BAB IV, BAB V, PERHITUNGAN PENGERINGAN

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Praktikum

Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan, diperoleh data yang dapat disajikan pada tabel berikut.

Tabel 4.1 Hasil Percobaan Pengovenan Tahu Waktu

(menit)

Berat Cawan + Tahu (kg)

Berat tahu (kg)

0 0,03331 0,00639

10 0,03320 0,00628

20 0,03271 0,00579

30 0,03188 0,00496

40 0,03090 0,00398

50 0,03036 0,00344

60 0,02981 0,00289

70 0,02946 0,00254

80 0,02920 0,00228

90 0,02898 0,00206

100 0,02885 0,00193

110 0,02868 0,00176

120 0,02858 0,00166

130 0,02853 0,00161

140 0,02853 0,00161

Tabel 4.2 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

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan pada Variasi Temperatur Skala 10 dan Laju Udara Skala 7

Waktu (menit)

Berat Tahu

(kg) x ∆x N

(kg air/m² jam)

0 0,07424 0,748044 -0,02623 0,057864

10 0,06724 0,721814 -0,00862 0,063781

20 0,06522 0,713198 -0,00823 0,023799

30 0,0634 0,704965 -0,00857 0,022704

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

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan pada Variasi Temperatur Skala 8 dan Laju Udara 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

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan Teoritis pada 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 0,0921

8 3,60483 0,002551

10 304,

4 1,12 0,69143 0,2322

4 9,08186 0,006426

20 305,

4 1 0,61735 0,2215

6 8,6643 0,006131

30 306,

4 1,18 0,72847 0,2373

2 9,28067 0,006567

40 306,

9 1,31 0,80872 0,2478

3 9,69174 0,006858

50 306,

9 1,02 0,62969 0,2233

9 8,73589 0,006182

60 307,

9 1,35 0,83342 0,2509

4 9,81332 0,006944

70 307,

9 1,34 0,82724 0,2501

7 9,78313 0,006923

80 307,

9 1,3 0,80255 0,2470

5 9,661 0,006836

90 308,

4 1,25 0,77168 0,2430

6 9,50517 0,006726

100 308,

9 1,31 0,80872 0,2478

3 9,69174 0,006858

110 308,

9 1,27 0,78403 0,2446

7 9,56794 0,00677

120 308,

9 1,24 0,76551 0,2422

5 9,47357 0,006704

130 309,

4 1,32 0,81490 0,2486

1 9,72234 0,00688

140 309,

4 1,27 0,78403 0,2446

7 9,56794 0,00677

150 309,

4 1,32 0,81490 0,2486

1 9,72234 0,00688

160 309,

9 1,28 0,79020 0,2454

6 9,5991 0,006792

170 309,

9 1,35 0,83342 0,2509

4 9,81332 0,006944

180 309,

9 1,37 0,84577 0,2524

8 9,87332 0,006987

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan Teoritis pada 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 0,2715 6

1,06197 0,00751

10 309,

9

0,98 0,93232 0,2628 8

1,02801 0,00727

20 310,

4 0,98 0,93232 0,2628

8 1,02801 0,00727

30 310,

4

0,98 0,93232 0,2628 8

1,02801 0,00727

40 310,

9

1,05 0,99891 0,2705 0

1,05781 0,00748

50 310,

9

0,99 0,94183 0,2639 9

1,03234 0,00730

60 310,

9

0,98 0,93232 0,2628 8

1,02801 0,00727 Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Laju Pengeringan Teoritis pada 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^-7 (kg/s)

NC

(kg air/m² jam)

0 310, 4

0,6

0,37041

0,1790

2 7,00074 0,00495

10 310,

9

1,42

0,87663

0,2562

5 1,00211 0,00709

20 310,

9 1,33

0,82107 0,2493

9 9,7528 0,00690

30 310,

9

1,25

0,77168

0,2430

6 9,50517 0,00672

40 310,

9 1,36

0,83959 0,2517

1 9,84339 0,00696

50 311,

4

1,27

0,78403

0,2446

7 9,56794 0,00677

60 311,

4

1,2

0,74082

0,2389

8 9,3456 0,00661

4.2 Pembahasan

Pengeringan adalah proses pengeluaran air atau pemisahan air dalam jumlah yang relatif kecil dari bahan dengan prinsip perbedaan kelembaban antara udara pengering dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini, kandungan uap air udara lebih sedikit atau udara mempunyai kelembaban relatif yang rendah sehingga terjadi penguapan. Hasil dari proses pengeringan adalah bahan kering yang mempunyai kadar air setara dengan kadar air keseimbangan udara (atmosfir) normal atau setara dengan nilai aktivitas air yang aman dari kerusakan mikrobiologis, enzimatis, dan kimiawi (Geankoplis, 1993).

Salah satu alat pengeringan yang sering digunakan adalah tray dryer. Pada percobaan ini metode tray drying dipilih karena memiliki kelebihan untuk proses pengeringan, yaitu penggunaan udara panas yang diharapkan membuat proses pengeringannya menjadi lebih cepat dan efektif. Alat ini terdiri atas beberapa komponen utama yaitu nampan (tray), pemanas (heater), timbangan, dan blower.

Bahan yang akan dikeringkan menggunakan tray dryer harus berbentuk lembaran yang dihamparkan di atas tray. Proses pengeringan dimulai saat pemanas menyala dan panas yang dihasilkan mengalir melaui udara melintasi permukaan padatan dengan bantuan blower (Manfaati, dkk., 2019).

Pada praktikum ini dilakukan percobaan pengeringan pada suatu padatan berupa tahu. Tahu terlebih dahulu dilakukan pre-treatment berupa pemotongan dengan ketebalan 0,5 cm. Pemotongan bahan bertujuan untuk memperluas luas permukaan bahan sehingga air dapat mudah keluar ke permukaan bahan sehingga

dapat mempercepat proses pengeringan (Supriyono, 2003). Setelah itu, tahu ditimbang dan dinyatakan sebagai berat tahu basah, kemudian dioven pada suhu 110°C dan dilakukan penimbangan dengan waktu interval 10 menit hingga berat tahu konstan dan dinyatakan sebagai berat tahu kering. Pengovenan tersebut digunakan untuk menghitung kadar air mula-mula pada tahu.

Proses pengeringan dilakukan dengan menggunakan alat tray dryer. Laju alir udara serta suhu pengeringan try dryer diatur dan percobaan dilakukan sebanyak tiga kali. Percobaan pertama dilakukan dengan variasi laju alir udara pada skala 9 dan suhu pengeringan pada skala 10. Percobaan kedua dilakukan dengan variasi laju alir udara pada skala 7 dan suhu pengeringan pada skala 10.

Percobaan ketiga dilakukan dengan variasi laju alir udara pada skala 9 dan suhu pengeringan pada skala 8. Pada setiap percobaan dilakukan pengukuran temperatur, laju alir udara, dan berat tahu yang dilakukan setiap 10 menit.

Percobaan pertama dilakukan hingga selisih berat penimbangan ∆θ = 0,1 gram atau mencapai berat konstan. Percobaan kedua dan ketiga dilakukan selama 60 menit.

4.2.1 Kurva Karakteristik Pengeringan

Secara umum, 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. Lamanya setiap periode berbeda-beda tergantung jenis bahan dan kondisi pengeringan. Jika dibuat kurva antara laju pengeringan sebagai sumbu y dan kadar air sebagai sumbu x, maka kurva ini disebut kurva karakteristik pengeringan (Geankoplis, 1993). Percobaan dilakukan dengan mengalirkan udara kering pada sampel tahu dengan laju alir udara pada skala 9 dan temperatur pada skala 10. Pengaliran udara dilakukan selama 180 menit dengan pengukuran temperatur, laju alir udara, dan berat tahu yang dilakukan setiap 10 menit. Kurva karakteristik proses pengeringan tahu dapat disajikan pada Gambar 4.1.

0.570 0.59 0.61 0.63 0.65 0.67 0.69 0.71 0.73 0.75 0.77 0.01

0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05

Kadar air (x) Laju Pengeringan (N) (kg air/m2 jam)

Gambar 4.1 Kurva Karakteristik Pengeringan pada Tahu

Gambar 4.1 menunjukkan nilai laju pengeringan berbanding dengan kadar air pada tahu. Pada gambar dapat dilihat bahwa pada periode 30 menit pertama laju pengeringan terus meningkat, periode tersebut dapat disebut dengan periode penyesuian awal. Tahap penyesuaian awal akan meningkat seiring dengan air yang berkurang yang dapat disebabkan oleh pengkondisian sampel, seperti pemanasan, pembukaan pori, dll (Hariyadi, 2018). Laju pengeringan pada periode penyesuaian awal akan mengalami penurunan jika suhu awal padatan lebih tinggi dibandingkan suhu bola basah udara pengering dan meningkat jika suhu awal padatan lebih rendah dibandingkan suhu bola basah udara pengering (Geankoplis, 1993).

Periode selanjutnya pada menit ke 50 hingga menit 80 mengalami penurunan yang tidak jauh berbeda dan mendekati konstan. Pada periode ini harusnya dapat terjadi periode konstan karena pada tahap ini terjadi proses laju air yang berdifusi ke permukaan sebanding dengan air yang menguap pada permukaan bahan, namun hal tersebut sedikit terjadi penyimpangan yang dapat disebabkan oleh temperatur dan laju alir udara yang berubah serta kurang akuratnya pengukuran yang dilakukan sehingga mempengaruhi kondisi dan perhitungan (Ridhatullah dan Hasibuan, 2019).

Periode berikutnya adalah peropde yang terjadi setelah mencapai titik kritis, maka akan terjadi periode laju pengeringan menurun yang disebabkan laju air yang berdifusi ke permukaan lebih kecil dari pada jumlah air yang menguap sehingga kecepatan difusi air tidak bisa mengimbangi kecepatan penguapan di

permukaan padatan (Ridhatullah dan Hasibuan, 2019). Kadar air pada saat laju pengeringan berubah dari laju pengeringan tetap ke laju pengeringan menurun disebut titik kritis. 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. Periode laju pengeringan menurun dapat diamati ketika praktikum yaitu munculnya permukaan kering pada tau yang berwarna kecoklatan atau yang disebut dry spot. Periode laju penurunan dapat diamati pada menit 90 hingga menit 180.

Bentuk kurva yang didapat dari hasil pengolahan data ini tidak sesuai dengan bentuk kurva pengeringan standar pada umumnya. Kesalahan dalam pengumpulan data atau ada perubahan kondisi saat pengambilan data dapat mempengaruhi bentuk kurva yang ditampilkan sehingga tidak sesuai secara teoritis. Faktor yang dapat mempengaruhinya yaitu suhu udara dan luas permukaan. Hal tersebut dapat disimpulkan bahwa berdasarkan hasil percobaan, periode pengeringan belum sampai pada tahap akhir dimana laju pengeringan turun secara tajam atau tidak beraturan (Hariyadi, 2018).

4.2.2 Penentuan Kadar Air Kesetimbangan

Kadar air kesetimbangan dapat ditentukan dengan mengeringkan sejumlah tahu yang sebelumnya ditimbang berat basahnya kemudian dihitung dengan mengurangkan berat basahnya dikurang berat tahu yang telah kering. Kadar air kesetimbangan suatu bahan dapat diartikan sebagai kadar air minimum yang dapat dikeringkan di bawah kondisi pengeringan yang tetap atau pada suhu dan kelembaban relatif yang tetap. Bahan tidak menyerap molekul-molekul air dari udara maupun melepaskan molekul-molekul air ke udara pada saat kadar air kesetimbangan tercapai (Brooker, dkk., 1981). Kurva kadar air kesetimbangan dapat disajikan pada Gambar 4.2.

0 20 40 60 80 100 120

140 160

180 0.5

0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8

Waktu (menit) Kadar Air (Kg air/ Kg tahu)

Gambar 4.2 Kurva Kadar Air Kesetimbanngan

Berdasarkan kurva diatas dapat disimpulkan bahwa kadar iar tahu mengalami pengurangan secara linear yang menunjukkan hubungan linera antara waktu pengeringan dan kadar air yang berada di dalam tahu. Hubungan tersebut menunjukkan semakin lama waktu pengeringan atau semakin lama waktu kontak suatu bahan dengan udara pengering maka kandungan air dalam tahu akan teruapkan sehingga massa air yang dikandung tahu akan semakin berkurang.

Menurut Geankoplis (1993), Pengurangan kadar air secara linear terjadi pada tahap awal pengeringan hingga laju pengeringan konstan. Kemudian jika pengeringan dilanjutkan, kemiringan kurva akan berubah menjadi landai (laju pengeringan berkurang) dan tidak menjadi linear, hingga akhirnya kurva menjadi datar. Kadar air produk akan berada pada kondisi konstan sehingga disebut dengan kadar air kesetimbangan pada kondisi ini. Namun, pada percobaan ini tidak ditemukan kadar air kesetimbangan tersebut. Kadar air kesetimbangan belum tercapai karena masih terdapat kandungan air pada tahu, sehingga masih dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk proses pengeringan.

4.2.3 Pengaruh Variasi Laju Alir dan Temperatur Terhadap Laju Pengeringan

Percobaan selanjutnya dilakukan dengan memvariasikan laju alir udara pengering dan suhu pengeringan. Hasil yang didapat kemudian dibandingkan dan disajikan pada kurva yang disajikan pada Gambar 4.3 dan 4.4.

0.67 0.68 0.69 0.7 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 0.760 0.02

0.04 0.06 0.08

Laju alir 9 Laju alir 7 kadar air (x) Laju Pengeringan (kg air/m2 jam)

Gambar 4.3 Pengaruh Variasi Laju Alir Terhadap Laju Pengeringan

0.640 0.66 0.68 0.7 0.72 0.74 0.76 0.05

0.1 0.15

suhu 8 suhu 10 kadar air (x) Laju Pengeringan (kg air/m2 jam)

Gambar 4.4Pengaruh Variasi Suhu Terhadap Laju Pengeringan

Gambar 4.3 menyajikan perbandingan pengaruh laju alir terhadap laju pengeringan tahu sedangkan Gambar 4.4 menyajikan perbandingan pengaruh suhu terhadap laju pengeringan. Berdasarkan kedua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi laju alir udara dan suhu udara pengering, maka akan meningkatkan laju pengeringan yang terjadi. Hal tersebut sesuai dengan yang dinyatakan oleh Anton (2011), bahwa terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi pengeringan yakni luas permukaan, perbedaan suhu, kecepatan aliran udara, dan tekanan udara. Semakin tinggi suhu udara pengering akan menyebabkan perbedaan suhu yang besar antara medium pemanas dengan bahan yang dapat menyebabkan semakin cepat perpindahan panas ke dalam bahan dan semakin cepat pula laju pengeringa. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan tinggi menyebabkan semakin cepat dan mudah uap air terbawa dan teruapkan sehingga proses pengeringan akan semakin cepat.

BAB V PENUTUP 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.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil dan kesimpulan yang diperoleh, maka hal yang disarankan praktikan untuk praktikum selanjutnya sebagai berikut.

1. Sebaiknya dapat melakukan percobaan pengeringan dengan bahan baku yang berbeda dengan variasi ketebalan yang berbeda.

2. Sebaiknya dalam melakukan percobaan pengeringan tahu dapat dilakukan dengan waktu yang lebih lama agar dapat dihasilkan data yang lebih akurat.

3. Sebaiknya praktikan dapat menggunakan peralatan secara tepat dan lebih teliti sehingga dihasilkan data yang akurat dan mengurangi eror.

LAMPIRAN B PERHITUNGAN 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

X2 = 0,07486-0,019557

0,07486 = 0,73876

c. Beda kadar air (∆x)

∆x = X2 – X1

∆x = 0,73876 - 0,74804

∆x = -0,00929 d. Laju pengeringan (N)

N = - L_S∆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

Lebar tray = 0,185 m Luas tray (A) = 0,05087 m² 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 = - L_S∆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

10 0,06724 0,721814 -0,00862 0,063781

20 0,06522 0,713198 -0,00823 0,023799

30 0,0634 0,704965 -0,00857 0,022704

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 = - L_S∆X A∆θ

N = - 0,02118 x -0,04273 0,050875 x 0,1667 N = 0,10674 kg air/m2 jam

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

= 1,32 x 0,0484

0,0784

=

0,07899 m/s b. Bilangan Reynold (Nre)

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 = N_Nu x k_t L

=

21,46865 x 0,027

0,275 = 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

k_t

= 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

λ_w

= 0,03856

2557,2 x 103 = 3,60483 x 10^-8 kg/s j. Laju pengeringan teoritis (Nc)

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 0,0921

8 3,60483 0,002551

10 304,

4 1,12 0,69143 0,2322

4 9,08186 0,006426

20 305,

4 1 0,61735 0,2215

6 8,6643 0,006131

30 306,

4 1,18 0,72847 0,2373

2 9,28067 0,006567

40 306,

9 1,31 0,80872 0,2478

3 9,69174 0,006858

50 306,

9 1,02 0,62969 0,2233

9 8,73589 0,006182

60 307,

9 1,35 0,83342 0,2509

4 9,81332 0,006944

70 307,

9 1,34 0,82724 0,2501

7 9,78313 0,006923

80 307,

9 1,3 0,80255 0,2470

5 9,661 0,006836

90 308,

4 1,25 0,77168 0,2430

6 9,50517 0,006726

100 308,

9 1,31 0,80872 0,2478

3 9,69174 0,006858

110 308,

9 1,27 0,78403 0,2446

7 9,56794 0,00677

120 308,

9 1,24 0,76551 0,2422

5 9,47357 0,006704

130 309,

4 1,32 0,81490 0,2486

1 9,72234 0,00688

140 309,

4 1,27 0,78403 0,2446

7 9,56794 0,00677

150 309, 1,32 0,81490 0,2486 9,72234 0,00688

4 1 160 309,

9 1,28 0,79020 0,2454

6 9,5991 0,006792

170 309,

9 1,35 0,83342 0,2509

4 9,81332 0,006944

180 309,

9 1,37 0,84577 0,2524

8 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) 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

= 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 = N_Nu x k_t L

=

76,70415 x 0,027

0,275 = 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

k_t

= 1 1

7,53095 +0,005 0,027

= 3,14495 W/m².K 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

λ_w

= 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 0,2715 6

1,06197 0,00751

10 309,

9

0,98 0,93232 0,2628 8

1,02801 0,00727

20 310,

4

0,98 0,93232 0,2628 8

1,02801 0,00727

30 310,

4

0,98 0,93232 0,2628 8

1,02801 0,00727

40 310,

9 1,05 0,99891 0,2705

0 1,05781 0,00748

50 310,

9

0,99 0,94183 0,2639 9

1,03234 0,00730

60 310,

9

0,98 0,93232 0,2628 8

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 Temperatur rata-rata (Tf) = 310,4 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 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 = N_Nu x k_t L

=

46,48744 x 0,027

0,275 = 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 p. Koefisien perpindahan panas overall (U)

U =

1 1 h + ∆x

k_t

= 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

λ_w

= 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

0,1790

2 7,00074 0,00495

10 310,

9 1,42

0,87663 0,2562

5 1,00211 0,00709

20 310,

9

1,33

0,82107

0,2493

9 9,7528 0,00690

30 310,

9

1,25

0,77168

0,2430

6 9,50517 0,00672

40 310,

9 1,36

0,83959 0,2517

1 9,84339 0,00696

50 311,

4

1,27

0,78403

0,2446

7 9,56794 0,00677

60 311,

4 1,2

0,74082 0,2389

8 9,3456 0,00661