BAB II TINJAUAN PUSTAKA

I-2

BAB IITINJAUAN PUSTAKAII.1 Dasar TeoriII.1.1 PengeringanPengeringan didefinisikan sebagai proses pemindahan air dengan menggunakan panas atau aliran udara untuk mencegah atau menghambat pertumbuhan jamur dan bakteri sehingga tidak dapat berkembang lagi atau menjadi lambat berkembang (Pramulia, 2011).Pada sistem pengeringan maka proses utamayang terjadi adalah proses perpindahan panas dan perpindahan massa. (Incropera, Frank P and DeWitt, David P, 2008) mendefinisikan perpindahan panas dan perpindahan massa. Perpindahan panas adalah suatu perpindahan energi termal pada suatu media yang diakibatkan oleh perbedaan temperatur (gradientTemperatur). Sedangkan perpindahan massa adalah perpindahan massa pada suatu media yang diakibatkan oleh adanya perbedaan konsentrasi molar suatu spesies pada media tersebut. Proses pengeringan terjadi melalui penguapan air karena perbedaan tekanan dan potensial uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Penguapan kandungan air yang terdapat dalam bahan juga terjadi karena adanya panas yang dibawa oleh media pengering yaitu udara. Uap air tersebut akan dilepaskan dari permukaan bahan ke udara pengering. Penguapan air dari bahan meliputi empat tahap yaitu :

1. Pelepasan ikatan dari bahan2. Difusi air dan uap air ke permukaan bahan3. Perubahan tahap menjadi uap air4. Perpindahan uap air ke udara (Sumarsono, 2004).

Peristiwa yang terjadi selama proses pengeringan meliputi dua proses, yaitu perpindahan panas dan perpindahan massa. Perpindahan panas yaitu proses pemberian panas pada bahan untuk menguapkan air dari dalam bahan atau proses perubahan bentuk cair ke bentuk gas. Sedangkan perpindahan massa yaitu pengeluaran massa uap air dari permukaan bahan ke udara (Bella, 2012).Saat ini telah dikenal banyak sekali jenis mesin pengering yang bekerja dengan berbagai prinsip pindah panas dan massa yang sangat beragam. Diantara sekian banyak jenis mesin pengering terdapat beberapa yang paling sering digunakan untuk mengeringkan produk farmasi salah satunya rotary dryer (Bella, 2012).Drying adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair lain dari suatu zat padat sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat tersebut pada suatu nilai yang dapat diterima (L. W. McCabe, 1993).

Proses drying menurut (Geankoplis, 1983) dapat dikelompokkan berdasarkan kondisi fisik yang digunakan pada proses penambahan panas dan pemindahan uap air, yaitu:1. Panas ditambahkan dengan kontak langsung udara panas pada tekanan atmosfer dan uap yang terbentuk dibuang oleh udara.

2. Pada drying secara vakum, panas ditambahkan secara tidak langsung dengan mengkontakkan dinding logam atau radiasi (suhu rendah dapat digunakan pada kondisi vakum untuk material tertentu yang mungin mengalami kerusakan warna atau terdekomposisi pada suhu tinggi).

3. Pada freeze drying, air disublimasi dari bahan yang beku.

Sedangkan menurut (L. W. McCabe, 1993) jenis pengeringan adiabatik, ada beberapa pembagian lain sebagai berikut :1. Gas ditiupkan melintas permukaan hamparan atau lembaran zat yang disebut pengeringan dengan sirkulasi silang ( cross circulation drying). ( gambar a).

2. Gas ditiupkan melalui hamparan zat padat butiran kasar pada ayak pendukung yang disebut pengeringan sirkulasi tembus atau through circulation drying. (gambar b).

3. Zat padat disiramkan ke bawah melalui suatu arus gas panas yang bergerak perlahan ke atas. ( gambar c).

4. Gas dialirkan melalui zat padat dengan kecepatan yang cukup untuk memfluidisasi hamparan. ( gambar d).

5. Zat padat seluruhnya dibawa dengan arus gas kecepatan tinggi. ( gambar e).Gambar II.1.1 Proses Drying menurut jenis pengeringan adiabatik

Selain itu ada juga pembagian pengering berdasarkan bersentuhan atau tidaknya zat padat dengan gas panas yang digunakan untuk mengeringkan kandungan zat cair sebagai berikut :

1. Adiabatic Dryer atau Direct Dryer di mana zat padat bersentuhan dengan gas panas pada saat pengeringan.

2. Nonadiabatic Dryer atau Indirect Dryer merupakan proses pengeringan di mana zat padat tidak bersentuhan dengan gas saat pengeringan. Termasuk di dalamnya adalah pengeringan dengan energi elektrik atau gelombang mikro.

3. Direct- Indirect Dryer yang merupakan gabungan kedua jenis pengeringan.

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Pengeringan

A. Luas Permukaan

Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering Air menguap melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah 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. Menurut (Supriyono, 2003) hal ini terjadi karena:

(1) pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah keluar,

(2)potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan kemudian keluar dari bahan tersebut.

B. Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya

Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah (Supriyono, 2003).

C. Kecepatan Aliran Udara

Makin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari permukaan bahan sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan (Supriyono, 2003).D. Tekanan Udara

Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka udara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan (Westry, 2013).E. Kelembapan Udara

Makin lembab udara maka Makin lama kering sedangkan Makin kering udara maka makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsobsi dan menahan uap air Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi masing-masing. kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir (Supriyono, 2003).II.1.2 Rotary DryerRotary dryer atau bisa disebut drum dryer merupakan alat pengering berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan dengan tungku atau gasifier. Alat pengering ini dapat bekerja pada aliran udara melalui poros silinder pada suhu 1200-1800oF tetapi pengering ini lebih seringnya digunakan pada suhu 400-900oF (Earle, 1969).Rotary dryer sudah sangat dikenal luas di kalangan industri karena proses pengeringannya jarang menghadapi kegagalan baik dari segi output kualitas maupun kuantitas. Namun sejak terjadinya kelangkaan dan mahalnya bahan bakar minyak dan gas, maka teknologi rotary dryer mulai dikembangkan untuk berdampingan dengan teknologi bahan bakar substitusi seperti burner batubara, gas sintesis dan sebagainya (Anonim, 2009).Pengering rotary dryer biasa digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk bubuk, granula, gumpalan partikel padat dalam ukuran besar. Pemasukkan dan pengeluaran bahan terjadi secara otomatis dan berkesinambungan akibat gerakan vibrator, putaran lubang umpan, gerakan berputar dan gaya gravitasi. Sumber panas yang digunakan dapat berasal dari uap listrik, batubara, minyak tanah dan gas. Debu yang dihasilkan dikumpulkan oleh scrubber dan penangkap air elektrostatis (Anonim, 2009).

Secara umum, alat rotary dryer terdiri dari sebuah silinder yang berputar di atas sebuah bearing dengan kemiringan yang kecil menurut sumbu horisontal, rotor, gudang piring, perangkat transmisi, perangkat pendukung, cincin meterai, dan suku cadang lainnya.. Panjang silinder biasanya bervariasi dari 4 sampai lebih dari 10 kali diameternya (bervariasi dari 0,3 sampai 3 m). Feed padatan dimasukkan dari salah satu ujung silinder dan karena rotasi, pengaruh ketinggian dan slope kemiringan, produk keluar dari salah satu ujungnya (Jumari, A dan Purwanto A., 2005). Pengering putar ini dipanaskan dengan kontak langsung gas dengan zat padat atau dengan gas panas yang mengalir melalui mantel luar, atau dengan uap yang kondensasi di dalam seperangkat tabung longitudinal yang dipasangkan pada permukaan dalam selongsong.

Gambar II.1.2 Gambar Bagian Dalam Alat Pnegering Rotary Dryer

Pada alat pengering rotary dryer terjadi dua hal yaitu kontak bahan dengan dinding dan aliran uap panas yang masuk ke dalam drum. Pengeringan yang terjadi akibat kontak bahan dengan dinding disebut konduksi karena panas dialirkan melalui media yang berupa logam. Sedangkan pengeringan yang terjadi akibat kontak bahan dengan aliran uap disebut konveksi karena sumber panas merupakan bentuk aliran. Pada pengeringan dengan menggunakan alat ini penyerapan panas mudah dilakukan dan terjadi penyusutan bobot yang lebih tajam dibandingkan dengan penurunan pembobotan yang dialami tray dryer (Bella, 2012).Pengeringan pada rotary dryer dilakukan pemutaran berkali-kali sehingga tidak hanya permukaan atas yang mengalami proses pengeringan, namun juga pada seluruh bagian yaitu atas dan bawah secara bergantian, sehingga pengeringan yang dilakukan oleh alat ini lebih merata dan lebih banyak mengalami penyusutan. Selain itu rotary ini mengalami pengeringan berturut-turut selama satu jam tanpa dilakukan penghentian proses pengeringan. Pengering rotary ini terdiri dari unit-unit silinder, dimana bahan basah masuk diujung yang satu dan bahan kering keluar dari ujung yang lain (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).

Proses pengeringan terjadi ketika bahan dimasukkan ke dalam silinder yang berputar kemudian bersamaan dengan itu aliran panas mengalir dan kontak dengan bahan. Didalam drum yang berputar terjadi gerakan pengangkatan bahan dan menjatuhkannya dari atas ke bawah sehingga kumpulan bahan basah yang menempel tersebut terpisah dan proses pengeringan bisa berjalan lebih efektif. Pengangkatan memerlukan desain yang hati-hati untuk mencegah dinding yang asimetri. Selain itu bahan bergerak dari bagian ujung dryer keluar menuju bagian ujung lainnya akibat kemiringan drum. Bahan yang telah kering kemudian keluar melalui suatu lubang yang berada di bagian belakang pengering drum. Sumber panas didapatkan dari gas yang diubah menjadi uap panas dengan cara pembakaran (Bella, 2012).Kontak yang terjadi antara padatan dan gas pada alat pengering rotary dryer dilengkapi dengan flights, yang diletakkan di sepanjang silinder rotary dryer. Volume material yang ditransport oleh flights antara 10 sampai 15 % dari total volume material yang terdapat di dalam rotary dryer (Earle, 1969). Mekanismenya sebagai berikut, pada saat silinder pengering berputar, padatan diambil keatas oleh flights, terangkat pada jarak tertentu kemudian terhamburkan melalui udara. Kebanyakan pengeringan terjadi pada saat seperti proses ini, dimana padatan berkontak dengan gas. Flights juga berfungsi untuk mentransfer padatan melalui silinder.

Proses yang terjadi di dalam rotary dryer sangat kompleks dan masih sedikit dimengerti dengan baik sehingga menjadi obyek penelitian dari banyak peneliti. Untuk dapat menganalisis dan mendesain sistem rotary dryer secara benar dan meyakinkan, perlu difahami fenomena perpindahan panas, perpindahan massa dan transportasi partikel padat di dalam rotary dryer. Mula-mula panas dipindahkan dari gas ke padatan basah, karena adanya driving force suhu, dan temperatur padatan akan naik dan kehilangan uap air. Uap air berpindah ke aliran gas karena adanya gradien tekanan uap. Hal ini merupakan proses simultan dari perpindahan massa dan perpindahan panas yang terjadi pada saat partikel padat bergerak secara kontinyu membentuk pancaran berputar di seluruh silinder dari masukan sampai keluaran. Metoda perpindahan panas yang terjadi adalah konveksi dan konduksi (Earle,1989).

Gambar II.1.3 Gambar Penampang Rotary DryerRotary dryer diklasifikasikan sebagai direct, indirect-direct, indirect dan special types. Istilah tersebut mengacu pada metode transfer panasnya, istilah direct digunakan pada saat terjadi kontak langsung antara gas dengan solid (Perry, 1984). Peralatan rotary dryer dapat diaplikasikan untuk pemrosesan material solid secara batch maupun kontinyu. Material solid harus mempunyai sifat dapat mengalir bebas dan berwujud granular (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).

Dalam merencanakan alat pengering rotary dryer hendaklah diketahui kadar air input, kadar air output, densiti material, ukuran material, maksimum panas yang diijinkan, sifat fisika atau kimia, kapasitas output, dan ketersediaan jenis bahan bakar sehingga dapat ditentukan dimensi rotary dryer, sistem pemanas (langsung atau tidak langsung), arah gas panas (co-current atau counter current), volume dan tekanan udara, kecepatan dan tenaga putar, dan dimensi siklon (Anonim, 2009).Pengering rotari telah menjadi andalan bagi banyak industri yang menghasilkan produk dalam tonase yang tinggi. Pengeringan ini biasanya membutuhkan modal yang besar dan kurang efisien, tetapi sangat fleksibel. Penggunaan tabung uap yang dibenamkan dalam sel yang berputar membuat pengeringan pancuran (cascanding rotary dryer) lebih efisien secara termal. Pengering rotary memiliki keuntungan dari struktur yang wajar, manufaktur yang sangat baik, output tinggi, konsumsi energi yang rendah, operasi yang mudah digunakan dan sebagainya. Pengering rotary berlaku untuk bahan partikel, dan juga berlaku untuk bahan pasta dan kental yang bercampur dengan bahan partikel, atau bahan yang kadar air tinggi. Ini memiliki keuntungan dari volume produksi yang besar, berbagai aplikasi, hambatan aliran kecil, rentang disesuaikan besar, dan operasi yang mudah digunakan, dll (Anonim, 2008).

Secara umum, unit pemanas langsung merupakan unit yang sederhana dan paling ekonomis. Unit ini digunakan pada saat kontak langsung antara padatan dan flue gas dapat ditoleransi. Karena beban panas total harus diberikan dan diambil, sejumlah volume total gas yang besar dan kecepatan yang tinggi diperlukan. Kecepatan gas yang ekonomis biasanya kurang dari 0,5 m/s (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).Bagian dalam alat yang berbentuk silindris ini, semacam sayap yang banyak. Melalui antara sayap-sayap tersebut dialirkan udara panas yang kering sementara silinder pengering berputar. Dengan adanya sayap-sayap tersebut bahan seolah-olah diaduk sehinga pemanasan meratadan akhirnya diperoleh hasil yang lenih baik. Alat ini dilengkapi 2 silinder, yang satu ditempatkan di bagian dekat pemasukan bahan yang akan dikeringkan, dan yang satu lagi di bagian dekat tempat pengeluaran bahan hasil pengeringan. Masing- masing silinder tersebut berhubungan dengan sayap-sayap (kipas) yang mengalirkan secara teratur udara panas disamping berfungsi pula sebagai pengaduk dalam proses pengeringan, sehingga dengan cara demikian pengeringan berlangsung merata.

Keuntungan penggunaan rotary/drum dryer sebagai alat pengering adalah :

1. Dapat mengeringkan baik lapisan luar ataupun dalam dari suatu padatan2. Penanganan bahan yang baik sehingga menghindari terjadinya atrisi3. Proses pencampuran yang baik, memastikan bahwa terjadinya proses pengeringan bahan yang seragam/merata4. Efisiensi panas tinggi5. Operasi sinambung6. Instalasi yang mudah7. Menggunakan daya listrik yang sedikit8. Kekurangan dari penggunaan pengering drum diantaranya adalah :9. Dapat menyebabkan reduksi kuran karena erosi atau pemecahan10. Karakteristik produk kering yang inkonsisten11. Efisiensi energi rendah12. Perawatan alat yang susah13. Tidak ada pemisahan debu yang jelas

Komponen Rotary Dryer

Gambar II.1.4 Komponen Rotary Dryer

Keterangan :

1. Heavy Duty Drum Construction8. Combustion Chamber (optional)2. Internal Lifters

9. Discharge Chute3. Riding Rings

10. Seals4. Trunnion Rollers

11. Support Frame5. Thrust Wheel

12. Modular Frame (optional)6. Drive

13. Burner System7. Feed ChuteNeraca Massa dan Neraca Panas untuk Continuous Dryer

Gambar II.1.5 Neraca Massa dan Panas untuk Continuous DryerBila solid masuk pada ms (berat padatan kering/waktu) dan dikeringkan dari Xa ke Xb (berat moisture/berat padatan kering) dan berlangsung pada perubahan suhu Tsadan Tsb.

Persamaan Neraca Massa Komponen Air :

ms.Xa + mg.Yb = ms.Xb + mg.Ya

..................(1)

Persamaan Neraca Panas :

ms.Hsa + mg.Hgb = ms.Hsb + mg.Hga + Q

..................(2)

di mana

Hsa= entalpi bahan yang akan dikeringkan masuk pada suhu Tsa

Hsb= entalpi bahan yang telah dikeringkan keluar pada suhu Tsb

Hga= entalpi gas keluar

Hgb= entalpi gas masuk

Q = energi yang masuk/hilang.Efisiensi Rotary Dryer

Efisiensi yang ada pada rotary dryer dapat dikelompokkan menjadi dua bagian :

1. Efisiensi thermal yaitu perbandingan panas yang tersedia dengan panas yang masuk.

thermal = [ ( Qinput - Qloss) / Qinput ] x 100%

..................(3)

2. Efisiensi drying yaitu perbandingan panas yang digunakan untuk drying dengan panas yang tersedia.

drying = [ Qdrying/ ( Qinput - Qloss) ] x 100%

...................(4)

Nilai dari efisiensi thermal dan efisiensi drying ini menentukan performance dari rotary dryer yang digunakan (Anonim, 2010).Istilah-istilah yang digunakan dalam percobaan rotary dryer ini adalah :1. Humidity (H) dari campuran udara-uap air, yaitu Kg uap air yang ada dalam 1 kg udara kering. Harga ini tergantung pada tekanan parsial uap air (pA) dan tekanan total (P). Dalam satuan SI.

Dimana :

P

= Tekanan atmosfer (1 atm, 101,324 kPa, atau 760 mm Hg)

PA

= Tekanan parsial air

2. Saturation humidity, yaitu berat uap air yang dikandung oleh satu satuan berat udara kering, di mana campuran udara-uap air ini berada dalam kesetimbangan dengan air pada tekanan dan temperatur tertentu. Tekanan uap air pada campuran udara-uap air sama dengan tekanan uap PASdari uap air murni.

Dimana :

P

= Tekanan atmosfer (1 atm, 101,324 kPa, atau 760 mm Hg)

PAS

= Tekanan uap liquid

3. Relative Humidity (HR), adalah perbandingan tekanan parsial uap air dan tekanan uap liquid pada suhu gas.

4. Percentage Humidity (HP), adalah rasio dari humidity (H) dan saturation humidity (HS)

5. Humid heat campuran udara-uap air (cs), yaitu jumlah panas dalam J (atau kJ) yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg udara kering ditambah uap air yang ada sebesar 1 K.cs = 1,005 + 1,88 H , kJ/(kg uap air.K)6. Humid volume dari campuran udara-uap air, yaitu volume total dari satu satuan masa gas bebas uap (udara kering) ditambah uap yang aada di dalamnya pada 1 atm dan suhu yang diberikan.VH m3/kg udara kering = (2,83.10-3 + 4,56.10-3 H) T K

7. Dew Point, adalah suhu dimana uap mulai terkondensasi ketika gas didinginkan pada tekanan tetap.8. Total enthalpy ( Hy), adalah entalpi satu satuan massa gas ditambah uap yang terkandung di dalamnya. Untuk menghitung Hy, diperlukan dua keadaan acuan, satu untuk gas dan satu lagi untuk uap. To adalah suhu acuan yang dipilih untuk kedua komponen dan entalpi komponen B pada keadaan cair kita dasarkan pada suhu To ini. diumpamakan suhu gas adalah T dan kelembabannya H. Entalphy total adalah jumlah ketiga faktor yaitu panas sensibel, panas latent zat cair pada To, dan panas sensibel gas bebas uap.

Hy = CpB (T-To) + H (o + CpA H(T-To)

di mana o adalah panas latent zat cair pada suhu To.

Persamaan diatas menjadi :

Hy = cs (T-To) + H (o(Geankoplis, 1983).Humidity Chart

Humidity chart adalah grafik dari besaran besaran sistem campuran udara-uap air pada tekanan 1 atmosfer. Kelembaban pada grafik ini dinyatakan dalam pound air per pound udara kering, ditempatkan sebagai ordinat yang diplot terhadap temperatur dalam 0F sebagai absis. Kurva dengan label 100% adalah kelembaban udara jenuh sebagai fungsi temperatur. Garis humid heat adalah plot dari humidity terhadap cs (Btu/0F.lb udara kering). Garis spesific volume udara kering dan untuk saturated diplot terhadap temperatur yang terletak di bagian bawah dari chart dan spesific volume memiliki dimensi ft3/lb udara kering. Untuk mendapatkan humidity dari campuran udara-uap air adalah dengan memetakan temperatur TW dan menarik garis tegak lurus terhadap absis sampai memotong kurva 100%, kemudian dari titik tersebut ditarik garis sejajar dengan garis pendinginan adiabatis hingga memotong garis tegak lurus yang dibentuk oleh Td. Dari titik potong di atas, ditarik garis ke kanan dan harga kelembaban dapat diketahui (Geankoplis, 1983).Dry Bulb Temperature (Td)

Dry bulb temperature mengacu pada dasarnya untuk suhu udara ambien. Hal ini disebut "Dry Bulb" karena udara suhu ditunjukkan oleh termometer tidak dipengaruhi oleh kelembaban udara. Dry bulb temperature - T db, dapat diukur dengan menggunakan termometer biasa bebas terkena udara tetapi terlindung dari radiasi dan kelembaban. Pada suhu biasanya diberikan dalam derajat Celcius (o C) atau derajat Fahrenheit (o F). Satuan SI adalah Kelvin (K). Nol Kelvin sama dengan -273 o C. Suhu bola kering merupakan indikator kandungan panas dan ditampilkan sepanjang sumbu bawah grafik psychrometric. Konstan dry bulb temperature muncul sebagai garis vertikal di grafik psychrometric.

(http://www.engineeringtoolbox.com/dry-wet-bulb-dew-point-air)

Wet Bulb Temperature (Tw)

Wet bulb temperature adalah temperatur pada keadaan steady dan tidak setimbang

yang dicapai saat sejumlah kecil air dikontakkan pada kondisi adiabatis dengan aliran gas kontinyu. Karena jumlah liquida kecil, suhu dan humidity dari gas tidak berubah. Metode yang digunakan untuk mengukur wet bulb temperature diilustrasikan sebagai berikut : sebuah termometer ditutup dengan kapas basah dan ditempatkan dalam aliran udara-uap air yang memiliki temperatur T dan humidity H. Pada kondisi steady state, air diuapkan ke aliran gas. Kapas dan air didinginkan sampai temperatur TW dan berhenti pada suhu konstan ini. Panas laten penguapan sama dengan panas konveksi dari aliran gas pada suhu T ke kapas pada TW.

Gambar II.1.6 Wet Bulb Temperature(L. W. McCabe, 1993).II.2 Aplikasi Industri

DESAIN DAN UJI KINERJA PENGERING ROTARY TUMPUKAN UNTUK PENGERINGAN JAGUNG PIPILAN

Pendahuluan

Pengeringan merupakan salah satu tahap penanganan pascapanen yang umum dilakukan pada biji bijian termasuk jagung. Kebanyakan proses pengeringan pada jagung dilakukan dengan cara penjemuran (sun drying). Cara ini mempunyai beberapa kelemahan antara lain kurang menjamin kebersihan produk, sangat bergantung pada kondisi cuaca, dan memerlukan tempat yang luas. Pengeringan buatan (artificial drying) diperlukan untuk mengatasi kekurangan kekurangan pada proses pengeringan alami. Adapun kelebihan dari pengeringan buatan ini antara lain adalah tidak tergantung cuaca, waktu pengeringan yang relatif lebih cepat, tidak memerlukan tempat yang luas, dan hasil akhir yang cukup seragam.

Metode Percobaan

Uji Keefektifan pengadukan

Pada pengujian pengadukan bahan digunakan jagung pipilan yang diwarnai merah dan yang tidak diwarnai. Kedua kelompok biji yang berbeda tersebut dimasukkan ke dalam drum dengan ketebalan yang sama, dimana warna merah di lapisan dalam dan yang tidak diwarnai berada di lapisan luar. Karena itu, jumlah kedua kelompok biji yang dimasukkan ke dalam drum tersebut berbeda. Presentase biji yang diwarnai terhadap total dijadikan target yang harus dicapai pada setiap lokasi pengambilan sampel biji jika pengadukan dilakukan secara sempurna.

Uji proses pengeringan

Percobaan dilakukan untuk melihat kinerja pengering pada kadar air awal biji yang berbeda dan kondisi udara yang berbeda. Pada percobaan I, biji jagung memiliki kadar air awal 25% b.b dengan suhu udara pengeringan 67C sedangkan pada percobaan II, kadar air jagung awal 16%b.b dan suhu udara pengeringan 60C. Kelembaban mutlak udara pengeringan dari masing masing percobaan adalah 26,5 g/kg udara kering dan 28,8 g/kg udara kering. Suhu dan kelembaban udara pengeringan diukur pada saluran udara (titik 7 pada gambar1), dengan jarak 5cm setelah belokan kelembaban diperoleh melalui pengukuran suhu bola kering bola basah.Hasil PercobaanKeefektifan pengadukan

Sejalan dengan jumlah putaran yang bertambah komposisi biji pada ketiga lapisan berubah dimana bagian dalam, tengah maupun luar persentase percampuran warna merah dan kuning menuju target yang diinginkan. Dapat dilihat juga bahwa setelah 20 putaran komposisi di setiap bagian sudah hampir sama dengan komposisi target.

Kinerja pengering

Secara keseluruhan konsumsi energi mekanik spesifik (yaitu dari kipas dan pengaduk) adalah 0,53 dan 0,56 MJ/Kg air yang diuapkan. Nilai ini relatif masih tinggi apabila dibandingkan dengan pengeringan skala biji bijian kontinyu tiga tahap yang hanya mencapai 0,15 MJ/kg air yang diuapkan. Jumlah beban pengeringan yang besar menyebabkan penggunaan energi mekanik menjadi lebih efisien.

Kesimpulan

Pengoperasian pada setengah kapasitas penuh membuat kebutuhan energi mekanik untuk pengadukan semakin besar. Pada beban penuh daya yang diperlukan adalah 22,2 W lebih rendah dibandingkan daya pada beban setengah penuh (Sulikah, 2008).

mg,Tga,Hga

mg,Tgb,Yb,Hgb

ms,Tsb,Hsb,Xb

ms,tsa,Hsa,Xa

Energi yang masuk

Energi yang keluar

Gas

Suhu T

Kelembaban H

Zat cair tambah, suhu Tw

Gas

Suhu T

Kelembaban H

Tw

II-1 II