F / ;.:!,~? / * a
, ,
,J
.,
MODEL SIMULASI PENGERI NGAN GENGKEH Y lPE " GROSS FLOW "
-
Oleh NANlK
SRI
HARTANI
F 23. 0705
1 9 9 1 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN; INSTITUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
,"
\
/
/o(,(/o
Nanik Sri Hartani. Cengkeh
Tipe
F 23.0705.
Model Simulasi
Pengeringan
"Cross-flow". Dibawah bimbingan
Atjeng
M.
..
Syarief.
RINGKASAN
Pengeringan adalah pertanian di
proses penurunan air
dari
hasil
sampai kadar air setimbang dengan keadaan
udara
sekelilingnya atau sampai kadar air dimana
mutu
hasil
pertanian tersebut dapat dipertahankan dari serangan jamur, aktivitas serangga dan enzim. Tujuan
penelitian ini adalah membuat
model
simulasi
penge-ringan cengkeh dengan pengering tipe "cross-flow" dan mempelajari dan
pengaruh suhu udara pengering, kadar air
kelembaban
relatif
serta
kelembaban mutlak
awal udara
pengering terhadap performansi pengering tipe "cross-flown. Penelitian ini menggunakan data sekunder yang meliputi data
untuk cengkeh dan alat pengering
Data
yang dimaksud adalah data pengeringan
tipe
ucross-flow". untuk
cengkeh
(hasil penelitian Anwar, 1987) yang dibatasi untuk
cengkeh
yang
telah terfermentasi dengan suhu dan kelembaban
nisbi
udara pengering tertentu dengan kecepatan aliran udara 0.10 meterfdt. yang
Kadar
air keseimbangan diambil
terfermentasi, yaitu
sedangkan
untuk
Me=10.5938
konstanta
K=exp(16.4371-6072.9873fT).
untuk
exp(-0.04981 A T),
penge-ringannya Kemudian
cengkeh
data
untuk
adalah
pengering
tipe "cross-flow" digunakan alat pengering
sama dengan pengering teh yang ada di PT. Gunung Kadar panjang
air
Mas.
dan suhu cengkeh dianalisa untuk
tertentu
yang
digunakan, demikian juga dengan suhu dan kelembaban
nisbi
Model simulasi ini
pengering.
parameter
tersebut parsial
differensial
(0.11 meter)
dengan tipe
dari
setiap
tray
udara
tray
yang
mencari
parameter-
menggunakan
bak yang
pada
persamaan
dasarnya
dengan tipe wcross-flow", yaitu dengan mengganti
sama
t menjadi
dan at menjadiay (At=Ay/V dan G =V P P P~P). Hasil yang diperoleh pada setiap tray (alat pengering ini terdiri dari y
empat tray) ternyata tidak dapat pengeringan kemudian
yang
diharapkan.
menerangkan suatu Oleh
karena
dilanjutkan dengan pengering
itu
tipe
proses analisa
"cross-flow"
untuk satu tray yang panjangnya 22 meter. Metoda cengkeh tetapi
yang terakhir ini menunjukkan bahwa kadar
akan
turun dengan
semakin
keluar
kenaikan untuk
dengan
ini
Untuk suhu udara
(setelah mengeringkan
kelembaban
pengering
Kadar air
setelah melalui tray sepanjang 22 meter
250.70 %bk dengan suhu 57.2Oc. yang
lamanya pengeringan,
sebaliknya suhu cengkeh meningkat.
dihasilkan
semakin nisbi
lamanya adalah
berpengaruh
cengkeh)
sebaliknya. kadar
yang
adalah
pengering
menunjukkan
pengeringan,
terhadap
air
sedangkan
Suhu air
udara
cengkeh,
semakin tinggi suhu udara pengering maka waktu penge-ringan akan lebih singkat.
Dengan suhu udara pengering 6 0 . 0 ~dan ~
kadar
air
setelah
awal 254.14 %bk, kadar air 250.70 %bk dicapai 1 waktu pengeringan 18 - menit, dengan suhu udara 3
pengering 5 5 . 0 ~untuk ~ kadar air awal dan waktu pengeringan yang sama, kadar air yang dicapai adalah 251.51 %bk, dengan suhu udara pengering 50.0°c, kadar air yang dicapai 252.15 kadar
%bk air
dan untuk suhu udara
penqering
yang dihasilkan adalah 252.65
adalah
45.0°c,
%bk.
Demikian
juga dengan kadar air awal yang berpengaruh terhadap air,
semakin
kecepatan
rendah kadar air awal
pengeringan
sebaliknya. Denqan waktu
pengerinqan
akan
yang
semakin
maka
digunakan
kadar maka
meninqkat,- begitu
suhu udara pengering 60.O ' C , selama 1 18- menit, untuk kadar air awal 3
127.53%bk, kadar
air yang dihasilkan adalah
125.71
%bk,
untuk kadar air awal 72.68 %bk, maka kadar air yang dicapai adalah 71.65 %bk sedangkan untuk kadar air awal kadar air yang dihasilkan adalah 19.98 %bk.
20.23 %bk,
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW"
S K R I P S I Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar *
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada jurusan MEKANISASI PERTANIAN, Fakultas ~ e k n o l o g i~ertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh
:
NANIK SRI HARTANI F 23.0705 Dilahirkan pada tanggal 21 Maret 1968 di Rembang
KATA P E N G A N T A R
Puji telah
syukur kami panjatkan kepada Allah swt.
melimpahkan
rahmatnya
sehingga
yang
penulis
dapat
bahwa
dalam
menyusun skripsi ini denqan baik. Kami pembuatan berbagai
sebagai skripsi pihak,
penulis ini
tidak
menyadari terlepas
oleh karenanya
dalam
dari
bantuan
kesempatan
ini
penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Dr.Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE
yang telah membimbing
dan memberi pengarahan dalam penulisan skripsi ini. 2. Ir. Suroso dan Ir. Aris Purwanto, yang telah bersedia
menguji dan memberikan saran dalam penulisan
skripsi
ini. 4. Dr. Ir. Ridwan Thahir,
yanq
telah
banyak
membantu
penulis dalam penyelesaian skripsi ini. 6. Mas Ari, mbak Nining, mas Heri, Andry, Unan, Suryani,
Ari, Jiji, Dwi, Tyas, Maria dan 17 7. Dan
keluarga
Bayangkara
denqan segala dukungannya. semua pihak yanq tidak dapat kami sebutkan
yanq
telah membantu hingga selesainya tulisan ini. Akhirnya,
penulis
mengharapkan kritik
dan
saran
yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tulisan ini.
Bogor, Agustus 1991
Penulis
DAFTAR IS1
Halaman
................................. iv DAFTAR TABEL .................................... vii DAFTAR LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii DAFTAR SIMBOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix 1 I . PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I1 . TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 A . BOTANI ...................................... 4 B . PENANGANAN PASCA PANEN ...................... 5 C . PROSES PENGERINGAN.......................... 6 1 . Pengeringan Lapisan Tipis ................ 10 2 . Model Teoritis Pengeringan Lapisan Tipis .................................... 11 3 . Model Semi Teoritis dan Empiris .......... 15 4 . Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan .............................. 17 DAFTAR GAMBAR
D.
MODEL SIMULASI PENGERINGAN LAPISAN TIPIS 1
.
18
Model Pengeringan Lapisan Tebal . . . . . . . . . 18 a . Keseimbangan entalpi udara ........... b . Keseimbangan entalpi biji-bijian .....
19 21
c . Keseimbangan kandungan air . . . . . . . . . . . 22
d . Perubahan kadar air biji-bijian . . . . . . 23 2. E.
Model Simulasi Pengeringan Lapisan Tipis Cengkeh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
PENGERING TIPE "CROSS-FLOW". . . . . . . . . . . . . . . . . 1.
26
Modif ikasi Pengering "Cross-flow" . . . . . . . 26
Halaman
2. I11 .
PENDEKATAN TEORITIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.
IV .
VI .
31
PENURUNAN MODEL PENGERINGAN TIPE "CROSS-FLOW" ................................
31
B.
ASUMSI-ASUMSI ...............................
32
C.
PARAMETER YANG DIGUNAKAN ....................
33
METODOLOGI PENELITIAN...........................
35
A.
DATA PENGERINGAN LAPISAN TIPIS .............. 35
.
KARAKTERISTIK ALAT PENGERING................ 36
C.
PEMECAHAN NUMERIK MODEL PENGERING TIPE "CROSS-FLOW". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
D.
PENULISAN DENGAN PROGRAM KOMPUTER ........... 43
B
V.
Pengering Sistem "two stage-drier" ...... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................
52
A.
PENGERINGAN TIPE "CROSS-FLOW"...............
52
B.
MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW" (MULTI STAGE) .................. 53
C.
ANALISIS MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW" SATU TRAY . . . . . . . . . 61
KESIMPULAN DAN SARAN ............................
76
A.
KESIMPULAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
B.
SARAN .......................................
78
LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
DAFTAR G A M B A R
Halaman Gambar
1. Pengeringan produk biologis selama
LPT
&
LPM.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
2. Pengeringan biji-bijian selama LPM
Gambar
3. Volume kontrol.. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
4. Diagram
Gambar
5. Skema mesin pengering teh "Two Stage Dryer". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
6. Algoritma model persamaan
Gambar
7. Algoritma model persamaan
Gambar
8. Kadar
Gambar
9. Suhu
tahap .
pengering "Cross-Flow"
3
.......................
differensial parsial tipe "cross-flow" multi stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . differensial parsial tipe wcross-flow" satu tray.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
air cengkeh pada pengering tipe vcross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama ........ udara pengering pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama
........
Gambar
10. Suhu
cengkeh pada pengerlng tipe "cross-floww .multi stage selama 4 315 menit pertama.
.............
Gambar
11. Kelembaban relatif udara pengering
pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gambar
12. Kelembaban mutlak udara
pengering pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
13. Perbandingan kadar air cengkeh hasil simulasi dengan hasil penelitian Choirul. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Halaman Gambar
Gambar
1 4 . Perbandingan
kadar a i r cengkeh h a s i l p e n e l i t i a n Choirul (suhu udara p e n g e r i n g 550 C ) . . . . . . . . . . . . .
kadar a i r cengkeh h a s i l s i m u l a s i dengan h a s i l penel i t i a n C h o i r u l (suhu u d a r a penger i n g 50°c). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
15. Perbandingan
Gambar
16. Perbandingan kadar a i r cengkeh h a s i l s i m u l a s i dengan h a s i l penel i t i a n C h o i r u l (Suhu u d a r a penger i n g 4 5 O ~ .) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
1 7 . Kadar a i r cengkeh pada
Gambar
1 8 . Suhu cengkeh pada p e n g e r i n g pada pengering t i p e "cross-flow" satu t r a y s e l a m a 18 1 / 3 menit p e r t a m a
Gambar
1 9 . Suhu u d a r a p e n g e r i n g pada pengering t i p e "cross-flow" satu tray selama 1 8 1 / 3 m e n i t p e r t a m a
pengnering t i p e "cross-flow" s a t u t r a y selama 18 1 / 3 m e n i t p e r t a m a . . . . . . . . . . . . . .
.......
Gambar
20. Kelembaban mutlak udara pada pengering t i p e "cross-flow" satu t r a y s e l a m a 18 1 / 3 menit p e r t a m a
Gambar
relatif udara pada 21. Kelembaban pengering t i p e "cross-flow" satu t r a y s e l a m a 18 1 / 3 menit p e r t a m a
Gambar
22.
Gambar
23. Pengaruh suhu udara pengering t e r h a d a p k a d a r a i r cengkeh di s e p a n j a n g t r a y pada p e n g e r i n g t i p e " c r o s s - f low" s a t u t r a y .
Hubungan a n t a r a . k a d a r a i r r a t a r a t a pada p e n g e r i n g t i p e "crossflow" s a t u t r a y dengan waktu pengering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...........
65
Halaman
Gambar
24.
Pengaruh kadar a i r awal t e r h a d a p k a d a r a i r cengkeh d i s e p a n j a n g t r a y pada p e n g e r i n g t i p e " c r o s s flow" s a t u t r a y ( s u h u u d a r a penger i n g 60°c) .... . . . . . . . . . . . . .. . .
.
.
Gambar
25.
Pengaruh suhu u d a r a pengering terhadap kadar a i r r a t a - r a t a di sepanjang t r a y pada pengering t i p e "cross-flow" s a t u t r a y . . . . . . .
Gambar
26.
Pengaruh kadar a i r awal t e r h a d a p kadar a i r r a t a - r a t a d i sepanjang t r a y pada p e n g e r i n g "cross-flow" s a t u t r a y (suhu u d a r a p e n g e r i n g 60°c)
... . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . ..
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel
1. Keadaan perlakuan pengering cengkeh
Tabel
2. Kadar
Tabel
air keseimbangan dinamis cengkeh terfermentasi .............
Tabel
36
3. Konstanta pengeringan untuk cengkeh
terfermentasi Tabel
35
......................
input untuk pengeringan tipe "cross-flow" satu tray . . . . . . .
36
4. Kondisi
kadar air keselmbangan, suhu dan kelembaban relatif tertentu.. ........
71
5. Nilai hfgb/hfga cengkeh pada
vii
82
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran Lampiran Lampiran
1. 2.
3.
Perhitungan panas laten penguapan ...........................
80
Perhitungan luas permukaan spesifik dan rasio ruang kosong
83
Hasil perhitungan kadar air dengan metoda lempeng tak terbatas .......................
87
Lampiran
4.
Program komputer simulasi pengeringan cengkeh tipe "cross-flow" multi stage.......
Lampiran
5.
Program komputer simulasi pengeringan cengkeh tipe "cross-flow" satu tray .........
Lampiran
6.
Hasil simulasi penger ingan cengkeh tipe "cross-flow" multi stage..........................
Lampiran
7.
Hasil simulasi pengeringan cengkeh tipe "cross-flow" satu tray ...........................
Lampiran 8a. Hasil simulasi pengeringan cengkeh dengan suhu udara pengering 45 .................. Lampiran 8b.
Hasil simulasi pengeringan cengkeh dengan suhu udara pengering 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lampiran 8c.
Hasil simulasi pengeringan cengkeh dengan suhu udara pengering 55 ..................
Lampiran 8d.
Hasil simulasi pengeringan cengkeh dengan suhu udara pengering 600..................
Lampiran
Hasil simulasi pengeringan cengkeh berdasarkan pengaruh suhu udara pengering . . . . . . . . . . .
9.
DAFTAR SIMBOL KOMPUTER
A
: variabel pada subroutine WB-DBHA
CA
: panas jenis udara kering (J/kgOc)
CFM
:
kecepatan aliran udara (m/dt)
CON1
:
konstanta
CON2
: konstanta
CON3
:
CON4
: konstanta
CON5
: konstanta
CP
: panas jenis cengkeh (~/kgOc)
cv
:
CW
: panas jenis air (J/kgOc)
DBTPR
: jarak antar pencetakan pada arah
DELM
:
DELP
: jumlah step (delta) panjang pengeringan arah
DELPl
: DELP
DELT
: step waktu pengeringan (jam)
DELX
: ketebalan lapisan tipis (m)
DELY
:
step panjang pengeringan ke arah y (m)
EPS
:
variabel pada teknik Newton-Raphson
GA
: kecepatan aliran udara (kg/dt m 2)
GVEL
:
kecepatan aliran cengkeh (m/dt)
GVELJ
:
kecepatan aliran cengkeh (m/jam)
H
:
kelembaban udara mutlak (kgairjkg udara kering)
konstanta
panas jenis uap air (J/kgOc)
y (m)
XMO - XME
y
+ 1
ix
HA
:
Kelembaban udara mutlak (kgair/kg udara kering)
HC
: koef isien pindah panas konveksi (w/m2c)
HA-DBRH
:
HFG
: panas laten penguapan (J/kg)
HIN
:
kelembaban udara mutlak masuk
HS
:
penyimpanan
gosub untuk mencari kelembaban mutlak
kelembaban
udara
mutlak
sementara
dalam keadaan kondensasi I
: indek dari loop
IND
: jumlah
INDl
: IND
IEXIT
: tanda selesainya program
IM
: I + 1
INDPR
:
ITERCT
: penghitungan jumlah iterasi
J
: indek dari loop
JJ
: penghitung
JI<
:
JM
: J - 1
JM
: J + l
JP
: penghitung
JS
:
K
: konstanta pengeringan
KAB
:
penghitung absorpsi
KCON
:
penghitung kondensasi
LENGTH
:
panjang tray (meter)
LONG
:
panjang tray (m)
+
1
jumlah delta panjang antar pencetakan tray
penghitung
waktu sementara untuk simulasi (jam)
Me
: kadar air keseimbangan
MR
: Moisture ratio
NODES
:
total jumlah delta pencetakan setiap tray
P
:
variabel pada subroutine WB, RH dan HA
PRT
: waktu selanjutnya untuk pencetakan output (jam)
PS
:
panjang pengeringan sementara untuk simulasi (m)
RH-DBHA : gosub untuk mencari RH RH
: kelembaban udara relatif ( % )
RHC
:
RHIN
: kelembaban udara relatif masuk
RHOP
: massa jenis (kg/m3 )
SA
: luas permukaan spesifik (m2 /m3 )
SCONl
: konstanta
SCON2
: konstanta
SCON3
: konstanta
SUM
: Jumlah
SVPT
: variabel pada subroutine RH dan HA
T
: suhu udara (OC)
TB
: tebal lapisan tipis (m)
TBTPRJ
: interval waktu pencetakan (jam)
TGUESS
: perkiraan awal pada teknik Newton-Raphson
TH
: suhu cengkeh (OC)
THIN
: suhu cengkeh awal (OC)
THT
:
TIME
: waktu pengeringan kumulatif (jam)
kelembaban udara jenuh(0.99999) (%)
penyimpanan suhu cengkeh sementara (OC)
xi
TIMEJ
: waktu pengeringan kumulatif (jam)
TIN
: suhu udara masuk (OC)
TMTH
:
TR
: tray
TT
: total waktu pengeringan simulasi (detik)
TTJ
:
total waktu pengeringan simulasi (jam)
TTY
:
total panjang drier (meter)
TXMO
: kadar air awal sementara
TW
: suhu bola basah
T1
: nilai lama pada teknik Newton-Raphson
T2
:
nilai baru pada teknik Newton-Raphson
VS
:
volume spesifik (m3/kg)
T - TH
(OC)
VS-DBHA : gosub untuk mencari volume spesifik WT
: waktu yang dibutuhkan untuk melintasi drier (jam)
WTT
: waktu yang dibutuhkan untuk melintasi drier (jam)
WB-DBHA : gosub untuk mencari suhu bola basah XK
: penghitung
XM
:
kadar air
XMAVE
:
kadar air rata-rata
XME
: kadar air keseimbangan sementara ( % )
XMO
:
XMR
: rasio kadar air
XMT
:
kadar air sementara dalam perhitungan
YL
:
panjang pengeringan arah y (meter)
(%)
kadar air awal
(%)
(%)
(%)
YPTR
: interval
panjang
pengeringan
output (meter)
Z1
: persamaan
lapisan t i p i s
Z2
: t u r u n a n Z1 t e r h a d a p waktu
untuk
pencetakan
DAFTAR SIMBOL
:
luas permukaan bahan
: konstanta pada persamaan 3 : panas jenis bahan (JjkgC) : konstanta pada persamaan 14 : konstanta pada persamaan 14 : koefisien diffusi : konduktivitas
panas lapisan udara pada
permu-
kaan air-udara : koefisien
pindah
panas
uap
air
pada
permukaan air-udara :
laju aliran (kg/m2dt)
:
kelembaban udara mutlak (kg air/kg uk)
: koefisien konveksi pindah panas : panas laten penguapan (J/g) : konstanta pengeringan (ljjam atau l/detik)
koef isien "fenomena" pada persamaan 1 kadar air
(%)
rasio kadar air tekanan barometer akar positif dari fungsi Bessel laju aliran panas (~jm'dt) koordinat partikel (m) kelembaban udara relatif xiv
antar
S
: volume k o n t r o l
T
: suhu udara
t
: waktu ( j a m , d e t i k )
V
: kecepatan a l i r a n
(OC)
: massa j e n i s
(m/detik)
(kg/m3)
E
: p o r o s i t a s bak
0
: s u h u produk
7
: a k a r f u n g s i B e s s e l o r d o no1 j e n i s p e r t a m a
Subskrip
:
a
: udara
abs
: a b s o l u t , mutlak
bb
: b a s i s basah
bk
: basis kering
e
: keseimbangan
eq
: keseimbangan
in
: i n i s i a l , awal
0
: keadaan awal
P
: produk
s
: surfacce,
v
: v a p o r , uap a i r
W
: air
X
: koordinat
Y
: koordinat
(desimal)
(OC)
permukaan
I. PENDAHULUAN
Produksi
cengkeh di
Indonesia
sebagian
digunakan pada industri rokok kretek, disamping bahan
baku obat dan kosmetik.
cengkeh, dengan peningkatan melakukan
produksi
dari
import
tahun
ke
sebagai
Sebagai negara
yang
kuantitatif
tahun,
untuk mencukupi
besar
konsumen mengalami masih
Indonesia
kurangnya
kebutuhan
nasional. Sebagai
hasil pertanian cengkeh bersifat
musiman.
Oleh karena itu agar cengkeh dapat mempunyai masa simpan yang
lama atau lebih panjang maka perlu diadakan
perlakuan
untuk
mengamankan hasil
pertanian
(baik dari kerusakan maupun susut karena Salah
satu
cara
yang
digunakan
suatu
tersebut
transportasi). adalah
dengan
pengeringan. Bunga cengkeh pada umumnya dipanen dengan kadar air antara
60.00
cengkeh air
%bb -
70.00
%bb.
Menurut
Indonesia bunga cengkeh kering mempunyai
14.00
%bb atau kurang dimana dengan kadar
dapat disimpan dalam waktu yang lama. kadar
standar
air
tersebut
maka
perlu
Untuk
adanya
penting
dengan untuk
jalan
pengeringan.
dilaksanakan karena pada
air
suatu
Tahap
kadar ini
memperoleh
pengolahan agar kadar air dapat turun menjadi yaitu
mutu
14.00
ini
proses
yang menentukan tinggi rendahnya mutu cengkeh.
proses %bb,
sangat inilah
Pada
umumnya
penjemuran, dimana biaya
tetapi
Disamping waktu
pengeringan cara ini
tidak
pengeringan dengan cara
relatif lebih lama.
tersebut
maka
dapat
dengan
memerlukan
sangat tergantung pada cuaca
itu
yang
dilakukan
digunakan
dan
ini
Untuk
banyak iklim.
memerlukan
mengatasi
alat
ha1
pengering
buatan/mekanis. Alat
pengering
buatan ini
keadaan tidak digunakan. biaya
pengeringannya
pengeringan
dengan
sebagian
besar
Alasan utamanya adalah tinggi
lebih
daripada
cara lamporan/ penjemuran
dalam satuan cara dengan
sinar matahari (Thahir, 1986). Satuan
biaya operasi pengering buatan lebih mahal
dibandingkan harus
dengan
dibeli.
penjemuran
karena
sumber
Tetapi dalam jumlah besar
energi
satuan biaya
pengering buatan dapat lebih rendah daripada penjemuran, terlebih bila diikutsertakan biaya lahan
untuk
terhadap
kebutuhan
lamporan (Abdullah et al., 1981
dalam
Thahir, 1986). Untuk yang
baik
mendapatkan mutu dan diperlukan suatu
karakteristik
dari, alat pengering tersebut. cara
yang
karakteristik
sering dari
pengeringan
Menurut Nugroho
digunakan alat
efisiensi pengeringan
untuk
pengering
(1986),
mempela jari adalah
dengan
percobaan bail$ skala laboratorium maupun skala lapangan.
Percobaan dilakukan beberapa kali tergantung yang
parameter
akan diamati, sehingga diperlukan waktu dan
yang tidak sedikit. dipelajari dengan
biaya
Karakteristik alat pengering teknik
simulasi
sebagai
dapat
pengganti
percobaan, yang untuk itu dibutuhkan sejumlah persamaan yang
meng-gambarkan
tersebut. komputer dibuat
fenomena pengeringan
si-mulasi
Model
ini
biasanya
pengering
tipe
persamaan
differensial parsial.
membuat
cengkeh
alat
memerlukan
untuk penyelesaian. Dalam penelitian ini
model simulasi pengeringan cengkeh
adalah
dari
"cross-flow" dengan
model
akan
dengan
menggunakan
alat model
Tujuan penelitian
matematik
ini
simulasi pengeringan
dengan alat pengering tipe "cross-flow" dengan
menggunakan
model
persamaan
differensial
parsial.
Dengan model simulasi, kemudian dipelajari pengaruh suhu udara pengering, kelembaban mutlak dan relatif udara dan kadar
air awal cengkeh terhadap performansi
"cross-flow".
pengering
11. TINJAUAN PUSTAKA
A. BOTANI
Tanaman cengkeh termasuk ke dalam famili
Myrtaceae
dan mempunyai sifat yang khas, yaitu semua bagian
tana-
man mengandung minyak, mulai dari akar, batang, daun dan bunga (Ketaren, 1985). Bunga keluar
cengkeh
bersifat
terminal, kuncup
dari pucuk-pucuk ranting, bertangkai pendek
bertandan dengan panjang 4
-
5 cm.
Tiap tandan
dari 35 - 50 pucuk bunga (tipe Zanzibar). tumbuh
bunga
terdiri
Kuncup
beberapa bulan sebelum bunga muncul.
bunga
Masa
per-
kembangan dan pembentukan bunga memakan waktu 190 hari.
dan
220
Bunga yang masih muda berwarna keunguan, kemudian
menjadi kuning kehijauan dan akhirnya menjadi merah muda (Bintoro, 1986)
.
Bunga cengkeh merupakan hasil utama tanaman cengkeh disamping yang
utama
kretek pangan. akan
gagang dan daunnya.
Kegunaan
di Indonesia adalah
disamping untuk
untuk
rempah-rempah
bunga
industri dan
Dengan penyulingan bunga, gagang
diperoleh
minyak cengkeh yang berguna
rokok
industri
dan
farmasi, industri parfum dan panili sintetis 1985).
cengkeh
daunnya
di
bidang
(Ketaren,
Menurut Hadiwidjaja (1970), cengkeh termasuk
tana-
man yang mempunyai sifat musiman, berbunga tidak lebatnya. cengkeh
Dan menurut Bintoro (1986), produksi
pada
kemudian
tahun-tahun pertama
dari
bunga,
masih
tanaman
sedikit
Dalam 3 - 4 tahun sekali
me-ningkat.
cengkeh menga-lami lebih
merata
panen raya,
yang
80% keseluruhan ujung
tanaman
ditandai
bunga
dan
dengan
mengeluarkan
sedang untuk panan kecil lebih kecil
atau
sama
dengan 50%. B. PENANGANAN PASCA PANEN CENGKEH
Menurut Hadiwidjaja (1970), saat pemanenan
cengkeh
yang tepat adalah 6 bulan setelah munculnya bakal bunga. Bintoro
(1986) menyatakan bahwa
bunga
cengkeh
dapat dipetik apabila mahkota bunga telah besar, bulat
dan berisi, bunga belum mekar serta
telah
mulai kemerah-merahan.
mulai penuh,
warna
Pemetikan yang
bunga
terlambat
atau terlalu awal adalah merugikan, karena berat cengkeh berkurang dan kualitas bunga rendah. Cara pengolahan cengkeh terbagi menjadi dua, yang
biasa dilakukan oleh petani dan perkebunan
Pengolahan
yang
dilakukan oleh petani
meliputi
tikan, pemilahan (sortasi basah), penqeringan nyimpanan.
Sedangkan
pada
perkebunan
besar. peme-
dan
besar
pengolahan itu meliputi pemetikan, pemilahan,
yaitu
pe-
proses
fermenta-
si, pengeringan, sortasi kering dan penyimpanan.
Menurut dipetik
Bintoro (1986), bunga cengkeh
dipisahkan
dari tangkainya.
Daun,
tangkai bunga dipisahkan satu sama lain. sahan
yang
telah
bunga
Setelah
dan
pemi-
dilakukan pengeringan dengan jalan penjemuran
atas
lamporan.
sahan
diadakan
Untuk perkebunan besar, fermentasi selama 1
-
3
setelah hari
di
pemi-
sehingga
warnanya berubah menjadi coklat muda dan setelah kering men jadi hitam. Tujuan rasa
dari
fermentasi adalah
untuk
memperoleh
dan aroma yang lebih baik, terutama cengkeh
untuk
kebutuhan pabrik rokok yang dtkehendaki berwarna
hitam.
Perlakuan
mengu-
rangi
selanjutnya adalah pengeringan, yaitu
kadar
disimpan
air agar cengkeh dapat
dan
dikonsumsi,
lebih mudah diangkut.
Rasa
tahan
dan
aroma
timbul setelah dikeringkan (Darmono, 1976). C. PROSES PENGERINGAN
Pengeringan adalah pengurangan atau penurunan kadar air bahan sampai mencapai kadar air keseimbangan dengan udara
normal di sekitarnya
(
pada umumnya 12.00
%bb
-
14.00 %bb) dimana penurunan mutu akibat jamur, aktivitas enzim dan insekta dapat diabaikan (Henderson dan 1976).
Perry,
Menurut Brooker et al. (1974), pengeringan biji-
bijian dapat dianggap sebagai proses adiabatik, ha1
ini
berarti bahwa panas yang dibutuhkan untuk penguapan dari kandungan
air
bi ji-bijian
disupply
oleh
udara
pengeringan tanpa perpindahan panas secara konduksi atau radiasi dari sekitarnya. Menurut
Sukiman (1985), dasar
proses
pengeringan
adalah terjadinga penquapan air atau pengisapan air oleh udara karena perbedaan kandunqan uap air di udara sedikit.
Dengan kata lain, udara mempunyai
lebih
kelembaban
nisbi yang rendah sehingga terjadi penguapan. penqeringan dari biji-bijian adalah
Tujuan rangi
kadar air sehingga kebusukan tidak
sebelum
biji-bijian
tersebut
akan
digunakan.
menguterjadi
Penqeringan
biji-bijian dengan kandungan air yang tinggi pada air
awal
Mo
sampai kadar air akhir Mf
kadar
dapat
dibawa
keluar dalam waktu yang lama jika suhu udara pengeringan rendah, waktu suhu
yang singkat diperlukan
pengeringan yang lebih tinggi
jika
digunakan
(Brooker et
al.,
(1976) proses
pe-
1974). Menurut
Henderson
dan
Perry
ngeringan dibagi menjadi dua periode, yaitu periode laju pengeringan
tetap
(LPT) dan
periode laju
pengeringan
menurun (LPM). Sedanqkan menurut produk-produk 70.00
biologis
Brooker
et
dengan kadar
%bb - 75.00 %bb selama periode
al. air
(1974), pada pada
selang
pengeringan
awal
akan terjadi LPT yang merupakan fungsi dari suhu, kelembaban dan kecepatan udara penqering. Jika kondisi
ling-
kungan tetap, laju pengeringan akan tetap (Gambar 1).
Mekanisme
pengeringan sering
teori
tekanan uap.
bebas
dan air terikat.
diterangkan melalui
Air yang diuapkan terdiri dari Air bebas berada
di
air
permukaan
bahan dan yang pertama-tama mengalami penguapan. Laju penguapan air bebas sebanding dengan perbedaan tekanan uap pada permukaan bahan terhadap udara
pengering
Thahir,
(Henderson dan Pabis Bila konsentrasi air
1986).
tekanan
uap
a
dalam
permukaan
cukup
1961
besar maka akan terjadi laju penguapan yang konstan. +
Brooker et a$. (1974), mengemukakan bahwa kadar air dimana laju pengeringan produk berubah dari LPT LPM disebut kadar air kritis.
Waktu. t
Gambar 1. Pengeringan Produk Biologis selama LPT dan LPM
menjadi
LPM
terdiri dari dua proses, yaitu pergerakan
uap
air dari dalam bahan ke permukaan dan pergerakan uap air dari permukaan ke udara sekitarnya (Henderson dan Perry, 1976). Menurut Brooker et al. (1974), biji-bijian biasanya dikeringkan hanya selama periode LPM, ini berarti laju
pengeringan
menurun dengan
ngeringan (Gambar 2).
kontinue
selama
proses ini dihilangkan.
ngeringan metoda
dapat
(batch drying). melalui
dilakukan
pengeringan
ruang
pe-
Henderson dan Perry (1976) menge-
mukakan bahwa LPT merupakan periode yang sangat sehingga
bahwa
Secara
dengan
kontinue dan
dua
pengering dan
teoritis
mengalami
pe-
metoda, yaitu
pengeringan
Pada metoda kontinue
singkat
bahan
tumpukan bergerak
kontak
dengan
udara pemanas secara pararel atau secara berlawanan.
Waktu, t
Gambar 2. Pengeringan Biji-bijian selama LPM
