ALAT PENGERING VAKUM (VACUUM DRYER) DAN
ALAT PENGERING VAKUM (VACUUM DRYER) DAN ALATALAT PANGERING BEKU (FREEZE DRYER)
PANGERING BEKU (FREEZE DRYER)
Makalah Makalah
disusun untuk memenuhi tugas disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Satuan Operasi II mata kuliah Satuan Operasi II
oleh oleh
Rahmat Darma Wansyah Rahmat Darma Wansyah
Intan Purnama Sari Intan Purnama Sari Mardan Syah Putra Mardan Syah Putra
Satria Putra Satria Putra Dodi Chandra Dodi Chandra
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA
DARUSSALAM, BANDA ACEH DARUSSALAM, BANDA ACEH
2013 2013
ALAT PENGERING VAKUM (VACUUM DRYER ) DAN
PENGERING BEKU (F REEZE DRYER )
Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima, menggunakan panas. Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan.
Proses pengeringan sangat erat hubungannya dengan alat pengering. Pemilihan alat pengering berdasarkan pertimbangan kondisi operasi, kebutuhan energi, biaya perawatan, hasil yang diinginkan, kapasitas, bahan yang diolah, jenis sumber energi alat, efisiensi energi serta pertimbangan-pertimbangan ekonomis. Dalam suatu industri, alat-alat drying sangat bervariasi tergantung pada kebutuhan industri yang bersangkutan. Banyaknya jenis alat pengeringan memerlukan pengetahuan yang cukup untuk menentukan penggunaan alat pengeringan dan prosedurnya sesuai jenis bahan/produk yang akan dikeringkan
I. ALAT PENGERING VAKUM
A. Konstruksi Alat
Vakum ialah proses menghilangkan air dari suatu bahan, be rsam a den ga n pen ggu na an pa nas maka va ku m da pa t men jad i sua tu metode pengeringan yang efektif. Pengeringan dapat dicapai dalam suhu yang lebih rendah sehingga lebih hemat energi. Metode ini cocok untuk mengeringkan bahan yang sensitif terhadap panas atau bersifat volatil karena waktu pengeringannya yang singkat. Kelebihan yang lain dari pengeringan menggunakan vakum ialah dapat digunakan untuk mengeringkan bahan yang tak bisa dikeringkan jika terdapat kehadiran air.
Keterangan: 1. Termometer
2. Katup hisap uap/ katup masuk 3. Pressure Gauge
4. Bahan 5. Rak
6. Dinding Dalam 7. Dinding Luar
8. Busa Penahan Panas 9. Katup Hisap
10. Pipa Hisap
11. Kompor (Sumber Kalor) 12. Dudukan Ruang Vakum 13. Filterisasi
14. Air
15. Katup Buang 16. Pompa Vakum 17. Katup Isap Uap 18. Selang Isap Uap 19. Selang Buang
Adapun spesifikasi dari peralatan di atas yaitu: 1. Ruang Vakum
Ruang vakum merupakan ruang tempat proses pengeringan. Ruangan ini terisolasi dari udara bebas. Di dalam ruangan ini akan diletakkan rak tempat meletakkan bahan yang dikeringkan. Setelah bahan diletakkan di dalam rak, rak dimasukkan ke dalam ruang vakum untuk dikeringkan.
2. Pompa Vakum
Pompa vakum merupakan suatu alat atau mesin yang berfungsi untuk memindahkan fluida dari suatu ruang/tempat yang terisolasi dari udara bebas ke
tempat yang lain. Tujuannya adalah untuk mendapatkan tekanan udara yang lebih rendah.
3. Termometer dan Barometer
Termometer berfungsi untuk mengatur temperature ruang vakum terutama pada saat proses pengeringan. Adapun barometer berfungsi untuk mengatur
tekanan di dalam ruang vakum. 4. Filterisasi
Filterisasi berfungsi untuk memindahkan uap basah dengan uap kering sehingga uap basah tidak terisap oleh pompa vakum. Proses pemisahannya yaitu ketika pompa bekerja uap basah akan terisap melalui gulungan-gulungan pipa. Akibat gulungan-gulungan pipa ini, maka uap basah yang terisap akan menabrak dinding pipa. Uap yang menempel pada gulungan-gulungan pipa akan menjadi kumpulan-kumpulan air yang ahirnya ikut terisap oleh pompa. Namun karena ada perbedaan berat jenis antara air dan uap kering maka air akan jatuh pada ujung pipa dan uap kering berlanjut ke pompa vakum.
5. Kompor
Kompor berfungsi sebagai sumber kalor. Kompor minyak tanah dapat digunakan pada peralatan ini. Besar nyala api kompor dapat disesuaikan dengan kebutuhan.
B. Prinsip Kerja Vacuum Dryer
Hal yang diinginkan dalam proses pengeringan adalah keluarnya air dari dalam bahan yang dikeringkan ke lingkungannya. Sedangkan cara yang ditempuh untuk mencapai hal ini sangatlah bervariasi, disesuaikan dengan kebutuhan dan kemampuan. Pengeringan dengan vacuum dryer merupakan pengeringan dengan menggunakan pemanasan tidak langsung. Prinsip dari alat ini adalah membuat tekanan pada permukaan produk berkurang (keadaan vakum), sehingga membuat cairan tersebut menguap tanpa perlu diikuti kenaikan suhu. Metode ini cocok untuk mengeringkan bahan yang sensitif terhadap panas atau bersifat volatil karena waktu pengeringan yang singkat.
C. Kondisi Pengeringan
Pengeringan vakum adalah sistem pengeringan suatu bahan dengan memanfaatkan keadaan vakum. Pada keadaan vakum, titik didih moisture lebih rendah daripada titik didih pada keadaan atmosferik sehingga mempercepat waktu pengeringan dan menurunkan jumlah kandungan nutrisi yang rusak pada bahan yang dikeringkan akibat pengeringan. Metode pengeringan ini sesuai untuk bahan yang memiliki sensitivitas terhadap temperatur, salah satunya adalah bahan pangan. Pada pengeringan temperatur tinggi, kandungan vitamin dalam bahan pangan mudah terdegradasi dan rusak.
D. Contoh Bahan yang Dikeringkan
Vakum ialah proses menghilangkan air dari suatu bahan, bersama dengan penggunaan panas maka vakum dapat menjadi suatu metode pengeringan yang efektif. Pengeringan dapat dicapai dalam suhu yang lebih rendah sehingga lebih hemat energi. Metode ini cocok untuk mengeringkan bahan yang sensitif terhadap panas atau bersifat volatil karena waktu pengeringannya yang singkat. Kelebihan
yang lain dari pengeringan menggunakan vakum ialah dapat digunakan untuk mengeringkan bahan yang tak bisa dikeringkan jika terdapat kehadiran air. Proses pengeringan vakum sering melibatkan beberapa langkah penerapan panas dan vakum. Mengurangi tekanan pada permukaan cairan akan membuat cairan tersebut menguap tanpa perlu diikuti kenaikan suhu.
Vacum drying ini bermanfaat untuk pengeringan sayur-sayuran dan produk lainnya seperti pasta dan gelatin. Metode Vacuum Drying ini digunakan untuk mengeringkan bahan
–
bahan yang peka terhadap suhu, bahan–
bahan yang mudah teroksidasi, serta untuk bahan–
bahan yang bersifat volatil. Metode ini digunakan untuk berbagai keperluan, antara lain mengeringkan sayur-sayuran pada suhu tidak terlalu tinggi, sehingga nilai gizi tidak hilang.Freeze Driyer merupakan suatu alat pengeringan yang termasuk kedalam Conduction Dryer/ Indirect Dryer karena proses perpindahan terjadi secara tidak langsung yaitu antara bahan yang akan dikeringkan (bahan basah) dan media pemanas terdapat dinding pembatas sehingga air dalam bahan basah / lembab yang menguap tidak terbawa bersama media pemanas. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan panas terjadi secara hantaran (konduksi), sehingga disebut juga Conduction Dryer/ Indirect Dryer.
Pengeringan beku (freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan yang mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap panas. Keunggulan pengeringan beku, dibandingkan metoda lainnya, antara lain adalah :
a. dapat mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan unsur organoleptik lain)
b. dapat mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan perubahan bentuk setelah pengeringan sangat kecil)
c. dapat meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat berongga dan lyophile sehingga daya rehidrasi sangat tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang hampir sama dengan sebelum pengeringan).
Komponen-komponen dasar dari mesin Freeze drying adalah sebagai berikut: 1. Vacuum Drying Chamber, yaitu ruang tempat meletakkan bahan yang akan
dikeringkan secara beku.
2. Vacuum Pump, yaitu pompa untuk menyerap udara yang berasal dari ruang pengering.
3. Compressor and Condenser , berfungsi untuk menyedot uap air yang dikeluarkan produk beku dari ruang pengering, dan mengkondensasikan sehingga tidak membasahi produk yang dikeringkan. Biasanya dioperasikan pada suhu - 55 °C sampai -105 °C.
4. Heated or Unheated Shelves, yaitu rak pada ruang pengeringan untuk meletakkan bahan.
5. Vacuum Gauge, yaitu peralatan yang berfungsi untuk mengukur tekanan di dalam ruang pengering.
B. Prinsip Kerja
Prinsip dasar dari proses pengeringan dengan pembekuan adalah proses sublimasi pada bahan. Oleh karena itu, Pengeringan beku disebut juga sebagai pengeringan sublimasi. Pada proses ini, air dihilangkan dengan mengubahnya dari bentuk beku (es) ke bentuk gas (uap air) tanpa melalui fase cair. Mula-mula bahan dibekukan dulu, kemudian dalam keadaan hampa udara, air dalam bentuk kristal-kristal es disublimasikan dari bahan tanpa melalui fase cair, sehingga meninggalkan pori-pori pada produk kering. Pengeringan beku juga menggunakan sistem vakum.
Sebagaimana diketahui, proses pengeringan-beku diawali dengan proses pembekuan. Bahan makanan diletakkan di rak dan kemudian di dibekukan, dengan tujuan untuk memisahkan komponen padat makanan dari komponen cairnya. Cara pemisahan ini yaitu mengubah kandungan air pada bahan menjadi kristal tanpa mengubah kualitas dari bahan. Setelah bahan makanan memadat pada fase es, mesin kemudian memanaskan bahan makanan dan pada waktu yang sama menurunkan tekanan atmosferis di sekitar bahan makanan. Pada proses ini, kristal air pada produk beku akan diubah menjadi fase gas tanpa mealui fase cair (sublimasi).
C. Kondisi Proses
Kondisi pengeringan beku menggunakan sistem vakum dan alat pendingin untuk mengerinkan suatu bahan. Perlakuan tekanan vakum yang tinggi dan suhu beku dapat menghasilkan tekstur, warna, rehidrasi, dan parameter lain yang baik.
Pada awalnya bahan dibekukan dengan alat pendingin, kemudian bahan dikeringkan dengan cara mengubah tekanan di dalam ruang pengering menjadi lebih rendah (dibawah tekanan atmosfir) dengan menggunakan sistem vakum. D. Contoh Bahan yang Dikeringkan
Pengeringan beku dapat menghasilkan produk dengan mutu lebih tinggi dibandingkan cara pengeringan yang lain karena pengeringan beku dapat menghasilkan produk yang memiliki struktur kaku akibat proses sublimasi. Dengan struktur yang kaku, produk menjadi berpori dan tidak mengerut pada keadaan kering. Bila ditambahkan air akan terjadi proses rehidrasi dengan cepat mendekati sifat segar.
Produk pangan pertama yang diproses dengan teknologi pengeringan beku adalah kopi, khususnya kopi instan. Saat ini, berbagai jenis produk olahan lainnya, seperti buah, sayuran, daging, telur, bumbu, serta berbagai jenis sup instant siap saji banyak dihasilkan dari teknik pengeringan beku ini. Pada prinsipnya, berbagai bahan pangan yang cocok dan relatif mudah untuk pengeringan beku adalah paoduk pangan larutan, irisan daging, risan buah dan sayuran, atau sayuran utuh yang berukuran kecil. Di pasaran global, bisa kita jumpai berbagai jenis produk kering-beku seperti udang, lobster, daging kepiting, daging sapi, dan daging ayam. Ada juga campuran aneka sayur yang merupakan bagian dari sup, atau produk bubur yang siap disajikan hanya dengan penambahan air panas saja. Hampir
semua jenis sayuran dapat dikeringbekukan, termasuk kacang-kacangan, jagung, tomat, nanas, dan lain-lain.
Sumber Referensi
Christ, M. 2010. Smart Freeze Drying: Basic principles, optimum procedures and applications. Gefriertrocknungsanlagen GmbH, Germany.
FoodReview Indonesia. 2013. Freeze Drying Technology: for Better Quality and Flavour of Dried Product. FoodReview Indonesia, Vol VIII/No.2/Februari
2013.
