Pengeringan
Shinta Rosalia Dewi
SILABUS Evaporasi Pengeringan Pendinginan Kristalisasi Presentasi (Tugas Kelompok) UAS
Aplikasi
• Pengeringan merupakan proses pemindahan uap air karena transfer panas dan massa yang terjadi secara simultan • Uap air dapat ditranspor ke permukaan produk dan diuapkan secara internal pada antarmuka larutan, kemudian ditranspor sebagai uap ke permukaan • Transfer panas tergantung : T, kelembaban udara, kecepatan aliran udara, luas area, dan tekanan. • Laju transfer dipengaruhi sifat fisik makanan : T, komposisi makanan, kadar air • Alat pengering menggunakan prinsip konduksi, konveksi atau radiasi dalam mentransfer panas.
Tujuan pengeringan • Memperpanjang daya simpan makanan tidak ada air tidak ada mikroba dan enzim yang menyebabkan pembusukan • Mempermudah pengemasan • Mempermudah pengiriman berat pengiriman berkurang
Kualitas produk
Pengeringan
Waktu Suhu Aktivitas air
Ekonomi
Perubahan yang terjadi selama pengeringan 1.Reaksi pencoklatan (Enzimatis, non enzimatis) 2.Oksidasi Lipid 3.Kehilangan warna 4.Kelarutan 5.Tekstur 6.Aroma dan rasa 7.Kehilangan vitamin 8.Jumlah mikroba 9.Sifat viskoelastis makanan 10.Retakan
Teori dasar pengeringan
Pengeringan
Transfer panas
Menyediakan kalor laten penguapan
Perpindahan uap air Penguapan (perpindahan air) dari makanan
kalor • Kalor : energi yang diterima oleh benda sehingga suhu benda atau wujudnya berubah. Ukuran jumlah kalor dinyatakan dalam notasi British Thermal Unit (BTU). Air digunakan sebagai standar untuk menghitung jumlah panas karena untuk menaikkan temperature 1o F untuk tiap 1 lb air diperlukan panas 1 BTU. • Kalor laten : kalor yang diperlukan untuk merubah phasa (wujud) benda, tetapi temperaturnya tetap. • Kalor laten penguapan (latent heat of vaporization) : jumlah energi yang dibutuhkan per kg zat cair (liquid) pada titik didihnya untuk menguap (menjadi gas)
Transfer panas Persamaan pindah panas :
q = U A dT q : laju pindah panas (W) U : koefisien pindah panas menyeluruh (W/m2.K) A : luas area (m2) dT : perbedaan suhu keseluruhan (K)
Pengeringan Proses pemakaian panas dan pemindahan air dari bahan yang dikeringkan yang berlangsung secera serentak bersamaan
Pengeringan
Konduksi
media
Steam
contoh
Drum dryer
Konveksi
media
Udara Pemanas
contoh
Oven Spray Dryer Rotary dryer
Radiasi
media
Radiant Energy
contoh
Alat Pengering Energi Microwave
Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Pengeringan : 1. Suhu & kelembaban nisbi udara selama proses pengeringan: suhu rendah, RH tinggi pengeringan lama 2. Kecepatan pergerakan udara yang melalui produk pertanian atau lamanya bahan melalui alat pengering 3. Kadar air produk pertanian yang dikeringkan 4. Varietas dari produk pertanian itu 5. Banyaknya bahan yang dimasukkan dalam alat pengering per menitnya 6. Suhu udara pengering pada awal dan akhir proses (keluar alat pengering)
Laju Pengeringan - Bulk Density
Laju Pengeringan
Sifat Bahan
- Kadar Air awal - Kadar Air kesetimbangan
PERHITUNGAN KADAR AIR Kadar air suatu bahan biasanya dinyatakan dalam persentase bobot terhadap bahan basah, misalnya dalam gram air untuk setiap 100 gram bahan, dan disebut kadar air berat basah atau basis basah (bb).
Kadar air basis basah dapat ditetapkan dengan persamaan berikut:
PERHITUNGAN KADAR AIR Disamping kadar air bobot basah, kadar air bahan juga dapat dinyatakan dalam kadar air basis kering yaitu air yang diuapkan dibagi bobot bahan setelah pengeringan. Jumlah air yang diuapkan adalah bobot bahan sebelum pengeringan dikurangi bobot bahan setelah pengeringan, sebagaimana persamaan berikut:
Contoh soal 1 • Sebuah padatan basah dikeringkan dari kandungan air 80% menjadi 5%, basis basah. Hitung air yang diuapkan/100 kg produk kering Jawab : Kandungan air mula2 = 0,8/(1-0,8) = 4 kg air/kg padatan kering Kandungan air akhir = 0.05/(1-0.05)=0,0527 kg air/kg padat kering
PERHITUNGAN KADAR AIR Menghitung kadar air basis basah dan basis kering pada soal berikut ini: 1. 100 kg gabah yang dikeringkan diperoleh data bobot air 20 kg dan bobot bahan kering 80 kg. Berapa kadar air Wet Basis dan Dry Basisnya 2. Jika kadar air bahan awal 20 % dikeringkan menjadi 14 %, berapa persen susutnya ? 3.Sebanyak 100 kg kacang tanah dengan kadar air awal 25 persen (BB), dikeringkan sampai kadar air 14 persen (BB). Hitung jumlah air yang diuapkan dan bobot bahan keringnya
Dasar pengeringan • Transfer panas tergantung : T, kelembaban udara, kecepatan aliran udara, luas area, dan tekanan.
tekanan parsial : Pw Vw NRT
Pw = tekanan parsial uap air Vw = volume (m3) N = jumlah mol gas R = konstanta gas (J/mol.K) T = suhu (K)
Dasar pengeringan Kelembaban : Pw m w H P Pw mg
Kelembaban relatif : Pw o Pw
Pw = tekanan parsial uap air (Pa) P = tekanan total (Pa) mw = massa uap air (kg) mg = massa udara kering (kg) Pwo = tekanan uap jenuh (Pa)
Psikrometric chart • Chart psikrometrik merupakan tampilan secara grafikal sifat thermodinamik udara antara lain suhu, kelembaban, enthalpi, kandungan uap air dan volume spesific. • Psikrometrik chart menyatakan hubungan antara suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun, kelembaban relatif, panas total (entalpi), volume speisifik, kelebaban spesifik, panas sensibel dan panas laten.
PSIKROMETRIK CHART
Pengenalan letak garis skala pada Chart Tipikal pemetaan garis skala Psikrometrik chart
PSIKROMETRIK CHART
Pengenalan letak garis skala pada Chart Tipikal pemetaan garis skala Suhu bola kering (DB), Kelembaban Spesifik (specific humidity, w), dan garis saturasi (saturation line)
PSIKROMETRIK CHART
Pengenalan letak garis skala pada Chart Tipikal Pemetaan garis skala kelembaban relatif atau relative humidity (RH).
PSIKROMETRIK CHART
Pengenalan letak garis skala pada Chart
PSIKROMETRIK CHART
Definisi Istilah dan Plotting pada Chart Dry-bulb Temperature (DB) DB adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui pengukuran dengan Slink Psikrometer pada thermometer dengan bulb kering.
Suhu DB ini merupakan ukuran panas sensibel. Perubahan suhu DB menunjukkan adanya perubahan panas sensibel.
PSIKROMETRIK CHART
Definisi Istilah dan Plotting pada Chart Wet-bulb Temperature (WB) WB adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui pengukuran dengan Slink Psikrometer pada theremometer dengan bulb basah. Suhu WB ini merupakan ukuran panas total (enthalpi). Perubahan suhu WB menunjukkan adanya perubahan panas total.
PSIKROMETRIK CHART
Definisi Istilah dan Plotting pada Chart Dew-point temperature (DP) Suhu DP adalah suhu di mana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan.
Specific Humidity (W) Specific humidity adalah jumlah kandungan uap air di udara yang diukur dalam satuan grains per pound udara. ( 7000 grains = 1 pound) dan diplotkan pada garis sumbu vertikal yang ada di bagian samping kanan chart.
PSIKROMETRIK CHART
Definisi Istilah dan Plotting pada Chart Relative Humidity (% RH) % RH merupakan perbandingan jumlah actual dan jumlah maksimal (saturasi) dari uap air yang ada pada suatu ruang atau lokasi tertentu. Enthalpi (H) Enthalpi adalah jumlah panas total dari campuran udara dan uap air di atas titik nol. Dinyatakan dalam satuan Btu/lb udara. Harga enthapi dapat diperoleh sepanjang skala di atas garis saturasi
PSIKROMETRIK CHART
Definisi Istilah dan Plotting pada Chart Specific volume (SpV)
Specific volume atau volume spesifik adalah kebalikan dari berat jenis, dinyatakan dalam ft3/lb. Garis skalanya sama dengan garis skala bola basah (wet bulb)
PSIKROMETRIK CHART
SOAL Hasil pengukuran kondisi suatu ruangan dengan slink psychrometer memberikan data sebagai berikut: suhu bola kering 56oC DB, suhu bola basah 30oC WB. Tentukan parameter udara lainnya dengan mengunakan psikrometrik chart.
PSIKROMETRIK CHART
SOAL Hasil pengukuran kondisi suatu ruangan dengan slink psychrometer memberikan data sebagai berikut: suhu bola kering 95oF DB, suhu bola basah 77oF WB. Tentukan parameter udara lainnya dengan mengunakan psikrometrik chart.
PSIKROMETRIK CHART
SOAL Hasil pengukuran kondisi suatu ruangan dengan slink psychrometer memberikan data sebagai berikut: suhu bola kering 59oF DB, suhu bola basah 10oC WB. Tentukan parameter udara lainnya dengan mengunakan psikrometrik chart.
