Pengeringan Beku dengan Metode Pembekuan Vakum dan Lempeng Sentuh dengan Pemanasan Terbalik pada Proses Sublimasi untuk Daging Buah Durian

Pengeringan Beku dengan Metode Pembekuan Vakum dan Lempeng 

Sentuh dengan  Pemanasan Terbalik pada Proses Sublimasi untuk 

Daging Buah Durian 

 

 

(Freeze Drying with Vacuum Freezing and Flate Freezing with Back 

Heating Treatment at Sublimation for Durian Pastes) 

 

Kiman Siregar1)_{, Armansyah H.Tambunan}2)_{, dan Bambang Haryanto}3) 

1)_{Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala  – Banda Aceh}   2)_{Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian IPB – Bogor}  3)_{Peneliti Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Jakarta}      Abstract    The major problem of freeze drying is the high consumption of energy and led to high operation cost.  Many  efforts  have  been  conducted  to  optimize  process  and  energy  usage  in  freeze  drying.  One  of  them  is  to  increase  sublimation  rate  by  applying  volumetric  heating  system  with  energy  of  electromagnetic  wave  (micro  wave  and  radio  frequency),  and  manage  pressure  and  heating  cycle  during  drying  process  to  increase  conductivity  and  vapor  permeability  of  dry  matter  (Tambunan,  1999;  Araki  et  al.  1998  in  Tambunan,  1999).  Another possibility is to apply vacuum freezing and back heating treatment at sublimation process. This research  was  aimed  to  study  the  characteristic  and  calculate  energy  consumption  of  freeze  drying  by  using  vacuum  freezing  method  with  back  heating  treatment  on  the  sublimation  process,  in  comparison  with  contact  plate  freezing method, and to analyze the quality of durian crust after freeze drying. 

The  result  showed  that  freezing  rate  and  sublimation  drying  time  of  vacuum  freezing  method  were  faster  than  contact  plate  method.    The trend  addition  of  water to vacuum  freezing  technique  increase  freezing  rate.  The characteristic of sublimation with vacuum freezing with addition a heating element put at the bottom  of sample plate was found different with contact plate freezing.  The total removed energy of vacuum freezing  was  found  lower  than  contact  plate  freezing.  The  total  consumption  energy  of  vacuum  freezing  drying  was  found higher than contact plate freezing. The energy consumption of vacuum freezing‐freeze drying was about  30,627.1 kJ to 34,806.8 kJ. For contact plate freezing‐freeze drying, it found consumption energy about 32,908.3  to 35,289.2 kJ.    Keywords: freeze drying, energy, vacuum freezing, contact plate freezing, durian montong fruit      Abstrak   

Masalah  utama  dari  pengeringan  bahan  adalah  konsumsi  energi  yang  tinggi  dan  biaya  operasional  yang  tinggi  pula.  Berbagai  usaha  telah  dilakukan  dalam  optimalisasi  proses  dan  penggunaan  energi  secara  keseluruhan  pada  pengeringan  beku.  Di  antaranya  mempercepat  laju  proses  pengeringan  sublimasi  dengan  menerapkan  sistem  pemanasan  volumetrik  menggunakan  energi.  Gelombang  elektromagnetik  (gelombang  mikro  dan  frekuensi  radio),  dan  mengatur  siklus  tekanan  dan  pemanasan  selama  pengeringan  untuk  meningkatkan  konduktivitas  panas  dan  permiabilitas uap air bagian kering bahan. Kemungkinan yang lain adalah menerapkan pembekuan  vakum  dan  pemanasan  terbalik  pada  saat  proses  sublimasi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari  karakteristik  dan  menghitung  kebutuhan  energi  proses  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  melalui  pemanasan  terbalik  saat  proses  sublimasi  dan 

membandingkannya  dengan  proses  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan lempeng  sentuh.  Penelitian ini juga bertujuan untuk menganalisis kualitas dari pasta durian setelah dikeringbekukan. 

Dari hasil penelitian ini diperoleh laju pembekuan dengan metode pembekuan vakum lebih  cepat  dibandingkan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Pada  perlakuan  penambahan  air  pada  metode  pembekuan  vakum  dapat  mempercepat  laju  pembekuan.  Pengeringan  sublimasi  dengan  pemanasan  terbalik  memperlihatkan  fenomena  yang  berbeda  antara  pengeringan  beku  dengan  metode pembekuan vakum dan pengeringan beku dengan metode pembekuan lempeng sentuh. Total  energi  yang  harus  dipindahkan  pada  metode  pembekuan  vakum  lebih  kecil  dibandingkan  pada  metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Dan  total  energi  yang  diperlukan  pada  proses  pengeringan  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  vakum  lebih  kecil  dibandingkan  pada  proses  pengeringan  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Total  konsumsi  energi  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum    antara  30,627.1  kJ  sampai  34,806.8  kJ.  Sedangkan  untuk  pengeringan beku dengan metode pembekuan lempeng sentuh antara 32,908.3 kJ sampai 35,289.2 kJ.  Kata kunci:  pengeringan beku,  energi, pendinginan vakum, lempeng sentuh pendingin, buah durian  montong    Pendahuluan    Para ahli pengeringan mengakui bahwa 

pengeringan  beku  merupakan  metode 

pengeringan  terbaik  saat  ini,  akan  tetapi  membutuhkan energi yang lebih besar sehingga  membutuhkan  biaya  yang  lebih  besar,  juga  biaya  investasi  awal  yang  lebih  tinggi.  Proses  pengeringan  beku  meliputi  dua  tahapan,  yaitu  tahap  pembekuan  dan  tahap  pengeringan 

sublimasi.  Dua  tahapan  ini  sama‐sama 

membutuhkan  energi.  Berbagai  usaha  telah  dilakukan  dalam  optimalisasi  proses  dan  penggunaan  energi  secara  keseluruhan  pada  pengeringan  beku.  Di  antaranya  mempercepat  laju  proses  pengeringan  sublimasi  dengan  menerapkan  sistem  pemanasan  volumetrik 

menggunakan energi   

Gelombang  elektromagnetik  (gelombang  mikro dan frekuensi radio), dan mengatur siklus  tekanan  dan  pemanasan  selama  pengeringan  untuk  meningkatkan  konduktivitas  panas  dan  permiabilitas  uap  air  bagian  kering  bahan  (Tambunan,  1999;  Araki  et  al.,  1998).  Usaha‐ usaha tersebut dilanjutkan lagi dalam penelitian  ini  yaitu  dengan  menggantikan  metode  pembekuan  pada  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  dan  pemanasan  terbalik pada saat proses sublimasi. 

Proses  pengeringan  beku  yang 

dilakukan  oleh  para  peneliti  terdahulu  adalah  menurunkan suhu sampai fase padat, kemudian  dilanjutkan dengan menurunkan tekanan untuk  mencapai  fase  padat  ke  uap  (sublimasi)  di 

bawah titik tripel air. Pada penelitian ini, proses  tersebut  dilakukan  dengan  prinsip  pembekuan  vakum,  yaitu  menurunkan  suhu  dan  tekanan 

secara  bersamaan  mengikuti  sifat 

termodinamika  air,  sehingga  diperoleh  proses  yang  lebih  singkat  untuk  dapat  mengurangi  penggunaan  energi.  Karena  efek  penurunan  tekanan  yang  dilakukan  pada  pembekuan   vakum,  dimanfaatkan  untuk  proses  sublimasi.  Zainuddin  (2003),  Rohana  (2002),  Wulandani,  dkk. (2003) memperoleh laju pembekuan vakum  ke dalam golongan laju pembekuan cepat. 

Para  peneliti  terdahulu  merambatkan  panas  sublimasi  yang  diperlukan  untuk  menyublimasikan  es  dari  bahan  beku  melalui  bagian bahan kering berongga (dari atas bahan).  Pada  penelitian  ini  panas  akan  dirambatkan  melalui lapisan beku bahan (dari bawah wadah  bahan).  Hal  ini  dilakukan  karena  nilai  konduktivitas  panas  bahan  beku  lebih  tinggi  dibandingkan  nilai  konduktivitas  panas  bahan  kering  berongga,  sehingga  proses  sublimasi  akan  berlangsung  lebih  cepat.  Sagara  (1984)  merambatkan  panas  melalui  bagian  kering  berongga,  yang  mempunyai  konduktivitas  termal  rendah,  sehingga  sublimasi  berlangsung  lambat.  Dengan  pemberian  panas  dari  bawah  diduga  panas  akan  merambat  melalui  lapisan  beku,  yang  mempunyai  konduktivitas  lebih  tinggi,  sehingga  sublimasi  akan  berlangsung  lebih cepat. 

Selama  ini  durian  dikonsumsi  dalam  bentuk  segar.  Buah  yang  rusak  terasa  hambar  dan  tidak  matang  biasanya  diolah  menjadi 

dodol  dan  lempok  durian  atau  campuran  es  krim,  dan  lain‐lain.  Penanganan  pascapanen  daging buah durian melalui proses pengeringan  beku  (freeze  drying)  merupakan  salah  satu  alternatif  untuk  meningkatkan  daya  simpan  daging  buah  durian  tersebut,  sehingga  pada  saat  musim  durian  telah  berakhir  para  konsumen  masih  dapat  memakan  daging  buah  durian  tersebut.  Daging  buah  durian  montong  (bangkok) yang dijadikan sebagai bahan produk  akan  dilihat  mutunya  dengan  perlakuan  penambahan  sejumlah  air  untuk  melihat  pengaruh  penambahan  air  terhadap  laju  pembekuan dan selanjutnya akan dibandingkan  dengan  proses  sublimasi  dengan  metode  pembekuan lempeng sentuh.  

 

Tujuan Penelitian   

1. Mempelajari  karakteristik  proses 

pengeringan  beku  dengan  metode 

pembekuan  vakum  melalui  pemanasan 

terbalik  saat  proses  sublimasi  dan 

membandingkannya  dengan  proses 

pengeringan  beku  dengan  metode 

pembekuan lempeng sentuh.   

2. Menghitung  kebutuhan  energi  proses 

pengeringan  beku  dengan  metode 

pembekuan  vakum  melalui  pemanasan 

terbalik  saat  proses  sublimasi  dan 

membandingkannya  dengan  proses 

pengeringan  beku  dengan  metode 

pembekuan lempeng sentuh.   

Metodologi Penelitian   

Bahan  dan  alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  daging  buah  durian  montong  dan  freeze  dryer.  Pada  Gambar  1  ditunjukkan  letak  wadah  contoh  dan  elemen  pemanas yang dibuat dalam penelitian ini. 

Prosedur  pada  penelitian  ini  dimulai  dengan  proses  pengeringan  beku  dengan  metode  sublimasi  yang  dilakukan  melalui  metode  pembekuan  vakum,  yaitu  menurunkan  suhu  dan  tekanan  secara  bersamaan  mengikuti  sifat  termodinamika  air  seperti  diperlihatkan  pada Gambar 2 dan pemberian elemen pemanas  dari bawah wadah contoh saat sublimasi. Proses  ini kemudian dibandingkan dengan pengeringan  beku  dengan  metode  sublimasi  melalui  metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Analisa  konsumsi  energi  dilakukan  terhadap  proses  pembekuan  sampai  proses  sublimasi.  Perlakuan  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini  meliputi  daging  buah  durian  utuh  (A1),  pure  (+  air  1/3  bagian  massa  total)  (A2),  pure  (+  air  2/3  bagian  massa  total) (A3).      Sample Holder 30 cm 24,5 cm 16 cm 40 cm 2 cm Isolator lantai sample holder (bahan : tembaga) Elemen pemanas 18,5 cm 18 cm                            

Gambar  1.  Letak  Wadah  Contoh  dan  Elemen  Pemanas  di  dalam  Sistem  Ruang  Pengeringan  Beku  pada Penelitian Ini 

pengeringan sublimasi Padat Cair Titik Kritis Gas Titik Tripel Te k a na n, P a 610

proses pembekuan (penurunan suhu)

penu runan t ek anan 1 2 3

Pembekuan vakum (penurunan suhu dan tekanan)

   

Suhu 0°_C

 

Gambar 2.  Perbandingan  Diagram  Fase  Tekanan‐Suhu  Air  untuk  Pembekuan  Vakum  dan   Pembekuan Lempeng Sentuh pada Pengeringan Beku 

 

Perhitungan‐perhitungan yang dilakukan mengikuti persamaan berikut ini: 

Laju  pembekuan  berdasarkan  definisi  lembaga  refrigerasi  internasional  dalam  Heldman  dan  Singh (1981):   f p

t

x

L

=

 ...   (1)  Panas jenis dikembangkan dari persamaan Charm (1978) dalam Heldman dan Singh (1981):   M a f p c p X X X X X C =1,424 +1,549 +1,675 +0,837 +4,187  ...   (2)    Energi di atas titik beku (Desrosier, 1988): 

(

a f

)

T

T

T

Cp

x

m

E

f

×

−

=

_{−1 >} 1  ...   (4)    Energi perubahan fase:  air

L

x

x

m

E

₂

=

₋₂

γ

.

 ...   (5)    Energi di bawah titik beku: 

(

f p

)

T

T

T

Cp

m

E

f

×

−

×

=

_{−3 <} 3  ...   (6)    Untuk menghitung kondensasi uap air  didekati dengan persamaan:  

(

h

h

)

(

x

w

Q

_cold

=

_gf

+

_fs

×

0

.

95

)

 ...   (7)   

Tekanan  ruang  pembeku  dikonversikan  menjadi  suhu  jenuh  air.  Hal  ini  dapat  dihitung  dengan persamaan (Rothmayr, 1975 dalam Wenur, 1997):   712 . 10 807 . 2744 + − = m f T LogP  ...   (8)   

Untuk  menghitung  panas  radiasi  menggunakan  persamaan  Stefan  Boltzman  dalam  Holman,  J.P (1994): 

4

.

e

.

A

.

.

THT

E

_radheater

=

_{h h}

σ

 ...   (9) 

 

Karena  suhu  lempeng  pemanas  berubah‐ubah  setiap  waktu,  maka  perhitungan  diselesaikan  secara numerik dengan metode simpson dalam Endry (2000): 

(

)

( )

( )

( )

( )

( )

( )

⎥⎥_⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + + + + + = − n n h h heater rad t THT t TH t THT t THT t THT t THT h A e E 4 1 4 3 4 2 4 1 4 0 4 . 4 ... 4 2 4 3 . . . σ   ...   (10) 

Hasil dan Pembahasan 

 

Karakteristik Pengeringan Beku   

Tahap Pembekuan   

Perbandingan  proses  penurunan  suhu  bahan terhadap perlakuan A1, A2, dan A3 pada  sistem pembekuan vakum yang dilakukan pada  penelitian  ini  diperlihatkan  pada  Gambar  3‐a.  Proses  penurunan  suhu  bahan  tersebut  terjadi  karena adanya proses penurunan tekanan pada  ruang  pembeku  yang  ditarik  oleh  pompa  vakum.  Laju  penurunan  tekanan  yang  semakin  cepat  akan  menghasilkan  laju  penurunan  suhu  yang  cepat,  sehingga  menghasilkan  laju  pembekuan  yang  cepat.  Dengan  peningkatan  nilai  kadar  air  yaitu  dari  perlakuan  A1  dengan  kadar  air  sebesar  60.19  %  b.b  ke  A2  dengan  kadar  air  sebesar  73.46  %  b.b  dapat 

meningkatkan  laju  pembekuan  pada 

pembekuan  vakum.  Peningkatan  laju 

pembekuan  tersebut  dari  13.99  cm/jam  menjadi  39.89  cm/jam.  Walaupun  penambahan  air  ini  masih  membutuhkan  pengkajian  lanjutan  dan  harus disesuaikan dengan rancangan alat sistem  pembekuan  vakum  yang  ada.  Fenomena  yang  terjadi  pada  penelitian  ini  dapat  dilihat  bahwa  dengan  penambahan  air  yang  semakin  banyak  lagi, yaitu untuk perlakuan A3 dengan kadar air  86.73  %  b.b  mengakibatkan  laju  pembekuan  semakin  lambat  lagi,  yaitu  menjadi  12.45  cm/jam.  Laju  pembekuan  yang  semakin  lambat  ini  dapat  dilihat  dari  laju  penurunan  suhu  bahan yang semakin lambat.  

Salah  satu  alasan  kenapa  penambahan  air  terhadap  bahan  harus  disesuaikan  dengan  sistem  rancangan  alat  pembekuan  vakum  yang  ada  adalah  karena  peningkatan  uap  air  yang  dilepaskan  ke  dalam  ruang  pembeku  dapat  mempengaruhi kapasitas pompa vakum. Untuk  melihat  lebih  jelas  penurunan  tekanan  yang  terjadi  pada  penelitian  ini  dapat  dilihat  pada  hasil  grafik  pengukuran  tekanan  seperti  diperlihatkan  pada  Gambar  3‐b.  Dari  gambar  tersebut  dapat  dilihat  bahwa  penurunan  tekanan  lebih  cepat  untuk  perlakuan  A2   dengan  laju  pembekuan  yang  paling  cepat  dibandingkan  A1  dan  A3.  Faktor  penurunan  tekanan  (k)  yang  terjadi  secara  eksponensial 

pada  Gambar  3‐b  tersebut  dianalisa  dengan  metode  regresi  linier.  Dari  analisa  tersebut  dapat  dilihat  bahwa  nilai  faktor  penurunan  tekanan  (k)  untuk  perlakuan  A2  sebesar  0.238,  ternyata  lebih  besar  dibandingkan  A1  dan  A3,  sehingga dengan analisa regresi  linier  ini  dapat 

diterima  bahwa  laju  pembekuan  untuk 

perlakuan A2 lebih cepat dibandingkan A1 dan  A3,  karena  dengan  faktor  penurunan  tekanan  yang  semakin  besar,  berarti  laju  penurunan  tekanan  semakin  cepat.  Sedangkan  untuk  perlakuan  A1  dan  A3  masih  perlu  pengkajian  karena  berdasarkan  analisa  regresi  linier,  kurang  dapat  diambil  kesimpulan  apakah  perlakuan  A1  laju  pembekuannya  lebih  cepat  atau A3, karena nilai faktor penurunan tekanan  eksponensial    (k  =  0.164)  untuk  A3    lebih  besar  dibandingkan  A1  (k  =  0.157),  akan  tetapi  dari  hasil perhitungan laju pembekuan didapat nilai  laju  pembekuan  A1  (13.99  cm/jam)  lebih  cepat  dibandingkan  A3  (12.45  cm/jam).  Dari  Gambar  3‐b  tersebut  juga  dapat  dilihat  bahwa  penurunan tekanan untuk perlakuan A1 dan A3  sampai  menit  ke‐5  terlihat  lebih  cepat  A1,  dari  menit  ke‐5  sampai  menit  ke‐  21  terlihat  lebih  cepat  A3,  dan  dari  menit  ke‐21  sampai  proses  pembekuan selesai,  A1 lebih cepat lagi. 

Pada  mekanisme  pembekuan  vakum  antara  ruang  pembeku  dengan  pompa  vakum  dipasang  perangkap  uap  air  (coldtrap)  yang  berfungsi  untuk  mengembunkan  udara  basah  sehingga  udara  yang  masuk  ke  pompa  vakum  tersebut  adalah  udara  kering.  Karena  volume  jenis  uap  air  pada  tekanan  rendah  sekitar  200  kali  lebih  besar  dari  volume  jenis  uap  air  pada  tekanan  normal,  sehingga  tanpa  penggunaan  prangkap  uap  air  beban  pompa  vakum  akan  terlalu  besar  dan  bahkan  tidak  mungkin  untuk  menurunkan  tekanan  ruang  pembeku  hingga  tingkat  yang  diinginkan  (Tambunan,  2000).  Kapasitas  perangkap  uap  air  sangat  penting  untuk  mempertahankan  kapasitas  pompa  vakum  tersebut.  sehingga  laju  penurunan  tekanan tetap dapat dipertahankan. Untuk dapat  mengembunkan  uap  air  dari  udara,  suhu 

coldtrap  harus  lebih  rendah  dari  suhu  jenuh  air 

pada  tekanan  di  dalam  ruang  coldtrap  tersebut.  Pada Gambar 4‐a dan Gambar 4‐b diperlihatkan  perbedaan  suhu  coldtrap  dan  suhu  jenuh  air 

yang  dikonversi  dari  tekanan  ruang  pembeku  dengan menggunakan Persamaan 8. 

Pada  sistem  pembekuan  lempeng  sentuh  perpindahan  panas  terjadi  secara  konduksi  dengan  cara  merambat  dari  bagian  bahan  yang  berdekatan  dengan  pelat  pembeku  ke  lempeng  pembeku  sampai  seluruh  lapisan  bahan  menjadi  beku.  Dari  hasil  pengamatan  pada  pembekuan  lempeng  sentuh  terlihat  bahwa  dengan  kadar  air  yang  semakin  besar  (penambahan  air  ke  bahan  yang  semakin  banyak)  mengakibatkan  beban  panas  yang 

harus  dipindahkan  dari  bahan  semakin  besar.  Beban  panas  yang  harus  dipindahkan  dari  bahan  (kJ)  terhadap  perlakuan  A1,  A2,  dan  A3  berturut‐turut sebesar 61.08 kJ, 79.74 kJ, dan 94.5  kJ.  Apabila  dengan  penambahan  beban  panas  pada bahan, diasumsikan akan dibekukan pada  suhu  dan  kapasitas  lempeng  pembeku  yang  sama,  maka  proses  perpindahan  panas  secara  konduksipun  akan  semakin  lambat,  sehingga  laju  penurunan  suhu  bahan  akan  semakin  lambat.    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Waktu (m enit) Te k a na n ( k P a )

VF-A1-Pukur(kPa) VF-A2-Pukur(kPa) VF-A3-Pukur(kPa)

k1=0.1567 k2=0.2381 k3=0.164 -30 -20 -10 0 10 20 30 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Waktu (Menit) Su h u ( o C )

TBA1(oC) TBA2(oC) TBA3(oC)

                           (a) Penurunan suhu bahan   (b) Penurunan tekanan  

Gambar  3.  Grafik  Perbandingan  Penurunan  Suhu  Bahan  dan  Penurunan  Tekanan  terhadap  Waktu  untuk Perlakuan A1, A2, dan A3 pada Sistem Pembekuan Vakum 

 

  _{Suhu Jenuh Air}

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Waktu (Menit) Su h u ( o C ) A1 A2 A3 Suhu Coldtrap -48 -46 -44 -42 -40 -38 -36 -34 -32 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Waktu (Menit) S u h u (o C) A1 A2 A3                             (a) Suhu coldtrap       (b) Suhu jenuh air   

Gambar  4.  Perbandingan  Hasil  Pengukuran    Suhu  Coldtrap  dan  Suhu  Jenuh  Air  terhadap  Waktu  untuk Perlakuan A1, A2, dan A3 pada Sistem Pembekuan Vakum 

       

-30 -20 -10 0 10 20 30 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 Waktu (menit) Su h u ( o C )

VF-A1 VF-A2 VF-A3

(61.08 % b.b) (74.05 % b.b) (87.03 % b.b)   4.77 4.59 4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 61.08 74.05 87.03 Kadar air (% b.b) L a ju p e m b e k ua n ( cm /j am ) PF-A1,Tlem peng = -41.45 oC PF-A2,Tlem peng = -41.05 oC PF-A3, Tlempeng = -39.90 oC                              

Gambar  5‐b.  Hubungan  antara  Laju  Pembekuan  terhadap  Penambahan  Air  pada  Bahan untuk Perlakuan A1, A2, dan  A3 

Gambar 5‐a.  Perbandingan  antara  Penurunan  Suhu  Bahan  terhadap  Waktu  pada  Pembekuan Lempeng Sentuh untuk  Perlakuan A1, A2, dan A3 

Pada  Gambar  5‐a  diperlihatkan 

perbandingan  penurunan  suhu  bahan  terhadap  waktu pada pembekuan lempeng sentuh untuk  perlakuan  A1,  A2,  dan  A3.  Dengan  laju  penurunan  suhu  bahan  yang  semakin  lambat,  maka  akan  mengakibatkan  laju  pembekuan  yang  semakin  lambat.  Pada  Gambar  5‐b  diperlihatkan hubungan antara laju pembekuan  terhadap  perlakuan  penambahan  air.  Dari  gambar  tersebut  dapat  dilihat  bahwa  dengan  kadar  air  yang  semakin  tinggi,  maka  laju  pembekuan  bahan  semakin  rendah.  Hasil 

pengamatan  pada  penelitian  ini  juga 

memperlihatkan  bahwa  suhu  lempeng 

pembeku  pada  perlakuan  A1,  A2,  dan  A3  ternyata  tidak  sama,  yaitu  berturut‐turut  sebesar ‐41.50 o_C, ‐41.05 o_{C dan ‐39.90} o_C. 

 

Tahap Sublimasi   

Salah  satu  hal  yang  berbeda  antara  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  dan  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  adalah  efek  penurunan  tekanan.  Pada  pembekuan  lempeng  sentuh,  setelah  tahap  pembekuan  selesai,  dilanjutkan  dengan  penurunan  tekanan  sampai  di  bawah  titik  tripel  air  untuk  mencapai  tahap  sublimasi,  sedangkan  pada  metode  pembekuan  vakum,  proses  penurunan  tekanan  sebelumnya  dimanfaatkan  langsung  untuk  proses  sublimasi.  Pada  tahap  sublimasi  masalah  tingginya  konsumsi  energi  pada  pengeringan  beku 

tersebut  dipecahkan  dengan  penerapan 

pemanasan  terbalik,  yaitu  merambatkan  panas  melalui  lapisan  beku  untuk  meningkatkan  laju  perpindahan  panas.  Pemanasan  terbalik  yang  dilakukan  pada  penelitin  ini  adalah  dengan  memberikan  elemen  pemanas  dari  bawah  wadah  contoh.  Pemanasan  terbalik  dilakukan  dengan  harapan  panas  akan  berkonduksi  melalui  lapisan  beku  bahan  yang  mempunyai 

nilai  konduktivitas  panas  lebih  tinggi 

dibandingkan  dengan  lapisan  bahan  kering  berongga,  sehingga  waktu  yang  dibutuhkan  untuk proses sublimasi akan lebih cepat.  

Pada  penelitian  ini  melalui  proses  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  vakum  memperlihatkan  bahwa  lapisan  bawah  (TB1)  merupakan  lapisan  yang  pertama  sekali  mengalami  kenaikan  suhu,  selanjutnya  diikuti  oleh  lapisan  TB2,  TB3,  dan  TB4  seperti 

diperlihatkan  pada  Gambar  6‐a.  Dari 

pengamatan  terlihat  bahwa  saat  proses 

pembekuan  vakum  terbentuk  rongga‐rongga  pada  bahan  yang  cukup  banyak  dan  besar  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  7‐a.  Proses  pembentukan  rongga  ini  diduga  terjadi  sebagai  akibat  dari  mekanisme  pembekuan  vakum.  Melihat  fenomena  ini,  maka  proses  konduksi  akan  melewati  lapisan  kering  bahan  berpori  seperti  halnya  yang  dilakukan  oleh  Sagara  (1984). Karena 100 

proses  pada  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  (freeze  drying‐

lapisan  kering,  maka  nilai  konduktivitas  panas  yang  dipakai  adalah  nilai  konduktivitas  panas  bahan kering berongga. 

Fenomena yang terjadi pada saat proses  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  memperlihatkan  bahwa  lapisan  atas  (TB4)  merupakan  lapisan  yang  pertama  sekali  mengalami  kenaikan  suhu  selanjutnya  diikuti  oleh  TB3,  TB2,  dan  TB1,  seperti  diperlihatkan 

pada  Gambar  6‐b.  Pada  Gambar  7‐b 

diperlihatkan  bahwa  bahan  setelah  diolah 

melalui  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  (freeze  drying‐plate 

freezing  (FD‐PF)).  Pada  proses  pembekuan 

lempeng  sentuh  rongga  di  dalam  bahan  tidak  terbentuk sebagaimana yang terjadi pada proses  pembekuan vakum (Gambar 7‐a). Karena proses 

pada  pengeringan  beku  dengan  metode 

pembekuan  lempeng  sentuh  berlangsung 

melalui  lapisan  beku,  maka  nilai  konduktivitas  panas  yang  dipakai  adalah  nilai  konduktivitas  panas bahan beku.                          FD-VF-A2 -50 0 50 100 150 200 1 75 149 223 297 371 445 519 593 667 741 Waktu (Menit) Su h u ( o C ) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Te k a na n (kP a )

TB4(oC) TB3(oC) TB2(oC) TB1(oC) THT(oC) P(kPa

FD-PF-A2 -50 0 50 100 150 200 1 75 149 223 297 371 445 519 593 667 741 Waktu (Menit) Su h u ( o C ) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Te k a n a n ( k P a )

TB4(oC) TB3(oC) TB2(oC) TB1(oC) THT(oC) P(kPa)

)

      (a)     (b) 

 

Gambar  6.  Grafik  Perbandingan  Fenomena  Penyebaran  Suhu  Pengeringan  Beku  antara  Metode  Pembekuan Vakum dan Lempeng Sentuh dengan Pemanasan Terbalik                              Rongga‐rongga yang terbentuk pada bahan  Tidak terbentuk rongga pada bahan    (a) Pembekuan Vakum   (b) Pembekuan Lempeng Sentuh    Gambar 7. Rongga yang Terbentuk pada Bahan Saat Proses Pembekuan   

Tabel 1.  Hasil  Perlakuan  Pengeringan  Beku  dengan  Metode  Pembekuan  Vakum  dan       Pengeringan Beku dengan Metode Pembekuan Lempeng Sentuh 

  No.    Uraian  Hasil A1  A2 A3   

U1  U2 U1 U2 U1  U2 

Pengeringan beku dengan pembekuan vakum:          1  Massa air awal  sublimasi (kg)    0.100    0.093    0.126    0.119    0.136    0.144  2  Massa air akhir  (kJ)  0.004  0.003  0.002  0.002  0.001  0.001  3  Lama sublimasi (jam)  9.73  11.63  12.08  12.53  11.45  12.40  Pengeringan beku dengan pembekuan lempeng sentuh:        1  Massa air awal  sublimasi (kg)    0.132    0.132    0.164    0.164    0.188    0.184  2  Massa air akhir  (kJ)  0.003  0.003  0.003  0.002  0.001  0.001  3  Lama sublimasi (jam)  11.37  12.67  12.73  12.98  12.48  12.77  4   *  20.79 jam (rata‐rata) untuk bahan durian  5  **  25.33 jam (rata‐rata) untuk bahan cabe jawa  * Endry (2000); ** Suandi (1999)   

Pada  penelitian  ini  nilai  konduktivitas  panas  bahan  tidak  dapat  diukur  dengan 

kontinu,  sehingga  cukup  sulit  untuk 

membandingkan  pengaruh  nilai  konduktivitas  panas  bahan  terhadap  laju  sublimasi.  Dengan  fenomena  yang  berbeda  melalui  kedua  metode  pengeringan  beku  tersebut,  pada  Tabel  1 

diperlihatkan  lama  proses  pengeringan 

sublimasi  yang  dilakukan.  Sebagai  perbandingan  diperlihatkan  waktu  sublimasi  yang  diperoleh  oleh  Endry  (2000)  untuk  bahan  durian  dan  Suandi  (1999)  untuk  cabe  jawa  dengan  pemberian  elemen  pemanas  dari  atas  bahan.  Dari  hasil  tersebut  dapat  dilihat  bahwa  waktu  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  vakum  lebih  singkat  dibandingkan  waktu  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Selain  fenomena  yang  terjadi,  faktor  lain  yang  menyebabkan  waktu  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  vakum  lebih  cepat  adalah  jumlah  penguapan air yang lebih besar pada saat proses 

pembekuan  vakum  dibandingkan  proses 

pembekuan lempeng sentuh, yaitu sekitar 8 kali  lebih  besar,  sehingga  jika  berat  awal  pada  saat  pembekuan diasumsikan sama, maka berat awal  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  vakum  akan  lebih  sedikit  dibandingkan  metode  pembekuan lempeng sentuh. Dengan berat awal  yang lebih sedikit, maka panas dan waktu yang  dibutuhkan  untuk  menyublimasikan  air  yang  ada pada bahan akan semakin singkat. 

 

Energi Pengeringan Beku    

Energi Tahap Pembekuan  

Salah  satu  masalah  yang  ingin 

dipecahkan  dalam  penelitian  ini  adalah  tingginya  konsumsi  energi  pengeringan  beku  yang meliputi konsumsi energi di 2 tahap, yaitu  (1)  Energi  pada  tahap  pembekuan,  dan  (2)  energi  pada  tahap  sublimasi.  Pada  tahap  pembekuan  akan  dicoba  dipecahkan  melalui  metode  pembekuan  vakum.  Hasil  penelitian  sebelumnya  mengatakan  bahwa  konsumsi  energi  pada  proses  pembekuan  vakum  lebih 

besar  dibandingkan  metode  pembekuan 

lempeng sentuh. Alasannya adalah karena pada  pembekuan  vakum  diperlukan  pompa  vakum  untuk  menurunkan  tekanan  (Ainun,  2002).  Akan tetapi apabila metode pembekuan vakum  ini digabungkan dengan pengeringan sublimasi, 

kemungkinan  akan  dapat  memperkecil 

konsumsi  energi  pengeringan  beku  secara  keseluruhan,  karena  efek  penurunan  tekanan  tersebut  dimanfaatkan  untuk  proses  sublimasi.  Sementara  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  tetap  diperlukan  energi  penurunan  tekanan  (tenaga  pompa  vakum) untuk mencapai proses sublimasi.  

Konsumsi  energi  pada  tahap 

pembekuan  tersebut  diperlukan  untuk 

memindahkan  energi  panas  yang  dilepaskan  oleh  bahan.  Energi  yang  harus  dipindahkan 

selama  proses  pembekuan  meliputi 

penjumlahan:  (1)  energi  sensibel  di  atas  titik  beku,  (2)  energi  laten  (perubahan  fase),  dan  (3)  energi sensibel di bawah titik beku.  

Dari  analisa  distribusi  pelepasan  energi  sensibel‐1,  energi  laten  dan  energi  sensibel‐2  selama  proses  pembekuan  diperoleh  bahwa  pada  pembekuan  vakum  persentase  pelepasan  energi  sensibel‐1  sebesar  33.88  %,  energi  laten  sebesar  43.94  %,  energi  sensibel‐2  sebesar  22.18  %  dan  pembekuan  lempeng  sentuh  untuk  energi  sensibel‐1  sebesar  28.47  %,  energi  laten  sebesar  47.67  %  dan  energi  sensibel‐2  sebesar  23.86  %.  Dari  distribusi ini  dapat  dilihat  bahwa  lebih  dari  43  %  energi  dilepaskan  pada  saat  perubahan  fase.  Makin  tinggi  kadar  air  bahan,  makin  besar  persentase  energi  yang  harus  dipindahkan dari bahan tersebut.  

Total  energi  yang  harus  dipindahkan 

pada  pembekuan  vakum  lebih  kecil 

dibandingkan  pada  pembekuan  lempeng 

sentuh,  yaitu  untuk  pembekuan  vakum  pada  perlakuan  A1,  A2,  dan  A3  berturut‐turut  sebesar  49.47  kJ,  61.82  kJ,  dan  74.98  kJ  sedangkan  untuk  pembekuan  lempeng  sentuh  pada  perlakuan  A1,  A2,  dan  A3  berturut‐turut  sebesar 61.25 kJ, 79.74 kJ, dan 94.50 kJ. Nilai ini  dipengaruhi  oleh:      (1)  Besarnya  penguapan  air  di  atas  titik  beku  pada  pembekuan  vakum,  hal  ini  dapat  dilihat  dari  distribusi  energi  sensibel‐1  yang  lebih  besar 

pada  pembekuan  vakum  (33.88  %) 

dibandingkan  pembekuan  lempeng  sentuh  (28.47 %), sehingga nilai energi panas laten lebih 

kecil  pada  pembekuan  vakum,    (2)  Nilai  panas  jenis  yang  lebih  kecil  di  bawah  titik  beku  pada  pembekuan  vakum,  yaitu  pada  perlakuan  A1,  A2,  dan  A3  berturut‐turut  sebesar  2.85  kJ/kg.K,  3.25  kJ/kg.K,  3.71  kJ/kg.K  sedangkan  untuk  pembekuan  lempeng  sentuh  pada  perlakuan  A1,  A2,  dan  A3  berturut‐turut  sebesar  3.09  kJ/kg.K, 3.45 kJ/kg.K, dan 3.81 kJ/kg.K.  

Konsumsi  energi  yang  dibutuhkan  untuk  memindahkan  energi  yang  dilepaskan  oleh  bahan  pada  sistem  pembekuan  vakum  diperlukan  energi  untuk  menurunkan  tekanan  dan  energi  untuk  pengkondensasian  uap  air  di 

coldtrap; dan pada sistem. 

Pembekuan lempeng sentuh diperlukan  energi untuk proses pindah panas dari bahan ke  lempeng  pembeku  (proses  konduksi).  Pada  Tabel  2  diperlihatkan  hasil  perhitungan  konsumsi  energi  yang  dibutuhkan  selama  proses pembekuan vakum dan lempeng sentuh. 

 

Energi Tahap Sublimasi 

Selama  proses  pengeringan  sublimasi  diperlukan  sejumlah  energi  panas  untuk  mengubah fase es ke fase uap. 

Pada  penelitian  ini  panas  sublimasi 

disediakan  dengan  meletakkan  lempeng 

pemanas  pada  jarak  18  cm  di  bawah  wadah  contoh. 

 

Tabel 2. Konsumsi Energi Selama Pembekuan Vakum dan Lempeng Sentuh    

  Hasil 

A1  A2  A3 

  No. 

  Uraian 

U1  U2  U1  U2  U1  U2 

Metode pembekuan vakum:        1  Penurunan tekanan (kJ)  1485  1305  1080  1080  1485  1530  2  Kondensasi uap air (kJ)  93.99  122.91  106.31  131.48  162.55  141.66  3  Total  1578.99  1427.91  1186.31  1211.48  1647.55  1671.66  Metode pembekuan lempeng sentuh:          1  Pembekuan bahan (kJ)  60.93  61.57  80.58  78.91  95.42  93.58  2  Total  60.93  61.57  80.58  78.91  95.42  93.58 

Tabel 3. Konsumsi Energi Selama Proses Pengeringan Sublimasi       No.    Uraian  Hasil A1 A2 A3 

U1  U2 U1 U2 U1  U2 

Energi sublimasi dengan metode pembekuan vakum:          1  Kondensasi uap air (kJ)  258.78  241.46  331.75  313.78  362.30  382.55  2  Radiasi panas (kJ)  24.34  32.70  47.82  57.39  37.20  48.32  3  Mempertahankan  tekanan (kJ)    26280    31410    32625    33840    30915    33480  4  Total  26563.1  31684.2  33004.6  34211.2  31314.5  33910.9  Energi sublimasi dengan metode pembekuan lempeng sentuh:        1  Kondensasi uap air (kJ)  344.78  343.98  431.68  434.91  500.23  488.50  2  Radiasi panas (kJ)  56.77  58.51  68.32  48.90  79.59  80.46  3  Penurunan dan  mempertahankan   tekanan (kJ)      30690      34200      34380      35055      33705      34470  4  Total  31091.5  34602.5  34880  35538.8  34284.8  35039    Tabel 4. Konsumsi Energi Total Pengeringan Beku       No.    Uraian  Hasil A1 A2 A3 

U1  U2 U1 U2 U1  U2 

Pengeringan beku dengan metode pembekuan vakum:        1  Kondensasi uap air (kJ)  352.77  364.37  438.06  445.26  524.85  524.21  2  Radiasi panas (kJ)  24.34  32.70  47.82  57.39  37.20  48.32  3  Penurunan dan  mempertahankan  tekanan (kJ)      27765      32715      33705      34920      32400      34510  4  Total  28142.1  33112.1  34190.9  35422.7  32962.1  35082.5  Pengeringan beku dengan metode pembekuan lempeng sentuh:        1  Pembekuan bahan (kJ)  60.93  61.57  80.58  78.91  95.42  93.58  2  Kondensasi uap air (kJ)  344.78  343.98  431.68  434.91  500.23  488.50  3  Radiasi panas (kJ)  56.77  58.51  68.32  48.90  79.59  80.46  4  Penurunan dan  mempertahankan  tekanan (kJ)      30690      34200      34380      35055      33705      34470  5  Total  31152.5  34664.1  34960.6  35617.7  34380.2  35132.5   

Dengan  demikian,  perpindahan  panas  dari lempeng ke dasar wadah akan berlangsung  secara  radiasi  dan  dari  dasar  wadah  ke  permukaan  sublimasi  secara  konduksi.  Nilai  energi sensibel dan energi sublimasi yang harus  diperoleh  lebih  kecil  pada  pengeringan  beku 

dengan  metode  pembekuan  vakum 

dibandingkan pengeringan beku dengan metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Nilai  energi  tersebut pada pengeringan beku dengan metode  pembekuan  vakum  untuk  perlakuan  A1,  A2, 

dan A3 berturut‐turut sebesar 893.29 kJ, 1111.59  kJ,  1269.49  kJ  sedangkan  untuk  pengeringan  beku  dengan  pembekuan  lempeng  sentuh  berturut‐turut sebesar 943.05 kJ, 1261.87 kJ, dan  1484.34  kJ.  Perbedaan  nilai  energi  yang  diperlukan ini dipengaruhi oleh:  (1) total massa  awal dan massa air yang harus dipanaskan dan  disublimasikan  lebih  kecil  pada  pengeringan  beku dengan metode pembekuan vakum (Tabel  1)  dibandingkan  pengeringan  beku  dengan  metode pembekuan lempeng sentuh, (2) Waktu 

proses  sublimasi  lebih  singkat  pada  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  dibandingkan  pengeringan  beku  dengan  metode pembekuan lempeng sentuh. 

Untuk  menyediakan  energi  yang 

diperlukan  tersebut  diidentifikasi  konsumsi  energi  pada  sistem  pengeringan  sublimasi  dengan metode pembekuan vakum yang terdiri  dari: (1) energi untuk mempertahankan tekanan,  (2)  energi  untuk  pengkondensasian  uap  air  di 

coldtrap,  (3)  energi  radiasi  panas,  sedangkan 

untuk  pengeringan  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  terdiri  dari:  (1)  energi  untuk  pengkondensasian  uap  air  di 

coldtrap,  (2)  energi  untuk  menurunkan  tekanan, 

(3)  energi  untuk  mempertahankan  tekanan, dan  (4) energi radiasi panas (Tabel 3). 

 

Total Energi Pengeringan Beku 

 

Pada  Tabel  4  diperlihatkan  penjumlahan  konsumsi  energi  pada  tahap  pembekuan  dan 

tahap  sublimasi.  Total  konsumsi  energi 

diperoleh  lebih  kecil  pada  pengeringan  beku  dengan metode pembekuan vakum dibandingkan  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Kondisi  ini  dipengaruhi  oleh:  (1)  mekanisme  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  yang  sejak  awal  sudah  melakukan  proses  penurunan  tekanan  ruang  pembeku  yang  juga  digunakan  untuk  proses  sublimasi,  (2)  mekanisme  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  yang  tidak  melakukan  pemindahan  wadah  contoh 

(bahan)  seperti  yang  dilakukan  pada 

pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh.  Pada  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  setelah  proses  pembekuan  selesai,  bahan  dipindahkan  dari  atas  lempeng  pembeku  ke  atas  elemen  pemanas.  Proses  pemindahan  ini  membutuhkan  waktu  dan  energi,  (3)  waktu  yang  diperoleh  dengan  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  lebih 

singkat  dibandingkan  pengeringan  beku 

dengan metode pembekuan lempeng sentuh.   

Kesimpulan 

 

Dari  hasil  penelitian  ini  diperoleh  laju  pembekuan dengan metode pembekuan vakum  (rata‐rata A1 = 13.99 cm/jam, A2 = 39.89 cm/jam,  A3  =  12.45  cm/jam)  lebih  cepat  dibandingkan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  (rata‐rata  A1  =  4.77  cm/jam,  A2  =  4.59  cm/jam,  A3  =  4  cm/jam).  Pada  perlakuan  penambahan  air  (A2) 

pada  metode  pembekuan  vakum  dapat 

mempercepat  laju  pembekuan,  walaupun 

penambahan  air  ini  masih  membutuhkan  pengkajian  yang  lebih  mendalam  terutama  terhadap  kemampuan  pompa  vakum  dan  kapasitas  perangkap  dingin  pada  alat  sistem  pembekuan vakum tersebut.  

Pengeringan  sublimasi  dengan 

pemanasan  terbalik  memperlihatkan  fenomena  yang  berbeda  antara  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  dan  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh. Pada pengeringan beku dengan metode  pembekuan  vakum  lapisan  bawah  merupakan  lapisan  yang  pertama  sekali  mengalami  kenaikan suhu selanjutnya menuju lapisan atas,  sedangkan  pada  pengeringan  beku  dengan  metode pembekuan lempeng sentuh lapisan atas  merupakan  lapisan  yang  pertama  sekali  mengalami  kenaikan  suhu  selanjutnya  menuju  lapisan  bawah.  Hal  ini  terjadi  karena  rongga‐ rongga  yang  terbentuk  pada  bahan  sangat  berbeda untuk kedua metode tersebut. 

Waktu  pengeringan  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  vakum  didapat  sebesar  10.68 jam untuk perlakuan A1, 12.31 jam untuk  perlakuan  A2,  dan  11.93  jam  untuk  perlakuan  A3.  Sedangkan  waktu  pengeringan  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  didapat  sebesar  12.02  jam  untuk  perlakuan  A1,  12.86 untuk perlakuan A2, dan 12.63 jam untuk  perlakuan A3. 

Total  energi  yang  harus  dipindahkan  pada metode pembekuan vakum (rata‐rata A1 =  49.47 kJ, A2 = 61.82 kJ, A3 = 74.98 kJ) lebih kecil 

dibandingkan  pada  metode  pembekuan 

lempeng  sentuh  (rata‐rata  A1  =  61.25  kJ,  A2  =  79.74  kJ,  A3  =  94.50  kJ).  Dan  total  energi  yang  diperlukan  pada  proses  pengeringan  sublimasi  dengan  metode  pembekuan  vakum  (rata‐rata 

A1 = 893.29 kJ, A2 = 1111.59 kJ, A3 = 1269.49 kJ) 

lebih  kecil  dibandingkan  pada  proses 

pengeringan  sublimasi  dengan  metode 

pembekuan  lempeng  sentuh  (rata‐rata  A1  =  943.05 kJ, A2 = 1261.87 kJ, A3 = 1484.34 kJ). 

Identifikasi  konsumsi  energi  untuk  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum,  meliputi:  (1)  kondensasi  uap  air,  (2)  radiasi  panas,  dan  (3)  penurunan  dan 

mempertahankan  tekanan.  Identifikasi 

konsumsi  energi  untuk  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh,  meliputi:  (1)  energi  pembekuan  bahan,  (2)  kondensasi  uap  air,  (3)  radiasi  panas,  dan  (4)  penurunan dan mempertahankan tekanan. Total  konsumsi  energi  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  (rata‐rata  A1  =  30,627.1  kJ,  A2  =  34,806.8  kJ,  A3  =  34,022.3  kJ)  didapat  lebih  kecil  dibandingkan  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh (rata‐rata A1 = 32,908.3 kJ, A2 = 35,289. 2  kJ, A3 = 34,756.4 kJ). 

Dari  penampakan  fisik  daging  buah  durian  montong  olahan  dapat  dilihat  bahwa  pada  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  terbentuk  rongga‐rongga  pada bahan, sedangkan pada pengeringan beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  rongga‐rongga  tersebut  tidak  terbentuk.  Pada  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  vakum  terlihat  bahwa  warna  daging  buah  durian  montong  olahan  berwarna  kecoklat‐ coklatan  dan  pada  pengeringan  beku  dengan  metode  pembekuan  lempeng  sentuh  terlihat  lebih berwarna keputih‐putihan.            Daftar Pustaka 

Araki,  T.,  Sagara,  Y.,  Tambunan,A.H.,  and  Kamaruddin,A.,1998.  Measurement  of  Transport  Properties  for Dried  Layer of  Several  Food  Materials  Undergoing  ‐

Freeze‐drying,  Bul.  Keteknikan 

Pertanian 12(2), pp.18‐31. 

Desrosier,  N.W.,  1988.  Teknologi  Pengawetan  Pangan  (The  Technology  of  Food  Preservation).  Diterjemahkan  oleh  M.  Muljoharjo.  UI‐ Press. 

Endry.  2000.  Perbandingan  Antara 

Pengendalian Suhu Bahan Dengan Suhu  Lempeng Pemanas Terhadap Konsumsi  Energi  Untuk  Pemanasan  Pada  Proses  Pengeringan  Beku.  Skripisi.  Jurusan  Teknik Pertanian, IPB, Bogor. 

Heldman,  Dennis  R.,  dan  R.Paul  Singh.  1981.  Food  Processing  Engineering.  AVI  Publishing  Company  Inc.  United  State  of America.  

Holman, J.P. 1986. Heat Transfer. McGraw‐Hill,  Inc. Singapore. 

Rohana,  A.  2002.  Analisa  Perbandingan  Karakteristik  Pembekuan  Vakum  dan  Pembekuan  Lempeng  Sentuh  Terhadap 

Pulp  Markisa.  Tesis.  Program  Pasca 

Sarjana. IPB, Bogor. 

Sagara,  Y.  1984.  Freeze  Drying  Characteristic  and 

Transport Properties in Concentread Coffea  Solution  System.  Proceeding  of  Fourt 

Internatonal  Drying  Syimposium,  2,  443‐450. 

Suandi.  1999.  Mempelajari  Konsumsi  Energi  Untuk  Pemanasan  dan  Sublimasi  Pada  Proses  Pengeringan  Beku  Ramuan 

Obatan.  Skripisi.  Jurusan  Teknik 

Pertanian, IPB,Bogor.   

   

Tambunan,  A.H.,  Sutrisno  dan  Wenur,F.  1995.  Penerapan Metode Pendinginan Vakum  Untuk Pra‐pendinginan Hasil Pertanian.  Laporan  Penelitian,  Fakultas  Teknologi  Pertanian,IPB,Bogor. 

Tambunan,  A.H.  1999.  The  Optimal  Operational 

Condition  For  an  Energy  Efficient  Freeze  Drying  Process.  Proceeding  of  the  12th 

2000),  28‐31  August  2000,  Noordwijkerhout,  The    Netherlands,  paper no. 205. 

Tambunan,  A.H,  Wenur,  F.,  Yudistira.  1999.  Transport  Properties  and  Heating  Performance  In  Freeze  Drying  Process.  Proceeding of the First Asian‐Australian  Drying  Conference  (ADC’99).  Bali‐ Indonesia. 

   

Tambunan,  A.H,.  2000.  Faktor‐faktor  Yang  Mempengaruhi  Laju  Pembekuan  Bahan 

Pangan  Cair,  Buletin  Keteknikan 

Pertanian, Vol 14. No.3. Jurusan Teknik  Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 

Wulandani,  D,  Tambunan,  A.H,  Nelwan,  L.O,  Hartulistiyoso,  E.  2002.  Pengembangan  Metode  Pembekuan  Vakum  Untuk  Produk  Pangan.  Laporan  Penelitian  Hibah  Bersaing  Perguruan  Tinggi.  Dikti. IPB. Bogor. 

Zainuddin,  I.  2003.  Rancang  Bangun  Peralatan  Dan  Analisis  Karakteristik  Pembekuan  Vakum Udang Windu (Penaeus monodon  Fab).  Tesis.  Program  Pascasarjana.  Institut Pertanian Bogor.