Materi 6 Aliran Udara Pada Pengeringan

ALIRAN UDARA PADA PENGERINGAN

        Udara digunakan pada sistem pengkondisian bijian untuk melaksanakan beberapa fungsi. Pada operasi pengeringan, udara membawa panas ke sistem untuk menguapkan kadar air dan kemudian membawa air hasil penguapan keluar dari sistem, Pada sistem aerasi, udara digunakan untuk membawapanas yang ada didalam sistem, sehingga menyebabkan pendinginan pada produk. Kadang udara digunakan untuk membawa kadar air ke dalam sistem untuk tujuan pembasahan kembali ke produk. Udara juga digunakan untuk membawa bahan kimia ke dalam sistem untuk pengendalian pertumbuhan mikro-organisme. Oleh sebab itu penting sekali dipahami prinsip - prinsip dasar pergerakkan udara dan sifat - sifat peralatan penggerak udara.

A.  Tahanan Bijian Terhadap Aliran Udara

      Jika udara dialirkan melalui suatu lapisan bijian, tahanan terhadap aliran, yang disebut sebagai penurunan tekanan, akan terbentuk sebagai hasil kehilangan energi melalui gesekan dan turbulensi. Tahanan ini biasa diatasi dengan adanya tekanan yang terbentuk pada sisi pemasukan udara pada massa bijian atau menciptakan suatu kondisi vakum pada sisi udara keluar.

        Penurunan tekanan untuk aliran udara melalui sebrang produk tergantung pada laju aliran udara, sifat-sifat permukaan dan bentuk, jumlah, ukuran, dan susunan pori-pori, keragaman ukuran partikel, dan ketebalan tumpukan produk. Laju aliran udara dinyatakan sebagai laju aliran massa. Satuan ini bisa disederhanakan menjadi satuan yang menggambarkan kecepatan. Hal ini tidak dilakukan karena kecepatan yang terukur adalah kecepatan pembacaan, bukan kecepatan sesungguhnya dari udara dapat dihitung dengan mempertimbangkan presentasi ruang pori pada massa bijian.

Gambar 1. Tekanan Aliran Udara dari beberapa bijian (Satuan Inggris)

Gambar 2. Tekanan Aliran Udara dari beberapa bijian (Satuan Sistem Internasional)

B.  Pengaruh Kadar Air

      Pengaruh Kadar air pada penurunan tekanan melalui bijian dilaporkan oleh Haque et al. (1982) untuk bijian jagung, gandum, dan sorgum, mereka menemukan bahwa penurunan tekanan akan berkurang dengan bertambahnya kadar air bijian.

C.  Kombinasi  Butiran Halus dan Kadar Air

     Abdelmonsin (1983) mempelajari pengaruh kombinasi kadar air dan jumlah butiran halus terhadap penurunan tekanan melalui bijian sorgum. Kisaran aliran udara yang digunakan adalah 5 cfm/ft² sampai dengan 38 cfm/ft² (0,025 sampai dengan 0,193 m²/m².s) dengan kisaran kadar air antara 12% sampai dengan 18,5% basis basah, kandungan butiran halus berkisar antara 0% sampai dengan 8%.

.... (1)

Dimana :        M           : Kadar air (basis basah) (%)

                      FM         : Jumlah butiran halus (%)

                  A, B, C, D  : Konstanta (lihat nilai Konstanta di tabel 1.)

D.  Pengaruh Cara Pengisian Wadah

        Alat penyebar biji digunakan pada proses pengisian wadah untuk menyebarkan butiran halus ke seluruh wadah dan untuk mendapatkan pengisian yang datar tanpa menggunakan tenaga tangan.  Cara pengisian pada wadah memiliki suatu pengaruh cukup nyata pada tahanan terhadap aliran udara terutama disebabkan adanya peningkatan kerapatan total. Hasil penelitian ini disajikan dalam pada gambar 3 untuk berbagai cara pengisian wadah dengan bijian jagung, sorgum, dan gandum (Stephens and Foster (1976).  

Tabel  1. Konstanta untuk persamaan 1

E. Pengaruh Arah Aliran Udara

      sebagian besar data aliran udara lainnya ditentukan dengan mengukur penurunan tekanan saat udara mengalir secara vertikal melalui suatu massa bijian . terdapat bukti-bukti yang meyakinkan bahwa arah aliran udara mempunyai pengaruh nyata pada daya tahan terhadap aliran. pada suatu aliran udara tertentu (m3/m².s atau 15,2 cfm/ft²) tahanan terhadap aliran pada arah horizontal adalah sebesar 63% dari nilai pada arah vertikal untuk gandum bersih dengan simulasi pengisian curah, ada kondisi yang sama, besar nilai ini untuk biji barley bersih adalah 47% (Kanvar dan Muir, 1988).

Gambar 3. Tahanan terhadap aliran udara pada jagung pipil dengan 4 cara pengisian wadah

F.  Kehilangan Tekanan Pada Pipa Alir

     Kehilangan tekanan pada pipa alir yang mensuplai udara ke sistem perlakuan bijian diakibatkan oleh gesekan, tahanan terhadap aliran udara, perubahan arah aliran, pembesaran atau pengecilan luas penampang melintang dari aliran.

       Tekanan total pada sebrang titik pada sistem pipa alir adalah jumlah tekanan statis dan tekanan karena kecepatan. Gambar 4 menunjukkan bagaimana penentuan besar tekanan dengan menggunakan tabung.

Gambar 4. Pengukuran Tekanan dengan Tabung Pitot

Read More

Materi 4 Sifat Sifat Udara Pengeringan

SIFAT - SIFAT UDARA PENGERINGAN

     Media pengering yang digunakan pada pengeringan bijia serealia adalah udara lembab, yang berupa campuran udara kering dan uap air. Udara kering tersusun dari beberapa gas, terutama oksigen dan nitrogen ditambah beberapa unsur sekunder seperti argon, CO2, dan neon. selain gas - gas udara kering, udara lembab juga mengandung sejumlah uap air. Meski bagian berat dari uap air pada udara yang digunakan untuk pengeringan bijian  selalu lebih kecil dari 0,1. Terdapatnya molekul uap air mempunyai pengaruh yang besar pada proses pengeringan. Beberapa istilah telah digunakan untuk menyatakan jumlah uap air pada udara lembab.

      Tiga istilah kelembaban yang digunakan pada materi pengeringan biji - bijian untuk menjelaskan jumlah uap air yang terdapat pada udara pengeringan meliputi :

1.  Tekanan Uap

     Tekanan Uap (Pv), adalah tekanan parsial yang dikeluarkan oleh molekul-molekul uap air pada udara lembab. Jika udara jenuh dengan uap air, tekanan uap udara tersebut disebut tekanan uap jenuh (Pvs). Tekanan uap pada udara yang digunakan untuk pengeringan bijian yaitu kecil ( lebih kecil dari 6,9 kPa atau 1,0 psia bila dibandingkan dengan tekanan atmosfir sebesar 101,35 kPa (14,7 psia).

Tabel 1. Tekanan Uap jenuh air (Pvs) pada satuan SI dan Satuan Inggris antara 0°C sampai 85°C (32-185°F)

2.  Kelembaban Relatif

     Kelembaban relatif (Φ) yaitu perbandingan tekanan uap air diudara dengan uap air pada udara jenuh dimana suhu dan tekanan pada atmosfir yang sama. Nilai kelembaban relatif pada pengeringan bijiian antara 0,5% - 100%.

3.  Perbandingan Kelembaban 

     Perbandingan kelembaban (W), yaitu massa uap air yang terdapat diudara lembab per satuan massa udara kering. Nilai perbandingan kelembaban dari udara pengeringan bijian relatif kecil berkisar dari 0,005 kg  - 0,2 kg air/kg udara kering (0,005 – 0,2 lb/lb).

Read More

MATERI 3 EQUILIBRIUM MOISTURE CONTENT (EMC)

EQUILIBRIUM MOISTURE CONTENT (EMC) / KADAR AIR SETIMBANG (Me)

      Kadar Air Keseimbangan Kadar air suatu padatan basah yang berada dalam keseimbangan dengan udara pada suhu dan kelembaban tertentu disebut sebagai kadar air keseimbangan (KAK). Kadar air keseimbangan merupakan fungsi dari temperatur, dan juga merupakan fungsi dari kelembaban nisbi. Jika kelembaban nisbi semakin rendah, maka semakin rendah pula KAK.

       Kadar air kesetimbangan (Me) merupakan fungsi dari temperatur, dan juga merupakan fungsi dari kelembaban nisbi. Jika kelembaban nisbi semakin rendah, maka semakin rendah pula kadar air kesetimbangan. EMC merupakan kadar air dimana tekanan uap didalam produk berada dalam kesetimbangan dengan tekanan uap lingkungan sekitarnya.  EMC tergantung pada kondisi kelembaban dan suhu lingkungan serta spesies, varietas, dan tingkat kematangan bijian.  Teknik penentuan EMC pada tekanan atmosfir ada dua, yaitu yang bersifat dinamis dan bersifat statis. Metode statis memerlukan beberapa minggu sebelum mencapai kesetimbangan dan pada RH dan suhu tinggi kemungkinan bijian akan ditumbuhi cendawan sebelum mencapai kesetimbangan, sehingga banyak orang yang lebih menggunakan metode dinamis karena lebih cepat.

       Aktivitas air (aw) menunjukkan jumlah air bebas di dalam pangan yang dapat digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya. Nilai aw pangan dapat dihitung dengan membagi tekanan uap air pangan dengan tekanan uap air murni. Jadi air murni mempunyai nilai aw sama dengan 1. Nilai aw secara praktis dapat diperoleh dengan cara membagi %RH pada saat pangan mengalami keseimbangan kadar air dibagi dengan 100. Sebagai contoh, jika suatu jenis pangan mempunyai aw = 0,70, maka pangan tersebut mempunyai keseimbangan kadar air pada RE 70%, atau dengan perkataan lain pada RE 70% kadar air pangan tetap.

         Proses kesetimbangan kadar air akan berjalan secara otomatis, karena itu sifat ini sangat penting pada proses pengeringan. Dalam arti, penentuan kadar air yang dilakukan pada saat pengeringan, harus disesuaikan dengan kondisi lingkungan tempat bahan akan disimpan, mengingat pada akhirnya kadar air bahan tersebut akan mencapai kesimbangan. Dengan demikian, proses pengeringan dapat berlangsung secara efisien.

        Kadar air dan kelembapan ruang penyimpanan merupakan faktor penyebab kerusakan fisika yang harus selalu diperhatikan selama penyimpanan. Kadar air pakan biasanya menyesuaikan diri dengan kelembapan lingkungan, hingga terjadi kesetimbangan antara kadar air pakan dan kelembapan lingkungan. Cairan di dalam pakan akan tertarik keluar apabila kelembapan lingkungan penyimpan relatif rendah. Kadar air dan kelembapan merupakan pemicu tumbuhnya jamur dan serangga. Jamur dan aktifitas serangga pada pakan akan meningkatkan suhu lingkungan

Read More

Materi 2 Psychrometric Chart

PSYCHROMETRIC CHART

       Psychrometric Chart merupakan sebuah diagram yang didalamnya terdapar sifat-sifat dari udara. Dengan sebuah karta psikrometrik dapat diketahui sifat-sifat udara dengan mengetahui setidaknya 2 sifat udara yang lainnya. Sebagai contoh: disebuah ruangan kita ukur  suhu WBT dan DBT dengan sling, dengan mengetauhui dua suhu tersebut maka kita dapat menentukan sifat-sifat lainnya (RH,volume spesifik, humidity ratio, enthalpy). Sifat-sifat udara lainnya itu dapat ditentuka dengan cara mencari titik perpotongan garis dua besaran yang telah diketahui. Di titik tersebut dapat dilihat sifat-sifat lainnya.

Gambar 1. Psychrometryc Chart

      Psikrometri adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat termodinamika dari udara basah. Secara umum digunakan untuk mengilustrasikan dan menganalisis perubahan sifat termal dan karakteristik dari proses dan siklus sistem penyegaran udara (air conditioning). Diagram psikrometri adalah gambaran dari sifat-sifat termodinamika dari udara basah dan variasi proses sistem penyegaran udara dan siklus sistem penyegaran udara. Dari diagram psikometrik akan membantu dalam perhitungan dan menganalis kerja dan perpindahan energi dari proses dan siklus sistem penyegaran udara.

Diagram psikrometri dapat didownload pada link berikut :

1. Diagram Psikrometri Suhu Rendah
2. Diagram Psikrometri Suhu Tinggi

Gambar 2. Kerangka Grafik humidity (psikometrik) menunjukkan hubungan temperature, dewpoint, wet- and dry-bulb temperature, relative humidity, specific humid volume, humidity enthalpy, adiabatic cooling/wet-bulb line.

A.  Psikrometrik (Psychrometric)

        Psikrometrik adalah bidang yang mempelajari tentang bagaimana menentukan sifat-sifat fisis dan termodinamika suatu gas yang didalamnya terdapat campuran antara gas-uap. Sebagai contoh adalah menentukan sifat-sifat dari campuran udara dan uap air. Adapun sifat-sifat tersebut anatara lain: Dry Bulb Temperature, Wet Bulb Temperature,  Dew Point, Relative Humidity, Humidity Ratio, Enthalpy, Volume Spesific.

Berikut adalah penjelasan dari masing-masing sitat-sifat tersebut:

1.  Dry Bulb temperature (DBT)

       Dry Bulb Temperature yaitu suhu yang ditunjukkan dengan thermometer bulb biasa dengan bulb dalam keadaan kering. Satuan untuk suhu ini bias dalam celcius, Kelvin, fahrenheit. Seperti yang diketahui bahwa thermometer menggunakan prinsip pemuaian zat cair dalam thermometer. Jika kita ingin mengukur suhu udara dengan thermometer biasa maka terjadi perpindahan kalor dari udara ke bulb thermometer. Karena mendapatkan   kalor maka zat cair (misalkan: air raksa) yang ada di dalam thermometer mengalami pemuaian sehingga tinggi air raksa tersebut naik. Kenaikan ketinggian cairan ini yang di konversika dengan satuan suhu (celcius, Fahrenheit, dll).

2. Wet Bulb Temperature (WBT)

    Wet Bulk Temperature yaitu suhu bola basah. Sesuai dengan namanya “wet bulb”, suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer yang bulbnya (bagian bawah thermometer) dilapisi dengan kain yang telah basah kemudian dialiri udara yang ingin diukur suhunya.  Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain basah tersebut. Kalor dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada kain basah tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang ada dalam thermometer. Untuk menjelaskan apa itu wet bulb temperature, dapat kita gambarkan jika ada suatu kolam dengan panjang tak hingga diatasnya ditutup.  Kemudian udara dialirka melalui permukaan air. Dengan adanya perpindahan kalor dari udara ke permukaan air maka terjadilah penguapan.  Udara menjadi jenuh diujung kolam air tersebut. Suhu disinilah yang dinamakan Wet Bulb temperature.

Gambar 3. Penjelasan Perbedaan Dry Bulb dan Wet Bulb temperature.

       Untuk mengukur dua sifat (Dry dan Wet bulb temperature) ini sekaligus biasanya menggunkan alat yang namanya sling, yaitu dua buah thermometer yang di satukan pada sebuah tempat yang kemudian tempat tersebut dapat diputar. Satu thermometer biasa dan yang lainnya thermometer dengan bulb diselimuti kain basah.

3.  Dew Point

    Dew Point yaitu suhu dimana udara telah mencapai saturasi (jenuh). Jika udara tersebut mengalami pelepasan kalor sedikit saja, maka uap air dalam udara akan mengembun.

4.  Humidity Ratio (w)

   Humidity Ratio yaitu ukuran massa uap air yang ada dalam satu satuan udara kering (Satuan International: gram/kg). Relative Humidity (RH),  Perbandingan antara fraksi mol uap dengan fraksi mol udara basah pada suhu dan tekanan yang sama (satuannya biasanya dalam persen (%)). 

5.  Volume Spesifik (v)

     Volume Spesifik yaitu besarnya volume udara dalam satu satuan massa. (SI: m3/kg)

6.  Enthalpy (h)

    yaitu banyaknya kalor (energy) yang ada dalam udara setiap satu satuan massa. Enthalpy ini merupakan jumlah total energi yang ada dalam udara terebut, baik dari udara maupun uap air yang terkandung didalamnya.

Read More

Materi 1 Pengeringan Biji - Bijian

 Pengeringan Biji - Bijian 

        Pengeringan biji-bijian adalah proses pengurangan kandungan air yang terdapat dalam biji-bijian tersebut. Penanganan pasca panen ini sudah dikenal sejak zaman dahulu, pada zaman dahulu pengeringan digunakan untuk mengawetkan bahan pangan agar dapat dikonsumsi ketika musim paceklik. Pada masa kini selain bertujuan untuk meningkatkan umur simpan dari hasil pertanian, pengeringan juga akan menaikan harga jual dari hasil pertanian tersebut. Penurunan kandungan air pada biji-bijian  akan menghambat pertumbuhan mikroba dan kerusakan pangan oleh enzim, inilah kenapa biji-bijian yang telah dikeringkan dapat disimpan lebih lama pada suhu ruang dibandingkan dengan biji-bijian segar yang masih banyak mengandung air. Sehingga dengan pengeringan, penurunan mutu pada biji-bijian dapat diperlambat.

A.    Metode Pengeringan

          Selama proses pengeringan terdapat dua hal penting yang terjadi pada bahan yang dikeringkan. Pertama adalah pindah panas, yaitu perpindahan panas dari media pengering ke bahan untuk mengatasi panas laten penguapan. Kedua adalah pindah massa, yaitu perpindahan massa air dari bahan ke media pengeringan, pindah massa air terjadi dalam bentuk uap air. Metode pengawetan dengan cara pengeringan merupakan metode paling tua dari semua metode pengawetan yang ada. Contoh makanan yang mengalami proses pengeringan ditemukan di Jericho dan berumur sekitar 4000 tahun. Metode ini juga merupakan metode yang sederhana, aman, dan mudah. Dan dibandingkan dengan metode lain, metode ini memiliki daya tahan yang lama dan tidak memerlukan perlakuan khusus saat penyimpanan.

       Pengeringan adalah suatu cara untuk mengeluarkan atau mengilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan menguapkan sebagian besar air yang di kandung melalui penggunaan energi panas. Biasanya, kandungan air bahan tersebut di kurangi sampai batas sehingga mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi di dalamya. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih awet dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan transpor, dengan demikian di harapkan biaya produksi menjadi lebih murah. Kecuali itu, banyak bahan-bahan yang hanya dapat di pakai apabila telah di keringkan, misalnya tembakau, kopi, the, dan biji-bijian. Di samping keuntungan-keuntunganya, pengeringan juga mempunyai beberapa kerugian yaitu karena sifat asal bahan yang di keringkan dapat berubah, misalnya bentuknya, misalnya bentuknya, sifat-sifat fisik dan kimianya, penurunan mutu dan sebagainya.

       Kerugian yang lainya juga disebabkan beberapa bahan kering perlu pekerjaan tambahan sebelum di pakai, misalnya harus di basahkan kembali (rehidratasi) sebelum di gunakan. Agar pengeringan dapat berlangsung, harus di berikan energi panas pada bahan yang di keringkan, dan di perlukan aliran udara untuk mengalirkan uap air yang terbentuk keluar dari daerah pengeringan. Penyedotan uap air ini daoat juga di lakukan secara vakum. Pengeringan dapat berlangsung dengan baik jika pemanasan terjadi pada setiap tempat dari bahan tersebut, dan uap air yang di ambil berasal dari semua permukaan bahan tersebut. Factor-faktor yang mempengaruhi pengeringan terutama adalah luas permukaan benda, suhu pengeringan, aliran udara, tekanan uap di udara, dan waktu pengeringan.

        Pengeringan merupakan proses mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Semakin banyak kadar air dalam suatu bahan, maka semakin cepat pembusukannya oleh mikroorganisme. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama dan kandungan nutrisinya masih ada. Akan tetapi misalnya pada ikan asin, dilakukan penggaraman terlebih dulu sebelum dikeringkan. Ini dilakukan agar spora yang dapat meningkatkan kadar air dapat dimatikan.

    Mikroorganisme menyukai tempat yang lembab atau basah mengandung air. Jadi teknik pengeringan membuat makanan menjadi kering dengan kadar air serendah mungkin dengan cara dijemur, dioven, dipanaskan, dan sebagainya. Semakin banyak kadar air pada makanan, maka akan menjadi mudah proses pembusukan makanan. Contoh makanan yang biasa diawetkan dengan menggunakan metode pengeringan adalah buah kering. Buah kering adalah buah yang telah dikeringkan baik sengaja maupun tidak sengaja. Misalnya kismis dan kurma. Selain itu juga ada mie instant. Di pabrik, terdapat suatu proses pengeringan mie sebelum dimasukkan ke dalam bungkus, dan sebagainya.

Proses pengeringan dibedakan menjadi tiga kategori yaitu sebagai berikut:

1)      Pengeringan pada tekanan atmosfir

      Pengeringan pada tekanan atmosfir dapat didefinisikan sebagai penggunaan panas pada kondisi terkendali untuk membuang sebagian besar kandungan air yang terdapat pada bahan melalui penguapan. kontak antara udara dan permukaan bahan terjadi dalam tekanan atmosfir, di mana pindah panas terjadi dari udara ke bahan sehingga terjadi pemanasan air di dalam bahan, lalu menguap dan uap air pindah ke atmosfir sekitar.

2)      Pengeringan Vakum

       Pengeringan vakum adalah pengeringan yang dilakukan pada kondisi vakum. Pada pengeringan ini penguapan air terjadi lebih mudah karena tekanan lebih rendah sehingga energi panas yang diperlukan untuk proses pengeringan tidak sebanyak bila penguapan terjadi pada tekanan atmosfir

3)      Pengeringan Beku

    Pengeringan beku dilakukan dengan membekukan bahan terlebih dahulu barulah setelah itu dilakukan kandungan air yang terdapat pada bahan diuapkan melalui proses sublimasi pada tekanan rendah.

B.     Aktivitas Air Pada Biji-Bijian

        Penurunan aktivitas air (Aw) pada biji-bijian memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap umur simpan dari bahan. Hal ini disebabkan oleh ketersediaan air bebas dapat dimanfaatkan oleh mikro organisme untuk berkembang selain itu aktivitas air juga berpengaruh pada reaksi enzimatis pada bahan.

C.    Kadar Air pada Biji-Bijian

         Kadar air adalah kandungan air yang terdapat pada bahan pangan seperti biji-bijian dan akan mempengaruhi sifat-sifat bahan pertanian tersebut. Kadar air hasil pertanian yang tinggi sangat cocok bagi kehidupan dan perkembangan bakteri dan jamur sehingga akan memperpendek umur simpan dari bahan tersebut. Untuk mengatasi masalah ini, kadar air pada bahan pangan akan diturunkan menjadi sekitar 15% dimana mikro orgasnisme seperti bakteri sulit untuk tumbuh dan berkembang serta reaksi enzimatis yang terjadi pada bahan dapat berkurang.

         Setelah pengeringan, maka akan terjadi pengurangan bobot pada bahan yang dikeringkan. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya jumlah berat air yang terkandung pada bahan. Perlu diperhatikan bahwa pengeringan tidak meyebabkan berkurangnya massa padatan yang terkandung pada bahan. Kadar air biasa dinyatakan dalam persen, sedangkan perhitungannya dapat berdasarkan basis basah (bb) dan basis kering (bk). Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung kadar air.

Persamaan KA basis basah dan Persamaan KA basis kering

Persamaan Kadar Air BK dan BB

Keterangan:

M           :  kadar air (% bb)

Wm        :  berat air (g)

Wd        :  berat padatan (g)

M           :  kadar air (% bk)

Hubungan antara Basis Basah (BB) dan Basis kering (Bk)

                                

D.    Kadar Air Kesetimbangan (Me)

          Kadar air kesetimbangan adalah perubahan kadar air produk akibat interaksi dengan kondisi udara lingkungan. Perubahan akan terhenti bila kadar air telah mencapai kesetimbangan, untuk kondisi udara lingkungan tertentu. Bila kondisi udara lingkungan berubah, kadar air bahan juga akan berubah untuk mencapai kadar air kesetimbangan baru. Jadi KA kesetimbangan merupakan fungsi dari kondisi udara lingkungan di mana produk disimpan.

          Pada proses pengeringan selalu diinginkan kecepatan pengeringan yang maksimal. Oleh karena itu perlu dilakukan usaha–usaha untuk mempercepat pindah panas dan pindah massa (pindah massa dalam hal ini perpindahan air keluar dari bahan yang dikeringkan dalam proses pengeringan tersebut). Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan untuk memperoleh keepatan pengeringan maksimum, yaitu :

1)      Luas permukaan

     Semakin luas permukaan bahan yang dikeringkan, maka akan semakin cepat bahan menjadi kering. Biasanya bahan yang akan dikeringkan dipotong– potong untuk mempercepat pengeringan.

2)      Suhu

        Semakin besar perbedaan suhu (antara medium pemanas dengan bahan yang dikeringkan), maka akan semakin cepat proses pindah panas berlangsung sehingga mengakibatkan proses penguapan semakin cepat pula. Atau semakin tinggi suhu udara pengering, maka akan semakin besar energi panas yang dibawa ke udara yang akan menyebabkan proses pindah panas semakin cepat sehingga pindah massa akan berlangsung juga dengan cepat.

3)      Kecepatan udara

       Umumnya udara yang bergerak akan lebih banyak mengambil uap air dari permukaan bahan yang akan dikeringkan. Udara yang bergerak adalah udara yang mempunyai kecepatan gerak yang tinggi yang berguna untuk mengambil uap air dan menghilangkan uap air dari permukaan bahan yang dikeringkan.

4)      Kelembaban udara

       Semakin lembab udara di dalam ruang pengering dan sekitarnya, maka akan semakin lama proses pengeringan berlangsung kering, begitu juga sebaliknya. Karena udara kering dapat mengabsorpsi dan menahan uap air. Setiap bahan khususnya bahan pangan mempunyai keseimbangan kelembaban udara masing–masing, yaitu kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir.

5)      Tekanan atm dan vakum

        Pada tekanan udara atmosfir 760 Hg (=1 atm), air akan mendidih pada suhu 100oC. Pada tekanan udara lebih rendah dari 1 atmosfir air akan mendidih pada suhu lebih rendah dari 100oC.

                                                   P 760 Hg = 1 atrm air mendidih 100oC

P udara < 1 atm air mendidih < 100oC

       Tekanan (P) rendah dan suhu (T) rendah cocok untuk bahan yang sensitif terhadap panas , contohnya : pengeringan beku (freeze drying).

6)      Waktu

       Semakin lama waktu (batas tertentu) pengeringan, maka semakin cepat proses pengeringan selesai. Dalam pengeringan diterapkan konsep HTST (High Temperature Short Time), Short time dapat menekan biaya pengeringan.

     Di Indonesia, pengeringan biji-bijian dengan menggunakan alat pengering belum lazim digunakan. Kalaupun ada, masih sangat terbatas penggunaannya. Metode pengeringan buatan yang telah dikembangkan dan diujicobakan antara lain adalah alat pengering surya (solar dryer), alat pengering tungku dan alat pengering tenaga listrik. Beberapa jenis alat pengering yang dapat digunakan antara lain adalah : Flat Bed-type Dryer, Upright-Type Forced Air Dryer, Circulation Dryer, dan Continuous Flow Dryer. Sebagaimana dikemukakan terdahulu bahwa penggunaan alat pengering buatan adalah untuk menghindari kelemahan-kelemahan yang diakibatkan oleh metode pengeringan alami (penjemuran).

     Pengeringan atau dehydration telah digunakan di seluruh dunia selama berabad-abad untuk pemeliharaan atau pengawetan berbagai jenis makanan dan produk agrikultur. Sasaran utama pengeringan pada bahan pangan adalah untuk melepaskan atau memindahkan air sampai pada batas tertentu dimana microbial penyebab kerusakan pada bahan tidak dapat berproduksi,dan untuk memperpanjang masa simpan suatu bahan. Selain itu pengeringan juga bertujuan untuk meningkatkan stabilitas, pengurangan berat dan volume bahan sehingga dapat  mengurangi ongkos pengiriman, mempermudah pengemasan, penyimpanan, dan pendistribusian bahan atau produk. (Guillermo, Crapiste, dan Rotstein, 1997).

    Pada dasarnya, metode pengeringan buatan dilakukan melalui pemberian panas yang relatif konstan terhadap bahan pangan atau biji-bijian, sehingga proses pengeringan dapat berlangsung dengan cepat dengan hasil yang maksimal. Dengan pengeringan buatan diharapkan kandungan air mula-mula sekitar 30 % akan turun sedemikian rupa hingga mencapai kadar air 12 – 16 %. Pengeringan buatan atau pengeringan mekanis dapat dilakukan dengan dua metode yaitu :

a) Pengeringan kontinyu/berkesinambungan (continuous drying), dimana pemasukan dan pengeluaran bahan berjalan terus menerus.

b)     Pengeringan tumpukan (batch drying), bahan masuk ke alat pengering sampai pengeluaran hasil kering, kemudian baru dimasukkan bahan berikutnya.

Pada metode berkesinambungan, bahan bergerak melalui ruang pengering dan mengalami kontak dengan udara panas secara paralel atau berlawanan. Pada metode tumpukan terdapat tiga jenis yaitu :

a)   Pengeringan langsung (direct drying), bahan yang dikeringkan langsung berhubungan dengan udara yang dipanaskan.

b)   Pengeringan tidak langsung (indirect drying), udara panas berhubungan dengan bahan melalui perantara, umumnya berupa dinding-dinding atau tempat meletakkan bahan.  Bahan akan kontak dengan panas secara konduksi.

c)    Pengeringan beku (freeze drying), dalam hal ini bahan ditempatkan pada tempat hampa udara, lalu dialiri udara yang sangat dingin melalui saluran udara sehingga air bahan mengalami sublimasi yang kemudian dipompa ke luar ruang pendingin.

       Esmay dan Soemangat (1973) membagi cara pengeringan secara umum ke dalam empat golongan menurut suhu udara pengeringnya, yaitu :

a)       Cara pengeringan dengan suhu sangat rendah (ultra low temperature drying system)

b)       Cara pengeringan dengan suhu rendah (low temperature drying system)

c)       Cara pengeringan dengan suhu tinggi (high temperature drying system)

d)      Cara pengeringan dengan suhu sangat tinggi (ultra high temperaturedrying system).

Read More