PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 2 DAFTAR TABEL
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 3 DAFTAR GRAFIK
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 4 INTISARI
Proses pengeringan merupakan suatu proses pengurangan kadar air dalam bahan dengan cara pemanasan. Pada percobaan drying ini bertujuan untuk membuat grafik kecepatan pengeringan dengan kadar air bahan, mencari harga koefisien perpindahan massa O pada kecepatan penegeringan konstan dan membuat grafik-grafik tambahan seperti kadar air dengan waktu dan kecepatan pengeringan dengan waktu.
Percobaan drying dilakukan menggunakan bahan berupa sayuran wortel yang dipotong dengan berbagai macam bentuk seperti segitiga,lingkaran,persegi panjang,dan kubus. Selanjutnya bahan ini dikeringkan dengan menggunakan oven untuk menghilangkan kadar airnya. Bahan kemudian dikeluarkan dari oven setiap interval waktu 15 menit lalu di masukkan ke dalam desikator dan setelah itu dilakukan penimbangan sampai berat relative konstan.
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 5 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam industri kimia, drying merupakan istilah yang berarti pengertingan. Drying atau pengeringan dapat dijelaskan secara spesifik sebagai proses pengurangan kadar air dalam padatan dengan cara menguapkan airnya. Pada proses drying terjadi dua proses perpindahan massa yang berlangsung seri, yaitu perpindahan massa H2O dari dalam padatan ke permukaan padatan dan perpindahan massa H2O dari permukaan padatan ke udara. Selain perpindahan massam pada proses drying terjadi juga perpindahan panas, karena untuk penguapan H2O diperlukan panas. Drying atau pengeringan dapat dilakukan dengan cara seperti pemerasan mekanik, pemisahan sentrifugal, dan yang paling umum melalui penguapan thermal.
Pada percobaan drying terdapat beberapa prosedur yang harus dipersiapkan. Pertama, bahan dipototng berbagai bentuk dan diukur masing-masing sisinya serta ditimbang berat awalnya. Pemanas oven dihidupkan sampai suhu oven mencapai suhu yang diinginkan. Kemudian bahan tersebut dimasukkan ke dalam oven selama interval waktu tertentu. Agar dapat mengetahui udara pengering sudah ajeg dan suhu oven dihidupkan sampai suhu yang diinginkan maka digunakan metode interval waktu agar menunjukkan angka yang relatif konstan, kemudian nantinya dilakukan suatu analisis dengan tiga kurva. Kurva kadar air versus waktu, kurva kecepatan pengeringan versus waktu, dan kurva kecepatan pengeringan versus kadar air.
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 6 1.2 Tujuan
1. Untuk mencari harga koefisien perpindahan H2O dari padatan ke udara pada periode kecepatan pengeringan tetap.
2. Untuk mengetahui perpindahan H2O dari padatan ke udara.
3. Untuk membuat grafik kecepatan pengeringan versus kadar air dalam padatan dan grafik tambahan lainnya.
1.3 Manfaat
1. Agar prkatikan dapat mengetahui cara pengoperasian drying dengan metode batch atau kontinu.
2. Agar praktikan dapat mengetahui kecepatan pengeringan bahan.
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 7 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Secara Umum
Drying atau pengeringan adalah suatu proses penguarangan kadar air dalam padatan atau pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair lain dari bahan padatan sampai kadar air di dalam zat atau bahan padat turun hingga nilai rendah diterima. Pemisahan air atau zat cair lain dari zat padat dapat dilakukan dengan beberapa cara yakni dengan memeras zat cair dari zat padat secara mekanik, dengan pemisahan sentrifugal, atau yang paling umum dengan penguapan thermal. Kendungan zat cair di dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. Kadang-kadang behan yang tidak mengandung zat cair sama sekali disebut kering tulang (bone dry). Namun pada umumnya, zat padat masih mengandung zat cair. Dryng adalah suatu istilah yang relatif dan hanya mengandung arti bahwa terdapat pengurangan kadar zat cair dari suatu nilai awal menjadi suatu nilai akhir yang dapat diterima.
Zat padat yang dikeringkan biasanya terdapat dalam bebagai bentuk antara lain serpih (flat), bijan (granule), kristal (crystal), serbuk (powder), lempeng (slap), atau lembaran senambung (continuous cheet) dengan sifat yang sangat berbeda satu sama lain. Zat cair yang diuapkan itu mungkin berbeda pada permukaan zat padat sebagaimana pada kristal, bias pula seluruhnya terdapat di dalam zat padat misalnya pada pemisahan zat pelarut dari lembaran polimer, atau sebagian di dalam dan sebagian di luar. Umpan terhadap pengering dapat berupa zat cair di mana zat padat melayang sebagai partikel atau mungkin berupa larutan. Hasil atau produk pengering ada yang tahan dengan penanganan kasar dan lingkungan [anas namun ada pula yang tidak perlu penanganan khusus. Oleh karena itu hal-hal seperti di atas, alat pengering yang terdapat di pasaran sangat banyak macam dan ragamnya. Perbedaan satu sama lain terutama pada hal cara perpindahan kalor atau cara transfer kalor dari sumber kalor ke material atau zat padat.
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 9 (Napitupolu, 2012) II.1.1 Jenis-Jenis Pengeringan
1. Pengeringan alamiah menggunakan panas matahari
Pengeringan ini adalah pengeringan yang paling sederhana (dengan cara penjemuran). Penjemuran adalah usaha pembuangan atau penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh tingkat kadar air yang cukup aman disimpan, yaitu tingkat kadar airnya seimbang dengan lingkungannya.
2. Pengeringan menggunakan bahan bakar
Pengeringan menggunakan bahan bakar ini disebut juga dengan pengeringan mekanis. Bahan bakar yang digunakan sebagai sumber panas (bahan bakar cair, padat, listrik) seperti BBM, batubara, limbah biomassa yaitu arang, kayu, sekam, serbuk gergaji, dan lain-lain.
3. Pengeringan gabungan
Pengeringan gabungan adalah pengeringan dengan menggunakan energi sinar matahari dan bahan bakar minyak atau biomassa yang menggunakan konveksi paksa (udara panas yang dikumpulkan dalam kolektor kemusian dihembus ke komoditi).
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 10 mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris terlebih dulu. Hal ini terjadi karena:
a. Pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah keluar,
b. Potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan..
2. Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya
Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. 3. Kecepatan Aliran Udara
Makin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari permukaan bahan sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan.
4. Tekanan Udara
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 11 5. Kelembapan Udara
Makin lembab udara maka Makin lama kering sedangkan Makin kering udara maka makin cepat pengeringannya.
II.1.3 Metode Umum Pengeringan
Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara yang berbeda. Proses pengeringan dapat dikelompokkkan sebagai: Pada proses drying terjadi dua proses perpindahan massa yang berlangsung seri, yaitu perpindahan massa H2O dari dalam padatan dan perpindahan massa H2O dari permukaan padatan ke udara. Kecepatan perpindahan massa H2O antara fase (permukaan padatan ke udara dapat didekati dengan persamaan
- …………..………..(1) Rumus kelembaban total dapat dirumuskan sebagai berikut
…………...………..(2) Keterangan
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 12 Rumus kecepatan pengeringan
………..(3) Keterangan
R = kecepatan pengeringan (kg/h m2) Ls = berat bahan kering (kg)
A = luas permukaan (m2)
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 13 II.2 Sifat Bahan
1. Wortel Sifat fisika
a. Warna = kuning kemerah-merahan b. Ukuran maksimal diameter = 6 cm c. Berakar tunggang
Sifat kimia
a. Mengandung karoten A tinggi
b. Mengandung vitamin B, C, dan mineral c. Kadar air = 88,2%
(Akbar, 2011)
II.3 Hipotesa
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 14 II.4 Diagram Alir
Bahan dipotong berbagai bentuk,diukur
luas dan timbang berat awalnya
Oven dihidupkan sampai mencapai suhu
yang diinginkan
Oven dengan interval waktu tertentu
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 15 BAB III
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
III. 1 Bahan 1. Wortel
III.2 Alat 1. Pisau 2. Penggaris 3. Loyang
4. Neraca analitis 5. Oven
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 16 III.4 Prosedur
1. Bahan dipotong berbagai bentuk (segitiga, lingkaran, persegi panjang, dan kubus) dan diukur masing-masing sisinya serta ditimbang berat awalnya. 2. Hidupkan pemanas oven, dihidupkan sampai suhu oven mencapai yang
diinginkan.
3. Masukkan bahan dalam oven dengan interval waktu tertentu. 4. Timbang bahan setelah dioven.
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 17 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Berat Awal Wortel
a. Segitiga = 18,2374 gr b. Lingkaran = 17,3544 gr c. Persegi Panjang = 18,4849 gr
d. Kubus = 17,9571 gr
2. Luas Permukaan
a. Segitiga = 46,6 cm2 b. Lingkaran = 40,192 cm2 c. Persegi Panjang = 37 cm2
d. Kubus = 37,5 cm2
IV.1 Tabel Hasil Pengamatan 1. Tabel berat per interval waktu
Bentuk Berat Per Interval Waktu (gr)
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 18 IV.2 Tabel Hasil Perhitungan
1. Tabel kadar air yang tersisa dalam bahan per interval waktu (%)
Bentuk Kadar Air Yang Hilang (%)
15 menit 30 menit 45 menit 60 menit 75 menit 90 menit Segitiga 56,2248 44,4808 34,4115 20,4542 10,4622 0 Lingkaran 43,9276 33,7663 25,7024 14,2590 7,1971 0 Persegi Panjang 42,1043 32,7271 24,2177 14,0483 7,1707 0
Kubus 43,7629 33,9113 25,3451 15,176 7,3042 0
2. Tebel kecepatan pengeringan per interval waktu (gr/cm2 menit)
Bentuk Kecepatan Pengeringan (gr/cm
2
menit)
15 menit 30 menit 45 menit 60 menit 75 menit 90 menit
Segitiga 0,8572 0,6781 0,5246 0,3118 0,1595 0
Lingkaran 0,8195 0,6299 0,4795 0,266 0,1778 0
Persegi Panjang 0,9135 0,71 0,5255 0,3048 0,1556 0
Kubus 0,9019 0,6988 0,5223 0,3127 0,1505 0
IV.3 Grafik
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 19 Grafik 2. Tabel hubungan waktu dan kecepatan pengeringan bahan
Grafik 3. Tabel hubungan kadar air dan kecepatan pengeringan bahan
IV.3 Pembahasan
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 20 udara. Yang terakhir, untuk membuat grafik kecepatan pengeringan versus kadar air dalam padatan dan grafik tambahan lainnya.
Percobaan drying dilakukan menggunakan bahan berupa sayuran wortel yang dipotong dengan berbagai macam bentuk seperti segitiga,lingkaran,persegi panjang,dan kubus. Selanjutnya bahan ini dikeringkan dengan menggunakan oven untuk menghilangkan kadar airnya. Bahan kemudian dikeluarkan dari oven setiap interval waktu 15 menit lalu di masukkan ke dalam desikator dan setelah itu dilakukan penimbangan sampai berat relative konstan.
Dari hasil percobaan drying di dapatkan hasil dimana berat awal bahan berbentuk segitiga 18,23704 gr dengan luas permukaan 46,6 cm2, lingkaran 17,3544 gr dengan luas permukaan 40,192 cm2,persegi panjang 18,4849 gr dengan luas permukaan 37 cm2, dan yang terakhir kubus 17,9571 gr dengan luas permukaan 37,5 cm2. Dari berbagai macam bentuk tersebut selalu mengalami penurunan nilai baik itu berat bahan,kadar air maupun kecepatan pengeringan setiap interval waktu tertentu, hal ini disebabkan kandungan air pada wortel menguap karena suhu panas pada saat proses pengovenan. Pengurangan berat bahan wortel ini terjadi karena adanya proses perpindahan massa air yang terjadi dari wortel ke udara panas pada oven, air yang memiliki fase liquid pada wortel berubah fase menjadi uap dikarenakan suhu oven yang berada diatas 1000C. Selain terjadi peristiwa perpindahan massa, pada proses drying juga terjadi peristiwa perpindahan panas, hal ini disebabkan karena adanya perbedaan suhu antara udara panas pada oven dengan suhu pada ubi yang dioven. Panas berpindah dari udara panas pada oven ke ubi, sesuai dengan teori dimana panas mengalir dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah.
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 22 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.I Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan:
1. Semakin besar kadar air dalam bahan yang dibentuk maka semakin lama waktu proses pengeringan yang dibutuhkan
2. Nilai kecepatan pengeringan dan kadar air berbanding lurus, semakin besar nilai kecepatan pengeringan maka semakin besar pula kadar air pada suatu bahan
3. Nilai kecepatan penegeringan dan kadar air berbanding terbalik dengan waktu, semakin kecil nilai kecepatan penegeringan dan kadar air maka semakin lama waktunya
V.2 Saran
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 23 DAFTAR PUSTAKA
Akbar. 2011. “Morfologi dan Klasifikasi Tanaman Wortel (Daucus carota L)”.
(https://mukegile08.wordpress.com/2011/06/06/morfologi-dan-klasifikasi-tanaman-wortel/). Diakses pada tanggal 21 Februari 2018 pukul 20.52 WIB. McCabe. 2005. “Unit Operations of Chemical Engineering”. Ney York : WC
Graw-Hill Companies.
Napitupolu, Farel. 2012. “Perancangan dan Pengujian Alat Pengering Kakao dengan Tipe Cabinet Dryer untuk Kapasitas 7,5 kg per Siklus”. (https://jurnal.usu.ac.id/index.php/jddtm/article/download/628/431). Diakses pada tanggal 21 Februari 2018 pukul 21.18 WIB.
Oyin. 2011. “Jenis-Jenis Pengeringan”. (http://doanddoo.blogspot.co.id/2011/12 /jenis-jnis-pengeringan.html). Diakses pada tanggal 21 Februari 2018 pukul 21.18 WIB.
Tim Dosen OTK I. 2018. “Praktikum Operasi Teknik Kimia I Modul 1 Drying”.
Surabaya : UPN “Veteran” Jawa Timur.
Tindaon, Westryan. 2013. “Jenis-Jenis Alat Pengering”.
(http://westryantindaon.blogspot.co.id/2013/07/pengeringan.html). Diakses pada tanggal 21 Februari 2018 pukul 21.24 WIB.
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I 28 ⁄ t=60 menit
⁄ t=75 menit
⁄ t=90 menit
⁄ d. Kubus
t=15 menit
⁄ t=30 menit
⁄ t=45 menit
⁄ t=60 menit
⁄ t=75 menit
⁄ t=90 menit
