ppt sidang

PRESENTASI SIDANG SKRIPSI

PRESENTASI SIDANG SKRIPSIDisusun oleh:WIN ALFALAH NASUTION0906512362FTUI

Analisa Temperatur Pengeringan Minimum Spray Drying dalam Pembuatan Vitamin C Bubuk Ditambahkan 14,9% Maltodekstrin dengan Pemanfaatan Dehumidifier UNIVERSITAS INDONESIA3 Juli 2013

1

Nama: Win Alfalah NasutionLahir : Jakarta, 14 Januari 1992NPM: 0906512362Jurusan: Teknik mesinPembimbing skripsi : Dr. Ir. Engkos A. Kosasih, MT

Biodata Penulis

LATAR BELAKANG PEMILIHAN TEMA3

3

LATAR BELAKANG PEMILIHAN TEMAVitamin C digunakan secara luas dalam industri makanan

Vitamin C merupakan heat sensitive material yang mulai mengalami kerusakan pada suhu 55oC

Dalam pembuatan jus atau buah buahan seperti apel dan persik, asam askorbat ditambahkan untuk mencegah browning (pencoklatan enzimatis)

Metode pengeringan semprot dengan dehumidifier cenderung tidak merusak produk karena dapat mengeringkan pada temperatur rendah

4

TUJUAN PENELITIANMengetahui karakteristik pengering semprot dari beberapa variasi laju aliran massa bahan uji, debit udara, dan tekanan nozel penyemprot bahan terhadap temperatur minimum pengeringan.

Mengetahui kinerja sistem pengering semprot dengan pemanfaatan dehumidifier juga kombinasi penggunaan pompa kalor dan pemanas listrik sebagai pemanas udaranya.

5

Spray Drying (SD) atau pengering semprot adalah proses transformasi cairan yang dapat dipompa yang akan mengubahnya menjadi produk yang kering dalam satu operasi (Filkova, Huang & Mujumdar, 1995)Pengeringan atau dehidrasi didefinisikan sebagai pengurangan kandungan air oleh panas buatan dengan kondisi suhu, RH, dan aliran udara terkontrol. Tujuan utama dari pengeringan atau dehidrasi untuk mengurangi kandungan air tanpa merusak struktur produk (Brennan, 1978)Berdasarkan dua diskripsi pengeringan tersebut, dapat disimpulkan bahwa terdapat beberapa pemahaman tentang pengeringan, yaitu:Pengeringan adalah pengurangan kandungan air pada suatu zatTerjadi perubahan massa pada zat yang dikeringkanTerjadi perubahan energi panas pada sistemTerkontrolnya kondisi suhu, kelembaban, dan aliran udaraPengeringan bertujuan mengurangi kandungan air tanpa merusak produk

Spray Drying6

METODOLOGI (contd)Alur Inovasi Spray Drying7

METODOLOGIAlur Penelitian8

Variabel Variabel Eksperimen1.Variabel tidak bebasa.Objek penelitian ini: larutan vitamin C 0,1% ditambahkan maltodextrin 14,9% berat dan 85% berat aquadesTemperatur dew point udara keluar evaporator, yaitu: 16,56oC.

2.Variabel bebasa.Tiga kombinasi tekanan nozel udara bahan masuk, yaitu: 1 bar, 2 bar, dan 3 bar b.Tiga kombinasi debit/aliran bahan, yaitu: 0,15; 0,30; dan 0,45 [L/jam] Tiga kombinasi debit/aliran udara pengering, yaitu: 17,327; 24,504; 30,012 [m3/jam].

3.Variabel terikatTemperatur minimum pengeringan dengan kadar moisture produk 3%.

METODOLOGI (contd)9

METODOLOGI (contd)Skema Pengering Semprot DTM FTUI

10

Dari temperatur dry bulb dan temperatur wet bulb lingkungan didapatkan temperatur dew point lingkungan, dan entalpi lingkungan (indeks: 1). Dari hal ini, kita dapatkan SV1 (specific volume 1), sehingga dapat dicari SW1 (specific weight 1). Dari pengukuran temperatur udara di orifice, didapatkan dry bulb dan temperatur wet bulb, dan entalpi setelah evaporator (indeks: 2), sehingga dapat dicari temperatur dew point 2. METODOLOGI (contd)

11

Dengan:a = udarada = dry air (udara kering)v = vapourw = watern = nozel1 = lingkungan2 = keluar evaporator dan kondenser3 = setelah heater4 = keluar cyclone

METODOLOGI (contd)12

Entalpi air didapatkan dari tabel properti air

h3 didapatkan dari temperatur minimum pengeringan dengan moisture content 2 = 3 h4 didapatkan dari 4 dengan temperatur keluar cyclone (Tout) sebagai dry bulb pada software properti udara. 4 didapatkan dengan:


METODOLOGI (contd)

14

Sedangkan, temperatur bahan keluar nozel didapatkan sebagai wet bulb dengan dan temperatur minimum pengeringan sebagai dry bulb pada software properti udara. hw out dicari dengan tabel properti air dengan Tout bahan sebagai temperatur keluar bahan dari nozel.


METODOLOGI (contd)

16

Perhitungan Energi pada Sistem1.Energi Blower Spesifikasi debit udara blower 1320 m3/jam = 0,367 m3/s dengan P = 0,9 kW, diasumsikan tidak terjadi perubahan tekanan udara, sehingga:


2.Energi Kompresor DehumidifierPerhitungan energi kompresor dehumidifier adalah


Temperatur Minimum Kering Berdasarkan Flow Bahan HASIL & PEMBAHASANhmanometer (m)pnozzle (bar)Qbahan (rpm)Theater minimum (oC)0.0051165274385215527338731472713850.0101160271382215026937931462663740.015115626538021472663763145263371

19

HASIL & PEMBAHASAN (contd)

Temperatur minimum pengeringan vs tekanan nozel semakin tinggi tekanan nozel, semakin rendah temperatur minimum pengeringanTemperatur minimum pengeringan vs debit bahan semakin tinggi debit bahan, semakin tinggi temperatur minimum pengeringanTemperatur minimum pengeringan vs debit udara semakin tinggi debit udara, semakin rendah temperatur minimum pengeringan

pn dp TminQbahan TminQudara Tmin20

20

a.Daya heater tidak selalu mempunyai nilai apabila kondisi udara yang dipanaskan cukup hanya memanfaatkan panas buang dari kondensor, dengan kata lain temperatur udara masuk ruang pengering yang diinginkan hanya dihasilkan oleh daya kompresor. Akan tetapi, apabila temperatur udara yang masuk ruang pengering membutuhkan temperatur lebih tinggi dari udara keluaran kondensor, tambahan daya dibutuhkan dari heater untuk menambah temperaturnya.HASIL & PEMBAHASAN (contd)Kinerja Pengeringan Berdasarkan Flow Bahan 21

b.Daya minimal ini dihitung dari daya daya yang masuk ke dalam sistem dengan mengabaikan kehilangan daya pada sistem dan daya daya kecil, seperti daya pompa produk, antara lain:Daya blower untuk menghembuskan udara pengering ke sistem Daya kompresor untuk dehumidifikasi udara pengering Daya heater untuk pemanasan udara pengering masuk chamber pengeringan utama Kalor buang kondensor sebagai salahsatu pemanas udara pengering

HASIL & PEMBAHASAN (contd)22

HASIL & PEMBAHASAN (contd)Tabel Perhitungan Energi dan Kinerja Pengeringan23

Perbandingan Kinerja Pengeringan Berdasarkan Flow Bahan HASIL & PEMBAHASANhmanometer (m)pnozzle (bar)Qbahan (rpm)KP0.005110.563220.819530.9483210.852920.818430.8933311.625220.880730.94830.010110.481920.622830.7125210.793920.672830.7588311.143820.728830.86920.015110.493720.650330.6205210.938320.595130.6617311.193820.647930.7627

24

HASIL & PEMBAHASAN (contd)

Kinerja pengeringan Vs tekanan nozel semakin tinggi tekanan nozel, semakin tinggi kinerja pengeringan

p dp KP

25

25

Pada debit bahan relatif rendah, kinerja pengeringan cenderung tinggi karena perbandingan debit air pada bahan yang diuapkan terhadap daya yang digunakan lebih besar daripada debit bahan yang relatif tinggi. Karena pada tekanan nozel 3 bar, ukuran droplet relatif lebih kecil, kepadatan droplet terhadap volume ruang pengering lebih kecil, sehingga kontak droplet dengan udara pengeringan lebih besar. Oleh karena itu, laju penguapan menjadi lebih tinggi. Pada debit bahan yang relatif rendah ini dengan tekanan nozel 1 bar, kinerja pengeringan paling rendah termasuk untuk semua rentang data pada eksperimen ini karena ukuran droplet yang relatif besar. Ukuran droplet 1 bar didapatkan dari Filkova dan Mujumdar (1995), diameter rata - rata droplet dihitung menggunakan persamaan:


Ukuran diameter droplet 1 bar adalah 206,287 m, 2 bar sebesar 163,73 m dan 3 bar sebesar 143,03 m. Dari diameter droplet 1 bar, diketahui laju penguapannya lebih kecil karena kepadatan droplet terhadap volume chamber pengering lebih besar, sehingga kontak permukaan droplet dengan udara pengering menjadi lebih kecil, sehingga laju penguapan menjadi lebih kecil. Nilai kinerja pengeringan tertinggi dimiliki oleh tekanan nozel 3 bar karena memiliki daya nozel (yang diabaikan di perhitungan) paling tinggi. Selain itu, kontak permukaan droplet dengan udara panas menjadi lebih besar. Oleh karena itu, kinerja sistem menjadi lebih efisien (kinerja pengeringan semakin tinggi).Kecenderungan kinerja sistem meningkat karena daya kalor panas yang digunakan pada saat itu cukup hanya dengan menggunakan pemanfaatan panas buang kondensor dari sistem dehumidifikasi. Sedangkan, ketika kecenderungan kinerja sistem menurun, hal ini disebabkan mulai digunakannya pemanas listrik sebagai tambahan daya karena daya yang diperlukan untuk memanaskan udara dari panas buang kondensor masih kurang cukup. Ketika debit bahan semakin sedikit, temperatur minimum pengeringan juga semakin rendah, sehingga daya kalor panas yang dibutuhkan juga semakin sedikit, sehingga relatif hampir tercukupi oleh pemanfaatan panas buang kondensor saja.


Hasil pengujian pengering semprot tipe pemanas listrik dan kombinasinya dengan pompa kalor dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1.Karakteristik pengering semprot terhadap variasi - variasi parameter pengeringan memiliki tren yang hampir sama, yaitu temperatur minimum pengeringan akan turun bila debit bahan menurun, tekanan udara nozel dinaikkan, atau debit udara dinaikkan. Spray dryer yang digunakan untuk pengujian pada temperatur dew point udara keluar evaporator 16,56oC bisa mencapai temperatur minimum pengeringan 45oC untuk mengeringkan debit bahan sebanyak 0,15 L/jam dengan tekanan nozel 3 bar dan debit udara 30,012 m3/jam.2. Kinerja sistem pada pengering semprot dengan pemanfaatan dehumidifier yang diuji memiliki daerah optimal pada tekanan nozel 1 bar karena kepadatan droplet terhadap volume ruang pengeringan lebih besar, sehingga udara pengering lebih sering mengalami kontak dengan partikel droplet. Pada sistem pengeringan ini, sistem refrigrasi dehumidifier sangat berperan dalam meningkatkan kinerja sistem dari pengering semprot ini. Kesimpulan28

3.Identifikasi karakteristik dan kinerja pengering semprot dengan pemanfaatan dehumidifier ini diperlukan untuk mendapatkan nilai optimasi sistem, baik dari nilai temperatur minimum pengeringan, kinerja pengeringan, dsb. sebagai pertimbangan terhadap bahan yang memiliki kandungan material yang sensitif terhadap temperatur.

Kesimpulan (contd)29

Adapun beberapa saran yang dapat dilakukan untuk penelitian selanjutnya adalah: 1.Pada aliran bahan spray drying sebaiknya dipasangi dengan flowmeter/rotameter, sehingga nilai debit bahan yang didapatkan dalam eksperimen menjadi lebih akurat.Proses pengambilan data temperatur minimum pengeringan dan aliran udara di nozel penyemprot bahan sebaiknya dilakukan dengan menggunakan data akuisisi yang terkalibrasi. Kemudian, nozel penyemprot dipasangi juga dengan sensor kelembaban yang dapat mendeteksi tingkat kebasahan dinding ruang pengering, sehingga data yang diambil dapat lebih terkontrol dan lebih akurat.

Saran30

3.Agar tidak terjadi kondensasi pada saluran udara dan pengaruh eksternal karena perbedaan temperatur dalam dan lingkungan di ruang pengering, ruang pengering spray dryer DTM FTUI sebaiknya diisolasi.Untuk penelitian lebih lanjut, penelitian juga sebaiknya diperluas mengenai karakteristik nozel sebagai alat atomisasi tetesan terkait dengan ukuran diameter tetesan yang dihasilkan.

Saran (contd)31

TERIMA KASIH!Selesai

ppt sidang

Documents