Mempelajari Karakteristik Pengeringan dengan cara Menentukan Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.

(1)

SKRIPSI

MEMPELAJARI KARAKTERISTIK PENGERINGAN DENGAN CARA MENENTUKAN KADAR AIR KESEIMBANGAN

DAN KONSTANTA PENGERINGAN

BUAH MAHKOTA DEWA (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.)

OLEH :

HADI AZIS PRATAMA F14102102

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(2)

Hadi Azis Pratama. F14102102. Mempelajari Karakteristik Pengeringan dengan cara Menentukan Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.). Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si. 2007.

RINGKASAN

Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) merupakan salah satu jenis tanaman obat di Indonesia yang berkhasiat banyak dalam menyembuhkan berbagai jenis penyakit. Kulit dan daging buah mahkota dewa berkhasiat untuk mengobati penyakit flu, rematik sampai kanker rahim stadium satu. Untuk memperpanjang masa simpan produk pertanian seperti buah mahkota dewa ini dapat dilakukan pengawetan dengan beberapa cara antara lain pendinginan, pengalengan, dan pengeringan. Pengeringan yang dilakukan pada buah mahkota dewa bertujuan mengurangi kadar air dalam bahan, sehingga air yang tersisa tidak dapat digunakan sebagai media hidup mikroba perusak yang ada di dalam bahan tersebut, dengan kata lain dapat memperpanjang masa simpan buah mahkota dewa tersebut. Kadar air keseimbangan yang diperoleh ini berguna untuk mengetahui tingkat kadar air yang aman bagi penyimpanan produk kering dalam waktu yang lama. Di samping itu juga untuk mengetahui kondisi operasi pengeringan pada tingkat suhu dan kecepatan aliran udara yang sesuai dengan pengeringan produk tersebut. Kondisi pengeringan yang tepat akan menentukan mutu hasil pengeringan yang tinggi.

Penelitian ini bertujuan mempelajari karakteristik pengeringan buah mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) dengan cara menentukan kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan pada berbagai tingkat suhu dan kecepatan udara pengering secara semi teoritis pada pengeringan lapisan tipis buah mahkota dewa. Nilai Me (kadar air keseimbangan) dan k (konstanta pengeringan) yang diperoleh dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai data dasar dalam analisis, perancangan, proses operasi pengeringan buah mahkota dewa yang efisien dan bermutu tinggi, maupun dikembangkan sebagai lahan bisnis yang menjanjikan di kemudian hari.

Penelitian dilakukan di Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian IPB dan Laboratorium Pilot Plan SEAFAST Center IPB. Waktu penelitian berlangsung dari bulan Juli sampai Agustus 2006. Perlakuan pada proses pengeringan buah mahkota dewa ini terdiri dari dua faktor, yaitu faktor suhu dan kecepatan udara pengering. Perlakuan suhu terdiri dari empat tingkatan, yaitu 35 °C, 40 °C, 45 °C, 50 °C. Sedangkan perlakuan kecepatan udara pengering dilakukan dengan menggunakan empat tingkatan kecepatan udara, yaitu 0.1 m/dt, 0.5 m/dt, 1 m/dt, dan 1.4 m/dt.

Metode pengeringan lapisan tipis yang digunakan adalah model semi teoritis yang dikemukakan oleh Henderson dan Perry (1976). Kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan ditentukan berdasarkan metode pendekatan grafik.

(3)

rendah. Berikut ini adalah pemodelan matematis nilai Me setelah dilakukan analisis :

Nilai konstanta pengeringan (k) hanya dipengaruhi oleh suhu udara pengering. Penentuan nilai k dilakukan dengan asumsi bahwa perubahan suhu bahan terhadap waktu dan suhu udara pengering adalah eksponensial. Jika suhu udara pengering semakin tinggi, maka nilai k yang diperoleh akan semakin tinggi. Berikut ini adalah pemodelan matematis nilai k setelah dilakukan analisis :

v = 1.4 m/dt, Me = 17.707 [-ln (1-RH)/T]0.1972 v = 1 m/dt, Me = 14.594 [-ln (1-RH)/T]0.1544 v = 0.5 m/dt, Me = 16.626 [-ln (1-RH)/T]0.1433 v = 0.1 m/dt, Me = 14.720 [-ln (1-RH)/T]0.1251

(4)

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

MEMPELAJARI KARAKTERISTIK PENGERINGAN DENGAN CARA MENENTUKAN KADAR AIR KESEIMBANGAN

DAN KONSTANTA PENGERINGAN

BUAH MAHKOTA DEWA (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

OLEH :

HADI AZIS PRATAMA F14102102

Tanggal lulus : 27 Maret 2007

Menyetujui,

Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si Dosen Pembimbing

Mengetahui,

(5)

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmaanirrahiim,

Segala puji hanyalah patut dan layak ditujukan dalam setiap tarikan serta hembusan nafas kita kepada Penggenggam akal dan jiwa, Penguasa serta Pemilik alam semesta, Allah SWT., karena dengan semua kehendak-Nya Dia masih berkenan memberikan segala kekuatan serta rasa kasih dan sayang-Nya yang tak terhitung kepada hamba-hamba-Nya, termasuk penulis sehingga mampu menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam semoga Allah limpahkan dan curahkan kepada Sang Revolusioner Sejati Rasulullah Muhammad SAW., keluarga, sahabat serta umatnya yang senantiasa berjuang dalam langkah dakwah li isti’naafil hayaatil islamiyyah.

Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian. Skripsi dengan judul Mempelajari Karakteristik Pengeringan dengan cara Menentukan Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) dilakukan untuk mencari nilai kadar air keseimbangan (Me) dan konstanta pengeringan (k) yang dapat digunakan sebagai data dasar dalam analisis, perancangan, proses operasi pengeringan buah mahkota dewa yang efisien dan bermutu tinggi, maupun dikembangkan sebagai lahan bisnis yang menjanjikan di kemudian hari. Dalam penyusunannya, skripsi ini terbagi dalam lima bab. Bab pertama dari skripsi ini berisi latar belakang dan tujuan penelitian. Bab kedua menginformasikan tentang buah mahkota dewa, perlakuan pasca panen buah mahkota dewa, teori pengeringan, dan model pengeringan pada produk pertanian. Bab ketiga memaparkan tentang metodologi pelaksanaan penelitian. Bab keempat menyajikan karakteristik pengeringan lapisan tipis buah mahkota dewa serta kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan buah mahkota dewa. Bab kelima (terakhir) berisi kesimpulan dan saran dari skripsi ini.

(6)

selaku pembimbing akademik atas bimbingan dan arahannya. Terima kasih saya ucapkan pula kepada Dr. Ir. Edy Hartulistiyoso. M.Sc dan Dr. Ir. Suroso, M.Agr selaku dosen penguji skripsi. Kepada rekan-rekan seperjuanganku di BKIM IPB, DKM Al-Fath FATETA, kosan Markaz Jundullah, dan Syabab Hizbut Tahrir, saya ucapkan terima kasih yang tak terhingga atas romantika perjuangan dakwah kita. Saya sangat berterima kasih kepada Ustadz Samsul Arifin dan Ustadz Karebet yang telah memberikan inspirasi dan motivasi tiada habisnya. Sahabat-sahabatku yang setia Akhi Hendra, Akhi Anas, Akhi Renato, Akhi Slamet Widodo, Akhi Hikmat, Akhi Molid, Akhi Icang, Kang Andi, Mas Ihsan, Mas Ari Acong, kru

SALMAN Corporation Mas Zul, Akhi Jajang, Akhi Ricki, Akhi Arif saya haturkan terima kasih karena kalian telah menerima curahan hati saya selama ini dan bersahabat dengan kalian telah memberikan warna tersendiri dalam kehidupan ini. Saya ucapkan terima kasih pula kepada rekan-rekanku di Departemen Teknik Pertanian angkatan ’39 yang telah bersama-sama berusaha mengukir tinta emas kesuksesan serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dan kelemahan yang terdapat dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu saran dan kritik konstruktif sangat penulis harapkan demi kebaikan penulis agar pada masa yang akan datang menjadi lebih baik lagi dalam menelurkan buah karyanya. Semoga Allah SWT tidak henti-hentinya memberikan semua limpahan karunia serta kasih sayang-Nya kepada kita selama mengarungi samudera kehidupan ini yang penuh dengan ombak dan badai.

Wassalam,

(7)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

A. Buah Mahkota Dewa ... 3

B. Perlakuan Pasca Panen Buah Mahkota Dewa ... 5

C. Sulfurisasi ... 7

D. Blanching ... 7

E. Teori Pengeringan ... 7

F. Model Pengeringan ... 10

1. Pengeringan Lapisan Tebal ... 10

2. Pengeringan Lapisan Tipis ... 10

a. Model Teoritis ... 11

b. Model Semi Teoritis dan Empiris ... 12

III. METODOLOGI PENELITIAN ... 14

A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 14

B. Bahan dan Alat ... 14

C. Pengukuran dan Metode Perolehan Data ... 16

D. Perlakuan dan Perulangan ... 19

E. Analisis Data ... 20

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23

A. Karakteristik Pengeringan Lapisan Tipis Buah Mahkota Dewa ... 23

1. Perubahan Kadar Air terhadap Waktu ... 23

(8)

B. Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah

Mahkota Dewa ... 33

1. Kadar Air Keseimbangan (Me) Buah Mahkota Dewa ... 33

2. Konstanta Pengeringan (k) Buah Mahkota Dewa ... 35

C. Uji Ketepatan Model ………... 37

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 39

A. Kesimpulan ... 39

B. Saran ... 39

(9)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Selang waktu penimbangan selama pengeringan ... 17 Tabel 2. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada

berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt 23 Tabel 3. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada

berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt 23 Tabel 4. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada

berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.5 m/dt 24 Tabel 5. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada

berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt 24 Tabel 6. Laju pengeringan rata-rata buah mahkota dewa pada berbagai

tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara ... 28 Tabel 7. Kadar air keseimbangan (Me) buah mahkota dewa pada berbagai

tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara ... 34 Tabel 8. Pendugaan pemodelan Me menggunakan persamaan Henderson

dan Perry ... 35 Tabel 9. Konstanta pengeringan (k) buah mahkota dewa pada berbagai

tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara ... 36 Tabel 10. Pendugaan pemodelan k menggunakan persamaan Arrhenius ... 37 Tabel 11. Perbandingan nilai Me antara hasil percobaan dengan hasil

pendugaan berikut nilai error – nya ... 37 Tabel 12. Perbandingan nilai k antara hasil percobaan dengan hasil

(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Pohon mahkota dewa ... 3

Gambar 2. Buah mahkota dewa ... 4

Gambar 3. Diagram alir proses pasca panen buah mahkota dewa ... 6

Gambar 4. Tray Drier yang digunakan selama penelitian ... 15

Gambar 5. Posisi titik-titik pengukuran suhu pada contoh di dalam alat ... 16

Gambar 6. Diagram alir kegiatan penelitian ... 19

Gambar 7. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 25

Gambar 8. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 26

Gambar 11. Kurva laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 29

Gambar 12. Kurva laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 29

Gambar 15. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 31

Gambar 16. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 32

Gambar 17. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.5 m/dt ... 32

(11)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Data pengeringan pada suhu 50 °C dengan kecepatan udara

pengering 1.4 m/dt ... 42 Lampiran 2. Data pengeringan pada suhu 45 °C dengan kecepatan udara

pengering 1 m/dt ... 46 Lampiran 6. Data pengeringan pada suhu 45 °C dengan kecepatan udara

(12)

Lampiran 15. Data pengeringan pada suhu 40 °C dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt ... 57 Lampiran 16. Data pengeringan pada suhu 35 °C dengan kecepatan udara

pengering 0.1 m/dt ... 58 Lampiran 17. Gambar buah mahkota dewa setelah dikeringkan ... 60 Lampiran 18. Nilai uji Me pada kecepatan udara 1.4 m/dt menggunakan

pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 61 Lampiran 19. Nilai uji Me pada kecepatan udara 1 m/dt menggunakan

pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 62 Lampiran 20. Nilai uji Me pada kecepatan udara 0.5 m/dt menggunakan

pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 63 Lampiran 21. Nilai uji Me pada kecepatan udara 0.1 m/dt menggunakan

pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 64 Lampiran 22. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada

kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 65 Lampiran 23. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada

kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 66 Lampiran 24. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada

kecepatan udara pengering 0.5 m/dt ... 67 Lampiran 25. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada

(13)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengobatan alternatif di Indonesia masih menjadi pilihan yang cukup efektif bagi masyarakat yang menginginkan penyembuhan dengan tingkat risiko relatif kecil. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan mengkonsumsi obat-obatan yang tidak mengandung zat kimia atau dengan mengkonsumsi tanaman yang berkhasiat untuk menyembuhkan penyakit.

Menurut Harmanto (2005) mendefinisikan pohon atau tanaman obat sebagai pohon yang salah satu, sebagian atau seluruh bagiannya mengandung zat atau bahan yang berkhasiat menyembuhkan penyakit. Dari definisi tersebut, lebih kurang 940 jenis tanaman obat tumbuh di Indonesia. Mahkota dewa adalah salah satu jenisnya.

Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) bisa ditemukan di pekarangan sebagai tanaman hias atau di kebun-kebun sebagai tanaman peneduh. Asal tanaman mahkota dewa masih belum diketahui. Menilik nama botaninya Phaleria papuana, banyak orang yang memperkirakan tanaman ini populasi aslinya dari tanah Papua, Irian Jaya. Di sana memang bisa ditemukan tanaman ini.

Kulit dan daging buah mahkota dewa berkhasiat untuk mengobati penyakit flu, rematik sampai kanker rahim stadium satu. Meramu tanaman obat membutuhkan waktu dan pengetahuan. Buah mahkota dewa tidak dianjurkan untuk dikonsumsi secara langsung sebab dapat mengakibatkan bengkak di mulut, sariawan, mabuk, dan keracunan (Harmanto, 2005). Pemanfaatan kulit dan buah dianjurkan dilakukan dengan cara merebus buahnya terlebih dahulu. Mahkota dewa banyak dijumpai di pasaran dalam kemasan yang telah dikeringkan. Hal itu dimaksudkan agar lebih praktis dan mampu disimpan dalam waktu yang lama.

(14)

sehingga air yang tersisa tidak dapat digunakan sebagai media hidup mikroba perusak yang ada di dalam bahan tersebut, dengan kata lain dapat memperpanjang masa simpan buah mahkota dewa tersebut.

Untuk mendapatkan hasil pengeringan yang baik diperlukan pengetahuan tentang kadar air keseimbangan bahan yang akan dikeringkan, yaitu kadar air yang berkeseimbangan dengan udara lingkungannya (Henderson dan Perry, 1976). Kadar air keseimbangan yang diperoleh ini berguna untuk mengetahui tingkat kadar air yang aman bagi penyimpanan produk kering dalam waktu yang lama. Di samping itu juga untuk mengetahui kondisi operasi pengeringan pada tingkat suhu dan kecepatan aliran udara yang sesuai dengan pengeringan produk tersebut. Kondisi pengeringan yang tepat akan menentukan mutu hasil pengeringan yang tinggi.

B. Tujuan Penelitian

(15)

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Buah Mahkota Dewa

Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) bisa ditemukan di pekarangan sebagai tanaman hias atau di kebun-kebun sebagai tanaman peneduh. Asal tanaman mahkota dewa masih belum diketahui. Menilik nama botaninya Phaleria papuana, banyak orang yang memperkirakan tanaman ini populasi aslinya dari tanah Papua, Irian Jaya. Di sana memang bisa ditemukan tanaman ini. Pada Gambar 1 berikut ini adalah pohon mahkota dewa.

Gambar 1. Pohon mahkota dewa.

Menurut Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan, Departemen Kesehatan (1999) mahkota dewa diklasifikasikan sebagai berikut :

(16)

Mahkota dewa tumbuh subur di tanah yang gembur dan subur pada ketinggian 10-1200 m dpl. Perdu menahun ini tumbuh tegak dengan tinggi 1.5-2.5 m. Batangnya bulat, permukaannya kasar, warnanya cokelat, berkayu dan bergetah, percabangan simpodial. Daun tunggal, letaknya berhadapan, bertangkai pendek, bentuknya lanset atau jorong, ujung dan pangkal runcing, tepi rata, pertulangan menyirip, permukaan licin, warnanya hijau tua, panjang 7-10 cm, lebar 3-5 cm. Bunga mahkota dewa keluar sepanjang tahun atau tak kenal musim, tetapi paling banyak muncul pada musim hujan. Letak bunganya tersebar di batang atau ketiak daun, bentuk tabung, berukuran kecil, berwarna putih, dan harum. Bentuk buahnya bulat, berdiameter 3-5 cm, permukaan licin, beralur, ketika muda warnanya hijau dan merah setelah masak. Ukurannya bervariasi, dari sebesar bola pingpong sampai sebesar apel merah. Daging buah berwarna putih, berserat, dan berair. Biji bulat, keras, berwarna cokelat. Berakar tunggang dan berwarna kuning kecokelatan. Perbanyakan dengan cangkok dan bijinya. Seperti terlihat dalam Gambar 2 di bawah ini adalah bentuk dari buah mahkota dewa.

Gambar 2. Buah mahkota dewa.

(17)

dibantu dengan krim hormon perangsang pertumbuhan akar. Hal lain yang perlu dilakukan adalah dengan menyiramkan air secara rutin serta kurangi cabang yang terlalu panjang dan banyak. Cangkokan dapat dipindah ke media penanaman setelah 6-8 minggu.

Kandungan kimia yang dimiliki tanaman marga Phaleria pada umumnya memiliki aktivitas antimikroba. Aktivitas ini berkaitan dengan toksisitas (kandungan racun) tanaman yang cukup tinggi sebagai salah satu bentuk dan mekanisme pertahanan diri. Dari sejumlah pengalaman eksperimental terbukti pula bahwa sebagian besar tanaman yang memiliki aktivitas antimikroba pada umumnya juga menunjukkan potensi sebagai suatu anti kanker karena tosksitas yang dimilikinya tersebut dapat pula bekerja terhadap fase tertentu dari siklus sel tumor. Golongan senyawa kimia dalam tanaman yang berkaitan dengan aktivitas antikanker dan antioksidan antara lain adalah golongan alkaloid, terpenoid, polifenol, flavanoid, dan senyawa polifenol. Hasil pengujian tersebut menunjukkan adanya potensi antioksidan dan antikanker dari ekstrak daging buah dan kulit biji mahkota dewa (Phaleria macrocarpa (Sceff) Boerl.). Kenyataan tersebut memperkuat dugaan terhadap

aktivitas antikanker dan antioksidan yang ada pada tanaman selain pembuktian empiris yang telah ada (Lisdawati, 2002 dalam Buys, 2004).

B. Perlakuan Pasca Panen Buah Mahkota Dewa

Setelah dipanen, setiap bagian pohon mahkota dewa, terutama yang berkhasiat obat, mendapat perlakuan tertentu. Perlakuan yang diberikan meliputi penyortiran, pencucian, pemotongan, pengeringan, penyangraian, dan perebusan. Perlakuan-perlakuan ini sebaiknya segera diberikan setelah mahkota dewa dipanen. Jangan ada penundaan waktu. Karena bila dilakukan penundaan dapat mempengaruhi keoptimalan khasiat mahkota dewa (Harmanto, 2005).

(18)

Pengeringan mahkota dewa bisa dilakukan di bawah sinar matahari ataupun menggunakan alat pengering. Pengeringan bisa dilakukan tanpa dipotong-potong terlebih dahulu buahnya. Atau agar buahnya cepat kering, bisa dilakukan pemotongan terlebih dahulu menggunakan pisau stainless steel agar tidak terjadi reaksi kimia yang merugikan.

Setelah dirasa kering, ambilah bagian-bagian pohon yang dikeringkan itu. Sangrailah selama lebih kurang lima menit di atas api kecil. Penyangraian ini berguna untuk mematikan bakteri-bakteri yang menempel.

Bagian berkhasiat obat baru bisa digunakan jika sudah kering dan sudah disangrai. Cara penggunaan yang umum dilakukan adalah dengan merebusnya terlebih dahulu. Air rebusan mahkota dewa ini rasanya pahit. Yang paling pahit adalah rebusan cangkang buahnya. Dalam Gambar 3 berikut ini diberikan diagram alir proses perlakuan pasca panen buah mahkota dewa.

Gambar 3. Diagram alir proses pasca panen buah mahkota dewa. (Harmanto, 2005)

Penyortiran

Pencucian

Pemotongan

Pengeringan

Penyangraian

(19)

C. Sulfurisasi

Pada pengeringan sayur-sayuran dan buah-buahan, biasanya dilakukan perlakuan sulfurisasi yang bertujuan untuk mempertahankan mutu dari bahan yang akan dikeringkan. Disamping itu, sulfurisasi juga bertujuan untuk melindungi bahan dari proses pencokelatan (browning), baik secara enzimatis maupun non-enzimatis.

Senyawa kimia yang sering digunakan dalam proses sulfurisasi antara lain sulfur dioksida, garam-garam natrium atau kalium dari sulfit, bisulfit atau meta bisulfit. Senyawa-senyawa tersebut sudah luas penggunaannya dalam mencegah penurunan mutu yang ditimbulkan oleh mikroba maupun enzim.

D. Blanching

Blanching merupakan suatu jenis perlakuan pendahuluan yang umumnya dilakukan terhadap buah-buahan dan sayur-sayuran setelah pembersihan dan pemotongan pada proses pengeringan buah dan sayuran tersebut. Blanching dapat dilakukan dengan air panas atau uap air panas.

Winarno et al. (1980) menyatakan bahwa blanching dengan menggunakan air panas biasa dilakukan pada suhu 82 °C - 93 °C selama 3 – 5 menit. Jika blanching dilakukan menggunakan uap dibutuhkan waktu 7 menit. Lebih lanjut lagi yang dikemukakan juga oleh Winarno (1980) bahwa blanching menimbulkan perubahan fisika dan kimia. Perubahan fisika yang terjadi terutama disebabkan oleh pemindahan udara dalam sel dan memberikan pengaruh terhadap peningkatan permeabilitas sel, sehingga membantu pengeluaran air selama proses pengeringan berlangsung. Sedangkan perubahan kimia yang terjadi adalah perubahan senyawa-senyawa penyusun dinding sel yang menyebabkan pelunakan jaringan.

E. Teori Pengeringan

(20)

merupakan proses pengeluaran air dari bahan pertanian menuju kadar air keseimbangan dengan udara di sekelilingnya atau pada tingkat dimana mutu bahan pertanian dapat dijaga dari serangan kapang, aktivitas serangga, dan enzim (Henderson dan Perry, 1975).

Heldman dan Singh (1981) serta Henderson dan Perry (1976) menyatakan beberapa keuntungan pengeringan, yaitu :

1. Memperpanjang masa simpan dan penurunan mutu sekecil-kecilnya. 2. Memudahkan pengangkutan karena berat bahan lebih ringan dan volume

lebih kecil.

3. Menimbulkan aroma yang khas pada bahan tertentu. 4. Mutu lebih baik dan nilai ekonomi lebih tinggi.

Earle (1982) menyatakan bahwa proses pengeringan terbagi menjadi tiga kategori , yaitu :

1. Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfer. Pada pengeringan ini panas dipindahkan menembus bahan, baik dari udara maupun dari ppermukaan yang dipanaskan.

2. Pengeringan hampa udara, yaitu panas dipindahkan secara konduksi dan terjadi lebih cepat pada tekanan rendah.

3. Pengeringan beku. Uap disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan tetap dipertahankan, suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam mesin pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.

Kadar air suatu bahan berpengaruh terhadap banyaknya air yang diuapkan dan lamanya proses pengeringan. Heldman dan Singh (1981) menyatakan bahwa kadar air pangan terdiri dari dua bagian, yaitu kadar air basis kering dan kadar air basis basah. Kadar air basis kering adalah perbandingan berat air dalam bahan dengan berat bahan keringnya. Kadar air basis basah adalah perbandingan berat air dalam bahan dengan berat bahan total.

% 100

× =

total m

air m

(21)

% 100

× =

padat m

air m

M ... (2)

di mana :

M = Kadar air basis kering (%) m = Kadar air basis basah (%) mair = Massa air yang menguap (gram)

mtotal = Massa total bahan (gram)

mpadat = Massa padatan kering bahan (gram)

Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan per satuan waktu. Laju pengeringan ini dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, dan susunan bahan saat dikeringkan, suhu, kelembaban, dan kecepatan aliran udara pengeringan. Menurut Henderson dan Perry (1976) proses pengeringan dapat dibagi dalam 2 periode laju pengeringan, yaitu : laju pengeringan tetap dan laju pengeringan menurun.

Jika konsentrasi air di permukaan bahan besar sehingga permukaan bahan tetap basah maka akan terjadi laju penguapan yang tetap. Periode ini disebut dengan laju pengeringan tetap.

Secara praktis semua pengeringan bahan hasil pertanian terjadi pada periode laju pengeringan menurun. Periode laju pengeringan menurun dibatasi oleh kadar air keseimbangan dari kurva air keseimbangan di antara kelembaban nisbi 0% dan mendekati 100%. Kadar air yang mendekati tingkat 100% akan berada dalam periode laju pengeringan tetap (Henderson dan Perry, 1976).

Dalam proses pengeringan, air yang diuapkan terdiri dari air bebas dan air terikat. Air bebas adalah yang pertama-tama mengalami penguapan. Laju penguapan air bebas sebanding dengan perbedaan tekanan uap pada permukaan air dengan tekanan uap pada udara pengering.

(22)

bahan ke permukaan secara difusi. Perpindahan air bahan ini terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi air di bagian dalam dengan bagian luar.

F. Model Pengeringan

1. Pengeringan Lapisan Tebal

Pengeringan lapisan tebal adalah pengeringan yang di dalam prosesnya terdapat gradien kadar air pada lapisan pengeringan untuk setiap waktu (Henderson dan Perry, 1976). Brooker et al., (1974) menyatakan bahwa pada awal proses pengeringan, pengeringan terjadi pada lapisan paling bawah. Kemudian selanjutnya proses pengeringan terjadi pada lapisan yang ada di atasnya. Ketika pengeringan telah terjadi pada semua lapisan, semua bahan telah dikeringkan sampai terjadi keseimbangan dengan udara pengering.

Pengeringan lapisan tebal biasanya digunakan untuk pengeringan biji-bijian, dimana bahan ditumpuk sampai ketinggian tertentu. Udara pengering bergerak dari bawah tumpukan ke bagian atas melewati bahan yang akan dikeringkan.

2. Pengeringan Lapisan Tipis

Henderson dan Perry (1976) menyatakan bahwa pengeringan lapisan tipis adalah pengeringan yang terjadi pada seluruh bahan dalam lapisan tersebut dapat menerima langsung aliran udara pengering yang melewatinya dengan kelembaban relatif dan suhu yang konstan. Pengeringan lapisan tipis didasarkan pada pengeringan bahan yang sepenuhnya terbuka terhadap hembusan udara yang menyebabkan semua bahan dalam lapisan tersebut mengalami pengeringan secara seragam.

(23)

lapisan tipis dapat diduga dengan mengembangkan model matematik baik secara teoritis, semi teoritis, dan empiris.

a. Model Teoritis

Luikov (1966) dalam Brooker et al. (1974) telah mengembangkan model matematik dalam bentuk persamaan diferensial untuk menggambarkan proses pengeringan dari produk hasil pertanian sebagai berikut :

P K T K M K t M 3 . 1 2 2 . 1 2 1 . 1

2 +∇ +∇

∇ = δ δ P K T K M K t T 3 . 2 2 2 .. 2 2 1 .. 2

2 +∇ +∇

∇ = δ δ P K T K M K t P 3 . 3 2 2 .. 3 2 1 . 3

2 +∇ +∇

∇ =

δ δ

... (3) di mana :

K = Koefisien fenomena M = Kadar air (%bk)

P = Tekanan uap pada bahan (N/m2) T = Suhu bahan (K)

t = Waktu pengeringan (jam)

Brooker et al. (1974) menyatakan bahwa di dalam proses pengeringan, gradien suhu dan tekanan total dalam persamaan (3) dapat diabaikan, sehingga persamaan (3) dapat disederhanakan menjadi : M K t M 1 . 1 2 ∇ = δ δ

... (4) Pergerakan air di dalam bahan biasanya diasumsikan terjadi dengan proses difusi (cairan atau uap), sehingga koefisien K1.1 disebut

juga dengan koefisien difusi D.

Jika nilai D konstan, maka persamaan (11) dapat dituliskan sebagai berikut :

⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + = r r M c r M D t M δ δ δ δ δ δ . . 2 2

(24)

di mana :

c = Koefisien bentuk (lempeng tak hingga = 0, silinder = 1, bola = 2) D = Koefisien difusivitas (m2/jam)

M = Kadar air (%bk)

r = Jari – jari atau setengah tebal bahan (m) t = Waktu pengeringan (jam)

b. Model Semi Teoritis dan Empiris

Persamaan pengeringan lapisan tipis diturunkan pula secara semi teoritis dan empiris untuk menyederhanakan penyelesaian persamaan difusi dan pengeringan. Menurut Henderson dan Perry (1976), proses difusi air selama laju pengeringan menurun seperti konduksi panas pada benda padat adalah :

) exp( kt A

Me Mo

Me M

MR = −

− −

= ... (6) Koefisien pengeringan merupakan fungsi dari difusivitas dan geometri

2 2

r D

k= π ... (7) Konstanta pengeringan tersebut merupakan fungsi geometris, yaitu :

Benda geometris bahan lempeng tak terbatas :

2 2

l D

k= π ... (8) Benda geometris bahan silinder tak terbatas, silinder terbatas, dan

bola :

2 2

r D

k= π ... (9) di mana :

A = Koefisien bentuk partikel (lempeng = 0.811, balok = 0.533, bola = 0.608)

(25)

MR = Rasio kadar air

t = Waktu pengeringan (jam)

(26)

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian IPB dan Laboratorium Pilot Plan SEAFAST Center IPB. Waktu penelitian berlangsung dari bulan Juli sampai Agustus 2006.

B. Bahan dan Alat

Penelitian yang akan dilakukan ini menggunakan bahan yaitu buah mahkota dewa yang diperoleh dari seorang petani di daerah Cibanteng. Buah mahkota dewa yang ada kemudian diiris – iris dengan ketebalan berkisar antara 2 – 3 mm. Bahan pendukung lainnya adalah silica gel untuk mempertahankan kelembaban relatif (RH) selama proses penimbangan. Peralatan utama yang dipakai adalah alat pengering Tray Dryer merek Anfield Limited Ringwood Hampshire England daya 8.8 kW. Alat-alat untuk mendukung penelitian yang digunakan adalah :

♥ Electric Blower merek Lotus, Mansion Enterprise Co. Ltd

♥ Timbangan digital merek Chyo tipe JP2-3000 ♥ Timbangan digital merek AND tipe FX-3000

♥ Wadah dari kawat besi

♥ Anemometer merek Lutron, tipe AM-4204 HA Range 0.2-20 m/dt

♥ Chino recorder merek Yokogawa

♥ Thermocouple

♥ Desicator

1. Prinsip kerja alat Tray Dryer

(27)

Di bawah ini adalah gambar alat Tray Dryer yang terdapat di laboratorium SEAFAST CENTRE IPB.

Gambar 4. Tray Dryer yang digunakan selama proses penelitian.

2. Cara mengoperasikan Tray Dryer 1. Pasang steker.

2. Timbang dan amati penampakkannya. 3. Masukkan bahan ke ruang pengering.

4. Hidupkan alat pengering dan blower pengering.

5. Set blower sesuai dengan kecepatan udara yang diperlukan. 6. Hidupkan pemanas pengering.

7. Set skala Heater sesuai dengan panas yang diperlukan.

8. Ambil bahan yang dikeringkan, timbang kembali bahan dan amati penampakkannya.

(28)

Di bawah ini adalah gambar skema alat Tray Dryer.

Keterangan:

1. Electric blower 7. Ruang Tray

2. Power heater 8. Tray

3. Conrol heater 9. Flap

4. Power outlet 10. Suhu bola kering 5. Heater 11. Suhu bola basah 6. Flap 12. Kecepatan udara

Gambar 5. Posisi titik-titik pengukuran suhu pada contoh di dalam alat.

C. Pengukuran dan Metode Perolehan Data

Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah kadar air buah mahkota dewa dan lama pengeringan. Data lainnya yang perlu diukur adalah suhu bola basah dan bola kering udara pengering, lingkungan, dan massa bahan. Metode perolehan data dilakukan dengan melakukan pengeringan langsung sebelum, selama, dan setelah pengeringan. Kegiatan pada penelitian kali ini, yaitu kalibrasi alat ukur, persiapan bahan dan alat, penimbangan massa wadah, pengukuran kadar air awal, pengoperasian alat pengering, penimbangan massa bahan selama pengeringan, pengukuran kadar air akhir. Tahap – tahap kegiatan penelitian dapat dilihat pada Gambar 6 berikut ini.

4 3 2

1 5

6 ₇ 9

8 10

(29)

Gambar 6. Diagram alir kegiatan penelitian.

1) Massa Bahan

Massa bahan diukur pada awal proses, selama proses, dan pada akhir proses. Pengukuran hanya dilakukan sekali menggunakan timbangan analitik. Selang waktu penimbangan selama pengeringan berlangsung dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Selang waktu penimbangan selama pengeringan.

Waktu Pengeringan (Jam Ke-) Selang Waktu Penimbangan (Menit)

0 – 2 10

3 – 4 20

5 – * 30

* Perubahan berat bahan < 0.1 gram

Kalibrasi alat ukur

Persiapan bahan dan alat

Penimbangan massa wadah dan

Pengukuran kadar air awal

Pengoperasian alat pengering

Penimbangan massa bahan selama

(30)

2) Kadar Air

Pengukuran kadar air meliputi kadar air basis basah dan kadar air basis kering. Kadar air yang diukur meliputi kadar air awal dan kadar air akhir setelah proses pengeringan berakhir. Pengukuran kadar air dilakukan dengan menggunakan oven pengering dengan suhu 80 °C selama 24 jam. Penimbangan dilakukan sebelum buah mahkota dewa dimasukkan ke dalam oven pengering menggunakan timbangan analitik, hingga berat sampel buah mahkota dewa konstan.

Kadar air awal dan akhir dihitung menggunakan persamaan (1) dan (2) :

3) Suhu dan RH

Suhu yang diukur adalah suhu udara pengering dan suhu udara lingkungan. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan termometer alkohol (range pengukuran -10 s.d. 100 °C). Pengukuran suhu dilakukan setiap jam. Sedangkan RH diukur dengan menggunakan suhu bola basah dan suhu bola kering serta plot terhadap kurva psychrometric.

4) Perhitungan Perubahan Kadar Air

Data hasil penimbangan massa bahan selama proses pengeringan diolah untuk mengetahui kadar air buah mahkota dewa selama proses pengeringan. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan Microsoft Excell.

Persamaan yang digunakan adalah :

100 Bo bbo A M KA

M = × M_p =M_Bo −M_A

w ki

Bi M M

M = − M_Ai =M_Bi−M_p

100 × = Bi Ai bbi M M

KA = ×100

(31)

di mana:

MA = Massa air dalam bahan (gram)

Mp = Massa padatan bahan (gram) -- tetap

MB = Massa bahan (gram)

MK = Massa kotor bahan (gram)

MW = Massa wadah (gram)

KAbb = Kadar air basis basah (%bb)

KAbk = Kadar air basis kering (%bk)

(32)

D. Perlakuan dan Perulangan

Perlakuan pada proses pengeringan buah mahkota dewa ini terdiri dari dua faktor, yaitu faktor suhu dan kecepatan udara pengering. Perlakuan suhu terdiri dari empat tingkatan, yaitu 35 °C, 40 °C, 45 °C, 50 °C. Sedangkan perlakuan kecepatan udara pengering dilakukan dengan menggunakan empat tingkatan kecepatan udara, yaitu 0.1 m/dt, 0.5 m/dt, 1 m/dt, dan 1.4 m/dt.

E. Analisis Data

1. Kadar Air Keseimbangan (Me)

Kadar air keseimbangan adalah kadar air dimana laju perpindahan air dari bahan ke udara sama dengan laju perpindahan air dari udara ke bahan. Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kadar air keseimbangan adalah kecepatan udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara, dan kematangan bahan. Kadar air keseimbangan diperlukan dalam proses pengeringan untuk menentukan perubahan kadar air bahan pada kondisi suhu dan kelembaban relatif udara tertentu (Hall, 1957).

Metode penentuan nilai kadar air keseimbangan memiliki dua cara, yaitu metode statis dan metode dinamis. Pada metode statis bahan akan kontak langsung (fully exposed) sampai mencapai keseimbangan dengan kondisi udara lembab yang melingkupinya dalam keadaan statis. Pada metode dinamis udara sekitar akan bergerak. Pengukuran Me dinamis dilakukan dengan mengeringkan bahan sampai tidak terjadi penurunan berat bahan pada suatu proses pengeringan.

Kadar air keseimbangan merupakan fungsi dari kelembaban relatif (RH) dan suhu mutlak (T), di mana hubungan antara Me, RH, dan T dinyatakan sebagai berikut (Henderson dan Perry, 1976) :

1-RH = exp (-cTMen) ... (10) dimana :

RH = Kelembaban relatif (%)

Me = Kadar air keseimbangan (%bk) T = Suhu mutlak (K)

(33)

Pada penelitian ini, kadar air keseimbangan diperoleh dengan metode pendekatan grafik untuk regresi linier antara ln MR (Moisture Ratio) sebagai ordinat dan waktu sebagai absis berdasarkan persamaan

(19) (Henderson dan Perry, 1976). Nilai kadar air keseimbangan ditentukan dengan sistem trial and error, dengan cara menurunkan nilai kadar air bahan dari proses pengeringan. Garis lurus yang dipakai untuk sistem trial and error ini adalah garis lurus linier antara ln MR (Moisture Ratio) terhadap waktu pengeringan. Setelah nilai koefisien determinasi

(R2) tertinggi diperoleh, maka nilai kadar air tersebut ditetapkan sebagai kadar air keseimbangan (Me).

2. Konstanta Pengeringan (k)

Henderson dan Pabis (1961), menyatakan bahwa nilai k hanya dipengaruhi oleh suhu udara pengering. Penentuan nilai k dilakukan dengan asumsi bahwa perubahan suhu bahan terhadap waktu dan suhu udara pengering adalah eksponensial. Untuk menduga nilai k, model yang digunakan mirip dengan persamaan Arrhenius :

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − =

T C C

k 2

1exp ... (11)

Dengan persamaan regresi (Steel, 1960) dapat ditentukan nilai A dan k sebagai berikut (Reksoharjo, 1980) :

y Me Mo

Me M

= − −

,sehingga y= Ae−kt ... (12) Kemudian ln y = (ln A) -kt dan dimisalkan ln A = a dan –k = b, maka diperoleh persamaan linier ln y = a + bt

(34)

( )

∑

= = = = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − = n i n i n i n i n ti ti n Yi ti Yi ti b 1 1 2 2 1 1 ) ln ( ) ln (

... (13)

n ti b Yi a n i n i

∑

= = −

= 1 1

ln

... (14) k = -2.303 (b) ... (15) A = exp (a) ... (16)

dimana :

k = Konstanta pengeringan (1/jam)

A = Koefisien bentuk partikel (lempeng = 0.811, balok = 0.533, bola = 0.608)

t = Waktu pengeringan (jam) n = Jumlah perulangan

(35)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Karakteristik Pengeringan Lapisan Tipis Buah Mahkota Dewa

1. Perubahan Kadar Air terhadap Waktu

[image:35.612.135.504.340.479.2]

Pengeringan buah mahkota dewa dimulai dari kadar air awal bahan sampai mendekati kadar air keseimbangan. Pada Lampiran 17 disajikan gambar mahkota dewa setelah dikeringkan. Data kadar air awal dan kadar air akhir bahan hasil dari penelitian ini pada berbagai tingkat suhu dan kecepatan udara disajikan pada Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4, dan Tabel 5 berikut ini.

Tabel 2. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada

berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt No Suhu

(°C)

RH (%)

Kadar Air (%bb)

Kadar Air (%bk)

Lama Pengeringan

(menit) Awal Akhir Awal Akhir

[image:35.612.124.503.525.665.2]

1. 50 34 86.06 12.69 626.77 14.73 280 2. 45 48 85.92 12.69 610.66 14.54 340 3. 40 52 85.42 12.89 585.70 14.79 320 4. 35 65 85.85 13.06 606.69 15.03 420

berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt No Suhu

(°C)

RH (%)

Kadar Air (%bb)

(36)

(°C)

RH (%)

Kadar Air (%bb)

1. 50 38 85.59 12.70 594.01 14.53 300 2. 45 46 84.87 12.12 560.67 13.76 330 3. 40 53 84.83 12.35 559.59 14.09 350 4. 35 65 84.63 12.59 557.86 15.63 540

(°C)

RH (%)

Kadar Air (%bb)

1. 50 32 86.09 12.47 627.04 14.41 320 2. 45 42 86.29 12.43 629.40 14.19 330 3. 40 55 86.18 12.30 623.44 13.99 420 4. 35 65 86.21 12.62 624.88 14.44 520

(37)

Pada percobaan kali ini terjadi sedikit penyimpangan, yaitu pada beberapa kondisi buah mahkota dewa terjadi proses pengeringan yang lebih cepat. Pada Tabel 2, perlakuan suhu 45 °C proses pengeringan terjadi sedikit lebih lambat dibandingkan dengan perlakuan suhu 40 °C. Kemudian pada Tabel 3, perlakuan suhu 50 °C waktu pengeringan yang terjadi cenderung sama dibandingkan dengan perlakuan suhu 45 °C. Hal ini disebabkan oleh kadar air awal, kualitas bahan, dan tingkat kematangan buah mahkota dewa yang dipetik tidak dapat diprediksi secara tepat memiliki kondisi yang sama. Data lengkap hasil pengukuran dan perhitungan penelitian ini disajikan pada Lampiran 1 sampai dengan Lampiran 16.

Pada Gambar 7 sampai dengan Gambar 10 berikut ini disajikan kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dan kecepatan udara pengering.

0 20 40 60 80 100

0 100 200 300 400 500 600

Wak tu (menit)

Ka

da

r A

ir

(

%

bb

)

T = 50 °C T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

(38)

0 20 40 60 80 100

0 100 200 300 400 500 600

Waktu (menit)

K

a

d

a

r A

ir (

%

b

)

T = 50 °C T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

Gambar 8. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt.

0 20 40 60 80 100

0 100 200 300 400 500 600

Waktu (menit)

Ka

d

a

r A

ir (

%

b

)

T = 50 °C T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

(39)

0 20 40 60 80 100

0 100 200 300 400 500 600

Wak tu (menit)

K

a

d

a

r A

ir (

%

b

)

T = 50 °C T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

Gambar 10. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt.

Berdasarkan Gambar 7 sampai dengan Gambar 10 dapat dilihat bahwa penurunan kadar air (%bb) berlangsung setahap demi setahap hingga mencapai keadaan setimbang. Dari grafik di atas dapat kita lihat pula bahwa pada awal proses pengeringan cenderung mengalami penurunan kadar air (%bb) lebih cepat dan pada menjelang akhir proses pengeringan kadar air (%bb) cenderung semakin lambat. Dari grafik tersebut juga bisa kita analisis bahwa jika suhu pengeringan semakin tinggi diberikan maka semakin cepat pula buah mahkota dewa yang dikeringkan untuk mencapai keadaan seimbang. Seperti terlihat pada Gambar 7, durasi waktu pengeringan cenderung lebih lambat dibandingkan dengan durasi waktu pengeringan yang terlihat pada Gambar 8. Hal ini dikarenakan kualitas bahan dan tingkat kematangan buah mahkota dewa yang dipetik tidak dapat diprediksi secara tepat memiliki kondisi yang sama.

2. Laju Pengeringan terhadap Waktu

(40)

[image:40.612.141.505.145.504.2]

pengeringan. Data laju pengeringan rata-rata selama proses pengeringan buah mahkota dewa dapat dilihat pada Tabel 6 di bawah ini.

Tabel 6. Laju pengeringan rata-rata buah mahkota dewa pada berbagai tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara

No

Kecepatan Udara

(m/dt) Suhu (°C) RH (%)

Laju Pengeringan Rata – rata (%bk/menit)

1. 1.4

50 34 3.1971

45 48 2.5332

40 52 2.2394

35 65 1.6872

2. 1

50 34 4.1389

45 48 4.1426

40 54 3.8946

35 65 3.4404

3. 0.5

50 38 3.2367

45 46 2.8717

40 53 1.9282

35 65 1.3310

4. 0.1

50 32 2.5314

45 42 2.0890

40 55 2.6231

35 65 1.5859

Dari data laju pengeringan di atas dapat dilihat bahwa jika semakin tinggi suhu udara pengeringan, maka semakin naik laju rata-rata pengeringan yang terjadi. Hal ini disebabkan karena penguapan air akan berlangsung semakin cepat seiring dengan bertambahnya suhu. Berdasarkan data Tabel 6 di atas dapat dianalisis bahwa suhu pengeringan berbanding lurus dengan laju pengeringan rata-rata.

(41)

0 2 4 6 8 10

0 100 200 300 400 500 600

Waktu (menit) L a ju P e ng e r ing a n ( % bk/ m e ni t)

T = 50 °C T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

Gambar 11. Kurva laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt.

0 2 4 6 8 10 12

0 100 200 300 400 500 600

Waktu (menit) L a ju P e ng e r ing a n ( % bk/ m e ni

t) T = 50 °C

T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

(42)

0 2 4 6 8 10

0 100 200 300 400 500 600

Wak tu (menit)

L a ju P eng er ing a n (% bk/ m eni

t) T = 50 °C

T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

0 2 4 6 8 10

0 100 200 300 400 500 600

Waktu (menit) L a ju P eng er ing a n ( % b k /m en it )

T = 50 °C T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

Berdasarkan Gambar 11 sampai dengan Gambar 14 dapat dilihat bahwa laju pengeringan menjadi tinggi jika suhu pengeringan juga tinggi. Pada awal-awal proses pengeringan laju pengeringan yang terjadi cenderung cepat kemudian mendekati keseimbangan laju pengeringan menjadi lambat.

(43)

dengan udara sekelilingnya. Pada proses pengeringan ini pada laju pengeringan terjadi sedikit penyimpangan. Pada Gambar 11 laju pengeringan dengan menggunakan perlakuan suhu 40 °C terjadi sedikit lebih cepat pada awal proses dibandingkan dengan perlakuan suhu 45 °C. Kemudian pada Gambar 12 laju pengeringan pada awal proses dengan menggunakan perlakuan suhu 45 °C sedikit lebih cepat dibandingkan dengan perlakuan suhu 50 °C. Begitu pula yang terjadi pada Gambar 12, laju pengeringan pada awal proses dengan menggunakan perlakuan suhu 35 °C terjadi sedikit lebih cepat dibandingkan dengan perlakuan suhu 40 °C. Hal ini dikarenakan kualitas bahan dan tingkat kematangan buah mahkota dewa yang dipetik tidak dapat diprediksi secara tepat memiliki kondisi yang sama.

Pada Gambar 15 sampai dengan Gambar 18 berikut ini disajikan kurva laju pengeringan mahkota dewa terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dan berbagai kecepatan udara.

0 2 4 6 8 10 12

0 20 40 60 80 100

Kadar Air (% bb)

L

a

ju

P

e

n

g

eri

n

g

a

n

(

%

b

k

/m

en

it

) _{T = 50 °C}

T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

(44)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 20 40 60 80 100

Kadar Air (% bb)

L a ju P e ng e r ing a n ( % bk/ m e ni

t) T = 50 °C

T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

Gambar 16. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt.

0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

L a ju P e ng e r ing a n ( % bk/ m e ni t)

T = 50 °C T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

(45)

0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

L

a

ju P

e

ng

e

r

ing

a

n (

%

bk/

m

e

ni

t) T = 50 °C

T = 45 °C T = 40 °C T = 35 °C

Gambar 18. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt.

B. Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah Mahkota Dewa

1. Kadar Air Keseimbangan (Me) Buah Mahkota Dewa

Kadar air keseimbangan adalah kadar air yang pada prosesnya tidak terjadi perpindahan uap dari dan ke dalam. Pada proses pengeringan, kadar air keseimbangan memiliki arti penting karena dapat menentukan kadar air terendah yang dapat dicapai pada proses tersebut. Pada penyimpanan, kadar air keseimbangan berguna untuk menjaga agar produk tidak mengalami adsorpsi uap air selama penyimpanan berlangsung.

Kadar air keseimbangan berhubungan erat dengan tekanan uap dalam buah mahkota dewa. Pada kadar air tertentu tiap bahan mempunyai karakteristik tekanan uap pula. Bila tekanan uap di dalam bahan lebih besar daripada tekanan uap udara lingkungannya, akan terjadi desorpsi uap ke udara. Bila tekanan uap di bahan lebih kecil, akan terjadi desorpsi uap air di udara ke dalam bahan. Kadar air keseimbangan akan tercapai bila tekanan uap di dalam dan di luar bahan sama besarnya.

(46)

[image:46.612.149.512.106.439.2]

Tabel 7. Kadar air keseimbangan (Me) buah mahkota dewa pada berbagai tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara

No Kecepatan Udara (m/dt) Suhu (°C) RH (%) Me (%bk)

1. 1.4

50 34 7 45 48 7.5 40 52 8 35 65 9

2. 1

50 34 7 45 48 7.5 40 54 8 35 65 8.5

3. 0.5

50 38 8.5 45 46 9 40 53 9.5 35 65 10

4. 0.1

50 32 8 45 42 8.5 40 55 9 35 65 9.5

(47)

Tabel 8. Pendugaan pemodelan Me menggunakan persamaan Henderson dan Perry

No Kecepatan

Udara (m/dt) Pemodelan Me 1 1.4 Me = 17.707 [-ln (1-RH)/T]0.1972 2 1 Me = 14.594 [-ln (1-RH)/T]0.1544 3 0.5 Me = 16.626 [-ln (1-RH)/T]0.1433 4 0.1 Me = 14.720 [-ln (1-RH)/T]0.1251

2. Konstanta Pengeringan (k) Buah Mahkota Dewa

(48)

Tabel 9. Konstanta pengeringan (k) buah mahkota dewa pada berbagai tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara

No Kecepatan Udara

(m/dt) Suhu (°C) RH (%) k

1. 1.4

50 34 0.2255

45 48 0.2159

40 52 0.2260

35 65 0.2050

2. 1

50 34 0.3166

45 48 0.3330

40 54 0.3044

35 65 0.2751

3. 0.5

50 38 0.2405

45 46 0.2325

40 53 0.2551

35 65 0.1800

4. 0.1

50 32 0.2147

45 42 0.2392

40 55 0.1981

35 65 0.1854

[image:48.612.156.465.129.481.2]

(49)

[image:49.612.149.517.418.703.2]

Tabel 10. Pendugaan pemodelan k menggunakan persamaan Arrhenius No Kecepatan

Udara (m/dt) Pemodelan k 1 1.4 k = exp [(0.024/T)-1.464] 2 1 k = exp [(0.051/T)-1.055] 3 0.5 k = exp [(0.103/T)-1.262] 4 0.1 k = exp [(0.063/T)-1.411]

C. Uji Ketepatan Model

Pengujian model nilai Me dan nilai k dilakukan dengan menggunakan metode uji error pada pemodelan tersebut. Jika error yang diperoleh kecil, maka pemodelan tersebut bisa digunakan untuk menduga nilai Me dan k buah mahkota dewa. Pada Tabel 11 dan Tabel 12 berikut ini disajikan perbandingan nilai Me antara hasil percobaan dengan hasil pendugaan berikut nilai error - nya.

Tabel 11. Perbandingan nilai Me antara hasil percobaan dengan hasil pendugaan berikut nilai error – nya

No Kecepatan Udara (m/dt)

Suhu (°C)

RH (%)

Me Percobaan

Me Pendugaan

Error

1. 1.4

50 34 7 6.88 0.02

45 48 7.5 7.68 0.02

40 52 8 8.05 0.01

35 65 9 8.87 0.01

2. 1

50 34 7 6.96 0.01

45 48 7.5 7.59 0.01

40 54 8 7.94 0.01

35 65 8.5 8.49 0.001

3. 0.5

50 38 8.5 8.54 0.005

45 46 9 8.99 0.001

40 53 9.5 9.41 0.01

35 65 10 10.05 0.01

4. 0.1

50 32 8 8.01 0.001

45 42 8.5 8.47 0.004

40 55 9 9.02 0.002

(50)

[image:50.612.146.518.115.480.2]

Tabel 12. Perbandingan nilai k antara hasil percobaan dengan hasil pendugaan berikut nilai error – nya

No Kecepatan Udara (m/dt)

Suhu (°C)

RH (%)

k Percobaan

k Pendugaan

Error

1. 1.4

50 34 0.2255 0.23142 0.0256 45 48 0.2159 0.23142 0.0671 40 52 0.2260 0.23144 0.0235 35 65 0.2050 0.23147 0.1144

2. 1

50 34 0.3166 0.34854 0.0916 45 48 0.3330 0.34857 0.0447 40 54 0.3044 0.34864 0.1269 35 65 0.2751 0.34871 0.2111

3. 0.5

50 38 0.2405 0.28368 0.1522 45 46 0.2325 0.28374 0.1806 40 53 0.2551 0.28382 0.1410 35 65 0.1800 0.28390 0.3660

4. 0.1

50 32 0.2147 0.24422 0.1209 45 42 0.2392 0.24424 0.0206 40 55 0.1981 0.24428 0.1890 35 65 0.1854 0.24433 0.2412

Berdasarkan Tabel 11 dan Tabel 12 di atas dapat dilihat bahwa nilai error pada pengujian nilai Me dan k cenderung bernilai kecil. Dalam hal ini

(51)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap nilai kadar air keseimbangan (Me) adalah kecepatan udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara, dan kematangan bahan. Jika suhu udara pengering semakin tinggi dengan kecepatan udara pengering yang sama, maka nilai kadar air keseimbangan (Me) semakin rendah. Berikut ini adalah pemodelan matematis nilai Me setelah dilakukan analisis dengan error sekitar 0.1% sampai dengan 1% :

v = 1.4 m/dt, Me = 17.707 [-ln (1-RH)/T]0.1972 v = 1 m/dt, Me = 14.594 [-ln (1-RH)/T]0.1544 v = 0.5 m/dt, Me = 16.626 [-ln (1-RH)/T]0.1433 v = 0.1 m/dt, Me = 14.720 [-ln (1-RH)/T]0.1251

Nilai konstanta pengeringan (k) hanya dipengaruhi oleh suhu udara pengering. Penentuan nilai k dilakukan dengan asumsi bahwa perubahan suhu bahan terhadap waktu dan suhu udara pengering adalah eksponensial. Jika suhu udara pengering semakin tinggi, maka nilai k yang diperoleh akan semakin tinggi. Berikut ini adalah pemodelan matematis nilai k setelah dilakukan analisis :

v = 1.4 m/dt, k = exp [(0.024/T)-1.464] v = 1 m/dt, k = exp [(0.051/T)-1.055] v = 0.5 m/dt, k = exp [(0.103/T)-1.262] v = 0.1 m/dt, k = exp [(0.063/T)-1.411] B. Saran

(52)

DAFTAR PUSTAKA

Adriati, L. 2004. Penentuan Kadar Air Keseimbangan Dinamis dan Konstanta Pengeringan Kacang Mente (Anacardium occidentale L.). Skripsi. Departemen Teknik Pertanian. IPB. Bogor.

Harmanto, N. 2005. Mahkota Dewa Obat Pusaka para Dewa. Penerbit Agromedia Pustaka, Jakarta, Indonesia.

Heldman and Singh R. P. 1981. Rekayasa Pangan. 2nd ed. The AVI Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut, USA.

Henderson, M. S. dan Perry, M. E. 1976. Agricultural Process Engineering. Third Edition. The AVI Publishing Company, Inc., Wesport, Connecticut, USA. Sari, P. 2005. Simulasi Pengeringan untuk Rancang Bangun Alat Pengering

Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.). Skripsi. Departemen Teknik Pertanian. IPB. Bogor.

Walpole, R. E. 1995. Pengantar Statistika. Edisi ke-3. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Wijaya, J. 2001. Penentuan Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Jamur Shiitake (Lentinus edodes) dengan Metode Dinamis. Skripsi. Departemen Teknik Pertanian. IPB. Bogor.

Wulandani, Dyah. 1997. Analisis Pengeringan pada Alat Pengering Kopi (Coffea Sp.) Efek Rumah Kaca Berenergi Surya. Tesis. Departemen Teknik

(53)

(54)

Lampiran 1. Data pengeringan pada suhu 50 °C dan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt

Kadar air awal bahan = 88.88 % Kecepatan udara = 1.4 m/dt Suhu pengering = 50 °C Suhu lingkungan = 30 °C RH pengering = 34 % RH lingkungan = 80 %

Waktu (menit)

Massa Bersih (gram)

Kadar Air (% bb)

Kadar Air (% bk)

Laju Pengeringan (% bk/menit)

0 30.32 88.88 811.71 0.0000

10 27.05 87.54 713.21 9.8493

20 24.18 86.06 626.77 8.6445

30 21.68 84.45 551.47 7.5300

40 19.43 82.65 483.70 6.7770

50 17.33 80.55 420.45 6.3252

60 15.42 78.14 362.92 5.7529

70 13.65 75.30 309.60 5.3313

80 12.19 72.35 265.63 4.3975

90 10.90 69.07 226.77 3.8855

100 9.75 65.43 192.14 3.4638

110 8.75 61.47 162.02 3.0120

120 7.92 57.44 137.02 2.5000

140 6.64 49.23 98.46 1.9277

160 5.74 41.27 71.35 1.3554

180 5.11 34.03 52.38 0.9488

200 4.66 27.66 38.82 0.6777

220 4.33 22.15 28.89 0.4970

240 3.96 14.87 17.74 0.5572

270 3.90 13.56 15.93 0.0602

300 3.86 12.69 14.73 0.0402

330 3.86 12.69 14.73 0.0000

(55)

Lampiran 2. Data pengeringan pada suhu 45 °C dan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt

Waktu (menit)

0 30.15 88.16 744.56 0.0000

10 27.85 87.18 680.13 6.4430

20 25.37 85.92 610.66 6.9472

30 23.01 84.48 544.55 6.6111

40 20.75 82.79 481.24 6.3310

50 18.69 80.89 423.53 5.7707

60 16.00 77.68 348.17 7.5355

70 14.91 76.05 317.64 3.0534

80 13.38 73.31 274.78 4.2860

90 12.01 70.27 236.40 3.8378

100 10.82 67.00 203.07 3.3336

110 9.83 63.67 175.33 2.7733

120 8.97 60.19 151.24 2.4091

140 7.64 53.26 113.99 1.8629

160 6.66 46.38 86.53 1.3726

180 5.97 40.18 67.20 0.9665

200 5.31 32.75 48.71 0.9244

220 5.11 30.12 43.11 0.2801

240 4.84 26.22 35.55 0.3782

270 4.53 21.17 26.86 0.2895

300 4.33 17.53 21.26 0.1868

330 4.19 14.77 17.34 0.1307

360 4.09 12.69 14.54 0.0934

390 4.04 11.63 13.14 0.0467

420 4.04 11.63 13.14 0.0000

(56)

Kadar Air (% bk)

0 30.30 86.86 661.05 0.0000

10 27.30 85.42 585.70 7.5350

20 24.79 83.94 522.65 6.3043

30 22.39 82.22 462.37 6.0280

40 20.18 80.27 406.86 5.5508

50 18.29 78.23 359.39 4.7471

60 16.57 75.97 316.19 4.3201

70 15.04 73.53 277.77 3.8429

80 13.66 70.86 243.10 3.4661

90 12.46 68.05 212.96 3.0140

100 11.33 64.86 184.58 2.8382

110 10.36 61.57 160.72 2.4363

120 9.53 58.23 139.37 2.0847

140 8.23 51.63 106.72 1.6326

160 7.26 45.17 82.36 1.2182

180 6.55 39.22 64.52 0.8916

200 5.96 33.20 49.71 0.7409

220 5.54 28.14 39.16 0.5275

240 5.22 23.74 31.12 0.4019

270 4.88 18.42 22.58 0.2847

300 4.67 14.75 17.31 0.1758

330 4.57 12.89 14.79 0.0837

360 4.50 11.53 13.04 0.0586

390 4.45 10.54 11.78 0.0419

420 4.45 10.54 11.78 0.0000

(57)

0 30.10 85.85 606.69 0.0000

10 28.39 84.99 566.54 4.0149

20 26.51 83.93 522.40 4.4140

30 24.90 82.89 484.60 3.7801

40 23.31 81.72 447.27 3.7331

50 21.88 80.53 413.70 3.3575

60 20.43 79.15 379.65 3.4044

70 18.91 77.47 343.97 3.5688

80 17.61 75.81 313.14 3.0523

90 16.34 73.93 283.62 2.9818

100 15.16 71.90 255.92 2.7705

110 14.15 69.89 232.21 2.3714

120 13.10 67.48 207.55 2.4653

140 11.46 62.83 169.05 1.9253

160 10.04 57.57 135.71 1.6670

180 8.92 52.24 109.41 1.3148

200 8.03 46.95 88.52 1.0448

220 7.28 41.48 70.91 0.8805

240 6.70 36.42 57.29 0.6809

270 6.11 30.28 43.44 0.4618

300 5.72 25.52 34.28 0.3052

330 5.44 21.69 27.71 0.2191

360 5.15 17.28 20.90 0.2270

390 5.02 15.14 17.84 0.1017

420 4.90 13.06 15.03 0.0939

450 4.82 11.62 13.15 0.0626

480 4.78 10.88 12.21 0.0313

510 4.78 10.88 12.21 0.0000

(58)

Lampiran 5. Data pengeringan pada suhu 50 °C dan kecepatan udara pengering 1 m/dt

Kadar air awal bahan = 88.94 % Kecepatan udara = 1 m/dt Suhu pengering = 50 °C Suhu lingkungan = 29 °C RH pengering = 34 % RH lingkungan = 85 %

Waktu (menit)

0 30.21 88.94 804.17 0.0000

10 25.88 87.09 674.57 12.9593

20 22.13 84.90 562.34 11.2234

30 18.32 81.76 448.31 11.4030

40 14.95 77.65 347.45 10.0861

50 12.14 72.48 263.35 8.4101

60 9.56 65.05 186.13 7.7217

70 7.59 55.98 127.17 5.8960

80 6.15 45.67 84.07 4.3098

90 5.15 35.13 54.14 2.9929

100 4.56 26.73 36.48 1.7658

110 4.27 21.76 27.80 0.8679

120 4.09 18.31 22.42 0.5387

140 3.94 15.20 17.93 0.2245

160 3.85 13.22 15.23 0.1347

180 3.82 12.54 14.34 0.0449

200 3.78 11.64 13.14 0.0599

220 3.78 11.64 13.14 0.0000

(59)

Kadar Air (% bk)

0 30.18 89.50 852.35 0.0000

10 25.73 87.68 711.92 14.0427

20 22.32 85.80 604.31 10.7608

30 19.09 83.39 502.38 10.1928

40 16.25 80.49 412.76 8.9621

50 13.74 76.93 333.55 7.9207

60 11.49 72.41 262.55 7.1003

70 9.64 67.12 204.17 5.8380

80 8.00 60.38 152.42 5.1753

90 6.68 52.54 110.76 4.1655

100 5.60 43.39 76.68 3.4081

110 4.86 34.77 53.33 2.3352

120 4.32 26.62 36.29 1.7041

140 3.83 17.23 20.83 0.7731

160 3.65 13.15 15.15 0.2840

180 3.58 11.45 12.94 0.1104

200 3.55 10.70 11.99 0.0473

220 3.53 10.19 11.36 0.0316

240 3.53 10.19 11.36 0.0000

(60)

0 30.19 89.79 879.48 0.0000

10 27.47 88.78 791.23 8.8243

20 24.69 87.52 701.04 9.0189

30 22.41 86.25 627.08 7.3968

40 20.07 84.65 551.16 7.5915

50 17.74 82.63 475.57 7.5590

60 15.75 80.44 411.01 6.4560

70 13.88 77.80 350.34 6.0667

80 11.95 74.22 287.73 6.2614

90 10.29 70.06 233.88 5.3854

100 8.70 64.59 182.29 5.1583

110 7.50 58.92 143.36 3.8931

120 6.50 52.60 110.92 3.2442

140 5.09 39.47 65.18 2.2872

160 4.20 26.64 36.30 1.4437

180 3.76 18.06 22.03 0.7137

200 3.58 13.94 16.19 0.2920

220 3.51 12.22 13.92 0.1135

240 3.46 10.98 12.30 0.0811

270 3.46 10.98 12.30 0.0000

(61)

Waktu (menit)

0 30.25 89.78 878.49 0.0000

10 27.40 88.72 786.30 9.2187

20 25.02 87.65 709.32 7.6984

30 22.89 86.50 640.42 6.8897

40 20.93 85.23 577.02 6.3399

50 19.03 83.76 515.57 6.1458

60 17.15 81.98 454.76 6.0811

70 15.32 79.82 395.56 5.9194

80 13.74 77.50 344.46 5.1107

90 12.16 74.58 293.35 5.1107

100 10.65 70.98 244.51 4.8843

110 9.26 66.62 199.54 4.4961

120 8.04 61.55 160.08 3.9462

140 6.25 50.54 102.18 2.8950

160 5.09 39.27 64.66 1.8761

180 4.32 28.45 39.75 1.2453

200 3.89 20.54 25.84 0.6954

220 3.66 15.55 18.41 0.3720

240 3.60 14.14 16.46 0.0970

270 3.54 12.68 14.52 0.0647

300 3.50 11.71 13.23 0.0431

330 3.50 11.71 13.23 0.0000

(62)