5.1 Kesimpulan
Berdasarkan praktikum dan pengolahan data yang telah dilakukan, maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut.
1. Kurva karakteristik merupakan grafik hubungan antara laju pengeringan terhadap kadar air suatu padatan.
2. Mekanisme pengeringan dapat dibagi menjadi 4 periode pengeringan yaitu penyesuaian awal, periode laju pengeringan konstan, periode laju pengeringan menurun yang pertama dan periode laju pengeringan menurun yang kedua yang tergantung pada jenis bahan dan kondisi pengeringan.
3. Kadar air kesetimbangan belum tercapai karena masih terdapat kandungan air pada tahu, sehingga masih dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk proses pengeringan.
4. Titik kritis pada percobaan yang telah dilaksanakan terjadi pada menit 100 dengan kadar air (x) 0,67279 kg air/kg tahu dan laju pengeringan 0,02015 kg air/m2 jam.
5. Laju pengeringan konstan didapatkan sekitar menit 50 hingga 80 yang berkisar antara 0,02297 hingga 0,02208 kg air/m2 jam.
6. Beberapa faktor yang mempengaruhi pengeringan yakni luas permukaan, perbedaan suhu, kecepatan aliran udara, dan tekanan udara.
Penurunan Kadar Air Jagung. Makassar: Politeknik Ati Makassar.
Anton, I. 2011. Modul Laboratorium Pengeringan. Banten: UNITIRTA Press.
Asiah, N., dan Djaeni, M. (2021). Konsep Dasar Proses Pengeringan Pangan.
Malang: Ae Publishing.
Biksono, D. (2021). Teknik Pengeringan Dasar. Yogyakarta: Deepublish Publisher.
Brooker, D. B., Bakker, F. W., dan Hall, C. W. (1981). Drying Cereal Grain.
New York: The AVI Publishing Company, Inc.
Dwika, R. T., Ceningsih, T., Sasongko, S. B. (2012). Pengaruh Suhu dan Laju Alir Udara Pengering Pada Pengeringan Karaginan Menggunakan Teknologi Spray Dryer. Jurnal Teknik Kimia dan Industri. Vo. 1, N. 1.
Effendy, S., Syarif, A., Zulkarnanin., Setiady, R., dan Kholik, M. (2018). Kajian Prototype Rotary Dryer Berdasarkan Kecepatan Putaran Silinder Pengering dan Laju Alir Udara terhadap Efisiensi Thermal Pengeringan Biji Jagung. Jurnal Kinetika. Vol.9, No. 2.
Geankoplis, C. J. 1993. Transport Processes and Unit Operation 3rd ed. New Jersey: Prentice-Hall International.
Hariyadi, T. (2018). Pengaruh Suhu Operasi Terhadap Penentuan Karakteristik Pengeringan Busa Sari Buah Tomat Menggunakan Tray Drier. Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 12, No.2.
Manfaati, R., Baskoro, H. & Rifai, M. M., 2019. Pengaruh Waktu dan Suhu Terhadap Proses Pengeringan Bawang Merah Menggunakan Tray Dryer.
Jurnal Fluida. Vol, 2, No. 2.
Mujumdar dan Devahastin. (2011). Pengeringan Industrial. Bogor: Ipb Press.
Putinela, P. (2022). Uji Performa Alat Pengering Tepung Aci Singkong Tipe Tray Dryer Menggunakan Metode Taguchi. Skripsi. Bandar Lampung:
Universitas Lampung.
Rahayuningtyas, A., dan Kuala, S. (2016). Pengaruh Suhu Dan Kelembaban Udara Pada Proses Pengeringan Singkong. Jurnal Penelitian dan Pengabdian Masyarakat. Vol. 4, No. 1.
Ridatullah, M. A. dan Hasibuan, R. 2019. Pengaruh Ketebalan Bahan dan Jumlah Desikan terhadap Laju Pengeringan Jahe (Zingiber officinale Roscoe) pada Pengering Kombinasi Surya dan Desikan. Jurnal Teknik Kimia USU.
Vol 8, No. 2.
Risdianti, D., Murad., dan Putra, G. (2016). Kajian Pengeringan Jahe (Zingiber Officinale Rosc) Berdasarkan Perubahan Geometric dan Warna Menggunakan Metode Image Analysys. Jurnal Ilmiah Rekayasa Pertanian Dan Biosistem, Vol. 4, No.2.
Rosyidi, M., dan Fahrudin, A. (2021). Desin and Construction of Cabinet Dryer with Variation of Blower Speed Using Charcoal Combution on Chilli Plants. Procedia of Engineering And Life Science, Vol.1, No.2.
Sari, D. K. dan Lestari, R. S. D. (2012). Pengaruh Laju Alir Udara Pengering Terhadap Pengeringan Kulit Manggis. Jurnal Teknika. Vol. 12, No. 1.
31
Supriyono, 2003. Mengukur Faktor-Faktor dalam Proses Pengeringan. Jakarta:
Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan.
Taufiq, M. (2004). Pengaruh Temperature terhadap Laju Pengeringan Jagung pada Pengering Konvensional dan Fluidized Bed. Skripsi. Surakarta:
Universitas Sebelas Maret.
32
B.1 Perhitungan Kadar Air Mula-Mula
Berat cawan + tahu basah = 0,03331 kg
Berat cawan = 0,02692 kg
Berat cawan +tahu kering = 0,02853 kg
Wb = 0,03331 – 0,02692 = 0,00639 kg
Wc = 0,02853 – 0,02692 = 0,00161 kg
% Kadar air mula-mula = Wb- Wc Wb
x 100%
= 0,00639-0,00161
0,00639 x 100%
= 74,80%
B.2 Perhitungan Laju Pengeringan Hasil Percobaan
1. Percobaan pertama dilakukan dengan mengatur tray dryer dengan skala laju udara pengering 9 dan temperatur 10.
Panjang tray = 0,275 m
Lebar tray = 0,185 m
Luas tray (A) = 0,050875 m2 Berat tray (WT) = 0,34143 kg Berat tray + tahu awal = 0,41905 kg Berat tahu (WM) = 0,07662 kg Ketebalan tahu (∆x) = 0,005 m
Perbedaan waktu (∆θ) = 10 menit = 0,1667 jam a. Berat tahu kering (LS)
LS = (100% - %kadar air mula-mula) x WM
LS = (100% - 74,80%) x 0,07762 LS = 0,019557 kg
b. Kadar air (x)
X = Berat tahu basah-Berat tahu kering Berat tahu basah
X1 = 0,07762-0,019557
0,07762 = 0,74804
33
∆x = X2 – X1
∆x = 0,73876 - 0,74804
∆x = -0,00929 d. Laju pengeringan (N)
N = - LS∆X A∆θ
N = - 0,019557 x -0,00929 0,050875 x 0,1667 N = 0,02143 kg air/m2 jam
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menit berikutnya menggunakan rumus yang sama dan disajikan oada Tabel B.1.
Tabel B.1 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan pada Variasi Temperatur Skala 10 dan Laju Udara Skala 9
Waktu (menit)
Berat Tahu
(kg) x ∆x N
(kg air/m2 jam)
0 0,07762 0,74804 -0,00928 0,02142
10 0,07486 0,73875 -0,00607 0,03075
20 0,07316 0,73268 -0,00957 0,04102
30 0,07063 0,72310 -0,00349 0,02659
40 0,06975 0,71961 -0,00696 0,02438
50 0,06806 0,71265 -0,00780 0,02297
60 0,06626 0,70484 -0,00665 0,02242
70 0,0648 0,69819 -0,00803 0,02208
80 0,06312 0,69016 -0,00862 0,02208
90 0,06141 0,68153 -0,00873 0,02169
100 0,05977 0,67279 -0,00940 0,02015
110 0,0581 0,66339 -0,00996 0,01989
120 0,05643 0,65343 -0,00972 0,01852
130 0,05489 0,64370 -0,01778 0,01800
140 0,05228 0,62592 -0,00412 0,01605
150 0,05171 0,62179 -0,01153 0,01533
160 0,05018 0,61026 -0,01333 0,00951
170 0,04852 0,59693 -0,01057 0,00805
180 0,04728 0,58636 0 0
2. Percobaan pertama dilakukan dengan mengatur tray dryer dengan skala laju udara pengering 7 dan temperatur 10.
Panjang tray = 0,275 m
34
Berat tray (WT) = 0,34979 kg Berat tray + tahu awal = 0,42403 kg Berat tahu (WM) = 0,07424 kg Ketebalan tahu (∆x) = 0,005 m
Perbedaan waktu (∆θ) = 10 menit = 0,1667 jam a. Berat tahu kering (LS)
LS = (100% - %kadar air mula-mula) x WM
LS = (100% - 74,80%) x 0,07424 LS = 0,01871 kg
b. Kadar air (x)
X = Berat tahu basah-Berat tahu kering Berat tahu basah
X1 = 0,07424-0,01871
0,07424 = 0,74804
X2 = 0,06724-0,01871
0,06724 = 0,72181
c. Beda kadar air (∆x)
∆x = X2 – X1
∆x = 0,72181 - 0,74804
∆x = -0,02623 d. Laju pengeringan (N)
N = - LS∆X A∆θ
N = - 0,01871 x -0,02623 0,050875 x 0,1667 N = 0,05786 kg air/m2 jam
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menit berikutnya menggunakan rumus yang sama dan disajikan oada Tabel B.2.
Tabel B.2 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan pada Variasi Temperatur Skala 10 dan Laju Udata Skala 7
Waktu (menit)
Berat Tahu
(kg) x ∆x N
(kg air/m2 jam)
0 0,07424 0,748044 -0,02623 0,057864
35
40 0,06161 0,696393 -0,01029 0,019007
50 0,05959 0,686101 -0,01079 0,01891
60 0,05761 0,675313 0 0
3. Percobaan pertama dilakukan dengan mengatur tray dryer dengan skala laju udara pengering 9 dan temperatur 8.
Panjang tray = 0,275 m
Lebar tray = 0,185 m
Luas tray (A) = 0,05087 m2
Berat tray (WT) = 0,34990 kg Berat tray + tahu awal = 0,43397 kg Berat tahu (WM) = 0,08407 kg Ketebalan tahu (∆x) = 0,005 m
Perbedaan waktu (∆θ) = 10 menit = 0,1667 jam a. Berat tahu kering (LS)
LS = (100% - %kadar air mula-mula) x WM
LS = (100% - 74,80%) x 0,08407 LS = 0,02118 kg
b. Kadar air (x)
X = Berat tahu basah-Berat tahu kering Berat tahu basah
X1 = 0,08407 - 0,02118
0,08407 = 0,74804 X2 = 0,07188 - 0,02118
0,07188 = 0,70532 c. Beda kadar air (∆x)
∆x = X2 – X1
∆x = 0,70532 - 0,74804
∆x = -0,04273 d. Laju pengeringan (N)
N = - LS∆X A∆θ
36
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menit berikutnya menggunakan rumus yang sama dan disajikan oada Tabel B.3.
Tabel B.3 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan pada Variasi Temperatur Skala 8 dan Laju Udata Skala 9
Waktu (menit)
Berat Tahu
(kg) x ∆x N
(kg air/m2 jam)
0 0,08407 0,748044 -0,04273 0,106742
10 0,07188 0,705315 -0,00692 0,125973
20 0,07023 0,698392 -0,00726 0,093569
30 0,06858 0,691135 -0,01305 0,032599
40 0,0658 0,678086 -0,01108 0,029381
50 0,06361 0,667003 -0,01176 0,027687
60 0,06144 0,655242 0 0
B.3 Perhitungan Laju Pengeringan Teoritis
1. Perhitungan laju pengeringan secara teoritis pada laju udara skala 9 dan temperatur skala 10 (Pada 0 menit).
Temperatur udara (Tg) = 304,65 K Temperatur bola basah (TW) = 304,15 K Temperatur rata-rata (Tf) = 31,25 K Massa jenis udara (ρ) = 1,14013 kg/m3 Viskositas (μ) = 1,8766 x 10-5 kg/m.s2
Panas laten uap air (λw) = 2557,2 x 103 J/kg (App. A.2-9 Geankoplis) Bilangan Prandtl (NPr) = 0,70487 (App. A.3-7 Geankoplis)
Konduktivitas panas tahu (k) = 0,027 W/m.K
Tebal tahu (∆x) = 0,005 m
Panjang tray (L) = 0,275 m Luas tray (A) = 0,050875 m2 Luas penampang ujung (A1) = 0,0484 m2 Luas penampang tengah (A2) = 0,0784 m2 Laju udara dryer (v1) = 1,32 m/s a. Laju udara pada bagian ujung dryer (v2)
v2 = v1 x A1 A2
37
NRe = ρ x v x L μ
= 1,14013 x 0,07899 x 0,275 1,8766 x 10-5
= 1319,879 (NRe < 300000, aliran laminar) c. Bilangan Nusselt (NNu)
NNu = 0,664 (NRe)0,5(NPr)1/3
= 0,664 (1319,879)0,5(0,70487)1/3 = 21,46865 d. Koefisien perpindahan panas konvektif (h)
h = NNu x kt L
=
21,46865 x 0,0270,275 = 2,107831W/m2.K e. Laju perpindahan panas konveksi (q1)
q1 = h x A x ∆T
= 2,107831 x 0,050875 x (304,65-304,15) = 0,053618 W f. Koefisien perpindahan panas overall (U)
U =
1 1 h + ∆x
kt
= 1 1
2,107831 +0,005 0,027
= 1,516056 W/m2.K g. Laju perpindahan panas konduksi (q2)
q2 = U x A x ∆T
= 1,516056 x 0,050875 x (304,65-304,15) = 0,03856 W h. Laju perpindahan panas total (q)
q = q1 + q2
= 0,053618 + 0,038565 = 0,092183 W i. Jumlah air yang diuapkan (m)
m = q
λw
38
NC = 3600 m A
NC = 3600 x 3,60483 x 10-8
0,05087 = 0,00255 kg air/ m2 jam
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menit berikutnya menggunakan rumus yang sama dan disajikan pada Tabel B.4.
Tabel B.4 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan Teoritis pada Variasi Temperatur Skala 10 dan Laju Udara Skala 9
Waktu (menit)
Tf
(K)
v1
(m/s)
v2
(m/s)
q (W)
m x 10-8 (kg/s)
NC
(kg air/m2 jam)
0 304,4 1,32 0,07989 0,09218 3,60483 0,002551
10 304,4 1,12 0,69143 0,23224 9,08186 0,006426
20 305,4 1 0,61735 0,22156 8,6643 0,006131
30 306,4 1,18 0,72847 0,23732 9,28067 0,006567
40 306,9 1,31 0,80872 0,24783 9,69174 0,006858
50 306,9 1,02 0,62969 0,22339 8,73589 0,006182
60 307,9 1,35 0,83342 0,25094 9,81332 0,006944
70 307,9 1,34 0,82724 0,25017 9,78313 0,006923
80 307,9 1,3 0,80255 0,24705 9,661 0,006836
90 308,4 1,25 0,77168 0,24306 9,50517 0,006726
100 308,9 1,31 0,80872 0,24783 9,69174 0,006858 110 308,9 1,27 0,78403 0,24467 9,56794 0,00677 120 308,9 1,24 0,76551 0,24225 9,47357 0,006704 130 309,4 1,32 0,81490 0,24861 9,72234 0,00688 140 309,4 1,27 0,78403 0,24467 9,56794 0,00677 150 309,4 1,32 0,81490 0,24861 9,72234 0,00688
160 309,9 1,28 0,79020 0,24546 9,5991 0,006792
170 309,9 1,35 0,83342 0,25094 9,81332 0,006944 180 309,9 1,37 0,84577 0,25248 9,87332 0,006987 2. Perhitungan laju pengeringan secara teoritis pada laju udara skala 7 dan
temperatur skala 10 (Pada 0 menit).
Temperatur udara (Tg) = 310,15 K Temperatur bola basah (TW) = 309,65 K Temperatur rata-rata (Tf) = 309,9 K Massa jenis udara (ρ) = 1,14013 kg/m3 Viskositas (μ) = 1,8766 x 10-5 kg/m.s2
Panas laten uap air (λw) = 2557,2 x 103 J/kg (App. A.2-9 Geankoplis)
39
Tebal tahu (∆x) = 0,005 m Panjang tray (L) = 0,275 m Luas tray (A) = 0,050875 m2 Luas penampang ujung (A1) = 0,0484 m2 Luas penampang tengah (A2) = 0,0784 m2 Laju udara dryer (v1) = 1,32 m/s a. Laju udara pada bagian ujung dryer (v2)
v2 = v1 x A1 A2
= 1,06 x 0,0484
0,0784
=
1,00843 m/s b. Bilangan Reynold (Nre)NRe = ρ x v x L μ
= 1,14013 x 1,00843 x 0,275 1,8766 x 10-5
= 16848,5 (NRe < 300000, aliran laminar) c. Bilangan Nusselt (NNu)
NNu = 0,664 (NRe)0,5(NPr)1/3
= 0,664 (16848,5)0,5(0,70487)1/3 = 76,70415 d. Koefisien perpindahan panas konvektif (h)
h = NNu x kt L
=
76,70415 x 0,0270,275 = 7,53095 W/m2.K e. Laju perpindahan panas konveksi (q1)
q1 = h x A x ∆T
= 7,53095 x 0,050875 x (310,15-309,65) = 0,19156 W f. Koefisien perpindahan panas overall (U)
U =
1 1 h + ∆x
kt
40
g. Laju perpindahan panas konduksi (q2) q2 = U x A x ∆T
= 3,14495 x 0,050875 x (310,15-309,65) = 0,07999 W h. Laju perpindahan panas total (q)
q = q1 + q2
= 0,19156 + 0,07999 = 0,27157 W i. Jumlah air yang diuapkan (m)
m = q
λw
= 0,027157
2557,2 x 103 = 1,06197 x 10-7 kg/s j. Laju pengeringan teoritis (Nc)
NC = 3600 m A
NC = 3600 x 1,06197 x 10-7
0,05087 = 0,00751 kg air/ m2 jam
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menit berikutnya menggunakan rumus yang sama dan disajikan pada Tabel B.5.
Tabel B.5 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan Teoritis pada Variasi Temperatur Skala 10 dan Laju Udara Skala 7
Waktu (menit)
Tf
(K) v1
(m/s )
v2
(m/s)
q (W)
m x 10-7 (kg/s)
NC
(kg air/m2 jam)
0 309,9 1,06 1,00843 0,27156 1,06197 0,00751
10 309,9 0,98 0,93232 0,26288 1,02801 0,00727
20 310,4 0,98 0,93232 0,26288 1,02801 0,00727
30 310,4 0,98 0,93232 0,26288 1,02801 0,00727
40 310,9 1,05 0,99891 0,27050 1,05781 0,00748
50 310,9 0,99 0,94183 0,26399 1,03234 0,00730
60 310,9 0,98 0,93232 0,26288 1,02801 0,00727
3. Perhitungan laju pengeringan secara teoritis pada laju udara skala 9 dan temperatur skala 8 (Pada 0 menit).
Temperatur udara (Tg) = 310,65 K Temperatur bola basah (TW) = 310,15 K
41
Viskositas (μ) = 1,8766 x 10 kg/m.s
Panas laten uap air (λw) = 2557,2 x 103 J/kg (App. A.2-9 Geankoplis) Bilangan Prandtl (NPr) = 0,70487 (App. A.3-7 Geankoplis)
Konduktivitas panas tahu (k) = 0,027 W/m.K
Tebal tahu (∆x) = 0,005 m
Panjang tray (L) = 0,275 m Luas tray (A) = 0,050875 m2 Luas penampang ujung (A1) = 0,0484 m2 Luas penampang tengah (A2) = 0,0784 m2 Laju udara dryer (v1) = 1,32 m/s k. Laju udara pada bagian ujung dryer (v2)
v2 = v1 x A1 A2
= 0,6 x 0,0484
0,0784
=
0,37041 m/s l. Bilangan Reynold (Nre)NRe = ρ x v x L μ
= 1,14013 x 0,37041 x 0,275 1,8766 x 10-5
= 6188,65 (NRe < 300000, aliran laminar) m. Bilangan Nusselt (NNu)
NNu = 0,664 (NRe)0,5(NPr)1/3
= 0,664 (6188,65)0,5(0,70487)1/3 = 46,48744 n. Koefisien perpindahan panas konvektif (h)
h = NNu x kt L
=
46,48744 x 0,0270,275 = 4,56422 W/m2.K o. Laju perpindahan panas konveksi (q1)
q1 = h x A x ∆T
= 4,56422 x 0,050875 x (310,65-310,15) = 0,11610 W 42
h + kt
= 1 1
4,56422 +0,005 0,027
= 2,47353 W/m2.K q. Laju perpindahan panas konduksi (q2)
q2 = U x A x ∆T
= 2,47353 x 0,050875 x (310,65-310,15) = 0,06292 W r. Laju perpindahan panas total (q)
q = q1 + q2
= 0,11610 + 0,06292 = 0,17902 W s. Jumlah air yang diuapkan (m)
m = q
λw
= 0,17902
2557,2 x 103 = 7,00074 x 10-7 kg/s t. Laju pengeringan teoritis (Nc)
NC = 3600 m A
NC = 3600 x 7,00074 x 10-8
0,05087 = 0,00495 kg air/ m2 jam
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menit berikutnya menggunakan rumus yang sama dan disajikan pada Tabel B.6.
Tabel B.6Hasil Perhitungan Laju Pengeringan Teoritis pada Variasi Temperatur Skala 8 dan Laju Udara Skala 9
Waktu (menit)
Tf
(K)
v1
(m/s)
v2
(m/s)
q (W)
m x 10-7 (kg/s)
NC
(kg air/m2 jam)
0 310,4 0,6 0,37041 0,17902 7,00074 0,00495
10 310,9 1,42 0,87663 0,25625 1,00211 0,00709
20 310,9 1,33 0,82107 0,24939 9,7528 0,00690
30 310,9 1,25 0,77168 0,24306 9,50517 0,00672
40 310,9 1,36 0,83959 0,25171 9,84339 0,00696
50 311,4 1,27 0,78403 0,24467 9,56794 0,00677
60 311,4 1,2 0,74082 0,23898 9,3456 0,00661
43
Gambar D.1 Penimbangan Tray
Berisi Sampel Tahu Gambar D.2 Proses Pengovenan Sampel Tahu
Gambar D.3 Proses Pengeringan Sampel Tahu
Gambar D.4 Pengukuran Dry dan Wet Temperature dengan Psychrometer
45