kelompok 4 kamis drying.pdf

LAPORAN RESMI

MATERI : DRYING

KELOMPOK : 4 / KAMIS

ANGGOTA : DIMAS AKBAR R (21030113130114)

SUSILOWATI (21030113120031)

WIRA PRATIWI P (21030113120019)

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2015

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN RESMI

LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA


Materi : Drying

Kelompok : 4 / Kamis

Anggota : Dimas Akbar Ramdani (21030113130114)

Susilowati (21030113120031)

Wira Pratiwi Pinem (21030113120019)

Semarang, Desember 2015

Mengesahkan,

Dosen Pembimbing

Dr.Ing. Suherman , S.T, M.T

NIP. 197608042000121002

iii

INTISARI

Salah satu cara pengambilan air dari suatu bahan padat adalah dengan cara

pengeringan. Pengeringan adalah cara pengambilan air yang relatif kecil dari suatu zat padat

atau campuran. Tujuan percobaan drying adalah membuat grafik hubungan antara waktu

pengeringan versus kadar air, membuat grafik hubungan kadar air versus laju pengeringan

dan mengertahui tray efektif. Prinsip pengeringan menggunakan direct dryer adalah

pengambilan moisture dalam bahan dengan mengontakkan udara panas secara langsung pada

bahan sehingga moisture akan terikat oleh aliran udara dan produk memiliki kandungan

moisture yang hampir kosong. Mekanisme pengeringan dapat diterangkan dengan teori

perpindahan massa yaitu lepasnya molekul air dari permukaan tergantung bentuk dan

permukaan bahan.

Bahan yang digunakan dalam percobaan adalah melon, kentang dan kunyit dengan

luas permukaan untuk ketiga bahan yaitu 6 cm2 dengan interval suhu tiap 5 menit. Suhu yang

digunakan adalah 65 0C. Percobaan dilakukan dengan terlebih dahulu menyiapkan bahan

sesuai variabel, kemudian mengisi tray dengan bahan yang sudah diperiksa kadar airnya

(digunakan tray 1,2,3,4). Percobaan dilakukan dengan mengamati bahan tiap 5 menit sampai

45 menit. Analisis kadar air dengan oven dilakukan dengan menimbang berat awal bahan

kemudian dioven pada suhu 110 0C selama 3.5 jam lalu ditimbang berat akhir bahan.

Dari percobaan diperoleh hasil dan kesimpulan untuk setiap tray dan variabel semakin

lama waktu pengeringan maka kadar air dalam bahan baik melon, kentang dan kunyit akan

semakin kecil. Untuk setiap jenis bahan mempunyai kurva pengeringan yang berbeda-beda,

melon mengalami dua periode (menurun drastis dan sangat lambat), kentang mempunya 2

periode (menurun drastis dan sangat lambat) dan kunyit mempunyai 3 periode (konstan,

menurun drastis, dan sangat lambat). Untuk perbandingan tiap tray (tray 1,2,3,4) tidak ada

pengaruh yang signifikan dari letak tray terhadap kadar air pada masing masing bahan. Saran

yang dapat diberikan adalah penimbangan bahan sebelum dan sesudah pengeringan dilakukan

dengan teliti dan posisi bahan pada tray dryer selama pengeringan harus sama.

iv

SUMMARY

Drying is one of methods for moisture removal from solids. Drying is a process to

remove moisture which has small quantity from solids or mixtures. The purpose of this

experiment are to make curve drying time versus moisture content, to make curve moisture

content versus drying rate and to determine the effective tray. Direct dryer of drying process

principle is to remove moisture from solids by directly contacting hot-air to materials. Thus,

moisture is bounded to airflow and products have moisture content almost empty. Drying

mechanism can be explained with mass transfer theory, where water molecules are released

from surface depends on form and material surface.

Materials in this experiment are soy melon, potatoes, and turmeric with surface area

for all is 6 cm2 in 5 minutes interval. Temperature which used is 65 0 C. The preliminary step is

preparing materials, then filling the tray with materials which have been analyzed their

moisture content (use tray 1,2,3 and 4). Next step is observing the material every 5 minutes

until 45 minutes. To analyze moisture content, use oven to dry the materials at 110 oC for 3.5

hours and weigh the material.

The experimental results and summary for each tray and variables (melon, potatoes and

turmeric) are moisture content decreasing as time. For each variables have different drying

curve, melon has two periods, potatoes has two periods, and turmeric ha three periods. For

each tray (tray 1,2,3,4) there is no impact with moisture content in the variables. Suggestions

for this experimental are carefully controlling temperature, weighing material before and after

drying process and material position at tray must be the same.

v

PRAKATA

Rasa syukur dan terima kasih penyusun ucapkan kepada Allah SWT berkat rahmat dan

hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan resmi laboratorium Operasi

Teknik Kimia ini. Tujuan dari penulisan laporan resmi dengan materi Drying ini adalah sebagai

pelaksanaan tugas praktikum operasi teknik kimia dan sebagai bukti hasil praktikum Drying.

Penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr.Ing. Suherman , S.T, M.T selaku dosen pembimbing materi Drying

2. Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro Semarang Tahun 2015.

Tidak ada yang sempurna di dunia ini. Oleh karena itu penyusun menyadari adanya banyak

kekurangan yang perlu diperbaiki. Maka dari itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat

penyusun harapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat sebagai penambah ilmu dan wawasan

bagi semua pihak yang membutuhkan.

Semarang, Desember 2015

Penyusun

vi

DAFTAR ISI

LAPORAN RESMI .................................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................................... ii

INTISARI ................................................................................................................................. iii

SUMMARY ............................................................................................................................. iv

PRAKATA ................................................................................................................................ v

DAFTAR ISI ............................................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL .................................................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................................... 1

1.3 Tujuan ......................................................................................................................... 1

1.4 Manfaat ....................................................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................... 3

2.1 Pengeringan ................................................................................................................ 3

2.2 Laju Pengeringan ........................................................................................................ 4

2.3 Sorption Isotherm ....................................................................................................... 7

2.4 Pengering Rak ............................................................................................................. 7

BAB III METODE PERCOBAAN ........................................................................................... 9

3.1 Rancangan Percobaan ...................................................................................................... 9

3.1.1 Rancangan Praktikum ............................................................................................... 9

3.1.2 Penetapan variabel..................................................................................................... 9

3.2 Bahan dan Alat yang digunakan ...................................................................................... 9

3.3 Gambar Rangkaian Alat ............................................................................................ 10

3.4 Prosedur Praktikum ................................................................................................... 11

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................. 12

4.1 Hubungan Waktu terhadap Moisture Content pada Berbagai Variabel dan Perbandingan

dengan Referensi .................................................................................................................. 12

4.2 Hubungan Moisture Content terhadap Laju Pengeringan Sampel ................................. 16

4.3 Tray Optimal yang Digunakan ...................................................................................... 19

4.4 Kurva Sorption Isotherm................................................................................................ 20

vii

BAB V PENUTUP .................................................................................................................. 22

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 22

5.2 Saran ......................................................................................................................... 22

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 23

LAMPIRAN

Laporan Sementara

Lembar Perhitungan

Refferensi

Analisa Kadar Air

Lembar Asisteni

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kurva Batch pada Kondisi Pengeringan Konstan....................................................3

Gambar 2.2 Kurva Sorption Isotherm..........................................................................................5

Gambar 2.3 Alat Pengering Rak..................................................................................................6

Gambar 3.1 Rangkaian Alat........................................................................................................7

Gambar 4.1 Grafik Hubungan %X vs t pada Tray 1...................................................................11

Gambar 4.2 Grafik Hubungan %X vs t pada Tray 2..................................................................11

Gambar 4.3 Grafik Hubungan %X vs t pada Tray 3...................................................................11

Gambar 4.4 Grafik Hubungan %X vs t pada Tray 4..................................................................12

Gambar 4.5 Kurva Pengeringan Kunyit pada Literatur.............................................................13

Gambar 4.6 Kurva Pengeringan Kentang pada Literatur...........................................................14

Gambar 4.7 Kurva Pengeringan Melon pada Literatur..............................................................14

Gambar 4.8 Grafik Hubungan N vs %X pada Tray 1.................................................................16

Gambar 4.9 Grafik Hubungan N vs %X pada Tray 2.................................................................16

Gambar 4.10 Grafik Hubungan N vs %X pada Tray 3..............................................................16

Gambar 4.11 Grafik Hubungan N vs %X pada Tray 4...............................................................17

Gambar 4.12 Kurva Laju Pengeringan Melon pada Literatur....................................................17

Gambar 4.13 Kurva Laju Pengeringan Kentang pada Literatur................................................17

Gambar 4.14 Kurva Laju Pengeringan Kunyit pada Literatur...................................................18

Gambar 4.15 Pengaruh Letak Tray Variabel Melon..................................................................19

Gambar 4.16 Pengaruh Letak Tray terhadap N buah Melon......................................................19

Gambar 4.17 Kurva Sorption Isotherm Melon...........................................................................20

Gambar 4.18 Kurva Sorption Isotherm Kunyit..........................................................................20

Gambar 4.19 Kurva Sorption Isotherm Kentang........................................................................20

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Format Tabel Hubungan Drying Time vs Total Moisture Content........................10

Tabel 3.2 Format Tabel Hubungan t v Moisture Rata-Rata dalam Kecepatan Pengeringan..10

DRYING

1 LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengeringan merupakan suatu proses penguapan cairan pada bahan baku basah

dengan pemberian panas. Pengeringan adalah operasi penting dalam kimia pertanian,

bioteknologi, makanan, polimer, keramik, farmasi, pulp dan kertas, pengolahan mineral dan

industri pengolahan kayu. Pengeringan berbagai bahan baku diperlukan untuk satu atau

beberapa alasan berikut: kebutuhan untuk mudah menangani padatan bebas-mengalir,

pengawetan dan penyimpanan, penurunan biaya transportasi, mencapai mutu yang

diinginkan produk, dll. Dalam banyak proses, pengeringan yang tidak benar dapat

menyebabkan kerusakan permanen pada kualitas produk dan karenanya produk tidak dapat

dijual.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, telah dipilih metode pengeringan untuk proses

pengambilan air dalam bahan padat. Pada percobaan ini akan diselidiki mengenai waktu

pengeringan, menentukan critical moisture content dan menentukan rak (tray) yang

efektif.

1.3 Tujuan

1. Mampu menyebutkan dan menjelaskan cara kerja dari alat pengering.

2. Mampu menjelaskan variabel-variabel operasi dalam pengeringan.

3. Mampu mengoperasikan alat.

4. Mampu mengambil data-data percobaan secara jujur dan mengolahnya.

5. Dapat menentukan critical moisture content pada zat padat yang dikeringkan di dalam

alat pengering.

6. Membuat grafik antara moisture content zat padat dengan kecepatan pengeringan

(drying rate dari zat yang dikeringkan).

DRYING


1.4 Manfaat

1. Mahasiswa dapat mengetahui cara pengoperasian tray dryer.

2. Mahasiswa dapat menerapkan pengetahuan tentang pengoperasian tray dryer di

masyarakat

DRYING


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengeringan

Pengeringan adalah operasi yang sangat kompleks yang melibatkan perpindahan

panas transien dan massa bersama dengan beberapa tingkat proses, seperti transformasi

fisik atau kimia yang pada gilirannya dapat menyebabkan kualitas dalam produk serta

mekanisme panas dan perpindahahan massa. Perubahan fisik yang mungkin terjadi

meliputi penyusutan (shrinkage), penggembungan (puffing), kristalisasi, transisi kaca

(glass transition). Dalam beberapa kasus, diinginkan atau tidak diinginkan reaksi kimia

atau biokimia mungkin terjadi menyebabkan perubahan warna, tekstur, bau atau

properti lain dari produk padatan. Dalam pembuatan katalis, misalnya kondisi

pengeringan dapat menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam aktivitas katalis

dengan mengubah luas permukaan internal.

Pengeringan terjadi dengan penguapan cairan dengan memberikan panas pada

bahan baku basah. Seperti disebutkan sebelumnya, panas mungkin disediakan oleh

konveksi (pengeringan langsung), dengan konduksi (kontak atau dengan pengeringan

tidak langsung), radiasi atau volumetris dengan menempatkan bahan basah dalam

bidang frekuensi mikro atau radio elektromagnetik. Lebih dari 85% pengeringan

industri adalah jenis konvektif dengan udara panas atau gas pembakaran langsung

dengan media pengeringan. Lebih dari 99% dari aplikasi melibatkan penghilangan air.

Semua mode kecuali dielektrik (microwave dan frekuensi radio) memasok panas pada

batas objek pengeringan sehingga panas harus berdifusi ke padat terutama oleh

konduksi. Cairan harus berjalan ke batas materi sebelum diangkut pergi oleh gas

pembawa (atau oleh aplikasi vakum untuk pengeringan nonkonvektif).

Transportasi uap cair dalam padatan dapat terjadi oleh salah satu atau lebih dari

mekanisme transfer massa berikut :

1. Difusi cair, jika padatan basah pada suhu di bawah titik didih cairan.

2. Difusi uap, jika cairan menguap dalam bahan.

3. Knudsen difusi, jika pegeringan dilakukan pada suhu dan tekanan yang sangat

rendah, misalnya dalam pengeringan beku.

DRYING


4. Difusi permukaan (mungkin walaupun tidak terbukti)

5. Perbedaan tekanan hidrostatik ketika laju penguapan interna lmelebihi laju

transportasi uap melalui padatan ke lingkungan.

6. Kombinasi dari mekanisme di atas.

2.2 Laju Pengeringan

Berdasarkan pada pengeringan padatan basah pada kondisi pengeringan yang

tetap. Dalam kasus yang paling umum, setelah periode awal penyesuaian, kadar air basis

kering X menurun secara linier dengan waktu, seiring dengan dimulainya penguapan.

Hal ini dilanjutkan dengan penurunan non-linier pada X hingga waktu tertentu, setelah

selang waktu yang sangat lama, padatan mencapai keseimbangan kadar air, X* dan

proses pengeringan pun berhenti. Kadar air bebas dapat didefinisikan sebagai :

Xf= (X x*) (2.0)

Penurunan laju pengeringan hingga nol pada Xf = 0

N = (Ms/A) . (dX/dT) atau (Ms/A) . (dXf/dt) (2.1)

Di bawah kondisi pengeringan konstan. Disini, N (Kg.m-2.h-1) adalah laju

penguapan air, A merupakan luas permukaan penguapan (mungkin berbeda dari luas

perpindahan panas) dan Ms adalah massa padatan yang kering. Jika A tidak diketahui,

maka laju pengeringan dapat dinyatakan dalam kg air yang diuapkan per jam.

Hubungan N vs X (atau Xf) disebut kurva laju pengeringan. Kurva ini diperoleh

berdasarkan kondisi pengeringan yang konstant. Perlu diperhatikan dalam kondisi

nyata, bahan yang kering pada umumnya dikontakkan pada kondisi pengeringan yang

berubah (misalnya pada kecepatan relatif gas padat yang berbeda). Jadi perlu untuk

mengembangkan metodologi untuk interpolasi atau eksploitasi data laju pengeringan

yang umum yang menampilkan periode laju.

DRYING


Gambar 2.1. Kurva Batch pada Kondisi Pengeringan Konstan

Gambar 2.1 menunjukkan kurva laju pengeringan eksternal, dimana N = Nc =

konstan. Periode laju konstan diatur sepenuhnya oleh pemanasan eksternal dan

perpindahan massa di sebuah film air pada permukaan penguapan. Periode pengeringan

tidak dipengaruhi oleh jenis material yang sedang dikeringkan. Banyak makanan dan

produk pertanian, bagaimanapun tidak menampilkan periode laju konstan sama sekali,

karena laju perpindahan panas, internal dan massa menentukan laju alir menjadi

terekspose ke permukaan penguapan.

Pada periode pengeringan laju konstan, laju pengeringan tidak tergantung pada

kandungan kebasahan. Selama periode ini, zat cair ini sedemikian basah sehingga

terdapat suatu film kontinyu pada keseluruhan permukaan, dan air itu berperilaku

seakan-akan tidak ada zat padat disitu. Jika zat padat itu tidak berpori, air yang keluar

dalam periode ini terutama adalah air permukaan yang terdapat pada permukaan zat.

Dalam zat padat berpori kebanyakan air yang dikeluarkan pada periode laju konstan

berasal dari bagian dalam (interior) zat padat. Penguapan dari bahan berpori

berlangsung menurut mekanisme yang sama seperti penguapan dari thermometer

DRYING


cembul basah pada dasarnya adalah suatu pengeringan laju konstan. Dalam keadaaan

dimana tidak ada radiasi atau perpindahan kalor konduksi melalui kontak langsung

dengan permukaan panas, suhu zat padat tersebut selama periode laju konstan adalah

cembul basah udara.

Selama periode laju konstan laju pengeringan persatuan luas Rc dapat ditaksir

dengan ketelitian yang memadai dari korelasi-korelasi yang dikembangkan untuk

evaporasi dari permukaan zat cair bebas. Perhitungan bisa didasarkan atas perpindahan

massa persamaan 2.2 atau perpindahan kalor persamaan 2.3, sebagai berikut:

dimana: mu = luas penguapan

A = luas permukaan

hy = koefisien perpindahan kalor

Mu = bobot molekul uap

T = suhu gas

Ti = suhu antarmuka

y = fraksi mol

yi = fraksi mol uap pada antarmuka

Xi = kalor laten pada suhu Ti

Bila udara itu mengalir sejajar dengan permukaan zat perpindahan kalor dapat

ditaksir dengan dimensional.

DRYING


Dalam kebanyakan situasi ini sebagaimana disinggung terdahulu, suhu Ti dapat

diandaikan sama dengan udara cembul basah. Bila radiasi dari lingkungan panas serta

konduksi dari permukaan padat yang berada dengan kontak dengan bahan itu tidak dapat

diabaikan, maka suhu pada antarmuka itu akan lebih besar dari suhu cembul basah,yi

akan bertambah besar, dan laju pengeringan sesuai dengan persamaan 2.2 akan

meningkat pula mengikutinya. Metode untuk menafsir efek-efek ini sudah ada.

2.3 Sorption Isotherm

Parameter yang menyatakan menyatakan berapa banyak air yang ada dalam

suatu padatan adalah kadar uap air (X). Kadar uap air ini bisa dinyatakan dalam dua

kondisi, yang pertama adalah kadar uap air basis kering (Xbk), merupakan rasio antar

berat air dibagi dengan berat padatan kering adalah :

Gambar 2.2. Kurva Sorption Isoterm

2.4 Pengering Rak

Sebuah contoh pengering tampak ditunjukkan pada gambar 2.3. Pengering ini terdiri

dari sebuah ruang dari logam lembaran yang berisi dua buah sisi mendukung rakrak.

Setiap rak mempunyai sejumlah talam dangkal, kira-kira 30 inchi2 dan tebal 2 sampai 6

inchi, yang penuh dengan bahan yang akan dikeringkan. Udara panas disirkulasikan

pada kecepatan 7 sampai 15 ft/sekon diantara talam dengan bantuan kapas C dan motor

D, mengalir melalui panas E. Sekat-sekat G membagikan udara itu secara seragam di

DRYING


atas susunan talam tadi. Sebagian udara basah diventilasikan keluar melalui pemasuk

A. Rak-rak itu disusun di atas roda truck I, sehingga pada akhir siklus pengeringan truck

itu dapat ditarik keluar dari kaar dan dibawa ke stasiun penumpahan talam.

Pengeringan talam sangat bermanfaat bila laju produksi kecil. Alat ini dapat

digunakan untuk mengeringkan segala macam bahan, tetapi karena memerlukan tenaga

kerja pemuatan dan pengosongan, biaya operasinya agak mahal. Alat ini biasanya

diterapkan untuk pengeringan bahan-bahan bernilai tinggi seperti zat warna dan zat

farmasi. Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat biasanya

lambat, dan siklus pengeringan pun panjang yaitu antara 4 sampai 48 jam per tumpak.

Gambar 2.3 Alat Pengering Rak

DRYING


BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Rancangan Percobaan

3.1.1 Rancangan Praktikum

Dalam kegiatan praktikum pengeringan rak ini, akan mendapatkan data berat bahan

untuk setiap 5 menit sampai 45 menit. Dari data ini kemudian dibuat tabel, selanjutnya

dibuat grafik kadar uap air padatan versus waktu. Setelah itu, dibuat kurva pengeringan

dalam bentuk X vs t dan N vs X. Variabel berubah yaitu suhu operasi pengeringan, jenis

bahan, ukuran bahan, dan lokasi rak.

3.1.2 Penetapan variabel

A. Variabel tetap :

1. Suhu yaitu 650C

2. Ukuran sampel : 1 cm x 1 cm x 1 cm

B. Variabel berubah : jenis sampel (melon, kentang, kunyit)

3.2 Bahan dan Alat yang digunakan

1. Bahan

Sampel : Melon, Kentang, Kunyit

2. Alat

Pengering rak batch (tray batch dryer)

Oven

Timbangan

Cawan porselen

Stopwatch

Pisau

DRYING


3.3 Gambar Rangkaian Alat

Alat yang digunakan

1) Alat pengering rak (tray dryer)

2) Alat pemanas sebagai sumber udara panas (electrical heater)

Kedua alat ini dihubungkan satu sama lain dengan pipa agar udara panas dapat masuk

pada ruang tray dryer. Tray dryer terdiri dari 4 rak yang diisi zat padat yang akan

dipanaskan dan diletakkan dalam ruang tray dryer tersebut. Alat tersebut sebagai

berikut:

Gambar 3.1. Alat pengering rak (tray batch dryer)

Perlengkapan lain yang dibutuhkan

1) Timbangan yang teliti

2) Krus porselen lengkap dengan tutup

3) Sendok pengambilan sampel

4) Oven atau furnace untuk penguapan

DRYING


3.4 Prosedur Praktikum

Pengeringan pada Pengering Rak (Tray Batch Dryer)

1 Siapkan bahan melon, kentang dan kunyit yang akan dikeringkan.

2 Siapkan alat pengering rak (tray batch dryer) dan atur suhu hingga konstan pada

suhu 65 0C.

3 Pengisian bahan ke dalam rak dengan susunan potongan 4x4 buah.

4 Operasi pengeringan dilakukan dengan menimbang sampel pada tiap rak untuk

memperkirakan jumlah air yang menguap setiap interval waktu 5 menit selama 45

menit. Pada saat bahan dikeluarkan dari alat tray dryer dan ditimbang, stopwatch

dihentikan dan dihidupkan kembali saat bahan dimasukan kembali ke alat tray

dryer.

5 Setelah selesai, hasil percobaan dianalisa dan diambil kesimpulan.

Bersamaan dengan operasi pengeringan pada Pengering Rak (Tray Batch Dryer),

dilakukan analisa kadar air dengan alat oven (prosedur terlampir).

DRYING


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hubungan Waktu terhadap Moisture Content pada Berbagai Variabel dan

Perbandingan dengan Referensi

0102030405060708090

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

% m

ois

ture

co

nte

nt

(x)

t (menit)

Gambar 4.1 Grafik hubungan % moisture content terhadap waktu pada tray 1

melon

kentang

kunyit

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

% m

ois

ture

co

nte

nt

(x)

t (menit)Gambar 4.2 Grafik hubungan % moisture content terhadap waktu pada tray 2

melon

kentang

kunyit

0102030405060708090

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

% m

ois

ture

co

nte

nt

(x)

t (menit)Gambar 4.3 Grafik hubungan % moisture content terhadap waktu pada tray 3

melon

kentang

kunyit

DRYING


Gambar 4.1, 4.2, 4.3 dan 4.4 merupakan grafik hubungan antara % moisture content

terhadap waktu pada setiap tray. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan data diolah sehingga

terbentuk kurva pengeringan tiap tray pada sampel melon, kentang, dan kunyit. Dalam grafik

di atas dapat dilihat bahwa moisture content dari melon, kentang dan kunyit akan menurun

seiring dengan bertambahnya waktu pengeringan. Hal ini terjadi karena air dalam bahan akan

menguap dan ikut terbawa oleh aliran udara. Berdasarkan gambar di atas, bahan melon yang

paling mengalami penurunan moisture content yang paling besar, kemudian diikuti pleh bahan

kentang dan kunyit. Hal tersebut dikarenakan komposisi air yang terkandung pada masing-

masing bahan berbeda. Menurut penelitian terdahulu, disajikan hasil analisa kimia bahan baku

melon mengandung komposisi air 92 %, bahan baku kentang mengandung komposisi air 83 %

dan bahan baku kunyit mengandung komposisi air 82 %.

Kurva Pengeringan dari literatur :

Gambar 4.5 kurva pengeringan kunyit pada literatur

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

% m

ois

ture

co

nte

nt

(x)

t (menit)

Gambar 4.4 Grafik hubungan % moisture content terhadap waktu pada tray 4

melon

kentang

kunyit

DRYING


Gambar 4.6 Kurva pengeringan kentang pada literatur

Gambar 4.7 Kurva pengeringan melon pada literatur

Gambar 4.5, 4.6, 4.7 merupakan kurva pengeringan masing masing bahan (kunyit,

kentang, melon) sesuai dengan literatur.

1. Melon

Pada hasil percobaan didapatkan kurva pengeringan melon dengan satu periode saja

yaitu periode turun (decreasing), sedangkan pada literatur menujukkan bahwa pada

kurva pengeringan melon terdapat dua periode (decreasing dan very slow). Perbedaan

ini diakibatkan perbedaan waktu pengeringan antara percobaan dengan waktu

pengeringan dalam literatur. Waktu percobaan hanya 45 menit, sedangkan waktu dalam

literatur menunjukan 11 jam. Dalam percobaan dengan waktu 45 menit menandakan

bahwa moisture content bahan belum mencapai kondisi kesetimbangannya

(equilibrium) jika dibandingkan dengan literatur yang waktu pengeringannya mencapai

11 jam dan cenderung sudah mencapai kondisi setimbangnya (moisture equilibrium).

Sehingga dalam literatur pengeringan melon mengalami dua periode sedangkan dalam

percobaan hanya satu periode

DRYING


2. Kentang

Pada hasil percobaan didapatkan kurva pengeringan kentang dengan satu periode saja

yaitu periode turun (decreasing), sedangkan pada literatur menujukkan bahwa pada

kurva pengeringan melon terdapat dua periode (decreasing dan very slow). Sama seperti

pembahasan sebelumnya pada bahan melon, perbedaan periode ini diakibatkan

perbedaan waktu pengeringan antara percobaan dengan waktu pengeringan dalam

literatur. Waktu percobaan hanya 45 menit, sedangkan waktu dalam literatur

menunjukan 10 jam. Dalam percobaan dengan waktu 45 menit menandakan bahwa

moisture content bahan belum mencapai kondisi kesetimbangannya (equilibrium) jika

dibandingkan dengan literatur yang waktu pengeringannya mencapai 10 jam dan

cenderung sudah mencapai kondisi setimbangnya (moisture equilibrium). Sehingga

dalam literatur pengeringan kentang mengalami dua periode sedangkan dalam

percobaan hanya satu periode

3. Kunyit

Pada hasil percobaan didapatkan kurva pengeringan kunyit dengan satu periode saja

yaitu decreasing period, sedangkan dalam literatur menunjukkan bahwa kurva

pengeringan kunyit mengalami tiga periode yaitu periode constant rate, decreasing dan

very slow. Perbedaan periode ini dikarenakan adanya perbedaan lama pengeringan pada

percobaan dengan literatur. Pada percobaan, waktu pengeringan kunyit hanya

berlangsung 45 menit, sedangkan pada literatur pengeringan berlangsung selama 12

jam. Dalam percobaan dengan waktu 45 menit menandakan bahwa moisture content

bahan belum mencapai kondisi kesetimbangannya (equilibrium) jika dibandingkan

dengan literatur yang waktu pengeringannya mencapai 12 jam dan cenderung sudah

mencapai kondisi setimbangnya (moisture equilibrium). Sehingga dalam literatur

pengeringan kunyit mengalami tiga periode sedangkan dalam percobaan hanya satu

periode.

DRYING


4.2 Hubungan Moisture Content terhadap Laju Pengeringan Sampel dan Literatur

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 20 40 60 80 100

Laju

Pe

nge

rin

gan

(g/

cm2

h)

%X (%moisture content)

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Kadar Air terhadap Laju Pengeringan pada

tray 1

melon

kentang

kunyit

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 20 40 60 80 100

Laju

Pe

nge

rin

gan

(g/

cm2

h)



tray 2

melon

kentang

kunyit

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 20 40 60 80 100

Laju

Pe

nge

rin

gan

(g/

cm2

h)



tray 3

melon

kentang

kunyit

DRYING


Gambar 4.12 Kurva Laju Pengeringan Melon pada Literatur

Gambar 4.13 Kurva Laju Pengeringan Kentang pada Literatur

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 20 40 60 80 100

Laju

Pe

nge

rin

gan

(g/

cm2

h)



tray 4

melon

kentang

kunyit

DRYING


Gambar 4.14 Kurva Laju Pengeringan Kunyit pada Literatur

Gambar 4.8, 4.9, 4.10, dan 4.11 merupakan kurva laju pengeringan hasil percobaan pada tiap

tray. Dari gambar grafik diatas terlihat bahwa pada melon merupakan yang paling tinggi laju

pengeringannya, karena kompisisi air didalamnya paling banyak. Hal ini karena pada hubungan

%moisture content vs laju pengeringan dipengaruhi oleh besarnya kandungan air dalam bahan.

Ketika kandungan uap air dipadatan itu tinggi terlihat adanya periode laju pengeringan yang

meningkat sampai pada suatu waktu ketika mulai berkurang kandungan uap air maka terjadi

penurunan laju pengeringan sampai suatu waktu hingga mencapai periode laju pengeringan nol

yang menyatakan bahwa waktu pengeringan telah berakhir.

Gambar 4.12, 4.13, dan 4.14 merupakan kurva laju pengeringan bahan (melon, kentang

dan kunyit) yang terdapat pada literatur. Dari ketiga kurva pengeringan bahan pada literatur,

terdapat dua periode, yaitu periode menurun dan periode konstan. Sedangkan pada hasil

percobaan hanya terdapat satu periode saja yaitu periode menurun. Hal ini disebabkan karena

adanya perbedaan lama pengeringan antara percobaan dengan literatur. Pada literatur waktu

pengeringan dilakukan selama 10 jam (kentang), 11 jam (melon), dan 12 jam (kunyit).

Sedangkan dalam percobaan waktu pengeringan hanya 45 menit sehingga belum mencapai laju

pengeringan yang konstan untuk setiap bahannya. Karena waktu pengeringan yang cukup lama

pada literatur, maka laju pengeringan bahan pun sudah mencapai periode konstan karena

kandungan air dalam bahan sudah banyak yang teruapkan.

DRYING


4.3 Tray Optimal yang Digunakan

Gambar 4.15 dan 4.16 menjelaskan mengenai pengaruh tray terhadap pengeringan

bahan. Dari kedua gambar tersebut dapat terlihat bahwa tidak ada pengaruh yang signifikan

antara letak tray (tray 1, 2, 3, dan 4) terhadap laju pengeringan. Kedua gambar tersebut

menunjukkan tidak adanya perbedaan yang mencolok antara kandungan air dan laju

pengeringan bahan pada tray 1, 2, 3 maupun tray 4.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

% m

ois

ture

co

nte

nt

(X)

t (menit)

Grafik 4.15 Pengaruh Letak Tray terhadap %Moisture Content pada Variabel Melon

tray 1

tray 2

tray 3

tray 4

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

laju

pen

geri

nga

n

t (menit)

Grafik 4.16 Pengaruh Letak Tray terhadap Laju Pengeringan pada Variabel Melon

tray 1

tray 2

tray 3

tray 4

DRYING


4.4 Kurva Sorption Isotherm

Gambar 4.17 Kurva Sorption Isotherm Melon

Gambar 4.18 Kurva Sorption Isotherm Kunyit

Gambar 4.19 Kurva Sorption Isotherm Kentang

DRYING


Gambar 4.17, 4.18, 4.19 merupakan kurva sorption isotherm pada melon, kunyit dan

kentang. Percobaan dilakukan pada tanggal 5 November 2015, pada saat itu suhu udara di

Semarang mencapai suhu 330C. Dari data Psychrometric chart, pada suhu 330C, data RH

mencapai 73%. Percobaan dilakukan pada suhu pengeringan 65 0C, dan jika melihat data

Psychrometric chart untuk suhu 65 0C mempunyai data RH = 30%.

1. Melon

Dari Kurva sorption isotherm melon pada literatur, untuk RH=30% didapatkan data

moisture equilibrium (ME) sebesar 0.05. Ini berarti untuk bahan melon, jika dikeringkan

lebih lama kadar airnya tidak bisa kurang dari 0.05, artinya untuk bahan melon jika

dikeringkan tidak bisa mencapai kadar air=0

2. Kentang

Dari Kurva sorption isotherm kentang pada literatur, untuk RH=30% didapatkan data

moisture equilibrium (ME) sebesar 0.04. Ini berarti untuk bahan kentang, jika

dikeringkan lebih lama kadar airnya tidak bisa kurang dari 0.04, artinya untuk bahan

kentang jika dikeringkan tidak bisa mencapai kadar air=0

3. Kunyit

Dari Kurva sorption isotherm kunyit pada literatur, untuk RH=30% didapatkan data

moisture equilibrium (ME) sebesar 0.06. Ini berarti untuk bahan kunyit, jika

dikeringkan lebih lama kadar airnya tidak bisa kurang dari 0.06, artinya untuk bahan

kunyit jika dikeringkan tidak bisa mencapai kadar air=0

DRYING


BAB V

PENUTUP

5.1 Keimpulan

1. Semakin lama waktu pengeringan maka kadar air dalam bahan akan semakin

kecil.

2. Setiap bahan (melon, kentang, dan kunyit) mempunyai kurva pengeringan, kurva

laju pengeringan dan kurva sorption isotherm yang berbeda-beda.

3. Tidak ada pengaruh yang signifikan antara letak tray (tray 1,2,3 dan 4) terhadap

laju pengeringan.

4. Kurva sorption isotherm pada masing-masing bahan (melon, kentang dan

kunyit) menggambarkan hubungan antara water activity (aw) dengan moisture

equilibrium (ME)

5. Aplikasi teknologi pengeringan diantaranya digunakan pada industri makanan,

polimer, keramik, farmasi, pulp dan kertas.

5.2 Saran

1. Kontrol suhu pada tray dryer dilakukan secara teliti

2. Posisi bahan pada tray dryer selama operasi berlangsung diusahakan selalu pada

posisi yang sama

3. Penimbangan bahan sebelum dan sesudah pengeringan dilakukan secara teliti

4. Ukuran bahan diusahakan memiliki ukuran yang sama

5. Kerjasama tim agar proses berjalan sempurna

DRYING


DAFTAR PUSTAKA

Badger, W.L.and Banchero, J.T. Introduction to chemical engineering. Treyball. R.E. Mass

transfer operation.

Borah dkk. 2015. Drying kinetics of whole and sliced turmeric rhizomes (Curcuma longa L.) in

a solar conduction dryer. Department of Agricultural Engineering, Assam Agricultural

University, Assam, India

Harianto dan Tazwir. 2008. Studi teknik pengeringan gelatin ikan dengan alat pengering

kabinet. Badan Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan.

Meria, Ekadan Nazripah. 2010. Drying equipment : try dryer, spray dryer dan drum dryer.

Oluwamukomi, M. 2009. Adsorption isotherm modeling of soy-melon-enriched and un-

enriched gari using GAB equation. Department of Food Science and Technology,

Federal University of Technology, Akure (FUTA), Nigeria

Tatang, Hidayat dkk. 1991. Pengeringan lada hitam dengan alat pengering tipe bak. Balai

LAPORAN SEMENTARA

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA

MATERI : DRYING

KELOMPOK : 4 / KAMIS

ANGGOTA : DIMAS AKBAR RAMDANI (21030113130114)

SUSILOWATI (21030113120031)

WIRA PRATIWI PINEM (21030113120019)

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA


SEMARANG

2015

Hasil Percobaan

Variabel 1 (Melon)

t Tray 1 (gr) Tray 2 (gr) Tray 3 (gr) Tray 4 (gr)

0 13.23 13.10 13.64 13.96

5 11.02 10.96 11.31 12.11

10 9.71 9.65 9.78 11.03

15 8.47 8.51 8.49 9.93

20 7.38 7.51 7.28 8.90

25 6.48 6.72 6.29 8.02

30 5.61 5.83 5.39 7.15

35 4.82 5.09 4.54 6.35

40 4.18 4.52 3.95 5.64

45 3.53 3.86 3.32 4.93

Variabel 2 (kentang)


0 12.83 13.00 13.00 13.00

5 10.61 10.94 11.06 11.15

10 9.28 9.55 9.34 10.10

15 8.29 8.43 8.25 9.19

20 7.45 7.66 7.65 8.38

25 6.62 6.94 6.66 7.67

30 5.65 6.39 6.10 7.06

35 5.52 5.91 5.58 6.14

40 5.04 5.40 5.11 5.93

45 5.01 4.70 4.71 5.39

Variabel 3 (kunyit)


0 13.79 13.48 14.48 12.88

5 11.93 12.11 12.79 12.17

10 10.99 11.09 11.64 11.37

15 10.18 10.38 10.74 10.66

20 9.61 9.83 9.99 10.06

25 9.09 9.31 9.39 9.51

30 8.69 8.91 8.81 9.05

35 8.31 8.58 8.36 8.67

40 7.99 8.28 7.95 8.30

45 7.63 7.94 7.59 7.97

Pada oven analisa kadar air

t (menit) Berat (gr)

melon kentang Kunyit

0 20 20 20

210 1.94 3.51 3.53

215 1.83 3.50 3.51

220 1.81 3.50 3.50

225 1.80

Semarang, 9 Oktober 2015

Mengetahui,

Praktikan Asisten

(Dimas, Wira, Susi) (Suryo Tetuko)

LEMBAR PERHITUNGAN

Suhu : 65 0C

Variabel jenis bahan : Melon, Kentang, Kunyit

Menentukan kadar air dan laju pengeringan

1. Melon (lama pengeringan dalam oven 3.5 jam pada suhu 110 0C)

Berat melon awal (m0) = 20 gram

Berat melon setelah dioven (mt) = 1.8 gram

Xbk = 0

0 . 100% =

201.8

20 . 100% = 91 %

Menentukan luas permukaan melon

A = 16 x 6 x sisi x sisi

= 16 x 6 x 1 x 1

= 96 cm2

t = 5 menit = 1/12 jam

Pada tray 1

m0 = 13.23 gr

X0 = 0

0

0.91 = 13.23

13.23

mt = 1.19 gr mbk

setelah waktu 5 menit :

% X = 1.19

. 100%

% X = 11.021.19

11.02 . 100%

% X = 89.20 %

Moisture content untuk waktu 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, dan 45 menit perhitungannya

sama seperti diatas. Begitu juga pada tray 2, 3 dan 4.

Nn =

.

N2 = (13.2311.02)

1

12 .96 2

N2 = 0.27 gr / cm2.jam

Begitu juga perhitungan untuk N3, N4, N5, dst pada tray 2, 3, dan 4

t m X (%) N

TR

AY

1

0 13.23 91.00 0.00

5 11.02 89.20 0.27

10 9.71 87.74 0.16

15 8.47 85.95 0.15

20 7.38 83.87 0.13

25 6.48 81.63 0.11

30 5.61 78.78 0.10

35 4.82 75.31 0.09

40 4.18 71.53 0.08

45 3.53 66.28 0.08

TR

AY

2

0 13.10 90.91 0.00

5 10.96 89.14 0.26

10 9.65 87.66 0.16

15 8.51 86.01 0.14

20 7.51 84.15 0.12

25 6.72 82.29 0.09

30 5.83 79.58 0.11

35 5.09 76.62 0.09

40 4.52 73.67 0.07

45 3.86 69.17 0.08

TR

AY

3

0 13.64 91.27 0.00

5 11.31 89.47 0.29

10 9.78 87.83 0.19

15 8.49 85.98 0.16

20 7.28 83.65 0.15

25 6.29 81.08 0.12

30 5.39 77.92 0.11

35 4.54 73.78 0.10

40 3.95 69.87 0.07

45

3.32 64.15 0.07

TR

AY

4

0 13.96 91.47 0.00

5 12.11 90.17 0.23

10 11.03 89.21 0.13

15 9.93 88.01 0.13

20 8.90 86.62 0.12

25 8.02 85.16 0.11

30 7.15 83.35 0.10

35 6.35 81.25 0.10

40 5.64 78.90 0.08

45 4.93 75.86 0.08

2. Kentang (lama pengeringan dalam oven 3.5 jam pada suhu 110 0C)

Berat kentang awal (m0) = 20 gram

Berat kentang setelah dioven (mt) = 3.5 gram

Xbk = 0

0 . 100% =

203.5

20 . 100% = 82.5 %

Menentukan luas permukaan kentang


= 16 x 6 x 1 x 1

= 96 cm2


Pada tray 1

m0 = 12.83 gr

X0 = 0

0

0.825 = 12.83

12.83

mt = 2.24 gr mbk


% X = 2.24

. 100%

% X = 10.612.24

10.61 . 100%

% X = 78.88 %



Nn =

.

N2 = (12.8310.61)

1

12 .96 2

N2 = 0.27 gr / cm2.jam


t m X (%) N

TR

AY

1

0 12.83 82.54 0.00

5 10.61 78.88 0.27

10 9.28 75.86 0.16

15 8.29 72.97 0.12

20 7.45 69.93 0.10

25 6.62 66.16 0.10

30 5.65 60.35 0.12

35 5.52 59.42 0.01

40 5.04 55.55 0.06

45 5.01 55.28 0.003

TR

AY

2

0 13.00 82.76 0.00

5 10.94 79.52 0.25

10 9.55 76.54 0.17

15 8.43 73.42 0.14

20 7.66 70.75 0.09

25 6.94 67.72 0.09

30 6.39 64.94 0.06

35 5.91 62.09 0.06

40 5.40 58.51 0.06

45 4.70 52.34 0.08

TR

AY

3

0 13.00 82.76 0.00

5 11.06 79.74 0.24

10 9.34 76.01 0.21

15 8.25 72.84 0.13

20 7.65 70.72 0.07

25 6.66 66.36 0.12

30 6.10 63.27 0.07

35 5.58 59.85 0.06

40 5.11 56.16 0.05

45 4.71 52.44 0.05

TR

AY

4

0 13.00 82.76 0.00

5 11.15 79.91 0.23

10 10.10 77.82 0.13

15 9.19 75.62 0.11

20 8.38 73.26 0.10

25 7.67 70.79 0.08

30 7.06 68.27 0.07

35 6.14 63.51 0.11

40 5.93 62.22 0.02

45 5.39 58.44 0.06

3. Kunyit (lama pengeringan dalam oven 3.5 jam pada suhu 110 0C)

Berat kunyit awal (m0) = 20 gram

Berat kunyit setelah dioven (mt) = 3.5 gram

Xbk = 0

0 . 100% =

203.5

20 . 100% = 82.5 %

Menentukan luas permukaan kentang


= 16 x 6 x 1 x 1

= 96 cm2


Pada tray 1

m0 = 13.79 gr

X0 = 0

0

0.825 = 13.79

13.79

mt = 2.21 gr mbk


% X = 2.21

. 100%

% X = 11.932.21

11.93 . 100%

% X = 79.79 %



Nn =

.

N2 = (13.7911.93)

1

12 .96 2

N2 = 0.23 gr / cm2.jam


t m X (%) N

TR

AY

1

0 13.79 82.52 0.00

5 11.93 79.79 0.23

10 10.99 78.07 0.11

15 10.18 76.32 0.10

20 9.61 74.92 0.07

25 9.09 73.48 0.06

30 8.69 72.26 0.05

35 8.31 70.99 0.04

40 7.99 69.83 0.04

45 7.63 68.41 0.04

TR

AY

2

0 13.48 82.12 0.00

5 12.11 80.09 0.17

10 11.09 78.26 0.12

15 10.38 76.78 0.08

20 9.83 75.48 0.06

25 9.31 74.11 0.06

30 8.91 72.95 0.05

35 8.58 71.91 0.04

40 8.28 70.89 0.03

45 7.94 69.64 0.04

TR

AY

3

0 14.48 83.35 0.00

5 12.79 81.15 0.21

10 11.64 79.29 0.14

15 10.74 77.56 0.11

20 9.99 75.87 0.09

25 9.39 74.33 0.07

30 8.81 72.64 0.07

35 8.36 71.17 0.05

40 7.95 69.68 0.05

45 7.59 68.24 0.04

TR

AY

4

0 12.88 81.28 0.00

5 12.17 80.19 0.08

10 11.37 78.80 0.10

15 10.66 77.39 0.08

20 10.06 76.04 0.07

25 9.51 74.65 0.06

30 9.05 73.37 0.05

35 8.67 72.20 0.04

40 8.30 70.96 0.04

45 7.97 69.76 0.04

LAMPIRAN

Analisa kadar air

1. Menimbang 20 gram bahan yang akan dianalisa sebelum proses pengeringan

2. Memasukkan bahan ke dalam cawan porselen, lalu cawan beserta bahan dimasukkan ke

dalam oven dengan suhu 110 0C sampai kering lalu ditimbang.

3. Hitung selisih berat bahan awal dan akhir serta didapat kadar air.

Tabel 3.1. Format tabel hubungan Drying time (hour) dengan Total moisture content

(lb)

No Drying time (hour) Total moisture content

(lb)

4. Membuat tabel waktu, moisture rata-rata dalam kecepatan pengeringan.

Tabel 3.2. Format tabel hubungan Waktu, kandungan air rata-rata dan drying rate

No Waktu Kandungan air rata-rata (lb/lb) Drying rate (lb/hour ft3

5. Dari hasil pengolahan data diatas, kemudian digambarkan grafik hubungan antara

drying rate dengan moisture content

DIPERIKSA

KETERANGAN

TANDA

TANGAN NO TANGGAL

1

2

3

2 Desember 2015

6 Desember 2015

7 Desember 2015

- cover depan - lembar pengesahan - intisari dan summary - prakata - bab III - bab V - lapsem - lembar asistensi

- Summary - Prakata - Daftar Pustaka

- ACC

kelompok 4 kamis drying.pdf

Documents