13
85 Performa dan Analisis Konsumsi Energi Pengeringan Rumput Laut ..........................(Arif Rahman Hakim et al.,) PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI PENGERINGAN RUMPUT LAUT MENGGUNAKAN ENERGI GELOMBANG MIKRO Performance and Energy Consumption Analysis of Seaweed Drying using Microwave Arif Rahman Hakim*, Wahyu Tri Handoyo, dan Adrianto Widi Prasetyo Loka Riset Mekanisasi Pengolahan Hasil Perikanan Jl. Imogiri Barat Km. 11,5, Yogyakarta, Indonesia *Korespondensi Penulis: [email protected] Diterima: 13 Desember 2019 ; Direvisi: 19 April 2020 ; Disetujui: 6 Mei 2020 ABSTRAK Pengeringan menggunakan energi gelombang mikro menjadi alternatif agar pengeringan berjalan lebih cepat tanpa terpengaruh kondisi cuaca. Namun performa dan efisiensi energi dalam mengeringkan rumput laut belum diketahui. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui performansi pengeringan rumput laut menggunakan energi gelombang mikro ( microwave) dan analisa konsumsi energinya. Metode yang digunakan ialah mengeringkan rumput laut segar dalam oven gelombang mikro secara batch. Dalam proses pengeringan dilakukan variasi level daya (400, 500, 600 watt) ke dalam oven gelombang mikro dan variasi ketebalan rumput laut (3, 5, 7 cm). Parameter yang diamati meliputi rasio kadar air (moisture ratio/MR), laju pengeringan (g/ menit), difusi efektif air/D eff (mm 2 /detik), specific energy consumption/SEC (J/g H 2 O) dan efisiensi energi (%). Hasil penelitian menunjukkan, level daya magnetron 600 watt menghasilkan MR terendah (0,19), laju pengeringan tertinggi (13,15 g/menit) dan D eff tertinggi (2,28 x 10 -2 mm 2 / detik). Rumput laut ketebalan 3 cm memperoleh MR terendah (0,05), laju pengeringan tertinggi (6,42 g/menit) dan D eff tertinggi (9,42 x 10 -2 mm 2 /detik). SEC pengeringan sebesar 4,38-4,51 J/g H 2 O dan efisiensi energi 22,56-23,42% untuk level daya 400-600 watt. Perbedaaan level daya tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap SEC dan efisiensi. Sedangkan variasi ketebalan rumput laut antara 3 cm dan 7 cm memberi hasil yang berbeda. SEC terendah diperoleh pada perlakuan rumput laut tebal 3 cm yaitu 2,96 J/g H 2 O sementara efisiensi tertinggi pada rumput laut dengan tebal 5 cm yaitu 22,93%.Oleh karena itu pengeringan rumput laut menggunakan energi gelombang mikro dengan level daya 600 watt dan ketebalan 3 cm menghasilkan performasi dan 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 influenced by weather. However performance and energy efficiency of microwave drying for seaweed are still unknown. This research aims to find out performance of seaweed drying in microwave oven as well as energy consumption analysis. The method used was drying seaweed in microwave oven. Seaweed drying was conducted at various power level (400, 500, 600 watt) and thickness of seaweed (3, 5, 7 cm). Observed parameters were moisture ratio/MR, drying rates (g/min), effective diffusion/D eff (mm 2 /s), specific energy consumption/SEC (J/g H 2 O) and energy efficiency (%). Result of research showed that power level, 600 watt of magnetron produced lowest MR (0,19), highest drying rate and D eff i.e 13.15 g/min and 2.28 x 10 -2 mm 2 /s respectively. Seaweed 3 cm thickness achieved lowest MR (0.05), highest drying rates 6.42 g/min and D eff 9.42 x 10 -2 mm 2 /s. SEC of drying were 4.38-4.51 J/g H 2 O while energy efficiency were 22.56-23.42 % for 400-600 watt. Differences of power level have not given significant effect to SEC and efficiency values. Whereas differences of seaweed thickness between 3 cm and 7 cm have given significant effect. Seaweed in 3 cm thickness resulted in the lowest SEC i.e 2.96 J/g H 2 O, however, the highest efficiency energy was 5 cm thickness i.e 22.93%. Therefore drying seaweed utilize microwave energy of 600 watt power level and 3 cm thickness generated better performance and energy consumption. KEYWORDS: seaweed, drying, microwave energy Copyright © 2020, JPBKP, Nomor Akreditasi : 30/E/KPT/2018 DOI : http://dx.doi.org/10.15578/jpbkp.v15i1.639

PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 2: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 3: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 4: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 5: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 6: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 7: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 8: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 9: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 10: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 11: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 12: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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

Page 13: PERFORMA DAN ANALISIS KONSUMSI ENERGI …

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