ANALISA DAN DATA
4.2 Pengolahan Data dan Analisa
Setelah melaksanakan serangkaian pengujian dan pengkajian, penulis melakukan beberapa analisa antara lain:
4.2.1 Massa material yang terevaporasi
Besar material yang terevaporasi dapat dicari menggunakan persamaan (2.5) dan nilai kalor laten evaporasi (Hfg) dapat dicari dengan menggunakan software refprop atau Engineering Equation Software (EES), nilai titik temperatur pada grafik dapat dianalisa menggunakan software Microsoft Office Exxel dan massa awal material adalah 0,05Kg
4.2.1.1 Massa yang terevaporasi pada wadah material plastik 1. Variasi tanpa pemanas
gambar 4. 19 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material plastik tanpa pemanas pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 1 jumlah massa material yang terevaporasi tanpa pemanas pada wadah material plastik Temperatur
Evaporasi m- evaporasi (g) menit ke-
7.87 0.171 14
5.88 0.145 15
4.19 0.128 16
2.70 0.105 17
1.48 0.089 18
0.44 0.068 19
Total 0.705 6 (menit)
2. Variasi temperatur pemanas 27oC
gambar 4. 20 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material plastik dengan pemanas 27oC pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 2 jumlah massa material yang terevaporasi kondisi temperatur 27oC pada wadah material plastik
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) Menit
ke-8.25 0.201 13
5.91 0.202 14
3.56 0.208 15
1.14 0.143 16
-0.53 0.079 17
-1.58 0.080 18
-2.63 0.031 19
-3.05 0.029 20
-3.43 0.017 21
-3.65 0.010 22
-3.78 0.013 23
-3.95 0.007 24
-4.05 0.013 25
-4.22 0.002 26
-4.26 0.010 27
-4.39 0.007 28
46
3. Variasi temperatur pemanas 32oC
gambar 4. 21 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material plastik dengan pemanas 32oC pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 3 jumlah massa material yang terevaporasi kondisi temperatur 32oC pada wadah material plastik
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) menit
ke-10.94 0.17 4
8.92 0.13 5
7.40 0.17 6
5.47 0.15 7
3.71 0.15 8
1.99 0.14 9
0.38 0.11 10
Jumlah 1.015 7 (menit)
48
4.2.1.2 Massa yang terevaporasi pada wadah material stainless steel 1. Variasi tanpa pemanas
gambar 4. 22 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material stainless steel tanpa pemanas pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 4 jumlah massa material yang terevaporasi tanpa pemanas pada wadah material stainless steel
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) menit
ke-3.93 0.180 16
1.84 0.153 17
0.05 0.065 18
-0.72 0.077 19
-1.74 0.030 20
-2.14 0.028 21
-2.51 0.024 22
-2.84 0.040 23
-3.36 0.013 24
Jumlah 0.611 9 (menit)
2. Variasi temperatur pemanas 27oC
gambar 4. 23 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material stainless steel dengan pemanas 27oC pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 5 jumlah massa material yang terevaporasi kondisi temperatur 27oC pada wadah material stainless steel
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) menit
ke-5.01 0.183 23
2.88 0.151 24
1.11 0.117 25
-0.26 0.093 26
-1.50 0.076 27
-2.51 0.050 28
-3.17 0.040 29
-3.70 0.028 30
-4.08 0.019 31
-4.33 0.025 32
-4.66 0.019 33
-4.91 0.015 34
-5.11 0.014 35
-5.30 0.008 36
-5.41 0.007 37
-5.51 0.004 38
50
-5.49 0.011 39
-5.55 0.010 40
-5.69 0.011 41
-5.82 0.010 42
-5.97 0.005 43
-6.09 0.010 44
-6.17 0.006 45
-6.30 0.006 46
-6.38 0.007 47
Jumlah 0.928 25 (menit)
3. Variasi temperatur pemanas 32oC
gambar 4. 24 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material stainless steel dengan pemanas 32oC pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 6 jumlah massa material yang terevaporasi kondisi temperatur 32oC pada wadah material stainless steel
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) menit
ke-2.22 1.012 17
1.04 0.096 18
-0.09 0.078 19
-1.12 0.072 20
-2.08 0.036 21
Jumlah 1.294 5 (menit)
4.2.1.3 Massa yang ter-evaporasi pada wadah material Teflon 1. Variasi tanpa pemanas
gambar 4. 25 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material teflon tanpa pemanas pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 7 jumlah massa material yang terevaporasi kondisi tanpa pemanas pada wadah material teflon
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) menit
ke-3.40 0.298 14
-0.08 0.204 15
-2.78 0.117 16
-4.34 0.064 17
Jumlah 0.684 4 (menit)
52
2. Variasi temperatur pemanas 27oC
gambar 4. 26 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material teflon dengan pemanas 27oC pada gambar grafik diagram fasa yang diperbesar
tabel 4. 8 jumlah massa material yang terevaporasi kondisi temperatur 27oC pada wadah material teflon
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) menit
ke--0.93 0.083 15
-2.03 0.046 16
-2.64 0.038 17
-3.14 0.033 18
-3.57 0.033 19
Jumlah 0.231 5 (menit)
2. Variasi temperatur pemanas 320C
gambar 4. 27 titik temperatur terjadinya evaporasi pada wadah material teflon dengan pemanas 27oC pada gambar grafik tripel point yang diperbesar
tabel 4. 9 jumlah massa material yang terevaporasi kondisi temperatur 32oC pada wadah material teflon
Temperatur
Evaporasi m-evaporasi (g) menit
ke-5.92 0.211 18
tabel 4. 10 jumlah massa yang terevaporasi pada setiap wadah material dan pemanas
Wadah Pemanas
27 50 1.149 48.851 44
32 50 1.015 48.985 7
Stainless Steel
23 50 0.611 49.389 9
27 50 0.928 49.072 25
32 50 1.294 48.706 5
Teflon
23 50 0.684 49.316 4
27 50 0.231 49.769 5
32 50 0.830 49.170 13
Dari table 4.10 diatas jumlah massa yang terevaporasi pada setiap pemanas tidak menghasilkan grafik yang linier. Jumlah massa yang terevaporasi tergantung kepada kecepatan pemvakuman serta besarnya panas yang diterima oleh material
54
selama proses pembekuan (freezing). Pada semua pengujian jumlah massa terevaporasi yang paling besar terjadi pada wadah material stainless steel yaitu sebesar 1,294g. Jumlah massa material setelah terevaporasi menjadi massa awal material pada saat awal menghitung besarnya laju pengeringan pada subbab selanjutnya.
4.2.2 Laju Pengeringan
Laju pengeringan karena konduksi dihitung menggunakan rumus (2.3) dengan q dicari menggunakan rumus (2.2). Ketebalan material (L) adalah 0,008m.
1. Laju Pengeringan Tanpa Pemanas
gambar 4. 28 laju pengeringan tanpa pemanas
Pada gambar 4.28 adalah laju pengeringan tanpa pemanas pada setiap wadah material, dimana material teflon memiliki laju pengeringan tercepat diikuti oleh stainless steel, lalu plastik. pada gambar tersebut terlihat grafik yang menurun ini diakibatkan karena semakin berkurangnya massa air yang terkandung pada aloevera.
Saat terjadi desorpsi ditandai dengan terjadinya penurunan laju pengeringan material secara drastis pada setiap wadah.
2. Laju Pengeringan dengan temperatur pemanas 270C
gambar 4. 29 laju pengeringan dengan pemanas 270C
Pada gambar 4.29 adalah laju pengeringan dengan pemanas 270C pada setiap wadah material, dimana material teflon memiliki laju pengeringan tercepat diikuti oleh stainless steel, lalu plastik. pada gambar tersebut terlihat grafik yang menurun ini diakibatkan karena semakin berkurangnya massa air yang terkandung pada aloevera. Saat terjadi desorpsi ditandai dengan terjadinya penurunan laju pengeringan material secara drastis pada setiap wadah.
3. Laju Pengeringan dengan temperatur pemanas 320C
gambar 4. 30 laju pengeringan pada pemanas 32oC 0
1 2 3 4 5 6 7
0 2 4 6 8 10 12
laju pengeringan g/(m2.C)
Waktu (jam)
56
Pada gambar 4.30 adalah laju pengeringan dengan pemanas 320C pada setiap wadah material, dimana material teflon memiliki laju pengeringan tercepat diikuti oleh stainless steel, lalu plastik. pada gambar tersebut terlihat grafik yang menurun ini diakibatkan karena semakin berkurangnya massa air yang terkandung pada aloevera. Saat terjadi desorpsi ditandai dengan terjadinya penurunan laju pengeringan material secara drastis pada setiap wadah.
Pada gambar 4.28 sampai dengan gambar 4.30 diatas memperlihatkan laju pengeringan tiap-tiap variasi, dilihat dari grafik diatas menunjukkan Laju pengeringan semakin menurun selama waktu pengeringan hal ini membuktikan bahwa kandungan air dalam material semakin menurun selama proses pengeringan yang terjadi pada saat sublimasi (primary Drying) dan saat desorpsi (Secondary Drying). Pada gambar 4.30 dimana wadah material Teflon dengan pemanas 32oC memiliki titik laju pengeringan terbesar yaitu 6,56 (g/m2.oC)
tabel 4. 11 massa akhir material
Wadah Material Pemanas (Celcius) Massa Awal (g) Massa Akhir (g)
Plastik
Berikut ini faktor-faktor yang menyebabkan berkurangnya besarnya massa material selain karena faktor sublimasi, pertama adalah adanya kemungkinan sejumlah material kering yang terhisap oleh pompa vakum karena bagian atas material tidak tertutup penuh untuk memberikan panas dari kondensor masuk ke material. Kedua
adalah kurang efektifnya pengumpulan material kering pada saat akhir pengujian seperti adanya jumlah material yang jatuh pada saat pengambilan material kering menyebabkan susahnya penghitungan massa total akhir pengujian secara sempurna, namun sebagian besar material kering bisa dikumpulkan.
tabel 4. 12 total waktu sublimasi pada setiap variasi wadah material dan pemanas
Wadah Material Pemanas Total Waktu Sublimasi (jam)
Plastik
Tanpa Pemanas 11,83
27°C 10.2
32°C 9,47
Stainless Steel
Tanpa Pemanas 7,83
27°C 7,4
32°C 6,43
Teflon
Tanpa Pemanas 6,63
27°C 4,28
32°C 3,73
Pada tabel 4.12 dengan menggunakan pemanas akan menghasilkan waktu sublimasi yang lebih cepat karena besarnya laju pengeringan akan semakin besar, penggunaan wadah material dengan material teflon menghasilkan laju pengeringan paling besar dan waktu sublimasi dan desorpsi yang lebih cepat. Oleh karena itu penulis melakukan kajian besarnya koofisien perpindahan panas (heat transfer cooficient) yang terjadi pada setiap variasi wadah material dan temperatur pada subbab berikutnya.
4.2.3 Heat Transfer Coefficient (Kv)
Besarnya nilai Heat Transfer Coefficient (Kv) dapat dihitung menggunakan persamaan (2.4). dan besarnya diameter wadah material 0,12m sehingga luas wadah material (Av) adalah 0,011304m2. Nilai Kalor Laten Sublimasi (Hs) dapat dicari dengan menggunakan software REFPROP atau Engineering Equation Software (EES).
58
gambar 4. 31 grafik perbandingan Kv pada setiap wadah material dan tekanan vakum pada temperatur pemanas yang berbeda
Seperti terlihat pada gambar 4.31 diatas besar heat transfer cooficient (Kv) terbesar terdapat pada temperatur pemanas 32oC dengan wadah material teflon sebesar 20,75 W/(m2.oC) kemudian Stainless Steel sebesar 14,85 W/(m2.oC) dan terakhir plastik 10,96 W/(m2.oC).
Dari gambar diatas bahwa material wadah material Teflon memiliki nilai Kv yang paling besar diantara dua wadah material yang lain ini membuktikan bahwa material wadah material Teflon lebih mampu menghantarkan panas ke material beku sehingga dengan menggunakan material wadah material Teflon mampu menghasilkan waktu sublimasi yang lebih cepat diantara wadah material yang lain. Untuk membuktikan kualitas material yang dikeringkan pada setiap material wadah material yang digunakan penulis melakukan uji Scanning Electron Miscroscopy (SEM) dan akan dibahas pada subbab selanjutnya.
4.2.4 Karakteristik Struktur Mikro Aloevera Pada Setiap Wadah material
0
Pada subbab ini penulis akan membahas hasil pengeringan beku vakum pada variasi wadah material dengan cara mempelajari struktur mikro material tersebut yang dilakukan menggunakan bantuan alat Scanning Electron Microscopy (SEM).
gambar 4. 32 struktur mikro material menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) pada setiap wdah material (a) teflon, (b) plastik, (c) stainless steel
Gambar 4.32 diatas merupakan hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) dengan pembesaran 500X. Dilihat dari hasil struktur lidah buaya yang menggunakan Scannin Electron Microscopy menunjukan hasil yang baik karena lapisan antar serat pada lidah buaya tidak putus – putus atau sobek dan kandungan air yang terdapat pada lidah buaya semakin sedikit karena hasil pengeringannya bisa terlihat dengan jelas.
60 BAB V