SKRIPSI
MEMPELAJARI KARAKTERISTIK PENGERINGAN DENGAN CARA MENENTUKAN KADAR AIR KESEIMBANGAN
DAN KONSTANTA PENGERINGAN
BUAH MAHKOTA DEWA (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.)
OLEH :
HADI AZIS PRATAMA F14102102
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007
Hadi Azis Pratama. F14102102. Mempelajari Karakteristik Pengeringan dengan cara Menentukan Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.). Di bawah bimbingan Dr.
Ir. Dyah Wulandani, M.Si. 2007.
RINGKASAN
Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) merupakan salah satu jenis tanaman obat di Indonesia yang berkhasiat banyak dalam menyembuhkan berbagai jenis penyakit. Kulit dan daging buah mahkota dewa berkhasiat untuk mengobati penyakit flu, rematik sampai kanker rahim stadium satu. Untuk memperpanjang masa simpan produk pertanian seperti buah mahkota dewa ini dapat dilakukan pengawetan dengan beberapa cara antara lain pendinginan, pengalengan, dan pengeringan. Pengeringan yang dilakukan pada buah mahkota dewa bertujuan mengurangi kadar air dalam bahan, sehingga air yang tersisa tidak dapat digunakan sebagai media hidup mikroba perusak yang ada di dalam bahan tersebut, dengan kata lain dapat memperpanjang masa simpan buah mahkota dewa tersebut. Kadar air keseimbangan yang diperoleh ini berguna untuk mengetahui tingkat kadar air yang aman bagi penyimpanan produk kering dalam waktu yang lama. Di samping itu juga untuk mengetahui kondisi operasi pengeringan pada tingkat suhu dan kecepatan aliran udara yang sesuai dengan pengeringan produk tersebut. Kondisi pengeringan yang tepat akan menentukan mutu hasil pengeringan yang tinggi.
Penelitian ini bertujuan mempelajari karakteristik pengeringan buah mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) dengan cara menentukan kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan pada berbagai tingkat suhu dan kecepatan udara pengering secara semi teoritis pada pengeringan lapisan tipis buah mahkota dewa. Nilai Me (kadar air keseimbangan) dan k (konstanta pengeringan) yang diperoleh dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai data dasar dalam analisis, perancangan, proses operasi pengeringan buah mahkota dewa yang efisien dan bermutu tinggi, maupun dikembangkan sebagai lahan bisnis yang menjanjikan di kemudian hari.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian IPB dan Laboratorium Pilot Plan SEAFAST Center IPB. Waktu penelitian berlangsung dari bulan Juli sampai Agustus 2006. Perlakuan pada proses pengeringan buah mahkota dewa ini terdiri dari dua faktor, yaitu faktor suhu dan kecepatan udara pengering. Perlakuan suhu terdiri dari empat tingkatan, yaitu 35
°C, 40 °C, 45 °C, 50 °C. Sedangkan perlakuan kecepatan udara pengering dilakukan dengan menggunakan empat tingkatan kecepatan udara, yaitu 0.1 m/dt, 0.5 m/dt, 1 m/dt, dan 1.4 m/dt.
Metode pengeringan lapisan tipis yang digunakan adalah model semi teoritis yang dikemukakan oleh Henderson dan Perry (1976). Kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan ditentukan berdasarkan metode pendekatan grafik.
Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap nilai kadar air keseimbangan (Me) adalah kecepatan udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara, dan kematangan bahan. Jika suhu udara pengering semakin tinggi dengan kecepatan
rendah. Berikut ini adalah pemodelan matematis nilai Me setelah dilakukan analisis :
Nilai konstanta pengeringan (k) hanya dipengaruhi oleh suhu udara pengering. Penentuan nilai k dilakukan dengan asumsi bahwa perubahan suhu bahan terhadap waktu dan suhu udara pengering adalah eksponensial. Jika suhu udara pengering semakin tinggi, maka nilai k yang diperoleh akan semakin tinggi.
Berikut ini adalah pemodelan matematis nilai k setelah dilakukan analisis : v = 1.4 m/dt, Me = 17.707 [-ln (1-RH)/T]0.1972
v = 1 m/dt, Me = 14.594 [-ln (1-RH)/T]0.1544 v = 0.5 m/dt, Me = 16.626 [-ln (1-RH)/T]0.1433 v = 0.1 m/dt, Me = 14.720 [-ln (1-RH)/T]0.1251
v = 1.4 m/dt, k = exp [(0.024/T)-1.464]
v = 1 m/dt, k = exp [(0.051/T)-1.055]
v = 0.5 m/dt, k = exp [(0.103/T)-1.262]
v = 0.1 m/dt, k = exp [(0.063/T)-1.411]
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
MEMPELAJARI KARAKTERISTIK PENGERINGAN DENGAN CARA MENENTUKAN KADAR AIR KESEIMBANGAN
DAN KONSTANTA PENGERINGAN
BUAH MAHKOTA DEWA (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
OLEH :
HADI AZIS PRATAMA F14102102
Tanggal lulus : 27 Maret 2007
Menyetujui,
Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si Dosen Pembimbing
Mengetahui,
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrahiim,
Segala puji hanyalah patut dan layak ditujukan dalam setiap tarikan serta hembusan nafas kita kepada Penggenggam akal dan jiwa, Penguasa serta Pemilik alam semesta, Allah SWT., karena dengan semua kehendak-Nya Dia masih berkenan memberikan segala kekuatan serta rasa kasih dan sayang-Nya yang tak terhitung kepada hamba-hamba-Nya, termasuk penulis sehingga mampu menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam semoga Allah limpahkan dan curahkan kepada Sang Revolusioner Sejati Rasulullah Muhammad SAW., keluarga, sahabat serta umatnya yang senantiasa berjuang dalam langkah dakwah li isti’naafil hayaatil islamiyyah.
Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian. Skripsi dengan judul Mempelajari Karakteristik Pengeringan dengan cara Menentukan Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.]
Boerl.) dilakukan untuk mencari nilai kadar air keseimbangan (Me) dan konstanta pengeringan (k) yang dapat digunakan sebagai data dasar dalam analisis, perancangan, proses operasi pengeringan buah mahkota dewa yang efisien dan bermutu tinggi, maupun dikembangkan sebagai lahan bisnis yang menjanjikan di kemudian hari. Dalam penyusunannya, skripsi ini terbagi dalam lima bab. Bab pertama dari skripsi ini berisi latar belakang dan tujuan penelitian. Bab kedua menginformasikan tentang buah mahkota dewa, perlakuan pasca panen buah mahkota dewa, teori pengeringan, dan model pengeringan pada produk pertanian.
Bab ketiga memaparkan tentang metodologi pelaksanaan penelitian. Bab keempat menyajikan karakteristik pengeringan lapisan tipis buah mahkota dewa serta kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan buah mahkota dewa. Bab kelima (terakhir) berisi kesimpulan dan saran dari skripsi ini.
Dengan segala kerendahan hati dan rasa hormat yang setinggi-tingginya penulis mengucapkan terima kasih kepada Ayah, Bunda, dan adik-adikku tercinta yang telah memberikan do’a serta dukungannya selama penulis menyelesaikan penelitian dan skripsi ini. Tidak lupa pula kepada Dr. Ir. Dyah Wulandani M.Si,
selaku pembimbing akademik atas bimbingan dan arahannya. Terima kasih saya ucapkan pula kepada Dr. Ir. Edy Hartulistiyoso. M.Sc dan Dr. Ir. Suroso, M.Agr selaku dosen penguji skripsi. Kepada rekan-rekan seperjuanganku di BKIM IPB, DKM Al-Fath FATETA, kosan Markaz Jundullah, dan Syabab Hizbut Tahrir, saya ucapkan terima kasih yang tak terhingga atas romantika perjuangan dakwah kita. Saya sangat berterima kasih kepada Ustadz Samsul Arifin dan Ustadz Karebet yang telah memberikan inspirasi dan motivasi tiada habisnya. Sahabat- sahabatku yang setia Akhi Hendra, Akhi Anas, Akhi Renato, Akhi Slamet Widodo, Akhi Hikmat, Akhi Molid, Akhi Icang, Kang Andi, Mas Ihsan, Mas Ari Acong, kru SALMAN Corporation Mas Zul, Akhi Jajang, Akhi Ricki, Akhi Arif saya haturkan terima kasih karena kalian telah menerima curahan hati saya selama ini dan bersahabat dengan kalian telah memberikan warna tersendiri dalam kehidupan ini.
Saya ucapkan terima kasih pula kepada rekan-rekanku di Departemen Teknik Pertanian angkatan ’39 yang telah bersama-sama berusaha mengukir tinta emas kesuksesan serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dan kelemahan yang terdapat dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu saran dan kritik konstruktif sangat penulis harapkan demi kebaikan penulis agar pada masa yang akan datang menjadi lebih baik lagi dalam menelurkan buah karyanya. Semoga Allah SWT tidak henti-hentinya memberikan semua limpahan karunia serta kasih sayang-Nya kepada kita selama mengarungi samudera kehidupan ini yang penuh dengan ombak dan badai.
Wassalam,
Bogor, Maret 2007 Penulis,
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. Buah Mahkota Dewa ... 3
B. Perlakuan Pasca Panen Buah Mahkota Dewa ... 5
C. Sulfurisasi ... 7
D. Blanching ... 7
E. Teori Pengeringan ... 7
F. Model Pengeringan ... 10
1. Pengeringan Lapisan Tebal ... 10
2. Pengeringan Lapisan Tipis ... 10
a. Model Teoritis ... 11
b. Model Semi Teoritis dan Empiris ... 12
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 14
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 14
B. Bahan dan Alat ... 14
C. Pengukuran dan Metode Perolehan Data ... 16
D. Perlakuan dan Perulangan ... 19
E. Analisis Data ... 20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23
A. Karakteristik Pengeringan Lapisan Tipis Buah Mahkota Dewa ... 23
1. Perubahan Kadar Air terhadap Waktu ... 23
2. Laju Pengeringan terhadap Waktu ... 27
B. Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan Buah
Mahkota Dewa ... 33
1. Kadar Air Keseimbangan (Me) Buah Mahkota Dewa ... 33
2. Konstanta Pengeringan (k) Buah Mahkota Dewa ... 35
C. Uji Ketepatan Model ………... 37
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 39
A. Kesimpulan ... 39
B. Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA ... 40
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Selang waktu penimbangan selama pengeringan ... 17 Tabel 2. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada
berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt 23 Tabel 3. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada
berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt 23 Tabel 4. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada
berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.5 m/dt 24 Tabel 5. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada
berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt 24 Tabel 6. Laju pengeringan rata-rata buah mahkota dewa pada berbagai
tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara ... 28 Tabel 7. Kadar air keseimbangan (Me) buah mahkota dewa pada berbagai
tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara ... 34 Tabel 8. Pendugaan pemodelan Me menggunakan persamaan Henderson
dan Perry ... 35 Tabel 9. Konstanta pengeringan (k) buah mahkota dewa pada berbagai
tingkat suhu dengan berbagai kecepatan udara ... 36 Tabel 10. Pendugaan pemodelan k menggunakan persamaan Arrhenius ... 37 Tabel 11. Perbandingan nilai Me antara hasil percobaan dengan hasil
pendugaan berikut nilai error – nya ... 37 Tabel 12. Perbandingan nilai k antara hasil percobaan dengan hasil
pendugaan berikut nilai error – nya ... 38
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Pohon mahkota dewa ... 3
Gambar 2. Buah mahkota dewa ... 4
Gambar 3. Diagram alir proses pasca panen buah mahkota dewa ... 6
Gambar 4. Tray Drier yang digunakan selama penelitian ... 15
Gambar 5. Posisi titik-titik pengukuran suhu pada contoh di dalam alat ... 16
Gambar 6. Diagram alir kegiatan penelitian ... 19
Gambar 7. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 25
Gambar 8. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 26
Gambar 9. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.5 m/dt ... 26
Gambar 10. Kurva penurunan kadar air terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt ... 27
Gambar 11. Kurva laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 29
Gambar 12. Kurva laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 29
Gambar 13. Kurva laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.5 m/dt ... 30
Gambar 14. Kurva laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt ... 30
Gambar 15. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 31
Gambar 16. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 32
Gambar 17. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.5 m/dt ... 32
Gambar 18. Kurva laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt ... 33
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Data pengeringan pada suhu 50 °C dengan kecepatan udara
pengering 1.4 m/dt ... 42 Lampiran 2. Data pengeringan pada suhu 45 °C dengan kecepatan udara
pengering 1.4 m/dt ... 43 Lampiran 3. Data pengeringan pada suhu 40 °C dengan kecepatan udara
pengering 1.4 m/dt ... 44 Lampiran 4. Data pengeringan pada suhu 35 °C dengan kecepatan udara
pengering 1.4 m/dt ... 45 Lampiran 5. Data pengeringan pada suhu 50 °C dengan kecepatan udara
pengering 1 m/dt ... 46 Lampiran 6. Data pengeringan pada suhu 45 °C dengan kecepatan udara
pengering 1 m/dt ... 47 Lampiran 7. Data pengeringan pada suhu 40 °C dengan kecepatan udara
pengering 1 m/dt ... 48 Lampiran 8. Data pengeringan pada suhu 35 °C dengan kecepatan udara
pengering 1 m/dt ... 49 Lampiran 9. Data pengeringan pada suhu 50 °C dengan kecepatan udara
pengering 0.5 m/dt ... 50 Lampiran 10. Data pengeringan pada suhu 45 °C dengan kecepatan udara
pengering 0.5 m/dt ... 51 Lampiran 11. Data pengeringan pada suhu 40 °C dengan kecepatan udara
pengering 0.5 m/dt ... 52 Lampiran 12. Data pengeringan pada suhu 35 °C dengan kecepatan udara
pengering 0.5 m/dt ... 53 Lampiran 13. Data pengeringan pada suhu 50 °C dengan kecepatan udara
pengering 0.1 m/dt ... 55 Lampiran 14. Data pengeringan pada suhu 45 °C dengan kecepatan udara
pengering 0.1 m/dt ... 56
Lampiran 15. Data pengeringan pada suhu 40 °C dengan kecepatan udara pengering 0.1 m/dt ... 57 Lampiran 16. Data pengeringan pada suhu 35 °C dengan kecepatan udara
pengering 0.1 m/dt ... 58 Lampiran 17. Gambar buah mahkota dewa setelah dikeringkan ... 60 Lampiran 18. Nilai uji Me pada kecepatan udara 1.4 m/dt menggunakan
pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 61 Lampiran 19. Nilai uji Me pada kecepatan udara 1 m/dt menggunakan
pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 62 Lampiran 20. Nilai uji Me pada kecepatan udara 0.5 m/dt menggunakan
pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 63 Lampiran 21. Nilai uji Me pada kecepatan udara 0.1 m/dt menggunakan
pemodelan matematis persamaan Henderson dan Perry ... 64 Lampiran 22. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada
kecepatan udara pengering 1.4 m/dt ... 65 Lampiran 23. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada
kecepatan udara pengering 1 m/dt ... 66 Lampiran 24. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada
kecepatan udara pengering 0.5 m/dt ... 67 Lampiran 25. Hasil regresi linear untuk mencari nilai k dan A pada
kecepatan udara pengering 0.1 m/dt ... 68
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pengobatan alternatif di Indonesia masih menjadi pilihan yang cukup efektif bagi masyarakat yang menginginkan penyembuhan dengan tingkat risiko relatif kecil. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan mengkonsumsi obat-obatan yang tidak mengandung zat kimia atau dengan mengkonsumsi tanaman yang berkhasiat untuk menyembuhkan penyakit.
Menurut Harmanto (2005) mendefinisikan pohon atau tanaman obat sebagai pohon yang salah satu, sebagian atau seluruh bagiannya mengandung zat atau bahan yang berkhasiat menyembuhkan penyakit. Dari definisi tersebut, lebih kurang 940 jenis tanaman obat tumbuh di Indonesia. Mahkota dewa adalah salah satu jenisnya.
Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) bisa ditemukan di pekarangan sebagai tanaman hias atau di kebun-kebun sebagai tanaman peneduh. Asal tanaman mahkota dewa masih belum diketahui. Menilik nama botaninya Phaleria papuana, banyak orang yang memperkirakan tanaman ini populasi aslinya dari tanah Papua, Irian Jaya. Di sana memang bisa ditemukan tanaman ini.
Kulit dan daging buah mahkota dewa berkhasiat untuk mengobati penyakit flu, rematik sampai kanker rahim stadium satu. Meramu tanaman obat membutuhkan waktu dan pengetahuan. Buah mahkota dewa tidak dianjurkan untuk dikonsumsi secara langsung sebab dapat mengakibatkan bengkak di mulut, sariawan, mabuk, dan keracunan (Harmanto, 2005).
Pemanfaatan kulit dan buah dianjurkan dilakukan dengan cara merebus buahnya terlebih dahulu. Mahkota dewa banyak dijumpai di pasaran dalam kemasan yang telah dikeringkan. Hal itu dimaksudkan agar lebih praktis dan mampu disimpan dalam waktu yang lama.
Untuk memperpanjang masa simpan produk pertanian seperti buah mahkota dewa ini dapat dilakukan pengawetan dengan beberapa cara antara lain pendinginan, pengalengan, dan pengeringan. Pengeringan yang dilakukan pada buah mahkota dewa bertujuan mengurangi kadar air dalam bahan,
sehingga air yang tersisa tidak dapat digunakan sebagai media hidup mikroba perusak yang ada di dalam bahan tersebut, dengan kata lain dapat memperpanjang masa simpan buah mahkota dewa tersebut.
Untuk mendapatkan hasil pengeringan yang baik diperlukan pengetahuan tentang kadar air keseimbangan bahan yang akan dikeringkan, yaitu kadar air yang berkeseimbangan dengan udara lingkungannya (Henderson dan Perry, 1976). Kadar air keseimbangan yang diperoleh ini berguna untuk mengetahui tingkat kadar air yang aman bagi penyimpanan produk kering dalam waktu yang lama. Di samping itu juga untuk mengetahui kondisi operasi pengeringan pada tingkat suhu dan kecepatan aliran udara yang sesuai dengan pengeringan produk tersebut. Kondisi pengeringan yang tepat akan menentukan mutu hasil pengeringan yang tinggi.
B. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mempelajari karakteristik pengeringan buah mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) dengan cara menentukan kadar air keseimbangan dan konstanta pengeringan pada berbagai tingkat suhu dan kecepatan udara pengering secara semi teoritis pada pengeringan lapisan tipis buah mahkota dewa.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Buah Mahkota Dewa
Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) bisa ditemukan di pekarangan sebagai tanaman hias atau di kebun-kebun sebagai tanaman peneduh. Asal tanaman mahkota dewa masih belum diketahui. Menilik nama botaninya Phaleria papuana, banyak orang yang memperkirakan tanaman ini populasi aslinya dari tanah Papua, Irian Jaya. Di sana memang bisa ditemukan tanaman ini. Pada Gambar 1 berikut ini adalah pohon mahkota dewa.
Gambar 1. Pohon mahkota dewa.
Menurut Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan, Departemen Kesehatan (1999) mahkota dewa diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Thymelaeales Famili : Thymelaeaceae Genus : Phaleria
Spesies : Phaleria macrocarpha (Sceff.) Boerl
Mahkota dewa tumbuh subur di tanah yang gembur dan subur pada ketinggian 10-1200 m dpl. Perdu menahun ini tumbuh tegak dengan tinggi 1.5-2.5 m. Batangnya bulat, permukaannya kasar, warnanya cokelat, berkayu dan bergetah, percabangan simpodial. Daun tunggal, letaknya berhadapan, bertangkai pendek, bentuknya lanset atau jorong, ujung dan pangkal runcing, tepi rata, pertulangan menyirip, permukaan licin, warnanya hijau tua, panjang 7-10 cm, lebar 3-5 cm. Bunga mahkota dewa keluar sepanjang tahun atau tak kenal musim, tetapi paling banyak muncul pada musim hujan. Letak bunganya tersebar di batang atau ketiak daun, bentuk tabung, berukuran kecil, berwarna putih, dan harum. Bentuk buahnya bulat, berdiameter 3-5 cm, permukaan licin, beralur, ketika muda warnanya hijau dan merah setelah masak.
Ukurannya bervariasi, dari sebesar bola pingpong sampai sebesar apel merah.
Daging buah berwarna putih, berserat, dan berair. Biji bulat, keras, berwarna cokelat. Berakar tunggang dan berwarna kuning kecokelatan. Perbanyakan dengan cangkok dan bijinya. Seperti terlihat dalam Gambar 2 di bawah ini adalah bentuk dari buah mahkota dewa.
Gambar 2. Buah mahkota dewa.
Untuk memperbanyak tanaman Mahkota Dewa ini paling baik dilakukan dengan cara mencangkok, walaupun agak sulit tapi telah menunjukkan keberhasilan dalam usaha membudidayakannya. Pencangkokan
dibantu dengan krim hormon perangsang pertumbuhan akar. Hal lain yang perlu dilakukan adalah dengan menyiramkan air secara rutin serta kurangi cabang yang terlalu panjang dan banyak. Cangkokan dapat dipindah ke media penanaman setelah 6-8 minggu.
Kandungan kimia yang dimiliki tanaman marga Phaleria pada umumnya memiliki aktivitas antimikroba. Aktivitas ini berkaitan dengan toksisitas (kandungan racun) tanaman yang cukup tinggi sebagai salah satu bentuk dan mekanisme pertahanan diri. Dari sejumlah pengalaman eksperimental terbukti pula bahwa sebagian besar tanaman yang memiliki aktivitas antimikroba pada umumnya juga menunjukkan potensi sebagai suatu anti kanker karena tosksitas yang dimilikinya tersebut dapat pula bekerja terhadap fase tertentu dari siklus sel tumor. Golongan senyawa kimia dalam tanaman yang berkaitan dengan aktivitas antikanker dan antioksidan antara lain adalah golongan alkaloid, terpenoid, polifenol, flavanoid, dan senyawa polifenol. Hasil pengujian tersebut menunjukkan adanya potensi antioksidan dan antikanker dari ekstrak daging buah dan kulit biji mahkota dewa (Phaleria macrocarpa (Sceff) Boerl.). Kenyataan tersebut memperkuat dugaan terhadap aktivitas antikanker dan antioksidan yang ada pada tanaman selain pembuktian empiris yang telah ada (Lisdawati, 2002 dalam Buys, 2004).
B. Perlakuan Pasca Panen Buah Mahkota Dewa
Setelah dipanen, setiap bagian pohon mahkota dewa, terutama yang berkhasiat obat, mendapat perlakuan tertentu. Perlakuan yang diberikan meliputi penyortiran, pencucian, pemotongan, pengeringan, penyangraian, dan perebusan. Perlakuan-perlakuan ini sebaiknya segera diberikan setelah mahkota dewa dipanen. Jangan ada penundaan waktu. Karena bila dilakukan penundaan dapat mempengaruhi keoptimalan khasiat mahkota dewa (Harmanto, 2005).
Penyortiran merupakan kegiatan pemilahan bagian-bagian pohon berkhasiat obat berdasarkan kualitasnya. Bagian pohon yang bersih dan tidak rusak oleh ulat atau hama dan penyakit yang dipilih. Setelah disortir, bagian- bagian pohon yang terpilih dibersihkan menggunakan air mengalir.
Pengeringan mahkota dewa bisa dilakukan di bawah sinar matahari ataupun menggunakan alat pengering. Pengeringan bisa dilakukan tanpa dipotong-potong terlebih dahulu buahnya. Atau agar buahnya cepat kering, bisa dilakukan pemotongan terlebih dahulu menggunakan pisau stainless steel agar tidak terjadi reaksi kimia yang merugikan.
Setelah dirasa kering, ambilah bagian-bagian pohon yang dikeringkan itu. Sangrailah selama lebih kurang lima menit di atas api kecil. Penyangraian ini berguna untuk mematikan bakteri-bakteri yang menempel.
Bagian berkhasiat obat baru bisa digunakan jika sudah kering dan sudah disangrai. Cara penggunaan yang umum dilakukan adalah dengan merebusnya terlebih dahulu. Air rebusan mahkota dewa ini rasanya pahit.
Yang paling pahit adalah rebusan cangkang buahnya. Dalam Gambar 3 berikut ini diberikan diagram alir proses perlakuan pasca panen buah mahkota dewa.
Gambar 3. Diagram alir proses pasca panen buah mahkota dewa.
Penyortiran
Pencucian
Pemotongan
Pengeringan
Penyangraian
Perebusan
C. Sulfurisasi
Pada pengeringan sayur-sayuran dan buah-buahan, biasanya dilakukan perlakuan sulfurisasi yang bertujuan untuk mempertahankan mutu dari bahan yang akan dikeringkan. Disamping itu, sulfurisasi juga bertujuan untuk melindungi bahan dari proses pencokelatan (browning), baik secara enzimatis maupun non-enzimatis.
Senyawa kimia yang sering digunakan dalam proses sulfurisasi antara lain sulfur dioksida, garam-garam natrium atau kalium dari sulfit, bisulfit atau meta bisulfit. Senyawa-senyawa tersebut sudah luas penggunaannya dalam mencegah penurunan mutu yang ditimbulkan oleh mikroba maupun enzim.
D. Blanching
Blanching merupakan suatu jenis perlakuan pendahuluan yang umumnya dilakukan terhadap buah-buahan dan sayur-sayuran setelah pembersihan dan pemotongan pada proses pengeringan buah dan sayuran tersebut. Blanching dapat dilakukan dengan air panas atau uap air panas.
Winarno et al. (1980) menyatakan bahwa blanching dengan menggunakan air panas biasa dilakukan pada suhu 82 °C - 93 °C selama 3 – 5 menit. Jika blanching dilakukan menggunakan uap dibutuhkan waktu 7 menit.
Lebih lanjut lagi yang dikemukakan juga oleh Winarno (1980) bahwa blanching menimbulkan perubahan fisika dan kimia. Perubahan fisika yang terjadi terutama disebabkan oleh pemindahan udara dalam sel dan memberikan pengaruh terhadap peningkatan permeabilitas sel, sehingga membantu pengeluaran air selama proses pengeringan berlangsung.
Sedangkan perubahan kimia yang terjadi adalah perubahan senyawa-senyawa penyusun dinding sel yang menyebabkan pelunakan jaringan.
E. Teori Pengeringan
Hall (1957) dan Broker (1974) menyatakan, pengeringan adalah proses pengambilan atau penurunan kadar air sampai pada batas tertentu sehingga memperlambat laju kerusakan bahan pertanian akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan diolah atau dimanfaatkan. Proses pengeringan
merupakan proses pengeluaran air dari bahan pertanian menuju kadar air keseimbangan dengan udara di sekelilingnya atau pada tingkat dimana mutu bahan pertanian dapat dijaga dari serangan kapang, aktivitas serangga, dan enzim (Henderson dan Perry, 1975).
Heldman dan Singh (1981) serta Henderson dan Perry (1976) menyatakan beberapa keuntungan pengeringan, yaitu :
1. Memperpanjang masa simpan dan penurunan mutu sekecil-kecilnya.
2. Memudahkan pengangkutan karena berat bahan lebih ringan dan volume lebih kecil.
3. Menimbulkan aroma yang khas pada bahan tertentu.
4. Mutu lebih baik dan nilai ekonomi lebih tinggi.
Earle (1982) menyatakan bahwa proses pengeringan terbagi menjadi tiga kategori , yaitu :
1. Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfer. Pada pengeringan ini panas dipindahkan menembus bahan, baik dari udara maupun dari ppermukaan yang dipanaskan.
2. Pengeringan hampa udara, yaitu panas dipindahkan secara konduksi dan terjadi lebih cepat pada tekanan rendah.
3. Pengeringan beku. Uap disublimasikan keluar dari bahan pangan beku.
Struktur bahan pangan tetap dipertahankan, suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam mesin pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Kadar air suatu bahan berpengaruh terhadap banyaknya air yang diuapkan dan lamanya proses pengeringan. Heldman dan Singh (1981) menyatakan bahwa kadar air pangan terdiri dari dua bagian, yaitu kadar air basis kering dan kadar air basis basah. Kadar air basis kering adalah perbandingan berat air dalam bahan dengan berat bahan keringnya. Kadar air basis basah adalah perbandingan berat air dalam bahan dengan berat bahan total.
%
×100
= total m
mair
m ... (1)
%
×100
=
padat m
mair
M ... (2)
di mana :
M = Kadar air basis kering (%) m = Kadar air basis basah (%) mair = Massa air yang menguap (gram) mtotal = Massa total bahan (gram)
mpadat = Massa padatan kering bahan (gram)
Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan per satuan waktu. Laju pengeringan ini dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, dan susunan bahan saat dikeringkan, suhu, kelembaban, dan kecepatan aliran udara pengeringan. Menurut Henderson dan Perry (1976) proses pengeringan dapat dibagi dalam 2 periode laju pengeringan, yaitu : laju pengeringan tetap dan laju pengeringan menurun.
Jika konsentrasi air di permukaan bahan besar sehingga permukaan bahan tetap basah maka akan terjadi laju penguapan yang tetap. Periode ini disebut dengan laju pengeringan tetap.
Secara praktis semua pengeringan bahan hasil pertanian terjadi pada periode laju pengeringan menurun. Periode laju pengeringan menurun dibatasi oleh kadar air keseimbangan dari kurva air keseimbangan di antara kelembaban nisbi 0% dan mendekati 100%. Kadar air yang mendekati tingkat 100% akan berada dalam periode laju pengeringan tetap (Henderson dan Perry, 1976).
Dalam proses pengeringan, air yang diuapkan terdiri dari air bebas dan air terikat. Air bebas adalah yang pertama-tama mengalami penguapan. Laju penguapan air bebas sebanding dengan perbedaan tekanan uap pada permukaan air dengan tekanan uap pada udara pengering.
Air terikat terdiri dari air yang terikat secara fisik dan air yang terikat secara kimiawi. Air yang terikat secara fisik merupakan bagian air bahan yang terdapat dalam jaringan matriks bahan karena adanya ikatan - ikatan fisik. Jika air permukaan telah habis, maka perpindahan air uap terjadi dari bagian dalam
bahan ke permukaan secara difusi. Perpindahan air bahan ini terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi air di bagian dalam dengan bagian luar.
F. 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 yang akan dikeringkan.
2. Pengeringan Lapisan Tipis
Henderson dan Perry (1976) menyatakan bahwa pengeringan lapisan tipis adalah pengeringan yang terjadi pada seluruh bahan dalam lapisan tersebut dapat menerima langsung aliran udara pengering yang melewatinya dengan kelembaban relatif dan suhu yang konstan.
Pengeringan lapisan tipis didasarkan pada pengeringan bahan yang sepenuhnya terbuka terhadap hembusan udara yang menyebabkan semua bahan dalam lapisan tersebut mengalami pengeringan secara seragam.
Pengeringan buah mahkota dewa menggunakan metode lapisan tipis karena semua permukaan bahan menerima langsung panas yang berasal dari udara pengering. Aliran udara pada proses pengeringan bergerak secara vertikal. Perubahan kadar air bahan selama pengeringan
lapisan tipis dapat diduga dengan mengembangkan model matematik 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 :
P K T K M
t K M
3 . 1 2 2 . 1 2 1
. 1
2 +∇ +∇
∇ δ = δ
P K T K M t K
T
3 . 2 2 2 ..
2 2 1
..
2
2 +∇ +∇
∇ δ = δ
P K T K M t K
P
3 . 3 2 2 ..
3 2 1
. 3
2 +∇ +∇
∇ δ =
δ ... (3)
di mana :
K = Koefisien fenomena M = Kadar air (%bk)
P = Tekanan uap pada bahan (N/m2) T = Suhu bahan (K)
t = Waktu pengeringan (jam)
Brooker et al. (1974) menyatakan bahwa di dalam proses pengeringan, gradien suhu dan tekanan total dalam persamaan (3) dapat diabaikan, sehingga persamaan (3) dapat disederhanakan menjadi :
M t K
M
1 . 1
∇2
δ =
δ ... (4)
Pergerakan air di dalam bahan biasanya diasumsikan terjadi dengan proses difusi (cairan atau uap), sehingga koefisien K1.1 disebut juga dengan koefisien difusi D.
Jika nilai D konstan, maka persamaan (11) dapat dituliskan sebagai berikut :
⎥⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ +
= r r
M c r D M t M
δ δ δ
δ δ
δ
. .
2 2
... (5)
di mana :
c = Koefisien bentuk (lempeng tak hingga = 0, silinder = 1, bola = 2) D = Koefisien difusivitas (m2/jam)
M = Kadar air (%bk)
r = Jari – jari atau setengah tebal bahan (m) t = Waktu pengeringan (jam)
b. Model Semi Teoritis dan Empiris
Persamaan pengeringan lapisan tipis diturunkan pula secara semi teoritis dan empiris untuk menyederhanakan penyelesaian persamaan difusi dan pengeringan. Menurut Henderson dan Perry (1976), proses difusi air selama laju pengeringan menurun seperti konduksi panas pada benda padat adalah :
) exp( kt Me A
Mo Me
MR M = −
−
= − ... (6)
Koefisien pengeringan merupakan fungsi dari difusivitas dan geometri
2 2
r k= Dπ
... (7) Konstanta pengeringan tersebut merupakan fungsi geometris, yaitu :
Benda geometris bahan lempeng tak terbatas :
2 2
l k= Dπ
... (8) Benda geometris bahan silinder tak terbatas, silinder terbatas, dan
bola :
2 2
r k= Dπ
... (9) di mana :
A = Koefisien bentuk partikel (lempeng = 0.811, balok = 0.533, bola = 0.608)
D = Koefisien difusivitas (m2/jam)
MR = Rasio kadar air
t = Waktu pengeringan (jam)
r = Jari – jari atau setengah ketebalan bahan (m)
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian IPB dan Laboratorium Pilot Plan SEAFAST Center IPB. Waktu penelitian berlangsung dari bulan Juli sampai Agustus 2006.
B. Bahan dan Alat
Penelitian yang akan dilakukan ini menggunakan bahan yaitu buah mahkota dewa yang diperoleh dari seorang petani di daerah Cibanteng. Buah mahkota dewa yang ada kemudian diiris – iris dengan ketebalan berkisar antara 2 – 3 mm. Bahan pendukung lainnya adalah silica gel untuk mempertahankan kelembaban relatif (RH) selama proses penimbangan.
Peralatan utama yang dipakai adalah alat pengering Tray Dryer merek Anfield Limited Ringwood Hampshire England daya 8.8 kW. Alat-alat untuk mendukung penelitian yang digunakan adalah :
♥ Electric Blower merek Lotus, Mansion Enterprise Co. Ltd
♥ Timbangan digital merek Chyo tipe JP2-3000
♥ Timbangan digital merek AND tipe FX-3000
♥ Wadah dari kawat besi
♥ Anemometer merek Lutron, tipe AM-4204 HA Range 0.2-20 m/dt
♥ Chino recorder merek Yokogawa
♥ Thermocouple
♥ Desicator
1. Prinsip kerja alat Tray Dryer
Prinsip kerja Tray Dryer berdasar udara panas yang dihembuskan ke dalam bahan. Sumber panas berasal dari elemen elektrik, dibawa oleh medium pembawa panas, yaitu udara. Laju aliran udara panas ke ruang pengering diatur oleh blower yang berputar secara vertikal. Pada daerah ruang pengering terjadi proses pengeringan bahan oleh panas yang dibawa
Di bawah ini adalah gambar alat Tray Dryer yang terdapat di laboratorium SEAFAST CENTRE IPB.
Gambar 4. Tray Dryer yang digunakan selama proses penelitian.
2. Cara mengoperasikan Tray Dryer 1. Pasang steker.
2. Timbang dan amati penampakkannya.
3. Masukkan bahan ke ruang pengering.
4. Hidupkan alat pengering dan blower pengering.
5. Set blower sesuai dengan kecepatan udara yang diperlukan.
6. Hidupkan pemanas pengering.
7. Set skala Heater sesuai dengan panas yang diperlukan.
8. Ambil bahan yang dikeringkan, timbang kembali bahan dan amati penampakkannya.
9. Matikan heater dan blower serta pengering.
10. Cabut steaker dan bersihkan alat.
Di bawah ini adalah gambar skema alat Tray Dryer.
Keterangan:
1. Electric blower 7. Ruang Tray
2. Power heater 8. Tray
3. Conrol heater 9. Flap
4. Power outlet 10. Suhu bola kering 5. Heater 11. Suhu bola basah 6. Flap 12. Kecepatan udara
Gambar 5. Posisi titik-titik pengukuran suhu pada contoh di dalam alat.
C. Pengukuran dan Metode Perolehan Data
Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah kadar air buah mahkota dewa dan lama pengeringan. Data lainnya yang perlu diukur adalah suhu bola basah dan bola kering udara pengering, lingkungan, dan massa bahan. Metode perolehan data dilakukan dengan melakukan pengeringan langsung sebelum, selama, dan setelah pengeringan. Kegiatan pada penelitian kali ini, yaitu kalibrasi alat ukur, persiapan bahan dan alat, penimbangan massa wadah, pengukuran kadar air awal, pengoperasian alat pengering, penimbangan massa bahan selama pengeringan, pengukuran kadar air akhir. Tahap – tahap kegiatan penelitian dapat dilihat pada Gambar 6 berikut ini.
4 3 2
1 5
6 7 9
10 8
12 11
Gambar 6. Diagram alir kegiatan penelitian.
1) Massa Bahan
Massa bahan diukur pada awal proses, selama proses, dan pada akhir proses. Pengukuran hanya dilakukan sekali menggunakan timbangan analitik. Selang waktu penimbangan selama pengeringan berlangsung dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Selang waktu penimbangan selama pengeringan.
Waktu Pengeringan (Jam Ke-) Selang Waktu Penimbangan (Menit)
0 – 2 10
3 – 4 20
5 – * 30
* Perubahan berat bahan < 0.1 gram
Kalibrasi alat ukur
Persiapan bahan dan alat
Penimbangan massa wadah dan
Pengukuran kadar air awal
Pengoperasian alat pengering
Penimbangan massa bahan selama
Pengukuran kadar air akhir
2) Kadar Air
Pengukuran kadar air meliputi kadar air basis basah dan kadar air basis kering. Kadar air yang diukur meliputi kadar air awal dan kadar air akhir setelah proses pengeringan berakhir. Pengukuran kadar air dilakukan dengan menggunakan oven pengering dengan suhu 80 °C selama 24 jam.
Penimbangan dilakukan sebelum buah mahkota dewa dimasukkan ke dalam oven pengering menggunakan timbangan analitik, hingga berat sampel buah mahkota dewa konstan.
Kadar air awal dan akhir dihitung menggunakan persamaan (1) dan (2) :
3) Suhu dan RH
Suhu yang diukur adalah suhu udara pengering dan suhu udara lingkungan. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan termometer alkohol (range pengukuran -10 s.d. 100 °C). Pengukuran suhu dilakukan setiap jam. Sedangkan RH diukur dengan menggunakan suhu bola basah dan suhu bola kering serta plot terhadap kurva psychrometric.
4) Perhitungan Perubahan Kadar Air
Data hasil penimbangan massa bahan selama proses pengeringan diolah untuk mengetahui kadar air buah mahkota dewa selama proses pengeringan. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan Microsoft Excell.
Persamaan yang digunakan adalah :
100
Bo bbo A
M
M = KA × Mp =MBo −MA
w ki
Bi M M
M = − MAi =MBi−Mp
×100
=
Bi Ai
bbi M
KA M = ×100
p Ai
bki M
KA M
) 1 ( ) 1 (
−
−
−
= −
i i
bki i
bk
i t t
KA LP KA
di mana:
MA = Massa air dalam bahan (gram) Mp = Massa padatan bahan (gram) -- tetap MB = Massa bahan (gram)
MK = Massa kotor bahan (gram) MW = Massa wadah (gram) KAbb = Kadar air basis basah (%bb) KAbk = Kadar air basis kering (%bk) LP = Laju pengeringan (%bk/menit) t = Waktu pengeringan (menit) i = Acuan data ke – i
D. Perlakuan dan Perulangan
Perlakuan pada proses pengeringan buah mahkota dewa ini terdiri dari dua faktor, yaitu faktor suhu dan kecepatan udara pengering. Perlakuan suhu terdiri dari empat tingkatan, yaitu 35 °C, 40 °C, 45 °C, 50 °C. Sedangkan perlakuan kecepatan udara pengering dilakukan dengan menggunakan empat tingkatan kecepatan udara, yaitu 0.1 m/dt, 0.5 m/dt, 1 m/dt, dan 1.4 m/dt.
E. Analisis Data
1. Kadar Air Keseimbangan (Me)
Kadar air keseimbangan adalah kadar air dimana laju perpindahan air dari bahan ke udara sama dengan laju perpindahan air dari udara ke bahan. Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kadar air keseimbangan adalah kecepatan udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara, dan kematangan bahan. Kadar air keseimbangan diperlukan dalam proses pengeringan untuk menentukan perubahan kadar air bahan pada kondisi suhu dan kelembaban relatif udara tertentu (Hall, 1957).
Metode penentuan nilai kadar air keseimbangan memiliki dua cara, yaitu metode statis dan metode dinamis. Pada metode statis bahan akan kontak langsung (fully exposed) sampai mencapai keseimbangan dengan kondisi udara lembab yang melingkupinya dalam keadaan statis. Pada metode dinamis udara sekitar akan bergerak. Pengukuran Me dinamis dilakukan dengan mengeringkan bahan sampai tidak terjadi penurunan berat bahan pada suatu proses pengeringan.
Kadar air keseimbangan merupakan fungsi dari kelembaban relatif (RH) dan suhu mutlak (T), di mana hubungan antara Me, RH, dan T dinyatakan sebagai berikut (Henderson dan Perry, 1976) :
1-RH = exp (-cTMen) ... (10) dimana :
RH = Kelembaban relatif (%)
Me = Kadar air keseimbangan (%bk) T = Suhu mutlak (K)
c, n = Konstanta
Pada penelitian ini, kadar air keseimbangan diperoleh dengan metode pendekatan grafik untuk regresi linier antara ln MR (Moisture Ratio) sebagai ordinat dan waktu sebagai absis berdasarkan persamaan (19) (Henderson dan Perry, 1976). Nilai kadar air keseimbangan ditentukan dengan sistem trial and error, dengan cara menurunkan nilai kadar air bahan dari proses pengeringan. Garis lurus yang dipakai untuk sistem trial and error ini adalah garis lurus linier antara ln MR (Moisture Ratio) terhadap waktu pengeringan. Setelah nilai koefisien determinasi (R2) tertinggi diperoleh, maka nilai kadar air tersebut ditetapkan sebagai kadar air keseimbangan (Me).
2. Konstanta Pengeringan (k)
Henderson dan Pabis (1961), menyatakan bahwa nilai k hanya dipengaruhi oleh suhu udara pengering. Penentuan nilai k dilakukan dengan asumsi bahwa perubahan suhu bahan terhadap waktu dan suhu udara pengering adalah eksponensial. Untuk menduga nilai k, model yang digunakan mirip dengan persamaan Arrhenius :
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
= ⎛ −
T C C
k 1exp 2 ... (11) Dengan persamaan regresi (Steel, 1960) dapat ditentukan nilai A dan k sebagai berikut (Reksoharjo, 1980) :
Me y Mo
Me
M =
−
−
,sehingga y= Ae−kt ... (12) Kemudian ln y = (ln A) -kt dan dimisalkan ln A = a dan –k = b, maka diperoleh persamaan linier ln y = a + bt
Untuk nilai :
∑ ∑ ( )
∑ ∑
=
=
=
=
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−
=
n
i
n
i n
i
n
i
n ti ti
n Yi ti Yi
ti
b
1
1 2 2
1
1
) ln ( ) ln (
... (13)
n ti b Yi a
n
i
n
i
∑ ∑
= =
−
= 1 1
ln
... (14) k = -2.303 (b) ... (15) A = exp (a) ... (16)
dimana :
k = Konstanta pengeringan (1/jam)
A = Koefisien bentuk partikel (lempeng = 0.811, balok = 0.533, bola = 0.608)
t = Waktu pengeringan (jam) n = Jumlah perulangan
c = Koefisien bentuk (lempeng tak hingga = 0, silinder = 1, bola = 2)
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Karakteristik Pengeringan Lapisan Tipis Buah Mahkota Dewa
1. Perubahan Kadar Air terhadap Waktu
Pengeringan buah mahkota dewa dimulai dari kadar air awal bahan sampai mendekati kadar air keseimbangan. Pada Lampiran 17 disajikan gambar mahkota dewa setelah dikeringkan. Data kadar air awal dan kadar air akhir bahan hasil dari penelitian ini pada berbagai tingkat suhu dan kecepatan udara disajikan pada Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4, dan Tabel 5 berikut ini.
Tabel 2. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1.4 m/dt No Suhu
(°C)
RH (%)
Kadar Air (%bb)
Kadar Air (%bk)
Lama Pengeringan
(menit) Awal Akhir Awal Akhir
1. 50 34 86.06 12.69 626.77 14.73 280 2. 45 48 85.92 12.69 610.66 14.54 340 3. 40 52 85.42 12.89 585.70 14.79 320 4. 35 65 85.85 13.06 606.69 15.03 420
Tabel 3. Kadar air awal (M0) dan kadar air akhir buah mahkota dewa pada berbagai tingkat suhu dengan kecepatan udara pengering 1 m/dt No Suhu
(°C)
RH (%)
Kadar Air (%bb)
Kadar Air (%bk)
Lama Pengeringan
(menit) Awal Akhir Awal Akhir
1. 50 34 88.94 11.64 804.17 13.14 200 2. 45 48 89.50 11.45 852.35 12.94 200 3. 40 54 88.78 10.98 791.23 12.30 230 4. 35 65 88.72 11.71 786.30 13.23 290
