PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dalam suatu industri pengolahan hasil pertanian akan diperlukan suatu operasi pengubahan fraksi-fraksi bahan menjadi lebih kering daripada bahan utuh. Proses pengeringan ini dimaksudkan agar didapatkan kadar air bahan yang lebih kecil. Kadar air yang lebih rendah akan membuat umur simpan dari bahan lebih lama, karena dengan kadar air yang rendah maka akan sulit tumbuhnya mikroba yang dapat menjadi hal utama penyebab kerusakan pada bahan terlebih lagi bahan pertanian adalah bahan yang memilkimkadar air tinggi dan sangat mudah rusak. Proses ini dapat dilakukan dengan proses pengeringan dengan berbagai alat yang disebut dengan dryer. Alat pengering memilki berbagai jenis dengan kemampuan pengeringan untuk karakteristik bahan tertentu. Misalnya spray dryer digunakan untuk bahan yag cair dan akandirubah menjadi bubuk. Karena hal tersebut, maka sangat diperuak pengetahuan mengenai alat- alat pengeringan dengan karakteristik bahan yang sesuai untuk alat tersebut. Selain itu, perlu juga untuk mengetahui komponen alat tersebut, prinsip kerja, kelebihan alat tersebut, kekurangan alat tersebut, dan penggunaannya dalam suatu industri.

Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui jenis-jenis alat pengering, prinsip kerja, faktor yang mempengaruhi pengeringan dan aplikasi pengeringan di industri.

METODOLOGI

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah tray dryer, fluidized bed dryer, spray dryer, drum dryer, dan freeze dryer. Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah cabe merah, susu UHT, dan seledri.

Metode

Pada praktikum ini drum dryer dan freeze dryer hanya dijelaskan komponen,prinsip, dan mekanisme kerjanya saja, karena alat ini tidak bisa digunakan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengamatan

Spray Dryer

Nama BahanBobot AwalBobot Akhir

Bubuk KasarBubuk Halus

Susu Cair ultraMilk207,9 gram8,6 gram1,3 gram

Tray Dryer / Cabinet Dryer

Urutan TrayCabai Merah UtuhCabai Merah Potongan

Bobot Awal (gram)Bobot Akhir (gram)Bobot Awal (gram)Bobot Akhir (gram)

Tray 12,72,517,6258,7

Tray 24,13,817,62511,0

Tray 33,73,417,62510,6

Tray 43,22,817,6256,5

Fluidezed Bed Dryer (FBD)

Nama BahanBobot Awal (gram)Bobot Akhir (gram)

Seledri25,4

PEMBAHASAN

Pengeringan merupakan cara untuk menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan dengan bantuan energi panas dari sumber alam (sinar matahari) atau buatan (alat pengering). Biasanya kandungan air tersebut dikurangi sampai batas dimana mikroba tidak dapat tumbuh lagi. Tujuan pengeringan adalah untuk mengurangi kadar air sampai batas perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lama (Anonim 2003).Faktor yang mempengaruhi dalam pengeringan adalah :1. Faktor yang berhubungan dengan udara pengering SuhuSemakin besar perbedaan suhu (antara medium pemanas dengan bahan yang dikeringkan), maka akan semakin cepat proses pindah panas berlangsung sehingga mengakibatkan proses penguapan semakin cepat pula. Atau semakin tinggi suhu udara pengering, maka akan semakin besar energi panas yang dibawa ke udara yang akan menyebabkan proses pindah panas semakin cepat sehingga pindah massa akan berlangsung juga dengan cepat. Kecepatan Aliran Udara PengeringUmumnya udara yang bergerak akan lebih banyak mengambil uap air dari permukaan bahan yang akan dikeringkan. Udara yang bergerak adalah udara yang mempunyai kecepatan gerak yang tinggi yang berguna untuk mengambil uap air dan menghilangkan uap air dari permukaan bahan yang dikeringkan. Kelembaban UdaraSemakin lembab udara di dalam ruang pengering dan sekitarnya, maka akan semakin lama proses pengeringan berlangsung kering, begitu juga sebaliknya. Karena udara kering dapat mengabsorpsi dan menahan uap air. Setiap bahan khususnya bahan pangan mempunyai keseimbangan kelembaban udara masingmasing, yaitu kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir. Arah Aliran UdaraSemakin kecil sudut udara terhadap posisi bahan, maka bahan semakin cepat kering.2. Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan Ukuran BahanSemakin kecil ukuran bahan benda, maka pengerian akan semakin cepat. Biasanya bahan yang akan dikeringkan dipotong potong untuk mempercepat pengeringan. Kadar AirSemakin sedikit air yang dikandung, maka pengeringan akan semakin cepat.

Metode / penghantar panas pada pengeringan adalah :1. Secara KonduksiPenerusan panas yang utama terjadi secara kontak, meskipun dalam proses pengeringan terjadi cara penerusan lain.Ciri pengeringan konduksi : Transfer panas ke benda padat yang basah dilakukan dengan konduksi lewat permukaan padat (biasanya logam). Suhu permukaan berbeda Dapat bekerja pada tekanan rendah Bila dilakukan pengadukan akan diperoleh hasil yang seragam.2. Secara KonveksiPada pengeringan secara konveksi, biasanya sebagai media penerus panas adalah udara panas yang berhubungan dengan produk kemudian udara tersebut membawa uap air dari produk tersebut.Ciri pengeringan konveksi : Pengeringan tergantung dari penerusan panas dengan media pengering ke produk yang kemudian membawa uap air tersebut. Karena yang dipanaskan udara maka dapat digunakan sumber panas. Suhu pengeringan sangat bervariasi.3. Secara RadiasiPengeringan berdasarkan absorpsi radiasi dari energi matahari yang ditransformasikan ke energi panas oleh produk. Contoh yang umum adalah pengeringan dengan sinar matahari (Maharani 2012).

TRAY DRYER

Tray Dryer (Cabinet Dryer) merupakan salah satu alat pengeringan yang tersusun dari beberapa buah tray di dalam satu rak. Tray dryer sangat besar manfaatnya bila produksinya kecil, karena bahan yang akan dikeringkan berkontak langsung dengan udara panas. Namun alat ini membutuhkan tenaga kerja dalam proses produksinya, biaya operasi yang agak mahal, sehingga alat ini sering digunakan pada pengeringan bahan bahan yang bernilai tinggi.Prinsip Kerja:Pengering tray ini dapat beroperasi dalam vakum dan dengan pemanasan tak langsung. Uap dari zat padat dikeluarkan dengan ejector atau pompa vakum. Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat memerlukan waktu sangat lama dan siklus pengeringan panjang yaitu 4-8 jamper tumpak. Selain itu dapat juga digunakan sirkulasi tembus, tetapi tidak ekonomis karena pemendekan siklus pengeringan tidak akan mengurangi biaya tenagakerja yang diperlukan untuk setiap tumpak.Mekanisme Kerja:Pada tray dryer, yang juga disebut rak, ruang atau pengering kompertement, bahan dapat berupa padatan kental atau padatan pasta, disebarkan merata pada tray logam yang dapat dipindahkan di dalam ruang (cabinet). Uap panas disirkulasi melewati permukaan tray secara sejajar, panas listrik juga digunakan khususnya untuk menurunkan muatan panassekitar 10-20 % udara yang melewati atas tray adalah udara murni, sisanya menjadi udara sirkulasi. Setelah pengeringan, ruang atau kabinet dibuka dan tray diganti denganpengering tumbak (batch) tray. Modifikasi tipe ini adalah tipe tray truck yang ditolak ke dalam pengering. Pada kasus bahan granular (butiran), bahan bisa dimasukkan dalam kawat pada bagian bawah tiap-tiap tray, kemudian melalui sirkulasi pengering, uap panas melewati bed permeabel memberikan waktu pengeringan yang lebih singkat disebabkan oleh luas permukaan yang lebihbesar kena udara.Tray dryer termasuk kedalam system pengering konveksi menggunakan aliran udara panas untuk mengeringkan produk. Proses pengeringan terjadi saat aliran udara panas ini bersinggungan langsung dengan permukaan produk yang akan dikeringkan. Produk ditempatkan pada setiap rak yang tersusun sedemikan rupa agar dapat dikeringkan degan sempurna. Udara panas sebagai fluida kerja bagi model ini diperoleh dari pembakaran bahan bakar, panas matahari atau listrik. Kelembaban relative udara yang mana sebagi factor pembatas kemampuan udara menguapkan air dari produk sangat diperhatikan dengan mengatur pemasukan dan pengeluaran udara ked an dari alat pengering ini melalui sebuah alat pengalir. Penggunaannya cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran, dan sering digunakan untuk produk yang jumlahnya tidak terlalu besar. Waktu pengeringan yang dibutuhkan (1-6 jam) tergantung dari dimensi alat yang digunakan dan banyaknya bahan yang dikeringkan, sumber panas dapat berasal dari steam boiler. Komponen :Alat pengering tipe rak (tray dryer) mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Pada umumnya rak tidak dapat dikeluarkan. Beberapa alat pengering jenis itu rak-raknya mempunyai roda sehingga dapat dikeluarkan dari alat pengering. Bahan - bahan diletakkan di atas rak yang terbuat dari logam dengan alas yang berlubang-lubang. Kegunaan dari lubang tersebut untuk mengalirkan udara panas dan uap air.Ukuran rak yang digunakan bermacam-macam, ada yang luasnya 200 cm2 dan ada juga yang 400 cm2. Luas rak dan besar lubang-lubang rak tergantung pada bahan yang akan dikeringkan. Selain alat pemanas udara, biasanya juga digunakan kipas (fan) untuk mengatur sirkulasi udara dalam alat pengering. Kipas yang digunakan mempunyai kapasitas aliran 7-15 fet per detik. Udara setelah melewati kipas masuk ke dalam alat pemanas, pada alat tersebut udara dipanaskan lebih dahulu kemudian dialirkan diantara rak-rak yang sudah berisi bahan. Arah aliran udara panas di dalam alat pengering dapat dari atas ke bawah dan juga dari bawah ke atas. Suhu yang digunakan serta waktu pengeringan ditentukan menurut keadaan bahan. Biasanya suhu yang digunakan berkisar antara 80-1800C. Tray dryer dapat digunakan untuk operasi dengan keadaan vakum dan seringkali digunakan untuk operasi dengan pemanasan tidak langsung. Uap air dikeluarkan dari alat pengering dengan pompa vakum. Alat tersebut juga digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian berupa biji-bijian. Bahan diletakkan pada suatu bak yang dasarnya berlubang-lubang untuk melewatkan udara panas. Bentuk bak yang digunakan ada yang persegi panjang dan ada juga yang bulat. Bak yang bulat biasanya digunakan apabila alat pengering menggunakan pengaduk, karena pengaduk berputar mengelilingi bak. Kecepatan pengadukan berputar disesuaikan dengan bentuk bahan yang dikeringkan, ketebalan bahan, serta suhu pengeringan. Biasanya putaran pengaduk sangat lambat karena hanya berfungsi untuk menyeragamkan pengeringan. Alat pengering tipe bak terdiri atas beberapa komponen sebagai berikut : Bak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas (plenum chamber). Kipas, digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke plenum chamber dan melewati tumpukan bahan di atasnya. Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar kelembapan nisbi udara pengering menjadi turun sedangkan suhunya naik. Keuntungan : Laju pengeringan lebih cepat Kemungkinan terjadinya over drying lebih kecil Tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan yang dikeringkan. Sistem kontrol suhu kontinyu yang kinerjanya sangat baik, respon cepat dan stabilKekurangan :Kekurangan dari alat pengering tray dryer adalah komponen kendali suhunya relatif mahal dan masih impor sehingga ketika alat mengalami kerusakan, butuh waktu dengan biaya yang relatif mahal untuk mendatangkan komponen penggantinya. Karena itu, dipandang perlu untuk melakukan modifikasi.Pada praktikum penggunaan tray dryer ini digunakan bahan yaitu cabai merah. Menurut SNI 01- 4480-1998 cabai merah segar adalah buah cabai merah dari spesies Capsisum annuum L yang dipetik pada tingkat ketuaan optimal yang belum di proses. Setelah dikeringkan menggunakan tray dryer cabai merah memilki karakteristik yang kering namun tidak menjadi bubuk. Susut bobot yang terjadi pada cabai merah utuh untuk tray 1 adalah 7,4 %, tray 2 adalah 7,3 %, tray 3 adalah 8,1%, dan pada tray 4 adalah 12,5%. Sedangkan untuk cabai merah yang telah dipotong susut bobot pada tray 1 adalah 50,64 %, tray 2 adalah 37,59%, tray 3 adalah 39,86%, dan pada tray 4 adalah 63,12%. Pada cabai merah yang dipotong susut bobotnya lebih besar bila dibandingkan dengan cabai yang utuh. Hal ini karena luas permukaan cabai merah utuh lebih besar bila dibandingkan dengan cabai merah potong. Semakin besar luas permukaan bahan maka bahan akan lebih lama untuk kering karena panas yang sama digunakan untuk mengeringkan bahan yang luasnya lebih besar. Pada praktikum ini pengaruh tray 1-4 tidak terlalu terlihat, karena hasilnya fluktuatif. Namun pada cabai merah utuh dan potong terdapat kesamaan yaitu terjadi susut bobot terbesar pada tray 4. hal ini dimungkinkan karena panas yang dialirka pertama dimulai dari bawah ke atas, sehingga tray 4 lah yang mendapatkan panas tertinggi.

Fluidized Bed Dryer

Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida.Prinsip Kerja: Proses pengeringan dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas sampai bahan terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan sehingga memperbesar luas kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan kalor konveksi, dan peningkatan laju difusi uap air.Mekanisme Kerja :Bahan yang akan dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu kedalam ruangpengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol dengan volume dan tekanan tertentu. Bahan yang telah kering (karena bobotnya sudah lebih ringan) akan keluar dari ruangpengeringan menuju siklon untuk ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan yang halus akan ditangkap oleh pulsejet bag filter.Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran udara terendah dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan baik, sedangkan kecepatan udara maksimum adalah tingkat kecepatan tertinggi dimana pada tingkat kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering Komponen : Kipas (Blower)Kipas (Blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran udara, yang akan digunakan pada proses fluidisasi. Kipas juga berfungsi sebagai penghembus udara panas ke dalam ruang pengering juga untuk mengangkat bahan agar proses fluidisasi terjadi. Elemen Pemanas (heater)Elemen Pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara sehingga kelembaban relatif udara pengering turun, dimana kalor yang dihasilkan dibawa oleh aliran udara yang melewati elemen pemanas sehingga proses penguapan air dari dalam bahan dapat berlangsung. PlenumPlenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Bagian saluran udara ini dapat berpengaruh terhadap kecepatan aliran udara yang dialirkan, dimana arah aliran udara tersebut dibelokkan menuju ke ruang pengering dengan bantuan sekat-sekat yang juga berfungsi untuk membagi rata aliran udara tersebut. Ruang Pengering.Ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan dikeringkan ditempatkan. Perpindahan kalor dan massa uap air yang paling optimal terjadi diruang ini. Hopper.Hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan ke ruang pengering.Kelebihan : Aliran bahan yang menyerupai fluida mengakibatkan bahan mengalir secara kontinyu sehingga otomatis memudahkan operasinya. Sirkulasi bahan diantara dua fluidized bed membuatnya memungkinkan untuk mengalirkan sejumlah besar kalor yang diperlukan ke dalam ruang pengering yang besar. Laju perpindahan kalor dan laju perpindahan massa uap air antara udara pengering dan bahan sangat tinggi dibandingkan dengan pengering metode kontak yang lain. Pencampuran atau pengadukan bahan menyebabkan kondisi bahan hampir mendekati isothermal. Pindah kalor dengan menggunakan pengering tipe fluidisasi membutuhkan area permukaan yang relatif kecil. Sangat ideal untuk produk panas sensitif dan non-panas sensitive Pengering tipe fluidisasi cocok untuk skala besar.Kekurangan : Tidak dapat mengolah bahan yang lengket atau berkadar air tinggi dan abrasive. Sulit untuk menggambarkan aliran dari udara panas yang dihembuskan ke ruang pengering, dikarenakan simpangan yang besar dari aliran udara yang masuk dan bahan terlewati oleh gelembung udara, menjadikan sistem kontak/singgungan tidak efisien. Pencampuran atau pengadukan bahan padatan yang terus menerus pada hamparan akan menyebabkan ketidakseragaman waktu diam bahan di dalam ruang pengering, karena bahan terus menerus terkena hembusan udara panas.Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah.Pengeringan pada praktikum ini menggunakan seledri sebagai bahan utamanya. Karakteristik dari seledri segar yaitu, Batangnya tidak berkayu, beralus, beruas, bercabang, tegak, hijau pucat. Sementara daunnya tipis majemuk, daun muda melebar atau meluas dari dasar, hijau mengkilat, segmen dengan hijau pucat (Anonim 2010). Sedangkan setelah melalui proses pengeringan seledri memiliki karakteristik yang kering dan berwarna lebih hitam. Bobot awal seledri adalah 25,4 gram, sedangkan bobot akhirnya tidak diketahui karena praktikan tidak melakukan penimbangan. Hal tersebut mengakibatkan tidak dapat diketahui % susut bobot yang terjadi.

SPRAY DRYER

Pengeringan semprot (spray drying) cocok digunakan untuk pengeringan bahan pangan cair seperti susu dan kopi (dikeringkan dalam bentuk larutan ekstrak kopi). Cairan yang akan dikeringkan dilewatkan pada suatu nozzle (semacam saringan bertekanan) sehingga keluar dalam bentuk butiran (droplet) cairan yang sangat halus. Butiran ini selanjutnya masuk kedalam ruang pengering yang dilewati oleh aliran udara panas (Anonim,2009). Bahan yang digunakan dalam pengeringan spry drying dapat berupa suspensi, dispersi maupun emulsi. Sementara produk akhir yang dihasilkan dapat berupa bubuk, granula maupun aglomerat tergantung sifat fisik-kimia bahan yang akan dikeringkan, desain alat pengering dan hasil akhir produk yang diinginkan.Prinsip Kerja:Prinsip dasar Spray drying adalah memperluas permukaan cairan yang akan dikeringkan dengan cara pembentukan droplet yang selanjutnya dikontakkan dengan udara pengering yang panas. Udara panas akan memberikan energi untuk proses penguapan dan menyerap uap air yang keluar dari bahan.Mekanisme Kerja :Pada proses dengan menggunakan spray dryer liquid atau larutanslurry disemprotkan ke dalam tempat yang dialirkan gas-gas panas berupatitik-titik berkabut, air dengan cepat diuapkan dari dropplet menujupartikel padat yang disemprotkan kepada aliran gas panas tadi. Aliran gasdan cairan di dalam spray yang dialirkan secara co-counter, counter-current dan kombinasi keduanya (Ranganna, 1977). Tetesan yang terbentuk tadi selanjutnya diumpankan dengan spraynozel atau cakram spray dengan kecepatan tinggi yang berputar di dalamkamar-kamar slinder. Hal ini dapat menjamin bahwa tetesan-tetesan airdan partikel padatan basah tidak bercampur dan permukan padatan tidakkaku sebelum sampai ke tempat pengeringan, setelah itu baru digunakan chamber yang besar. Padatan kering akan keluar dibawah chamber melalui screw conveyer. Kemudian gas dialirkan dengan cyclone sparator agar proses dapatberlangsung dengan baik. Produknya berupa partikel ringan dan berporos. Contohnya susu bubuk kering yang dihasilkan dari pengeringan susu cairdengan spray drayer.Secara umum proses pengeringan dengan metode spray drying melalui 5 tahap :a. Penentuan konsentrasi : konsentrasi bahan yang akan dikeringkan harus tepat, kandungan bahan terlarut 30% hingga 50%. Jika bahan yang digunakan sangat encer dengan total padatan terlarut yang sangat rendah maka harus dilakukan pemekatan terlebih dahulu melalui proses evaporasi. Jika kadar air bahan yang akan dikeringkan terlalu tinggi maka proses spray drying kurang maksimal dimana bubuk yang dihasilkan masih mengandung kadar air yang tinggi. Selain itu juga menyebabkan kebutuhan energi yang tinggi dalam proses pengeringan.b. Atomization : Bahan yang akan dimasukkan dalam alat spray drier harus dihomogenisasikan terlebih dahulu agar ukuran droplet yang dihasilkan seragam dan tidak terjadi penyumbatan atomizer. Homogenisasi dilakukan dengan cara pengadukan. selanjutnya bahan dialirkan kedalam atomizer berupa ring/wheel dengan lubang-lubang kecil yang berputar. Atomization merupakan proses pembentukan droplet, dimana bahan cair yang akan dikeringkan dirubah ukurannya menjadi partikel (droplet) yang lebih halus. Tujuan dari atomizer ini adalah untuk memperluas permukaan sehingga pengeringan dapat terjadi lebih cepat. Pada Industri makanan, luas permukaan droplet setelah melalui atomizer adalah mencapai 1-400 mikrometer.c. Kontak droplet dengan udara pengering : Pada sebagian besar spray dryer, nozzle (atomizer) tersusun melingkar seperti pada gambar 2. Dan pada tengahnya disemprotkan udara panas bertekanan tinggi dengan suhu mencapai 300 0C. Udara panas dan droplet hasil atomisasi disemprotkan ke bawah. Kondisi ini menyebabkan terjadinya kontak antara droplet dengan udara panas sehingga terjadi pengeringan secara simultan.d. Pengeringan droplet : adanya kontak broplet dengan udara panas menyebabkan evaporasi kadungan air pada droplet hingga 95% sehingga dihasilkan bubuk. Bubuk yang telah kering jatuh ke bawah drying chamber (ruang pengering) yang berukuran tinggi sekitar 25 m dan diameter 5 m. dari atas chamber hingga mencapai dasar hanya memerlukan waktu selama beberapa detik.e. Separasi : udara hasil pengeringan dipisahkan dengan pengambilan udara yang mengandung serpihan serbuk dalam chamber, selanjutnya udara akan memasuki separator. Udara hasil pengeringan dan serpihan serbuk dipisahkan dengan menggunakan gaya sentrifulgal. Selanjutnya udara dibuang, dan serpihan bahan dikembalikan dengan cara di blow sehingga bergabung lagi dengan produk dalam line proses.Komponen : AtomizerAtomizer merupakan bagian terpenting pada spray dryer dimana memiliki fungsi untuk menghasilkan droplet dari cairan yang akan dikeringkan. Droplet yang terbentuk akan didistribusikan (disemprotkan) secara merata pada alat pengering agar terjadi kontak dengan udara panas. Ukuran droplet yang dihasilkan tidak boleh terlalu besar karena proses pengeringan tidak akan berjalan dengan baik. Disamping itu ukuran droplet juga tidak boleh terlalu kecil karena menyebabkan terjadinya over heating. ChamberChamber merupakan ruang dimana terjadi kontak antara droplet cairan yang dihasilkan oleh atomizer dengan udara panas untuk pengeringan. Kontak udara panas dengan droplet akan menghasilkan bahan kering dalam bentuk bubuk. Bubuk yang terbentuk akan turun ke bagian bawah chamber dan akan dialirkan dalam bak penampung. Heater Heater berfungsi sebagai pemanas udara yang akan digunakan sebagai pengering. Panas yang diberikan harus diatur sesuai dengan karakteristik bahan, ukuran droplet yang dihasilkan dan jumlah droplet. Suhu udara pengering yang digunakan diatur agar tidak terjadi over heating. CycloneCyclone berfungsi sebagai bak penampung hasil proses pengeringan. Bubuk yang dihasilkan akan dipompa menuju Cyclone. Bag FilterBag Filter berfungsi untuk menyaring atau memisahkan udara setelah digunakan pengeringan dengan bubuk yang terbawa setelah proses.Kelebihan : Tidak terjadi kehilangan senyawa volatile dalam jumlah besar (aroma) Mempunyai kapasitas produksi yang besar dan merupakan system kontinyu yang dapat dikontrol secara manual maupun otomatis Cocok untuk produk yang tidak tahan pemanasan (tinggi protein) Kapasitas pengeringan besar dan proses pengeringan terjadi dalam waktu yang sangat cepat. Kapasitas pengeringan mencapai 100 ton/jam. Memproduksi partikel kering dengan ukuran, bentuk, dan kandungan air serta sifat-sifat lain yang dapat dikontrol sesuai yang diinginkan Tingkat kerusakan gizi yang rendah Komposisi produk yang dihasilkan relatif seragamKekurangan : Hanya dapat digunakan pada produk cair dengan tingkat kekentalan tertentu Tidak dapat diaplikasikan pada produk yang memiliki sifat lengket karena akan menyebabkan penggumpalan dan penempelan pada permukaan alat Memerlukan biaya yang cukup tinggi Recovery produk dan pengumpulan debu dapat meningkatkan biaya produksi Dibanding pengering kontinyu lainnya, spray dryer memiliki modal yang cukup besarPada praktikum penggunaan alat pengering ini bahan yang digunakan adalah susu cair. Susu merupakan cairan yang berwarna putih dan bersifat opaque (tidak tembus pandang), kadang agak kekuningan, selain itu memiliki rasa agak sedikit manis, bau yang khas, dan berkonsistensi homogen atau tidak bergumpal (Hadiwiyoto 2004). Hal ini sesuai dengan susu yang digunakan dalam praktikum yaitu susu berwarna putih, memilki rasa susu dengan bau yang khas susu. Setelah dikeringkan dengan spray dryer, susu cair berubah menjadi susu bubuk yaitu susu dengan granula-granula kecil. Susut bobot yang terjadi pada susu cair setelah pengeringan adalah 95,24%. Susut bobot yang terjadi sangatlah besar, hal ini karena kandungan air dalam susu berkurang sangat banyak. Hal tersebut dapat dilihat dari perubahan bentuk susu yaitu dari cair menjadi bubuk. Berdasarkan SNI 3752-2009, yang dimaksud susu bubuk adalah produk susu yang diperoleh dengan cara mengurangi sebagian besar air melalui proses pengeringan susu segar dan atau susu rekombinasi yang telah dipasteurisasi, dengan atau tanpa penambahan vitamin, mineral, dan bahan tambahan pangan yang diizinkan.Menurut Susilorini dan Sawitri (2007), kadar air susu bubuk sekitar 5%. Deputi MENLH (2006) menyebutkan bahwa pembuatan susu bubuk merupakan salah satu upaya untuk mengawetkan susu sehingga dapat tahan lebih lama. Susu jenis ini dapat langsung dibedakan dari bentuk dan penampilannya. Produk susu bubuk merupakan hasil proses penguapan dan pengeringan dengan cara penyemprotan dalam tekanan tinggi.

DRUM DRYER

Pengering ini digunakan untuk mengeringkan zat-zat berbentuk cairan,misalnya susu atau air buah. Alatnya terdiri dari pipa silinder yang besar, adayang hanya satu ada yang dua, bagian dalamnya berfungsi menampung danmengalirkan uap panas. Drum dryer sangat cocok untuk penanganan lumpur atau padatan yang berbentuk pasta atau suspensi serta untuk bermacam-macam larutan (Anonim, 2010).Klasifikasi :Pengering Drum diklasifikasikan menjadi 3, yaitu single drum dryer, double drum dyer, dan twin drum dryer seperti terlihat pada gambar berikut.

(Anonim, 2011)Double drum dyer memiliki dua drum yang berputar terhadap satu sama lain pada bagian atas. Gap antara dua drum akan mengontrol ketebalan lapisan bahan yang diletakan pada permukaan drum. Twin drum dyer juga memiliki dua drum, tetapi berputar berlawan satu sama lain pada bagian atas.Diantara tiga jenis drum dryer, single dan double drum druer paling sering digunakan untuk buah-buahan dan sayuran. Misalnya untuk keripik kentang (single drumdryer) dan pasta tomat (double drum dryer). Sedangkan twin drum druer digunakan untuk pengeringan bahan yang menghasilkan produk berupa butiran/debu.Untuk bahan yang sensitif terhadap panas, modifikasi dengan vakum drum dryer dapat digunakan untuk mengurangi suhu/panas pengeringan. Vakum drum dryer pada prinsipnya mirip dengan drum dryer, hanya drum tertutup dalam ruang kedap udara/vakum.Prinsip Kerja:Bagian drum berfungsi sebagai suatu evaporator. Beberapa variasi dari jenis drum tunggal adalah dua drum yang berputar dengan umpan masukdari atas atau bagian bawah kedua drum tersebut. Terdiri dari gulungan logam panas yang berputar. Pada bagian luar terjadi penguapan lapisan tipis zat cair atau lumpur untuk dikeringkan. Padatan kering dikeluarkandari gulungan yang putarannya lebih diperlambat.Mekanisme Kerja :Cairan yang akan dikeringkan disiramkan pada silinder pengering tersebut dan akan keluar secara teratur dan selanjutnya menempel pada permukaan luar silinder yang panas sehingga mengering, dan karena silinder tersebut berputar dan di bagian atas terdapat pisau pengerik(skraper) maka tepung- tepung yang menempel akan terkerik dan berjatuhan masuk ke dalam penampung, sehingga didapat tepung sari hasil tanaman yang kering dan memuaskan (Ahmad, 2010). Hal tersebut merupakan salah satu contoh mekanisme dari drum dreyer dengan hasil produk adalah tepung.Komponen :Model pengering ini menggunakan proses konduksiuntuk menguapkan air dari produk yang dikeringkan. Model initerdiri dari tiga komponen utama yaitu: Drum Drum berfungsi sebagai alat pengering dimana ditempatkan uap panas dalam drum. Drum mempunyai konstruksi sedemikan ruapa sehinggga dapat dimasukkan uap panas kedalamnya. Saat drum berputar maka proses pengeringan yang dilakukan pada drum ini merupakan prodses pengeringan lapis batas dimana prooduk akan bersinggungan dengan permukan panas dan menempel pada drum sehingga dapat terangkut mengikuti putaran drum. Selama pengangkutan ini kandungan air dalam produk akan menguap sehingga saat drum berputar menyelesaikan siklus putarannya produk telah mencapai kadar air yang diinginkan. Putaran drum dan panas uap yang masuk diatur sedemikan rupa untuk mendapatkan produk dengan kadar air yang ditetapkan. Tangki Tangki berfungsi sebagai tempat produk yang akan dikeringkan. Produk yang akan dikeringkan ditampung dan dikumpulkan di tempat ini. Bentuk tangki dibuat sedemikan rupa agar semua produk dapat dikeringkan sempurna. Pisau Skarp Pisau Skarp berfungsi untuk memisahkan produk yang telah kering. Produk yang diinginkan dan masih menempel di drum dipisahkan dan ditampung ke dalamtangki keluaran. Proses pemisahan ini dilakukan dengan sebuah pisau skrap yang dibentuk sedemikan rupa sehingga dapat memisahkan produk dari drum degan sempurna. Aliran massa pada system Drum Drier dapat dianalisa untuk mendapatkan besarnya total energy yang digunakan. Pemasukan material ke system dapat dianggap sebagai pemasukkan dua jenis aliran massa, yaitu aliran massa produk dan aliran massa air. Disaat berada dalam system kedua aliran terpisah dan kemudaian keluar kelingkungannya dengan cara berbeda seseuai dengan sifat-sifat zatnya.Kelebihan : Efisiensi/hemat energi dan kecepatan yang tinggi. Produk/hasil yang diperoleh lebih bersih dan higienis. Mudah untuk mengoperasikan dan memelihara. Produk yang dihasilkan memiliki porositas yang baik sehingga sifat rehidrasi tinggi. Bisa digunakan untuk makanan kering yang sangat kental, seperti pasta dan patigelatinizedatau dimasak, yang tidak dapat mudah dikeringkan dengan metode lain. Fleksibel dan cocok untuk beberapa pengeringan tapi dalam jumlah kecil.Kekurangan : Khusus produk yang mengandung kadar gula tinggi seperti tomat pure tidak mudah dipisahkan dari drum karena thermoplasticity dari suhu bahan. Kemungkinan panas produk dapat memberikan rasa masak dan pudarnya warna karena kontak langsung dengan suhu tinggi di permukaan drum. Tidak dapat memproses bahan/material yang mengandung garam tinggi (asin) atau bersifat korosif karena berpotensi terjadi pittingpada permukaan drum. Throughput(kecepatan hasil pengeringan per satuan waktu) relatif rendah dibandingkandengan spray drying. Biaya tinggi untuk perubahan permukaan drum karena presisi mesin sangat dibutuhkan Luas kontak permukaan bahan dengan udara lebih rendah dibandingkan dengan jenispengeringan lainnya seperti spray drying atau fluidized bed drying. Tidak cocok untuk produk yang tidak dapat membentuk film (lapisan tipis) yang bagus.

FREEZE DRYER

Freez Driyer merupakan suatu alat pengeringan yang termasuk kedalam Conduction Dryer/ Indirect Dryer karena proses perpindahan terjadi secara tidak langsung yaitu antara bahan yang akan dikeringkan (bahan basah) dan media pemanas terdapat dinding pembatas sehingga air dalam bahan basah / lembab yang menguap tidak terbawa bersama media pemanas. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan panas terjadi secara hantaran (konduksi), sehingga disebut juga Conduction Dryer/ Indirect Dryer.Pengeringan beku (freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan yang mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap panas. Prinsip Kerja:Prinsip kerja alat freeze drying ini adalah merubah fase padat/es/freeze menjadi fase gas (uap).Mekanisme Kerja :Pengoprasian alat tersebut sedikit lebih panjang karena banyak menu display yang harus diseting dahulu dan harus lebih hati-hati karena banyak peralatan/asesoris terbuat dari gelas. Cara oprasionalnya sebagai berikut: ekstrak cairan atau kental sebelum dimasukkan kedalam Freeze Dryer telah dibekukan dalam refrigerator (lemari es) minimal semalam. Setelah membeku kemudian dimasukkan ke dalam alat, alat disetting sesuai dengan yang diinginkan. Oleh vaccum puma alat tersebut akan menyedot solvent yang telah beku (freeze) menjadi uap.Untuk proses pengeringan beku (freeze dryer), menurut Muchtadi (1992), bahan yang dikeringkan terlebih dahulu dibekukan kemudian dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan tekanan rendah sehingga kandungan air yang sudah menjadi es akan langsung menjadi uap, dikenal dengan istilah sublimasi. Pengeringan menggunakan alat freeze dryer lebih baik dibandingkan dengan oven karena kadar airnya lebih rendah. Pengeringan menggunakan alat freeze dryer/pengering beku lebih aman terhadap resiko terjadinya degradasi senyawa dalam ekstrak. Hal ini kemungkinan karena suhu yang digunakan untuk mengeringkan ekstrak cukup rendah (Haryani, dkk., 2012).Komponen :Spesifikasi alat ini terdiri komponen asesorisnya terdiri dari: vaccum sensor, vaccum hose, base plate, 3 unheated shelves, drying chamber, rubber valve, vaccum pump dan exhaust filter. Sedangkan menu display antara lain dari beberapa setting program antara lain: pengaturan suhu, waktu oprasional, dll.Kelebihan :Pengeringan beku (freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan yang mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap panas. Keunggulan pengeringan beku, dibandingkan metoda lainnya, antara lain adalah : Dapat mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan unsur organoleptik lain) Dapat meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat berongga dan lyophilesehingga daya rehidrasi sangat tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang hampir sama dengan sebelum pengeringan). Dapat mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan perubahan bentuk setelah pengeringan sangat kecil)Kekurangan :Kekurangan dari alat freez dryer ini adalah membutuhkan biaya yang lebih mahal.

Faktor Faktor pemilihan alat pengering : Jenis cairan yang terkandung dalam bahan yang dikeringkan (air, pelarut organik, dapat terbakar, beracun) Kuantitas bahan yang dikeringkan Sifat sifat bahan yang akan dikeringkan (misalnya apakah menimbulkan bahaya kebakaran, kemungkinan terbakar, ketahanan panas, kepekaan terhadap pukulan, bahya ledakan debu, sifat oksidasi). Kondisi bahan yang dikeringkan (bahan padat, yang dapat mengalir, pasta, suspensi) Operasi kontinu atau tidak kontinu. (Bernasconi, G., 1995)

Aplikasi Alat Pengering :Spray dryer digunakan dalam poses pembuatan susu bubuk. Susu bubuk (powdered milk) berasal dari susu segar yang dikeringkan. Umur simpan susu bubuk maksimal adalah 2 tahun dengan penanganan yang baik dan benar. Susu bubuk rentan terhadap perubahan gizi karena mudah beroksidasi dengan udara (Siaroto dan Prahahesta 2009). Proses pembuatan susu bubuk formula merupakan salah satu contoh alternatif pengolahan dan pengawetan susu dengan cara menurunkan kadar air susu dari 87% (susu segar) menjadi 3% (susu bubuk) dengan caraspray drying. Pengeringan ini bertujuan untuk menurunkan aktivitas air (aw) sehingga menekan pertumbuhan mikroba. Bakteri dan khamir terhambat petumbuhannnya pada kadaraw0,65, sedangkan bakteri pertumbuhannya terhambat padaaw0,75 (Widodo 2003). Dalam keadaan kering, tidak ada bakteri atau khamir yang dapat hidup hingga susu dapat bertahan lama. Mula-mula susu dikentalkan dalam keadaan tekanan rendah, kemudian diembuskan melalui semprotan halus hingga menjadi partikel-partikel yang sangat halus. Tahapan proses pembuatan susu bubuk dapat dijelaskan sebagai berikut (Deputi MENLH 2006). Tray dryer dapat digunakan pada proses pembuatan arang tempurung kelapa seperti yang digunakan pada PT. Tropica Nucifera Industry. Alat pengering yang akan diinvestasikan oleh PT. Tropica Nucifera Industry adalah berupa alat pengering berbentuk box tray dengan sistem pemanasan tidak langsung menggunakan bahanbakar biomassa. Penggunaan box tray ini adalah upaya untuk menghemat biaya, namun mempunyai kapasitas besar. Suhu udara inlet dirancang mencapai 80C yang dihembuskan melalui pipa. Sumber udara panas tersebut adalah biomassa seperti tempurung kelapa yang dibakar. Sisa pembakaran tempurung pun dapat diolah kembali menjadi beriket arang dengan proses penggilingan, pengayakan, pencampuran dengan bahan perekat, percetakan dan pengeringan. Demikian seterusnya sehingga alat pengering yang diaplikasikan PT. Tropica Nucifera Industry tidak menghasilkan limbah, ramah lingkungan dan hemat energi. Alat tersebut terbuat dari lempengan besi dengan ketebalan 2 mm dengan dimensi 122 cm x 50 cm x 120 cm (Fanny 2013). Fluidized bed dryer bisanya digunakan dalam industri makanan yaitu mie instan, sebagai pengering sayuran kering yang digunakan sebagai bahan campuran di dalam mie instan. Freeze dryer adalah salah satu alat pengeringan yang digunakan dalam industri farmasi. Drum dryer digunakan dalam proses pembuatan susu, makanan bayi, sereal, dan pure kentang. Pengering rotary dryer biasa digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk bubuk, granula, gumpalan partikel padat dalam ukuran besar. Pemasukkan dan pengeluaran bahan terjadi secara otomatis dan berkesinambungan akibat gerakan vibrator, putaran lubang umpan, gerakan berputar dan gaya gravitasi. Sumber panas yang digunakan dapat berasal dari uap listrik, batubara, minyak tanah dan gas. Flash dryer biasanya digunakan pada bahan yang sensitif seperti pada industri farmasi yaitu pada pembuatan obat-obatan. Conveyor dryer digunakan untuk industri yang menggunakan bahan seperti tepung yang ingin dikeringkan.

PENUTUP

Simpulan

Pengeringan merupakan unit operasi energi paling intensif dalam pengolahan pasca panen.Pengeringan adalah suatu cara untuk mengurangi kadar air suatu bahan sampai kadar yang diinginkan, melalui suatu proses pindah panas dan pindah massa. Pada produk-produk hasil pertanian, pengeringan dapat memperlambat laju kerusakan akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan dimanfaatkan, sehingga bahan lebih awet.Tray dryer digunakan untuk bahan pertanian yang berbentuk padat tetapi ukurannya lebih besar dibandingkan yang digunakan pada drum dryer. Tray dryer berbentuk rak-rak untuk menaruh bahan yang ingin dikeringkan, dan rak paling atas merupakan rak yang apabila dugunakan untuk mengeringkan bahan akan lebih cepat kering. Berbeda dengan tray dryer dan drum dryer yang digunakan untuk menaruh bahan pertanian yang berbentuk padat, spray dryer digunakan untuk mengeringkan bahan pertanian yang berbentuk cair, alat ini menggunakan system kerja noozle atau uap. Biasanya alat ini digunakan untuk proses produksi susu bubuk ataupun teh.Drum dryer digunakan untuk mengeringkan bahan pertanian yang berbentuk padat dan berukuran lebih kecil, misalnya biji-bijian yang telah melewati tahap size reduction lalu dikeringkan. Pada prinsipnya, alat ini bekerja dengan dua cara pindah panas yaitu konduksi dan konveksi. Konduksi terjadi ketika transfer panas antara silinder drum dryer dengan bahan, sedangkan kovenksi terjadi saat panas menyebar dalam bahan. Fluidized bed drying prinsip nya yaitu proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida. Freeze dryer adalah salah satu alat pengeringan yang digunakan dalam industri farmasi.Faktor yang mempengaruhi pengeringan ada dua, yakni yang berhubungan dengan udara pengering (Suhu, kecepatan aliran udara pengering, kelembaban udara, dan arah aliran udara) dan sifat bahan (ukuran bahan dan kadar air). Berdasarkan hasil pengamatan, diketahui bahwa, hasil yang diperoleh sesuai dengan literatur yang mengatakan bahwa semakin bertambahnya waktu pengeringan, kadar air yang diperoleh akan semakin kecil, karena kadar air dari bahan tersebut akan berkurang dengan adanya pengeringan (Hall, 1980). Pada praktikum pengeringan kali ini, setiap ada penambahan waktu, kadar air yang diperoleh semakin kecil, hal ini karena adanya proses pengeringan. Oleh karena itu, praktikum kali ini dikatakan berhasil. Aplikasi dari sistem pengeringan diantaranya, spray dryer digunakan untuk pembuatan susu bubuk, fluidize bed dryer untuk industri makanan mie instan (pengering sayuran kering), freeze dryer sering digunakan untuk pengeringan bidang farmasi, drum dryer digunakan untuk pembuatan susu, makanan bayi, sereal, flash dryer digunakan untuk bahan yang sensitif terhadap panas.

Saran

Sebaiknya alat di laboratorium sebagai alat penunjang dijaga dengan baik, agar bisa digunakan sebagaimana mestinya, dan jangan sampai timbul karat, sehingga tidak bisa digunakan lagi.DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2003. Pengeringan. [Terhubung berkala] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16183/3/Chapter%20II.pdf (18 Mei 2014)Anonim. 2009. Spray Drying Process. [Terhubung berkala] http: //anekamesin.com/produkmesin/mesin-lain/spray-dryer.html (18 Mei 2014) Anonim. 2010. Morfologi Seledri. [Terhubung berkala]. http://ccrc.farmasi.ugm.ac.id/?page_id=225. (17 Mei 2014).Anonim. 2010. Drum Drying. [ Trhubung berkala] http://anekamesin.com/produk-mesin/mesinlain/spray-dryer.html. (18 Mei 2014)Anonim. 2011. Drying [Terhubung berkala]. http://jut3x.multiply.com/journal/item/5/Metode_Pengeringan (18 Mei 2014)Ahmad, Z. 2000. Kimia Dasar untuk Teknik Industri. Yogyakarta : Penebar Swadaya.Deputi MENLH Bidang Pengendalian Pencemaran Kementerian Negara Lingkungan Hidup. 2006.Panduan Inspeksi Penaatan Pengelolaan Lingkungan Industri Pengolahan Susu. Jakarta: Asisten Deputi Urusan Pengendalian Pencemaran Agroindustri.Fanny. 2013. Analisis Kelayakan Teknis dan Finansial dari Investasi Pengadaan Tray Dryer Berbahan Bakar Biomassa Pada Usaha Arang Tempurung Kelapa. [Terhubung Berkala]. http://fanny.staff.uns.ac.id/files/2013/11/Jurnal-Agriekonomika.pdf. (17 Mei 2014).Hadiwiyoto S. 2004. Teori dan Prosedur Pengujian Mutu Susu dan Hasil Olahannya. Yogyakarta: Liberty.Hall, C.W. 1980. Drying and Storage of Agricultural Crops. AVI Publishing Company, Inc. Westport, Connecticut.Maharani DW. 2012. Pengeringan [Terhubung berkala]. http://dewimayamaharani.lecture.ub.ac.id/files/2012/03/2.-Mekanisme-Pengering-ok.pdf (19 Mei 2014)Ranganna, S., 1977. Manual of Analysis of Fruit and Vegetable Products. TataMc Graw- Hill Publishing Company Limited, New DelhiSiaroto W A W dan I R Prahahesta. 2009. Tugas Akhir: Pabrik Susu Bubuk Dari Susu Domba Dengan Proses Spray Drying. Surabaya: Jurusan Teknik Kimia FTI ITS.Susilorini T E dan M E Sawitri. 2007. Produk Olahan Susu. Yogyakarta: Penebar Swadaya. Widodo. 2003. Teknologi Proses Susu Bubuk. Yogyakarta: Lacticia Press.