Mesin Pengeringan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1            Latar Belakang

Teknologi pemrosesan bahan pangan terus berkembang dari waktu ke waktu. Perkembangan teknologi ini didorong oleh kebutuhan pangan manusia yang terus meningkat yang diakibatkan oleh semakin meningkatnya jumlah penduduk dunia. Pada saat yang sama, luas lahan penghasil bahan pangan makin menyempit. Hal tersebut menyebabkan dibutuhkannya teknologi-teknologi pemrosesan pangan yang mampu meningkatkan kualitas dan kuantitas produk makanan; salah satunya adalah teknologi pengeringan bahan makanan.

Hasil pertanian baik berupa bahan-bahan berupa sayuran, buah-buahan yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari, bahan pertanian tersebut setelah dipanen masih melakukan proses respirasi, yang akan berakibat merusak bahan pangan tersebut yang menyebabkan kebusukan,  oleh karena itu untuk memudahkan mengolah diperlukan system untuk mengeringkan bahan tersebut. Sehingga memudahkan untuk diolah dan mengeringkan bahan makanan agar terhindar dari kebusukan sebelum diolah. Untuk membantu petani diperlukan suatu system pengeringan atau teknologi. Persoalan ini perlu dijawab terlebih dahulu sebelum sesuatu sistem pengeringan direka bentuk. Tujuan akhir dari sistem pengeringan bukan saja untuk mempercepat proses pengeringan, akan tetapi juga untuk meningkatkan mutu bahan yang dikeringkan dan sistem dapat beroperasi dengan biaya  relatif rendah. Dengan kata lain, kita ingin mengoptimumkan operasi sistem pengeringan tersebut. Metodologi dan teknik pengeringan dapat dikatakan baik apabila kita memahami konsep pengeringan itu sendiri. Dengan mengetahui konsep tersebut maka dapat membantu kita menghasilkan satu sistem pengeringan yang handal dan dapat beroperasi secara optimum.

1.2  Rumusan Masalah

-          Apakah yang dimaksud dengan pengeringan?

-          Apakah yang dimaksud dengan alat pengeringan?

-          Apa sajakah jenis-jenis alat pengeringan?

-          Bagaimanakah prinsip kerja alat-alat pengeringan?

1.3  Tujuan Penulisan

-          Mengetahui pengertian pengeringan.

-          Mengetahui pengertian alat pengeringan.

-          Mengetahui jenis-jenis alat pengeringan.

-          Mengetahui prinsip kerja alat-alat pengeringan.

1.4  Manfaat Penulisan

-          Mahasiswa mampu memahami pengertian pengeringan.

-          Mahasiswa mengetahui pengertian alat pengeringan.

-          Mahasiswa mampu menjabarkan jenis-jenis alat pengeringan.

-          Mahasiswa mampu mengetahui prinsip kerja alat-alat pengertian.

 BAB II

   PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Pengeringan

Bahasa ilmiah pengeringan adalah penghidratan, yang berarti menghilangkan air dari suatu bahan. Pengeringan adalah suatu peristiwa perpindahan massa dan energi yang terjadi dalam pemisahan cairan atau kelembaban dari suatu bahan sampai batas kandungan air yang ditentukan dengan menggunakan gas sebagai fluida sumber panas dan penerima uap cairan Pengeringan juga dapat berlangsung dengan cara lain yaitu dengan memecahkan ikatan molekul-molekul air yang terdapat di dalam bahan. Apabila ikatan molekulmolekul air yang terdiri dari unsur dasar oksigen dan hidrogen dipecahkan, maka molekul tersebut akan keluar dari bahan. Akibatnya bahan tersebut akan kehilangan air yang dikandungnya. Cara ini juga disebut pengeringan atau penghidratan. Untuk memecahkan ikatan oksigen dan hidrogen ini, biasanya digunakan gelombang mikro.

Pengeringan merupakan salah satu proses pengolahan pangan yang sudah lamadikenal. Tujuan dari proses pengeringan adalah : menurunkan kadar air bahansehingga bahan menjadi lebih awet, mengecilkan volume bahan sehinggamemudahkan dan menghemat biaya pengangkutan, pengemasan dan penyimpanan. Di samping itu banyak bahan hasil pertanian yang hanya digunakan setelah dikeringkan terlebih dahulu kopi, teh dan biji-bijian. Meskipun demikian ada kerugian yang ditimbulkan selama pengeringan yaitu terjadinya perubahan sifat fisik dan kimiawi bahan serta terjadinya penurunan mutu bahan

2.2 Prinsip Dasar Pengeringan

  Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas danpindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama-tama panas harusditransfer dari medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air,uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke mediumsekitarnya. Proses ini akan menyangkut aliran fluida di mana cairan harus ditransfer melalui struktur bahan selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harusdisediakan untuk menguapkan air dan air harus mendifusi melalui berbagai macamtahanan agar supaya dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lamaproses pengeringan tergantung pada bahan yang dikeringkan dan cara pemanasanyang digunakan.Dengan sangat terbatasnya kadar air pada bahan yang telah dikeringkan, makaenzim-enzim yang ada pada bahan menjadi tidak aktif dan mikroorganisme yang adapada bahan tidak dapat tumbuh. Pertumbuhan mikroorganisme dapat dihambat,bahkan beberapa jenis dimatikan karena mikroorganisme seperti umumnya jasadhidup yang lain membutuhkan air untuk proses metabolismenya. Mikroorganismehanya dapat hidup dan melangsungkan pertumbuhannya pada bahan dengan kadar airtertentu. Walaupun setelah proses pengeringan secara fisik masih terdapat (tersisa)molekul-molekul air yang terikat, tetapi molekul air tersebut tidak dapat dipergunakanoleh mikrooganisme. Di samping itu enzim tidak mungkin aktif pada bahan yangsudah dikeringkan, karena reaksi biokimia memerlukan air sebagai medianya.Berdasarkan hal tersebut, berarti kalau kita bermaksud mengawetkan bahan melaluiproses pengeringan, maka harus diusahakan kadar air yang tertinggal tidak mungkindipakai untuk aktivitas enzim dan mikroorganisme.Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalahsebagai berikut:

-    Air bergerak melalui tekanan kapiler.

-   Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian bahan.

- Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisanpermukaan komponen padatan dari bahan.4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.Faktor-faktor yang berpengaruh dalam kecepatan pengeringan tersebut adalah:

a. Luas Permukaan

  Air menguap melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagiantengah akan merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris terlebih dulu.Hal ini terjadi karena: (1) pemotongan ataupengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luasdapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah keluar, (2)potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harusbergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dankemudian keluar dari bahan tersebut.

b. Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya

    Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan panganmakin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilanganair dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udarasehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakintinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapibila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu  peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luarbahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah.

c. Kecepatan Aliran Udara

 Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapatmengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahanpangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambatpenghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan denganbaik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakincepat uap air terbawa dan teruapkan.

d. Tekanan Udara

Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berartikerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dandisingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar makaudara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap airterbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan.

2.2.1  Pengeringan Komoditas Pertanian

 Untuk mengeringkan produk pertanian terdapat beberapa tipe pengeringan yangdigunakan. Pada umumnya pemilihan tipe pengeringan berdasarkan jenis komoditi,bentuk akhir produk yang dikehendaki, faktor ekonomi dan kondisi operasinyaSecara garis besar pengeringan dapat dibedakan atas pengeringan alami (naturaldrying  atau disebut juga  sun drying) dan pengeringan buatan(artificial drying).Pengeringan secara alami dapat dilakukan dengan cara menjemur di bawah sinarmatahari (penjemuran), sedangkan pengeringan secara buatan dilakukan denganmenggunakan alat pengering mekanis. Pengeringan buatan atau dehidrasi berarti mengendalikan kondisi iklim di dalam suatu ruangan mikro. Sedang pengeringan dengan matahari kondisinya berdasarkankeadaan alam atau cuaca. Bahan yang dikeringkan secara dehidrasi memiliki kualitas yang lebih baik dari pada dengan pengeringan alami

2.3 Jenis- Jenis Pengeringan

a. Pengeringanan alami

 Penjemuran merupakan proses pengeringan yang sederhana dan murah karena sinar matahari tersedia sepanjang tahun dan tidak memerlukan peralatan khusus. Sarana utama yang dibutuhkan untuk penjemuranadalah lantai penjemur atau lamporan berupa lantai semen atau lantai plesteran batubata. 

Pengeringan dengan cara penjemuran mempunyai beberapa kelebihan antara lain : a).tidak memerlukan bahan bakar sehingga biaya pengeringan rendah, b). dapatmemperluas kesempatan kerja, dan c). sinar infra merah matahari mampu menembussel-sel bahan. Sedangkan kekurangannya adalah : a). suhu pengeringan dan RH tidak dapat dikontrol dengan baik, b). memerlukan tempat yang luas, c). kemungkinanterjadinya susut bobot tinggi karena mungkin ada gangguan ternak dan burung, d).hanya dapat berlangsung bila cuaca baik, e). kebersihan bahan tidak terjamin, f).waktu pengeringan lama, dan g). proses pengeringan tidak dapat berjalan secarakonstan karena intensitas sinar matahari tidak tetap.

b.  Pengering mekanis

Dibedakan menjadi 2 tipe yaitu 1. pengering adiabatisdimana panas di bawa ke dalam pengering oleh gas yang panas. Gas memberikapanas kepada air di dalam bahan pangan dan membawa ke luar uap air yangdihasilkan. Gas panas dapat merupakan hasil pembakaran atau pemanasan udara. 2.Pengeringan panas melalui permukaan padat dimana panas dipindahkan melalui suatuplat ogam yang juga memebaa produk tersebut. Produk biasanya diletakkan dalamsuatu ruangan hampa dan uap air dikeluarkan dengan suatu pompa hampa. Dalambebrapa hal produk dikenai udara yang dipakai dan uap air dikeluarkan denganmengadakan sirkulasi udara tersebut. Pengering mekanis telah menggunakan teknologi-teknologi untuk memudahkan pengeringan dengan sebuah alat.

c. Pengering adiabatic Pengering kabinet

Pengering ini terdiri dari suatu ruangan dimana rigen-rigen produk yang dikeringkan dapat diletakkan di dalamnya. Di dalam pengeringyang berukuran besar rigen-rigen pengering disusun di atas kereta untuk memudahkanpenanganannya; didalam unit yang berukuran kecil, rigen-rigen pengering dapatdisusun di atas suatu penyangga yang tetap di dalam pengering tersebut. Udaradihebuskan dengan menggunakan kipas angin melalui suatu pemanasan (biasanya koiluap bersirip) dan kemudian menembus rigen-rigen pengering yang berisi bahan yangdikeringkan.

Berbagai Tipe pengering kabinetPengering kabinet biasanya merupakan pengering yang paling murahpembuataanya, mudah peneliharaannya, dan sangat luwes penggunaannya. Padaumumnya pengering ini digunakan untuk penelitian-peneitian dehidrasi sayuran dan buah-buahan di dalam laboratorium, dan di dalam skala kecil dan digunakan secarakomersial yang bersifat musiman.

d. Pengering Terowongan

Merupakan pengering yang sangat umum digunakandalam dehidrasi buah-buahan dan sayuran. Pengering ini dapat mengurangi biayaburuh dan hasil yang seram namun diperlukan instalasi dan investasi yang sangatbesar Prinsip kerjanya adalah bahan diletakkan dalam kereta yang berisi rigen-rigenpanjang terowongan berkisar 35 sampai 50 kaki. Udara panas dimasukkan mealuirigen searah dengan gerakan produk. Namun dapat juga udara panas dikhembuskanberlawanan dengan gerakan produk hal ini akan menimbulkan produk yang sangatkering.

e. Pengering Tungku

Pada umumnya pengering ini terdiri dari suatu bangunanbertingkat dua. Lantai atas tersusun oleh kerai yang bercelah sempit, dimana produk bahan yang akan dikeringkan dihamparkan diatasnya. Gas yang panas dihasilkan olehsuatu tungku atau perapian yang berada pada lantai pertama kemudian mengalirmelalui produk secara konveksi alami atau dengan bantuan kipas angin. Bahan harusselalu dibalik dan diaduk, dan untuk mengeringkan diperlukan waktu yang relatif lama. Pengeringan tungku ini digunakan untuk mengeringkan produk-produk sepertiirisan apel, hop, dan seringkali mengeringkan kentang.

2.4 Metode dan Alat Pengeringan

Batch Tray Dryer (Batch Drying)

                                                    

Metode batch merupakan metode tray drying yang paling sederhana. Tray dryerterdiri dari bilik pemanasan yang terbuat dari kayu atau logam-logam tertentu. Tray/kolom yang telah dimasukkan material yang ingin dikeringkan kemudian di letakkan secara bersusun dalam kolom. Setelah ruangan ditutup, maka udara panas dialirkan ke dalam ruang pemanas hingga semua bahan menjadi kering.

Udara panas yang masuk dari sebelah bawah ruang menyebabkan material yang ada kolom yang paling bawah menjadi yang paling pertama kering. Setelah tenggat waktu tertentu, tray akan dikeluarkan dan material yang telah kering diambil. Material lain yang ingin dikeringkan dimasukkan dan prosedur terjadi berulang-ulang.

Solar Dryer (Continuous Drying)

Solar drying merupakan metode pengeringan yang saat ini sering digunakan untuk mengeringkan bahan-bahan makanan hasil panen. Metode ini bersifat ekonomis pada skala pengeringan besar karena biaya operasinya lebih murah dibandingkan dengan pengeringan dengan mesin. Prinsip dari solar drying ini adalah pengeringan dengan menggunakan bantuan sinar matahari. Perbedaan dari pengeringan dengan sinar matahari biasa adalah solar drying dibantu dengan alat sederhana sedemikian rupa sehingga pengeringan yang dihasilkan lebih efektif.

Metode solar drying sering digunakan untuk mengeringkan padi. Namun karena pada prinsipnya pengeringan adalah untuk mengurangi jumlah air (kelembaban) bahan, maka metode ini juga bisa diaplikasikan untuk bahan makanan lain.

Cara kerja solar dryer adalah sebagai berikut:

Bahan yang ingin dikeringkan dimasukkan ke dalam bilik yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah. Udara sekitar masuk melalui saluran yang dibuat lebih rendah daripada bilik pemanasan dan secara otomatis terpanaskan oleh sinar matahari secara konveksi pada saat udara tersebut mengalir menuju bilik pemanasan. Udara yang telah terpanaskan oleh sinar matahari kemudian masuk kedalam bilik pemanas dan memanaskan bahan makanan. Pengeringan bahan makanan jadi lebih efektif karena pemanasan yang terjadi berasal dari dua arah, yaitu dari sinar matahari secara langsung (radiasi) dan aliran udara panas dari bawah (konveksi).

SprayDryer(ContinuousDrying)                                             

Metode mengeringan spray drying merupakan metode pengeringan yang paling banyak digunakan dalam industri terutama industri makanan. Metode ini mampu menghasilkan produk dalam bentuk bubuk atau serbuk dari bahan-bahan seperti susu, buah buahan, dll.

Bagian-bagian dari unit spray dryer:

o    feed pump

o    atomizer

o    Pemanas uap (air heater)

o    Pendispersi udara (air disperse)

o    drying chamber

o    recovery powder system

o    pembersih udara keluaran

Cara kerja spray dryer adalah sebagai berikut:

Pertama-tama seluruh air dari bahan yang ingin dikeringkan, diubah ke dalam bentuk butiran-butiran air dengan cara diuapkan menggunakan atomizer. Air dari bahan yang telah berbentuk tetesan-tetesan tersebut kemudian di kontakan dengan udara panas. Peristiwa pengontakkan ini menyebabkan air dalam bentuk tetesan-tetesan tersebut mengering dan berubah menjadi serbuk. Selanjutnya proses pemisahan antara uap panas dengan serbuk dilakukan dengan cyclone atau penyaring. Setelah di pisahkan, serbuk kemudian kembali diturunkan suhunya sesuai dengan kebutuhan produksi

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Pengeringan adalah suatu peristiwa perpindahan massa dan energi yang terjadi dalam pemisahan cairan atau kelembaban dari suatu bahan sampai batas kandungan air yang ditentukan dengan menggunakan gas sebagai fluida sumber panas dan penerima uap cairan Pengeringan juga dapat berlangsung dengan cara lain yaitu dengan memecahkan ikatan molekul-molekul air yang terdapat di dalam bahan. Apabila ikatan molekulmolekul air yang terdiri dari unsur dasar oksigen dan hidrogen dipecahkan, maka molekul tersebut akan keluar dari bahan. Akibatnya bahan tersebut akan kehilangan air yang dikandungnya untuk mengurangi pembusukan atau kerusakan pada makanan. Terdapat jenis pengeringan alami dan pengeringan mekanis, dimana pengeringan alamai menggunakan sinar dan pengeringan mekanis menggunakan alat-alat atau mesin-mesin.

Ada beberapa metode atau alat-alat yang dapat digunakan yaitu SprayDryer (ContinuousDrying) , Batch Tray Dryer (Batch Drying), dan Solar Dryer (Continuous Drying), ketiga metode tersebut memiliki car kerja masing-masing yang memiliki tujuan yang sama yaitu untuk mengeringkan bahan pangan atau hasil pertanian.