Laporan Tray Dryer

LAPORAN UJIAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA 2 SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2015

MODUL PEMBIMBING

: TRAY DRYER : Emma Hermawati, Ir., MT

Praktikum

: 25 Mei 2015

Penyerahan

: 01 Juni 2015

OLEH KELOMPOK GHAIDA MUTHI A NENDEN K ANGGRAENI NUR ASMALAH DILA ADILA KELAS

4 131411009 131411017 131411020 131411059 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2015

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengeringan merupakan bagian dalam rangkaian operasi pada industry proses. Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan padat sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat sampai dengan batas yang dapat diterima. Zat padat yang akan dikeringkan terdapat dalam berbagai macam bentuk antara lain serpih, biji-bijian, serbuk, Kristal, lempeng atau lembaran sinambung. Untuk mengeringkan bahan-bahan tersebut di industri telah terdapat berbagai bentuk alat pengering. Alat-alat pengering itu antara lain: tray dryer, screen conveyor dryer, tower dryer, rotary dryer, fluidized-bed dryer, flash dryer dan spray dryer (Geankoplis, 1993). 1.2 Tujuan Percobaan 1) Dapat mengenal karakteristik pengeringan dengan tray dryer 2) Mampu mengoperasikan alat pengeringan jens tray dryer skala laboratorium

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengeringan Pada umumnya pengeringan zat padat berarti pengurangan air atau zat cair lain dari bahan padat, sehingga sisa zat cair di dalam zat padat itu mempunyai kandungan yang rendah dan dapat diterima. Setiap bahan yang akan dikeringkan mempunyai kandungan zat cair yang berbeda, dan ada pula yang tidak sama sekali mengandung zat cair, yang disebut bone dry. Zat padat yang akan dikeringkan biasanya berbentuk seperti serpih (flake), bijian (granule), kristal (crystal), serbuk (powder), lempeng (slab), atau lembaran sinambung (continous sheet) dengan sifat-sifat yang mungkin sangat berbeda dari setiap jenis bahan yang dikeringkan. Pada proses pengeringan, ada bahan yang tahan terhadap penanganan kasar atau terhadap lingkungan operasi dengan suhu yang sangat tinggi, tetapi ada pula yang memerlukan penanganan yang sangat hati-hati, karena bahan yang akan dikeringkan tidak tahan terhadap suhu yang terlalu tinggi, kandungan zat lain selain air yang terkandung pada bahan itu akan ikut teruapkan. Mengingat banyaknya ragam bahan yang dikeringkan, maka tidak ada satu teori pun mengenai pengeringan yang dapat meliputi semua jenis bahan dan peralatan yang ada. Variasi bentuk dan aliran bahan, keseimbangan kebasahannya di dalam zat padat, serta metode pemberian kalor yang diperlukan untuk penguapan, semuanya menyebabkan tidak bisa dilakukan suatu pembahasan tunggal secara keseluruhan. Akan tetapi pada prinsipnya, pada saat pengeringan dilakukan terhadap kandungan di permukaan bahan, maka air pada permukaan bahan akan menguap. Pada saat pengeringan mencapai kandungan air di dalam pori-pori bahan, terjadi perubahan laju pengeringan tergantung dari sifat bahan yang bersangkutan.

2.2 Klasifikasi Pengering Bentuk fisik umpan yang akan dikeringkan sangat berpengaruh pada rancangan alat pengering, terutama dalam hal pemilihan cara pengaliran umpan dan pemberian panas dalam alat pengering. Tipe-tipe alat pengering: 1. Alat pengering continue dan batch 2. Alat pengering dengan pengadukan dan tanpa pengadukan 3. Alat pengering adiabatik dan non-adiabatik Pada pengeringan yang dilakukan secara adiabatik, dilakukan pengontakkan langsung antara padatan dengan udara panas, dapat berlangsung dengan berbagai cara diantaranya: 1. Spray dryer Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa bahan yang memiliki kandungan air cukup besar (biasanya masih berbentuk cairan), bahan tersebut disemprotkan ke udara panas di dalam spray chamber maka kandungan air yang terdapat pada bahan tersebut akan menguap, sedangkan padatannya akan jatuh ke bawah. Baiasanya cara atau alat ini digunakan untuk menghasilkan susu bubuk dari susu cair. 2. Fluidized bed dryer Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa butiran. Butiran tersebut dialirkan udara panas atau gas dengan kecepatan tertentu sehingga butiran tersebut bersifat seperti fluida. 3. Continous through circulation dryer Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa lembaran. Lembaran tersebut dihamparkan kemudian dilewatkan pada udara panas. Proses ini berjalan secara kontinyu. 4. Rotary dryer Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa biji-bijian atau butiran. Butiran tersebut dimasukan ke dalam silinder yang dialiri udara panas, kemudian silinder tersebut diputar.

5. Tray dryer Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa lembaran. Lembaran tersebut disimpan pada tray kemudian ditiupkan udara panas pada permukaannya, sehingga air yang terkandung di dalamnya akan menguap (McCabe, 1999). 2.3 Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Pengeringan 1) Luas Permukaan Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering. Air menguap melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah akan merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris 

terlebih dulu. Hal ini terjadi karena: pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air



mudah keluar, potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan kemudian keluar dari bahan tersebut.

2) Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah.

3) Kecepatan Aliran Udara Makin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari permukaan bahan sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan. 4) Tekanan Udara Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka udara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan. 5) Kelembaban Udara Makin lembab udara maka makin lama kering sedangkan makin kering udara maka makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsorbsi dan menahan uap air. Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi masing-masing. Kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir (Supriyono, 2003). 2.4 Prinsip dasar dan mekanisme pengeringan Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di transfer dari medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini akan menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer melalui struktur bahan selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus di sediakan untuk menguapkan air dan

air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar supaya dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada bahan yang di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan. Makin tinggi suhu dan kecepatan aliran udara pengeringan makin cepat pula proses pengeringan berlangsung. Makin tinggi suhu udara pengering, makin besar energi panas yang di bawa udara sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang di uapkan dari permukaan bahan yang dikeringkan. Jika kecepatan aliran udara pengering makin tinggi maka makin cepat massa uap air yang dipindahkan dari bahan ke atmosfer. Kelembaban udara berpengaruh terhadap proses pemindahan uap air. Pada kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan uap air didalam dan diluar bahan kecil, sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan keluar menjadi terhambat. Pada pengeringan dengan menggunakan alat umumnya terdiri dari tenaga penggerak dan kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol. Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan udara dapat digunakan blower. Sumber energi yang dapat digunakan pada unit pemanas adalah tungku, gas, minyak bumi, dan elemen pemanas listrik. Proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan kadar air dan aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan kelembaban relatif dan kelembaban mutlak. Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah sebagai berikut: 1. Air bergerak melalui tekanan kapiler. 2. Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian bahan. 3. Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan permukaan komponen padatan dari bahan. 4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap. (Dewi, 2010)

2.5 Metode Umum Pengeringan Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara yang berbeda. Proses pengeringan dapat dikelompokkkan sebagai: 1. Batch; bahan dimasukkan ke dalam peralatan pengering dan pengering berlangsung selama periode waktu tertentu. 2. Kontinu; bahan ditambahkan secara terus-menerus ke dalam pengering dan bahan kering dipindahkan secara terus-menerus. (Dewi, 2010) 2.6 Kandungan Air Kesetimbangan Bahan Data kesetimbangan untuk zat padat lembab biasanya diberikan sebagai hubungan antara kelembaban relatif gas dan kandungan zat cair di dalam zat padat, dalam massa zat cair per satuan massa zat padat per kering-tulang. Contoh hubungan kesetimbangan itu terlihat pada gambar. Kurva jenis ini boleh dikatakan tidak tergantung terhadap suhu. Bila suatu zat padat basah dikontakan dengan udara yang kelembabannya lebih rendah dari kandungan kebasahan zat padat itu, seperti terlihat pada kurva kesetimbangan kelembaban, zat padat itu akan melepaskan sebagian dari kebasahnnya dan mengering sampai seimbang dengan udara. Bila udara itu lembab dari zat padat yang berada dalam kesetimbangan dengan udara itu, maka zat padat akan menyerap kebasahan dari udara, sehingga tercapailah keseimbangan. Dalam fase fluida, difusi ditentukan oleh beda konsentrasi (dinyatakan dalam fraksi mol). Namun di dalam zat padat basah, istilah fraksi mol tidak banyak artinya. Untuk mudahnya, perhitungan-perhitungan pengeringan selalu dinyatakan dalam massa air per satuan masaa zat padat kering-tulang (Geankoplis, 1993). 1) Kandungan Air untuk Bahan Anorganik Apabila suatu bahan mengandung air lebih banyak daripada kandungan air kesetimbangannya, maka jika dikontakkan dengan gas yang mempunyai humiditas dan temperatur tertentu, bahan tersebut akan mengering hingga mencapai nilai kandungan air kesetimbangannya. Sebaliknya jika bahan tersebut mengandung lebih kecil dari nilai kandungan air kesetimbangannya, maka bahan tersebut akan mengadsorpsi air sampai

bahan tersebut mencapai kandungan air kesetimbangan. Untuk udara yang mempunyai humiditas 0%, nilai kandungan air kesetimbangan dari semua bahan adalah 0. Kandungan air kesetimbangan bervariasi tergantung tipe bahan untuk setiap persen relative humiditas yang diberikan, seperti pada gambar yang memperlihatkan beberapa tipe bahan pada temperatur kamar. Padatan yang tidak dapat larut dan tidak berongga cenderung mempunyai kandungan kebasahan cukup rendah, seperti diperlihatkan pada bahan glass wool dan kaclin. Untuk bahan yang bersel, berongga seperti bahan organic dan biologi umumnya mempunyai kandungan air kesetimbangan yang besar. 2) Kandungan Air Keseimbangan Udara yang memasuki pengering jarang sekali berada dalam keadaan benar-benar kering, tetapi selalu mengandung kebasahan yang mempunyai kelembaban relative tertentu. Untuk udara yang mempunyai kelembaban relative tertentu, kandungan kebasahan di dalam zat padat yang keluar dari pengering tidak bisa kurang dari kebasahan keseimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Bagian air yang terdapat dalam zat padat yang basah itu tidak dapat dikeluarkan dengan udara masuk, karena udara masuk ini mengandung, kelembaban pula yang disebut kebasahan keseimbangan.

2.7 Tray Dryer Tray Dryer merupakan salah satu alat pengering yang terdiri atas beberapa komponen utama yaitu tray, pemanas (heater), timbangan dan blower. Pengeringan menggunakan alat ini dilakukan dengan cara adiabatic, yaitu bahan yang akan dikeringkan dikontakan langsung dengan udara panas. Bahan yang akan dikeringkan harus dalam bentuk lembaran padatan yang mengandung air. bahan tersebut dihamparkan pada tray. Proses pengeringan terjadi saat pemanas mulai menyala, panas yang dihasilkan dialirkan dengan menggunakan blower sehingga udara panas tersebut melintasi permukaan padatan yang dihamparkan di atas tray. Udara panas tersebut kondisinya belum jenuh, kemudian pada saat udara panas tersebut bersinggungan dengan padatan akan mencapai kondisi jenuh. Perbedaan kondisi

permukaan padatan dengan fasa ruah, dimana padatan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dari fasa ruah menyebabkan terjadinya gaya dorong perpindahan massa, maka air yang terkandung dalam padatan akan berpindah ke udara. Untuk mengetahui berapa massa air yang hilang, dapat diketahui dengan cara menghitung selisih antara massa padatan sebelum dikeringkan dan massa padatan setelah dikeringkan. Pada proses pengeringan dalam tray dryer aliran udara panas yang dialirkan harus merata agar proses pengeringan pada setiap tray dapat berlangsung seimbang. Pada rancang bangun tray dryer kali ini sumber aliran udara berasal dari blower. Aliran udara yang dihembuskan dari blower harus dapat diatur agar bahan yang dikeringkan tidak terfluidisasi.

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1

Alat dan Bahan

Tabel 3.1 Alat yang digunakan No

Nama Alat

Spesifikasi

1

Tray dryer

Dilengkapi blower dan timbangan

2

Termometer

Bola basah dan kering

3

Stopwatch

-

4

Pisau

-

Tabel 3.2 Bahan yang digunakan Nama Bahan Ubi

Spesifikasi Luas 2 cm x 2 cm Tebal 3 mm

3.2

Prosedur Kerja

3.2.1

Persiapan

MM en ilMeemtbkoamtannsbgnaebhgratthnr rdnyaykl aemnd gtlraamky nspaedmnikgpeariinnmtgueknmagnenybuaeh,rbimepnetrumaksupkeagrsnetigmyiabd enntagguannk,aldul auns 2 c m x 2 cm d an e n c t b e a a n g itu n ju k a im b a n k e t b a l n t i d a k l e b i h d a r i 3 m k o s n g seb a gm iebn gtirhdauatkb wp eagnlkuahn uske mr lu akson yeak si l strik

3.2.2

Pengamatan Berat Kering

3.2.3

Start Up

MM eenniigmm bbaannkiggl sbeedpbroaulttamchngcwosvawnmapnpbiejalrsyuahengisusdaamhpeilkketarhinugil asny ,tidak boleh bih dari2 cm x 2 cm .M el tak n sam peldiat scaw n pijarkem udian m e i bang beratny p1i0jar M e n y a la k a n b lo w e r d e n g a n b u k a a n y a n g

M e n g a tu r te m p e ra tu r k e m u d ia n

sesuai d en g an penu g asan

m e n y a la k a n p e m a n a s

Peringatan!

Dilarang menyalakan pemanas jika blower tidak hidup 3.2.4 Pengamatan

M e n c a ta t b e ra t tra y y a n g M e n b e ris i b a h a n s e tia p 5 g h e n t m e n it ik a n

BAB IV PENGAMATAN DATA 4.1 Obyek Pengamatan a. Jenis sampel b. Tebal irisan c. Ukuran d. Luas bahan (atas dan bawah) 4.2 Variabel Operasi a. Set point temperatur pemanas b. Tray yang dipakai

: Ubi : 3 mm : 2 cm x 2 cm : 2 x ( 2 cm x 2 cm) = 16 cm2 : 600C : Tray bagian atas

4.3 Kondisi Udara Lingkungan a. Suhu bola kering b. Suhu bola basah c. Cuaca

: 260C : 250C : Cerah

4.4 Pengukuran Berat Kering Solid a. Cawan kosong : 29,3 gram b. Cawan + berat basah sampel : 30,1 gram c. Cawan + berat kering sampel : 29,5 gram 4.5 Pengamatan Berat dalam Tray Dryer a. Berat tray kosong : 161,4 gram b. Berat tray awal + sampel : 227,5 gram Hasil ini dimasukkan ke dalam tabel perkembangan berat total untuk waktu=0 c. Panjang tray : 21 cm d. Lebar tray : 16 cm e. Luas Permukaan tray atas dan bawah : 2 x (21 cm x 16 cm) = 672 cm2 f. Perkembangan berat total sampel dan tray sepanjang waktu sesuai tabel berikut.

Tabel 4.1 Data Pengamatan Berat dan Temperatur pada Try Dryer

Waktu

Berat

(menit)

(gram)

0

Temperatur (0C) Udara Masuk

Sebelum

Udara Keluar

Kering

Basah

Tray

Kering

Basah

227,5

26

22

35,5

27

21

5

215,2

29

26

44

34

25

10

214,7

30

24

44

33

23

15

212,5

29

27

39

32

24

20

208,6

29

26

45

33

24

25

206,2

28

28

44

35

23

30

203,4

29

25

45

33

24

35

200,9

29

27

45

34

25

40

197,4

29

25

45

35

25

45

195,8

29

24

43

36

26

50

194,4

29

23

45

37

25

55

193,2

29

24

45

35

24

60

191,7

28

25

45

38

25

65

190,3

29

27

45

34

26

70

189,1

27

23

45

35

25

75

187,2

28

23

45

34

25

80

187,2

28

23

45

33

24

85

187,2

28

23

45

33

25

BAB V PENGOLAHAN DATA 5.1 Pembuatan Kurva Berat terhadap Waktu Tabel harga berat bersih atau berat bahan yang dikeringkan (W) terhadap waktu (t). Harga berat bersih sama dengan harga berat total dikurangi berat tray kosong. Tabel 5.1 Data Berat Bersih Bahan yang Dikeringkan

Waktu (menit)

Berat Tray + Bahan

Berat Tray Kosong

Berat Bersih (W)

0

227,5

66,1

5

215,2

53,8

10

214,7

53,3

15

212,5

51,1

20

208,6

47,2

25

206,2

44,8

30

203,4

42

35

200,9

39,5

40

197,4

45

195,8

50

194,4

33

55

193,2

31,8

60

191,7

30,3

65

190,3

28,9

70

189,1

27,7

75

187,2

25,8

80

187,2

25,8

85

187,2

25,8

161,4

36 34,4

Kurva Hubungan antara Berat Bersih Bahan (W) terhadap Waktu (t) 70 60 50 40 Berat Bersih W (gram) 30 20 10 0 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 Waktu t (menit)

Gambar 5.1 Kurva Harga Berat Bersih Bahan yang Dikeringkan terhadap Waktu Pengeringan 5.2 Perhitungan Berat Kering Bahan 5.2.1 Data berat basah sampel sebelum dipanaskan dalam oven dan setelah dipanaskan dalam oven, serta berat bersih bahan dalam tray pada waktu t=0  Berat basah sampel sebelum di oven = 0,8 gram  Berat sampel setelah di oven = 0,2 gram  Berat bersih bahan dalam tray t=0 = 66,1 gram 5.2.2

Berat kering bahan dalam tray (Ls) dinyatakan dengan persamaan : Berat sampel kering Ls= ×( Berat bahan di tray padat=0) Berat sampel basah Ls=16,52 g

5.3 Pembuatan Kurva Kadar Air Bahan (X) terhadap Waktu (t) Harga kadar air dicari dengan persamaan : X=

Berat bersih bahan dalam tray(W )−Ls Ls

Tabel 5.2 Tabel Harga Kadar Air (X) Bahan terhadap Waktu (t).

Waktu t (menit) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

Berat Bersih W (gram) 66,1 53,8 53,3 51,1 47,2 44,8 42 39,5 36 34,4 33 31,8 30,3 28,9 27,7 25,8 25,8 25,8

Ls (gram)

X (Kadar air)

16,52

3,00 2,26 2,22 2,09 1,86 1,71 1,54 1,39 1,18 1,08 0,99 0,92 0,83 0,74 0,67 0,54 0,54 0,54

Kurva Hubungan antara Kadar Air dalam Bahan (X) terhadap Waktu (t) 3.5 3 2.5 2 Kadar Air dalam Bahan (X) 1.5 1 0.5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Waktu t (menit)

Gambar 5.2 Kurva Harga Kadar Air Bahan (X) terhadap Waktu (t) 5.4 Penentuan Periode Laju Konstan Dalam langkah ini, jika teramati ada ruas garis di kurva X vs t yang mengindikasikan adanya tahap adaptasi, terlebih dahulu abaikan data di ruas itu. 5.4.1 Dari kurva X vs t, teramati secara visual adanya garis lurus yang terbentuk.

5.4.2

Memisahkan data yang membentuk garis lurus, dan membuat kurva kadar air (X) vs t sendiri dengan program Excel Tabel 5.3 Kadar Air pada Waktu Tertentu

Waktu (menit) 60 65 70 75 80 85

Kadar air (X) 0,83 0,74 0,67 0,54 0,54 0,54

Kurva Hubungan antara Kadar Air dalam Bahan (X) terhadap Waktu (t) Tertentu 1 0.8

f(x) = - 0.01x + 1.55 R² = 0.88

0.6 Kadar Air (X)

0.4 0.2 0 55

60

65

70

75

80

85

90

Waktu t (menit)

Gambar 5.3 Kurva Kadar Air terhadap Waktu Tertentu 5.4.3

Persamaan garis yang didapat pada kuva di atas. Y = -0.012X + 1.546  X = -0.012 t + 1.546

5.4.4

Menurunkan persamaan di atas, sehingga didapat

dx dt

sebagai sebuah konstanta.

X = -0.012 t + 1.546 dx =−0,012 dt

5.4.5

Mencari laju pengeringan konstan (Rc) dengan prinsip : −Ls dx Rc= . linier A dt

( )

−4

Rc=2,95× 10

g H 2O g H 2O =2,94 2 2 cm . menit m .menit

5.5 Penentuan Titik Kesetimbangan 5.5.1 Titik-titik yang membuat harga konstan atau berubah tidak signifikan dalam kurva kurva X vs t. Tabel 5.4 Kadar Air (X) pada Waktu (t) Tertentu

Waktu (t) 60 65 70 75 80 85 Rata-rata 5.5.2

Kadar Air (X) 0,83 0,74 0,67 0,54 0,54 0,54 0,6433

Membuat harga X rata-rata atas titik-titik yang hampir sama sebagai harga X * (X kesetimbangan) Pada tabel di atas rata-rata titik yang didapat adalah = 0,6433, maka nilai X* = 0,6433

5.6 Pembuatan Kurva R vs X 5.6.1 Membuat garis datar di ruas Laju Pengeringan Konstan dengan mengalurkan Rc terhadap X mulai Xawal sampai harga X terakhir yang membuat garis linier di kurva X vs t dalam kurva sebelumnya. X terakhir ini dideklarasikan sebagai Xc. Tabel 5.5 Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Kadar Air

Laju Pengeringan Konstan Rc (g H2O/m2.menit)

Kadar Air (X)

0,83 0,74 2, 95 g H2O/m2.menit

Xc

0,67 0,54 0,54 0,54 0,54

Kurva Hubungan antara Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Waktu (t) 3.5 3 2.5 2 Laju Pengeringan Konstan Rc (g H2O/m2.menit) 1.5 1 0.5 0 0.5 Kadar Air (X)

5.6.2

Gambar 5.4 Kurva Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Kadar Air (X) Memplotkan harga X=X* dengan R=0 sehingga membentuk titik (X*,0)

1

X*= 0,6433 ; R=0  (0,6433 ; 0) 3.5 3 2.5 2 Laju Pengeringan R (g H2O/m2.menit) 1.5 1 0.5 0 0.4

0.6

0.8

1

Kadar Air pada Kesetimbangan (X*)

Gambar 5.5 Memplot titik (0,6433 ; 0) pada Kurva Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Kadar Air (X)

5.6.7 Menghubungkan (Xc,Rc) dengan (X*,0) (Xc,Rc)  (0,54 ; 2,95) (X*,0)  (0,6433 ; 0) 3.5 3 2.5 2 Laju Pengeringan R (g H2O/m2.menit)

1.5 1 0.5 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Kadar Air (X)

Gambar 5.6 Memplot titik (0,6433 ; 0) dan (0,54 ; 2,95) pada Kurva Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Kadar Air (X)

5.6.8

Dengan terbentuknya garis datar, garis miring, serta titik (X *,0) maka kurva karakteristik pengeringan telah lengkap. Dengan mudah dapat dilihat 3 harga karakteristik pengeringan, yaitu Xc, Rc, serta X* 3.5 3 2.5 2 Laju Pengeringan R (g H2O/m2.menit)

1.5 1 0.5 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Kadar Air (X)

Gambar 5.7 Kurva Karakteristik Pengeringan

BAB VI PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN 6.1 Pembahasan Praktikum kali ini merupakan proses pengeringan bahan menggunakan alat pengering tray dryer. Praktikum ini bertujuan agar mampu mengoperasikan alat pengering tray dryer skala labaoratorium sehingga memperoleh kurva karakteristik pengeringan dari alat pengering tray dryer. Pada percobaan kali ini, bahan yang dikeringkan adalah dari jenis umbi-umbian yaitu ubi jalar kuning. Berdasarkan literatur, kandungan air pada ubi jalar kuning sebesar 68,78%. Bahan tersebut dikeringkan menggunakan alat pengering tray dryer. Prinsip kerja dari pengering tray dryer yaitu bahan yang akan dikeringkan berbentuk lembaran kemudian udara panas yang berasal dari unit pemanas dialirkan menggunakan blower sehingga udara panas melewati tray dengan permukaan berlubang yang berisi bahan. Langkah pertama yang dilakukan adalah mengiris ubi jalar sehingga berbentuk persegi dengan luas permukaan bahan 2 cm x 2 cm dan ketebalan tidak lebih dari 3 mm. Hal ini bertujuan untuk memperluas bidang kontak antara udara pemanas dengan bahan, karena ukuran yang kecil dan tipis memperkecil jarak pengeringan yang harus dicapai udara pemanas dari permukaan bahan ke pusat bahan sehingga air dalam bahan mudah keluar. Selain itu, waktu pengeringan pun menjadi lebih cepat. Setelah itu, bahan disimpan diatas tray sampai menutupi seluruh permukaan tray. Selanjutnya, tray digantungkan didalam alat pengering tray dryer yang dilengkapi dengan timbangan. Blower dinyalakan 5 menit kemudian setelah itu pemanas (heater) elektrik dinyalakan dan diatur pada temperature 60 0C. Setiap 5 menit dilakukan pengamatan pada berat tray yang berisi bahan, suhu udara masuk dan keluar, serta suhu sebelum tray sampai berat tray yang berisi bahan konstan. Langkah kedua yang dilakukan adalah memanaskan beberapa iris bahan diatas cawan penguap menggunakan oven dengan temperatur 1000C sampai berat cawan berisi bahan konstan. Berdasarkan data pengamatan, berat tray yang berisi bahan konstan pada waktu ke-85 menit. Dari pengolahan data pengamatan, kadar air bahan yang dikeringkan menurun dari mula-mula 3,00 menjadi 0,54 dengan laju pengeringan konstan 2,95x10 -4 g H2O/m2.menit serta diperoleh kurva karakteristik pengeringan pada gambar 5.7. 6.2 Kesimpulan 1)

DAFTAR PUSTAKA 

Falasah, Mohammada Ari dan Mukti, Wibawa 1999. Rancang Bangun Pengering



Talam untuk Granula NPK. Bandung: Jurusan Teknik Kimia POLBAN. Geankoplis, J. Christie. 1993. “Transport Process and Unit Operation 3 rd



Edition”. New Jersey: University of Minnesota. McCabe, Warren L., Julian C. Smith, dan Peter Harriot. 1999. Operasi Teknik



Kimia Jilid ke-4. Jakarta: PT. Erlangga. Perry, Robert H., Don Green. 1998.”Perry’s Chemical Engineers Handbook”.



Australia: McGraw-Hill Book. Rifandi, Ahmad. 2005. Peralatan Industri Proses. Bandung: Politeknik Negeri



Bandung. Schefler, William C. 1987. Statistika untuk Biologi, Farmasi, Kedokteran, dan Ilmu yang Bertautan. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

LAMPIRAN PERHITUNGAN 1. Perhitungan Berat Kering Sampel Ls=

Berat sampel kering ×( Berat bahan di tray padat=0) Berat sampel basah

Ls=

0,2 ×66,1 0,8

Ls=16,52 gram 2. Perhitungan Kadar Air Bahan (X) X=

Berat bersih bahan dalam tray−Ls Ls

X t =0=

66,1−16,52 16,52

X t =0=3,00

X t =5=

53,8−16,52 16,52

X t =0=2,26

X t =10=

53,3−16,52 16,52

X t =0=2,22

X t =15=

51,1−16,52 16,52

X t =45=

34,4−16,52 16,52

X t =45=1,08

X t =50=

33−16,52 16,52

X t =50=0,99

X t =55=

31,8−16,52 16,52

X t =55=0,92

X t =60=

30,3−16,52 16,52

X t =15 =2,09

X t =20=

47,2−16,52 16,52

X t =20=1,86

X t =25=

44,8−16,52 16,52

X t =25=1,71

X t =30=

42−16,52 16,52

X t =30=1,54

X t =35=

39,5−16,52 16,52

X t =35=1,39

X t =40=

36−16,52 16,52

X t =40=1,18

X t =60=0,83

X t =65=

28,9−16,52 16,52

X t =65=0,74

X t =70=

27,7−16,52 16,52

X t =70=0,67

X t =75=

25,8−16,52 16,52

X t =75=0,54

X t =80=

25,8−16,52 16,52

X t =80=0,54

X t =85=

25,8−16,52 16,52

X t =85=0,54

3. Perhitungan Penentuan Periode Laju Konstan  Persamaan garis yang didapat pada Kurva 5.3 sebagai berikut: Y = -0,012X + 1.546 X = -0,012 t + 1.546 dx =−0,012 dt



Menentukan laju pengeringan konstan dengan prinsip: −Ls dx Rc= . linier A dt

( )

Dik : Ls = 16,52 gr A = 672 cm2 dx =−0,0025 dt Rc=

−16,52 . (−0,012 ) 672 −4

Rc=2,95× 10

g H 2O g H 2O =2,95 2 2 cm . menit m . menit

LAMPIRAN GAMBAR PERCOBAAN

No 1

Gambar

Keterangan Seperangkat alat Tray Dryer yang dilengkapi dengan blower, heater, dan timbangan (neraca)

Blower, berfungsi sebagai

Tray, berfungsi sebagai media penyimpan bahan yang akan dikeringkan dilengkapi dengan timbangan dibagian atasnya

Thermometer bola basah (kanan) untuk mengukur temperature udara basah yang masuk dan keluar serta temperature bola kering (kiri) untuk mengukur temperature udara kering yang masuk dan keluar

Mengukur temperature udara kering dan basah yang masuk ke alat Tray Dryer

Ubi hasil pengeringan menggunakan alat Tray Dryer

Ubi hasil pengeringan menggunakan oven