BAB V
Alat-Alat Pengering
By
5.1 Umum
Campuran padat-cair dipisahkan dengan cara:
Mekanis: filtrasi, sedimentasi, sentrifugasi, dll Thermis: evaporasi, drying, dll
Kimiawi: ekstraksi (leaching), adsorpsi, dll
Pengeringan: pemisahan cairan dari suatu
bahan padat yang lembab (kandungan cairan rendah) dengan cara menguapkan cairan
tersebut dan membuang uap yang terbentuk.
Setiap pengeringan melibatkan perpindahan
panas dan perpindahan masa secara bersamaan.
Pengeringan adalah penghilangan kadar air yg
jmlnya relatif sedkit dari bhn padat dg mengg panas
Penghilangan air berlangsung pd T dibawah ttk
didih air & seringkali dg bantuan udara/gas panas.
Selain sbg penyedia panas hembusan udara ini juga
berfungsi untuk menurunkan P parsial uap air.
Kandungan air yg diturunkan umumnya rendah
Jika jml air besar, perlu penanganan pendahuluan,
spt: filtrasi, sentrifugasi, dll.
Pengeringan merupakan bagian akhir proses, yaitu
5.2 Konsep Dasar Sistem Pengeringan
Proses pengeringan merupakan proses pp dari sebuah
perm benda shg kandungan air benda berkurang.
Pp terjadi krn adanya beda T antara 2 perm.
Beda T timbul akibat adanya aliran udara panas diatas
perm benda yg akan dikeringkan
Aliran fluida panas merup fluida kerja bagi sistim
pengeringan ini
Komponen aliran udara yg mempengaruhi proses
pengeringan adalah:
Kecepatan Suhu
Tekanan
5.3 Perpindahan Panas pada Pengeringan
Jumlah panas yg diperlukan untuk
pengeringan terutama terdiri atas:
Panas untuk memanaskan bahan hingga
mencapai T pengeringan
Panas penguapan untuk mengubah cairan ke
fasa uap
Panas yang hilang ke sekeliling.
Panas yang diberikan pada bahan terjadi
secara:
Konduksi Konveksi radiasi
Pengeringan Konveksi
Panas diberikan langsung ke bahan oleh
suatu gas panas (biasanya udara) secara:
Kontak langsung, jika cairan tidak berbahaya Kontak tidak langsung, jika cairan berbahaya
Kontak Langsung dengan cara:
Pengaliran atas
Pengaliran tembus Fluidisasi
Pengeringan Radiasi
Panas dipindahkan secara langsung sebagai
radiasi infra merah ke bahan.
Suhu radiasi sangat tinggi (400-2000oC)
Waktu pengeringan singkat
Aplikasi terbatas karena tingginya suhu Biasanya untuk jumlah bahan yang kecil
Proses pengeringan
Proses 1-2: proses awal
aliran udara panas
menguapkan sejml air berbanding lurus dg ber+nya waktu
pemanasan.
Proses 2-3: dg ber+nya
waktu, kapasitas proses penguapan berkurang akibat menurunnya suhu aliran udara panas &
naiknya kelembapan relatif udara shg udara panas mjd jenuh & tidak mampu lagi menguapkan air.
Laju pengeringan thd waktu
Titik 1-2: constant-rate period Titik 2: critical moisture content Titik 2-3: falling-rate period5.4 Sasaran Pengeringan
a.
Mengurangi biaya transpor
b.
Agar mudah ditangani dan mudah
penggunaannya
c.
Untuk mendapatkan sifat-sifat ttt spt
tahan lama ( awetpenyimpanan),
mudah mengalir, rasa & bentuk
terjaga, dll.
Operasi ini melibatkan perpind masa dan
panas sekaligus perub fasa dari fasa cair ke fasa gas.
Kecepatan pengeringan dikendalikan oleh
kec pemindahan panas dari medium yg memberikan panas dan kec difusi air dari dlm bahan ke medium pembawa uap.
Kemampuan udara pembawa uap terbatas,
makin tinggi T udara, makin besar kemampuannya mengambil uap air.
5.5 Peralatan Pengering
Secara umum peralatan pengering terdiri dari bagian berikut:
Pemanas udara
Kipas penghembus udara
Tempat bahan yang akan dikeringkan
Sebagai pemanas dapat berupa gas-gas panas hasil pembakaran
Berdasarkan cara pemanasannya dikelompokkan: Pemansan langsung: gas panas langsung berkontak
dg bhn yg akan dikeringkan
Pemansan tak langsung: bahan dipanasi oleh suatu
permukaan panas, krn tidak ada hembusan udara maka suhu tinggi diperlukan.
5.6 Klasifikasi & Pemilihan
Bermacam-macam alat pengering di
industri:
Tray dan Tunnel Dryer Rotary dryer
Drum dryer Spray dryer
Pneumatic dryer
Kriteria Pemilihan Alat Pengering
a. Kondisi bahan (bhn padat dapat mengalir, pasta, suspensi).
b. Sifat-sifat bahan (mudah terbakar,
ketahanan panas, bahaya ledakan debu, sifat oksidasi).
c. Jenis cairan dalam bahan (air, organik
pelarut, dapat terbakar, beracun, korosif).
d. Kuantitas bahan.
A. Tray & Tunnel Dryer
Apabila jml bahan banyak, diperlukan
pengering yg bekerja scr kontinyu,
untuk ini dibuat ruangan berupa
terowongan (tunnel) yg panjang.
Digunakan untuk pengeringan bata,
bahan keramik, kayu, dsb.
Pengeringan berjalan lambat dan
jumlah bahan besar.
Gbr. Tray Dryer
Produk
ditempatkan pd setiap susunan rak
Udara panas (fluida
kerja) diperoleh dari pembakaran bhn bakar, panas matahari, atau listrik
Keterangan Tunnel Dryer
Konstruksi serupa dg tray dryer,perbedaaan pada penempatan produk yg akan dikeringkan.
Bahan ditempatkan pada susunan rak dan
susunan rak ini ditempatkan diatas sebuah kereta dorong shg mempermudah
pemasukan dan pengeluarannya.
Aliran udara dapat diatur secara co-current,
counter current, atau cross current dg letak susunan kereta.
B. Rotary Dryer
The foodstuff is
contained in a horizontal inclined cylinder through which it travels, being heated either by air flow through the cylinder, or by conduction of heat from the cylinder walls. In some cases, the
cylinder rotates and in others the cylinder is stationary and a paddle or screw rotates within the cylinder conveying the material through.
Keterangan Gambar
1. Heavy Duty Rotary DryerDrum
2. Internal Rotary Dryer Lifters
3. Rotary Dryer Riding Rings 4. Rotary Dryer Trunnion
Rollers
5. Rotary Dryer Thrust Wheel 6. Rotary Dryer Drive
7. Rotary Dryer Feed Chute
8. Combustion Chamber (optional)
9. Rotary Dryer Discharge Chute
10. Rotary Dryer Discharge Seals
11. Rotary Dryer Support Frame
12. Rotary Dryer Modular Frame (optional)
13. Rotary Dryer Burner System
Rotary Dryer
Untuk menangani bahan berbentuk butiran atau
kristal yang tidak lekat satu dg yg lain.
Bahan yg akan dikeringkan dimasukkan pd ujung
yang lebih tinggi.
Bagian dalam tromol terdapat sudu-sudu memanjang
sepanjang tromol.
Saat tromol berputar, sudu-sudu mengangkat bahan
dari bawah keatas dan menjatuhkannya kembali ke bawah, dg demikian bahan tersebar dalam tromol dan kontak dg medium pengering dg baik.
Bahan keluar dari ujung yg lebih rendah.
Media pengering udara panas/gas hasil pembakaran
Roller or Drum Dryer
Digunakan untuk suspensi (padatan dalam cairan). Terdiri dari 1 atau 2 drum yg permukaannya dipanasi
dg steam dari dalam drum.
Drum berputar perlahan-lahan.
Bahan (suspensi) disebarkan (membentuk lapisan
tipis) pada permukaan drum shg cairan teruapkan dan meninggalkan padatan di permukaan drum.
Padatan yg menempel pd permukaan drum dilepaskan
oleh pisau penggerak.
Drum pengering dioperasikan didalam ruang hampa
untuk menurunkan suhu pemanasan shg kerusakan bahan akibat panas dapat dikurangi.
D. Fluidized Bed Dryer
Bahan yg dikeringkan disuspensikan dengan medium
udara panas.
Pengeringan berlangsung sangat cepat.
Laju pengeringan berbanding lurus thd: diameter butiran
dipangkatkan ¾, beda suhu gas dan bahan, akar laju alir gas pengering, koefisien pp, dan tekanan.
Fluidisasi adalah suspensi dan pengadukan unggun
butiran-butiran padat oleh aliran tegak (vertikal) gas.
Tiap butir diselimuti gas.
Panas pengeringan dipindahkan scr konduksi dan
konveksi.
Sbg sumber panas dipakai coil listrik, steam, atau gas
pembakaran.
Dapat beroperasi pada T tinggi shg bisa juga dilakukan
Gbr Fluidized Bed Dryer
In a fluidized bed
dryer, the food
material is maintained suspended against
gravity in an upward-flowing air stream. There may also be a horizontal air flow
helping to convey the food through the dryer. Heat is transferred
from the air to the food material, mostly by convection.
E. Spray Dryer
Umpan yg digunakan berupa suspensi (padat-gas), pasta, suspensi padat-cair. Umpan disebarkan dlm btk butiran-butiran halus (atomisasi, sprayed). Waktu pengeringan singkat.F. Pneumatic Dryer
Pengeringan berlangsung sangat cepat
(1-10 dtk).
Butiran bahan dijatuhkan dalam suatu
aliran gas panas.
Laju udara biasanya 130-200 m/mnt. Butiran akan terangkut dan dipisahkan
dalam sebuah cyclone dan selebihnya masuk dalam bag filter.
Suhu gas pengering tinggi sedang bahan
