BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengenalan
Pemanfaatan pompa kalor untuk pengering sangat menarik dan praktis. Pengering pompa kalor memiliki koefisien kinerja yang tinggi dan berpotensi memperbaiki kualitas produk yang dikeringkan karena kemampuan pompa kalor untuk beroperasi pada suhu yang lebih rendah. Keuntungan utamanya yaitu pengering kompatibel dan pada suhu rendah. Bagi perkembangan pengering pompa kalor, teknologi pompa kalor digunakan untuk meningkatkan nilai ekonomis dan efisiensi pengering udara panas konvensional. Penurunan kadar air di alat pengering pompa kalor menerima banyak perhatian karena kemampuannya untuk membalikkan panas laten dan mentransfernya ke pengeringan udara yang mampu mengeringkan pada temperatur rendah, biaya rendah dan operasi bahkan di bawah kondisi ruangan lembab dan menyebabkan pencemaran lingkungan yang minimum [1]. Perlu diingat bahwa jika pengering bekerja secara efisien, udara keluar harus memiliki suhu yang dekat dengan temperatur wet bulb dan juga pada kelembaban yang tinggi. Oleh karena itu, sebagian besar entalpi gas panas laten dalam uap air dan harus mengembalikan panas , bila memungkinkan, termasuk kondensasi uap air dari udara pengeringan. Metode ini diterapkan dalam Penurun kadar air di alat pengering pompa kalor [2].
Tiga keunggulan utama dari pengering pompa kalor adalah [3]: 1. Pengeringan pada suhu rendah dapat meningkatkan kualitas.
2. Efisiensi energi yang tertinggi dicapai karena keduanya sensible dan panas laten evaporasi diperlukan.
Prinsip dari pompa kalor, sama dengan yang terlibat dalam siklus pendinginan, telah dikenal selama lebih dari 100 tahun. Dalam tiga dekade terakhir, aplikasi pompa kalor telah dibatasi hanya oleh kondisi ekonomi [2]. Perlu dicatat bahwa melawan keunggulan ini, menggunakan energi listrik yang umumnya lebih mahal daripada bentuk-bentuk dari energi lain dan munculnya krisis energi pada awal tahun 1970 menyebabkan beberapa kekhawatiran terkait untuk menemukan sumber energi alternatif untuk pembangkit listrik dalam bidang industri, oleh karena itu, penerapan pompa kalor pengeringan terbatas.
Siklus refrigerasi tradisional digerakkan oleh listrik atau panas, yang sangat meningkatkan konsumsi listrik dan energi fosil. The International Institute of Refrigeration di Paris (IIF / IIR) memperkirakan bahwa sekitar 15% dari seluruh listrik diproduksi di seluruh dunia digunakan untuk pendinginan dan AC proses dari berbagai jenis, dan konsumsi energi untuk sistem pendingin udara baru-baru ini diperkirakan 45% dari seluruh rumah tangga dan bangunan komersial. Selain itu, konsumsi beban puncak listrik selama musim panas sedang ditegakkan kembali oleh penyebaran peralatan AC [4-6].
pada proses industri dengan suhu rendah dan sedang (maksimum 100 0C). Aplikasi utama mengering pulp dan kertas, berbagai produk makanan, kayu dan potongan kayu. Karena pengeringan dijalankan dalam sistem tertutup, bau dari pengeringan produk makanan, dll berkurang [10].
2.2. Heat Pump
Pompa kalor adalah pendingin (refrigerators) yang meningkatkan energi yang didapat dengan mendinginkan dari energi bersuhu rendah ke tingkat suhu yang lebih tinggi dengan bantuan eksternal (pendorong) energi dan dikirim dari kompresor ke refrigeran [11- 13]. Pompa kalor merujuk pada fakta bahwa baik pendinginan dan kinerja pemanasan pada refrigerator yang digunakan [17].
2.2.1 Dasar dari Pompa Kalor
Gambar 2.1.Diagram siklus dasar pompa kalor dengan media
udara 2.2.2 Refrigerants
menemukan alternatif refrigeran murni. Ada sejumlah besar refrigeran alternatif di pasar.
Tabel 2.1 mencantumkan beberapa alternatif ini [23].Dalam ASHRAE Standard 34 [24], refrigeran diklasifikasikan sesuai dengan bahaya yang terlibat dalam penggunaannya. Klasifikasi toksisitas dan mudah terbakar menghasilkan enam kelompok keamanan (A1, A2, A3, B1, B2, dan B3) untuk pendingin. Kelompok A1 pendingin yang paling tidak berbahaya, Grup B3 yang paling berbahaya.
Tabel 2.1 Beberapa Refrigeran Alternatif
2.2.3 Aplikasi Pompa Kalor
Ada beberapa aplikasi pemanasan dan pendinginan yang tidak bisa mendapatkan keuntungan dari teknologi pompa kalor dan dengan demikian memberikan efisiensi energi yang signifikan.
Pompa kalor juga bisa untuk mengklaim panas gratis atau limbah dari sejumlah tempat seperti: udara ambien, air tanah, tanah itu sendiri, aplikasi komersial di mana panas yang tidak diinginkan akan dibuang.
2.3 Pengering Pompa Kalor
Ada berbagai cara untuk pengeringan bahan basah dan seringkali diperlukan untuk membandingkan efisiensi dari metode yang berbeda. Parameter yang mudah digunakan adalah 'efektivitas' yang mengacu pada jumlah air yang diambil per masukan satuan energi, dinyatakan dalam kg H2O kW h-1 [26]. Metode pengeringan yang paling sederhana adalah untuk meniup udara panas di atas bahan lembab dan untuk membuang udara lembab ke atmosfer [27,28]. Peningkatan dapat dilakukan dengan cara menghitung ulang sebagian dari udara tetapi jumlah peningkatan dibatasi dan itu adalah dengan mengorbankan peningkatan waktu pengeringan.
Salah satu cara yang paling efisien serta dapat dikendalikan untuk mengeringkan bahan basah adalah dengan menggunakan pengeringan pompa kalor. Selama bertahun-tahun pompa kalor telah dikenal sebagai metode yang efisien energi. untuk pengeringan adalah perbedaan panas panas yang dihasilkan oleh kondensor dan panas dingin evaporator akan menggunakan secara bersamaan selama operasi. Panas dari kondensor akan diproduksi panas dan akan digunakan untuk memanaskan material dan panas dingin dari evaporator akan digunakan dalam proses (Gbr. 2.2).
Penerapan pompa kalor di bidang pertanian mulai dengan penggunaannya sebagai perangkat tambahan untuk pemanas. Penelitian dan pengembangan selanjutnya telah menghasilkan pengembangan proses pengeringan yang berjalan hanya dengan pompa kalor. Penggunaan komersial pengering pompa kalor yang terintegrasi telah dilaporkan di banyak bagian Eropa, Asia dan Australia di mana teknologi telah diterapkan terutama di sektor pengolahan makanan laut [29].
2.3.1 Klasifikasi Pompa Kalor
pompa air panas telah banyak digunakan dalam aplikasi pengeringan. Skema klasifikasi untuk pengering pompa kalor diberikan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.2. Skema diagram pompa kalor
2.3.2 Ulasan mengenai Pompa Kalor-Pengering tambahan (Heat Pump-Assisted Dryer)
Kemampuan pompa kalor untuk mengkonversi panas laten kondensasi uap ke dalam panas sensibel dari aliran udara yang melewati kondensor membuat mereka menarik dalam aplikasi pengeringan terutama bila dikombinasikan dengan kemampuan untuk menghasilkan kondisi pengeringan yang terkendali dengan baik [30]. Untuk alasan ini pengering pompa kalor telah digunakan selama puluhan tahun di pembakaran kayu untuk mengurangi kelembapan udara dan meningkatkan kualitas kayu [31].
a. Sistem pengering Pompa Kalor dengan media Udara
Mengikuti tren secara umum untuk meningkatkan kualitas produk dan mengurangi konsumsi energi, banyak peneliti telah mengakui fitur khusus pompa kalor, yang telah menghasilkan pertumbuhan yang cepat dari kedua teori dan penelitian tentang pengeringan pompa kalor dengan media udara (Tabel 2.2) diterapkan.
Keuntungan utama dan keterbatasan pengering pompa kalor adalah sebagai berikut [66]:Keuntungan:
• Efisiensi energi yang lebih tinggi dengan profil temperatur terkontrol untuk memenuhi persyaratan produk.
• Kualitas produk yang lebih baik dengan profil temperatur terkontrol untuk memenuhi persyaratan produk
• Beragam pengeringan kondisi biasanya dari -200C sampai 100 0C (dengan pemanasan tambahan) layak.
• Output Produk yang konsiten
• Cocok untuk produk bernilai tinggi dan bernilai rendah. • Memungkinkan pengolahan Aseptik.
• Fitur lain dari pengering pompa kalor adalah sifat konsumsi energi yang rendah [67,68].
• Studi awal menemukan bahwa kualitas warna dan aroma produk pertanian kering dengan menggunakan pompa kalor lebih baik dari produk mereka yang menggunakan pengering udara panas konvensional [38,41,43,53].
• Pemanas tambahan mungkin diperlukan untuk pengeringan bersuhu tinggi karena tingkat tekanan kritis beberapa refrigeran.
• Biaya modal awal mungkin tinggi karena banyak komponen pendingin. Sistem Membutuhkan waktu steady state untuk mencapai kondisi pengeringan yang diinginkan.
• Diperlukan perawatan secara berkala untuk komponen. • Kebocoran refrigeran ke lingkungan dapat terjadi jika ada
keretakan pada pipa karena sistem bertekanan. b. Sistem Pompa Kalor Dengan Cairan Kimia
Pompa kalor kimia (CHP) adalah sistem manajemen energi panas yang memiliki beberapa kegunaan memungkinkan sejumlah fungsi simultan dan tidak memerlukan masukan energi mekanik. Penggunaan ini termasuk penyimpanan panas energi, pompa kalor, meningkatkan kualitas panas dan pendinginan [69,70]. Di antara proses industri, unit usaha tertentu seperti pengeringan, distilasi, penguapan dan kondensasi berurusan dengan sejumlah besar perubahan entalpi dimana CHP dapat secara efektif dimanfaatkan [71]. Dalam beberapa tahun terakhir beberapa penelitian telah dilakukan dalam menggunakan panas kimia sistem pompa pengeringan.
pengering pompa kalor kimia (CHPD). Potensi komersial CHPDs dibahas [72].
Hasil dari studi eksperimental dari pompa kalor kimia (CHP) dibantu pengering konvektif (Gbr. 4) menunjukkan bahwa hal itu dapat digunakan untuk produksi air panas untuk bets pengeringan menggunakan suhu udara ambien pada tahap pelepasan kalor. Unit CHP dapat dioperasikan untuk meningkatkan tingkat suhu dan juga untuk mengurangi kelembapan udara, yang merupakan fitur yang sangat menarik untuk pengeringan. Hasil disajikan untuk reaktor silinder tunggal untuk mempelajari efek dari kondisi pertukaran panas pada produksi udara panas. Hasil menunjukkan bahwa produksi udara panas ditingkatkan dengan memperbesar alat penukar kalor, meningkatkan kecepatan transfer kalor dengan menggunakan jala stainless dan meningkatkan laju aliran udara [73].
Gambar 2.4 Type standart dari Pompa kalor kimia
c. Pengering Pompa Kalor bersumber dari Bumi (Geothermal) Sebuah pompa kalor yang bersumber dari dalam tanah (Bumi) (GSHP) mengubah energi bumi menjadi energi yang berguna untuk panas dan dingin. Ini menyediakan panas suhu rendah dengan mengekstraksi dari tanah atau reservoar air. Ini sebenarnya dapat menghasilkan lebih banyak energi daripada yang digunakannya, karena memperoleh energi bebas tambahan dari tanah [75]. Ada berbagai penelitian pada pompa kalor sistem geothermal (GSHP) [76-96], sedangkan, beberapa studi telah dilakukan mengenai pemanfaatan jenis pompa kalor untuk aplikasi pengeringan.
GSHP menyerap panas dari tanah dan menggunakannya untuk kalor fluida kerja. GSHPs merupakan alternatif yang efisien untuk metode konvensional rumah pendingin karena mereka menggunakan tanah sebagai sumber energi atau tenggelam daripada menggunakan udara ambien. Tanah adalah media pertukaran panas termal lebih stabil daripada udara, pada dasarnya tidak terbatas dan selalu tersedia. Para GSHPs bertukar kalor dengan tanah, dan mempertahankan tingkat kinerja yang tinggi bahkan di iklim dingin [97].
2.4 Komoditas Hortikultura dan Pasca Panen Cabai
Komoditas hortikultura merupakan komoditas potensial yang mempunyai nilai ekonomi tinggi dan memiliki potensi untuk terus dikembangkan. Dari sisi penawaran atau produksi, survei Ditjen Hortikultura pada tahun 2008 menyatakan luas wilayah Indonesia memungkinkan pengembangan berbagai jenis tanaman hortikultura, yang mencakup 323 jenis komoditas terdiri atas 60 jenis komoditas buah-buahan, 80 jenis komoditas sayur-sayuran, 66 jenis komoditas biofarmaka dan 117 jenis komoditas tanaman hias.
Salah satu komoditas hortikultura potensial untuk dikembangkan adalah komoditas Cabai Merah, terutama Cabai Merah besar dan Cabai Merah keriting. Beberapa alasan penting pengembangan komoditas Cabai Merah adalah :
a. Komoditas bernilai ekonomi tinggi (high economic value commodity). b. Komoditas unggulan nasional dan daerah.
c. Menduduki posisi penting dalam menu pangan.
d. Mempunyai manfaat yang cukup beragam dan bahan baku industri.
e. Memiliki beragam tujuan pasar, baik untuk pasar tradisional, pasar modern (supermarket),maupun untuk industri pengolahan.
Gambar 2.5 Struktur Kimia Capsaicin (8-metil-N-vanilil-6
nonenamida)
Cabai rawit Paprika Cabai merah besar
Cabai kriting Pimento Bhut Jolokia
Red savina papper Habanero Papper Thai Papper
Gambar 2.6 Berbagai Jenis Cabai
Tabel 2.3 Kualitas Cabai Merah Besar Segar Berdasarkan Standar Nasional
Indonesia (SNI 01-4480-1998)
Sumber: Departemen Pertanian, Standar Mutu Indonesia SNI 01-4480-1998
2.5 Konsep Dasar Pengeringan Bahan Pertanian Cabai Merah
Secara garis besar pengeringan dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu pengeringan alami dan pengeringan buatan. Pengeringan alami dapat dilakukan dengan penyinaran matahari langsung, yaitu penjemuran di bawah sinar matahari. Sementara pengering buatan adalah pemanfaatan panas dari suatu media tanpa bergantung dari sinar matahari.
sampai batas tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan bahan pertanian akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan diolah atau dimanfaatkan [105].
Pengeringan merupakan salah satu cara dalam teknologi pangan dengan tujuan pengawetan. Manfaat lain dari pengeringan adalah memperkecil volume dan berat bahan dibanding kondisi awal sebelum pengeringan. Sehingga akan menghambat ruang [106].
Pengeringan produk atau hasil pertanian dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah suhu, kelembaban udara, kecepatan aliran udara serta kadar air. Ukuran bahan juga mempengaruhi cepat lambatnya pengeringan. Selain itu jenis alat pengering juga mempengaruhi proses pengeringan [107].
Kelembaban udara (RH) juga mempengaruhi proses pengeringan. Kelembaban udara berbandingan lurus dengan waktu pengeringan. Semakin tinggi kelembaban udara maka proses pengeringan (waktu pengeringan) akan berlangsung lebih lama. Apabila bahan pangan dikeringkan dengan udara sebagai media pengering, maka semakin panas udara tersebut semakin cepat pengeringan. Berbeda dengan RH, kecepatan aliran udara berbanding terbalik dengan waktu pengeringan. Semakin tinggi kecepatan aliran udara, proses pengeringan akan berjalan lebih cepat [105].
Tabel 2.4 Tabel Standart Mutu Cabai Kering berdasarkan Standar Nasional
Indonesia (SNI 01-3389-1994)
No. Jenis Uji Satuan Persyaratan
Mutu I Mutu II
Sumber: Departemen Pertanian, Standar Mutu Nasional SNI 01-3389-1994
Bila bahan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau dibelah maka proses pengeringan akan berlangsung dengan lebih cepat. Hal ini dikarenakan pembelahan atau pemotongan memperluas permukaan bahan sehingga akan lebih banyak permukaan bahan yang berhubungan dengan udara panas dan mengurangi jarak gerak panas untuk sampai ke bahan yang dikeringkan [109].
2.5.1 Kadar Air
Salah satu faktor yang mempengaruhi proses pengeringan adalah kadar air, pengeringan bertujuan untuk mengurangi kadar air bahan untuk menghambat perkembangan organisme pembusuk. Kadar air suatu bahan berpengaruh terhadap banyaknya air yang diuapkan dan lamanya proses pengeringan [107].
Kadar air basis basah dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
Kadar air basis kering (b,k) adalah perbandingan antara berat air yang aada dalam bahan dengan berat padatan yang ada dalam bahan. Kadar air berat kering dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
� = �� −���� �100%...(2.2)
Kadar air basis kering adalah berat bahan setelah mengalami pengeringan dalam waktu tertentu sehingga beratnya konstan. Pada proses pengeringan, air yang terkandung dalam bahan tidak seluruhnya diuapkan meskipun demikian hasil yang diperoleh disebut juga sebagai berat bahan kering [10].
2.5.2 Defenisi Vitamin C
askrobat). Bila asam dehidro askrobat teroksidasi lebih lanjut akan berubah menjadi asam diketuglukonat yang tidak aktif secara biologis. Manusia lebih banyak menggunakan asam askrobat dalam bentuk L; bentuk D asam askrobat hanya dimetabolisme dalam jumlah sedikit. D asam askrobat banyak digunakan sebagai bahan pengawet (daging). Manusia tidak dapat mensintesis asam askrobat dalam tubuhnya karena tidak mempunyai enzim untuk mengubah glukosa atau galaktosa menjadi asam askrobat, sehingga harus disuplai dari makanan.
2.5.3 Metode Penetapan Kadar Vitamin C
1. Metode Fisika
a. Metode Spektroskopis
Metode ini berdasarkan apda kemampuan vitamin C yang terlarut dalam air menyerap ultraviolet dengan panjang maksimum 265 mm.
b. Metode Polarografik
Metode ini berdasarkan pada potensial okksidasi asam askorbat dalam larutan asam atau pangan yang bersifat asam.
2. Metode Kimia
Metode kimmia merupakan metode yang paling banyak dan paling sering digunakan. Sebagian bessar metode didasarkan pada kemampuan daya reduksi yang kuat dari vitamin C.
Macam-macam penetapan metode kimmia antara lain: a. Titrasi dengan Iodimetri
Iodimetri akan mengoksidasi senyawa-senyawa yang mempunyai potensial reduksi yang leih kecil dibandingkan iodium dimana hal ini potensial reduksi iodium +0,535 volt, karena vitamin C mempunyai potensial reduksi yang lebih kecil (+0,116 volt) dibandingkan iodium sehingga dapat dilakukan titrasi langsung dengan iodium.
Vitamin C dapat direduksi oleh metylen blue dengan bantuan cahaya menjadi senyawa leuco (leuco-metylen blue). Reaksi ini sering digunakan untuk menentukan vitamin C secara kuantitatif. c. Titrasi dengan 2,6-dikhlorofenol indofenol
Metode ini adalah cara yang paling banyak digunakan untuk menentukan vitamin C dalam bahan pangan. Disamping mengoksidasi vitamin C, pereaksi indofenol juga mengoksidasi senyawa lain, misalnya senyawa-senyawa sulfidhril, thiosianat, senyawa-senyawa piridium,bentuk tereduksi dari turunan asam nikosianat dan riboflavin. Dalam larutan vitamin C, terdapat juga bentuk dehidro asam askrobat yang harus diubah menjadi asam askrobat.
2.6 Jenis – Jenis Pengeringan Bahan Pertanian
Jenis-jenis pengeringan berdasarkan karakteristik umum dari beberapa pengering konvensional dibagi atas 8 bagian[110], yaitu :
a. Baki atau wadah
Pengeringan jenis baki atau wadah adalah dengan meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang langsung berhubungan dengan media pengering. Cara perpindahan panas yang umum digunakan adalah konveksi dan perpindahan panas secara konduksi juga dimungkinkan dengan memanaskan baki tersebut.
b. Rotary
c. Flash
Pengering dengan flash (flash dryer) digunakan untuk mengeringkan kandungan air yang ada di permukaan produk yang akan dikeringkan. Materi yang dikeringkan dimasukkan dan mengalir bersama medium pengering dan proses pengeringan terjadi saat aliran medium pengering ikut membawa produk yang dikeringkan. Setelah proses pengeringan selesai, produk yang dikeringkan akan dipisahkan dengan menggunakan hydrocyclone. d. Spray
Teknik pengeringan spray umumnya digunakan untuk mengeringkan produk yang berbentuk cair atau larutan suspense menjadi produk padat. Contohnya, proses pengeringan susu cair menjadi sus bubuk dan pengeringan produk-produk farmasi. Cara kerjanya adalah cairan yang akan dikeringkan dibuat dalam bentuk tetesan oleh atomizer dan dijatuhkan dari bagian atas. Medium pengering (umumnya udara panas) dialirkan dengan arah berlawanan atau searah dengan jatuhnya tetesan. Produk yang dikeringkan akan berbentuk padatan dan terbawa bersama medium pengering dan selanjutnya dipisahkan dengan
hydrocyclone.
e. Fluidezed Bed
Pengeringan dengan menggunakan kecepatan aliran udara yang relatif tinggi menjamin medium yang dikeringkan terjangkau oleh udara. Jika dibandingkan dengan jenis wadah, jenis ini mempunyai luas kontak yang lebih besar.
f. Vacum
g. Membekukan
Pengeringan dengan menggunakan suhu yang sangat rendah. Biasanya digunakan pada produk-produk yang bernilai sangat tinggi, seperti produk farmasi dan zat-zat kimia lainnya.
h. Batch dryer
Pengeringan jenis ini hanya baik digunakan pada jumlah material yang sangat sedikit, seperti penggunaan pompa panas termasuk pompa panas kimia.
Pada bagian tugas sarjana ini akan dilakukan simulasi pada pengeringan tipe Baki (wadah) dengan menggunakan udara panas yang berasal dari kondensor air conditioner (AC).
2.7. Alat Pengering Sistem Pompa Kalor untuk Bahan Pertanian
Prinsip kerja pengering bahan pertanian sistem pompa kalor diilustrasikan seperti gambar 2.6 pompa kalor memberikan panas dengan mengekstraksi energi dari udara sekitar. Panas kering udara diproses memasuki ruang pengering dan berinteraksi dengan bahan pertanian.
Udara lembab yang hangat dari ruang pengering digunakan kembali untuk menaikkan temperatur udara yang keluar dari evaporator di dalam alat penukar kalor yang nantinya akan dialirkan ke kondensor dan kembali ke ruang pengering.
Keterangan gambar:
1. Alat pengering pompa kalor 2. Udara panas dari kondensor
3. Udara panas memenuhi ruang pengering 4. Udara lingkungan diserap evaporator
5. Udara dari ruang pengering dan evaporator di kondisikan dalam alat penukar kalor
Melalui skema siklus refrigerasi kompresi uap, panas yang dikeluarkan oleh kondensor dimanfaatkan untuk mengeringkan bahan pertanian. Udara panas dari kondensor dialirkan ke ruang pengering, selanjutnya udara hasil pengeringan menjadi lembab (basah). Udara dari ruang pengeringan kemudian dialirkan ke alat penukar kalor untuk menaikkan udara dingin yang keluar dari evaporator, udara tersebut selanjutnya akan menuju kondensor. Demikian seterusnya siklus udara pengering tersebut bersirkulasi. Skema dari pengering bahan pertanian ini terlihat pada gambar 2.7.
Kinerja alat pengering salah satunya dapat ditentukan dari efisiensi pengeringan. Efisiensi pengeringan merupakan perbandingan antara energi yang digunakan untuk menguapkan kandungan air bahan dengan energi untuk memanaskan udara pengering. Efisiensi pengeringan biasanya dinyatakan dalam persen. Semakin tinggi nilai efisiensi pengeringan maka alat pengering tersebut semakin baik.
2.8 Perhitungan Performansi Teknis
Perhitungan efisiensi pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan:
� =��
� × 100% ………. (2.1)
Dimana:
Qp adalah energi yang digunakan untuk pengeringan (kJ) Q adalah energi untuk memanaskan udara pengering (kJ)
Nilai laju ekstraksi air spesifik atau specific moisture extraction rate (SMER) merupakan perbandingan jumlah air yang dapat diuapkan dari bahan dengan energi listrik yang digunakan tiap jam atau energi yang dibutuhkan untuk menghilangkan 1 kg air. Dinyatakan dalam kg/kWh.
Perhitungan SMER menggunakan persamaan:
����=��̇�
��………. (2.2)
Dimana :
�� adalah jumlah air yang diuapkan (kg/h)
��� adalah energi yang digunakan untuk proses pengeringan (kW)
yang hilang, dinyatakan dalam kWh/kg dan dihitung dengan menggunakan persamaan:
���= 1
���� ………. (2.3)
Dimana:
��� adalah specific energy consumption (kWh/kg)
Laju pengeringan (drying rate; kg/jam), dihitung dengan menggunakan persamaan:
�̇� = ��−�� � ……… (2.4)
Dimana :
�� adalah berat bahan pertanian sebelum pengeringan (kg) �� adalah bahan pertanian setelah pengeringan (kg) � adalah waktu pengeringan (jam)
Kinerja dari pompa kalor dinyatakan dalam coefficient of performance
(COP), yang didefenisikan sebagai perbandingan antara kalor yang
dilepaskan oleh kondensor dengan kerja (energi) yang dibutuhkan untuk menggerakkan kompresor :
�����,ℎ = �̇�̇��
� ……… (2.5)
Dimana :
�̇�� adalah kalor yang dilepaskan oleh kondensor (kW) �̇� adalah kerja (energi) yang masuk dalam kompresor (kW)
Kalor yang dilepaskan oleh kondensor dihitung dengan persamaan:
�̇�� = �̇����,�����,�� − ��,��� ………. (2.6)
Dimana:
��,�� adalah panas spesifik udara ( kJ kg. K)
��,�� adalah suhu rata-rata udara keluar kondensor (K)
��,�� adalah suhu rata-rata udara masuk kondensor (K)
Kerja yang masuk ke dalam sistem (kerja kompresor) di hitung dengan persamaan:
�̇� =�̇���(ℎ2− ℎ1) ……….. (2.7)
Dimana:
�̇��� adalah laju aliran massa refrigeran (kg/s)
h1 diperoleh dari tekanan pada saluran keluar evaporator h2 diperoleh dari tekanan pada saluran keluar kompresor
Sebuah Sistem kompresi uap dengan memanfaatkan evaporator dan kondensor sekaligus disebut dengan sistem kompresi uap hibrid. Kinerja dari sebuah sistem kompresi uap hibrid dinyatakan dengan Total
Performance(TP) yang menyatakan jumlah beban maksimum pada ruang
pendinginan dan ruang pengeringan dibandingkan dengan daya kompresi, yang dirumuskan dengan:
��= ��+�̇��
�̇� ………... (2.8)
Dimana:
�� adalah kalor yang diserap oleh evaporator (kW) �̇�� adalah kalor yang dilepaskan oleh kondensor (kW) �̇� adalah kerja Kompresor (kW)
