Desain Awal Spray Dryer untuk Pengeringan Gelatin

(1)

SKRIPSI

DESAIN AWAL SPRA Y DRYER

UNTUK PENGERINGAN GELATIN

Oleh

IWAN BENNY PURWOWIDODO

F03498128

2003

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

DESAIN AWAL

SPRAY DRYER

SKRIPSI

sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan T eknologi Industri Petanian

F akultas T eknologi Pertanian

Inst�ut Petanian Bgor

Oleh

Iwan Benny Puwowidodo

F03498128

2003

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(3)

INSTITUT PERTANIAN BGOR

DESAIN AWAL SPA

Y DRYER

SKRIPSI

sebagai salah salu syarat untuk meraih gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Teknolgi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Petanian

Institut Pertanian Bogar

Oleh

iwan Benny Puwowidodo

F098128

dilahi<an pada tanggal17 Juni 1979 di Jombang

Tanggallulus: September

2003

(4)

RIWAYAT HIDUP

(5)

IWAN BENNY PURWOWIDODO. F0498128. Spray Dryer Design For elatin Drying. Under advice: Khaswar Syamsu. Widodo Wahyu Puwanto

SUMMARY

Gelatin is made of animal skin and bones, which are meat and ish proessing y products. Gelatin is widely used in food, osmetics, pharmaceutical and chemical industry. In Indonesia, industrial demand of gelatin is keep increasing, meanwhile the supply is dominated from foreign countrles. Since Indonesia is rich in gelatin material, national gelatin production would e economically favorable.

One of the important processing steps to produce gelatin is dying. Gelatin drying is commonly done with evaporator, chiller, screw, and tunnel dryer respectively. In the aforementioned process, the gelatin has to be frozen prior to drying. The method consumes los of energy, which is environmentally unfavorable and costly.

Theoretically, drying with spray dryer is more favorable in term of control and oerational cost. However, the machine is very expensive and still imported from America and Japan. This research is aimed to design spray dryer that could be used to replace evaporator, chiller, screw, and tunnel dryer in gelatin drying.

The materials being used was stainless steel sheet, stainless sheet, solder tin, lash wire, oxygen, nozzle, blower and pump. The method being used was design, simulation, and machine construction. The design process was consisted of drying room design (included air contact with particles, drying length, and settlig time) and automatic control design. The heat transfer, and mass transfer was calculated with Kouris and Maroulis equation. For the designing step, computer with AMD Athlon as proessor was used. Java language was used for the simulation. Two genset

(7000

watt capacity) was used as energy source. The research was done in Jombang.

The machine is made of five componens: heater, automatic ontrol, spray dryer, fluid bed, and cyclone. In this research, the drying room was made of pesticide ank made of stainless steel. The heater being used was made of nickeline in spiral shape. The automatic control consisted of temperature sensor (Thermcouple

K01),

and ontrolling device (included sensor ampliier, comparing device, inveter, display and driver).

(6)

IWAN BENNY PURWOWIDDDO. F0498128. _Desain Pengenngan Gelatin. Dibawah bimbingan: Khaswar Purwanto.

RINGKASAN

Awal Spray Dryer untuk Syamsu, Widodo Wahyu

Gelatin merupakan jenis produk yang dibuat dari hasil samping industri petemakan yaitu kulit dan tulang. Gelatin inj biasa digunakan dalam industri pangan, kosmetik, farmasi dan kimia. Kebutuhan gelatin untuk keerluan industri terus meningkat dan selama ini harus diekspor dan luar negara, sehingga prospek industri embuatan gelatin di negara sangat dibutuhkan.

Salah satu proses utama pembuatan gelatin adalah pengeringan. Sistem pengeringan biasanya terdiri dari evaporator, chller, screw dan tunnel dryer.

Penggunaan evaporator menyebabkan gelatin harus dibekukan terlebih dahulu seelum dikenngkan. Pembekuan dan pengeringan dalam satu proses merupakan emborosan energi. Berdasar kelemahan tersebut, dicoba sistem spray dryer, dimana evaporator, chiller, screw dan tunnel dyer tidak digunakan. Secara teori sistem spray dryer sangat menguntungkan erutama dalam kontrol dan biaya oerasional. Namun mesin in; sangat mahal dan masih diimpor dan Amerika dan Jepang. Berdasar latar belakang meliputi onak udara dengan partikel, heat transfer dan mass transfer menggunakan persamaan Kouris dan Maroulis, waktu engeringan, kecepatan settling dan desain kontrol otomatik. Simulasi menggunakan sotware Java. Peralatan yang digunakan terdin dan peralatan esain, yaitu seerangkat komputer AMD Athlon dan printer; eralatan bengkel yaitu mesin las karbit, satu set kunci, bor listnk, gun glue, solder,

cutter pipa, thennometer, peralatan embangkit energi, yaitu dua genset kapasitas 700 watt. Penelitian dilakukan di Jombang Jawa imur.

Mesin terdiri dan lima komponen enyusun, yaitu heater, kontrol otomatik, spray dryer, luid bed dan siklon. Dalam enelitian in; ruang engenng terbUat dan tangki semprotan hama yang berbahan stainless steel. Heater yang dgunakan erbahan nikelin dan erbentuk spiral. Kontrol otomatik terdiri dari sensor suhu berjenis

Thennocoup/e K01 dan perangkat pengedali, yang erfungsi sebagai ampliier sensor, proses logika dan driver kontaktor. Perangkat engendali terdiri dari ragkaian diferensial amp/mer, comparer, inverter, diplay dan driver. Oi dalam ruang pengering, terdapat dua proses, yaitu spray dying dan granulasi, yang dilakukan oleh spray dryer

dan lud bed. Spray dryer terdiri dar; nozle dan pompa, sedangkan luid bed terdiri dan

ixed bed yang terbuat dan janng tembaga. Proses pegeringan di dalam ruang pengenng terdiri dari dUa tahap. Tahap ertama ad�lah engeringan cairan yang telah dikabutkan oleh noze!. Kontak cairan dengan udara panas, menyebabkan terjadinya erpindahan panas dan erpindahan massa yang epat. Hasil engeringan pada tahap ini erentuk bubuk halus. Kemudian dilanjutkan pada tahap kedua, yaitu pembentukan granula oleh luid bed. Granula terbentuk akibat fluidisasi bubuk halus dengan cairan yang disemprot oleh nozlle. Sistem separasi partikel dari udara menggunakan siklon. Metode desain siklon yang digunakan adalah metode Stairman. Hasil desain adalah mesin pray dryer granulasi berkapasitas 5.5 l/jam; bekerja secara kontinyu; dikontrol secara otomatik; erdaya 9500 watt. Mesin belum teruj; pada kapasitas desain. Uji coba baru dilakukan pada daya 7000 watt dengan kapasitas 2 I�am dan menghasilkan bubuk.

(7)

KATA PENGANTAR

Puji syukur Penulis ucapkan atas rahmat, hidayah dan kasih sayang yang dierikan oleh Allah SWT, sehingga sampai detik ini Penulis masih diberi kesempatan untuk menjalani kehidupan di jalan-Nya, diberi kebahagiaan dan diberi kesempatan untuk erkarya.

Selama enelvtian ini, enulis teiah mendapat bantuan dari erbagai pihak, untuk itu enulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua dan seluruh keluarga enulis, yang telah ersabar dengan penelitian yang lama ini dan memerv support kepada enulis selama melakukan penelitian

2n Dr. zrf Khaswar Syamsu, M.Se, selaku dosen embimbing I, yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis

3f Drg Irg Widodo Wahyu Purwanto, DEA, selaku dosen embimbing zI, yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan kepada enulis

4. Dr. Jrg Ani Suryani DEA, yang telah memervkan imbvngan dan engarahan kepada enulis

Teknolgi Sepuluh Noemer Jurusan Teknik Informatika, yang telah membantu penulis dalam software simulasi

• Bapak Zainul dan Mas Pilin, yang telah membantu dalam·

pelaksanaan dan embuatan serta transpotasi mesin

• Sdrf Bambang, mahasiswa tingkat akhir Instvtut Teknologi Sepuluh

Noember (ITS) jurusan Fisika, yang telah membantu enyediaan buku, laboratorium dan mengajari enulis dalam sistem kontrol

• Sdr. Fajar Aditama, mahasiswa tingkat akhir Institut Teknolgi

Aditama Jurusan T eknik znformatika, yang telah menyediakan fasilitas penunjang selama di Surabaya dan membantu enulis dalam uj; coba mesin

(8)

• Sdrg Wawan, mahasiswa tingkat akhir znst;tut Teknologi Sepuluh

Nopember (ITS) jurusan Teknik Fisika, yang telah membantu penulis dalam studi pustaka df perpustakaan ITS

• Sdr. Sigit, mahasiswa tingkat akhir znstitut Teknologi Sepuluh

Nopember (zTS) Jurusan Teknik Elektronika, yang telah membantu penulis dalam uji coba

6n Sahabat - sahabat di znstitut Pertanian Bogor

• zrf Halizar (Aim), Dosen Politeknik Kimia Banda Aceh, yang telah

memeri suppot dan nasehat kepada penulis selama penelitian

• zr. Mursalin, MfSi, Dosen Universitas Jambi, yag telah memberi

nasehat, bantuan dan masukan kepada penulis

• Arista Rahmadiyanto, MfSi, yang telah memeri semangat kepada

penulis

• zr. Lumban, Peneliti BPTP Kalimantan Tengah, yang telah member;

nasehat kepada penulis

• Ria, Nata Agung Arwanta, Nur Cahyadi, Firdaus, Khalid dan znugraha,

yang telah membantu penulis selama penelitian

• Dan seluruh teman-teman kost di Pondok Dayeuh Kuring

7f Spesial thanks to Farid Sri Lingganingrum, S.Pt, MfSi yang telah memberi support yang sagat erarti bagi enulisf

Bogor, Oktoer 203

Penulis

(9)

DAFTAR 151

KATA PENGANTAR. .g...g.gg..g..g.. g...g.g..g.g g i DAFT AR TABEL..f g..fff. ..f gm. g.f g..g g.g.f.g.g..gf . .gfg... f DAFTAR GAM BAR. .ggf..gffg '" f.g ..f g.. .nf.g. .n. f.g .gg f...nf g.. .g..gf .nf ff. .n. g...f..nffg xi DAFTAR LAMPzRAN .gg.. " g.f.. ' gg...gff. ", .fg...f.n " ggfm..fg.... " fgm..fg.m.. ". .m.fg...ggf xii z. PENDAHULUAN _{...ff...ff..ffff...fgm...gfgm.gfg....gff....fgg..gff '" .ff...gff...f.gg} ₁

Af Layar Belakang .m..ffgm..g..gn..gm..gfg...fgf....fgf.. "f gm. gfg fgm.gf g..nn.f...ffg f...gf.. 1 B. Permasalahax .... " ... " ... , ... ' ... " ... '... 1 C. Tujuax.nfgf..gfgm..g.f..n.gf..gffg.n ..fgm.g...gffgm..fff.n.ggg....gff....ff...g..ggfg. 2 O. Ruaxg Lingkup ..fgm. " ... " ... " .... " .,' ... " ... ... ... ... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... _{..g ... n...g.. g gg g f..g..gfgg '" g....gggfg...gfgmm. .g.. "g g..} ₃

A. Gelayin .g.f.gf..f.gm..gfggm.gg.g.n.gg....gg.g.gg.g...fgf.g.. gg..fgf.g...f.g....gg.g m B. Teori Pengeringan f.g..fg...n. " f.g.fgfgm.gfg.m.nffg.... g...gfgf...ff.m... g.gn.gf.. .

C. Pixdah Panas dan Pixdah Massa gf.nfgf.m '" ff....fgm...ffg....f.f...fgm.gffgm. .

D. Spray Dryer ... . E. Fluidied Bed ...fgm.f...ff..n.gf....ffm....ff....fff....f.f. '" ..f....ffff..fff.. .

Ff Settlij Velcit .ff....f...f.f....f...f...ff.m..ff...f...ff..n.ff.. . G. uiklon ...n.f....ff....fff...f...f...ff...ff.f....ff...ff...fff...nffg.. . Hf uexsor dax Konyrol Oyomayik ....fff....nf.f '" .f.f....f...ffg....ff.m...ff...g f

III. BAHAN DAN METODE ... _{' f....f.f.}_.._.ff..._._..ff...f._._.'" ...gf... .

Ag T empay dax Wakyu Peneliyiax fggf.n .ff.f...gf.g..n..fm...gfg...gf...gffg..n.fgf f B. Bahan dan Alay ...nff...fff...fg..g. ' ff....f...fff....fffmm...gf...fg.. m C. Meyode Pexeliyiax ....gg..gffg...nffgf...gfg...fgff...ffgf....fg.fm..gffg.m..g...fg g IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... _{'" .gf.m....ff.m.n..f...nf..f...f...ffgm. f} Ag Desain f.g...nff.f.. ggg...g.f....gff....gfgm...fffg...fg..g...gfg....fgf..m..fg...g.gg.. g

4 Ag1. Desain Ruang Pexgeringffg....gf.gngff f....nf..g...fgfgm..gf.g ...ff.m ..fgg. 32 Ag2. Desaix uiklox ggf....ggf..n.. ' g..n. "g ... fg...nf gf. ..g fgf gm...f.f.... .ff ff. ..g g.. 45 A3f Konyrol Oyomayik .gf....ggff...fgf...nffg..n.ffgf...gfg....gff.m...gg.m. ". ... m.f 47 Bg Gambar Hasil Ujian ..fgg....f.g...nf...f.f....fg.f.n..fg.g..f.gf...f '.. m..ffg ...f 51 Cg Uji Coba ..gffg ...gg.gm..ggf.. ... .f..g.gg....gff...ffg..gfgfg...ff....n.g. ...gf.g.. 53 V. KESIMPULAN... _{g..fg..gfg....ggf} _{gfg.g.gff...ff. ....g..g..nffg.} ₅₅

A Kesimplax .fgg..n..gg...g.fgg.. gf....gfgm...fg. .

B. uarax .gfg..f.gf..n..g...ggf.g...gf...gfg....f .. ' .gf...gg. '" .g.fg g

55 55

(10)

DAFTAR PUSTAKA ... .

LAMPIRAN . . . .

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)