengeringan pada kurva psikrometrik .................................................. 25
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Kentang Tiap 100 g ................................................................ 8
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Apel Tiap 100 g ...................................................................... 9
Tabel 2.3 Komposisi Kimia Bawang Putih Tiap 100 g ....................................................... 10
Tabel 3.1 Format tabel hubungan Drying time (hour) dengan Total
moisture content (lb) .......................................................................................... 13
Tabel 3.2. Format tabel hubungan waktu, kandungan air rata-rata dan drying rate .......... 13
Tabel 4.1 Variabel bahan kentang pada suhu 60oC Tray 1 dan Tray 2 .............................. 14
Tabel 4.2 Variabel bahan kentang pada suhu 60oC Tray 3 dan Tray 4 .............................. 14
Tabel 4.3 Variabel bahan bawang putih pada suhu 60oC Tray 1 dan Tray 2 ..................... 15
Tabel 4.4 Variabel bahan bawang putih pada suhu 60oC Tray 3 dan Tray 4 ..................... 15
Tabel 4.5 Variabel bahan apel pada suhu 60oC Tray 1 dan Tray 2 .................................... 16
Tabel 4.6 Variabel bahan apel pada suhu 60oC Tray 3 dan Tray 4 ..................................... 16
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Berbagai cara dapat dilakukan untuk pengambilan air dari suatu bahan padat seperti
pengeringan, evaporasi, dan sebagainya. Tujuan pengambilan air ini adalah untuk
pengawetan bahan makanan, rasa (flavour) dari aslinya. Pada proses ini, dipilih operasi
pengeringan dengan udara panas. Operasi tersebut banyak dilakukan di industri-industri
makanan. Salah satu keuntungan proses pengeringan adalah rasa dari bahan tidak rusak
dan kandungan zat dalam bahan tetap.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, telah dipilih metode pengeringan untuk proses
pengambilan air dalam bahan padat. Pada percobaan ini akan diselidiki mengenai waktu
pengeringan, menentukan “critical moisture centent” dan menentukan tray yang efektif.
1.3 Tujuan
1. Mampu menyebutkan dan menjelaskan cara kerja dari alat pengering.
2. Mampu menjelaskan variabel-variabel operasi dalam pengeringan.
3. Mampu mengoperasikan alat.
4. Mampu mengambil data-data percobaan secara jujur dan mengolahnya.
5. Dapat menentukan critical moisture content pada zat padat yang dikeringkan di dalam
dryer.
6. Membuat grafik antara moisture content zat padat dengan kecepatan pengeringan
(drying rate dari zat yang dikeringkan).
I.4 Manfaat
1. Dapat mengetahui tray yang efektif pada tray dryer.
2. Dapat mengetahui waktu dan temperatur pengeringan yang efisien.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengeringan
Pengeringan adalah operasi yang sangat kompleks yang melibatkan perpindahan
panas transien dan massa bersama dengan beberapa tingkat proses, seperti transformasi
fisik atau kimia yang pada gilirannya dapat menyebabkan kualitas dalam produk serta
mekanisme panas dan perpindahahan massa. Perubahan fisik yang mungkin terjadi
meliputi penyusutan (shrinkage), penggembungan (puffing), kristalisasi, transisi kaca
(glass transition). Dalam beberapa kasus, diinginkan atau tidak diinginkan reaksi kimia
atau biokimia mungkin terjadi menyebabkan perubahan warna, tekstur, bau atau properti
lain dari produk padatan.
Dalam pembuatan katalis, misalnya kondisi pengeringan dapat menghasilkan
perbedaan yang signifikan dalam aktivitas katalis dengan mengubah luas permukaan
internal.
Pengeringan terjadi dengan penguapan cairan dengan memberikan panas pada
bahan baku basah. Seperti disebutkan sebelumnya, panas mungkin disediakan oleh
konveksi (pengeringan langsung), dengan konduksi (kontak atau dengan pengeringan
tidak langsung), radiasi atau volumetris dengan menempatkan bahan basah dalam bidang
frekuensi mikro atau radio elektromagnetik. Lebih dari 85% pengeringan industri adalah
jenis konvektif dengan udara panas atau gas pembakaran langsung dengan media
pengeringan. Lebih dari 99% dari aplikasi melibatkan penghilangan air. Semua mode
kecuali dielektrik (microwave dan frekuensi radio) memasok panas pada batas objek
pengeringan sehingga panas harus berdifusi ke padat terutama oleh konduksi. Cairan
harus berjalan ke batas materi sebelum diangkut pergi oleh gas pembawa (atau oleh
aplikasi vacuum untuk pengeringan non-konvektif).
Transportasi uap cair dalam padatan dapat terjadi oleh salah satu atau lebih dari
mekanisme transfer massa berikut :
- Difusi cair, jika padatan basah pada suhu di bawah titik didih cairan.
- Difusi uap, jika cairan menguap dalam bahan.
- Knudsen difusi, jika pegeringan dilakukan pada suhu dan tekanan yang sangat rendah,
misalnya dalam pengeringan beku.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 3
- Difusi permukaan ( mungkin walaupun tidak terbukti)
- Perbedaan tekanan hidrostatik ketika laju penguapan internal melebihi laju transportasi
uap melalui padatan ke lingkungan.
- Kombinasi dari mekanisme diatas.
2.2. Laju Pengeringan
Berdasarkan pada pengeringan padatan basah pada kondisi pengeringan yang tetap.
Dalam kasus yang paling umum, setelah periode awal penyesuaian, kadar air basis kering
x menurun secara linier dengan waktu, seiring dengan dimulainya penguapan. Hal ini
dilanjutkan dengan penurunan non linier pada X hingga waktu tertentu, setelah selang
waktu yang sangat lama, padatan mencapai keseimbangan kadar air, X* dan proses
pengeringan pun berhenti. kadar air bebas dapat di definisikan sebagai :
Xf = (X – x*) (2.0)
Penurunan laju pengeringan hingga nol pada Xf = 0
N = (Ms/A) . (dX/dT) atau (Ms/A) . (dXf/dt) (2.1)
Dibawah kondisi pengeringan konstant. Disini, N (Kg.m-2
.h-1
) adalah laju pengeringan air,
A merupakan luas permukaan penguapan (mungkin berbeda dari luas perpindahan panas)
dan Ms adalah massa padatan yang kering. Jika A tidak deketahui, maka laju pengeringan
dapat dinyatakan dalam kg air yang diuapkan per jam.
Hubungan N vs X (atau Xf) disebut kurva laju pengeringan. Kurva ini diperoleh
berdasarkan kondisi pengeringan yang konstant. Perlu diperhatikan dalam kondisi nyata,
bahan yang kering pada umunya dikontakkan pada kondisi pengeringan yang berubah
(misalnya pada kecepatan relatif gas padat yang berbeda). Jadi perlu untuk
mengembangkan metodologi untuk interpolasi atau eksploitasi data laju pengeringan
yang umum yang menampilkan periode laju.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 4
Gambar 2.1. Kurva Batch Pada Kondisi Pengeringan Konstant
Gambar 2.1 menunjukkan kurva laju pengeringan eksternal, dimana N = NC=
konstant. Periode laju konstant diatur sepenuhnya oleh pemanasan eksternal dan
perpindahan massa di sebuah film air pada permukaan penguapan. Periode pengeringan
tidak dipengaruhi oleh jenis material yang sedang dikeringkan. Banyak makanan dan
produk pertanian, bagaimanapun tidak menampilkan periode laju konstant sama sekali,
karena laju perpindahan panas, internal dan massa menentukan laju alir menjadi
terekspose ke permukaan penguapan.
Pada periode pengeringan laju konstant, laju pengeringan tidak tergantung pada
kandungan kebasahan. Selama periode ini, zat cair ini sedemikian basah sehingga
terdapat suatu film kontinyu pada keseluruhan permukaan, dan air itu berprilaku seakan
akan tidak ada zat padat disitu. Jika zat padat itu tidak berpori, air yang keluar dalam
periode ini terutama adalah air permukaan yang terdapat pada permukaan zat. Dalam zat
padat berpori kebanyakan air yang dikeluarkan pada periode laju konstant berasal dari
bagian dalam (interior) zat padat. Penguapan dari bahan berpori berlangsung menurut
mekanisme yang sama seperti penguapan dari thermometer cembul basah pada dasarnya
adalah suatu pengeringan laju konstant. Dalam keadaaan dimana tidak ada radiasi atau
perpindahan kalor konduksi melalui kontak langsung dengan permukaan panas, suhu zat
padat tersebut selama periode laju konstant adalah cembul basah udara.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 5
Selama periode laju konstant laju pengeringan per satuan luas Rc dapat ditaksir
dengan ketelitian yang memadai dari korelasi-korelasi yang dikembangkan untuk
evaporasi dari permukaan zat cair bebas. Perhitungan bisa didasarkan atas perpindahan
massa persamaan 22 atau perpindahan kalor persamaan 23, sebagai berikut :
𝑚𝑢 =𝑀𝑢 .𝐾𝑦 𝑦𝑖−𝑦 𝐴
1−𝑦 𝐿 (2.2)
𝑚 =ℎ𝑦 𝑇−𝑇𝑖 𝐴
𝑋𝑖 (2.3)
dimana : mu = luas penguapan
A = luas permukaan
Hy = koefisien perpindahan kalor
Mu = bobot molekul uap
T = suhu gas
Ti = suhu antarmuka
Y = fraksi mol
Yi = fraksi mol uap pada antarmuka
Xi = kalor laten pada suhu Ti
Bila udara itu mengalir sejajar dengan permukaan zat padat, koefisien perpindahan kalor
dapat ditaksir dengan dimensional.
hy = 0,0128 G0,8
(2.4)
dimana : hy = koefisien perpindahan kalor
G = kecepatan massa, lb/ft2.jam
Bila aliran itu tegak lurus terhadap permukaan, persamaan itu adalah :
hy = 0,37 G0,37
(2.5)
laju perpindahan konstan Rc adalah :
Rc = Mv/A = hy (T-Ti) / λ (2.6)
Dalam kebanyakan situasi ini sebagaimana disinggung terdahulu, suhu Ti dapat
diandaikan sama dengan udara cembul basah. Bila radiasi dari lingkungan panas serta
konduksi dari permukaan padat yang berada dengan kontak dengan bahan itu tidak dapat
diabaikan, maka suhu pada antarmuka itu akan lebih besar dari suhu cembul basah, yi
akan bertambah besar, dan laju pengeringan sesuai dengan persamaan 22 akan meningkat
pula mengikutinya. Metode untuk menafsir efek-efek ini sudah ada.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 6
2.3 Sorption Isoterm
Parameter yang menyatakan menyatakan berapa banyak air yang ada dalam suatu
padatan adalah kadar air uap (x). Kadar uap air ini bisa dinyatakan dalam 2 kondisi, yang
pertama adalah kadar uap air basis kering (Xbk), merupakan rasio antar berat air dibagi
dengan berat padatan kering adalah :
𝑋𝑏𝑘 =𝑀𝑎𝑖𝑟
𝑀 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 (27)
Bila kadar uap air dinyatakan dalam basis basah (Xbb) maka
𝑋𝑏𝑏 =𝑀𝑎𝑖𝑟
𝑀 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔=
𝑀𝑎𝑖𝑟
𝑀 𝑎𝑖𝑟 +𝑀 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 (28)
Hubungan antara Xbk dan Xbb adalah
𝑋𝑏𝑘 =𝑋𝑏𝑏
1 − 𝑋𝑏𝑏 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑋𝑏𝑏 =
𝑋𝑏𝑘
1 + 𝑋𝑏𝑘
Gambar 2.2. Kurva Sorption Isoterm
2.4 Pengering Rak
Sebuah contoh pengering tampak ditunjukkan pada gambar 2.2. Pengering ini
terdiri dari sebuah ruang dari logam lembaran yang berisi dua buah sisi mendukung rak-
rak. Setiap rak mempunyai sejumlah talam dangkal, kira-kira 30 inchi2 dan tebal 2 sampai
6 inchi, yang penuh dengan bahan yang akan dikeringkan. Udara panas disirkulasikan
pada kecepatan 7 sampai 15 ft/sekon diantara talam dengan bantuan kapas C dan motor D,
mengalir melalui panas E. Sekat-sekat G membagikan udara itu secara seragam diatas
susunan talam tadi. Sebagian udar basah diventilasikan keluar melalui pemasuk A. Rak-
rak itu disusun diatas roda truck I, sehingga pada akhir siklus pengeringan truck itu dapat
ditarik keluar dari kaar dan dibawa ke stasiun penumpahan talam.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 7
Pengeringan talam sangat bermanfaat bila laju produksi kecil. Alat ini dapat
digunakan untuk mengeringkan segala macam bahan, tetapi karena memerlukan tenaga
kerja pemuatan dan pengosongan, biaya operasinya agak mahal. Alat ini biasanya
diterapkan untuk pengeringan bahan-bahan bernilai tinggi seperti zat warna dan zat
farmasi. Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat biasanya lambat,
dan siklus pengeringan pun panjang yaitu antara 4 sampai 48 jam per tumpak.
Gambar 2.3 Alat Pengering rak
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 8
2.5 Teori Bahan
2.5.1 Kentang
Gambar 2.4 Kentang
Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan salah satu jenis umbiumbian yang
bergizi. Zat gizi yang terdapat dalam kentang antara lain karbohidrat, mineral (besi,
fosfor, magnesium, natrium, kalsium, dan kalium), protein, serta vitamin terutama
vitamin C dan B1. Selain itu, kentang juga mengandung lemak dalam jumlah yang
relatif kecil, yaitu 1.0 – 1.5% (Prayudi, 1987 ). Komposisi kimia kentang sangat
bervariasi tergantung varietas, tipe tanah, cara budidaya, cara pemanenan, tingkat
kemasakan dan kondisi penyimpanan.
Kentang memiliki sifat mudah rusak. Sifat mudah rusak ini dipengaruhi oleh
kadar air dalam kentang yang tinggi sekitar 80% dari kandungan kentang itu sendiri.
Kandungan air yang tinngi ini dapat menjadi penyebab kerusakan kentang pada saat
musim panen raya. Hal ini dikarenakan hasil panen melimpah sedangkan proses
pengeringan tidak dapat berlangsung secara serentak sehingga menyebabkan kadar air
dalam kentang masih dalam keadaan besar dan menyebabkan pembusukan. Kandungan
zat gizi dalam 100 g kentang disajikan dalam Tabel 2.1
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Kentang Tiap 100 g
Komponen Jumlah
Protein (g) 2.00
Lemak (g) 0.10
Niasin (mg) 1.40
Kalsium (mg) 11.00
Karbohidrat (g) 19.10
Fosfor (mg) 56.00
Serat (g) 0.30
Zat besi (mg) 0.70
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 9
Vitamin B1 (mg) 0.09
Vitamin B2 (mg) 0.03
Vitamin C (mg) 16.00
Energi (kal) 83.00
Sumber: Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI (1997).
2.5.2 Apel
Gambar 2.4 Apel
Apel (Pyrus malus) dapat hidup subur di daerah yang mempunyai temperatur
udara dingin. Tumbuhan apel dikatagorikan sebagai salah satu anggota keluarga mawar-
mawaran dan mempunyai tinggi batang pohon dapat mencapai 7-10 meter. Daun apel
sangat mirip dengan daun tumbuhan bunga mawar. Berbentuk bulat telur dan dihiasi
gerigi-gerigi kecil pada tepiannya. Pada usia produktif, apel biasanya akanberbunga
pada sekitar bulan Juli. Buah apel yang berukuran macam-macam tersebut sebenarnya
merupakan bunga yang membesar atau mengembangsehingga menjadi buah yang padat
dan berisi. Kandungan kimia buah apel (Pyrus malus) selain mempunyai kandungan
senyawa pektin juga mengandung zat gizi yang disajikan dalam table 2.2 :
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Apel Tiap 100 g
Komponen Jumlah
Protein (g) 0.3
Lemak (g) 0.40
Air (%) 84.00
Kalsium (mg) 6.00
Hidrat arang (g) 14.90
Fosfor (mg) 10.00
Besi (mg) 0.30
Vitamin B1 (mg) 0.04
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 10
Vitamin C (mg) 5.00
Energi (kal) 58.00
Sumber: iptek.net.id
2.5.3 Bawang Putih
Gambar 2.6 Bawang putih
Bawang putih (Allium sativum) termasuk dalam familia Liliaceae. Dikenal dengan
nama Garlic. Bawang putih mengandung kadar Sulfur yang tinggi, barangkali
merupakan sumber sulfur yang tertinggi dari tanaman. Unsur kimia dari bawang putih
merupakan senyawa yang mengandung sulfur, termasuk allicin, diallyl disulfide dan
diallyl trisulfide, semua merupakan minyak yang mudah menguap (volatil), serta S-allyl
cysteine (SAC), asam amino yang larut dalam air (Murray, 1995). Bawang putih dapat
digunakan dalam tiga bentuk, yaitu tepung bawang putih, minyak bawang putih dan
ekstrak bawang putih.
Tabel 2.3 Komposisi Kimia Bawang Putih Tiap 100 g
Komponen Jumlah
Protein (g) 4.5
Lemak (g) 0.20
Air (g) 71.00
Kalsium (mg) 42.00
Karbohidrat (g) 23.10
Fosfor (mg) 134.00
Zat besi (mg) 1.00
Vitamin B1 (mg) 0.22
Vitamin C (mg) 15.00
Energi (kal) 95.00
Sumber: BPPT (2006)
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 11
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan dan Alat
a) Bahan
Kentang, Bawang putih, Apel
b) Alat
Tray batch dryer
Oven
Timbangan
Cawan porselen
Stopwatch
Pisau
3.2 Variabel
Variabel tetap : suhu, temperature 60oC, dan luas permukaan sampel
Variabel berubah : jenis sampel (kentang, bawang putih, apel)
3.3 Gambar Alat Utama
Alat yang digunakan:
1. Alat pengering ( tray dryer)
2. Alat pemanas sebagai sumber udara panas ( electrical heater)
Kedua alat ini dihubungkan satu sama lain dengan pipa agar udara panas dapat masuk
pada ruang tray dryer. Tray dryer terdiri dari 4 tray yang diisi zat padat yang akan
dipanaskan dan diletakkan dalam ruang tray drayer tersebut. Alat tersebut sebagai
berikut :
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 12
Gambar 3.1. Alat pengering : Try batch dryer
Perlengkapan lain yang dibutuhkan
1. Timbangan yang teliti
2. Krus porselen lengkap dengan tutup
3. Sendok pengambilan sampel
4. Oven atau furnace untuk penguapan
3.4 Respon
Jenis bahan yang digunakan
3.5 Data yang diperlukan
Berat bahan per interval waktu 5 menit
3.6 Prosedur percobaan
Pengeringan Pada Tray batch dryer
1. Siapkan bahan yang akan dikeringkan.
2. Siapkan alat tray batch dryer dan atur suhu hingga konstan pada suhu yang telah
ditentukan.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 13
3. Pengisian bahan kedalam tray dengan susunan potongan 4x4 buah.
4. Operasi pengeringan dilakukan dengan menimbang sampel pada tiap tray untuk
memperkirakan jumlah air yang menguap setiap interval waktu 5 menit selama 45
menit. Pada saat bahan dikeluarkan dari alat tray dryer dan ditimbang, stopwatch
dihentikan dan dihidupkan kembali saat bahan dimasukan kembali ke alat tray dryer.
5. Setelah selesai, hasil percobaan dianalisa dan diambil kesimpulan.
Analisa Kadar Air
1.Menimbang 20 gram bahan yang akan dianalisa sebelum proses pengeringan.
2. Memasukkan bahan kedalam cawan porselen, lalu cawan beserta bahan dimasukkan
kedalam oven dengan suhu 110oC sampai kering lalu ditimbang.
3. Hitung selisih berat bahan awal dan akhir serta didapat kadar air.
Tabel 3.1. Format tabel hubungan Drying time (hour) dengan Total moisture content
(lb)
No Drying time (hour) Total moisture content (lb)
4. Membuat tabel waktu, moisture rata-rata dalam kecepatan pengeringan.
Tabel 3.2. Format tabel hubungan Waktu, kandungan air rata-rata dan drying rate
No Waktu Kandungan air rata-rata (lb/lb) Drying rate (lb/hour.ft3)
5. Dari hasil pengolahan data diatas, kemudian digambarkan grafik hubungan
antara drying rate dengan moisture contant
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 14
BAB IV
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Percobaan
4.1.1 Bahan Kentang pada suhu 60oC
Tabel 4.1 Variabel bahan kentang pada suhu 60oC Tray 1 dan Tray 2
t
(menit)
Tray 1 Tray 2
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
0 22.01 76.01199 0 21.97 76.01199 0
5 16.97 53.11331 6.388732 16.97 53.25369 6.338028
10 15.45 46.20736 1.926761 15.42 46.19861 1.964789
15 14.88 43.61763 0.722535 13.97 39.5987 1.838028
20 12.72 33.80391 2.738028 12.73 33.95464 1.571831
25 11.83 29.76029 1.128169 11.8 29.7216 1.178873
30 10.71 24.67169 1.419718 10.76 24.98787 1.31831
35 9.96 21.26415 0.950704 9.99 21.48309 0.976056
40 9.24 17.99291 0.912676 9.25 18.11486 0.938028
45 8.59 15.03971 0.823944 8.61 15.2018 0.811268
Tabel 4.2 Variabel bahan kentang pada suhu 60oC Tray 3 dan Tray 4
t
(menit)
Tray 3 Tray 4
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
0 21.98 76.01199 0 22.03 76.01199 0
5 16.7 51.99016 6.692958 17.4 54.9952 5.869014
10 15.14 44.89279 1.977465 16.23 49.68426 1.483099
15 13.59 37.84093 1.964789 14.95 43.874 1.622535
20 12.43 32.5634 1.470423 13.89 39.06238 1.343662
25 11.53 28.46877 1.140845 12.94 34.75008 1.204225
30 10.85 25.37505 0.861972 11.94 30.21081 1.267606
35 9.64 19.87005 1.533803 11.13 26.53401 1.026761
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 15
40 8.9 16.50335 0.938028 10.34 22.94799 1.001408
45 8.3 13.7736 0.760563 9.65 19.8159 0.874648
4.1.2 Bahan Bawang Putih pada suhu 60oC
Tabel 4.3 Variabel bahan bawang putih pada suhu 60oC Tray 1 dan Tray 2
t
(menit)
Tray 1 Tray 2
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
0 15.9 56.6451 0 16.18 56.6451 0
5 15.01 51.04761 1.710807 15.21 50.65004 1.864588
10 14.32 46.70799 1.326356 14.52 46.38552 1.326356
15 13.84 43.68912 0.922683 14.02 43.29528 0.961128
20 13.4 40.92183 0.845792 13.8 41.93558 0.422896
25 13.01 38.469 0.74968 13.21 38.2891 1.134131
30 12.7 36.51931 0.595899 12.91 36.43496 0.576677
35 12.36 34.38095 0.653567 12.59 34.45721 0.615122
40 12.06 32.49415 0.576677 12.29 32.60307 0.576677
45 11.8 30.85893 0.499786 12.05 31.11976 0.461341
Tabel 4.4 Variabel bahan bawang putih pada suhu 60oC Tray 3 dan Tray 4
t
(menit)
Tray 3 Tray 4
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
0 16.17 56.6451 0 16.08 56.6451 0
5 15.18 50.52265 1.903033 15.32 51.91873 1.460914
10 14.54 46.5647 1.230243 14.71 48.1252 1.172576
15 14.07 43.65808 0.90346 14.27 45.38888 0.845792
20 13.66 41.12252 0.788125 13.83 42.65256 0.845792
25 13.31 38.95802 0.672789 13.47 40.41375 0.692012
30 13.02 37.16458 0.557454 13.14 38.36151 0.634344
35 12.73 35.37113 0.557454 12.87 36.68241 0.519009
40 12.44 33.57769 0.557454 12.58 34.87893 0.557454
45 12.2 32.09346 0.461341 12.31 33.19982 0.519009
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 16
4.1.3 Bahan Apel pada suhu 60oC
Tabel 4.5 Variabel bahan apel pada suhu 60oC Tray 1 dan Tray 2
t
(menit)
Tray 1 Tray 2
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
0 25.1 82.78443 0 24.95 82.78443 0
5 22.93 74.13901 2.79 22.64 73.52591 2.97
10 21.12 66.92786 2.327143 20.4 64.54796 2.88
15 19.19 59.23861 2.481429 18.41 56.57201 2.558571
20 17.68 53.22268 1.941429 16.75 49.9187 2.134286
25 16.13 47.04738 1.992857 15.2 43.70627 1.992857
30 14.65 41.15097 1.902857 13.76 37.93473 1.851429
35 13.34 35.93184 1.684286 12.59 33.24535 1.504286
40 12.22 31.46969 1.44 11.58 29.19726 1.298571
45 11.24 27.56531 1.26 10.6 25.2694 1.26
Tabel 4.6 Variabel bahan apel pada suhu 60oC Tray 3 dan Tray 4
t
(menit)
Tray 3 Tray 4
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
W (gr)
Moisture
Content
(%X)
N
(gr/cm2jam)
0 24.97 82.78443 0 25.04 82.78443 0
5 22.24 71.85131 3.51 23.15 75.23651 2.43
10 19.78 61.99949 3.162857 21.38 68.16782 2.275714
15 17.75 53.86973 2.61 19.84 62.01766 1.98
20 16.15 47.46204 2.057143 18.41 56.3068 1.838571
25 14.64 41.41479 1.941429 17 50.6758 1.812857
30 13.37 36.32868 1.632857 15.74 45.64386 1.62
35 12.29 32.00349 1.388571 14.65 41.29082 1.401429
40 11.3 28.03874 1.272857 13.56 36.93779 1.401429
45 10.43 24.55456 1.118571 12.6 33.10392 1.234286
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 17
4.2 Pembahasan
4.2.1 Hubungan Waktu (menit) terhadap Moisture Content (%X)
(a)
(b)
Gambar 4.1 Pengaruh waktu terhadap moisture content pada kentang: (a) Hasil percobaan
Drying variabel bahan kentang, (b) Moisture content kentang pada
temperature dan kecepatan udara berbeda (Yadollahinia, dkk. 2009)
Hubungan antara moisture content versus waktu pengeringan untuk variabel
bahan kentang pada percobaan ditunjukkan pada Gambar 4.1. Kurva pengeringan dari
hasil percobaan mirip dengan kurva moisture content versus waktu pengeringan pada
peneleitian terdahulu yang telah dilakukan Yadollahinia, dkk (2009) di mana moisture
content dari kentang akan menurun seiring dengan bertambahnya waktu. Hal ini terjadi
karena air dalam bahan akan menguap dan ikut terbawa oleh aliran udara.
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Mo
istu
re C
on
ten
t (%
X)
Waktu (menit)
Tray 1
Tray 2
Tray 3
Tray 4
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 18
(a)
(b)
Gambar 4.2 Pengaruh waktu terhadap moisture content pada bawang putih: (a) Hasil
percobaan drying variabel bahan bawang putih , (b) Pengaruh temperature
pada moisture ratio pada bawang putih ukuran 2mm (Madamba, dkk. 1996)
(a)
30
35
40
45
50
55
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Mo
istu
re C
on
ten
t (%
X)
Waktu (menit)
Tray 1Tray 2Tray 3Tray 4
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Mo
istu
re C
on
ten
t (%
X)
Waktu (menit)
Tray 1Tray 2Tray 3Tray 4
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 19
(b)
Gambar 4.3 Pengaruh waktu terhadap moisture content pada apel: (a) Hasil percobaan
drying variabel bahan apel , (b) Pengaruh temperature udara pengering
pada moisture content untuk apel dengan tebal 5mm (Sacilik, dkk. 2006)
Hasil yang serupa juga ditunjukkan pada variabel bahan bawang putih dan apel.
Kandungan air dalam bahan (moisture content) berkurang seiring dengan bertambahnya
waktu pada kurva hasil percobaan untuk variabel bahan bawang putih dan apel. Bentuk
kurva hubungan moisture content versus waktu tersebut mirip dengan kurva pada
penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Madamba, dkk (1996) dan Sacilik, dkk (2006).
Saat udara pengering berkontak langsung dengan bahan, air yang terkandung dalam
bahan akan menguap. Penguapan ini terjadi karena kandungan air di udara pengering
mempunyai kelembaban yang cukup rendah. Udara pengering dengan kelembaban
rendah yang dialirkan di sekeliling bahan menyebabkan tekanan uap air bahan lebih
besar dari tekanan uap air di udara sekeliling bahan yang dikeringkan. Perbedaan
tekanan ini menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara luar, sehingga
kandungan air dalam bahan akan semakin berkurang dengan bertambahnya waktu untuk
proses pengeringan. Proses ini akan berlangsung hingga suatu saat tercapai kadar air
kesetimbangan dimana tekanan parsial uap air bahan sama dengan tekanan parsial uap
air di udara.
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 20
4.2.2 Hubungan Moisture Content (%X) terhadap Laju Pengeringan (gr/cm2.jam)
(a)
(b)
Gambar 4.4 Hubungan moisture content terhadapa laju pengeringan pada kentang : (a)
Hasil Percobaan drying variabel bahan kentang, (b) Drying rate versus
moisture content pada kentang (Yadollahinia,dkk. 2009)
Hubungan antara drying rate terhadap moisture content pada percobaan dengan
variabel bahan kentang ditunjukkan oleh Gambar 4.7. Pada kurva hasil percobaan,
menunjukkan bahwa laju pengeringan terus berkurang sebanding dengan berkurangnya
moisture content. Laju pengeringan sebanding dengan perbedaan tekanan uap air di
dalam dan permukaan bahan. Karena adanya penguapan air dari permukaan bahan ke
udara, maka konsentrasi air dalam bahan semakin lama akan berkurang yang
mengakibatkan turunnya perbedaan tekanan uap. Perbedaan tekanan uap yang menurun
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
55.5
66.5
7
10 20 30 40 50 60 70 80
N (
gr/c
m2 .
jam
)
MoistureContent (%X)
Tray 1
Tray 2
Tray 3
Tray 4
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 21
maka peguapan air dalam permukaan bahan akan berkurang. Hal ini akan
mengakibatkan kecepatan perpindahan air dari bagian dalam bahan menuju permukaan
juga akan berkurang. Pada saat awal proses pengeringan (t0) hingga 5 menit pertama
(t1) , laju pengeringan naik karena pemanasan bahan. Setelah periode pendek awal
proses, laju pengeringan mencapai nilai maksimum lalu diikuti dengan laju penurunan.
Pada kurva hasil percobaan tidak ditunjukkan periode laju pengeringan constant. Hasil
serupa juga ditunjukkan pada penelitian terdahulu yang telah dilakukan oleh
Yadollahinia, dkk (2009) untuk bahan kentang. Laju pengeringan pada awal proses
dipengaruhi oleh temperature udara yang menunjukkan bahwa penguapan pada awalnya
terjadi pada permukaan bahan. Penguapan permukaan awal lalu digantikan oleh
penguapan dari dalam bahan.
(a)
(b)
Gambar 4.5 Hubungan moisture content terhadapa laju pengeringan pada bawang putih:
(a) Hasil percobaan drying variabel bahan bawang putih , (b) Hubungan
moisture content versus drying rate (Madamba,dkk. 1996)
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
30 35 40 45 50 55 60
N (
gr/c
m2 .
jam
)
MoistureContent (%X)
Tray 1
Tray 2
Tray 3
Tray 4
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 22
Pada variabel bahan bawang putih, hubungan moisture content terhadap laju
pengeringan (drying rate) ditunjukkan pada Gambar 4.9. Bentuk kurva hubungan
moisture content dengan drying rate ini, hampir sama dengan bentuk kurva pada
penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Madamba,dkk (1996). Pada kedua kurva,
ditunjukkan laju pengeringan awal yang tinggi lalu diikuti oleh penurunan secara
bertahap seiring dengan berkurangnya moisture content. Proses pengeringan pada
bawang putih sebagian besar terjadi hanya pada periode laju penurunan dan diffusi
cairan yang mengontrol proses (Madamba,dkk. 1996).
(a)
(b)
Gambar 4.6 Hubungan moisture content terhadapa laju pengeringan pada apel: (a) Hasil
percobaan variabel bahan apel , (b) Pengaruh temperature udara pengering
pada laju pengeringan untuk bawang putih dengan ketebalan 9 mm
(Sacilik,dkk. 2006)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
20 30 40 50 60 70 80
N (
gr/c
m2 .
jam
)
MoistureContent (%X)
Tray 1
Tray 2
Tray 3
Tray 4
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 23
Hasil percobaan untuk hubungan moisture content dan laju pengeringan untuk
variabel bahan apel hampir serupa dengan hasil percobaan untuk kentang dan bawang
putih. Dari gambar 4.11 dan 4.12 , menunjukkan bahwa laju pengeringan berkurang
secara kontinyu dengan menurunnya moisture content atau bertambahnya waktu
pengeringan. Laju pengeringan meningkat pada awal proses lalu diikuti dengan laju
penurunan. Laju pengeringan menurun disebabkan karena kadar air di permukaan sudah
habis dan terjadi penguapan kadar air di dalam bahan. Kadar air mengalami penurunan
hingga mencapai keseimbangan dimana air sudah tidak bisa menguap lagi.
4.2.3 Sorpsi Isotermi
Sorpsi isotermi adalah suatu hubungan kadar air keseimbangan dengan
kelembaban relatif pada suatu bahan pada temperature tertentu. Isotermi yang diperoleh
dengan memaparkan padatan pada udara yang kelembabannya meningkat dikenal
dengan isotermi adsorpsi, sedangkan isotermi yang diperoleh dengan memaparkan
padatan pada udara yang kelembabannya menurun dikenal dengan isotermi desorpsi.
Isotermi desorpsi merupakan hal yang perlu diperhatikan pada pengeringan karena
kadar air padatan menurun secara progresif. Kebanyakan bahan yang dikeringkan
menunjukkan hysteresis dimana kedua isotermi tidak sama sebangun (Devahastin,
2000). Dalam pengeringan bahan pangan atau pakan, ketersediaan air untuk
pertumbuhan mikroorganisme, perkecambahan spora dan kontribusi dalam beberapa
rekasi kimia memerlukan perhatian penting. Hal ini dikarenakan aktivitas tersebut akan
mengakibatkan kerusakan bahan. Aktivitas air didefinisikan sebagai perbandingan
tekanan parsial air (P) pada sistem padatan basah terhadap tekanan keseimbangan uap
air (Pw) pada suhu yang sama.
(a)
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 24
(b)
Gambar 4.7 Sorpsi Isotermi: (a) Desorpsi dan adsorpsi isotermi pada kentang (Wang &
Brennan, 1991), (b) Desorpsi isotherm Apel segar pada tiga temperature
berbeda (Bellagha,dkk. 2008)
Kurva sorpsi isotermi memberikan karakter kurva dengan bentuk S , yang
merupakan bentuk untuk sorpsi isotermi dari kebanyakan bahan makanan
(Iglesias&Chirife, 1982). Saat uap air diadsorpsi pada permukaan, sejumlah panas akan
dilepaskan. Saat uap air yang teradsorpsi didesorpsi, sejumlah panas akan diambil dan
merupakan ukuran panas atau energy yang harus ditambahkan pada gas teradsorbsi
untuk memecah gaya intermolekul (Chung &Pfost, 1967).
Gambar 4.8 Desorpsi isotherm bawang putih pada temperature yang berbeda (Prezzuti
& Crapiste, 1997)
Kurva desorpsi isotherm bawang putih secara praktis menunjukkan bentuk kurva
smooth , yang seharusnya berbentuk S . Kadar air keseimbangan meningkat sangat
lambat pada aktivitas air yang rendah dan menunjukkan nilai yang besar pada relative
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 25
humidity yang tinggi, yang merupakan karakter dari gula tinggi. Komposisi rata-rata
bawang putih pada basis kering adalah 15% protein, 4% fiber (selulosa) dan 81%
karbohidrat (free sugar dan polisakarida). Pada aktivitas air yang rendah dan sedang,
utamanya dilakukan oleh adsorpsi fisik pada polimer.
4.2.4 Proses Pengeringan pada Diagram Psikrometrik Udara-Air
Proses pengeringan terjadi dengan cara penguapan air untuk menurunkan
kelembaban nisbi udara melalui aliran udara panas atau udara bertekanan sehingga
tekanan uap air bahan lebih besar dari tekanan uap air udara. Perbedaan tekanan uap ini
yang menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara. Selama proses
pengeringan berlangsung, entalpi dan suhu bola basah udara pengering tetap ,
sedangkan suhu bola kering berkurang yang diikuti dengan kenaikan kelembaban
mutlak, kelembaban nisbi, tekanan parsial uap air dan suhu pengembunan uadar
pengering. Terjadinya proses pengeringa dengan uadara pengering yang dipanaskan
pada kurva psikrometrik dapat dilihat pada Gambar 4.16. Pengeringan dengan
menggunakan udara alami berarti proses pemanasan udara (1)-(2) ditiadakan. Kenaikan
suhu udara alami karena gesekan atau turbulensi udara dapat dianggap sebagai proses
pemanasan udara sebelum masuk ruang pengering.
Gambar 4.9 Proses Pengeringan pada kurva psikrometrik
Keterangan:
(1)-(2) : proses pemanasan udara i : udara masuk alat pengering
(2)-(3) : proses pengeringan p :udara pengering
o : udara keluar dari alat pengering
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 26
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk pengeringan, semakin banyak jumlah air
dalam bahan yang teruapkan.
2. Laju pengeringan awal menunjukkan nilai yang tinggi lalu diikuti laju pengeringan
menurun secara bertahap seiring dengan berkurangnya moisture content
3. Kurva sorpsi isotermi untuk bahan makanan berbentuk sigmoid
4. Selama proses pengeringan, entalpi dan suhu bola basah udara pengering tetap, namun
suhu bola kering berkurang diikuti dengan kenaikan kelembaban mutlak dan nisbi,
tekanan parsial uap air dan suhu pengembunan udara pengeirng
5.2 Saran
1. Kontrol suhu pada tray dryer dilakukan dengan teliti.
2. Posisi bahan pada tray dryer selama operasi pengeringan harus selalu sama.
3. Penimbangan bahan sebelum dan sesudah pengeringan dilakukan dengan teliti
DRYING
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2013 27
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Apel . www.iptek.net.id . Diakses tanggal 2 Desember 2013 pukul 08.00 WIB.
Atmaka, dkk. Pengaruh Suhu Dan Lama Pengeringan Terhadap Kualitas 3 Varietas Jagung
(Zea mays l). Surakarta: UNS.
Badger, W.L. and Banchero, J.T. Introduction to Chemical Engineering. Treyball. R.E. Mass
Transfer Operation.
Bellagha, dkk. Desorption Isotherms Of Fresh And Osmotically Dehydrated Apples (Golden
Delicious). Revue des Energies Renouvelables SMSTS’08 Alger (2008) 45 – 52
Hani, Agus. 2012. Skripsi Hasil Penelitian: Pengeringan Lapis Tipis Kentang (Solanum
tuberosum. L) Varietas Granola. Makassar : Universitas Hasanuddin
Harianto dan Tazwir. 2008. Studi Teknik Pengeringan Gelatin Ikan dengan Alat Pengering
Kabinet. Badan Pasca panen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan.
Krishna, dkk. Pengaruh Ukuran Partikel terhadap Laju Pengeringan Pupuk ZA di dalam
Tray Dryer. Surabaya: ITS.
Madamba,dkk. The Thin-layer Drying Characteristics of Garlic Slices. Journal of Food
Engineering 29 (1996) 15-97
Pezzuti, A. and Crapiste, G.H. 1997. Sorptional Equilibrium and Drying Characteristics of
Garlic. Journal of Food Engineering 31 (1997) 113-123
Ramayana. 2011. Allium Sativum (Bawang Putih) Dapat Menurunkan Kadar Lemak Buruk
(Trigliserida dan LDL) Serta Meningkatkan Kadar Lemak Baik (HDL) Dalam Darah.
Sacilik, K. and Elicin, A. K. The Thin Layer Drying Characteristics Of Organic Apple Slices.
Journal of Food Engineering 73 (2006) 281–289
Siagian, Puntanata. 2008. Pengeringan . Depok : Universitas Indonesia
Tatang, Hidayat dkk. 1991. Pengeringan Lada Hitam dengan Alat Pengering Tipe Bak. Balai
Utami,dkk. 2007. Studi Efektivitas Bawang Putih terhadap Daya Hambat Aflatoksin B1 Pada
Pertumbuhan Koloni Bacillus Megaterium. Yogyakarta : Fakultas Peternakan,
Universitas Gadjah Mada
Wang, N and Brennan, J.G. Moisture Sorption Isotherm Characteristics of Potatoes at Four
Temperatures. Journal of Food Engineering 14 (1991) 269-28
LAPORAN SEMENTARA
Materi :
DRYING
KELOMPOK : 2/ KAMIS
ANGGOTA :1. SATRIO EKO TRIANTO (21030111130051)
2. ODA WINDA SWARI (21030111130073)
3. ARYO ADI PRASETYO (21030111130074)
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
2013
1. Kentang
W sebelum oven= 20.01 g
W setelah oven= 4.8 g
Bentuk = balok
Ukuran = 2.5 x 1 x 0.3 cm
t (menit) W Tray 1 (g) Tray 2 (g) Tray 3 (g) Tray 4 (g)
0 22.01 21.97 21.98 22.03
5 16.97 16.97 16.7 17.4
10 15.45 15.42 15.14 16.23
15 14.88 13.97 13.59 14.95
20 12.72 12.73 12.43 13.89
25 11.83 11.8 11.53 12.94
30 10.71 10.76 10.85 11.94
35 9.96 9.99 9.64 11.13
40 9.24 9.25 8.9 10.34
45 8.59 8.61 8.3 9.65
2. Bawang Putih
W sebelum oven= 20.09 g
W setelah oven= 8.71 g
Bentuk = setengah lingkaran
Ukuran = r = 1 cm; tebal= 0.3 cm
t (menit) W Tray 1 (g) Tray 2 (g) Tray 3 (g) Tray 4 (g)
0 15.9 16.18 16.17 16.08
5 15.01 15.21 15.18 15.32
10 14.32 14.52 14.54 14.71
15 13.84 14.02 14.07 14.27
20 13.4 13.8 13.66 13.83
25 13.01 13.21 13.31 13.47
30 12.7 12.91 13.02 13.14
35 12.36 12.59 12.73 12.87
40 12.06 12.29 12.44 12.58
45 11.8 12.05 12.2 12.31
3. Apel
W sebelum oven= 20.04 g
W setelah oven= 3.45 g
Bentuk = balok
Ukuran = 2 x 1 x 0.5
t (menit) W Tray 1 (g) Tray 2 (g) Tray 3 (g) Tray 4 (g)
0 25.1 24.95 24.97 25.04
5 22.93 22.64 22.24 23.15
10 21.12 20.4 19.78 21.38
15 19.19 18.41 17.75 19.84
20 17.68 16.75 16.15 18.41
25 16.13 15.2 14.64 17
30 14.65 13.76 13.37 15.74
35 13.34 12.59 12.29 14.65
40 12.22 11.58 11.3 13.56
45 11.24 10.6 10.43 12.6
Semarang , 10 Oktober 2013
Mengetahui,
Praktikan Asisten
(Oda W S) (Satrio Eko T) (Aryo Adi P) Raizka
LEMBAR PERHITUNGAN
Suhu : 60oC
Variabel : Jenis bahan (Kentang, bawang putih, apel)
Menentukan kadar air dalam masing-masing bahan
Dikeringkan dalam oven selama 3 jam suhu 110oC
𝑋𝑜 =𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 − 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑠𝑢𝑑𝑎ℎ 𝑑𝑖𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑛
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛
1. Bahan Kentang
W awal = 20.01 gr
Wsesudah dikeringkan = 4.8 gr
𝑋𝑜 =20.01−4.8
20.01𝑥100%= 76%
2. Bahan bawang putih
W awal = 20.09 gr
Wsesudah dikeringkan = 8.71 gr
𝑋𝑜 =20.09−8.71
20.09𝑥100%= 56.6%
3. Bahan apel
W awal = 20.04 gr
Wsesudah dikeringkan = 3.45 gr
𝑋𝑜 =20.04−3.45
20.09𝑥100%= 82.7%
Menentukan luas permukaan masing-masing bahan
Tiap tray = 16 potong bahan
Waktu = 5
45𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 =
1
9𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡=0.1111 jam
1. Bahan kentang
Bentuk = balok
Ukuran = 2.5x1x0.3 cm
Luas permukaan = (2xpxl) + (2xpxt) + (2xlxt) = (2x2.5x1)+(2x2.5x0.3)+(2x1x0.3)
= 7.1 cm2
2. Bahan bawang putih
Bentuk = setengah lingkaran
Ukuran = r = 1 cm; tebal= 0.3 cm
Luas permukaan = (2x0.5xπr2) + (hx2r) + (2πrx0.5xh)
= (2x0.5xπ.12)+(0.3x2x1)+(2πx0.5x0.3)
= 4.682 cm2
3. Bahan apel
Bentuk = balok
Ukuran = 2 x 1 x 0.5
Luas permukaan = (2xpxl) + (2xpxt) + (2xlxt) = (2x2x1)+(2x2x0.5)+(2x1x0.5)
= 7 cm2
A. Variabel 1 bahan kentang
W kentang awal = 22.01 gr (Tray 1)
W air awal = 22.02 x 76% = 16.7302 gr
X0= 76%
W kentang setelah 5 menit = 16.97 gr
W air setelah 5 menit = 16.7302-(22.01-16.97) = 11.6902 gr
𝑋𝑜 =11.6902
22.01𝑥100% = 53.113%
𝑁 =𝑊0 − 𝑊1
𝐴. ∆Ф=
16.7302 − 11.6902
7.1𝑐𝑚2.19 𝑗𝑎𝑚
= 1.91163𝑔𝑟
𝑐𝑚2. 𝑗𝑎𝑚
TRAY 1
t (menit) W kentang (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 22.01 16.73024 76.01199 0
5 16.97 11.69024 53.11331 6.388732
10 15.45 10.17024 46.20736 1.926761
15 14.88 9.60024 43.61763 0.722535
20 12.72 7.44024 33.80391 2.738028
25 11.83 6.55024 29.76029 1.128169
30 10.71 5.43024 24.67169 1.419718
35 9.96 4.68024 21.26415 0.950704
40 9.24 3.96024 17.99291 0.912676
45 8.59 3.31024 15.03971 0.823944
TRAY 2
t (menit) W kentang (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 21.97 16.69984 76.01199 0
5 16.97 11.69984 53.25369 6.338028
10 15.42 10.14984 46.19861 1.964789
15 13.97 8.699835 39.5987 1.838028
20 12.73 7.459835 33.95464 1.571831
25 11.8 6.529835 29.7216 1.178873
30 10.76 5.489835 24.98787 1.31831
35 9.99 4.719835 21.48309 0.976056
40 9.25 3.979835 18.11486 0.938028
45 8.61 3.339835 15.2018 0.811268
TRAY 3
t (menit) W kentang (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 21.98 16.70744 76.01199 0
5 16.7 11.42744 51.99016 6.692958
10 15.14 9.867436 44.89279 1.977465
15 13.59 8.317436 37.84093 1.964789
20 12.43 7.157436 32.5634 1.470423
25 11.53 6.257436 28.46877 1.140845
30 10.85 5.577436 25.37505 0.861972
35 9.64 4.367436 19.87005 1.533803
40 8.9 3.627436 16.50335 0.938028
45 8.3 3.027436 13.7736 0.760563
TRAY 4
t (menit) W kentang (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 22.03 16.74544 76.01199 0
5 17.4 12.11544 54.9952 5.869014
10 16.23 10.94544 49.68426 1.483099
15 14.95 9.665442 43.874 1.622535
20 13.89 8.605442 39.06238 1.343662
25 12.94 7.655442 34.75008 1.204225
30 11.94 6.655442 30.21081 1.267606
35 11.13 5.845442 26.53401 1.026761
40 10.34 5.055442 22.94799 1.001408
45 9.65 4.365442 19.8159 0.874648
B. Variabel 2 bahan bawang putih
W bawang putih awal = 15.9 gr (Tray 1)
W air awal = 15.9 x 56.6% = 9.00657 gr
X0= 56.6%
W bawang putih setelah 5 menit = 15.01 gr
W air setelah 5 menit = 9.00657- (15.9 – 15.01) = 8.11657 gr
𝑋𝑜 =8.11657
15.9𝑥100% = 51.048 %
𝑁 =𝑊0 − 𝑊1
𝐴. ∆Ф=
9.00657 − 8.22657
4.682𝑐𝑚2.19 𝑗𝑎𝑚
= 1.71081𝑔𝑟
𝑐𝑚2. 𝑗𝑎𝑚
TRAY 1
t (menit) W bawang
putih (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm
2.jam)
0 15.9 9.00657 56.6451 0
5 15.01 8.11657 51.04761 1.710807
10 14.32 7.42657 46.70799 1.326356
15 13.84 6.94657 43.68912 0.922683
20 13.4 6.50657 40.92183 0.845792
25 13.01 6.11657 38.469 0.74968
30 12.7 5.80657 36.51931 0.595899
35 12.36 5.46657 34.38095 0.653567
40 12.06 5.16657 32.49415 0.576677
45 11.8 4.90657 30.85893 0.499786
TRAY 2
t (menit) W bawang
putih (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm
2.jam)
0 16.18 9.165177 56.6451 0
5 15.21 8.195177 50.65004 1.864588
10 14.52 7.505177 46.38552 1.326356
15 14.02 7.005177 43.29528 0.961128
20 13.8 6.785177 41.93558 0.422896
25 13.21 6.195177 38.2891 1.134131
30 12.91 5.895177 36.43496 0.576677
35 12.59 5.575177 34.45721 0.615122
40 12.29 5.275177 32.60307 0.576677
45 12.05 5.035177 31.11976 0.461341
TRAY 3
t (menit) W bawang
putih (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm
2.jam)
0 16.17 9.159512 56.6451 0
5 15.18 8.169512 50.52265 1.903033
10 14.54 7.529512 46.5647 1.230243
15 14.07 7.059512 43.65808 0.90346
20 13.66 6.649512 41.12252 0.788125
25 13.31 6.299512 38.95802 0.672789
30 13.02 6.009512 37.16458 0.557454
35 12.73 5.719512 35.37113 0.557454
40 12.44 5.429512 33.57769 0.557454
45 12.2 5.189512 32.09346 0.461341
TRAY 4
t (menit) W bawang
putih (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm
2.jam)
0 16.08 9.108532 56.6451 0
5 15.32 8.348532 51.91873 1.460914
10 14.71 7.738532 48.1252 1.172576
15 14.27 7.298532 45.38888 0.845792
20 13.83 6.858532 42.65256 0.845792
25 13.47 6.498532 40.41375 0.692012
30 13.14 6.168532 38.36151 0.634344
35 12.87 5.898532 36.68241 0.519009
40 12.58 5.608532 34.87893 0.557454
45 12.31 5.338532 33.19982 0.519009
C. Variabel 3 bahan apel
W apel awal = 25.1 gr (Tray 1)
W air awal = 25.1 x 82.7% = 20.7789 gr
X0= 82.79 %
W apel setelah 5 menit = 22.93 gr
W air setelah 5 menit = 20.7789 – (25.1 – 22.93) = 18.6089 gr
𝑋𝑜 =18.6089
25.1𝑥100% = 74.139 %
𝑁 =𝑊0 − 𝑊1
𝐴. ∆Ф=
20.7789 – 18.6089
7 𝑐𝑚2.19 𝑗𝑎𝑚
= 2.79 𝑔𝑟
𝑐𝑚2. 𝑗𝑎𝑚
TRAY 1
t (menit) W apel (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 25.1 20.77889 82.78443 0
5 22.93 18.60889 74.13901 2.79
10 21.12 16.79889 66.92786 2.327143
15 19.19 14.86889 59.23861 2.481429
20 17.68 13.35889 53.22268 1.941429
25 16.13 11.80889 47.04738 1.992857
30 14.65 10.32889 41.15097 1.902857
35 13.34 9.018892 35.93184 1.684286
40 12.22 7.898892 31.46969 1.44
45 11.24 6.918892 27.56531 1.26
TRAY 2
t (menit) W apel (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 24.95 20.65472 82.78443 0
5 22.64 18.34472 73.52591 2.97
10 20.4 16.10472 64.54796 2.88
15 18.41 14.11472 56.57201 2.558571
20 16.75 12.45472 49.9187 2.134286
25 15.2 10.90472 43.70627 1.992857
30 13.76 9.464716 37.93473 1.851429
35 12.59 8.294716 33.24535 1.504286
40 11.58 7.284716 29.19726 1.298571
45 10.6 6.304716 25.2694 1.26
TRAY 3
t (menit) W apel (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 24.97 20.67127 82.78443 0
5 22.24 17.94127 71.85131 3.51
10 19.78 15.48127 61.99949 3.162857
15 17.75 13.45127 53.86973 2.61
20 16.15 11.85127 47.46204 2.057143
25 14.64 10.34127 41.41479 1.941429
30 13.37 9.071272 36.32868 1.632857
35 12.29 7.991272 32.00349 1.388571
40 11.3 7.001272 28.03874 1.272857
45 10.43 6.131272 24.55456 1.118571
TRAY 4
t (menit) W apel (gr) W air (gr) Moisture Content (%X) N (gr/cm2.jam)
0 25.04 20.72922 82.78443 0
5 23.15 18.83922 75.23651 2.43
10 21.38 17.06922 68.16782 2.275714
15 19.84 15.52922 62.01766 1.98
20 18.41 14.09922 56.3068 1.838571
25 17 12.68922 50.6758 1.812857
30 15.74 11.42922 45.64386 1.62
35 14.65 10.33922 41.29082 1.401429
40 13.56 9.249222 36.93779 1.401429
45 12.6 8.289222 33.10392 1.234286
LEMBAR ASISTENSI
DIPERIKSA KETERANGAN TANDA TANGAN
NO TANGGAL