Optimasi proses pengeringan disarankan untuk dilakukan dengan melakukan running proses untuk mengetahui setting pemasukan pati basah yang memberikan hasil efisiensi proses paling tinggi dan tetap menghasilkan pati kering yang sesuai/masuk spesifikasi perusahaan. Caranya yaitu dengan secara bertahap menambah kecepatan pemasukan pati basah hingga mencapai kondisi dimana efisiensi meningkat dan kadar air produk masih sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Kecepatan pemasukan pati basah dipilih sebagai satu-satunya faktor yang diperhatikan dalam optimasi proses karena ini merupakan komponen yang paling mungkin untuk diatur selama proses pengeringan.
Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa kadar air yang dapat diperkirakan berdasarkan pengamatan psikrometri adalah kadar air tapioka kering di valve cyclone, sehingga perlu diperhatikan peningkatan kadar air ketika distribusi tapioka dari valve cyclone ke corong pengemasan. Untuk mengetahui peningkatan kadar air ini telah dilakukan pengamatan terhadap kadar air trapioka di valve cyclone dan corong pengemasan untuk melihat adanya peningkatan kadar air tapioka.
Tabel 7. Hasil pengamatan adanya peningkatan kadar air selama distribusi tapioka dari valve cyclone ke corong pengemasan
No Pengamatan
k.a. tapioka vale cyclone k.a. tapioka corong pengemasan selisih (peningkatan kadar air) FD 1 FD 2 rata-rata 1 9.4% 12.4% 10.90% 11.80% 0.90% 2 10.4% 11.0% 10.70% 11.80% 1.10% 3 9.4% 11.3% 10.35% 11.90% 1.55% 4 12.5% 10.9% 11.70% 12.50% 0.80% 5 11.6% 10.1% 10.85% 12.40% 1.55% 6 8.8% 12.3% 10.55% 12.10% 1.55% 7 11.2% 12.2% 11.70% 11.90% 0.20% 8 11.1% 10.9% 11.00% 12.00% 1.00% 10.97% 12.05% 1.08%
68 Berdasarkan Tabel 7, dengan target kadar air tapioka kering 12.5%, maka target kadar air tapioka valve cyclone adalah 11.42%.
Rancangan optimasi proses pengeringan dibuat dengan memperkirakan kadar air yang akan diperoleh apabila sifat psikrometri dan kecepatan putar feeder oven (kecepatan pemasukan pati basah) diketahui. Rumus yang digunakan untuk menghitung kadar air adalah :
Kadar air
= Total air x 100% Total solid+total air
= (vinput pati basah x k.a. pati basah)-kapasitas pengeringan) x 100% (kadar solid x vinputpati basah)+( (k.a. pati basah x vinputpati)-kapasitas
pengeringan))
Di dalam memperkirakan kadar air pati kering ini digunakan dua asumsi dasar. Asumsi ini dibangun berdasarkan hasil pengamatan psikrometri udara pengering yang telah dilakukan setelah data di luar kontrol (tanggal 27 Mei dan 10.00 dan 14.00 WIB serta tanggal 2 Juni) dihilangkan. Dua asumsi yang digunakan yaitu:
1. Dengan menganggap proses berada pada nilai rata-rata sesuai dengan hasil pengamatan yang telah dilakukan dengan menghilangkan data dari kondisi diluar kendali. Asumsi yang dapat digunakan adalah sebagai berikut :
1. k.a. pati basah : 34.4% 2. suhu input udara : 34 oC
3. RH : 60%
4. Volume spesifik : 0.9007 m3/kg u.k.
5. suhu udara kering : 196 oC (FD1) dan 204 oC (FD2)
6. Kec. Udara : 20773.72 kg air/kg u.k (FD1) dan 24003.72 kg air/kg u.k. (FD2)
7. Tidak terjadi kekosongan pada feeder oven (kecepatan putar feeder oven benar-benar merefleksikan kecepatan pemasukan pati basah)
69 Tabel 8. Perkiraan kadar air pati kering valve cyclone Flash Dryer 1
dengan menggunakan asumsi 1 Kecepatan
pemasukan pati basah
suhu udara basah
55 57 59 60 61 62 63 64 65
rpm kg/Jam
750 5391.23 8.56 9.10 9.64 9.93 10.22 10.46 10.75 10.98 11.26
800 5750.64 10.76 11.24 11.72 11.98 12.25 12.45 12.71 12.92 13.18
850 6110.06 12.61 13.05 13.48 13.72 13.96 14.14 14.38 14.57 14.80
Perkiraan kadar air tapioka kering (%)
Berdasarkan Tabel 8 maka proses yang optimal diperkirakan ada pada proses dengan kecepatan pemasukan 750 rpm atau 800 rpm.
Tabel 9. Perkiraan kadar air pati kering valve cyclone Flash Dryer 2 dengan menggunakan asumsi 1
Kecepatan pemasukan pati
basah
suhu udara basah
55 57 59 60 61 62 63 64 65
rpm kg/Jam
650 6485.69 8.00 8.53 9.05 9.34 9.62 9.85 10.13 10.35 10.63
700 6984.59 10.57 11.04 11.49 11.75 12.00 12.20 12.44 12.64 12.89
750 7483.49 12.69 13.10 13.51 13.73 13.96 14.13 14.36 14.53 14.75
Perkiraan kadar air tapioka kering (%)
Berdasarkan Tabel 9 maka proses yang optimal diperkirakan ada pada proses dengan kecepatan pemasukan 700 rpm.
2. Dengan menganggap proses terbagi menjadi dua kondisi berdasarkan perbedaan psikrometri udara siang dan non-siang. Dalam hal ini, siang adalah pengamatan pada pukul 10.00 WIB dan 14.00 WIB, sedangkan non-siang adalah pengamat selain kedua waktu tersebut. Asumsi yang dapat digunakan untuk kedua keadaan ini adalah :
a. Siang
1. k.a. pati basah : 34.4% 2. suhu input udara : 37 oC
3. RH : 43%
4. Volume spesifik : 0.9095 m3/kg u.k.
70 6. Kec. Udara : 20975.83 kg air/kg u.k (FD1) dan 24237.27
kg air/kg u.k. (FD2)
7. Tidak terjadi kekosongan pada feeder oven (kecepatan putar feeder oven benar-benar merefleksikan kecepatan pemasukan pati basah) Tabel 10. Perkiraan kadar air pati kering valve cyclone Flash Dryer 1
dengan menggunakan asumsi 2.a Kecepatan
pemasukan pati basah
suhu udara basah
55 57 59 60 61 62 63 64 65
Rpm kg/Jam
750 5391.23 9.20 9.73 10.25 10.54 10.77 11.06 11.28 11.56 11.79
800 5750.64 11.33 11.80 12.27 12.53 12.74 12.99 13.19 13.45 13.65
850 6110.06 13.13 13.56 13.98 14.21 14.40 14.63 14.81 15.04 15.23
Perkiraan kadar air tapioka kering (%)
Berdasarkan Tabel 10 maka proses yang optimal diperkirakan ada pada proses dengan kecepatan pemasukan 750 rpm atau 800 rpm
Tabel 11. Perkiraan kadar air pati kering valve cyclone Flash Dryer 2 dengan menggunakan asumsi 2.a
Kecepatan pemasukan pati
basah
suhu udara basah
55 57 59 60 61 62 63 64 65
Rpm kg/Jam
650 6485.69 8.65 9.16 9.67 9.95 10.17 10.45 10.67 10.94 11.22
700 6984.59 11.14 11.59 12.04 12.29 12.48 12.73 12.92 13.16 13.40
750 7483.49 13.19 13.59 13.99 14.21 14.39 14.61 14.78 15.00 15.21
Perkiraan kadar air tapioka kering (%)
Berdasarkan Tabel 11 maka proses yang optimal diperkirakan ada pada proses dengan kecepatan pemasukan 650 dan 700 rpm.
b. Non-siang
1. k.a. pati basah : 34.4%
2. suhu input udara : 33 oC (FD1) dan 32 (FD2)
3. RH : 66% (FD1) dan 67% (FD2)
4. Volume spesifik : 0.8951 m3/kg u.k. (FD1) dan 0.8932 m3/kg u.k. (FD2)
71 6. Kec. Udara : 20644.55 kg air/kg u.k (FD1) dan 23802.51
kg air/kg u.k. (FD2)
7. Tidak terjadi kekosongan pada feeder oven (kecepatan putar feeder oven benar-benar merefleksikan kecepatan pemasukan pati basah) Tabel 12. Perkiraan kadar air pati kering valve cyclone Flash Dryer 1
dengan menggunakan asumsi 2.b
Berdasarkan Tabel 12, maka proses yang optimal diperkirakan ada pada proses dengan kecepatan pemasukan 750 dan 800 rpm.
Tabel 13. Perkiraan kadar air pati kering valve cyclone Flash Dryer 2 dengan menggunakan asumsi 2.b
Kecepatan pemasukan pati
basah
suhu udara basah
55 57 59 60 61 62 63 64 65
Rpm kg/Jam
650 6485.69 7.81 8.34 8.87 9.16 9.39 9.68 9.91 10.19 10.47
700 6984.59 10.40 10.87 11.33 11.59 11.79 12.04 12.25 12.50 12.74
750 7483.49 12.54 12.95 13.36 13.59 13.77 14.00 14.18 14.40 14.62
Perkiraan kadar air tapioka kering (%)
Berdasarkan Tabel 13, maka proses yang optimal diperkirakan ada pada proses dengan kecepatan pemasukan 700 rpm.
Penggunaan dua asumsi dasar ini bukanlah secara bersamaan, artinya dipilih salah satu yang lebih sesuai dengan kondisi proses yang diinginkan. Asumsi 1 digunakan apabila diinginkan kondisi pengaturan proses yang lebih sederhana sehingga lebih memudahkan operator di dalam melaksanakan instruksi kerja, sedangkan asumsi 2 digunakan apabila pengaturan proses diinginkan lebih sesuai dengan kondisi psikrometri udara dengan konsekuensi instuksi kerja akan lebih rumit bagi operator.
Kecepatan pemasukan pati
basah
suhu udara basah
55 57 59 60 61 62 63 64 65
Rpm kg/Jam
750 5391.23 8.40 8.94 9.48 9.78 10.08 10.31 10.60 10.84 11.12
800 5750.64 10.61 11.10 11.58 11.85 12.11 12.32 12.59 12.79 13.05
850 6110.06 12.48 12.92 13.36 13.60 13.83 14.03 14.26 14.45 14.69
72 VII. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Sifat psikrometri udara pengering perlu diketahui sebagai dasar melakukan peningkatan efisiensi proses pengeringan. Hasil pengamatan sifat psikrometri udara pengering di PT. UJA 1 menunjukkan nilai rata-rata suhu input udara sebesar 32,7oC untuk FD 1 dan 33,3oC untuk FD 2, rata-rata RH input udara sebesar 64,6% untuk FD 1 dan 64,2% FD 2, rata-rata suhu udara kering sebesar 192oC untuk FD 1 dan 200oC untuk FD 2, dan rata-rata suhu udara basah sebesar 60oC pada FD 1 dan 62 pada FD 2. Kapasitas penangkapan air udara pengering diperoleh dengan menghitung selisih kelembaban mutlak udar basah dengan udara kering. Kapasitas penangkapan air udara pengering hasil pengamatan adalah 0,0553 kg air/kg u.k. untuk FD 1 dan 0,0580 kg air/kg u.k.
Kecepatan pemasukan udara diamati untuk mengetahui kapasitas pengeringan dari udara pengering. Dari hasil pengamatan diketahui kecepatan pemasukan udara adalah 23.063,04 m3/jam untuk FD 1 dan 26.649,00 m3/jam untuk FD 2. Kapasitas pengeringan hasil perhitungan berdasarkan kapasitas penagkapan air udara dan kecepatan pemasukan udara adalah 1479.10 kg u.k./jam untuk FD 1 dan 1554.55 kg u.k./jam.
Data mengenai kecepatan pemasukan pati basah penting sebagai dasar optimasi proses pengeringan. Rata-rata kecepatan pemasukan pati basah adalah 5371.26 kg/jam untuk FD 1 dan 6651.99 kg/jam untuk FD 2.
Rata-rata kadar air pati basah adalah 34.4%. Rata-rata kadar air tapioka kering adalah 10,6% untuk FD 1 dan 11,0% pada FD 2. Perbedaan suhu udara pengering FD 1 dan FD 2 tidak berpengaruh secara nyata pada kualitas tapioka kering pada taraf signifikasi 5%. Proses pengeringan pati basah menjadi tapioka kering telah mencapai tahap falling rate. Efisiensi penggunaan energi untuk pengeringan adalah 0,83 (83%) untuk kedua FD.
Hasil pengamatan sifat gelatinisasi pati tapioka menunjukkan bahwa perbedaan suhu udara pengering antara FD 1 dan FD 2 tidak berpengaruh nyata pada perbedaan sifat gelatinisasi pati tapioka pada kedua FD. Hasil pengamatan menunjukkan suhu awal gelatinisasi pati tapioka adalah 60 oC
73 untuk FD 1 dan 61 oC untuk FD 2, suhu gelatinisasi adalah 70 oC untuk FD 1 dan 71 oC pada FD 2, viskositas puncak 880 BU, Viskositas pada suhu 93 oC adalah 440 BU, viskositas setelah holding selama 20 menit pada suhu 93 oC 310 BU, viskositas pada 50 oC adalah 280 BU untuk FD 1 dan 260 BU untuk FD 2, dan viskositas setelah holding selama 20 menit pada 50 oC adalah 260 BU.
Rancangan optimasi proses dibuat berdasarkan sifat psikrometri udara pengering dan kecepatan pemasukan pati basah. Optimasi proses pengeringan disarankan untuk dilakukan dengan melakukan running proses untuk mengetahui setting pemasukan pati basah yang memberikan hasil efisiensi proses paling tinggi dan tetap menghasilkan pati kering yang sesuai/masuk spesifikasi perusahaan. Berdasarkan hasil pengamatan pendahuluan, dapat diperkirakan kadar air pati kering yang diperoleh apabila kecepatan pemasukan diketahui dan suhu udara basah diketahui. Pada pembuatan rancangan optimasi ini digunakan dua asumsi dasar, yaitu dengan menggunakan nila rata-rata pengamatan pendahuluan dan dengan memisahkan kondisi ekstrim siang (pukul 10.00 WIB dan 14.00 WIB) dengan kondisi selain keduanya. Dari hasil perhitungan berdasarkan kapasitas pengeringan dan kecepatan pemasukan pati basah, diperkirakan kondisi optimum pengeringan berada pada kecepatan pemasukan 750 dan 800 rpm pada FD 1 dan 700 rpm pada FD 2 dengan asumsi 1 dan 2.b dan 640 rpm dan 700 rpm pada asumsi 2.a.
B. Saran
Optimasi proses pengeringan sebaiknya dilakukan agar diketahui kondisi proses pengeringan paling optimum. Hasil optimasi ini dapat digunakan sebagai dasar pembuatan/verifikasi instruksi kerja proses pengeringan pada flash dryer. Apabila dimungkinkan, sebaiknya metode penghitungan kecepatan pemasukan pati basah yang untuk sementara ini dihitung berdasarkan volume feeder oven diganti dengan cara langsung melakukan running proses pada rpm tertentu selama 1 menit, dan benar-benar dilihat volume pati basah yang dialirkan.
74 Perlu dilakukan pula optimasi proses lain selain proses pada flash dryer, seperti penurunan kadar air pada DC dan proses lainnya, karena setiap proses saling terkait. Perlu dilakukan pula evaluasi terhadap unit pemanas (heater), terutama untuk heater oli FD 1, berkaitan dengan efisiensi pindah panas dari oli panas ke udara pengering.
SKRIPSI
EFISIENSI PROSES PENGERINGAN TAPIOKA