Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
85
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI PENGERINGANRUMPUT LAUT MENGGUNAKAN ENERGI GELOMBANG MIKRO
Performance and Energy Consumption Analysis of Seaweed Dryingusing Microwave
Arif Rahman Hakim Wahyu Tri Handoyo dan Adrianto Widi PrasetyoLoka Riset Mekanisasi Pengolahan Hasil Perikanan Jl Imogiri Barat Km 115 Yogyakarta Indonesia
Korespondensi Penulis arifrahmanh11gmailcom
Diterima 13 Desember 2019 Direvisi 19 April 2020 Disetujui 6 Mei 2020
ABSTRAK
Pengeringan menggunakan energi gelombang mikro menjadi alternatif agar pengeringanberjalan lebih cepat tanpa terpengaruh kondisi cuaca Namun performa dan efisiensi energidalam mengeringkan rumput laut belum diketahui Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahuiperformansi pengeringan rumput laut menggunakan energi gelombang mikro (microwave) dananalisa konsumsi energinya Metode yang digunakan ialah mengeringkan rumput laut segardalam oven gelombang mikro secara batch Dalam proses pengeringan dilakukan variasi leveldaya (400 500 600 watt) ke dalam oven gelombang mikro dan variasi ketebalan rumput laut (35 7 cm) Parameter yang diamati meliputi rasio kadar air (moisture ratioMR) laju pengeringan (gmenit) difusi efektif airDeff (mm2detik) specific energy consumptionSEC (Jg H2O) dan efisiensienergi () Hasil penelitian menunjukkan level daya magnetron 600 watt menghasilkan MRterendah (019) laju pengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi (228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut ketebalan 3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringan tertinggi(642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2 mm2detik) SEC pengeringan sebesar 438-451 JgH2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk level daya 400-600 watt Perbedaaan level dayatidak memberikan pengaruh signifikan terhadap SEC dan efisiensi Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi hasil yang berbeda SEC terendah diperoleh padaperlakuan rumput laut tebal 3 cm yaitu 296 Jg H2O sementara efisiensi tertinggi pada rumputlaut dengan tebal 5 cm yaitu 2293Oleh karena itu pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro dengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cm menghasilkan performasidan konsumsi energi yang lebih baik
KATA KUNCI rumput laut pengeringan energi gelombang mikro
ABSTRACT
Microwave drying becomes alternative method to get faster process without being influencedby weather However performance and energy efficiency of microwave drying for seaweed are stillunknown This research aims to find out performance of seaweed drying in microwave oven aswell as energy consumption analysis The method used was drying seaweed in microwave ovenSeaweed drying was conducted at various power level (400 500 600 watt) and thickness ofseaweed (3 5 7 cm) Observed parameters were moisture ratioMR drying rates (gmin) effectivediffusionDeff (mm2s) specific energy consumptionSEC (Jg H2O) and energy efficiency () Resultof research showed that power level 600 watt of magnetron produced lowest MR (019) highestdrying rate and Deff ie 1315 gmin and 228 x 10-2 mm2s respectively Seaweed 3 cm thicknessachieved lowest MR (005) highest drying rates 642 gmin and Deff 942 x 10-2 mm2s SEC ofdrying were 438-451 Jg H2O while energy efficiency were 2256-2342 for 400-600 wattDifferences of power level have not given significant effect to SEC and efficiency values Whereasdifferences of seaweed thickness between 3 cm and 7 cm have given significant effect Seaweedin 3 cm thickness resulted in the lowest SEC ie 296 Jg H2O however the highest efficiencyenergy was 5 cm thickness ie 2293 Therefore drying seaweed utilize microwave energy of 600watt power level and 3 cm thickness generated better performance and energy consumption
KEYWORDS seaweed drying microwave energy
Copyright copy 2020 JPBKP Nomor Akreditasi 30EKPT2018DOI httpdxdoiorg1015578jpbkpv15i1639
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
86
PENDAHULUAN
Rumput laut merupakan komoditas terbesarperikanan budidaya di Indonesia tercatat 1078 jutaton dihasilkan pada tahun 2017 (KKP 2018) Rumputlaut banyak dimanfaatkan dalam berbagai macamcampuran bahan pangan baik sebagai pengentalmaupun emulsifier hingga untuk bahan baku kosmetikdan farmasi Proses awal pengolahan rumput lautadalah pengeringan hal ini bertujuan untukmemperpanjang masa simpan dan mempermudahtransportasi
Pengeringan rumput laut dilakukan menggunakanpengeringan konvensional yaitu dijemur di bawah sinarmatahari secara langsung dan beberapa menggunakanalat pengering sistem konveksi dan konduksiMeskipun murah dan mudah metode tersebut akansangat tergantung cuaca pada musim penghujanproses pengeringan akan berjalan lebih lama sekitar3-4 hari bahkan lebih Lebih lanjut alat pengeringkonveksi dan konduksi memil iki kelemahanefekti f i tasnya yang rendah sehingga waktupengeringan juga lama dan energi yang digunakanbanyak terbuang
Fudholi Sopian Othman dan Ruslan (2014)melakukan penelitian pengeringan rumput laut merahmenggunakan pengering tenaga surya dan pemanas(solar dryer) dibutuhkan waktu 2 hari prosespengeringan untuk menghasilkan rumput laut dengankadar air sebesar 10 Nilai SEC dilaporkan sebesar262 kWhkg atau sekitar 9432 Jg dengan suhu ruangantara 35-60 oC Sedangkan penelitian Suherman etal (2018) tentang karakteristik perbedaan metodepengeringan rumput laut menyebutkan bahwa untukmencapai kadar air 122 dibutuhkan energi 1493kJkg menggunakan solar dryer 1338 kJkg dijemursinar matahari dan 1620 kJkg ketika menggunakanoven listrik
Gelombang mikro adalah gelombangelektromagnetik dengan frekuensi 300 MHz-300 GHz(Fu Chen amp Song 2017 Metaxas amp Meredith 2008)Pada pengeringan menggunakan gelombang mikroterjadi pemanasan dielektrik yaitu energi gelombangmikro dikonversi dalam bahan secara langsung menjadienergi panas melalui friksi antar molekul Hal inimemberikan beberapa kelebihan di antaranya terjadipemanasan tanpa sentuhan pemanasan volumetrikpengeringan selektif dan pemanasan cepat (Zhao et al2019)
Pengeringan dengan gelombang mikro disebutpengeringan selektif karena energi gelombang mikroakan mudah diserap oleh material yang mengandungnilai dielectric tinggi seperti air Oleh karena itugelombang mikro akan bekerja optimal jika bahan
yang dikeringkan mengandung kadar air yang tinggiSementara itu gelombang mikro juga bersifatvolumetrik yaitu proses kenaikan suhu akan terjadipada bagian dalam material terlebih dahulu kemudianpanas merambat ke permukaan bahan Berbedadengan pengeringan konvensional panas akan terjadipada permukaan bahan kemudian merambat ke dalambahan sehingga seringkali air dalam bahan sulit keluarKeunikan ini yang menyebabkan proses pengeringandalam gelombang mikro berjalan lebih cepat (Song etal 2016)
Rumput laut jenis Eucheuma cottonii adalah bahanbaku karaginan oleh karena itu pengaruh prosespengeringan diharapkan tidak merusak sifatfungsionalnya saat diproduksi menjadi karaginanMenurut Wahyu Prasetyo dan Hakim (2019) sifatkaraginan (kekuatan gel dan sulfat) yang dihasilkandari rumput laut Eucheuma cottonii yang dikeringkandengan oven gelombang mikro tidak menunjukkanpenurunan sifat dibandingkan rumput laut hasilpengeringan dengan sinar matahari
Dengan karakteristik pengeringan menggunakangelombang mikro tersebut telah banyakdikembangkan teknologi pengeringan berbasisgelombang mikro pada berbagai bidang seperti padaindustri pengolahan pangan industri biologi industripertanian serta pengolahan mineral Rumput lautsendiri memiliki kandungan dominan berupa airsehingga mempunyai kemampuan untuk menyerapenergi gelombang mikro yang tinggi Namun demikianmasih sangat sedikit informasi pemanfaatangelombang mikro untuk pengeringan rumput laut Olehkarena itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahuiperformansi pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro serta besaran konsumsi energidalam proses pengeringannya
BAHAN DAN METODE
Bahan
Rumput laut segar jenis Eucheuma cottonii(Gambar 1) diperoleh dari pembudidaya di KabupatenSumenep Jawa Timur Dalam perjalanan menujuLaboratorium rumput laut dimasukkan dalam kontainerberinsulasi dan tambahkan es hingga suhu bisadipertahankan pada 5-10 oC Sebelum prosespengeringan rumput laut diletakkan dalam ruanganterbuka agar suhu rumput laut mencapai suhu ruangKarakteristik rumput laut yang digunakan antara lainrata-rata kadar air 8652 densitas 1072 gcm3panas spesifik 50008 kalg dan kesetimbangan kadarair 2878
87
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Alat
Pengeringan rumput laut menggunakan microwaveoven komersial Panasonic NN-GD692S 1000 wattdimensi cavity 350 x 350 x 290 mm (P x L x T) dengan340 mm turntable plate frekuensi gelombang 245GHz Pada saat pengeringan dipilih mode microwavesehingga yang bekerja hanya gelombang mikro tanpamengaktifkan mode pemasakan lainnya (grill)Perubahan berat rumput laut dilakukan menggunakanTimbangan digital Fortuno WSP kapasitas 3 kg deviasi01 g Suhu permukaan diukur menggunakan infraredtermometer Sanfix WT550
Metode
Rumput laut sebanyak 1000 g dipotong-potongdengan ukuran bervariasi 5-10 cm untuk memudahkanpeletakan dalam wadah lalu dimasukkan dalam ovengelombang mikro dengan pengaturan daya berbedayaitu P4 (400 watt) P5 (500 watt) dan P6 (600 watt)Pada perlakuan ini waktu pengeringan selama 60 menitdengan ketebalan sampel rumput laut 5 cm
Daya gelombang miko yang menghasilkanpenurunan berat paling tinggi selanjutnya digunakanuntuk uji pengeringan dengan variasi ketebalan rumputlaut yang berbeda (3 cm 5 cm 7 cm) Pada perlakuanperbedaan ketebalan berat rumput laut sebanyak 350g dan waktu pengeringan selama 30 menit Untukmendapatkan ketebalan tersebut dengan berat sampelyang sama dibuat wadah dengan dimensi berbedaWadah I dimensi 22 x 22 x 3 cm3 wadah II 17 x 17x 5 cm3 wadah III 145 x 145 x 7 cm3 wadah tersebutberbahan dasar besi perforated kemudian dilapisi cat(Gambar 2) Sedangkan perubahan beratdimaksudkan untuk mengakomodir perubahandimensi wadah sampel agar perbedaan ketebalan bisaditerapkan
Parameter yang diukur ialah perubahan beratrumput laut (g) dan suhu permukaan rumput laut (oC)Pengukuran dilakukan setiap 10 menit Pengukurandari parameter yang dianalisis meliputi rasio kadarair (MR) specific energy consumption (SEC) (Jg H2O)efisiensi energi () difusi kadar air (mm2detik) dan
Gambar 1 Rumput laut E cottonii segar sebagai bahan baku proses pengeringanFigure 1 Fresh E cottonii as raw material of drying
Gambar 2 Wadah rumput laut untuk proses pengeringanFigure 2 Seaweed container for drying
A
KeteranganNotes A = dimensi 22 x 22 x 3 cm3Dimension of 22 x 22 x 3 cm3
B = dimensi 17 x 17 x 5 cm3Dimension of 17 x 17 x 5 cm3
C = dimensi 145 x 145 x 7 cm3Dimension of 145 x 145 x 7 cm3
B C
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
88
laju pengeringan (gmenit) Semua perlakuan padapenelitian ini dilakukan sebanyak 4 kali ulangan
Rasio kadar air (moisture ratioMR)
Kadar air bahan saat pengeringan per waktu dapatditransformasi sebagai moisture ratio (MR) yangdihitung menurut Manikantun Barnwalr amp Goyal(2014) menggunakan persamaan (1)
mikro per unit air yang diuapkan Dihitung denganpersamaan Song et al (2016)
MR =MCt - MCe
MCo - MCe
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)
PB =(Mo - Mt)
Mo
x 100helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)
LP =dMtdt =
Mo-Mtt
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)
ln (MR) = In ( ) - ( )8
Deff
4L2helliphelliphelliphelliphelliphellip (4)
SEC =Qm
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)
SEC = specific consumption energy (Jg H2O)Q = total energi yang diserap gelombang mikro (Joule)Dm = jumlah total air yang diuapkan (g)
Q = arus (ampere) x tegangan (volt) x waktu (detik)hellip (6)
Di mana nilai arus dan tegangan diukur menggunakantang meter
Efisiensi energi
Efisiensi energi pengering gelombang mikrodihitung sebagai rasio energi yang dipakai untukevaporasi air dalam bahan dengan energi yangdial irkan dari magnetron (Jafari Kalantari ampAzadbakht 2018)
=Qeva
Edel
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)
Di mana h = efisiensi energi () Qeva = energi yangdipakai untuk evaporasi (kJ) Edel= energi yang dialirkandari magnetron (kJ) Sedangkan energi yang dipakaiuntuk proses evaporasi rumput laut dihitung denganpersamaan berikut
Qeva = hfg Weva helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)
Weva= jumlah air yang terevaporasi (kg) dari rumputlaut hfg = panas latent air dalam jaringan rumput lautKemudian hfg ditentukan dengan rumus
hfg = 319351 MC-1446 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Efek Level Daya terhadap PerformaPengeringan
Performa pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro dengan variasi perlakuan perbedaanlevel daya ditunjukkan pada Gambar 3 Suhupermukaan rumput laut meningkat drastis pada awalpengeringan hingga menit ke 10 terjadi pada semuaperlakuan Pada akhir pengeringan suhu tertinggidiperoleh perlakuan level daya 600 watt yaitu 7790plusmn071oC Sedangkan level daya 500 dan 400 watt suhu yangdicapai adalah 7200plusmn411 dan 6955plusmn220 oC Kenaikansuhu menyebabkan penurunan berat rumput lautPenurunan berat rumput laut semakin besar seiring
Di mana MR = moisture ratio MCt = kandungan airpada waktu t MCo = kadar air awalMCe = keseimbangan kadar air
Penurunan berat
PB = penurunan berat () M0 = berat rumput lautawal Mt = berat rumput laut waktu t (menit)
Laju pengeringan (LP)
Laju pengeringan dihitung berdasarkan metodeTorki-Herchagani Ghasemi-VarnamkhasniGhanbarian Sadeghi amp Tohidi (2016) denganpersamaan sebagai berikut
LP = laju pengeringan (gmin-1) Mt = berat sampelwaktu t Dt = selisih waktu (menit)
Difusi efektif kadar air (Deff)
Difusi efektif kadar air secara umum disepakatisebagai mekanisme utama pergerakan air menujupermukaan untuk proses evaporasi Koefisien difusidapat ditentukan dari slope plot normalisasi moistureratio ln (MR) per waktu menggunakan persamaansebagai berikut (Song et al 2016)
Deff = difusi efektif (mm2detik)L = setengah ketebalan sampel (mm)
Konsumsi energi spesifik (Specific energyconsumptionSEC)
Untuk mengevaluasi konsumsi energi prosespengeringan menggunakan oven gelombang mikrodilakukan dengan menghitung total output gelombang
89
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
kenaikan suhu dan lama proses pengeringan Padalevel daya 600 watt presentase berat akhir terhadapberat awal sebesar 8002plusmn084 diikuti oleh leveldaya 500 dan 400 watt berturut-turut sebesar6666plusmn221 dan 5843plusmn026
Rasio kadar air (MR) rumput laut selama prosespengeringan ditampilkan pada Gambar 4 Nilai inimenggambarkan perbandingan kadar air rumput lautpada waktu tertentu dengan kadar air awal Perlakuanlevel daya magnetron berpengaruh terhadap
KeteranganNotes T4 = Suhu pada level daya 400 wattTemperature on power level 400 wattPB4 = Penurunan berat pada level daya 400 wattWeight decrease on power level 400 wattT5 = Suhu pada level daya 500 wattTemperature on power level 500 wattPB5 = Penurunan berat pada level 500 wattWeight decrease on power level 500 wattT6 = Suhu pada level daya 600 wattTemperature on power level 600 wattPB6 = Penurunan berat pada level 600 wattWeight decrease on power level 600 watt
Gambar 3 Efek perbedaan level daya terhadap suhu dan berat rumput laut Figure 3 Effect of different power level on temperatures and weight of seaweed
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 4 Efek perbedaan level daya terhadap rasio kadar airFigure 4 Effect of different power level on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
s(o C
)
Waktu (menit)Time (minutes)
T4 T5 T6 PB 4 PB 5 PB 6
00
02
04
06
08
10
12
0 10 20 30 40 50 60
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
90
penurunan MR Nilai MR yang rendah menunjukkanterjadi penurunan kadar air yang besar pada sampelpengeringan Level daya yang lebih tinggimenyebabkan MR pada akhir periode pengeringanlebih tinggi MR yang dihasilkan setelah pengeringanselama 60 menit ialah 019plusmn006 058plusmn003 dan052plusmn004 berturut-turut untuk P6 P5 dan P4
Nilai laju pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro bisa dilihat pada Gambar 5 Padalevel daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi di antara level daya lainnya(P5 amp P4) Rata-rata laju pengeringan sebesar
988plusmn240 gmenit untuk P4 1118plusmn242 gmenit untukP5 dan 1315plusmn280 gmenit untuk P6 Pola lajupengeringan dari ketiga perlakuan hampir sama yaitutinggi pada 10 menit pertama kemudian turun padamenit 20 dan stabil hingga akhir pengeringan
Pergerakan air dalam inti bahan rumput laut menujupermukaan dinyatakan sebagai difusi efektif (Deff) Halini karena dalam pengeringan volumetric bahan yangdipanaskan terlebih dahulu adalah bagian dalamsehingga penting untuk mengetahui kecepatanpergerakan uap air menuju permukaan Deff air dalamrumput laut selama pengeringan dengan level daya
Gambar 5 Efek perbedaan level daya terhadap laju pengeringanFigure 5 Effect of different power level on drying rates
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 =Level daya 600 wattPower level 600 watt
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 6 Efek perbedaan level daya terhadap difusi efektif pengeringanFigure 6 Effect of different power level on diffusion effective of drying
-10E-0200E+0010E-0220E-0230E-0240E-0250E-0260E-02
0 10 20 30 40 50 60Difu
sief
ektif
(mm
2 det
ik)
D
eff(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
-50
00
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
inut
es)
Waktu (menit)Time (minutes)
P4 P5 P6
91
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
yang berbeda bisa dilihat pada Gambar 6 Daya yanglebih tinggi (P6) menghasilkan pergerakan air kepermukaan menjadi lebih cepat dibandingkan P5 ampP4 Nilai rata-rata Deff P4 ialah 904 x10-3 plusmn 479 x10-
3 mm2detik 695 x10-3 plusmn 429 x10-3 mm2detik untukP5 dan P6 sebesar 228 x10-2 plusmn 125 x10-2 mm2detik
Specific energy consumption (SEC) dan efisiensienergi pengeringan rumput laut ditampilkan padaGambar 7 SEC memberikan informasi kebutuhanenergi (J) untuk menguapkan 1 gram air Nilai SECyang diperoleh sebesar 438plusmn090 - 451plusmn120 Jg H2OLevel daya yang berbeda pada proses pengeringantidak menyebabkan nilai SEC yang dihasilkan berbedanyata Selanjutnya pada Gambar 7 juga ditunjukkanefisiensi proses pengeringan Effisiensi tertinggi padaperlakuan level daya 600 watt yaitu sebesar2342plusmn310 tidak berbeda nyata dengan perlakuanlainnya (P5 amp P4) yang memiliki efisiensi 2289plusmn220 dan 2256plusmn260
Level daya yang berbeda memberi masukan energiyang berbeda ke magnetron semakin besar dayayang digunakan magnetron memperoleh energi yanglebih besar Magnetron dengan energi yang lebih besarmenghasilkan gelombang elektromagnetik denganintensitas lebih tinggi Gelombang ini memicu gesekanantar molekul dalam rumput laut terutama air karenaair merupakan unsur dominan Gesekan tersebut
menyebabkan suhu dalam sel rumput laut meningkatdan menyebabkan air menguap
Suhu permukaan rumput laut yang dicapai tidakberbeda signifikan antar perlakuan karena sumberpanas yang diproduksi berasal dari bagian dalamrumput laut sehingga kemungkinan terjadi perubahanpenurunan suhu saat panas mencapai permukaanNamun demikan efek yang ditimbulkan oleh perbedaanlevel daya bisa dilihat dari penurunan berat rumputlaut Presentase penurunan berat antar perlakuanberbeda secara signifikan (Plt005) Berat rumput lautberkurang akibat menguapnya kandungan air didalamnya hal ini disebabkan karena adanya kenaikansuhu Menurut Song et al (2016) mekanismepengeringan menggunakan gelombang mikro berbedadengan pengeringan konvensional (konduksi dankonveksi) suhu pada bagian dalam bahan mengalamikenaikan suhu lebih tinggi dibandingkan bagianpermukaan Level daya yang tinggi menyebabkanradiasi gelombang elektromagnetik akan semakinbanyak diserap bahan
Rasio kadar air turun dengan bertambahnya waktuproses pengeringan dan akibat kenaikan level dayamagnetron Kondisi ini terjadi karena adanyaperbedaan tekanan uap air antara bagian dalam danpermukaan rumput laut sehingga menyebabkanterjadinya difusi uap air yang lebih banyak dan lebih
Gambar 7 SEC dan efisiensi energi pengeringan rumput dengan level daya berbedaFigure 7 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different power levels
438 a 439 a 451 a
2256 b 2289 b 2342 b
00
50
100
150
200
250
300
P4 P5 P6
Nila
iVal
ue
Level daya power level (watt)
Konsumsi energi spesifik Specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeterangannotesP4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
86
PENDAHULUAN
Rumput laut merupakan komoditas terbesarperikanan budidaya di Indonesia tercatat 1078 jutaton dihasilkan pada tahun 2017 (KKP 2018) Rumputlaut banyak dimanfaatkan dalam berbagai macamcampuran bahan pangan baik sebagai pengentalmaupun emulsifier hingga untuk bahan baku kosmetikdan farmasi Proses awal pengolahan rumput lautadalah pengeringan hal ini bertujuan untukmemperpanjang masa simpan dan mempermudahtransportasi
Pengeringan rumput laut dilakukan menggunakanpengeringan konvensional yaitu dijemur di bawah sinarmatahari secara langsung dan beberapa menggunakanalat pengering sistem konveksi dan konduksiMeskipun murah dan mudah metode tersebut akansangat tergantung cuaca pada musim penghujanproses pengeringan akan berjalan lebih lama sekitar3-4 hari bahkan lebih Lebih lanjut alat pengeringkonveksi dan konduksi memil iki kelemahanefekti f i tasnya yang rendah sehingga waktupengeringan juga lama dan energi yang digunakanbanyak terbuang
Fudholi Sopian Othman dan Ruslan (2014)melakukan penelitian pengeringan rumput laut merahmenggunakan pengering tenaga surya dan pemanas(solar dryer) dibutuhkan waktu 2 hari prosespengeringan untuk menghasilkan rumput laut dengankadar air sebesar 10 Nilai SEC dilaporkan sebesar262 kWhkg atau sekitar 9432 Jg dengan suhu ruangantara 35-60 oC Sedangkan penelitian Suherman etal (2018) tentang karakteristik perbedaan metodepengeringan rumput laut menyebutkan bahwa untukmencapai kadar air 122 dibutuhkan energi 1493kJkg menggunakan solar dryer 1338 kJkg dijemursinar matahari dan 1620 kJkg ketika menggunakanoven listrik
Gelombang mikro adalah gelombangelektromagnetik dengan frekuensi 300 MHz-300 GHz(Fu Chen amp Song 2017 Metaxas amp Meredith 2008)Pada pengeringan menggunakan gelombang mikroterjadi pemanasan dielektrik yaitu energi gelombangmikro dikonversi dalam bahan secara langsung menjadienergi panas melalui friksi antar molekul Hal inimemberikan beberapa kelebihan di antaranya terjadipemanasan tanpa sentuhan pemanasan volumetrikpengeringan selektif dan pemanasan cepat (Zhao et al2019)
Pengeringan dengan gelombang mikro disebutpengeringan selektif karena energi gelombang mikroakan mudah diserap oleh material yang mengandungnilai dielectric tinggi seperti air Oleh karena itugelombang mikro akan bekerja optimal jika bahan
yang dikeringkan mengandung kadar air yang tinggiSementara itu gelombang mikro juga bersifatvolumetrik yaitu proses kenaikan suhu akan terjadipada bagian dalam material terlebih dahulu kemudianpanas merambat ke permukaan bahan Berbedadengan pengeringan konvensional panas akan terjadipada permukaan bahan kemudian merambat ke dalambahan sehingga seringkali air dalam bahan sulit keluarKeunikan ini yang menyebabkan proses pengeringandalam gelombang mikro berjalan lebih cepat (Song etal 2016)
Rumput laut jenis Eucheuma cottonii adalah bahanbaku karaginan oleh karena itu pengaruh prosespengeringan diharapkan tidak merusak sifatfungsionalnya saat diproduksi menjadi karaginanMenurut Wahyu Prasetyo dan Hakim (2019) sifatkaraginan (kekuatan gel dan sulfat) yang dihasilkandari rumput laut Eucheuma cottonii yang dikeringkandengan oven gelombang mikro tidak menunjukkanpenurunan sifat dibandingkan rumput laut hasilpengeringan dengan sinar matahari
Dengan karakteristik pengeringan menggunakangelombang mikro tersebut telah banyakdikembangkan teknologi pengeringan berbasisgelombang mikro pada berbagai bidang seperti padaindustri pengolahan pangan industri biologi industripertanian serta pengolahan mineral Rumput lautsendiri memiliki kandungan dominan berupa airsehingga mempunyai kemampuan untuk menyerapenergi gelombang mikro yang tinggi Namun demikianmasih sangat sedikit informasi pemanfaatangelombang mikro untuk pengeringan rumput laut Olehkarena itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahuiperformansi pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro serta besaran konsumsi energidalam proses pengeringannya
BAHAN DAN METODE
Bahan
Rumput laut segar jenis Eucheuma cottonii(Gambar 1) diperoleh dari pembudidaya di KabupatenSumenep Jawa Timur Dalam perjalanan menujuLaboratorium rumput laut dimasukkan dalam kontainerberinsulasi dan tambahkan es hingga suhu bisadipertahankan pada 5-10 oC Sebelum prosespengeringan rumput laut diletakkan dalam ruanganterbuka agar suhu rumput laut mencapai suhu ruangKarakteristik rumput laut yang digunakan antara lainrata-rata kadar air 8652 densitas 1072 gcm3panas spesifik 50008 kalg dan kesetimbangan kadarair 2878
87
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Alat
Pengeringan rumput laut menggunakan microwaveoven komersial Panasonic NN-GD692S 1000 wattdimensi cavity 350 x 350 x 290 mm (P x L x T) dengan340 mm turntable plate frekuensi gelombang 245GHz Pada saat pengeringan dipilih mode microwavesehingga yang bekerja hanya gelombang mikro tanpamengaktifkan mode pemasakan lainnya (grill)Perubahan berat rumput laut dilakukan menggunakanTimbangan digital Fortuno WSP kapasitas 3 kg deviasi01 g Suhu permukaan diukur menggunakan infraredtermometer Sanfix WT550
Metode
Rumput laut sebanyak 1000 g dipotong-potongdengan ukuran bervariasi 5-10 cm untuk memudahkanpeletakan dalam wadah lalu dimasukkan dalam ovengelombang mikro dengan pengaturan daya berbedayaitu P4 (400 watt) P5 (500 watt) dan P6 (600 watt)Pada perlakuan ini waktu pengeringan selama 60 menitdengan ketebalan sampel rumput laut 5 cm
Daya gelombang miko yang menghasilkanpenurunan berat paling tinggi selanjutnya digunakanuntuk uji pengeringan dengan variasi ketebalan rumputlaut yang berbeda (3 cm 5 cm 7 cm) Pada perlakuanperbedaan ketebalan berat rumput laut sebanyak 350g dan waktu pengeringan selama 30 menit Untukmendapatkan ketebalan tersebut dengan berat sampelyang sama dibuat wadah dengan dimensi berbedaWadah I dimensi 22 x 22 x 3 cm3 wadah II 17 x 17x 5 cm3 wadah III 145 x 145 x 7 cm3 wadah tersebutberbahan dasar besi perforated kemudian dilapisi cat(Gambar 2) Sedangkan perubahan beratdimaksudkan untuk mengakomodir perubahandimensi wadah sampel agar perbedaan ketebalan bisaditerapkan
Parameter yang diukur ialah perubahan beratrumput laut (g) dan suhu permukaan rumput laut (oC)Pengukuran dilakukan setiap 10 menit Pengukurandari parameter yang dianalisis meliputi rasio kadarair (MR) specific energy consumption (SEC) (Jg H2O)efisiensi energi () difusi kadar air (mm2detik) dan
Gambar 1 Rumput laut E cottonii segar sebagai bahan baku proses pengeringanFigure 1 Fresh E cottonii as raw material of drying
Gambar 2 Wadah rumput laut untuk proses pengeringanFigure 2 Seaweed container for drying
A
KeteranganNotes A = dimensi 22 x 22 x 3 cm3Dimension of 22 x 22 x 3 cm3
B = dimensi 17 x 17 x 5 cm3Dimension of 17 x 17 x 5 cm3
C = dimensi 145 x 145 x 7 cm3Dimension of 145 x 145 x 7 cm3
B C
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
88
laju pengeringan (gmenit) Semua perlakuan padapenelitian ini dilakukan sebanyak 4 kali ulangan
Rasio kadar air (moisture ratioMR)
Kadar air bahan saat pengeringan per waktu dapatditransformasi sebagai moisture ratio (MR) yangdihitung menurut Manikantun Barnwalr amp Goyal(2014) menggunakan persamaan (1)
mikro per unit air yang diuapkan Dihitung denganpersamaan Song et al (2016)
MR =MCt - MCe
MCo - MCe
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)
PB =(Mo - Mt)
Mo
x 100helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)
LP =dMtdt =
Mo-Mtt
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)
ln (MR) = In ( ) - ( )8
Deff
4L2helliphelliphelliphelliphelliphellip (4)
SEC =Qm
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)
SEC = specific consumption energy (Jg H2O)Q = total energi yang diserap gelombang mikro (Joule)Dm = jumlah total air yang diuapkan (g)
Q = arus (ampere) x tegangan (volt) x waktu (detik)hellip (6)
Di mana nilai arus dan tegangan diukur menggunakantang meter
Efisiensi energi
Efisiensi energi pengering gelombang mikrodihitung sebagai rasio energi yang dipakai untukevaporasi air dalam bahan dengan energi yangdial irkan dari magnetron (Jafari Kalantari ampAzadbakht 2018)
=Qeva
Edel
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)
Di mana h = efisiensi energi () Qeva = energi yangdipakai untuk evaporasi (kJ) Edel= energi yang dialirkandari magnetron (kJ) Sedangkan energi yang dipakaiuntuk proses evaporasi rumput laut dihitung denganpersamaan berikut
Qeva = hfg Weva helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)
Weva= jumlah air yang terevaporasi (kg) dari rumputlaut hfg = panas latent air dalam jaringan rumput lautKemudian hfg ditentukan dengan rumus
hfg = 319351 MC-1446 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Efek Level Daya terhadap PerformaPengeringan
Performa pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro dengan variasi perlakuan perbedaanlevel daya ditunjukkan pada Gambar 3 Suhupermukaan rumput laut meningkat drastis pada awalpengeringan hingga menit ke 10 terjadi pada semuaperlakuan Pada akhir pengeringan suhu tertinggidiperoleh perlakuan level daya 600 watt yaitu 7790plusmn071oC Sedangkan level daya 500 dan 400 watt suhu yangdicapai adalah 7200plusmn411 dan 6955plusmn220 oC Kenaikansuhu menyebabkan penurunan berat rumput lautPenurunan berat rumput laut semakin besar seiring
Di mana MR = moisture ratio MCt = kandungan airpada waktu t MCo = kadar air awalMCe = keseimbangan kadar air
Penurunan berat
PB = penurunan berat () M0 = berat rumput lautawal Mt = berat rumput laut waktu t (menit)
Laju pengeringan (LP)
Laju pengeringan dihitung berdasarkan metodeTorki-Herchagani Ghasemi-VarnamkhasniGhanbarian Sadeghi amp Tohidi (2016) denganpersamaan sebagai berikut
LP = laju pengeringan (gmin-1) Mt = berat sampelwaktu t Dt = selisih waktu (menit)
Difusi efektif kadar air (Deff)
Difusi efektif kadar air secara umum disepakatisebagai mekanisme utama pergerakan air menujupermukaan untuk proses evaporasi Koefisien difusidapat ditentukan dari slope plot normalisasi moistureratio ln (MR) per waktu menggunakan persamaansebagai berikut (Song et al 2016)
Deff = difusi efektif (mm2detik)L = setengah ketebalan sampel (mm)
Konsumsi energi spesifik (Specific energyconsumptionSEC)
Untuk mengevaluasi konsumsi energi prosespengeringan menggunakan oven gelombang mikrodilakukan dengan menghitung total output gelombang
89
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
kenaikan suhu dan lama proses pengeringan Padalevel daya 600 watt presentase berat akhir terhadapberat awal sebesar 8002plusmn084 diikuti oleh leveldaya 500 dan 400 watt berturut-turut sebesar6666plusmn221 dan 5843plusmn026
Rasio kadar air (MR) rumput laut selama prosespengeringan ditampilkan pada Gambar 4 Nilai inimenggambarkan perbandingan kadar air rumput lautpada waktu tertentu dengan kadar air awal Perlakuanlevel daya magnetron berpengaruh terhadap
KeteranganNotes T4 = Suhu pada level daya 400 wattTemperature on power level 400 wattPB4 = Penurunan berat pada level daya 400 wattWeight decrease on power level 400 wattT5 = Suhu pada level daya 500 wattTemperature on power level 500 wattPB5 = Penurunan berat pada level 500 wattWeight decrease on power level 500 wattT6 = Suhu pada level daya 600 wattTemperature on power level 600 wattPB6 = Penurunan berat pada level 600 wattWeight decrease on power level 600 watt
Gambar 3 Efek perbedaan level daya terhadap suhu dan berat rumput laut Figure 3 Effect of different power level on temperatures and weight of seaweed
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 4 Efek perbedaan level daya terhadap rasio kadar airFigure 4 Effect of different power level on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
s(o C
)
Waktu (menit)Time (minutes)
T4 T5 T6 PB 4 PB 5 PB 6
00
02
04
06
08
10
12
0 10 20 30 40 50 60
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
90
penurunan MR Nilai MR yang rendah menunjukkanterjadi penurunan kadar air yang besar pada sampelpengeringan Level daya yang lebih tinggimenyebabkan MR pada akhir periode pengeringanlebih tinggi MR yang dihasilkan setelah pengeringanselama 60 menit ialah 019plusmn006 058plusmn003 dan052plusmn004 berturut-turut untuk P6 P5 dan P4
Nilai laju pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro bisa dilihat pada Gambar 5 Padalevel daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi di antara level daya lainnya(P5 amp P4) Rata-rata laju pengeringan sebesar
988plusmn240 gmenit untuk P4 1118plusmn242 gmenit untukP5 dan 1315plusmn280 gmenit untuk P6 Pola lajupengeringan dari ketiga perlakuan hampir sama yaitutinggi pada 10 menit pertama kemudian turun padamenit 20 dan stabil hingga akhir pengeringan
Pergerakan air dalam inti bahan rumput laut menujupermukaan dinyatakan sebagai difusi efektif (Deff) Halini karena dalam pengeringan volumetric bahan yangdipanaskan terlebih dahulu adalah bagian dalamsehingga penting untuk mengetahui kecepatanpergerakan uap air menuju permukaan Deff air dalamrumput laut selama pengeringan dengan level daya
Gambar 5 Efek perbedaan level daya terhadap laju pengeringanFigure 5 Effect of different power level on drying rates
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 =Level daya 600 wattPower level 600 watt
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 6 Efek perbedaan level daya terhadap difusi efektif pengeringanFigure 6 Effect of different power level on diffusion effective of drying
-10E-0200E+0010E-0220E-0230E-0240E-0250E-0260E-02
0 10 20 30 40 50 60Difu
sief
ektif
(mm
2 det
ik)
D
eff(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
-50
00
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
inut
es)
Waktu (menit)Time (minutes)
P4 P5 P6
91
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
yang berbeda bisa dilihat pada Gambar 6 Daya yanglebih tinggi (P6) menghasilkan pergerakan air kepermukaan menjadi lebih cepat dibandingkan P5 ampP4 Nilai rata-rata Deff P4 ialah 904 x10-3 plusmn 479 x10-
3 mm2detik 695 x10-3 plusmn 429 x10-3 mm2detik untukP5 dan P6 sebesar 228 x10-2 plusmn 125 x10-2 mm2detik
Specific energy consumption (SEC) dan efisiensienergi pengeringan rumput laut ditampilkan padaGambar 7 SEC memberikan informasi kebutuhanenergi (J) untuk menguapkan 1 gram air Nilai SECyang diperoleh sebesar 438plusmn090 - 451plusmn120 Jg H2OLevel daya yang berbeda pada proses pengeringantidak menyebabkan nilai SEC yang dihasilkan berbedanyata Selanjutnya pada Gambar 7 juga ditunjukkanefisiensi proses pengeringan Effisiensi tertinggi padaperlakuan level daya 600 watt yaitu sebesar2342plusmn310 tidak berbeda nyata dengan perlakuanlainnya (P5 amp P4) yang memiliki efisiensi 2289plusmn220 dan 2256plusmn260
Level daya yang berbeda memberi masukan energiyang berbeda ke magnetron semakin besar dayayang digunakan magnetron memperoleh energi yanglebih besar Magnetron dengan energi yang lebih besarmenghasilkan gelombang elektromagnetik denganintensitas lebih tinggi Gelombang ini memicu gesekanantar molekul dalam rumput laut terutama air karenaair merupakan unsur dominan Gesekan tersebut
menyebabkan suhu dalam sel rumput laut meningkatdan menyebabkan air menguap
Suhu permukaan rumput laut yang dicapai tidakberbeda signifikan antar perlakuan karena sumberpanas yang diproduksi berasal dari bagian dalamrumput laut sehingga kemungkinan terjadi perubahanpenurunan suhu saat panas mencapai permukaanNamun demikan efek yang ditimbulkan oleh perbedaanlevel daya bisa dilihat dari penurunan berat rumputlaut Presentase penurunan berat antar perlakuanberbeda secara signifikan (Plt005) Berat rumput lautberkurang akibat menguapnya kandungan air didalamnya hal ini disebabkan karena adanya kenaikansuhu Menurut Song et al (2016) mekanismepengeringan menggunakan gelombang mikro berbedadengan pengeringan konvensional (konduksi dankonveksi) suhu pada bagian dalam bahan mengalamikenaikan suhu lebih tinggi dibandingkan bagianpermukaan Level daya yang tinggi menyebabkanradiasi gelombang elektromagnetik akan semakinbanyak diserap bahan
Rasio kadar air turun dengan bertambahnya waktuproses pengeringan dan akibat kenaikan level dayamagnetron Kondisi ini terjadi karena adanyaperbedaan tekanan uap air antara bagian dalam danpermukaan rumput laut sehingga menyebabkanterjadinya difusi uap air yang lebih banyak dan lebih
Gambar 7 SEC dan efisiensi energi pengeringan rumput dengan level daya berbedaFigure 7 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different power levels
438 a 439 a 451 a
2256 b 2289 b 2342 b
00
50
100
150
200
250
300
P4 P5 P6
Nila
iVal
ue
Level daya power level (watt)
Konsumsi energi spesifik Specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeterangannotesP4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
87
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Alat
Pengeringan rumput laut menggunakan microwaveoven komersial Panasonic NN-GD692S 1000 wattdimensi cavity 350 x 350 x 290 mm (P x L x T) dengan340 mm turntable plate frekuensi gelombang 245GHz Pada saat pengeringan dipilih mode microwavesehingga yang bekerja hanya gelombang mikro tanpamengaktifkan mode pemasakan lainnya (grill)Perubahan berat rumput laut dilakukan menggunakanTimbangan digital Fortuno WSP kapasitas 3 kg deviasi01 g Suhu permukaan diukur menggunakan infraredtermometer Sanfix WT550
Metode
Rumput laut sebanyak 1000 g dipotong-potongdengan ukuran bervariasi 5-10 cm untuk memudahkanpeletakan dalam wadah lalu dimasukkan dalam ovengelombang mikro dengan pengaturan daya berbedayaitu P4 (400 watt) P5 (500 watt) dan P6 (600 watt)Pada perlakuan ini waktu pengeringan selama 60 menitdengan ketebalan sampel rumput laut 5 cm
Daya gelombang miko yang menghasilkanpenurunan berat paling tinggi selanjutnya digunakanuntuk uji pengeringan dengan variasi ketebalan rumputlaut yang berbeda (3 cm 5 cm 7 cm) Pada perlakuanperbedaan ketebalan berat rumput laut sebanyak 350g dan waktu pengeringan selama 30 menit Untukmendapatkan ketebalan tersebut dengan berat sampelyang sama dibuat wadah dengan dimensi berbedaWadah I dimensi 22 x 22 x 3 cm3 wadah II 17 x 17x 5 cm3 wadah III 145 x 145 x 7 cm3 wadah tersebutberbahan dasar besi perforated kemudian dilapisi cat(Gambar 2) Sedangkan perubahan beratdimaksudkan untuk mengakomodir perubahandimensi wadah sampel agar perbedaan ketebalan bisaditerapkan
Parameter yang diukur ialah perubahan beratrumput laut (g) dan suhu permukaan rumput laut (oC)Pengukuran dilakukan setiap 10 menit Pengukurandari parameter yang dianalisis meliputi rasio kadarair (MR) specific energy consumption (SEC) (Jg H2O)efisiensi energi () difusi kadar air (mm2detik) dan
Gambar 1 Rumput laut E cottonii segar sebagai bahan baku proses pengeringanFigure 1 Fresh E cottonii as raw material of drying
Gambar 2 Wadah rumput laut untuk proses pengeringanFigure 2 Seaweed container for drying
A
KeteranganNotes A = dimensi 22 x 22 x 3 cm3Dimension of 22 x 22 x 3 cm3
B = dimensi 17 x 17 x 5 cm3Dimension of 17 x 17 x 5 cm3
C = dimensi 145 x 145 x 7 cm3Dimension of 145 x 145 x 7 cm3
B C
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
88
laju pengeringan (gmenit) Semua perlakuan padapenelitian ini dilakukan sebanyak 4 kali ulangan
Rasio kadar air (moisture ratioMR)
Kadar air bahan saat pengeringan per waktu dapatditransformasi sebagai moisture ratio (MR) yangdihitung menurut Manikantun Barnwalr amp Goyal(2014) menggunakan persamaan (1)
mikro per unit air yang diuapkan Dihitung denganpersamaan Song et al (2016)
MR =MCt - MCe
MCo - MCe
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)
PB =(Mo - Mt)
Mo
x 100helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)
LP =dMtdt =
Mo-Mtt
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)
ln (MR) = In ( ) - ( )8
Deff
4L2helliphelliphelliphelliphelliphellip (4)
SEC =Qm
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)
SEC = specific consumption energy (Jg H2O)Q = total energi yang diserap gelombang mikro (Joule)Dm = jumlah total air yang diuapkan (g)
Q = arus (ampere) x tegangan (volt) x waktu (detik)hellip (6)
Di mana nilai arus dan tegangan diukur menggunakantang meter
Efisiensi energi
Efisiensi energi pengering gelombang mikrodihitung sebagai rasio energi yang dipakai untukevaporasi air dalam bahan dengan energi yangdial irkan dari magnetron (Jafari Kalantari ampAzadbakht 2018)
=Qeva
Edel
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)
Di mana h = efisiensi energi () Qeva = energi yangdipakai untuk evaporasi (kJ) Edel= energi yang dialirkandari magnetron (kJ) Sedangkan energi yang dipakaiuntuk proses evaporasi rumput laut dihitung denganpersamaan berikut
Qeva = hfg Weva helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)
Weva= jumlah air yang terevaporasi (kg) dari rumputlaut hfg = panas latent air dalam jaringan rumput lautKemudian hfg ditentukan dengan rumus
hfg = 319351 MC-1446 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Efek Level Daya terhadap PerformaPengeringan
Performa pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro dengan variasi perlakuan perbedaanlevel daya ditunjukkan pada Gambar 3 Suhupermukaan rumput laut meningkat drastis pada awalpengeringan hingga menit ke 10 terjadi pada semuaperlakuan Pada akhir pengeringan suhu tertinggidiperoleh perlakuan level daya 600 watt yaitu 7790plusmn071oC Sedangkan level daya 500 dan 400 watt suhu yangdicapai adalah 7200plusmn411 dan 6955plusmn220 oC Kenaikansuhu menyebabkan penurunan berat rumput lautPenurunan berat rumput laut semakin besar seiring
Di mana MR = moisture ratio MCt = kandungan airpada waktu t MCo = kadar air awalMCe = keseimbangan kadar air
Penurunan berat
PB = penurunan berat () M0 = berat rumput lautawal Mt = berat rumput laut waktu t (menit)
Laju pengeringan (LP)
Laju pengeringan dihitung berdasarkan metodeTorki-Herchagani Ghasemi-VarnamkhasniGhanbarian Sadeghi amp Tohidi (2016) denganpersamaan sebagai berikut
LP = laju pengeringan (gmin-1) Mt = berat sampelwaktu t Dt = selisih waktu (menit)
Difusi efektif kadar air (Deff)
Difusi efektif kadar air secara umum disepakatisebagai mekanisme utama pergerakan air menujupermukaan untuk proses evaporasi Koefisien difusidapat ditentukan dari slope plot normalisasi moistureratio ln (MR) per waktu menggunakan persamaansebagai berikut (Song et al 2016)
Deff = difusi efektif (mm2detik)L = setengah ketebalan sampel (mm)
Konsumsi energi spesifik (Specific energyconsumptionSEC)
Untuk mengevaluasi konsumsi energi prosespengeringan menggunakan oven gelombang mikrodilakukan dengan menghitung total output gelombang
89
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
kenaikan suhu dan lama proses pengeringan Padalevel daya 600 watt presentase berat akhir terhadapberat awal sebesar 8002plusmn084 diikuti oleh leveldaya 500 dan 400 watt berturut-turut sebesar6666plusmn221 dan 5843plusmn026
Rasio kadar air (MR) rumput laut selama prosespengeringan ditampilkan pada Gambar 4 Nilai inimenggambarkan perbandingan kadar air rumput lautpada waktu tertentu dengan kadar air awal Perlakuanlevel daya magnetron berpengaruh terhadap
KeteranganNotes T4 = Suhu pada level daya 400 wattTemperature on power level 400 wattPB4 = Penurunan berat pada level daya 400 wattWeight decrease on power level 400 wattT5 = Suhu pada level daya 500 wattTemperature on power level 500 wattPB5 = Penurunan berat pada level 500 wattWeight decrease on power level 500 wattT6 = Suhu pada level daya 600 wattTemperature on power level 600 wattPB6 = Penurunan berat pada level 600 wattWeight decrease on power level 600 watt
Gambar 3 Efek perbedaan level daya terhadap suhu dan berat rumput laut Figure 3 Effect of different power level on temperatures and weight of seaweed
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 4 Efek perbedaan level daya terhadap rasio kadar airFigure 4 Effect of different power level on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
s(o C
)
Waktu (menit)Time (minutes)
T4 T5 T6 PB 4 PB 5 PB 6
00
02
04
06
08
10
12
0 10 20 30 40 50 60
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
90
penurunan MR Nilai MR yang rendah menunjukkanterjadi penurunan kadar air yang besar pada sampelpengeringan Level daya yang lebih tinggimenyebabkan MR pada akhir periode pengeringanlebih tinggi MR yang dihasilkan setelah pengeringanselama 60 menit ialah 019plusmn006 058plusmn003 dan052plusmn004 berturut-turut untuk P6 P5 dan P4
Nilai laju pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro bisa dilihat pada Gambar 5 Padalevel daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi di antara level daya lainnya(P5 amp P4) Rata-rata laju pengeringan sebesar
988plusmn240 gmenit untuk P4 1118plusmn242 gmenit untukP5 dan 1315plusmn280 gmenit untuk P6 Pola lajupengeringan dari ketiga perlakuan hampir sama yaitutinggi pada 10 menit pertama kemudian turun padamenit 20 dan stabil hingga akhir pengeringan
Pergerakan air dalam inti bahan rumput laut menujupermukaan dinyatakan sebagai difusi efektif (Deff) Halini karena dalam pengeringan volumetric bahan yangdipanaskan terlebih dahulu adalah bagian dalamsehingga penting untuk mengetahui kecepatanpergerakan uap air menuju permukaan Deff air dalamrumput laut selama pengeringan dengan level daya
Gambar 5 Efek perbedaan level daya terhadap laju pengeringanFigure 5 Effect of different power level on drying rates
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 =Level daya 600 wattPower level 600 watt
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 6 Efek perbedaan level daya terhadap difusi efektif pengeringanFigure 6 Effect of different power level on diffusion effective of drying
-10E-0200E+0010E-0220E-0230E-0240E-0250E-0260E-02
0 10 20 30 40 50 60Difu
sief
ektif
(mm
2 det
ik)
D
eff(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
-50
00
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
inut
es)
Waktu (menit)Time (minutes)
P4 P5 P6
91
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
yang berbeda bisa dilihat pada Gambar 6 Daya yanglebih tinggi (P6) menghasilkan pergerakan air kepermukaan menjadi lebih cepat dibandingkan P5 ampP4 Nilai rata-rata Deff P4 ialah 904 x10-3 plusmn 479 x10-
3 mm2detik 695 x10-3 plusmn 429 x10-3 mm2detik untukP5 dan P6 sebesar 228 x10-2 plusmn 125 x10-2 mm2detik
Specific energy consumption (SEC) dan efisiensienergi pengeringan rumput laut ditampilkan padaGambar 7 SEC memberikan informasi kebutuhanenergi (J) untuk menguapkan 1 gram air Nilai SECyang diperoleh sebesar 438plusmn090 - 451plusmn120 Jg H2OLevel daya yang berbeda pada proses pengeringantidak menyebabkan nilai SEC yang dihasilkan berbedanyata Selanjutnya pada Gambar 7 juga ditunjukkanefisiensi proses pengeringan Effisiensi tertinggi padaperlakuan level daya 600 watt yaitu sebesar2342plusmn310 tidak berbeda nyata dengan perlakuanlainnya (P5 amp P4) yang memiliki efisiensi 2289plusmn220 dan 2256plusmn260
Level daya yang berbeda memberi masukan energiyang berbeda ke magnetron semakin besar dayayang digunakan magnetron memperoleh energi yanglebih besar Magnetron dengan energi yang lebih besarmenghasilkan gelombang elektromagnetik denganintensitas lebih tinggi Gelombang ini memicu gesekanantar molekul dalam rumput laut terutama air karenaair merupakan unsur dominan Gesekan tersebut
menyebabkan suhu dalam sel rumput laut meningkatdan menyebabkan air menguap
Suhu permukaan rumput laut yang dicapai tidakberbeda signifikan antar perlakuan karena sumberpanas yang diproduksi berasal dari bagian dalamrumput laut sehingga kemungkinan terjadi perubahanpenurunan suhu saat panas mencapai permukaanNamun demikan efek yang ditimbulkan oleh perbedaanlevel daya bisa dilihat dari penurunan berat rumputlaut Presentase penurunan berat antar perlakuanberbeda secara signifikan (Plt005) Berat rumput lautberkurang akibat menguapnya kandungan air didalamnya hal ini disebabkan karena adanya kenaikansuhu Menurut Song et al (2016) mekanismepengeringan menggunakan gelombang mikro berbedadengan pengeringan konvensional (konduksi dankonveksi) suhu pada bagian dalam bahan mengalamikenaikan suhu lebih tinggi dibandingkan bagianpermukaan Level daya yang tinggi menyebabkanradiasi gelombang elektromagnetik akan semakinbanyak diserap bahan
Rasio kadar air turun dengan bertambahnya waktuproses pengeringan dan akibat kenaikan level dayamagnetron Kondisi ini terjadi karena adanyaperbedaan tekanan uap air antara bagian dalam danpermukaan rumput laut sehingga menyebabkanterjadinya difusi uap air yang lebih banyak dan lebih
Gambar 7 SEC dan efisiensi energi pengeringan rumput dengan level daya berbedaFigure 7 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different power levels
438 a 439 a 451 a
2256 b 2289 b 2342 b
00
50
100
150
200
250
300
P4 P5 P6
Nila
iVal
ue
Level daya power level (watt)
Konsumsi energi spesifik Specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeterangannotesP4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
88
laju pengeringan (gmenit) Semua perlakuan padapenelitian ini dilakukan sebanyak 4 kali ulangan
Rasio kadar air (moisture ratioMR)
Kadar air bahan saat pengeringan per waktu dapatditransformasi sebagai moisture ratio (MR) yangdihitung menurut Manikantun Barnwalr amp Goyal(2014) menggunakan persamaan (1)
mikro per unit air yang diuapkan Dihitung denganpersamaan Song et al (2016)
MR =MCt - MCe
MCo - MCe
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)
PB =(Mo - Mt)
Mo
x 100helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)
LP =dMtdt =
Mo-Mtt
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)
ln (MR) = In ( ) - ( )8
Deff
4L2helliphelliphelliphelliphelliphellip (4)
SEC =Qm
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)
SEC = specific consumption energy (Jg H2O)Q = total energi yang diserap gelombang mikro (Joule)Dm = jumlah total air yang diuapkan (g)
Q = arus (ampere) x tegangan (volt) x waktu (detik)hellip (6)
Di mana nilai arus dan tegangan diukur menggunakantang meter
Efisiensi energi
Efisiensi energi pengering gelombang mikrodihitung sebagai rasio energi yang dipakai untukevaporasi air dalam bahan dengan energi yangdial irkan dari magnetron (Jafari Kalantari ampAzadbakht 2018)
=Qeva
Edel
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)
Di mana h = efisiensi energi () Qeva = energi yangdipakai untuk evaporasi (kJ) Edel= energi yang dialirkandari magnetron (kJ) Sedangkan energi yang dipakaiuntuk proses evaporasi rumput laut dihitung denganpersamaan berikut
Qeva = hfg Weva helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)
Weva= jumlah air yang terevaporasi (kg) dari rumputlaut hfg = panas latent air dalam jaringan rumput lautKemudian hfg ditentukan dengan rumus
hfg = 319351 MC-1446 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Efek Level Daya terhadap PerformaPengeringan
Performa pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro dengan variasi perlakuan perbedaanlevel daya ditunjukkan pada Gambar 3 Suhupermukaan rumput laut meningkat drastis pada awalpengeringan hingga menit ke 10 terjadi pada semuaperlakuan Pada akhir pengeringan suhu tertinggidiperoleh perlakuan level daya 600 watt yaitu 7790plusmn071oC Sedangkan level daya 500 dan 400 watt suhu yangdicapai adalah 7200plusmn411 dan 6955plusmn220 oC Kenaikansuhu menyebabkan penurunan berat rumput lautPenurunan berat rumput laut semakin besar seiring
Di mana MR = moisture ratio MCt = kandungan airpada waktu t MCo = kadar air awalMCe = keseimbangan kadar air
Penurunan berat
PB = penurunan berat () M0 = berat rumput lautawal Mt = berat rumput laut waktu t (menit)
Laju pengeringan (LP)
Laju pengeringan dihitung berdasarkan metodeTorki-Herchagani Ghasemi-VarnamkhasniGhanbarian Sadeghi amp Tohidi (2016) denganpersamaan sebagai berikut
LP = laju pengeringan (gmin-1) Mt = berat sampelwaktu t Dt = selisih waktu (menit)
Difusi efektif kadar air (Deff)
Difusi efektif kadar air secara umum disepakatisebagai mekanisme utama pergerakan air menujupermukaan untuk proses evaporasi Koefisien difusidapat ditentukan dari slope plot normalisasi moistureratio ln (MR) per waktu menggunakan persamaansebagai berikut (Song et al 2016)
Deff = difusi efektif (mm2detik)L = setengah ketebalan sampel (mm)
Konsumsi energi spesifik (Specific energyconsumptionSEC)
Untuk mengevaluasi konsumsi energi prosespengeringan menggunakan oven gelombang mikrodilakukan dengan menghitung total output gelombang
89
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
kenaikan suhu dan lama proses pengeringan Padalevel daya 600 watt presentase berat akhir terhadapberat awal sebesar 8002plusmn084 diikuti oleh leveldaya 500 dan 400 watt berturut-turut sebesar6666plusmn221 dan 5843plusmn026
Rasio kadar air (MR) rumput laut selama prosespengeringan ditampilkan pada Gambar 4 Nilai inimenggambarkan perbandingan kadar air rumput lautpada waktu tertentu dengan kadar air awal Perlakuanlevel daya magnetron berpengaruh terhadap
KeteranganNotes T4 = Suhu pada level daya 400 wattTemperature on power level 400 wattPB4 = Penurunan berat pada level daya 400 wattWeight decrease on power level 400 wattT5 = Suhu pada level daya 500 wattTemperature on power level 500 wattPB5 = Penurunan berat pada level 500 wattWeight decrease on power level 500 wattT6 = Suhu pada level daya 600 wattTemperature on power level 600 wattPB6 = Penurunan berat pada level 600 wattWeight decrease on power level 600 watt
Gambar 3 Efek perbedaan level daya terhadap suhu dan berat rumput laut Figure 3 Effect of different power level on temperatures and weight of seaweed
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 4 Efek perbedaan level daya terhadap rasio kadar airFigure 4 Effect of different power level on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
s(o C
)
Waktu (menit)Time (minutes)
T4 T5 T6 PB 4 PB 5 PB 6
00
02
04
06
08
10
12
0 10 20 30 40 50 60
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
90
penurunan MR Nilai MR yang rendah menunjukkanterjadi penurunan kadar air yang besar pada sampelpengeringan Level daya yang lebih tinggimenyebabkan MR pada akhir periode pengeringanlebih tinggi MR yang dihasilkan setelah pengeringanselama 60 menit ialah 019plusmn006 058plusmn003 dan052plusmn004 berturut-turut untuk P6 P5 dan P4
Nilai laju pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro bisa dilihat pada Gambar 5 Padalevel daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi di antara level daya lainnya(P5 amp P4) Rata-rata laju pengeringan sebesar
988plusmn240 gmenit untuk P4 1118plusmn242 gmenit untukP5 dan 1315plusmn280 gmenit untuk P6 Pola lajupengeringan dari ketiga perlakuan hampir sama yaitutinggi pada 10 menit pertama kemudian turun padamenit 20 dan stabil hingga akhir pengeringan
Pergerakan air dalam inti bahan rumput laut menujupermukaan dinyatakan sebagai difusi efektif (Deff) Halini karena dalam pengeringan volumetric bahan yangdipanaskan terlebih dahulu adalah bagian dalamsehingga penting untuk mengetahui kecepatanpergerakan uap air menuju permukaan Deff air dalamrumput laut selama pengeringan dengan level daya
Gambar 5 Efek perbedaan level daya terhadap laju pengeringanFigure 5 Effect of different power level on drying rates
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 =Level daya 600 wattPower level 600 watt
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 6 Efek perbedaan level daya terhadap difusi efektif pengeringanFigure 6 Effect of different power level on diffusion effective of drying
-10E-0200E+0010E-0220E-0230E-0240E-0250E-0260E-02
0 10 20 30 40 50 60Difu
sief
ektif
(mm
2 det
ik)
D
eff(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
-50
00
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
inut
es)
Waktu (menit)Time (minutes)
P4 P5 P6
91
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
yang berbeda bisa dilihat pada Gambar 6 Daya yanglebih tinggi (P6) menghasilkan pergerakan air kepermukaan menjadi lebih cepat dibandingkan P5 ampP4 Nilai rata-rata Deff P4 ialah 904 x10-3 plusmn 479 x10-
3 mm2detik 695 x10-3 plusmn 429 x10-3 mm2detik untukP5 dan P6 sebesar 228 x10-2 plusmn 125 x10-2 mm2detik
Specific energy consumption (SEC) dan efisiensienergi pengeringan rumput laut ditampilkan padaGambar 7 SEC memberikan informasi kebutuhanenergi (J) untuk menguapkan 1 gram air Nilai SECyang diperoleh sebesar 438plusmn090 - 451plusmn120 Jg H2OLevel daya yang berbeda pada proses pengeringantidak menyebabkan nilai SEC yang dihasilkan berbedanyata Selanjutnya pada Gambar 7 juga ditunjukkanefisiensi proses pengeringan Effisiensi tertinggi padaperlakuan level daya 600 watt yaitu sebesar2342plusmn310 tidak berbeda nyata dengan perlakuanlainnya (P5 amp P4) yang memiliki efisiensi 2289plusmn220 dan 2256plusmn260
Level daya yang berbeda memberi masukan energiyang berbeda ke magnetron semakin besar dayayang digunakan magnetron memperoleh energi yanglebih besar Magnetron dengan energi yang lebih besarmenghasilkan gelombang elektromagnetik denganintensitas lebih tinggi Gelombang ini memicu gesekanantar molekul dalam rumput laut terutama air karenaair merupakan unsur dominan Gesekan tersebut
menyebabkan suhu dalam sel rumput laut meningkatdan menyebabkan air menguap
Suhu permukaan rumput laut yang dicapai tidakberbeda signifikan antar perlakuan karena sumberpanas yang diproduksi berasal dari bagian dalamrumput laut sehingga kemungkinan terjadi perubahanpenurunan suhu saat panas mencapai permukaanNamun demikan efek yang ditimbulkan oleh perbedaanlevel daya bisa dilihat dari penurunan berat rumputlaut Presentase penurunan berat antar perlakuanberbeda secara signifikan (Plt005) Berat rumput lautberkurang akibat menguapnya kandungan air didalamnya hal ini disebabkan karena adanya kenaikansuhu Menurut Song et al (2016) mekanismepengeringan menggunakan gelombang mikro berbedadengan pengeringan konvensional (konduksi dankonveksi) suhu pada bagian dalam bahan mengalamikenaikan suhu lebih tinggi dibandingkan bagianpermukaan Level daya yang tinggi menyebabkanradiasi gelombang elektromagnetik akan semakinbanyak diserap bahan
Rasio kadar air turun dengan bertambahnya waktuproses pengeringan dan akibat kenaikan level dayamagnetron Kondisi ini terjadi karena adanyaperbedaan tekanan uap air antara bagian dalam danpermukaan rumput laut sehingga menyebabkanterjadinya difusi uap air yang lebih banyak dan lebih
Gambar 7 SEC dan efisiensi energi pengeringan rumput dengan level daya berbedaFigure 7 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different power levels
438 a 439 a 451 a
2256 b 2289 b 2342 b
00
50
100
150
200
250
300
P4 P5 P6
Nila
iVal
ue
Level daya power level (watt)
Konsumsi energi spesifik Specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeterangannotesP4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
89
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
kenaikan suhu dan lama proses pengeringan Padalevel daya 600 watt presentase berat akhir terhadapberat awal sebesar 8002plusmn084 diikuti oleh leveldaya 500 dan 400 watt berturut-turut sebesar6666plusmn221 dan 5843plusmn026
Rasio kadar air (MR) rumput laut selama prosespengeringan ditampilkan pada Gambar 4 Nilai inimenggambarkan perbandingan kadar air rumput lautpada waktu tertentu dengan kadar air awal Perlakuanlevel daya magnetron berpengaruh terhadap
KeteranganNotes T4 = Suhu pada level daya 400 wattTemperature on power level 400 wattPB4 = Penurunan berat pada level daya 400 wattWeight decrease on power level 400 wattT5 = Suhu pada level daya 500 wattTemperature on power level 500 wattPB5 = Penurunan berat pada level 500 wattWeight decrease on power level 500 wattT6 = Suhu pada level daya 600 wattTemperature on power level 600 wattPB6 = Penurunan berat pada level 600 wattWeight decrease on power level 600 watt
Gambar 3 Efek perbedaan level daya terhadap suhu dan berat rumput laut Figure 3 Effect of different power level on temperatures and weight of seaweed
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 4 Efek perbedaan level daya terhadap rasio kadar airFigure 4 Effect of different power level on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
s(o C
)
Waktu (menit)Time (minutes)
T4 T5 T6 PB 4 PB 5 PB 6
00
02
04
06
08
10
12
0 10 20 30 40 50 60
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
90
penurunan MR Nilai MR yang rendah menunjukkanterjadi penurunan kadar air yang besar pada sampelpengeringan Level daya yang lebih tinggimenyebabkan MR pada akhir periode pengeringanlebih tinggi MR yang dihasilkan setelah pengeringanselama 60 menit ialah 019plusmn006 058plusmn003 dan052plusmn004 berturut-turut untuk P6 P5 dan P4
Nilai laju pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro bisa dilihat pada Gambar 5 Padalevel daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi di antara level daya lainnya(P5 amp P4) Rata-rata laju pengeringan sebesar
988plusmn240 gmenit untuk P4 1118plusmn242 gmenit untukP5 dan 1315plusmn280 gmenit untuk P6 Pola lajupengeringan dari ketiga perlakuan hampir sama yaitutinggi pada 10 menit pertama kemudian turun padamenit 20 dan stabil hingga akhir pengeringan
Pergerakan air dalam inti bahan rumput laut menujupermukaan dinyatakan sebagai difusi efektif (Deff) Halini karena dalam pengeringan volumetric bahan yangdipanaskan terlebih dahulu adalah bagian dalamsehingga penting untuk mengetahui kecepatanpergerakan uap air menuju permukaan Deff air dalamrumput laut selama pengeringan dengan level daya
Gambar 5 Efek perbedaan level daya terhadap laju pengeringanFigure 5 Effect of different power level on drying rates
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 =Level daya 600 wattPower level 600 watt
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 6 Efek perbedaan level daya terhadap difusi efektif pengeringanFigure 6 Effect of different power level on diffusion effective of drying
-10E-0200E+0010E-0220E-0230E-0240E-0250E-0260E-02
0 10 20 30 40 50 60Difu
sief
ektif
(mm
2 det
ik)
D
eff(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
-50
00
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
inut
es)
Waktu (menit)Time (minutes)
P4 P5 P6
91
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
yang berbeda bisa dilihat pada Gambar 6 Daya yanglebih tinggi (P6) menghasilkan pergerakan air kepermukaan menjadi lebih cepat dibandingkan P5 ampP4 Nilai rata-rata Deff P4 ialah 904 x10-3 plusmn 479 x10-
3 mm2detik 695 x10-3 plusmn 429 x10-3 mm2detik untukP5 dan P6 sebesar 228 x10-2 plusmn 125 x10-2 mm2detik
Specific energy consumption (SEC) dan efisiensienergi pengeringan rumput laut ditampilkan padaGambar 7 SEC memberikan informasi kebutuhanenergi (J) untuk menguapkan 1 gram air Nilai SECyang diperoleh sebesar 438plusmn090 - 451plusmn120 Jg H2OLevel daya yang berbeda pada proses pengeringantidak menyebabkan nilai SEC yang dihasilkan berbedanyata Selanjutnya pada Gambar 7 juga ditunjukkanefisiensi proses pengeringan Effisiensi tertinggi padaperlakuan level daya 600 watt yaitu sebesar2342plusmn310 tidak berbeda nyata dengan perlakuanlainnya (P5 amp P4) yang memiliki efisiensi 2289plusmn220 dan 2256plusmn260
Level daya yang berbeda memberi masukan energiyang berbeda ke magnetron semakin besar dayayang digunakan magnetron memperoleh energi yanglebih besar Magnetron dengan energi yang lebih besarmenghasilkan gelombang elektromagnetik denganintensitas lebih tinggi Gelombang ini memicu gesekanantar molekul dalam rumput laut terutama air karenaair merupakan unsur dominan Gesekan tersebut
menyebabkan suhu dalam sel rumput laut meningkatdan menyebabkan air menguap
Suhu permukaan rumput laut yang dicapai tidakberbeda signifikan antar perlakuan karena sumberpanas yang diproduksi berasal dari bagian dalamrumput laut sehingga kemungkinan terjadi perubahanpenurunan suhu saat panas mencapai permukaanNamun demikan efek yang ditimbulkan oleh perbedaanlevel daya bisa dilihat dari penurunan berat rumputlaut Presentase penurunan berat antar perlakuanberbeda secara signifikan (Plt005) Berat rumput lautberkurang akibat menguapnya kandungan air didalamnya hal ini disebabkan karena adanya kenaikansuhu Menurut Song et al (2016) mekanismepengeringan menggunakan gelombang mikro berbedadengan pengeringan konvensional (konduksi dankonveksi) suhu pada bagian dalam bahan mengalamikenaikan suhu lebih tinggi dibandingkan bagianpermukaan Level daya yang tinggi menyebabkanradiasi gelombang elektromagnetik akan semakinbanyak diserap bahan
Rasio kadar air turun dengan bertambahnya waktuproses pengeringan dan akibat kenaikan level dayamagnetron Kondisi ini terjadi karena adanyaperbedaan tekanan uap air antara bagian dalam danpermukaan rumput laut sehingga menyebabkanterjadinya difusi uap air yang lebih banyak dan lebih
Gambar 7 SEC dan efisiensi energi pengeringan rumput dengan level daya berbedaFigure 7 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different power levels
438 a 439 a 451 a
2256 b 2289 b 2342 b
00
50
100
150
200
250
300
P4 P5 P6
Nila
iVal
ue
Level daya power level (watt)
Konsumsi energi spesifik Specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeterangannotesP4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
90
penurunan MR Nilai MR yang rendah menunjukkanterjadi penurunan kadar air yang besar pada sampelpengeringan Level daya yang lebih tinggimenyebabkan MR pada akhir periode pengeringanlebih tinggi MR yang dihasilkan setelah pengeringanselama 60 menit ialah 019plusmn006 058plusmn003 dan052plusmn004 berturut-turut untuk P6 P5 dan P4
Nilai laju pengeringan rumput laut menggunakangelombang mikro bisa dilihat pada Gambar 5 Padalevel daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi di antara level daya lainnya(P5 amp P4) Rata-rata laju pengeringan sebesar
988plusmn240 gmenit untuk P4 1118plusmn242 gmenit untukP5 dan 1315plusmn280 gmenit untuk P6 Pola lajupengeringan dari ketiga perlakuan hampir sama yaitutinggi pada 10 menit pertama kemudian turun padamenit 20 dan stabil hingga akhir pengeringan
Pergerakan air dalam inti bahan rumput laut menujupermukaan dinyatakan sebagai difusi efektif (Deff) Halini karena dalam pengeringan volumetric bahan yangdipanaskan terlebih dahulu adalah bagian dalamsehingga penting untuk mengetahui kecepatanpergerakan uap air menuju permukaan Deff air dalamrumput laut selama pengeringan dengan level daya
Gambar 5 Efek perbedaan level daya terhadap laju pengeringanFigure 5 Effect of different power level on drying rates
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 =Level daya 600 wattPower level 600 watt
KeteranganNotes P4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
Gambar 6 Efek perbedaan level daya terhadap difusi efektif pengeringanFigure 6 Effect of different power level on diffusion effective of drying
-10E-0200E+0010E-0220E-0230E-0240E-0250E-0260E-02
0 10 20 30 40 50 60Difu
sief
ektif
(mm
2 det
ik)
D
eff(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)P4 P5 P6
-50
00
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
inut
es)
Waktu (menit)Time (minutes)
P4 P5 P6
91
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
yang berbeda bisa dilihat pada Gambar 6 Daya yanglebih tinggi (P6) menghasilkan pergerakan air kepermukaan menjadi lebih cepat dibandingkan P5 ampP4 Nilai rata-rata Deff P4 ialah 904 x10-3 plusmn 479 x10-
3 mm2detik 695 x10-3 plusmn 429 x10-3 mm2detik untukP5 dan P6 sebesar 228 x10-2 plusmn 125 x10-2 mm2detik
Specific energy consumption (SEC) dan efisiensienergi pengeringan rumput laut ditampilkan padaGambar 7 SEC memberikan informasi kebutuhanenergi (J) untuk menguapkan 1 gram air Nilai SECyang diperoleh sebesar 438plusmn090 - 451plusmn120 Jg H2OLevel daya yang berbeda pada proses pengeringantidak menyebabkan nilai SEC yang dihasilkan berbedanyata Selanjutnya pada Gambar 7 juga ditunjukkanefisiensi proses pengeringan Effisiensi tertinggi padaperlakuan level daya 600 watt yaitu sebesar2342plusmn310 tidak berbeda nyata dengan perlakuanlainnya (P5 amp P4) yang memiliki efisiensi 2289plusmn220 dan 2256plusmn260
Level daya yang berbeda memberi masukan energiyang berbeda ke magnetron semakin besar dayayang digunakan magnetron memperoleh energi yanglebih besar Magnetron dengan energi yang lebih besarmenghasilkan gelombang elektromagnetik denganintensitas lebih tinggi Gelombang ini memicu gesekanantar molekul dalam rumput laut terutama air karenaair merupakan unsur dominan Gesekan tersebut
menyebabkan suhu dalam sel rumput laut meningkatdan menyebabkan air menguap
Suhu permukaan rumput laut yang dicapai tidakberbeda signifikan antar perlakuan karena sumberpanas yang diproduksi berasal dari bagian dalamrumput laut sehingga kemungkinan terjadi perubahanpenurunan suhu saat panas mencapai permukaanNamun demikan efek yang ditimbulkan oleh perbedaanlevel daya bisa dilihat dari penurunan berat rumputlaut Presentase penurunan berat antar perlakuanberbeda secara signifikan (Plt005) Berat rumput lautberkurang akibat menguapnya kandungan air didalamnya hal ini disebabkan karena adanya kenaikansuhu Menurut Song et al (2016) mekanismepengeringan menggunakan gelombang mikro berbedadengan pengeringan konvensional (konduksi dankonveksi) suhu pada bagian dalam bahan mengalamikenaikan suhu lebih tinggi dibandingkan bagianpermukaan Level daya yang tinggi menyebabkanradiasi gelombang elektromagnetik akan semakinbanyak diserap bahan
Rasio kadar air turun dengan bertambahnya waktuproses pengeringan dan akibat kenaikan level dayamagnetron Kondisi ini terjadi karena adanyaperbedaan tekanan uap air antara bagian dalam danpermukaan rumput laut sehingga menyebabkanterjadinya difusi uap air yang lebih banyak dan lebih
Gambar 7 SEC dan efisiensi energi pengeringan rumput dengan level daya berbedaFigure 7 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different power levels
438 a 439 a 451 a
2256 b 2289 b 2342 b
00
50
100
150
200
250
300
P4 P5 P6
Nila
iVal
ue
Level daya power level (watt)
Konsumsi energi spesifik Specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeterangannotesP4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
91
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
yang berbeda bisa dilihat pada Gambar 6 Daya yanglebih tinggi (P6) menghasilkan pergerakan air kepermukaan menjadi lebih cepat dibandingkan P5 ampP4 Nilai rata-rata Deff P4 ialah 904 x10-3 plusmn 479 x10-
3 mm2detik 695 x10-3 plusmn 429 x10-3 mm2detik untukP5 dan P6 sebesar 228 x10-2 plusmn 125 x10-2 mm2detik
Specific energy consumption (SEC) dan efisiensienergi pengeringan rumput laut ditampilkan padaGambar 7 SEC memberikan informasi kebutuhanenergi (J) untuk menguapkan 1 gram air Nilai SECyang diperoleh sebesar 438plusmn090 - 451plusmn120 Jg H2OLevel daya yang berbeda pada proses pengeringantidak menyebabkan nilai SEC yang dihasilkan berbedanyata Selanjutnya pada Gambar 7 juga ditunjukkanefisiensi proses pengeringan Effisiensi tertinggi padaperlakuan level daya 600 watt yaitu sebesar2342plusmn310 tidak berbeda nyata dengan perlakuanlainnya (P5 amp P4) yang memiliki efisiensi 2289plusmn220 dan 2256plusmn260
Level daya yang berbeda memberi masukan energiyang berbeda ke magnetron semakin besar dayayang digunakan magnetron memperoleh energi yanglebih besar Magnetron dengan energi yang lebih besarmenghasilkan gelombang elektromagnetik denganintensitas lebih tinggi Gelombang ini memicu gesekanantar molekul dalam rumput laut terutama air karenaair merupakan unsur dominan Gesekan tersebut
menyebabkan suhu dalam sel rumput laut meningkatdan menyebabkan air menguap
Suhu permukaan rumput laut yang dicapai tidakberbeda signifikan antar perlakuan karena sumberpanas yang diproduksi berasal dari bagian dalamrumput laut sehingga kemungkinan terjadi perubahanpenurunan suhu saat panas mencapai permukaanNamun demikan efek yang ditimbulkan oleh perbedaanlevel daya bisa dilihat dari penurunan berat rumputlaut Presentase penurunan berat antar perlakuanberbeda secara signifikan (Plt005) Berat rumput lautberkurang akibat menguapnya kandungan air didalamnya hal ini disebabkan karena adanya kenaikansuhu Menurut Song et al (2016) mekanismepengeringan menggunakan gelombang mikro berbedadengan pengeringan konvensional (konduksi dankonveksi) suhu pada bagian dalam bahan mengalamikenaikan suhu lebih tinggi dibandingkan bagianpermukaan Level daya yang tinggi menyebabkanradiasi gelombang elektromagnetik akan semakinbanyak diserap bahan
Rasio kadar air turun dengan bertambahnya waktuproses pengeringan dan akibat kenaikan level dayamagnetron Kondisi ini terjadi karena adanyaperbedaan tekanan uap air antara bagian dalam danpermukaan rumput laut sehingga menyebabkanterjadinya difusi uap air yang lebih banyak dan lebih
Gambar 7 SEC dan efisiensi energi pengeringan rumput dengan level daya berbedaFigure 7 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different power levels
438 a 439 a 451 a
2256 b 2289 b 2342 b
00
50
100
150
200
250
300
P4 P5 P6
Nila
iVal
ue
Level daya power level (watt)
Konsumsi energi spesifik Specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeterangannotesP4 = Level daya 400 wattPower level 400 wattP5 = Level daya 500 wattPower level 500 wattP6 = Level daya 600 wattPower level 600 watt
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
92
cepat Hasil serupa dikemukakan oleh Horuz BozkurtKaratas dan Maskan (2018) Horuz Bozkurt Karatasdan Maskan (2017) Torki Ghasemi GhanbarianSadeghi dan Tohidi (2016)
Level daya 600 watt (P6) menghasilkan lajupengeringan paling tinggi Tingginya laju pengeringanini disebabkan karena gesekan antar molekul air terjadipada P6 lebih banyak sehingga menyebabkan uapair yang dikeluarkan dari rumput laut lebih banyak pulaIntensitas gesekan antar molekul air yang banyaktersebut disebabkan tingginya gelombangelektromagnetik yang dipancarkan oleh magnetronPuncak laju pengeringan terjadi pada menit ke-10kemudian turun hingga meni t ke-60 Halmengindikasikan bahwa kadar air dalam bahan dimenit ke-10 sangat tinggi sehingga absorpsigelombang elektromagnetik juga tinggi kemudiankarena kadar air semakin turun maka lajupengeringanpun menjadi turun akibat absorbsigelombang elektromagnetik yang berkurang MenurutDemiray Seker dan Tulek (2017) kadar air dalambahan sangat tinggi pada awal pengeringan yangmenyebabkan penyerapan energi gelombangelektromagnetik lebih tinggi sehingga laju pengeringannaik dan akan turun saat kadar air bahan berkurang
Deff tertinggi pada perlakuan P6 Level daya yanglebih tinggi menghasilkan pergerakan air dari dalambahan ke permukaan menjadi lebih cepat Padapenelitian Zhao et al (2019) Song et al (2016)Darvishi Azadbakht Rezaeiasl dan Farhang (2013)Deff bahan yang dikeringkan menjadi lebih tinggi ketikadaya magnetron yang digunakan lebih besar karenaenergi gelombang mikro yang diserap lebih besarBerdasarkan persamaan 4 Deff merupakan fungsi dariMR dan waktu (t) MR yang rendah menghasilkan Deffyang tinggi Begitu juga terhadap fungsi t Deff akannaik sering dengan bertambahnya nilai t
Mengacu pada persamaan 5 konsumsi energispesifik (SEC) pada proses pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro ditentukan oleh dayamagnetron yang digunakan serta kandungan air dalambahan yang dikeringkan (Soysal Arslan amp Keskin2009) Peningkatan level daya tidak memberikanpengaruh signifikan terhadap perubahan SEC Padasaat daya yang digunakan besar dihasi lkanpenguapan air bahan yang besar pula sehingga SECrelatif tidak berbeda antar perlakuan Menurut Songet al (2016) Darvishi et al (2013) nilai SEC bisa tidakberubah atau bahkan turun saat daya gelombangmikro yang digunakan lebih tinggi hal ini disebabkanpeningkatan daya lebih kecil dibandingkan lajupengeringan
Efisiensi energi pengeringan dipengaruhi olehbesaran konsumsi energi Oleh karena itu kenaikanlevel daya tidak berpengaruh terhadap nilai efisiensi
energi Menurut Shihonga et al (2019) Efisiensimemiliki tren naik saat energi yang digunakandinaikkan Saat energi tinggi maka air yang diuapkanmeningkat signifikan
Efek Ketebalan terhadap PerformaPengeringan
Mempertimbangkan hasil pada perlakuan level dayayang menunjukkan bahwa level daya 600 watt (P6)menghasilkan penurunan berat laju pengeringandifusi efektif dan efisiensi tertinggi maka perlakukanberikutnya menggunakan level daya magnetron 600watt Perlakuan perbedaan ketebalan rumput laut yangdikeringkan menggunakan gelombang mikro danpengaruhnya terhadap perubahan suhu permukaan danpresentase berat rumput laut ditampilkan pada Gambar8 Rata-rata suhu awal permukaan rumput laut ialah2412plusmn091 oC dan suhu akhir setelah pengeringanselama 30 menit bervariasi antara 7020-8010 oCSuhu tertinggi dicapai oleh perlakuan ketebalan 7 cm(M7) yaitu 8010plusmn613 oC sedangkan terendah padaperlakuan ketebalan 3 cm (M3) yaitu 7020plusmn115 oCData ini menunjukkan bahwa rumput laut yang lebihtebal akan menghasilkan suhu permukaan yang lebihtinggi Berbeda dengan parameter presentasepenurunan berat rumput laut pada parameter iniketebalan 3 cm menghasilkan penurunan berat palingtinggi yaitu 8792plusmn030 Sedangkan penurunanterendah pada perlakuan ketebalan 7 cm yaitu7300plusmn030 Rumput laut yang lebih tipis saatdikeringkan mengalami penurunan berat lebih tinggidibandingkan rumput laut yang lebih tebal
Lapisan rumput laut yang lebih tebal menyerapgelombang mikro lebih besar dibandingkan lapisanyang tipis Akibatnya suhu rumput laut pada M7 lebihtinggi dibandingkan suhu pada M5 amp M3 PenelitianJafari et al (2018) menyebutkan bahwa padi yangdikeringkan menggunakan pengering gelombang mikrodengan ketebalan 18 mm menyerap gelombang mikrolebih besar dibandingkan padi dengan ketebalan 6 mmPada bahan yang lebih tebal gelombang mikro akandiserap secara optimal sedangkan pada bahan yangtipis tidak semua gelombang mikro terserap bahannamun sebagian akan dipantulkan ke dinding cavity
Pada parameter penurunan berat terjadi pola yangberbeda Rumput laut dengan ketebalan 3 cm (M3)mengalami penurunan berat paling besar dan M7paling kecil Penyebabnya ialah uap air yang keluardari dalam rumput laut lebih cepat mencapaipermukaan sehingga berat turun lebih banyak
Nilai rasio kadar air (MR) akibat perbedaanketebalan rumput laut ditampilkan pada Gambar 9MR yang rendah menunjukkan telah terjadi penguapanair yang tinggi dari rumput laut Berdasarkan data yangdiperoleh MR terendah pada perlakuan M3 (005plusmn001)
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
93
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Gambar 8 Efek perbedaan ketebalan terhadap suhu dan penurunan berat Figure 8 Effect of different thickness on temperature and weight decrease
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cmPM3 = Penurunan berat pada ketebalan 3 cmWeight decrease at 3 cm thicknessPM5 = Penurunan berat pada ketebalan 5 cmWeight decrease at 5 cm thicknessPM7 = Penurunan berat pada ketebalan 7 cmWeight decrease at 7 cm thickness
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 9 Efek perbedaan ketebalan terhadap rasio kadar airFigure 9 Effect of different thickness on moisture ratio
00
200
400
600
800
1000
00
200
400
600
800
1000
0 10 20 30
Penu
runa
nbe
rat
Wei
ght d
ecre
ase
()
Suhu
Tem
pera
ture
(o C)
Waktu (menit) time (minutes)
M3 M5 M7 PM3 PM5 PM7
00
02
04
06
08
10
0 10 20 30
Ras
ioka
dara
ir
Moi
stur
era
tio
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
94
dan MR tertinggi pada perlakuan M7 (056plusmn008) NilaiMR yang dihasilkan berbanding lurus denganketebalan rumput laut yang dikeringkan Semakin tipisrumput laut maka MR akan semakin rendah karenaair dalam bahan lebih mudah menguap Quertani etal (2018) Jiang Dang Tan Pan dan Wei (2017)mengemukakan dalam pengeringan menggunakangelombang mikro uap air yang dihasilkan gelombangelektromagnetik akan mudah melewati permukaan bilabahan yang dikeringkan memiliki ketebalan lebih kecilsehingga proses evaporasi berjalan cepat
Laju pengeringan rumput laut selama pengeringanditunjukkan pada Gambar 10 Laju pengeringan palingtinggi terjadi pada menit ke 10 yang mencapai 887-1058 gmenit kemudian turun pada menit berikutnyaPada menit ke 30 laju pengeringan hanya mencapai258-303 gmenit Pada menit ke-10 kadar air dalamrumput laut masih tinggi sehingga gelombangelektromagnetik terserap maksimal menghasilkanpenguapan kadar air yang tinggi
Nilai rata-rata laju pengeringan tertinggi dihasilkanpada perlakuan M3 yaitu 642plusmn389 gmenit danterendah pada perlakuan M7 yaitu 531plusmn322 gmenitPerbedaan ketebalan berpengaruh terhadap lajupengeringan pada ketebalan 3 cm proses difusi uapair ke permukaan berjumlah lebih banyak
Hasil perhitungan parameter difusi efektif (Deff)dalam ketebalan yang berbeda bisa dilihat padaGambar 11 Deff tertinggi pada menit ke 30 dengannilai 017plusmn001 mm2detik (M3) 010plusmn003 mm2detik(M5) dan 003plusmn0008 mm2detik (M7) Sedangkan nilairata-rata selama proses pengeringan ialah 009plusmn006mm2detik untuk M3 007plusmn002 mm2detik untuk M5dan 004plusmn001 mm2detik untuk M7 Pada saat rumputlaut memiliki ketebalan rendah akan menyebabkanpergerakan uap air menuju permukaan lebih cepatFenomena ini juga disampaikan oleh Jiang et al (2017)dan Fu Chen Huang dan Luo (2017)
Berikutnya adalah hasil analisa efisiensi energi danSEC pada pengeringan rumput laut dalam kondisiketebalan yang berbeda Rata-rata hasil analisaditunjukkan pada Gambar 12 Kebutuhan energi padaperlakuan M3 sebesar 296plusmn024 Jg H2O yangmerupakan SEC terendah dibandingkan perlakuanlainnya yaitu M5 334plusmn014 Jg H2O dan M7 475 plusmn024 Jg H2O Dalam hal ini SEC dipengaruhi oleh tingkatketebalan semakin tinggi ketebalan akan dibutuhkanenergi yang semakin tinggi untuk menguapkan air dalamrumput laut Nilai ketebalan bahan berpengaruh terhadapkebutuhan energi gelombang mikro untuk penguapanair ketebalan bahan yang lebih kecil kebutuhanenerginya lebih rendah (Azimi amp Hoseini 2019)
Gambar 10 Efek perbedaan ketebalan terhadap laju pengeringanFigure 10 Effect of different thickness on drying rates
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
00
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Laju
peng
erin
gan
(gm
enit)
D
ryin
gra
tes
(gm
in)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
95
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
Nilai efisiensi berbanding terbalik dengan Nilai SEC(Bermudez Beneroso Rey-Raap Arenillas ampMeneacutendez 2015) Efisiensi energi yang dihasilkansebesar 1787-2293 Efisiensi tertinggi padaperlakuan M5 tetapi nilai ini tidak berbeda nyatadengan perlakuan M3 Sedangkan efisiensi terendah
pada perlakuan M7 Data ini menginformasikan bahwaketebalan berpengaruh terhadap efisiensi energipengeringan semakin besar ketebalan rumput lautmaka efisiensi akan semakin rendah
Kualitas rumput laut hasil pengeringan tidakdibahas dalam penelitian ini namun beberapa penelitian
KeteranganNotesM3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
Gambar 11 Efek perbedaan ketebalan terhadap difusi efektif pengeringan Figure 11 Effect of different thickness on effective diffusion
Gambar 12 SEC dan Efisiensi energi pengeringan rumput laut dengan ketebalan berbedaFigure 12 SEC and energy efficiency of drying seaweed with different thickness
000
004
008
012
016
020
024
0 10 20 30Difu
sief
ektif
(mm
2 de
tik)
Def
f(m
m2 s
)
Waktu (menit)Time (minutes)
M3 M5 M7
296 a 343 b 475 c
2263 d 2293 d
1787 e
00
50
100
150
200
250
300
M3 M5 M7
Nila
iVal
ue
KetebalanThickness (cm)
Konsumsi energi spesifik specific energy consumption (Jg H2O)Efisiensi energi energy efficiency ()Konsumsi energi spesifikSpecific energy consumption (Jg H2O)
Efisiensi EnergiEnergy efficiency ()
KeteranganNotes M3 = Ketebalan 3 cmThickness 3 cmM5 = Ketebalan 5 cmThickness 5 cmM7 = Ketebalan 7 cmThickness 7 cm
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
JPB Kelautan dan Perikanan Vol 15 No 1 Tahun 2020 85-97
96
menyebutkan bahwa pengeringan menggunakanenergi gelombang mikro tidak berpengaruh pada sifatfungsional produk turunan rumput laut sepertikaraginan Serowik et al (2018) menyimpulkan bahwapengeringan karaginan menggunakan energigelombang mikro tidak merubah spektra gugusfungsional yang terkandung Hal senada disampaikanoleh Wahyu et al (2019) bahwa kekuatan gel dan kadarsulfat karaginan dari rumput laut Eucheuma cottoniihasil pengeringan dalam gelombang mikro tidakmenunjukkan penurunan nilai dibandingkan rumput lauthasil pengeringan dengan sinar matahari
KESIMPULAN
Performa pengeringan rumput laut menggunakanenergi gelombang mikro telah diobservasi melaluiparameter rasio kadar air (MR) laju pengeringan dandifusi efektif Peningkatan level daya (400-600 watt)berpengaruh terhadap parameter tersebut level daya600 watt menghasilkan MR terendah (019) lajupengeringan tertinggi (1315 gmenit) dan Deff tertinggi(228 x 10-2 mm2detik) Rumput laut dengan ketebalan3 cm memperoleh MR terendah (005) laju pengeringantertinggi (642 gmenit) dan Deff tertinggi (942 x 10-2
mm2detik)Analisa konsumsi energi pengeringan meliputi
parameter specific energy consumption (SEC) danefisiensi energi SEC pengeringan sebesar 438-451Jg H2O dan efisiensi energi 2256-2342 untuk leveldaya 400ndash600 watt Perbedaan level daya tidakmemberikan pengaruh signifikan terhadap keduaparameter tersebut Sedangkan variasi ketebalanrumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi perbedaanhasil yang signifikan Rumput laut 3 cm menghasilkanSEC terendah yaitu 296 Jg H2O dan efisiensi tertinggipada ketebalan 5 cm yaitu 2293 Rumput laut yanglebih tipis menghasilkan nilai kedua parameter tersebutlebih baik
Mempertimbangkan uraian di atas pengeringanrumput laut menggunakan energi gelombang mikrodengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cmmenghasilkan performa dan konsumsi energi yanglebih baik
DAFTAR PUSTAKAAzimi N H amp Hoseini S S (2019) Study the effect of
microwave power and slices thickness on dryingcharacteristics of potato Heat and Mass Transfer 552921ndash2930 doi org101007s00231-019-02633-x
Bermudez J M Beneroso D Rey-Raap N ArenillasA amp Meneacutendez J A (2015) Energy consumptionestimation in the scaling-up of microwave heatingprocesses Chemical Engineering and Processing95 1ndash8 doi org101016jcep201505001
Darvishi H Azadbakht M Rezaeiasl A amp Farhang A(2013) Drying characteristics of sardine fish driedwith microwave heating Journal of the Saudi Societyof Agricultural Sciences 12 121ndash127 doi org101016jjssas201209002
Demiray E Seker A amp Tulek Y (2017) Drying kineticsof onion (Allium cepa L) slices with convective andmicrowave drying Heat Mass Transfer 53 1817-1827doi 101007s00231-016-1943-x
Fu B A Chen M Q Huang Y W amp Luo H F (2017)Combined effects of additives and power levels onmicrowave drying performance of lignite thin layerDrying Technology 35(2) 227ndash239 httpsdoiorg1010800737393720161170029
Fu B A Chen M Q amp Song J J (2017) Investigationon the microwave drying kinetics and pumpingphenomenon of lignite spheres Applied ThermalEngineering 124 371ndash380 doi org101016japplthermaleng201706034
Fudholi A Sopian K Othman M Y Ruslan M H (2014)Energy and exergy analyses of solar drying systemof red seaweed Energy and Buildings 68 121ndash129
Horuz E Bozkurt H Karatas H amp Maskan M (2018)Simultaneous application of microwave energy andhot air to whole drying process of apple slices dryingkinetics modeling temperature profile and energyaspect Heat Mass Transfer 54 425-436 doi 101007s00231-017-2152-y
Horuz E Bozkurt B Karatas H amp Maskan M (2017)Drying kinetics of apricot halves in a microwave-hot airhybrid oven Heat Mass Transfer 53 2117-2127 doiorg101007s00231-017-1973-z
Jafari H Kalantari D amp Azadbakht (2018) Energyconsumption and qualitative evaluation of a continuousband microwave dryer for rice paddy drying Energy142 647-654 doi org101016jenergy201710065
Jiang J Dang L Tan H Pan B amp Wei H (2017) Thinlayer drying kinetics of pre-gelatinized starch undermicrowave Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers 72 10ndash18 doiorg101016jjtice201701005
Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) (2018)Laporan Kinerja TA 2017 Kementerian Kelautan danPerikanan Republik Indonesia
Manikantun M R Barnwarl P amp Goyal R K (2014)Modelling the drying kinetics of paddy in an integratedpaddy dryer Journal of Food Science and Technology51 4-9 doi org101007s13197-013-1250-1
Metaxas A C and Meredith R J (2008) IndustrialMicrowave Heating The Institution of Engineering andTechnology London UK Volume 4
Quertani S Koubaa A Azzouz S Bahar R HassiniL amp Belghith (2018) Microwave drying kinetics ofjack pine wood determination of phytosanitaryefficacy energy consumption and mechanicalproperties European Journal of Wood and WoodProducts 76 1101ndash1111 doiorg101007s00107-018-1316-x
Serowik M Figiel A Nejman M Pudlo A ChorazykD Kopec W Krokosz D Rychlicka-Rybska J
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074
97
Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut (Arif Rahman Hakim et al)
(2018) Drying characteristics and properties ofmicrowave - assisted spouted bed dried semirefinedcarrageenan Journal of Food Engineering 221 20-28 doiorg101016jjfoodeng201709023
Shihong T Ravindra A V Shaohua J Jinhui P LihuaZ lei G amp Xiao ling L (2020) Flash evaporationintensified by microwave energy and performanceanalysis Applied Thermal Engineering 165 httpsdoiorg101016japplthermaleng2019114471
Song Z Jing C Yao L Zhao X Wang W MaoY ampMa C (2016) Microwave drying performance ofsingle-particle coal slime and energy consumptionanalyses Fuel Processing Technology 143 69-78doiorg101016jfuproc201511012
Soysal Y Arslan M amp Keskin M (2009) Intermittentmicrowave convective air drying of oregano FoodScience Technology International 15 397ndash406
Suherman S Djaeni M Kumoro AC Prabowo RARahayu S amp Khasanah S (2018) Comparison
Drying Behavior of Seaweed in Solar Sun and OvenTray Dryers MATEC Web of Conferences 156 05007doiorg101051matecconf201815605007
Torki H M Ghasemi V M Ghanbarian D SadeghiM amp Tohidi M (2016) Dehydration chracteristics andmathematical modelling lemon slices dryingundergoing oven treatment Heat Mass Transfer 52281ndash289
Wahyu T H Prasetyo A W amp Hakim A R (2019)Pengeringan Rumput Laut Menggunakan EnergiGelombang Mikro dan Kualitas yang DihasilkanProsiding Seminar Nasional Tahunan XVI HasilPenelitian Perikanan dan Kelautan UniversitasGadjah Mada 379 - 384
Zhao P Liu C Qu W He Z Gao J Jia L hellip RuanR (2019) Effect of temperature and microwave powerlevels on microwave drying kinetics of zhaotonglignite Processes 7(2) httpsdoiorg103390pr7020074