BAB I PENDAHULUAN
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah padi.
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini:
1. Variabel Tetap
Tabel 1.3 Variabel Tetap
Variabel Keterangan
Diameter Bed Silinder 5,08 cm
2. Variabel Berubah
Tabel 1.4 Variabel Berubah
Variabel Keterangan
Kecepatan Udara Pengering 8 m/s, 9 m/s ,10 m/s
Suhu Udara Pengering Tinggi Bed
500C, 600C, 700C 2 cm, 4 cm, 6 cm
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Padi
Padi merupakan salah satu komoditi pangan yang sangat penting bagi bangsa Indonesia karena merupakan makanan pokok masyarakat Indonesia. Tanaman padi termasuk golongan rumput-rumputan dengan klasifikasi sebagai berikut (Kartasapoetra, 1988):
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Sub Divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Ordo : Graminales Family : Gramineae Sub Family : Oryzae Genus : Oryzae
Spesies : Oryza sativa, L
Sifat-sifat fisik padi antara lain suhu gelatinisasi, konsistensi gel, penyerapan air, kepulenan, kelengketan, kelunakan, dan kilap nasi. Berikut gambar struktur padi dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Struktur Padi (Yoshida, 1981)
Keterangan:
1. Beras (Kayopsis) 2. Palea
3. Lemma 4. Rakhilla
5. Lemma Mandul 6. Pedicel (Tangkai Padi)
Karbohidrat utama dalam beras adalah pati dan hanya sebagian kecil pentosan, selulosa, hemiselulosa, dan gula. Pati beras berkisar antara 85 – 90% dari berat kering beras. Kandungan pentosan berkisar antara 2 – 2,5% dan gula 0,6 – 1,4% dari beras pecah kulit (Winarno, 1997). Komposisi kimia beras pecah kulit dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Beras Putih Kulit per 100 Gram
Keterangan Nilai
Energi Karbohidrat 79 g 1,527 kJ (365 kkal)
Gula 72 g
Riboflavin (Vit.B2) 0,049 mg (3%)
Niasin (Vit.B3) 1,6 mg (11%)
Asam Panthotenat (B5) 1,014 mg (20%)
Vitamin B6 0,164 mg(13%)
Pengeringan merupakan proses penurunan kadar air bahan sampai mencapai kadar air tertentu. Pengeringan pada dasarnya merupakan proses perpindahan energi yang digunakan untuk menguapkan air yang berada dalam bahan, sehingga mencapai kadar air tertentu agar kerusakan bahan pangan dapat diperlambat. Kelembapan udara pengering harus memenuhi syarat yaitu sebesar 55– 60%. Proses utama yang terjadi paska proses pengeringan adalah penguapan. Penguapan terjadi apabila air yang dikandung oleh suatu bahan teruap, yaitu apabila panas diberikan kepada bahan tersebut (Huriawati, dkk. 2016).
Pengeringan dapat menurunkan biaya dan memudahkan dalam proses penyimpanan, pengemasan dan pengangkutan. Pengeringan bertujuan untuk
memperpanjang umur simpan produk. Sasaran pengeringan adalah menurunkan kadar air atau aktivitas air, menghambat pertumbuhan bakteri, menurunkan aktivitas enzim, serta menurunkan laju perubahan kimia yang tidak diinginkan sehingga akan membuat produk dapat disimpan lebih lama dengan mutu yang lebih terjaga (Ummah, dkk. 2016).
Pengeringan akan menyebabkan tejadinya perubahan warna, tekstur dan aroma bahan pangan. Pengeringan menyebabkan kadar air bahan pangan menjadi rendah yang juga akan menyebabkan zat-zat yang terdapat pada bahan pangan seperti protein, lemak, karbohidrat dan mineral akan lebih terkonsentrasi (Huriawati, dkk.
2016).
2.2.1 Prinsip Pengeringan
Proses pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahan dari permukaan bahan yang dikeringkan oleh media pengering yang berupa udara panas. Prinsip pengeringan biasanya akan melibatkan dua kejadian yaitu panas harus diberikan pada bahan yang akan dikeringkan dan air harus dikeluarkan dari dalam bahan.
Dua fenomena ini menyangkut pindah panas ke dalam dan pindah massa keluar. Pindah massa adalah pemindahan air keluar dari bahan pangan. Peristiwa yang terjadi selama proses pengeringan adalah proses pemindahan panas yaitu proses yang terjadi karena perbedaan temperatur, panas yang dialirkan akan meningkatkan suhu bahan yang lebih rendah, menyebabkan tekanan uap air didalam bahan lebih tinggi dari tekanan uap air di udara serta proses pemindahan massa yaitu suatu proses yang terjadi karena kelembaban relatif udara pengering lebih rendah dari kelembaban relatif bahan, panas yang dialirkan diatas permukaan bahan akan meningkatkan uap air bahan sehingga tekanan uap air akan lebih tinggi dari tekanan uap udara ke pengering (Wignyanto dan Endah, 2015).
Adanya perbedaan panas antara permukaan dan bagian dalam bahan pangan mengakibatkan sejumlah uap air akan bergerak ke permukaan bahan akibat adanya perbedaan tekanan. Uap air yang jenuh di permukaan bahan akan menguap akibat adanya perbedaan tingkat kelembaban antara permukaan bahan dengan udara sekitar
permukaan bahan. Laju penguapan tersebut dipengaruhi oleh suhu juga dipengaruhi oleh tingkat kelembaban di sekitar bahan yang dikeringkan (Basmal, dkk. 2013).
2.2.2 Medium Pengering 1. Udara Panas
Pengeringan dengan udara panas memiliki laju pengeringan yang cepat, akan tetapi suhu pengeringan yang tinggi akan menurunkan kualitas produk. Timbulnya rasa yang tidak diinginkan, perubahan warna, degradasi vitamin dan hilangnya asam amino adalah masalah yang sering sekali ditemukan dalam produk hasil pengeringan.
Dalam pengeringan dengan udara, panas laten dalam aliran gas luaran biasanya sukar dan mahal untuk digunakan kembali (Napitupulu dan Yuda, 2011).
2. Superheated Steam
Penggunaan superheated steam lebih baik daripada penggunaan udara panas atau gas panas hasil pembakaran. Rendahnya konsumsi energi dan kualitas produk yang dihasilkan lebih baik. Jika tekanan steam dijaga konstan dan lebih banyak energi yang diambil, suhu akan meningkat dan saturated steam akan menjadi superheated steam. Beberapa alat pengering konveksi dapat dibuat menjadi superheated steam seperti fluidised bed, flash, rotary, conveyor type dan spray.
Penambahan sumber panas misalnya radiasi dan konduksi dapat juga ditambahkan kedalam alatnya.
Dimana memiliki beberapa kelebihan yaitu sisa pengeringan yaitu steam memungkinkan untuk merecover semua panas laten lalu di supply kembali ke alat pengering, reaksi tidak mengalami oksidasi, laju pengeringan yang lebih tinggi.
(Mujumdar dan Sakamon, 2008).
2.2.3 Sumber Energi Pengering 1. Energi Listrik
Pengeringan buatan merupakan alternatif pengeringan yang dapat dilakukan tanpa bergantung pada cuaca yaitu dengan menggunakan alat mekanis atau pengering buatan. Pengeringan buatan menggunakan tambahan panas untuk mengatasi kekurangan-kekurangan pengeringan dengan penjemuran. Pengeringan
mekanis ini memerlukan energi untuk memanaskan bahan, menguapkan air bahan serta menggerakan udara. Salah satu kendala yang dihadapi oleh masyarakat dalam menerapkan pengeringan buatan yaitu memerlukan investasi awal yang cukup besar, keterbatasan kemampuan pasokan listrik dan mahalnya harga listrik (Syahrul, dkk.
2016).
2. Energi Matahari
Energi matahari merupakan salah satu energi alternatif dengan pemanfaatan yang tinggi disebabkan ketersedianya di daerah tropis tak terbatas (Susilo dan Rahartina, 2012). Proses pengeringan produk pertanian yang banyak dilakukan oleh petani Indonesia adalah dengan cara penjemuran. Cara ini memiliki banyak kelemahan, selain dibutuhkan lahan yang luas, juga terjadi kontaminasi produk oleh debu, kotoran dan polusi, dan ketergantungan terhadap kondisi iklim (Thant, dkk.
2018).
2.3 Pengering Buatan
Pada pengering buatan terdapat berbagai macam alat pengering sesuai dengan bahan yang akan dikeringkan seperti tray dryer untuk bahan berupa slice, spray dryer untuk bahan berupa cairan ataupun fluidized bed dryer untuk bahan berupa butiran, dll.
2.3.1 Tray Dryer
Tray dryer digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi dikarenakan desain nya yang sederhana dan kemampuannya mengeringkan produk dalam jumlah banyak (Misha, dkk. 2013). Bahan diletakkan diatas baki dengan ketebalan dan ukuran yang sama agar produk yang dikeringkan seragam. Panas dihasilkan dari udara panas yang mengalir melewati baki, konduksi dari baki yang memanas atau radiasi dari permukaan panas. Dalam sebuah tray dryer, banyak produk yang bisa dimasukkan karena baki dibuat bertingkat. Kunci sukses agar pengeringan sempurna adalah distribusi udara yang seragam pada setiap baki. Tray dryer dapat ditambahkan dengan pengering matahari atau pengering konvensional lainnya yang menggunakan bahan bakar fosil dan energi listrik. Secara umum, tray dryer terdiri dari beberapa
baki yang diletak didalam ruang terisolasi dimana udara panas akan didistribusikan oleh sebuah kipas (Misha, dkk. 2013).
2.3.2 Spray Dryer
Pemilihan dari metode ini karena kondisi yang higienis selama pemrosesan, biaya operasional relatif sedikit, dan waktu kontak yang singkat. Spray dryer adalah salah satu metode pengeringan terbaik untuk mengubah langsung bahan fluida menjadi partikel padat atau semi-padat. Spray dryer adalah operasi unit dimana produk cair diatomisasi dalam aliran gas panas secara instan agar menjadi bubuk.
Gas yang umumnya digunakan adalah udara atau gas yang berupa gas inert, terutama gas nitrogen. Pengumpanan cairan awal dapat menjadi emulsi atau suspensi.
Spray dryer melibatkan interaksi yang kompleks antara parameter proses, peralatan, dan umpan yang semuanya memiliki pengaruh pada kualitas produk akhir.
Proses Spray dryer dapat menghasilkan produk akhir berkualitas baik dengan aktivitas air rendah dan mengurangi berat, sehingga penyimpanan dan transportasi menjadi mudah. Sifat fisikokimia dari produk akhir terutama tergantung pada suhu saluran masuk, laju aliran udara, laju aliran umpan, kecepatan alat penyemprot, jenis agen pembawa dan konsentrasinya. Spray dryer sering dipilih karena dapat memproses bahan dengan sangat cepat sambil memberikan kontrol relatif dari distribusi ukuran partikel (Phisut, 2012).
2.3.3 Freeze Dryer
Freeze dryer adalah proses pengeringan di mana pelarut (biasanya air) atau suspensi dikristalisasi pada suhu rendah dan sesudahnya disublimasikan dari keadaan padat langsung ke fase uap. Freeze dryer telah menjadi salah satu proses yang paling penting untuk menjaga bahan yang tidak tahan panas. Sekarang, penggunaannya mulai dari yang sederhana seperti pengawetan makanan hingga yang lebih kompleks seperti produk farmasi (Ciurzyńska dan Andrzej, 2011).
Kelebihan dari penggunaan alat ini antara lain: penyimpanan dalam keadaan kering, produk dikeringkan tanpa menaikkan suhu, cocok untuk bahan yang sensitif O2 dan udara, produk yang dikeringkan dalam bentuk cairan, dll (Shukla, 2011).
2.3.4 Fluidized Bed Dryer
Fluidized bed dryer digunakan pada berbagai industri, mulai dari industri pertambangan, makanan, zat kimia dan farmasi (Kumar dan Seema 2015). Umpan pada alat pengering ini berupa bubuk, butiran, kristal, bibit tanaman bahkan slurry, pasta dan suspensi (Picado dan Rafael, 2014).
Alat pengering ini memiliki beberapa kelebihan seperti laju pengeringan yang tinggi yang disebabkan kontak gas dan padatan yang sempurna serta perpindahan massa dan panas, waktu pengeringan yang singkat, alat pengering yang kecil dengan kapasitas besar, efisiensi termal yang tinggi, biaya operasi yang relatif rendah, mudah dikontrol dan lain-lain (Haron, dkk. 2017).
Dalam fluidized bed, terdapat gaya dorong ke atas pada partikel padatan oleh gas yang mengalir. Pada kecepatan gas yang rendah, penurunan tekanan akibat tahanan partikel, gaya dorong ke atas total pada partikel akan sama dengan berat dari bed, dan partikel-partikel akan mulai terangkat dan hampir terfluidisasi.
Ketika gaya dorong ke atas melebihi gaya gravitasi, partikel mulai terangkat dan bed mengembang (ketinggian meningkat), sehingga meningkatkan porositas bed.
Kenaikan porositas bed ini menurunkan gaya dorong total (Gambar 2.2.b) sehingga terjadi fluidisasi minimum.
Adapun kecepatan fluidisasi minimum dapat dihitung dengan rumus : 𝐷𝑝𝑈𝑚𝑓𝜌𝑓 Jika kecepatan gas dinaikkan beberapa kali, pengembangan bed akan terjadi secara kontinu. Partikel padat akan menjadi sesuatu yang terpisah dari bagian-bagiannya dan mulai saling menabrak dan bergerak berputar. Peningkatan kecepatan yang besar menyebabkan ketidakstabilan dan beberapa gas mulai menerobos bed yang kosong dalam bentuk gelembung (Gambar 2.2.c). Ukuran gelembung-gelembung ini tumbuh dalam ukurannya saat mereka naik dalam kolom. Bersamaan dengan ini, padatan-padatan dalam bed mulai bergerak ke atas, ke bawah, dan berputar dalam tingkat keacakan yang tinggi.
Peningkatan kecepatan gas yang lebih tinggi lagi akan menghasilkan aliran slug (Gambar 2.2.d) dan operasi acak yang tidak stabil dari bed. Akhirnya, pada
kecepatan yag terlalu tinggi, partikel-partikel disemburkan atau dibawa keluar dari bed (Gambar 2.2.e) (Kunii dan Levenspiel, 1991).
(2.2.a) (2.2.b) (2.2.c) (2.2.d) (2.2.e) Gambar 2.2 Beragam Jenis Kontak Batch Padatan dengan Fluida
(Kunii dan Levenspiel, 1991)
2.4 Karakteristik Pengeringan 2.4.1 Laju Pengeringan
Laju pengeringan secara normal ditentukan dengan melewatkan udara yang dipanaskan melalui suatu lapisan tunggal dari bahan dan mengukur perubahan kadar air dan waktu hingga tercapai kondisi kesetimbangan. Kurva pengeringan dibuat dengan mem-plot kadar air dan waktu, digunakan untuk menggambarkan kehilangan air (atau perilaku pengeringan) bahan selama proses pengeringan.
Pada umumnya ada dua tahap laju pengeringan, yaitu: laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun.
1. Laju Pengeringan Konstan
Laju pengeringan konstan terjadi pada lapisan air bebas yang terdapat pada permukaan bahan. Laju pengeringan ini terjadi cepat, kecepatan penguapan air pada tahap ini dapat disamakan dengan kecepatan penguapan air bebas. Besarnya laju pengeringan ini tergantung dari lapisan yang terbuka, perbedaan kelembaban antara aliran udara dan daerah basah, koefisien pindah massa, dan kecepatan aliran udara pengering. Selama periode awal pengeringan, laju pengeringan ditinjau dari tiga parameter pengeringan eksternal yaitu kecepatan udara, suhu udara dan kelembaban udara. Jika kondisi lingkungan konstan, maka laju pengeringan akan konstan.
2. Laju Pengeringan Menurun
Laju pengeringan menurun terjadi setelah periode pengeringan konstan selesai. Pada tahap ini kecepatan aliran air bebas dari dalam bahan ke permukaan lebih kecil dari kecepatan pengambilan uap air maksimum dari bahan. Proses pengeringan dengan laju menurun sangat tergantung pada sifat-sifat alami bahan yang dikeringkan. Laju perpindahan massa selama proses ini dikendalikan oleh perpindahan internal bahan. Periode laju pengeringan menurun meliputi 2 proses yaitu perpindahan air dari dalam bahan ke permukaan dan perpindahan uap air dari permukaan ke udara sekitar. Kadar air kritis (critical moisture content) menjadi batas antara laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun. Kadar air kritis adalah kadar air terendah pada saat kecepatan aliran air bebas dari dalam bahan ke permukaan sama dengan kecepatan pengambilan uap air maksimum dari bahan (Hani, 2012).
2.5 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Pengeringan
Faktor - faktor yang berpengaruh dalam kecepatan pengeringan pada fluidized bed dryer adalah:
1. Luas Penampang Bed
Pada luas penampang bed yang lebih besar maka proses pengeringan akan semakin cepat, disebabkan karena semakin besarnya luas kontak antara bahan dengan udara pengering sedangkan apabila luas penampang semakin kecil maka proses pengeringan semakin lambat karena terjadi peningkatan tinggi bahan sehingga bahan didalam bed semakin rapat.
2. Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya
Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut case hardening, yaitu suatu keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah.
3. Kecepatan Aliran Udara
Pada kecepatan udara tinggi, proses pengeringan semakin cepat, disebabkan udara dengan kecepatan tinggi dapat memfluidisasi padi dengan baik sehingga air yang berada pada permukaan padi dapat dengan cepat dibawa oleh udara pengering.
Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air.
4. Tekanan Udara
Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tertampung dan disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka udara di sekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan.
5. Kelembaban relatif (RH)
Kelembaban udara (RH) juga mempengaruhi proses pengeringan.
Kelembaban udara berbanding lurus dengan waktu pengeringan. Semakin tinggi kelembaban udara maka proses pengeringan (waktu pengeringan) akan berlangsung lebih lama. Apabila bahan pangan dikeringkan dengan menggunakan udara sebagai medium pengering, maka semakin panas udara tersebut semakin cepat perngeringan.
Berbeda dengan RH, kecepatan aliran udara berbanding tebalik dengan waktu pengeringan. Semakin tinggi kecepatan aliran udara, proses pengeringan akan berjalan lebih cepat.
[(Supriyono, 2003),(Djaeni, dkk., 2013)]
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia (PIK) Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini dilakukan selama 3 bulan.
3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah padi.
3.2.2 Alat Pengering
Alat pengering yang digunakan adalah tipe pengering fluidisasi (FBD) dengan sumber panas dari udara panas hasil proses pirolisis. Alat pengering ini terdiri dari tiga komponen utama yaitu : 1) ruang pengering, 2) alat pirolisis dan 3) blower. Ruang pengering dengan dimensi 50 cm x 30 cm x 100 cm yang didalamnya terdapat bed silinder tempat meletakkan butiran padi yang akan dikeringkan. Bed silinder yang berbentuk tabung dan alas berbentuk lingkaran dengan ukuran diameter 5,08 cm dan tinggi 52 cm dan luas permukaan bed silinder 0,087 m2. Pada bed silinder terdapat lubang tempat masuk udara pengering yang berada dibagian bawah bed dimana udara pengering akan masuk dari bawah bed lalu mendorong bahan yang ada diatas bed hingga terfluidisasi. Pipa tempat mengalirnya udara pengering menuju bed silinder merupakan pipa dengan ukuran diameter pipa 2,5 cm dimana pada ujung pipa terdapat sambungan berbentuk kerucut dengan diameter bawahnya 2,5 cm dan diameter atasnya 5,08 untuk meletakkan bed silinder. Alat pirolisis adalah tangki dari material stainless steel dengan diameter 80 cm dan tinggi 120 cm yang digunakan untuk produksi arang dan asap cair. Panas yang timbul dari proses pembakaran biomassa akan memanaskan udara sekitar tangki yang selanjutnya digunakan sebagai sumber udara panas pada pengeringan padi menggunakan FBD. Blower dengan spesifikasi 220 volt, 650 watt dan putaran 0-15.000 rpm dilengkapi dengan pengontrol kecepatan udara digunakan untuk mengalirkan dan menvariasikan kecepatan udara
masuk ke ruang pengering.
Udara panas keluaran dari alat pirolisis dialirkan ke fluidized bed dryer dengan suhu sebesar ± 50, 60 dan 70 oC. Untuk mencapai suhu tersebut, dilakukan percobaan dengan mengatur kran kompor gas untuk setiap kecepatan udara agar didapat suhu udara mencapai 50, 60 dan 70oC kemudian dialirkan ke fluidized bed dryer. Skema dan sketsa alat pengering FBD seperti pada gambar 3.1 dan gambar 3.2:
Gambar 3.1 Skema Alat Pengering Fluidisasi (Fluidized Bed Dryer) Menggunakan Udara Panas dari Alat Pirolisis Untuk Pengeringan Padi
Keterangan gambar:
1. Tungku Pemanas Gas 2. Blower
3. Alat Pirolisis
4. Tempat Udara Panas 5. Ruang Pengering 6. Bed Silinder 7. Trap
8. Tangki Penampung Tar 9. Tangki Pendingin
10. Tangki Penampung Asap Cair 2 1
3 4
5 6
7
8 9
10
5,08 cm
52 cm
2,5 cm 2,5 cm
5,08 cm
Gambar 3.2 Sketsa Alat Fluidized Bed Dryer Keterangan gambar
1. Pipa Udara Pengering 2. Sambungan Pipa 3. Bed Silinder 3.3 Pengumpulan Data
Pegumpulan data kondisi operasi pengering ini diperoleh dari alat ukur temperatur, hygrometer, neraca elektrik, anemometer dan oven.
1. Hygrometer
Alat untuk mengukur temperatur dan kelembaban udara. Alat ini juga digunakan untuk merekam temperatur dan RH dalam ruang pengering.
Gambar 3.3 Hygrometer 3
1 2
2. Anemometer
Alat untuk mengukur kecepatan udara. Alat ini digunakan untuk merekam kecepatan udara.
Gambar 3.4 Anemometer
3. Neraca Elektrik
Alat untuk mengukur/menimbang berat dari sampel yang dikeringkan.
Gambar 3.5 Neraca Elektrik
4. Oven
Alat yang digunakan untuk menentukan kadar air padi.
Gambar 3.6 Oven
3.4 Tahap – Tahap Penelitian
Tahap - tahap yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Melakukan kalibrasi dengan cara mengatur kran kompor gas pada berbagai variasi kecepatan udara agar didapat suhu udara yang akan dialirkan ke ruang pengering sebesar 50, 60 dan 700C.
2. Mempersiapkan padi yang berasal dari petani daerah Martubung.
3. Mempersiapkan alat pengering terintegrasi fluidized bed – alat pirolisis.
4. Melaksanakan proses pengeringan padi menggunakan fluidized bed dryer.
5. Melakukan pengolahan data.
6. Menganalisa padi kering hasil proses pengeringan menggunakan fluidized bed dryer.
3.5 Diagram Penelitian
Gambar 3.7 Diagram Kerja Pengering Fluidisasi Menggunakan Udara Panas dari Alat Pirolisis Pada Pengeringan Padi
3.6 Prosedur Penelitian 3.6.1 Proses Pengeringan
1. Padi dengan kandungan air tertentu disiapkan kemudian ditimbang sesuai dengan variasi tinggi bed 2, 4, dan 6 cm, kemudian padi dimasukkan ke dalam bed silinder.
2. Kompor gas dihidupkan untuk memanaskan tangki pirolisis.
3. Blower dihidupkan untuk mengalirkan udara panas dengan suhu yang telah mencapai ±50, 60 dan 700C.
4. Kecepatan udara yang dialirkan ke alat pengering diatur sesuai dengan variasi kecepatan udara yaitu 8 m/s, 9 m/s, dan 10 m/s.
5. Bed silinder yang berisi padi dimasukkan ke dalam ruang pengering.
6. Suhu udara panas masuk, suhu udara panas keluar, RH masuk dan RH keluar dari penampang bed silinder diukur setiap 5 menit.
Kalibrasi Suhu,
7. Berat padi ditimbang setiap 5 menit untuk mendapatkan perubahan berat padi.
8. Setiap data yang diperoleh diolah dengan menggunakan microsoft excel untuk memperoleh laju pengeringan.
3.6.2 Perhitungan Laju Pengeringan
Untuk menghitung laju pengeringan, maka perlu diketahui perubahan massa sampel pada waktu tertentu. Kemudian data diselesaikan dengan menggunakan 2 persamaan, untuk menghitung moisture ratio menggunakan persamaan 3.1 dan laju pengeringan menggunakan persamaan 3.2.
MR = 𝑀𝑐𝑡−𝑀𝑐𝑒
𝑀𝑐0− 𝑀𝑐𝑒 (3.1) Laju Pengeringan = dMc
dt = M0c−Mt
c
tt−t0 (3.2) Kemudian dibuat grafik penurunan moisture ratio vs waktu dan laju pengeringan vs waktu dan laju pengeringan vs moisture ratio dan dilihat bagaimana hubungannya.
3.6.3 Prosedur Analisa Kadar Air
1. Aluminium foil ditimbang terlebih dahulu
2. Padi segar ditimbang sebanyak 5 gram bersama aluminium foil kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 105 ⁰C ± 5 ⁰C selama 24 jam.
3. Kemudian padi dikeluarkan dari oven dan dimasukkan ke dalam desikator lalu ditimbang beratnya.
4. Perlakuan diulang dengan interval waktu 30 menit sampai berat sampel
4. Perlakuan diulang dengan interval waktu 30 menit sampai berat sampel