Gambar 1. Tanaman Temu Putih (Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe) (Ochse & Van Den Brink, 1977)

(1)

19 II. TINJAUAN PUSTAKA

A. BOTANI TEMU PUTIH

Temu putih (Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe) cukup dikenal di kalangan masyarakat untuk bahan jamu. Kepopuleran tanaman obat ini digunakan untuk mengobati penyakit kanker. Temu putih tumbuh menyebar terutama di daerah Asia yaitu dari Himalaya ke Chittagong Utara sampai ke Indonesia.

Tanaman ini banyak dibudidayakan di Asia Tenggara, Madagaskar dan beberapa daerah di Indonesia. Di Indonesia, temu putih tumbuh subur pada ketinggian 1000 m di atas permukaan laut yaitu di daerah Sumatera dan Jawa.

Secara taksonomi, temu putih diklasifikasikan ke dalam divisi Spermatophyta, sub-divisi Angiospermae, kelas Monocotyledoneae, ordo Zingiberales, suku Zingiberaceae, marga Curcuma, spesies Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe.

Gambar 1. Tanaman Temu Putih (Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe) (Ochse & Van Den Brink, 1977)

Menurut Syukur (2003), temu putih merupakan tanaman semak dengan

tinggi hampir mencapai 2 m dengan batang semu berwarna hijau yang di dalam

tanah membentuk rimpang. Ciri khas dari tanaman ini adalah adanya warna ungu

di sepanjang ibu tulang daun. Helaian daunnya berwarna hijau muda sampai hijau

(2)

20 tua dengan punggung daun berwarna pudar dan mengkilat. Panjang daun antara 31–75 cm dan lebar daun 7–20 cm. Rimpang induk berbentuk lanset-lonjong, sedangkan rimpang akar yang berupa akar menggembung pada bagian ujungnya membentuk umbi dengan kulit rimpang berwarna putih. Antara satu rimpang dengan rimpang lain cukup liat untuk dipatahkan. Pada ujung-ujung akar terdapat bulatan-bulatan atau bintil-bintil yang merupakan cadangan air. Kulit rimpang berwarna putih. Apabila diiris, daging rimpangnya berwarna putih ke arah kuning muda dan rasanya pahit.

Gambar 2. Rimpang Temu Putih (Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe)

Temu putih berbunga majemuk, berbentuk tabung, bermahkota lonjong, dan berwarna putih. Buah berbentuk lonjong dengan warna hijau sedangkan biji bulat berwarna hitam (Syukur, 2003).

Rimpang temu putih mengandung zat warna kuning yaitu kurkuminoid

(diarilheptanoid) dan senyawa kimia lain, seperti: minyak atsiri, zingiberen,

sineol, polisakarida, dan golongan lain. Kurkuminoid yang telah diketahui

meliputi kurkumin, desmektosikurkumin, dan bisdemetoksikurkumin. Selain itu,

bagian minyak temu putih juga mengandung epikurzerenon, kurdion, dan

zedoaron (BPOM, 2007).

(3)

21 Gambar 3. Struktur Kimia Kurkumin

Rimpang temu putih berkhasiat sebagai antiflogostik, kholeretik, stomakik, antipiretik, dan pelega perut (Soedibyo, 1995). Menurut Depkes RI dalam SP. NO 383/12.01/1999, sudah sejak lama temu putih dimanfaatkan oleh masyarakat untuk terapi penyakit diare, muntah dan disentri. Dari hasil penelitian diketahui bahwa temu putih sangat baik untuk penyakit yang diakibatkan oleh gangguan paru-paru, diantaranya asma, TBC, dan sinusitis. Bahan aktif kurkumin berfungsi sebagai antikanker dan antioksidan. Saat ini temu putih telah banyak diolah secara modern sehingga menghasilkan rasa enak dan bermanfaat untuk pengobatan alternatif.

B. PANEN DAN PASCA PANEN TEMU PUTIH

Panen merupakan salah satu rangkaian tahapan dalam proses budidaya tanaman obat. Waktu, cara pemanenan, dan penanganan bahan setelah panen merupakan periode kritis yang sangat menentukan kuantitas dan kualitas hasil tanaman. Setiap jenis tanaman memiliki waktu dan cara panen yang berbeda.

Pada beberapa tanaman semusim, waktu panen yang tepat adalah pada saat pertumbuhan vegetatif tanaman sudah maksimal dan akan memasuki fase generatif atau dengan kata lain pemanenan dilakukan sebelum tanaman berbunga.

Pemanenan yang dilakukan terlalu awal mengakibatkan produksi tanaman yang

rendah dan kandungan bahan aktifnya rendah. Sedangkan jika pemanenan

dilakukan terlambat akan menghasilkan mutu rendah karena jumlah daunnya

(4)

22 berkurang dan batang tanaman sudah berkayu. Pemanenan rimpang untuk bahan obat sebaiknya dilakukan setelah tua, yaitu 9-12 bulan setelah tanam. Pemanenan pada umur tersebut akan menghasilkan kadar minyak atsiri dan kurkumin yang tinggi (Sembiring, 2007).

Penanganan pasca panen merupakan kelanjutan dari proses panen terhadap tanaman yang berfungsi untuk membuat hasil panen tidak mudah rusak dan memiliki kualitas yang baik serta mudah disimpan untuk proses selanjutnya. Agar produk dapat digunakan setiap saat dengan kualitas dan mutu yang masih baik, diperlukan proses pengawetan. Salah satu proses pengawetan yang dilakukan pada temu putih adalah dengan dijadikan simplisia.

Simplisia adalah bahan alamiah yang dipergunakan sebagai bahan baku obat yang belum mengalami pengolahan apapun juga dan, kecuali dinyatakan lain, simplisia merupakan bahan yang dikeringkan. Simplisia dapat berupa simplisia nabati, simplisia hewani dan simplisia plikan atau mineral. Simplisia nabati adalah simplisia berupa tanaman utuh atau bagian tanaman (Departemen Kesehatan Republik Indonesia, 1985).

Beberapa proses yang dilakukan dalam pembuatan simplisia, antara lain:

1. Penyortiran basah

Penyortiran basah dilakukan untuk memisahkan kotoran atau bahan asing lainnya dari tanaman. Bahan nabati yang baik memiliki kandungan bahan organik asing tidak lebih dari 2%. Proses penyortiran pertama ini bertujuan untuk mengurangi jumlah pengotor yang ikut terbawa dalam bahan (Tim Penulis Martha Tilaar Center, 2002).

2. Pencucian

Proses pencucian terutama dilakukan dengan tujuan untuk menghilangkan tanah dan pengotor lainnya yang melekat pada bahan.

Pencucian dilakukan dengan menggunakan air bersih. Cara pencucian

dapat dilakukan dengan cara merendam sambil disikat menggunakan sikat

yang halus. Perendaman tidak boleh terlalu lama karena zat-zat tertentu

yang terdapat dalam bahan dapat larut dalam air sehingga mutu bahan

menurun. Penyikatan diperbolehkan untuk bahan yang berasal dari

rimpang yang terdapat banyak lekukan.

(5)

23 3. Pengupasan

Proses pengupasan umumnya dilakukan pada bahan berbentuk akar, batang dan buah. Pengupasan kulit luar dilakukan untuk mengurangi jumlah mikroba yang terdapat pada permukaan bahan. Bahan yang telah dikupas tidak memerlukan pencucian apabila cara pengupasannya tepat dan bersih.

Pengupasan kulit rimpang merupakan tahap terpenting bila rimpang akan dikeringkan. Pengupasan rimpang dimaksudkan untuk mempercepat proses pengeringan dan meningkatkan kualitas karena penampakannya akan lebih baik atau bersih. Pengupasan kulit rimpang dapat menggunakan jari atau pisau (Syukur, 2003).

4. Pengirisan

Beberapa jenis bahan baku simplisia perlu mengalami proses pengirisan. Pengirisan bahan dilakukan untuk mempermudah proses pengeringan, pengepakan dan penggilingan. Pengirisan dapat dilakukan secara manual dengan pisau atau dengan mesin pemotong. Semakin tipis bahan yang akan dikeringkan, semakin cepat penguapan air, sehingga mempercepat waktu pengeringan. Akan tetapi irisan yang terlalu tipis dapat mengurangi zat aktif yang terkandung dalam bahan, sedangkan irisan yang terlalu tebal mengakibatkan pengurangan kadar air dalam bahan agak sulit dan memerlukan waktu yang lama.

Pada proses pengirisan juga perlu diperhatikan kemiringan irisan karena sangat menentukan kadar minyak atsiri yang ada dikandungnya.

Kemiringan irisan yang dianjurkan antara 30-45

^o

. Arah irisan melintang tersebut dapat mengurangi pecahnya sel-sel yang mengandung minyak atsiri. Ketebalan pengirisan untuk temulawak dan jahe sekitar 7-8 mm, sedangkan untuk kunyit dan kencur adalah 3-5 mm (Sembiring, 2007).

Untuk temu putih digunakan ketebalan pengirisan 3-5 mm.

5. Pengeringan

Tujuan pengeringan adalah untuk mendapatkan simplisia yang tidak mudah rusak, sehingga dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama.

Pengurangan kadar air dan penghentian reaksi enzimatik dapat mencegah

(6)

24 penurunan ataupun kerusakan mutu simplisia. Pengeringan dapat memberikan keuntungan antara lain memperpanjang masa simpan, mengurangi penurunan mutu sebelum diolah lebih lanjut, memudahkan dalam pengangkutan, menimbulkan aroma khas pada bahan serta memiliki nilai ekonomi lebih tinggi.

Pengeringan temu-temuan dapat dilakukan diatas para-para dengan menggunakan sinar matahari dan ditutupi dengan kain hitam atau dengan kombinasi antara sinar matahari dan alat pengering. Hal-hal yang perlu diperhatikan selama proses pengeringan adalah suhu pengeringan, kelembaban udara, aliran udara, waktu pengeringan, dan luas permukaan bahan. Suhu pengeringan tergantung pada jenis bahan yang dikeringkan.

Waktu pengeringan juga bervariasi tergantung dari jenis bahan. Untuk daun atau herba, pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan sinar matahari, alat pengering fresh dryer, atau cukup diangin-anginkan saja.

Pada umumnya suhu pengeringan adalah 40–60

^o

C. Ciri-ciri waktu pengeringan sudah berakhir apabila simplisia sudah dapat dipatahkan dengan mudah. Dan hasil terbaik adalah simplisia tanaman obat yang mengandung kadar air maksimal 10% (Sembiring, 2007). Dengan jumlah kadar air tersebut kerusakan dalam bahan dapat ditekan baik dalam pengolahan ataupun masa penyimpanan. Namun Risfaheri dan Hidayat (1996) menyatakan bahwa suhu pengeringan untuk bunga dan daun adalah 20-50

^o

C dan untuk suhu pengeringan kulit batang dan akar adalah 50- 65

^o

C. Beberapa hasil dari pengeringan untuk temu-temuan terutama

temulawak, kunyit dan jahe yang dilakukan oleh BALITTRO dapat dilihat

pada Tabel 1.

(7)

25 Tabel 1. Kandungan Bahan Aktif Dari Hasil Pengeringan Beberapa Simplisia

Simplisia

Parameter Kadar kurkumin

Minyak atsiri

Kadar xanthorizol

Kadar fenol

Temulawak 1.36% 6.48% 1.92% -

Kunyit 6.57% 4.39% - -

Jahe - 2.80% - 3.79%

Sumber: http://balittro.litbang.deptan.go.id

C. TEORI PENGERINGAN

Hall (1957) menyatakan pengeringan merupakan proses pengurangan kadar air bahan sampai kadar air tertentu sehingga dapat menghambat laju kerusakan bahan akibat aktivitas biologis dan kimia. Sedangkan Mujumdar dan Devahastin (2001) menyatakan bahwa pengeringan adalah operasi rumit yang meliputi perpindahan panas dan massa transien seta beberapa laju proses, seperti transformasi fisik atau kimia yang pada akhirnya dapat menyebabkan perubahan mutu. Henderson dan Perry (1976) serta Heldman dan Singh (1981) mengemukakan beberapa keuntungan pengeringan, yaitu (1) memperpanjang masa simpan dan penurunan mutu sekecil-kecilnya, (2) memudahkan pengangkutan karena bahan lebih ringan dan volume lebih kecil, (3) menimbulkan aroma yang khas pada bahan tertentu, (4) mutu lebih baik dan nilai ekonomi lebih tinggi.

Dasar proses pengeringan adalah air pengurangan air bahan akibat adanya kelembaban udara pengering dengan bahan yang dikeringkan. Bahan dialiri udara kering yang menyebabkan terjadi perpindahan massa air dari bahan ke udara pengering. Udara pengering yang digunakan harus memiliki kandungan uap air yang lebih rendah dari bahan yang akan dikeringkan.

Selama proses pengeringan terjadi dua proses yaitu proses pindah panas

dan pindah massa air yang terjadi secara simultan. Panas dibutuhkan untuk

memenuhi panas laten penguapan bahan yang dikeringkan. Penguapan terjadi

karena suhu bahan lebih rendah dari pada suhu udara di sekelilingnya. Proses

pindah massa diperlukan untuk memindahkan massa uap air dari permukaan ke

(8)

26 udara. Pindah massa terjadi karena tekanan uap air di dalam bahan lebih tinggi dari pada di udara. Mekanisme pengeringan identik dengan teori tekanan uap. Air yang diuapkan terdiri dari air bebas dan air terikat. Laju penguapan air bebas sebanding dengan perbedaan tekanan uap pada permukaan air terhadap tekanan uap pengering (Henderson dan Pabis, 1961). Bila konsentrasi air permukaan cukup besar, maka akan terjadi laju penguapan yang konstan.

Air bebas adalah bagian air yang terdapat pada permukaan bahan, dapat digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya serta dijadikan sebagai media reaksi-reaksi kimia. Air bebas dapat dengan mudah diuapkan pada proses pengeringan. Untuk menguapkan air bebas diperlukan energi yang lebih kecil daripada menguapkan air terikat.

Air terikat dibagi menjadi dua, yaitu air yang terikat secara fisik dan air yang terikat secara kimiawi. Air yang terikat secara fisik merupakan bagian air yang terdapat dalam jaringan matriks bahan karena adanya ikatan-ikatan fisik.

Apabila kandungan ini diuapkan maka pertumbuhan mikroba, reaksi pencoklatan (browning), hidrolisis atau oksidasi lemak dapat dikurangi.

Bila air permukaan telah habis, maka akan terjadi migrasi air dan uap dari

bagian dalam ke permukaan secara difusi (Hall, 1957; Henderson dan Perry,

1976). Menurut Nishiyama (1983) dalam Jubaedah (2000) proses pelepasan air

dan uap dari bahan ke permukaan terdiri dari lima proses, yaitu (1) pelepasan

ikatan air dari bahan, (2) difusi air dan uap air ke permukaan bahan, (3) perubahan

fase menjadi uap, (4) transfer uap dari permukaan bahan ke udara sekitar, dan (5)

perpindahan uap air di udara. Migrasi air dan uap terjadi karena perbedaan

konsentrasi atau tekanan uap pada bagian dalam dengan bagian luar bahan.

(9)

27 Gambar 4. Kurva Pengeringan (Hall, 1957)

Pada proses pengeringan terdapat dua laju pengeringan, yaitu laju pengeringan konstan (constant rate) dan laju pengeringan menurun (falling rate).

Grafik laju pengeringan ini dapat dilihat pada Gambar 4. Menurut Brooker et al.

(1992), laju pengeringan konstan terjadi pada awal proses pengeringan produk dengan kadar air lebih besar dari 70% bb dan merupakan fungsi dari suhu, kelembaban udara, dan kecepatan udara pengering. Umumnya laju pengeringan konstan merupakan periode yang singkat sehingga dapat diabaikan dalam proses pengeringan (Henderson dan Perry, 1976). Laju pengeringan menurun terjadi setelah akhir laju pengeringan konstan, dimana kadar air bahan pada perubahan laju pengeringan ini disebut kadar air kritis (critical moisture content) (Hall, 1957;

Henderson dan Perry, 1976). Laju pengeringan menurun sering dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap laju pengeringan menurun pertama dan tahap laju pengeringan menurun kedua. Tahap laju pengeringan menurun pertama terjadi pada saat berkurangnya permukaan bahan yang basah karena kecepatan pergerakan air dari dalam lebih kecil dibandingkan kecepatan penguapan di permukaan (Heldman dan Singh, 1981). Sedangkan laju pengeringan menurun kedua terjadi pada saat bagian dalam bahan menguap dan uap air berdifusi ke permukaan. Gambar laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun dapat dilihat pada Gambar 5.

AB

C D

E

M

t

(10)

28 Gambar 5. Kurva Karakteristik Pengeringan (Hall, 1957)

Kadar air kritis adalah kadar air terendah dimana laju air bebas dari dalam bahan ke permukaan tidak terjadi lagi. Pada periode laju pengeringan menurun terjadi penurunan tekanan uap dari permukaan produk di bawah tekanan uap jenuh. Karena uap air secara terus menerus meninggalkan bahan, maka tekanan uap dalam bahan semakin kecil, yang berarti perbedaan tekanan uap antara bahan dengan udara disekitarnya semakin kecil. Kondisi tersebut akan menghasilkan penurunan pada laju pengeringan produk, sehingga disebut dengan laju pengeringan menurun (Gambar 6).

Besarnya laju pengeringan berbeda-beda pada setiap bahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeringan tersebut adalah:

1. Bentuk bahan, ukuran, volume dan luas permukaan.

2. Sifat termofisik bahan, seperti: panas laten, panas jenis spesifik, konduktifitas termal dan emisivitas termal.

3. Komposisi kimia bahan, misalnya kadar air awal 4. Keadaan diluar bahan, seperti suhu, kelembaban udara

E

D

C B

A

LP

M Laju pengeringan menurun

Laju pengeringan

tetap

(11)

29 Gambar 6. Kurva penurunan laju pengeringan terhadap waktu

dimana:

A-B : periode pemanasan B-C : laju pengeringan konstan C : kadar air kritis

C-D : periode penurunan laju pengeringan pertama D-E : periode penurunan laju pengeringan kedua

Kemp et al., (2001) menyatakan beberapa kurva yang berguna dan dapat digunakan untuk menggambarkan proses pengeringan pada Gambar 7.

C

D

E

LP

t

(12)

30 Gambar 7. Kurva Pengeringan (Kemp et al., 2001)

Penelitian tentang karakteristik pengeringan temu putih telah dilakukan sebelumnya oleh Nursani (2008). Nursani mempelajari tentang karakteristik pengeringan temu putih dan mendapatkan model matematis pengeringan lapisan tipis serta model matematis kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan.

Mesin pengering yang digunakan adalah mesin pengering berakuisisi dengan perlakuan seperti yang terlihat pada Tabel 2. Setiap perlakuan dilakukan sekali ulangan dengan menggunakan kecepatan udara 0.6 m/s.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa persamaan Page Modifikasi memiliki nilai error yang paling rendah dibandingkan dengan persamaan Lewis, Henderson dan Pabis, dan Page. Perhitungan untuk nilai kadar air keseimbangan menggunakan metode regresi linear dan menghasilkan persamaan

Me = 145.49525 – 0.41911 T, untuk 313 K ≤ T ≤ 333 K. Sedangkan persamaan untuk konstanta pengeringan adalah

k = - 0.23307 + 0.00082114 T + 0.35241 RH – 0.00121 T RH,

untuk 313 K ≤ T ≤ 333 K dan 20% ≤ RH ≤ 80%. Dan persamaan untuk nilai

konstanta pengeringan n adalah n = 1.02594 + 0.68382 RH – 0.40771 RH

²

, untuk

20% ≤ RH ≤ 80%. Dari persamaan kadar air keseimbangan diatas didapatkan

(13)

31 bahwa nilai kadar air keseimbangan percobaan tidak terpengaruh oleh kelembaban relatif (RH) udara pengering.

Tabel 2. Perlakuan Suhu dan Kelembaban Relatif (RH) Yang Dilakukan Oleh Nursani (2008)

Suhu (°C)

RH (%)

20 40 60 80

40 √ √ √

50 √ √ √

60 √ √ √

D. 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 akan dikeringkan.

2. Pengeringan Lapisan Tipis

Henderson dan Perry (1976) menyatakan bahwa pengeringan

lapisan tipis adalah pengeringan dimana semua bahan yang terdapat dalam

lapisan menerima secara langsung aliran udara dengan suhu dan

(14)

32 kelembaban relatif yang konstan, dimana kadar air dan suhu bahan seragam. Pengeringan rimpang temu putih menggunakan metode lapisan tipis karena semua permukaan bahan menerima langsung panas yang berasal dari udara pengering.

Untuk meramalkan perubahan kadar air bahan selama pengeringan lapisan tipis, dikembangkan model matematika 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:

... (1) Brooker et al., (1974) menyatakan bahwa di dalam proses pengeringan, gradien suhu dan tekanan total dalam persamaan (1) dapat diabaikan, sehingga persamaan (1) dapat disederhanakan menjadi:

... (2)

Pergerakan air di dalam bahan biasanya diasumsikan terjadi dengan proses difusi (cairan atau uap), sehingga koefisien K

1.1

disebut juga dengan koefisien difusi (D).

Jika nilai D konstan, maka persamaan (2) dapat ditulis:

... (3)

b. Model Semi Teoritis dan Empiris

Persamaan pengeringan lapisan tipis diturunkan pula secara semi

teoritis dan empiris untuk menyederhanakan penyelesaian persamaan

(15)

33 difusi dan pengeringan. Beberapa model persamaan matematis yang dapat digunakan dalam perhitungan pengeringan lapisan tipis untuk produk pangan dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Model Matematika Pengeringan Lapisan Tipis (Menges et al., 2006)

MODEL PERSAMAAN

Newton MR = exp(-kt)

Henderson & Pabis MR = a exp(-kt)

Page MR = exp(-kt

ⁿ

)

Modified Page (1) MR = exp[(-kt)

ⁿ

] Modified Page (2) MR = exp [-(kt)

ⁿ

] Logarithmic MR = a exp(-kt)+c

Two Term MR = a exp(-k

0

t) + b exp(-k

1

t)

Two Term

Exponential MR = a exp (-kt) + (1-a) exp (-kat) Wang & Singh MR = 1 + at + bt

²

Thompson t = a ln (MR) + b (ln (MR))

²

Dimana nilai MR dapat didekati dari persamaan berikut:

……….……… (4)

Penelitian tentang karakteristik pengeringan lapisan tipis telah

banyak dilakukan meliputi berbagai jenis bahan pertanian. Penelitian

dilakukan guna menentukan model persamaan matematis yang paling tepat

untuk menggambarkan karakteristik pengeringan lapisan tipis pada bahan

pertanian tertentu. Yaldiz et al. (2001) menyatakan bahwa model

matematis Two Term dapat menggambarkan karakteristik pengeringan

lapisan tipis untuk Anggur Sultana. Sedangkan Erenturk et al. (2004)

meneliti tentang karakteristik Rosehip dan mendapatkan model matematis

Logarithmic yang paling tepat untuk menggambarkan pengeringan lapisan

tipisnya. Berbeda dengan Kajuna et al. (2001) yang meneliti ubi kayu dan

(16)

34 Doymaz et al. (2007) yang meneliti tomat mendapatkan bahwa model matematis Page dapat menggambarkan karakteristik pengeringan lapisan tipis kedua komoditas tersebut dengan baik.

E. KADAR AIR KESEIMBANGAN DAN KONSTANTA PENGERINGAN 1. Kadar Air Keseimbangan

Kadar air keseimbangan merupakan kadar air suatu bahan pada saat bahan tersebut mengalami tekanan uap air yang seimbang dengan lingkungannya (Heldman dan Singh, 1981). Pada saat terjadi keseimbangan kadar air, laju perpindahan air dari bahan ke udara sama dengan laju perpindahan air dari udara masuk ke bahan. Konsep kadar air keseimbangan diperlukan dalam analisis sistem penyimpanan dan pengeringan hasil pertanian, karena kadar air keseimbangan menentukan tingkat kadar air minimum yang dapat dicapai pada suatu kondisi pengeringan tertentu. Kadar air keseimbangan suatu bahan dipengaruhi oleh kecepatan aliran udara dalam ruang, suhu udara, kelembaban relatif (RH), varietas dan tingkat kematangan bahan (Sanjaya, 1996)

Penurunan kadar air suatu bahan yang diletakkan di dalam suatu ruang dengan kelembaban relatif rendah dan suhu tinggi disebut desorpsi.

Sebaliknya bila suatu bahan yang relatif kering menyerap air dari lingkungan yang mempunyai kelembaban relatif lebih tinggi dan suhu rendah, dikatakan bahwa bahan tersebut mencapai kadar air keseimbangannya melalui adsorpsi. Proses desorpsi dan adsorpsi ini disebut juga sorpsi isotermis (Henderson dan Perry, 1976).

Ada perbedaan yang nyata antara kadar air desorpsi dan adsorpsi pada kondisi suhu dan RH yang sama yaitu bahwa kadar air keseimbangan desoprsi lebih tinggi dari pada kadar air keseimbangan adsorpsi.

Fenomena ini disebut histerisis (Christensen, 1974 dalam Manalu, 2001).

Plot antara kadar air dan RH pada suhu tertentu dikenal sebagai

kurva kadar air keseimbangan pada suhu tetap atau sorpsi isotermis. Untuk

produk pertanian kurvanya berbentuk sigmoid (berbentuk S) (Manalu,

2001)

(17)

35 Menurut Brooker et al., (1981) ada dua cara atau metode untuk menentukan kadar air keseimbangan yaitu metode statis dan dinamis. Pada metode statis bahan dibiarkan kontak langsung (fully exposed) sampai mencapai keseimbangan dengan kondisi udara lembab yang melingkupinya dalam keadaan diam, biasanya dipergunakan larutan kimia untuk menjaga kemantapan RH lingkungannya. Untuk mencapai keseimbangan diperlukan waktu beberapa hari. Pada metode dinamis terdapat mekanisme pergerakan udara. Kadar air keseimbangan diperoleh lebih cepat dengan cara ini, tetapi memiliki kendala pada pengendalian RH-nya. Metode dinamis pada umumnya dipakai pada analisis pengeringan sedangkan metode statis untuk analisis penyimpanan.

Kadar air keseimbangan merupakan fungsi dari kelembaban relatif (RH) dan suhu mutlak (T), dimana hubungan antara Me, RH dan T dinyatakan dalam persamaan Henderson (Brooker et al., 1974) sebagai berikut:

... (5) Suatu persamaan lain yang telah dikembangkan oleh Chung dan Pfost (1967) dalam Brooker et al. (1974) diberikan dalam bentuk:

... (6) Persamaan lain yang telah dikembangkan Halsey (1948) dalam Somantri (2003) diberikan dalam bentuk:

…………. ... .. (7) Adapun bentuk persamaan lain yang dituliskan dalam Manalu (1986) yaitu persamaan kuadratik. Di mana persamaan kadar air keseimbangan dibuat sebagai fungsi polinomial yang berbentuk persamaan kuadratik. Namun untuk pemodelan pengeringan temu putih digunakan persamaan linier maka model persamaannya adalah:

……....……… (8) Dari persamaan tersebut di atas, nilai koefisien a, b, dan c dapat diganti dengan persamaan

………..………... (9)

(18)

36 Dengan cara yang sama nilai b diganti seperti prosedur di atas sehingga akan didapat persamaan umum Me sebagai fungsi suhu dan RH dalam bentuk persamaan polinomial, yaitu:

)

………... (10)

2. Konstanta Pengeringan

Konstanta pengeringan merupakan karakteristik bahan dalam mempertahankan air yang terkandung didalmnya terhadap pengaruh udara panas. Konstanta pengeringan dinyatakan sebagai persatuan waktu (1/menit atau 1/jam). Makin tinggi nilai konstanta pengeringan makin cepat suatu bahan membebaskan airnya.

Konstanta pengeringan (k) dalam sistem pengeringan lapis tipis tergantung pada suhu udara pengering dan kadar air bahan pengeringan.

Konstanta pengeringan (k) juga merupakan fungsi dari difusifitas dan geometri bahan dan merupakan penyederhanaan dalam memecahkan persamaan difusi:

... (11) Konstanta pengeringan tersebut merupakan fungsi geometris, yaitu:

Benda geometris bahan lempeng tak terbatas:

... (12) Benda geomertis bahan silinder tak terbatas, silinder terbatas dan bola:

... (13)

Konstanta pengeringan dapat ditentukan dengan beberapa cara,

yaitu dengan menggunakan metoda empiris dan metoda grafik. Beberapa

macam persamaan empiris model konstanta pengeringan yang diusulkan

dari beberapa peneliti terdahulu dapat dilihat pada Tabel 4.

(19)

37 Tabel 4. Model-model Empirik Konstanta Pengeringan Untuk

Beberapa Bahan Makanan

(Marinos-Kouris et al., 1995 dalam Istadi et al., 2002)

NAMA BAHAN PERSAMAAN EMPIRIK

Biji-bijian dan jewawut K(T) = b

o

exp(-b

1

/T) Gandum K(T) = b

o

exp(-b

1

/(b

2

+b

3

T)) Melon K(a

w

,T) = b

o

exp((-b

1

+b

2

a

w

)/T) Padi K(a

w

,T) = b

o

+ b

1

T – b

2

a

w

Kentang, Bawang, Wortel, Lada K(a

w

,T,d,u) = b

o

a

w

b1

* T

^b2

* d

^b3

* u

^b4

F. PEMUTUAN SIMPLISIA

Pemutuan simplisia temu putih didasarkan pada standar Materia Medika Indonesia (MMI). Untuk standar mutu simplisia temu putih didekati dengan standar mutu dari genus Curcuma yang lain, yaitu kunyit (Curcuma domestica), temu hitam (Curcuma aeruginosa), dan temulawak (Curcuma xanthorizol). Hal ini dikarenakan belum ada standar simplisia temu putih pada MMI. Tabel 5 menampilkan standar mutu beberapa simplisia genus Curcuma berdasarkan MMI.