TINJAUAN PUSTAKA
2.3 PENGERINGAN SURYA
Pengeringan surya adalah suatu proses sederhana untuk menghilangkan kandungan air dari suatu bahan hingga moisture content yang diinginkan. Pengeringan ini bertujuan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi enzimatik melalui peningkatan suhu, pengurangan kadar air kesetimbangan dan peningkatkan kadar air bebas [14].
Kualitas bahan hasil pengeringan dapat ditingkatkan melalui pengendalian kondisi lingkungan dan bahan selama proses pengeringan [15]. Beberapa parameter yang harus dikontrol selama proses pengeringan, yaitu kecepatan aliran udara, temperatur udara pengering dan kelembaban relatif udara [16]. Pada kasus tertentu pengeringan dilakukan hingga kandungan airnya hilang secara keseluruhan.
Berdasarkan prinsip kerjanya, pengeringan terbagi tiga jenis yaitu Penjemuran Langsung (Open Sun Drying), Pengeringan Surya dengan Metode Langsung (Direct Solar Drying) dan Pengeringan Surya dengan Metode Tidak Langsung (Indirect Solar Drying).
9
2.3.1 Penjemuran Langsung (Open Sun Drying)
Pada penjemuran langsung (Open Sun Drying), bahan yang akan dikeringkan disebar di atas tanah atau lantai semen. Jumlah panas yang diterima bahan tergantung pada intensitas radiasi matahari [17]. Bahan akan menerima panas/ energi matahari pada siang hari dan mengalami sirkulasi udara secara alami. Selama proses penjemuran sebagian energi matahari akan diradiasikan ke permukaan bahan dan sebagian lagi dipantulkan kembali ke udara bebas. Kemudian sebagian panas yang dipantulkan tersebut memanaskan udara di sekitar bahan dan terjadi perpindahan massa air dari bahan ke udara sekitar atau perpindahan secara konveksi alami, seperti yang ditunjukan pada gambar 2.1 [15].
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Open Sun Drying [5]
Pada saat intensitas radiasi matahari berlebih, proses pengeringan berlangsung cepat. Hal ini dapat merusak kualitas bahan. Permukaan bahan yang terlalu cepat kering kurang diimbangi dengan kecepatan gerakan air di dalam bahan yang menuju permukaan bahan yang menyebabkan pengerasan pada permukaan bahan, sehingga air di dalam bahan tidak dapat lagi menguap. Ini yang menyebabkan bahan yang dikeringankan dengan metode ini berwarna kecoklatan [13].
Adapun keuntungan dan kerugian dari metode ini adalah sebagai berikut [18]: Keuntungan Open Sun Drying :
• Modal operasi dan biaya yang murah.
10 Kerugian Open Sun Drying :
• Produk rentan terhadap kontaminasi, pencurian, kerusakan oleh burung dan hewan pengerat.
• Pengeringan lambat dengan kelembaban relatif tinggi yang dapat mendorong pertumbuhan jamur.
• Membutuhkan lahan yang luas.
• Produk harus dibalik secara teratur dan dipindahkan jika hujan
2.3.2 Pengeringan Surya dengan Metode Langsung (Direct Solar Drying)
Pengeringan surya dengan metode langsung dikenal juga dengan pengeringan kabinet. Pada pengeringan ini, radiasi matahari akan memanaskan permukaan kabinet dan udara di dalamnya. Panas pada permukaan kabinet berpindah secara konduksi menuju permukaan bawah bahan sehingga mengalami perpindahan massa air ke bagian tengah bahan. Selanjutnya, air berpindah secara difusi menuju permukaan bahan dan menguap. Uap air pada permukaan bahan dibawa oleh udara panas dan keluar melalui suatu bukaan.
Dari keseluruhan radiasi matahari yang menimpa penutup kaca kabinet, sebagian ditransmisikan ke dalam kabinet dan sisanya dipantulkan kembali ke atmosfer. Radiasi yang ditransmisikan tersebut akan memanaskan udara di dalam kabinet dan permukaan bahan, seperti pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Direct Solar Drying [5]
Penutup kaca di pengering kabinet ini berfungsi untuk mengurangi kerugian panas konvektif yang memainkan peran penting dalam peningkatkan suhu kabinet dan bahan yang akan dikeringkan [15].
11
Keuntungan pengeringan surya dengan metode langsung (Direct Solar Drying) adalah sebagai berikut :
1. Pengoperasiannya sederhana dan murah. 2. Bahan yang dikeringkan lebih terlindungi. 3. Tidak membutuhkan lahan yang luas .
Kerugian pengeringan surya dengan metode langsung (Direct Solar Drying) adalah sebagai berikut :
1. Sering terjadi over heat local yang menyebabkan kerusakan bahan. 2. Secara keseluruhan waktu pengeringan berlangsung relatif lambat. 3. Kapasitas terbatas.
4. Pemudaran warna bahan akibat kontak langsung dengan radiasi matahari. 5. Kelembaban di dalam penutup kaca dapat mengurangi transmisinya.
2.3.3 Pengeringan Surya dengan Metode Tidak Langsung (Indirect Solar
Drying)
Pengeringan Surya dengan Metode Tidak Langsung (Indirect Solar Drying) berbeda dari pengeringan langsung. Bahan yang akan dikeringkan diletakkan di atas nampan atau rak di dalam box pengering. Pengeringan ini disebut juga sebagai pengeringan dengan kolektor surya.
Radiasi matahari yang diterima dan diserap kolektor digunakan untuk memanaskan udara di dalamnya. Udara panas yang dihasilkan kolektor akan dialirkan ke dalam box pengering melalui saluran udara. Saluran udara ini dilengkapi dengan dua buah katup. Pada saat pengeringan sedang berlangsung, katup dibuka, sehingga udara dari kolektor dapat mengalir ke dalam box pengering dan apabila pengeringan dihentikan katup akan ditutup. Tujuannya agar udara luar tidak masuk ke dalam box pengering, karena hal ini dapat mempengaruhi kadar air pada bahan yang sedang dikeringkan. Udara panas dari kolektor akan berpindah secara konduksi menuju permukaan bawah bahan sehingga mengalami perpindahan massa air ke bagian tengah bahan. Selanjutnya, air akan berdifusi menuju permukaan bahan dan menguap. Uap air pada permukaan bahan dibawa oleh udara panas yang berasal dari radiasi matahari pada
12
permukaan box pengering dan keluar melalui sebuah bukaan atau cerobong diatas pengering, seperti pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Indirect Solar Drying [5]
Pengeringan surya dengan metode tidak langsung (Indirect Solar Drying) ini memiliki kelebihan sebagai berikut :
1. Proses pengeringan dapat dikontrol dan menghasilkan produk yang lebih berkualitas.
2. Tidak terjadi karamelisasi (pencoklatan) dan kerusakan akibat panas lokal. 3. Dapat dioperasikan pada suhu yang lebih tinggi, disarankan untuk lapisan
pengeringan dalam.
4. Memiliki efisiensi yang lebih besar daripada proses penjemuran langsung dan pengeringan surya dengan metode langsung.
Selain keuntungan, pengering ini juga memiliki kelemahan yaitu struktur yang relatif rumit sehingga membutuhkan investasi modal yang lebih dalam peralatan dan biaya pemeliharaan lebih besar dari unit pengeringan langsung [15].
Metode Indirect Solar Drying menghasilkan produk lebih baik dibandingkan dengan Open Sun Drying ataupun metode lainnya seperti pada penelitian yang dilakukan oleh Deshmukh, et al., Hasil pengeringan dengan metode ini lebih baik dibanding penjemuran langsung (Open Sun Drying) dari warna maupun kapasitas rehidrasi. Kapasitas rehidrasi metode Indirect Solar Drying mencapai 52,32 sedangkan Open Sun Drying hanya 2,12 [7].
13
2.4 KINETIKA PENGERINGAN