BAB IV
ANALISA
4.1 FENOMENA DAN PENYEBAB KERUSAKAN KUALITAS PADA PRODUK PENGERINGAN
4.1.1 Fenomena dan Penyebab Terjadinya Water Front
Fenomena lain yang terjadi pada saat penulis mengeringkan tapel parem dengan menggunakan microwave adalah water front. Pengeringan dengan menggunakan gelombang mikro menyebabkan difusi dari zat cair ke segala arah tetapi pada pengeringan yang kami lakukan tanpa menggunakan pre-treatment dan tanpa alas kasa maupun spon pada permukaan atas akan mengering lebih awal maka uap air akan mengalir ke bawah. Pada bagian dasar sampel relative lebih dingin, ini menyebabkan terjadinya kondensasi dan bagian bawah akan basah. Water front adalah garis yang memisahkan lapisan basah dengan lapisan kering. Fenomena ini biasanya terjadi pada produk pengeringan yang mempunyai ketebalan yang cukup besar.
Adanya fenomena water front ini ditandai dengan lapisan dasar dari sampel yang masih basah walaupun pada lapisan atasnya kering. Salah satu penyebab lain adalah karena uap air yang akan keluar ke udara tertahan oleh alas pemanggang yang terbuat dari bahan kaca, sehingga uap air akan tertahan, karena suhu alas lebih rendah dari pada sampel maka uap air tersebut terkondensasi atau mengembun. Efek dari fenomena water front terhadap sampel jamu adalah akan menyebabkan bercak-bercak kecoklatan pada bagian dasar sampel. Hal ini disebabkan uap air yang bercampur minyak yang berada pada bagian dasar sampel ( efek water front ) akan menempel pada piringan microwave oven yang digunakan sebagai wadah. Ketika uap air bercampur minyak tersebut kering akibat proses pengeringan yang dilakukan maka akan muncul bercak-bercak kecoklatan pada bagian dasar sampel.
Gambar 4.1. Bercak-bercak kecoklatan yang timbul dan terasa basah pada pengeringan sampel.
4.1.2 Fenomena dan Penyebab Terjadinya Case Hardening
Case hardening adalah suatu fenomena yang terjadi pada proses pengeringan, yang mana proses difusi dari inti menuju ke permukaan menjadi terhambat akibat dari lapisan kulit bagian luar membentuk lapisan yang kedap air. Fenomena ini terjadi pada percobaan 1,2,3, dan 4, pada percobaan-percobaan ini sampel yang masih basah langsung dikeringkan dengan suhu yang cukup tinggi maka ini adalah salah satu penyebab terjadinya case hardening.
Case hardening biasa disebut juga dengan pengkulitan. Pada saat pengeringan dilakukan, lapisan luar kehilangan air dengan cepat karena laju pengeringan yang sangat tinggi sehingga uap air yang ada di lapisan dalamnya terlambat sampai ke permukaaan maka menyebabkan lapisan pada permukaan menjadi mengeras dan kering, hal ini menghambat penguapan uap air yang ada di lapisan sebelah dalam. Dengan begitu didapat hasil pengeringan pada bagian permukaan luar kering tetapi pada bagian dalam masih basah seperti dapat kita lihat pada gambar di bawah ini.
Case hardening juga dapat disebabkan oleh adanya perubahan-perubahan kimia tertentu misalnya terjadinya penggumpalan protein pada permukaan bahan karena adanya panas, atau terbentuknya dekstrin dari pati yang jika dikeringkan akan terbentuk bahan yang masif dan keras pada permukaan bahan. Terjadinya Case hardening mengakibatkan proses pengeringan selanjutnya menjadi lambat atau terhambat sama sekali, mikroorganisme yang terdapat di bagian dalam bahan yang masih basah dapat berkembang biak sehingga menimbulkan kebusukan. Penggunaan suhu pengeringan yang tidak terlalu tinggi atau pelaksanaan proses pengeringan awal yang tidak terlalu cepat dapat mencegah terjadinya case hardening.
Pada percobaan pengeringan yang kami lakukan pada sampel yang masih basah dengan laju pengeringan yang sangat tinggi maka terjadi fenomena case hardening bila pengeringan ini terus dilanjutkan maka mengakibatkan kerusakan pada sampel (lihat gambar 4.2). Kerusakan pada sampel terjadi karena permukaan sampel yang telah membentuk kulit yang keras dan kedap air terdorong oleh tekanan uap air mengakibatkan keretakan pada permukaan atau sampel akan meledak karena tekanan uap air yang terlalu besar di dalam sampel yang mendorong kulit yang kedap air sehingga menyebabkan sampel meledak karena kulit sudah tidak menahan tekanan yang ada di dalamnya. Fenomena meledaknya sampel pada saat proses pengeringan berlangsung terjadi pada saat penulis melakukan pengambilan data kedua.
4.1.3 Fenomena dan Penyebab Terjadinya Penyusutan
Penyusutan merupakan fenomena yang sangat penting karena mempengaruhi kualitas produk pengeringan yang dihasilkan. Parameter dari kualitas produk pengeringan adalah dari segi warna, bentuk, sifat fisik, dan rasanya. Semua parameter sangat dipengaruhi oleh proses pengeringan yang dilakukan. Fenomena penyusutan ini terjadi pada semua pengambilan data yang dilakukan oleh penulis.
Fenomena penyusutan pada produk pangan sangat dipengaruhi oleh tekanan internal dari uap air yang dihasilkan dari proses penguapan, fenomena ini akan mempengaruhi difusi air, tingkatan pemindahan air dan densitas pada produk pangan. Fenomena ini sangat dipengaruhi oleh kandungan air suatu bahan. Pada dasarnya terdapat 2 teori yang menjelaskan bagaimana fenomena penyusutan terjadi.
1) Teori pertama dikemukakan oleh Rahman, yang menghubungkan fenomena penyusutan dengan temper transisi gelas. Rahman menjelaskan bahwa, ketika suatu bahan dikeringkan pada suatu temper dibawah temper gelas bahan tersebut ( misalnya pada proses pengeringan beku ) maka bahan akan berada dalam keadaan seperti gelas ( keras dan kaku ), keadaan ini menyebabkan penyusutan tidak dapat terjadi sebagai akibatnya maka pada permukaan bahan tersebut akan terdapat banyak pori-pori ( sebagai kompensasi berkurangnya volume bahan ). Sebaliknya apabila suatu bahan dikeringkan diatas temper gelasnya ( seperti pada oven ) maka bahan akan berada dalam keadaan seperti karet ( elastis ), keadaan ini menyebabkan penyusutan dapat terjadi dan pori-pori yang terjadi pada permukaan bahan sedikit.
Gambar 4.4. Tampak penyusutan yang terjadi dengan membandingkan jamu sebelum pengeringan ( kiri ) dan setelah pengeringan ( kanan ).
2) Sedangkan pada teori yang kedua, menghubungkan fenomena penyusutan dan case hardening. Ketika suatu bahan dikeringkan pada temper yang rendah ( laju pengeringan yang rendah ), maka gradient kadar air dalam bahan rendah dan tekanan didalam material juga rendah. Hal ini akan menyebabkan penyusutan menuju inti bahan terjadi secara seragam dan pori-pori yang terjadi sedikit. Sebaliknya apabila suatu bahan dikeringkan pada temper yang tinggi ( laju pengeringan yang tinggi ) maka permukaan bahan akan mengeras ( case hardening ) dan penyusutan yang terjadi terbatas, hal ini akan menyebabkan banyaknya pori-pori yang terbentuk pada permukaan bahan.
4.1.3 Fenomena dan Penyebab Terjadinya Efek Pencoklatan
Pada pembatasan masalah telah dijelaskan bahwa reaksi kimia yang dihasilkan dari metode pengeringan bukan merupakan suatu topik yang akan dibahas oleh penulis. Tetapi pada kenyataannya reaksi kimia yang terjadi pada proses pengeringan akan mempengaruhi warna permukaan suatu bahan, hal ini biasa disebut dengan efek pencoklatan. Efek pencoklatan ini terjadi pada pengambilan data 1.
Gambar 4.5. Tampak efek pencoklatan yang terjadi pada bahan ( kanan ) apabila dibandingkan dengan hasil pengeringan PT.X ( kiri ).
Efek pencoklatan disebabkan oleh reaksi oksidasi enzimatik dan reaksi non enzimatik ( Efek Maillard ). Reaksi oksidasi enzimatik terjadi apabila temper pengeringan tidak mencukupi sehingga tidak dapat mengaktifkan enzim oksidasi seperti polyphenol, temper pengeringan yang tidak mencukupi disebabkan adanya efek pendinginan yang terjadi akibat penguapan air didalam bahan. Sedangkan reaksi non enzimatik atau yang biasa disebut dengan efek Maillard terjadi apabila temper pengeringan melebihi temper yang dibutuhkan untuk mengaktifkan enzim oksidasi, maka terjadi karamelisasi dari gula dan penghangusan yang merupakan reaksi dari aldehid dan amino pada gula dan protein. Seperti reaksi kimia yang lain, efek Maillard juga terjadi pada temper yang tinggi. Efek Maillard terjadi sangat cepat apabila bahan mempunyai kadar air 20-15 %, ketika kadar air bahan menurun maka efek Maillard juga mengalami penurunan. Karena hal tersebut, pada metode pengeringan modern dilakukan laju pengeringan yang cepat saat kadar air bahan 20-15 % hal ini dilakukan untuk mengurangi efek Maillard pada bahan.
4.1.4 Fenomena dan Penyebab Terjadinya Keretakan Pada Permukaan Bahan.
Keretakatan dan kerusakan adalah dua hal yang tidak diinginkan pada hasil dari suatu proses pengeringan. Pada percobaan yang dilakukan oleh penulis hampir seluruh hasil yang didapatkan mengalami keretakan. Seperti dapat kita lihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.6. Keretakan yang terjadi pada permukaan sampel.
Keretakan yang terjadi pada percobaan yang kami lakukan dikarenakan laju pengeringan yang sangat cepat sehingga uap air pada lapisan dalam tertutup, menyebabkan tegangan tarik pada permukaan sampel dan tegangan kompres pada bagian tengahnya. Dengan tegengan kompresi yang besar mengakibatkan perbedaan tekanan uap yang terlalu besar menyebabkan pada bagian tengah sampel mengembang ketika gaya kompresi menjadi berlebih sehingga menyebabkan terjadi keretakan. Tegangan yang dihasilkan dari pengeringan microwave yang mengakibatkan retak lebih dikarenakan superposisi dari perbedaan tekanan. Gambar berikut akan menjelaskan bagaimana fenomena tersebut dapat terjadi.
Keretakan Keretakan
Gambar 4.7. Proses terjadinya keretakan pada bahan.
Sumber : Rahmat, Drying and Food Preservation, 2nd Edition, Mc Graw Hill, 1998, New York
Selain faktor diatas keretakan juga disebabkan oleh faktor lain yaitu intensitas pengeringan karena intensitas pengeringan merupakan faktor yang sangat penting dalam terbentuknya celah, ini sangat mempengaruhi kualitas dari hasil. Tinggi atau cepatnya intensitas pengeringan merupakan penyebab lain dari kerusakan atau keretakan. Pada percobaan yang telah kami lakakukan kita dapat melihat ketika intensitas pengeringan pada microwave dinaikan ke tingkat yang lebih tinggi sampel mengalami keretakan dengan waktu pengeringan yang tidak terlalu lama, bahkan sampel bisa langsung hangus jika memang terlalu tinggi tingkat intensitasnya. Selain itu perbedaan kelembaban diantara sampel dan udara juga mempengaruhi proses terjadinya retak, kita dapat melihat pada saat sampel benar-benar masih basah dilakukan proses pengeringan maka hasil yang didapat terjadi keretakan pada waktu pengeringan yang tidak terlalu lama.
Cara menghindari keretakan :
• Menghindari perbedaan kelembapan yang terlalu ekstrim antara sampel dengan kelembapan udara pengeringan.
• Pengeringan dengan microwave tidak dilakukan pada saat sampel benar-benar masih basah.
4.2 PENGARUH KAPASITAS PRODUK TERHADAP PROSES PENGERINGAN
Pada awal percobaan yang dilakukan penulis khusunya pada percobaan 1 dan 2, sampel yang dikeringkan banyak dari sampel yang mengalami kegosongan. Selain karena tingkat laju pengeringan yang tinggi, yang ditentukan dengan memilih tipe pengeringan pada kontrol panel di microwave, sebab lainnya karena jumlah sampel yang dikeringkan tidak lebih dari 2 buah sampel sehingga laju pengeringan menjadi sangat besar. Hal ini tidak menguntungkan karena hal ini dapat merusak kualitas dari produk misalnya saja akibat laju pengeringan yang sangat cepat akan menimbulkan fenomena case hardening, menimbulkan keretakan lebih awal (cracking), penyusutan yang tidak seragam sehingga bentuk produk pengeringan menjadi tidak beraturan.
Pada pengambilan data 1 dan 2, proses pengeringan dilakukan hanya dengan menggunakan satu buah sampel. Hal ini mengakibatkan laju pengeringan yang sangat cepat terjadi karena gelombang mikro yang diserap tiap sampelnya akan lebih banyak maka mengakibatkan rusaknya kualitas dari produk yang dikeringkan, sebagai contoh akibat laju pengeringan yang sangat cepat akan menimbulkan gejala gelatinisasi ( case hardening ), penyusutan yang tidak seragam sehingga bentuk produk pengeringan menjadi tidak beraturan dan keretakan pada permukaan sampel.
Gambar 4.8. Bentuk sampel yang tidak beraturan akibat laju pengeringan yang terlalu cepat.
Pada pengambilan data selanjutnya yaitu pengambilan data 3 dan seterusnya, sampel yang akan dikeringkan ditambah menjadi 10 buah maka dengan penambahan sampel ini memperlambat laju pengeringan yang terjadi pada proses pengeringan karena dengan begitu beban pengeringan menjadi besar, gelombang mikro yang diserap tiap sampelnya menjadi lebih kecil. Untuk memperjelas pengaruh kapasitas tersebut, berikut ini akan ditampilkan perbandingan antara laju pengeringan dengan 1 sampel dan 10 sampel.yang dilakukan pada pengeringan tipe A.
Tabel 4.1. Perbandingan laju pengeringan terhadap 1 sampel dan 10 sampel.
No Percobaan Jumlah sampel yang dikeringkan Laju pengeringan rata-rata ( gr/s ) 1 1 1 0,0049 2 3 10 0,0011 3 4 (sampel dilubangi) 10 0,0011 4 4 (sampel tidak dilubangi) 10 0,0011 5 5 10 0,0006 6 6 10 0,0009
Pada tabel diatas kita dapat melihat pada percobaan 1 dengan lainnya perbedaan laju pengeringan pada tipe pengeringan yang sama antara pengeringan dengan satu buah sampel dengan sepuluh buah sampel telihat perbedaan laju pengeringan yang cukup jauh, yang mana dengan jumlah sampel yang banyak dihasilkan laju pengeringan yang kecil dan sebaliknya. Percobaan dengan kasa dan spon tidak dapat digunakan pada perbandingan diatas karena dengan adanya kasa dan spon akan mengurangi laju pengeringan pada sampel karena kapasitas produk yang akan dikeringkan meningkat.
Gambar 4.9. Penyusutan yang cukup seragam karena penambahan kapasitas produk pengeringan.
Adanya penambahan kapasitas produk yang dapat mengurangi laju pengeringan memberikan perbaikan kualitas terhadap produk hasil pengeringan. Perbaikan kualitas tersebut antara lain adalah penyusutan yang cukup seragam sehingga bentuk produk menjadi lebih beraturan tetapi fenomena case hardening, water front dan keretakan tetap terjadi pada produk hasil pengeringan .
4.3 PENGARUH PRE-TREATMENT MENGGUNAKAN KIPAS PADA PROSES PENGERINGAN
Pada proses pengeringan yang dilakukan khususnya pada percobaan 1,2,3, dan 4 dengan tidak melakukan proses pre-treatment dihasilkan produk sampel dengan kualitas yang jelek. Kualitas hasil yang jelek ini dikarenakan terjadinya berbagai fenomena seperti case hardening, penyusutan (shrinkage), pencoklatan, dan keretakan (cracking). Kami telah menjelaskan sebelumnya bahwa case hardening terjadi karena laju pengeringan yang terlalu cepat dan sampel yang dikeringkan terlalu basah atau kandungan kadar airnya terlalu tinggi sehingga menyebabkan pada permukaan sampel kering dan mengeras sehinggan uap air akan terjebak di dalam sampel sampel sehingga pada bagian dalamnya masih basah. Selain itu tanpa pre-treatment juga terjadi fenomena keretakan (cracking) yang disebabkan karena tingkat laju pengeringan yang terlalu cepat dan perbedaan kelembapan antara sampel dengan udara pengeringan yang terlalu besar sehingga
menyebabkan sampel mengalami keretakan baik pada permukaan maupun pada bagian dalamnya.
Dengan adanya fenomena-fenomena tersebut, kami dapat menyimpulkan bahwa sampel tidak dapat langsung dikeringkan dalam keadaan basah dengan laju pengeringan yang tinggi dan diperlukan perlakuan awal agar sampel dapat mengurangi kelembapannya secara perlahan. Salah satu metode yang kami gunakan untuk perlakuan bagi sampel yang akan dikeringkan adalah dengan meletakkan sampel pada suatu kotak yang ditutup lalu diberi hembusan angin dengan menggunakan sebuah kipas walaupun kotak ditutup tetapi masih ada sedikit udara masuk maupun keluar dari lingkungan sekitar. Proses pengeringan ini dilakukan selama ± 21 jam dengan temperatur ruangan 320C dan relative humidity sebesar 86 %. Setelah sampel dikeringkan dengan menggunakan kipas, didapat pengurangan berat yang cukup signifikan pada tiap sampelnya ( dapat dilihat pada tabel 3.24 dan table 3.24).
Tabel 4.2. Laju pengeringan pada sampel dengan menggunakan kipas.
No Nomor Percobaan
Jumlah sampel Laju pengeringan ( gr/jam ) 1 6 (sampel 1) 10 0,25 2 6 (sampel 2) 10 0,24 3 6 (sampel 3) 10 0,23 4 6 (sampel 4) 10 0,3 5 6 (rata-rata) 10 0,22 6 7 (sampel 1) 10 0,22 7 7 (sampel 1) 10 0,24 8 7 (sampel 1) 10 0,22 9 7 (sampel 1) 10 0,22 10 7 (rata-rata) 10 0,2
Gambar sebelum dikeringkan :
Gambar 4.10. Sampel yang dikeringkan dengan menggunakan kipas.
Seperti kita ketahui pengeringan adalah proses pemindahan air dari suatu padatan dengan cara menguapkan air tersebut agar keluar dari padatan. Perpindahan air dari suatu padatan dikarenkan beberapa faktor yaitu :
• Perbedaan tekanan antara sampel dengan lingkungan sekitar.
• Perbedaan kelembapan antara permukaan sampel dengan bagian dalam (inti) dari sampel, antara permukaan sampel dengan lingkungan sekitar.
• Perbedaan tekanan uap di dalam sampel dengan lingkungan sekitar.
Dengan memberikan hembusan udara pada sampel yang akan dikeringkan, proses pengeringan dapat berlangsung dengan lebih cepat karena hembusan udara memaksa uap air yang ada di dekat permukaan sampel berpindah dengan begitu perbedaan tekanan uap air dapat terus dipertahankan. Dengan dipertahankan perbedaan ini maka uap air di permukaan sampel dapat berpindah ke udara dan air yang ada di dalam sampel dapat berdifusi menuju permukaannya kemudian dilanjutkan dengan proses penguapan ke udara.
Tujuan dilakukannya pre-treatment dengan menggunkan kipas adalah : 1. Mencegah terjadinya case hardening.
Tujuan utama dari pretreatment adalah untuk memberikan pengeringan awal pada sampel dengan laju pengeringan yang lambat. Dengan laju pengeringan yang lambat ini maka perpindahan air (difusi) dapat berlangsung dengan seragam, sehingga air dari inti sampel dapat berdifusi
secara simultan menuju ke permukaan dengan kecepatan yang lambat, maka terjadi case hardening dapat dicegah. Kalau kita mengeringkan bahan dengan tidak melakukan pre-treatment yang mana sampel yang masih dalam keadaan basah langsung dikeringkan dengan laju pengeringan yang tinggi maka air berdifusi dari bagian dalam inti menuju ke permukaan dengan tidak seragam dan simultan yang mana pada kulit atau permukaan dari sampel akan mengering dengan lebih cepat sehingga air dari bagian tengah terjebak oleh karena pengerasan pada bagian permukaan. Fenomena ini mengakibatkan sampel pada bagian dalam tidak kering atau basah. Pre-treatment mencegah terjadinya fenomena ini.
Gambar 4.11. Perbandingan hasil pengeringan dengan tidak menggunakan proses pretreatment ( kiri ) dan dengan menggunakan proses pretreatment ( kanan ).
2. Mencegah terjadinya keretakan atau cracking.
Tujuan lain dilakukan pre-treatment adalah untuk mengurangi kandungan air pada sampel tanpa merusak bentuk maupun warnanya dan pengeringan yang terjadi pada sampel seragam. Di atas telah dijelaskan bahwa salah satu penyebab dari keretakan adalah perbedaan yang terlalu besar antara kelembapan sampel dengan kelembapan lingkungan pengeringan dilakukan. Melalui pretreatment kandungan air dikurangi sehingga perbedaan kelembapan dengan lingkungan pengeringan tidak terlalu jauh dengan begitu penegeringan dapat dilanjutkan dengan laju pengeringan yang lebih tinggi.
3. Mencegah kerusakan bentuk dan perbedaan warna.
Pada percobaan 1 dan 2 yang dilakukan oleh penulis terlihat bahwa hasil yang didapatkan memiliki bentuk yang tidak begitu baik sehingga menurunkan kualitas hasil pengeringan. Salah satu penyebabnya adalah
penyusutan (shrinkage) yang tidak seragam. Penyusutan yang tidak seragam terjadi karena laju pengeringan yang terlalu tinggi sehingga menyebabkan penurunan kelembaban pada sampel secara drastis yang mana pergerakan air tidak terjadi secara simultan maka dengan penggantian air terjadi secara simultan maka penurunan kelembapan didalam sampel berlangsung secara perlahan dan penyusutan terjadi secara seragam.
b
Gambar 4.12. Perbandingan hasil pengeringan dengan menggunakan proses pretreatment ( kiri ) dan dengan tidak menggunakan proses pretreatment ( kanan ).
4. Menghemat konsumsi energi
Penggunaan energi merupakan hal yang sangat penting dalam proses pengeringan karena efesiensi dari proses pengeringan ditentukan dari konsumsi energi dan hasil yang didapatkan. Pemakaian microwave seluruhnya memerlukan konsumsi energi yang cukup besar maka pada industri pengeringan yang modern penggunaan microwave biasanya digabungkan dengan proses pengeringan lainnya seperti oven konvensional. Mujumdar dalam bukunya yang berjudul ” Fundamentals of drying process ” menjelaskan ada tiga ( 3 ) metode yang digunakan untuk menggabungkan proses pengeringan dengan microwave dan proses pengeringan yang lainnya. Ketiga metode tersebut adalah preheat, booster drying dan finish drying.
Pada metode preheat, microwave digunakan sebagai pengeringan awal pada proses pengeringan, sedangkan pada metode booster drying, proses pengeringan dengan microwave dilakukan ketika bahan yang akan dikeringkan telah mencapai falling rate pada kurva kadar air terhadap waktu, dan pada metode terakhir yaitu finish drying proses pengeringan
dengan microwave dilakukan apabila kadar air didalam produk telah mencapai 1/3 dari kadar air awal. Keseluruhannya menambah efisiensi pengeringan dan pada akhirnya dapat menghemat secara finansial.
Dengan menggunakan microwave atau energi dielectric untuk pengeringan, maka uap air pada bagian dalam sampel akan dipanaskan dengan temperatur yang tinggi mencapai temperature penguapan dengan cara demikian maka uap air akan dengan cepat bergerak ke permukaan. Dengan begitu didapat kurva pengeringan yang curam dan waktu pengeringan yang pendek dapat dilihat pada grafik dibawah ini.
Gambar 4.13. Metode Finish drying
Sumber : Mujumdar ,A.S., , Handbook of Industrial Drying, 2nd edition,Marcel Dekker, 1995 New York
Berdasarkan hal tersebut dan data yang didapatkan dari lapangan maka penulis menyimpulkan bahwa proses pre-treatment yang digabungkan dengan proses pengeringan microwave merupakan penerapan dari metode finish drying. Hal tersebut dikarenakan pada akhir proses pretreatment kadar air telah mencapai lebih kurang 1/3 ( 33,33 % ) dari kadar air awal. Berikut akan ditampilkan tabel yang menunjukkan data kadar air setelah proses pre-treatment
Tabel 4.3. Kadar air pada proses pre-treatment dengan menggunkan kipas.
No Percobaan Kadar air setelah proses pretreatment
Perbandingan terhadap kadar air awal
6 Percobaan kasa 14,1 % 34.6 % terhadap kadar air awal
6 Percobaan spons 10.3 % 25.2 % terhadap kadar air awal
7 Percobaan kasa 16,4 % 40,2 % terhadap kadar air awal
7 Percobaan spons 23,2 % 56.9 % terhadap kadar air awal.
4.4 PENGARUH SPON DAN KASA PADA HASIL PENGERINGAN
Pada percobaan yang dilakukan oleh penulis terjadi fenomena water front yang mana pada bagian bawah sampel terdapat becak kecoklatan mengandung air dan minyak. Fenomena ini terjadi apabila proses pengeringan yang dilakukan tidak seragam, akibatnya bagian bawah sampel tidak mendapatkan fluks panas yang sama dengan bagian atas sampel ( gelombang eletromagnetik pertama kali diserap oleh bagian atas ) sehingga ketika proses pengeringan tetap dilanjutkan bagian atas akan mengalami pengeringan lebih awal dibandingkan bagian bawah. Hal ini akan menyebabkan bagian bawah tetap basah sedangkan bagian atas sudah kering, apabila hal ini terjadi secara terus menerus maka akan terjadi bercak-bercak kecoklatan pada bagian bawah sampel. Bercak-bercak-bercak kecoklatan ini terjadi karena bagian bawah sampel menempel dengan turntable microwave sehingga uap air dan air yang berdifusi akan tertahan dan menempel pada turntable .
Fenomena water front kami atasi dengan menggunakan kasa dan spon sebagai alas pada bagian bawah sampel. Pada dasarnya spons merupakan suatu bahan yang dapat menyerap air dan dapat dibuat dari serat kayu ataupun dari busa polymer. Spons dan kasa dipilih karena memiliki pori-pori yang cukup
banyak, dengan adanya pori-pori tersebut maka uap air pada bagian bawah sampel dapat berdifusi adri permukaan sampel menuju ke udara bebas sehingga mencegah timbulnya bercak-bercak kecoklatan pada bagian bawah sampel.
Gambar 4.14. Penggunaan alas kasa dan spons yang dapat mencegah bercak-bercak kecoklatan.
Gambar 4.15. Perbandingan hasil pengeringn dengan penggunaan alas ( kiri ) dan tidak menggunakan alas.
Metode penggunaan alas spons dan kasa cukup berhasil karena tidak terdapat lagi bercak-bercak kecoklatan lagi pada bagian bawah sampel ( lihat gambar 4.15 ) sayangnya adanya alas dan kasa didalam proses pengeringan yang dilakukan akan memperlambat laju pengeringan hal ini disebabkan gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh magnetron tidak seluruhnya diserap oleh sampel akan tetapi sebagian gelombang tersebut akan diserap oleh kasa dan spons. Hal ini akan mengakibatkan waktu pengeringan yang lebih lama dan konsumsi energi yang lebih besar.
4.5. ANALISA GRAFIK
Analisa hanya dilakukan pada grafik yang didapatkan pada pengambilan data ke- 10 khususnya pada pengeringan dengan menggunakan alas kasa, hal ini dikarenakan pengambilan data yang dilakukan cukup banyak sehingga tidak memungkinkan untuk menganalisis semua pengambilan data yang dilakukan dan agar pembahasan yang dilakukan lebih fokus.
4.5.1. Analisa grafik Laju Pengeringan Terhadap Waktu
Laju penge ringan te rhadap w ak tu
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0 500 1000 1500 2000 Wak tu pe ngeringan ( s ) L a ju p e n g e ri n g a n (g r/ s ) Series1
Grafik 4.1. Laju pengeringan terhadap waktu pengambilan data 10 dengan alas kasa
Grafik 4.1 menunjukkan suatu titik yang membatasi falling rate dan constant rate, titik ini biasa disebut dengan titik kadar air kritis, titik air kritis merupakan suatu titik dimana setelah titik tersebut laju pengeringan akan turun secara drastis. Pada grafik 4.1 khususnya pada zona falling rate, laju pengeringan tidak stabil dan menunjukkan adanya kenaikan dan penurunan laju pengeringan hal ini disebabkan proses pengeringan yang dilakukan tidak berlangsung secara terus menerus ( continous ), dikarenakan pemancaran gelombang elektromagnetik tidak terus menerus ( telah dijelaskan pada dasar teori bahwa type pemanasan pada microwave didasarkan pada banyaknya pemancaran gelombang elektromagnetik oleh magnetron dalam selang waktu tertentu ) dan adanya proses penghentian pengeringan untuk pengambilan data setiap 2 menit. Hal ini menyebabkan terhentinya difusi air dari inti menuju permukaan ataupun dari permukaan menuju lingkungan ketika penghentian alat dan pemancaran
gelombang tidak dilakukan, akibatnya pada proses pengeringan berikutnya maka difusi air tersebut menjadi terakumulasi dan menyebabkan perubahan massa dari produk lebih besar jika dibandingkan proses pengeringan sebelumnya, dan laju pengeringan juga akan meningkat jika dibandingkan proses pengeringan sebelumnya.
4.5.2. Analisa Kadar Air Terhadap Waktu
Kadar air terhadap waktu
0 5 10 15 20 0 500 1000 1500 2000 Waktu pengeringan ( s ) K a d a r a ir w e t b a s is ( % ) Series1
Grafik 4.2 Kadar air terhadap waktu pada pengambilan data ke 10 dengan alas kasa.
Pada grafik 4.2 yang menunjukkan karakteristik kadar air terhadap waktu tidak ada suatu fenomena yang terjadi. Dapat dilihat pada grafik ini semuanya berjalan dengan cukup baik dan sesuai dengan referensi . Dapat dilihat pada grafik bahwa kadar air dalam sampel terus menurun sepanjang waktu pengeringan.
4.5.3. Analisa Laju Pengeringan Terhadap Kadar Air.
Laju pengeringan terhadap kadar air
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0 5 10 15 20
Kadar air w et basis ( % )
L a ju p e n g e ri n g a n (g r/ s ) Series1
Grafik 4.3 Laju pengeringan terhadap kadar air pengambilan data ke 10 dengan alas kasa.
Telah dijelaskan sebelumnya khususnya pada bab II mengenai dasar teori bahwa konstanta dielektrik suatu bahan akan menurun seiring dengan berkurangnya kadar air didalam bahan, hal ini dikarenakan konstanta air adalah 78 sedangkan udara adalah 1 sehingga ketika kadar air didalam bahan semakin sedikit akibat proses pengeringan dan digantikan oleh pori-ori yang berisi udara maka bahan tidak dapat menyerap gelombang elektromagnetik melainkan hanya meneruskan gelombang elektromagnetik (bersifat seperti benda transparant contohnya udara dan gelas) dengan hanya meneruskan gelombang elektromagnetik maka laju pengeringan dalam bahan juga akan menurun. Tetapi dapat dilihat bahwa pada grafik 4.3 laju pengeringan tidak memiliki kecenderungan untuk menurun ketika kadar air dalam bahan menurun. Hal ini disebabkan pengeringan tidak terjadi secara terus menerus dan mengakibatkan adanya penghentian difusi air dari inti bahan menuju permukaan dan dari permukaan menuju lingkungan dan ini akan menyebabkan difusi air akan terakumulasi pada proses pengeringan berikutnya dan menyebabkan laju pengeringan akan meningkat jika dibandingkan proses pengeringan sebelumnya.
