TK-40Z2 PENELITIAN Semester II − 2006/2007
Judul PENGERINGAN BAHAN PANGAN
Kelompok B.56.3.33 Garry Nathaniel Meiti Pratiwi
(13003031) (13003056)
Pembimbing Dr. Danu Ariono
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG April 2007
LEMBAR PENGESAHAN TK-40Z2 PENELITIAN Semester II − 2006/2007
PENGERINGAN BAHAN PANGAN
Kelompok B.56.3.33 Garry Nathaniel Meiti Pratiwi
(13003031) (13003056)
Catatan
Bandung, April 2007 Disetujui Pembimbing
Dr. Danu Ariono
B.56.3.33
i
TK-40Z2 PENELITIAN Pengeringan Bahan Pangan Kelompok B.56.3.33 Garry Nathaniel (13003031) dan Meiti Pratiwi (13003056) Pembimbing Dr. Danu Ariono
ABSTRAK
Pengeringan vakum adalah sistem pengeringan suatu bahan dengan memanfaatkan keadaan vakum. Pada keadaan vakum, titik didih moisture lebih rendah daripada titik didih pada keadaan atmosferik sehingga mempercepat waktu pengeringan dan menurunkan jumlah kandungan nutrisi yang rusak pada bahan yang dikeringkan akibat pengeringan. Metode pengeringan ini sesuai untuk bahan yang memiliki sensitivitas terhadap temperatur, salah satunya adalah bahan pangan. Pada pengeringan temperatur tinggi, kandungan vitamin dalam bahan pangan mudah terdegradasi dan rusak. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik pengeringan bahan pangan pada kondisi vakum, serta membandingkan karakteristik tersebut dengan karakteristik pengeringan pada kondisi atmosferik. Karakteristik pengeringan ini berguna untuk menentukan waktu pengeringan pada proses pengeringan batch dan menentukan ukuran pengering pada proses pengeringan pada temperatur rendah secara kontinu. Bahan pangan yang dikeringkan adalah wortel, cabe merah, dan daun bawang. Pengeringan dilakukan pada tekanan vakum (absolut 22 cmHg) dengan variasi temperatur 50, 55, dan 60 oC serta pada tekanan atmosferik pada temperatur 60 oC. Dari penelitian ini diperoleh bahwa karakteristik pengeringan vakum sama dengan karakteristik pengeringan atmosferik. Kata kunci : pengeringan vakum, bahan pangan, dan krakteristik pengeringan
B.56.3.33
ii
TK-40Z2 FINAL RESEARCH PROJECT Food Drying Group B.56.3.33 Garry Nathaniel (13003031) and Meiti Pratiwi (13003056) Advisor Dr. Danu Ariono
ABSTRACT
Vacuum drying is a process of drying material by using vacuum condition. In vacuum, moisture’s boiling point is lower than in atmosferic condition so it will reduce drying time and preserve nutrition contents in material. This drying method is suitable for materials which have high temperature sensitivity, such as food. In high temperature drying, vitamin contents in food can be easily degraded and spoiled. This research is conducted in order to study the drying characteristics of food in vacuum condition and compare those characteristics to the characteristics in atmospheric condition. These drying characteristics are useful to determine drying time in batch drying process and to determine the size of dryer in low temperature continous drying. Carrots, chillies peppers, and scallions are the materials that will be dried. The drying operating condition pressure. Drying done in vacuum pressure (absolute 22 cmHg) with temperature variation of 50, 55, 60 oC, and at atmosferic pressure and temperature of 60 o C. This research resulting that vacuum drying has a similar characteristic with atmosferic drying. Key words: vacuum drying, food, drying characteristics
B.56.3.33
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karuniaNya sehingga penulisan laporan ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Laporan ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah TK-40Z1 Penulisan Laporan dan Seminar. Selain itu, penulisan laporan ini merupakan prasyarat untuk mengambil mata kuliah TK-40Z2 Penelitian.
Selama menyusun laporan ini, penyusun mempelajari berbagai literatur, baik buku-buku ilmiah, maupun internet (elektronik). Banyak kesulitan yang dihadapi dalam menyusun laporan ini. Namun, penyusun juga telah mendapat dorongan, bimbingan, dan masukan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penyusun hendak mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Danu Ariono selaku dosen pembimbing, atas bimbingan dan bantuan yang diberikan selama proses penelitian. 2. Dr. IDG Arsa Putrawan selaku dosen koordinator mata kuliah TK-40Z2 Penelitian, atas petunjuk dan arahan dalam proses penelitian. 3. Dr. Melia Laniwati G selaku kepala laboratorium Analis, atas izin dan pengarahan dalam peminjaman ruangan dan alat. 4. Melli selaku asisten laboratorium Analis atas bantuan peminjaman alat dan pengarahan selama pemakaian alat 5. Perpustakaan Teknik Kimia ITB, atas kesediannya meminjamkan buku-buku ilmiah yang membantu dalam penyusunan laporan ini.
Penyusun menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran bagi perbaikan laporan ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bandung, Maret 2007 Penyusun B.56.3.33
iv
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR PENGESAHAN
i
ABSTRAK
ii
ABSTRACT
iii
KATA PENGANTAR
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
ix
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Tujuan
4
1.4 Ruang Lingkup
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1
Perpindahan Panas pada Pengeringan
5
2.1.1
Pengeringan Konveksi
6
2.1.2
Pengeringan Kontak
6
2.1.3
Pengeringan Radiasi
7
2.2 Perpindahan Massa pada Pengeringan
7
2.2.1
Kandungan Air dalam bahan
8
2.2.2
Laju Pengeringan
11
2.3 Unjuk Kerja Pengeringan
14
2.4 Pengeringan Bahan Pangan
15
2.4.1
Tujuan Pengeringan Bahan Pangan
15
2.4.2
Keuntungan Pengeringan Bahan Pangan
15
2.4.3
Dasar-Dasar Pengeringan Bahan Pangan
16
B.56.3.33
v
2.4.4
Bahan Pangan yang Dapat Dikeringkan
18
2.4.5
Jenis Pengeringan Bahan Pangan
18
2.5 Pengeringan Beku (Freeze Drying)
19
2.6 Pengeringan Vakum (Vacuum Drying)
21
BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN
25
3.1 Metodologi
25
3.2 Pelaksanaan Percobaan
26
3.2.1 Bahan
26
3.2.2 Alat
26
3.2.3 Prosedur
27
3.2.4
3.2.3.1
Bagan Cara Kerja Penelitian
27
3.2.3.2
Cara Kerja Penelitian
30
Variabel Percobaan
31
3.3 Interpretasi Data
32
3.4 Jadwal
32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
33
4.1 Penurunan Berat selama Pengeringan
33
4.1.1
Penurunan Berat Wortel selama Pengeringan
33
4.1.2
Penurunan Berat Cabe Merah selama Pengeringan
35
4.1.3 Penurunan Berat Daun Bawang selama Pengeringan
37
4.1.4
39
Pembahasan Penurunan Berat selama Pengeringan
4.2 Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun 4.2.1
Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun pada Wortel
4.2.2
Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun pada Cabe Merah
4.2.3
4.3 Penentuan Kandungan Air Kritik (X kritik)
B.56.3.33
41
43
Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun pada Daun Bawang
4.3.1
40
Penentuan Kandungan Air Kritik (X kritik) pada Wortel
46 48 48
vi
4.4
4.3.2
Penentuan Kandungan Air Kritik (X kritik) pada Cabe Merah
50
4.3.3
Penentuan Air Kritik (X kritik) pada Daun Bawang
51
Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Fasa (hc)
53
4.4.1
Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) pada Wortel
53
4.4.2
Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) pada Cabe Merah
4.4.3
Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) pada Daun Bawang
4.4.4
55
57
Hubungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) dengan Temperatur Pengeringan pada Pengeringan Vakum
59
4.4.5 Hubungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) dengan Tekanan Pengeringan pada Temperatur Pengeringan 60 oC
60
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
62
5.1 Kesimpulan
62
5.2 Saran
62
DAFTAR PUSTAKA
63
DAFTAR SIMBOL
64
LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN
65
B.56.3.33
vii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1
Kemampuan sayuran untuk dikeringkan
18
Tabel 3.1
Nilai tekanan dan temperatur uap air (steam table)
32
Tabel 3.2
Jadwal tentatif kegiatan penelitian
32
Tabel 4.1
Laju pengeringan konstan dan menurun pada wortel
43
Tabel 4.2
Laju pengeringan konstan dan menurun pada cabe merah
45
Tabel 4.3
Laju pengeringan konstan dan menurun pada daun bawang
48
Tabel 4.4
Nilai kandungan air kritik untuk wortel
48
Tabel 4.5
Nilai kandungan air kritik untuk cabe merah
50
Tabel 4.6
Nilai kandungan air kritik untuk daun bawang
51
Tabel 4.7
Penentuan hc untuk wortel
53
Tabel 4.8
Penentuan hc untuk cabe merah
55
Tabel 4.9
Penentuan hc untuk daun bawang
57
Tabel 4.10
Nilai hc tiap sampel pada tekanan absolut 22 cmHg
59
Tabel 4.11
Nilai a dan b tiap sampel pengeringan
60 o
Tabel 4.12
Nilai hc tiap sampel pada temperatur pengeringan 60 C
60
Tabel 4.13
Nilai c dan d sampel pengeringan
61
Tabel A.1
Data waktu dan berat wortel pada pengeringan vakum dan temperatur 50 oC
65
Data tekanan, panas laten dan saturated temperature
67
Tabel A.2
B.56.3.33
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1
Kandungan air dalam bahan
10
Gambar 2.2
Kurva laju pengeringan
12
Gambar 2.3
Proses rekonstitusi pada freeze drying
20
Gambar 2.4
Triple point air
21
Gambar 2.5
Diagram fasa air
22
Gambar 2.6
Proses pengeringan
23
Gambar 3.1
Skema alat pengeringan vakum
26
Gambar 4.1
Penurunan berat wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC
Gambar 4.2
Penurunan berat wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC
Gambar 4.3
37
Penurunan berat daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC
B.56.3.33
37
Penurunan berat daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC
Gambar 4.10
36
Penurunan berat cabe merah pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC
Gambar 4.9
36
Penurunan berat cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
Gambar 4.8
35
Penurunan berat cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC
Gambar 4.7
35
Penurunan berat cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC
Gambar 4.6
34
Penurunan berat wortel pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC
Gambar 4.5
34
Penurunan berat wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
Gambar 4.4
33
38
ix
Gambar 4.11
Penurunan berat daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
Gambar 4.12
Penurunan berat daun bawang pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC
Gambar 4.13
47
Pengaruh temperatur terhadap kandungan air kritik untuk wortel pada pengeringan vakum (tekanan absolut 22 cmHg)
B.56.3.33
47
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC
Gambar 4.25
46
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
Gambar 4.24
46
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC
Gambar 4.23
45
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC
Gambar 4.22
44
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC
Gambar 4.21
44
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
Gambar 4.20
43
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC
Gambar 4.19
42
Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC
Gambar 4.18
42
Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk wortel pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC
Gambar 4.17
41
Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
Gambar 4.16
41
Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC
Gambar 4.15
39
Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC
Gambar 4.14
38
49
x
Gambar 4.26
Pengaruh temperatur terhadap kandungan air kritik untuk cabe merah pada pengeringan vakum (tekanan absolut 22 cmHg)
Gambar 4.27
Pengaruh temperatur terhadap kandungan air kritik untuk daun bawang pada pengeringan vakum (tekanan absolut 22 cmHg)
Gambar 4.28
54
Hubungan hc terhadap tekanan untuk wortel pada temperatur 60 oC
Gambar 4.30
54
Hubungan hc terhadap temperatur untuk cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg
Gambar 4.31
56
Hubungan hc terhadap tekanan untuk cabe merah pada temperatur 60 oC
Gambar 4.32
56
Hubungan hc terhadap temperatur untuk daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg
Gambar 4.33
58
Hubungan hc terhadap tekanan untuk daun bawang pada temperatur 60 oC
Gambar 4.34
58
Pengaruh temperatur terhadap hc untuk berbagai sampel pengeringan
pada
pengeringan
vakum
(tekanan
absolut 59
22cmHg) Gambar 4.35
Pengaruh
tekanan
terhadap
hc
untuk
berbagai
sampel
pengeringan pada temperatur pengeringan 60 oC Gambar A.1
61
Laju pengeringan konstan pada wortel dengan kondisi tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
Gambar A.2
52
Hubungan hc terhadap temperatur untuk wortel pada tekanan absolut 22 cmHg
Gambar 4.29
50
66
Laju pengeringan menurun pada wortel dengan kondisi tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC
66
Gambar A.3
Pengaruh tekanan absolut terhadap panas laten air
68
Gambar A.4
Pengaruh tekanan absolut terhadap saturated temperature
68
B.56.3.33
xi
