Kajian proses pembuatan serbuk kulit jeruk lemon ini diawali dengan penentuan waktu pengeringan untuk memperoleh produk yang diinginkan. Oleh karena itu diamati laju pengeringan kulit jeruk lemon selama proses pengeringan. Adapun parameter yang diamati dari hasil pengeringan adalah kadar air dan kadar volatil bahan.
Alat pengering yang digunakan dalam penelitian ini adalah air flow
oven. Pada alat pengering tersebut dilakukan pengeringan 10 buah sampel.
Kesepuluh sampel itu diberikan suhu pengeringan yang sama (60oC) dengan waktu pengeringan yang berbeda mulai dari waktu pengeringan 1 jam sampai 10 jam. Hasil yang diperoleh kemudian dibandingkan berdasarkan kadar air dan kadar volatil terbaik. Hasil terbaik menunjukan waktu pengeringan yang menghasilkan produk dengan kadar air yang rendah (penurunan kadar air yang konstan) dan kadar volatil tinggi pada tingkat perbedaan signifikan secara statistika.
Air flow oven yang dimaksud adalah oven yang terdiri dari ruang
persegi panjang berisi nampan yang dapat dipindah-pindahkan. Bahan yang akan dikeringkan disebar merata diatas nampan setebal 10-30 mm. Udara panas dialirkan diantara nampan melalui heater oleh kipas dengan kecepatan 3 m/detik. Sirip-sirip yang dapat diatur (adjustable baffles) akan mendistribusikan udara diantara nampan secara merata. Udara lembab secara kontinyu keluar sehingga udara segar dapat masuk melalui inlet. Gambar Air
flow oven dapat dilihat pada lampiran 2.
Suhu pengeringan yang digunakan pada alat pengering diatas adalah 60oC. Suhu ini dipilih berdasarkan sensitifitas bahan terhadap panas yang berpengaruh terhadap faktor kritis produk yang dihasilkan. Dengan suhu tersebut diharapkan kadar volatil kulit jeruk lemon tidak turun secara signifikan dibandingkan kadar volatil awal. Buckle et al., (1985) menyatakan, bahwa pengeringan dapat mengakibatkan hilangnya flavor yang mudah
menguap, memucatnya pigmen, perubahan struktur, dan menimbulkan bau gosong pada kondisi tidak terkendali.
Kadar air buah jeruk lemon segar pada penelitian ini sebesar 89.89%(bb). Sedangkan kadar air kulit jeruk lemon segar adalah sebesar 85.28%(bb). Kulit jeruk lemon segar yang bisa diperoleh dari 1000 g buah adalah 256.2 g atau sekitar 25.62%(bb). Nerasa massa pengupasan kulit jeruk lemon disajikan pada gambar 4.
Gambar 4. Neraca Massa Buah Jeruk Lemon 1. Laju Pengeringan
Laju pengeringan diperoleh dengan melakukan pengukuran terhadap penguranga n bobot bahan kering pada setiap waktu pengeringan. Gambar 5 dan 6 masing-masing menyajikan laju pengeringan versus waktu dan kadar air versus waktu pengeringan. Dari Gambar 5 dan 6 terlihat bahwa kadar air kulit jeruk lemon mengalami penurunan yang sangat besar di awal proses akibat laju pengeringan yang tinggi (waktu pengeringan 1, 2 dan 3 jam). Pada periode ini, kandungan air di dalam bahan sangat besar dan kondisi di luar bahan sangat kering sehingga
Buah Segar = 1000 g
Pemerasan
Pemisahan Kulit dan Sisa Bulir Buah
Kulit Segar : 256.2 g
Sari Buah : 448.4 g
Ampas : 551.6 g
Sisa Bulir Buah: 295.4 g
adalah air yang terdapat di permukaan bahan (air bebas) yang dapat dengan mudah diuapkan pada proses pengeringan.
Gambar 5. Laju Pengeringan Kulit Jeruk Lemon selama Pengeringan
Gambar 6. Kadar Air Kulit Jeruk Lemon selama Pengeringan
Selanjutnya kadar air dan laju pengeringan terus menurun namun tidak sebesar pada periode sebelumnya. Pada waktu pengeringan 4 – 6 jam, kadar air menurun secara lambat. Kadar air bahan sampai jam ke -3 hanya tersisa kurang lebih sebesar 15%. Menurut Taib et al., (1988), air yang terdapat di dalam jaringan matriks bahan sulit untuk diuapkan karena adanya ikatan-ikatan fisik. Air ini terikat menurut sistem kapiler dan terkurung dalam jaringan bahan sehingga ada hambatan mekanis untuk diuapkan. 0% 100% 200% 300% 400% 500% 600% 700% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Waktu Pengeringan (jam)
Kadar Air (%bk) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 W a k t u P e n g e r i n g a n ( j a m )
Kadar air yang menunjukan nilai terbaik adalah pada jam ke-6, karena setelah dikeringkan 6 jam kadar air kulit jeruk lemon sangat rendah dan relatif konstan pada jam-jam berikutnya, karena setelah periode ini kandungan air dalam kulit jeruk lemon terikat secara kimia sehingga sulit untuk diuapkan.
Dari gambar 5 dan 6 dilakukan analisa lebih lanjut untuk mengetahui hubungan laju pengeringan dengan kadar air bahan basis kering. Hal ini dapat terlihat pada gambar 7.
Gambar 7. Kadar Air dan Laju Pengeringan Kulit Jeruk Lemon selama Pengeringan
Gambar 8. Kadar Air dan Laju Pengeringan Kulit Jeruk Lemon selama 4-6 jam Periode Pengeringan
Gambar 8 menunjukkan grafik antara kadar air (%bk) dan laju pengeringan (g air/jam) kulit jeruk lemon jam ke-4 sampai jam ke-6. Pada
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% Kadar Air (%bk)
Laju Pengeringan (g air/jam)
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0% 100% 200% 300% 400% 500% 600% 700% Kadar Air (%bk)
waktu pengeringan 4 jam ini, kulit jeruk lemon mencapai kadar air kritis yang pertama sebesar 5.875% (bk). Pada titik ini seluruh kandungan air bebas di permukaan bahan telah diuapkan. Pada jam-jam pengeringan berikutnya tercapai kadar air kritis yang kedua yaitu pada jam ke -6 sebesar 3.36% (bk). Pada titik ini, grafik menunjukkan penurunan kadar air yang tidak nyata jika dibandingkan dengan penurunan kadar air pada waktu sebelumnya. Gambar 9 menunjukkan grafik antara kadar air (%bk) dan laju pengeringan (g air/jam) kulit jeruk lemon selama 6 sampai 10 jam pengeringan. Air flow oven pada penelitian ini menghasilkan kadar air terbaik sebesar 3.16% (bb) atau 21.6% (bk) pada waktu pengeringan selama 6 jam. Penentuan waktu pengeringan terbaik berdasarkan tingkat perbedaan signifikan secara statistika dapat dilihat pada lampiran 3.b.
Gambar 9 menunjukkan grafik hubungan antara kadar air (%bk) dan laju pengeringan (g air/jam) kulit jeruk lemon jam ke -6 sampai jam ke-10.
Gambar 9. Kadar Air dan Laju Pengeringan Kulit Jeruk Lemon selama 6-10 jam Pengeringan
Setelah 6 jam pengeringan, penambahan waktu pengeringan tidak menyebabkan kadar air berbeda secara nyata. Dari gambar 9 juga dapat ditentukan kadar air kesetimbangan kulit jeruk lemon yang dikeringkan pada suhu 60oC. Kadar air kesetimbangan ini didapat dengan menggunakan rumus persamaan garis y=124.14x−3.3716 . Dari persamaan ini kita dapat menentukan kadar air kesetimbangan yang
y = 129.14x - 3.3716 R2 = 0.9554 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 3.00% 3.10% 3.20% 3.30% 3.40% 3.50% Kadar Air (%bk)
x
merupakan perpanjangan kurva pada gambar 9 sampai memotong sumbu x (kadar air%bk). Pada y = 0, sehingga Xe (kadar air kesetimbangan) dapat diestimasikan :
Nilai ini adalah nilai yang menunjukkan kadar air kesetimbangan (Xe) kulit jeruk lemon yaitu 2.71% (bk).
2. Penurunan Nilai VRS
Gambar 10. Nilai VRS (bk) Kulit Jeruk Lemon selama Pengeringan
Gambar 10 menunjukkan penurunan nilai VRS dengan bertambahnya waktu pengeringan. Hal ini terjadi karena dengan semakin lama waktu pengeringan maka semakin banyak komponen volatil yang hilang. Dengan rendahnya kadar air bahan maka perbandingan bobot bahan berubah. Berubahnya perbandingan bobot bahan ini menyebabkan menurunnya kandungan zat volatil (nilai VRS) dalam kulit jeruk lemon berdasarkan berat kering (tanpa air).
Produk yang diharapkan dari penelitian ini adalah produk yang memiliki kadar air rendah namun kadar volatilnya tinggi yang diperoleh dengan waktu pengeringan tercepat. Waktu pengeringan yang sesuai berdasarkan laju pengeringan dan kadar air diperoleh pada waktu 6 jam. Pada waktu pengeringan 6 jam diperoleh nilai VRS pada waktu
0271 . 0 3716 . 3 14 . 124 0 = − = x x 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Waktu Pengeringan (Jam)
pengeringan selama 6 jam. Pada waktu pengeringan selama 6 jam nilai
VRS kulit jeruk lemon sebesar 22.5 ìE/g (bk).