I. TUJUAN a. Pembelajaran Umum

Mahasiswa mengenal karakteristik pengeringan hambur Mampu mengoperasikan alat pengeringan hambur skala laboratorium yang

dioperasikan secara batch sesuai prosedur operasi standar.b. Pembelajaran Khusus

Memisahkan solute dalam larutan tersuspensi dari pelarutnya, hingga

diperoleh produk serbuk susu yang memenuhi syarat preservasi

Menghitung laju penguapan air untuk konsentrasi padatan dalam umpan

bervariasi dengan laju pemanasan tetap

Menghitung % perolehan produk untuk konsentrasi padatan dalam umpan

bervariasi, dengan laju pemanasan tetap

Mengevaluasi kinerja alat ‘spray dryer’ (jumlah air maksimum yang dapat

diuapkan oleh sistem per jam) dengan memvariasikan konsentrasi padatan

dalam umpan dengan laju pemanasan tetap

Menghitung efisiensi alat pemanasan ‘spray dryer’

II. DASAR TEORI

Spray dryer pada umumnya merupakan pengering untuk memisahkan zat padat dari

pelarutnya (biasanya air), sehingga kandungan air yang tersisa di dalam zat padat

mencapai suatu nilai rendah yang dapat diterima. Teknologi ini sangat ideal

digunakan jika produk akhir harus memenuhi standar kualitas yang spesifik, seperti

distribusi ukuran partikel (misalnya katalis), kandungan kelembaban residual, massa

jenis curah (bulk density), serta morfologi partikel.

Proses pengeringan dengan spray dryer pada umumnya dilakukan terhadap

produk pangan dan farmasi yang berupa larutan suspensi atau pasta yang memenuhi

kriteria sebagai berikut:

(1) Bahan sensitif terhadap panas atau akan mengalami kerusakan pada

temperatur tinggi dan kontak dengan pemanas dalam waktu relatif panjang

(2) Larutan mengandung partikel-partikel halus

Sebagai media pemanas biasanya digunakan udara panas, tetapi jika pelarut yang

digunakan bersifat mudah terbakar, seperti alkohol, atau umpan berupa bahan yang

sensitif terhadap oksigen, maka digunakan nitrogen sebagai pemanas.

Untuk memberikan kontak yang efektif antara larutan pekat dengan udara panas,

larutan dikabutkan hingga membentuk butiran halus berukuran sekitar 50 mikron

dengan luas permukaan 120 m2/liter. Operasi pengkabutan dilakukan melalui nozel

(gambar 1.1) atau dibantu oleh alat cakram, yang pada umumnya berdiameter 50-350

mm, yang berputar dengan kecepatan tinggi disesuaikan dengan produk yang

dihamburkan. Media pemanas mengalir searah (cocurrent) dengan cairan umpan,

ataupun berlawanan arah. Aliran searah memberikan waktu tinggal partikel dalam

drying chamber yang cukup singkat dan siklon beroperasi secara efisien, sedangkan

aliran media pengering berlawanan arah akan memperpanjang waktu tinggal, dan

biasanya sistem dilengkapi dengan unggun terfluidisasi.

Butiran halus yang berkontak dengan aliran media panas akan kehilangan kandungan

pelarutnya (pada permukaan partikel) dengan cepat, menghasilkan butiran yang

bersifat dapat mengalir bebas, tetapi tetap tersuspensi di dalam media pengering

(dalam drying chamber).

Gambar 1 Nozel untuk pengkabutan umpan

Kemudian serbuk kering dipisahkan dari

udara lembap di dalam siklon yang

bekerja berdasarkan gaya sentrifugal.

Gaya sentrifugal menyebabkan kenaikan

kecepatan campuran udara/uap air-serbuk

yang masuk ke sistem siklon.

Partikel serbuk yang lebih berat terkumpul di dinding siklon dan jatuh ke

bejana penampung. Pengeringan dengan ‘spray dryer’ terjadi pada tekanan atmosfer,

dengan udara pengering yang dipanaskan pada temperatur tinggi, sekitar 150-175oC.

Hal ini membutuhkan bahan bakar yang cukup besar, ditambah lagi tidak

dimungkinkan adanya regenerasi energi dari fasa uap. Dengan demikian, biasanya

operasi pengeringan dengan ‘spray dryer’ dikombinasikan dengan evaporasi, untuk

memekatkan larutan umpan, karena:

Ekonomi operasi (evaporasi lebih murah)

Meningkatkan kapasitas (jumlah air terevaporasi konstan)

Meningkatkan ukuran partikel ( setiap partikel mengandung lebih banyak

padatan)

Meningkatkan massa jenis partikel (menurunkan ukuran vakuola)

Pemisahan serbuk lebih efisien (sebanding dengan peningkatan massa jenis)

Meningkatkan dispersibilitas produk (penurunan luas permukaan)

Karena evaporasi terjadi pada tekanan vakum dan temperatur rendah (sekitar 65o C

pada efek pertama), maka kebutuhan energi relatif kecil. Kinerja spray dryer

dinyatakan dalam jumlah air maksimum yang dapat diuapkan oleh sistem per jam.

Neraca massa padatan

Massa padatan dalam umpan masuk = Massa padatan dalam larutan tak

teruapkan + massa produk (serbuk kering)

Persen perolehan produk

Persen perolehan produk adalah rasio antara massa produk kering terhadap padatan

yang terkandung di dalam umpan, sesuai persamaan:

% perolehan = ( massa produk / massa padatan dalam umpan teruapkan ) x 100%

Massa produk : produk yang terkumpul di dalam siklon dan penampung

Massa padatan dalam umpan =

(vol umpan awal – vol sisa umpan – vol umpan dlm penampung – vol umpan dlm perpipaan) x (massa padatan/vol lart. umpan awal)

Penukaran Panas (heat exchange)

Proses penukaran massa dan panas antara butiran umpan dengan udara pemanas ditunjukkan pada gambar 2 berikut:

Gambar 2 Mekanisme penukaran panas butiran dengan udara panas

Pelarut akan menguap dengan mengambil energi yang dilepaskan oleh udara

panas (dan kering).

Evaluasi Data terukur

Massa air masuk ke dryer MW1 = VW1 * W1 / (kg/s)

Massa air keluar dari dryer MW2 = VW2 * W2 / (kg/s)

Massa air teruapkan MEW = MW1 – MW2 (kg/s)

Specific evaporative capacity EC = MEW * 3600 / VDC (kg EW/m3h)

Laju alir udara MA = MEW / (x2 – x1) (kg/s)

Konsumsi energi untuk pemanasan udara QA = MA * (hA1 – hA0) (kW)

Drying air specific consumption mA = 1 / (x2 – x1) (kg d.a./kg EW) (kg d.a./kg EW)

Keterangan:

Massa cairan teruapkan M1 (kg/h)

Dried liquid concentration (dry mass) DM1 (%)

Kadar air dalam serbuk W2 (%)

Temperatur udara luar tA0 (°C)

Kelembaban spesifik udara luar x0 = x1 (kg/kg dry air)

Temperatur udara pemanas masuk tA1

Temperatur udara keluar tA2 (°C)

Kapasitas evaporatif spesifik nyata ECR (kg/m3h) (Real value of the specific evaporative capacity) Note: density air dan udara diambil dari tabel, enthalpy, specific moistures dan

wet bulb temperature diambil dari diagram Mollier h – x udara basah

(psychrometrics chart).

Nilai T, E dan EC plot pada diagram tergantung pada tA1.

Gambar 3 Pembacaan Diagram Mollier

Berikut ini adalah seperangkat alat spray dryer beserta bagian-bagiannya:

Gambar 4 Seperangkat alat spray dryer beserta bagiannya

III. PERCOBAAN

III.1 Alat dan Bahan

 

(1) Seperangkat alat pengering hambur (lihat gambar)(2) Pompa dosing(3) Neraca teknis(4) Neraca analitis(5) Stop watch(6) Anemometer(7) Gelas kimia 1000 ml(8) Gelas ukur 100 ml(9) Spatula (10) Cawan(11) Kaca arloji (12) Mikroskop(13) Oven(14) Susu bubuk yang dilarutkan dalam aquades

solution

Gambar 5 Skema peralatan spray dryer

III.2 Langkah Kerja

Persiapan alat

Pembuatan larutan:

Buat larutan dari susu serbuk, (20% w/v dan 30% w/v) masing-masing

dengan volume 100 ml

Proses Pengeringan dengan spray dryer

IV. DATA PENGAMATAN

Alat Spray dryer

dirangkai

valve udara

tekan 2 bar dibuka

Menyalakan pemanas

pada T= 180o C

Set Temperatu

r udara masuk pada

bejana

Larutan dimasukkan ke dalam bejana umpan

Pompa dinyalakan saat suhu udara masuk ± 75 o C

Keluaran sampel dari nozel diamati

Lakukan proses pengeringan terhadap umpan selama waktu tertentu

Mengeluarkan larutan dari bejana, umpan, dan penampungan

mengukur volume umpan yang tak teruapkan

menimbang produk dari labu penampung

memanaskan sisa produk hingga berat konstan

Berat produk kosong 218,9 gram

Berat tak teruapkan kosong 176,9 gram

Berat cyclone kosong 900 gram

Berat chamber kosong 1080 gram

Berat pikno kosong 17,96 gram

Laju Udara 14 km/jam = 3,89 m/s

Diameter Penampang 4,7 cm = 0,047 m

Tabel 1. Berat alat spray dryer kosong

Variasi 1 : Konsentrasi 20% Variasi 2: Konsentrasi 10%

Berat susu bubuk = 20 gram Berat susu bubuk = 10 gram

Volume larutan = 100 mL Volume larutan = 100 mL

Variasi 1 Variasi 2

Berat produk + isi 219,26 gram 219,2 gram

Berat tak teruapkan + isi 188,31 gram 191,55 gram

Berat cyclone + isi 907 gram 904 gram

Berat chamber + isi 1090 gram 1090 gram

Sisa larutan susu 59,5 ml 37 ml

Tabel 2. Berat alat spray dryer dengan variasi konsentrasi

Variasi 1

Waktu (detik))

Temperatur Control (°C)

Temperatur Silinder (°C)

0 162 54

30 163 53

60 163 50

90 163 49

120 162 48

150 164 48

180 163 49

210 163 51

240 164 50

270 164 51

300 162 52

330 164 53

360 165 54

390 165 54

*420 163 54

450 163 53

480 162 52

510 162 52

540 163 52

570 164 52

600 163 52

630 164 52

660 164 53

690 163 53

720 163 54

750 163 54

780 162 54

810 162 55

840 163 55

870 161 56

900 163 56

930 164 55

960 164 56

990 162 57

1020 164 57

1050 164 57

1080 164 57

1110 164 57

1140 166 63

Tabel 3. Hasil percobaan spray dryer variasi 1

Variasi 2

Waktu (detik) Temperatur Control (°C)

Temperatur Silinder (°C)

0 165 74

30 164 63

60 165 54

90 165 48

120 166 48

150 165 46

180 165 48

210 164 58

240 164 62

270 166 62

300 164 56

330 165 60

360 165 65

390 164 67

*420 166 68

450 165 70

480 166 71

510 166 63

540 167 68

570 166 71

600 165 72

630 164 74

660 164 75

690 163 75

720 164 70

750 164 65

780 166 67

810 166 72

Tabel 4. Hasil percobaan spray dryer variasi 2

Keterangan:

*) Dilakukan perubahan skala pompa aliran umpan dari 2 menjadi 3

V.PEMBAHASAN

Oleh Alda Inesya Putri (131411031)

Proses pengeringan adalah pemisahan cairan dari suatu bahan padat yang

lembab dengan cara menguapkan cairan tersebut dan membuang uap yang terbentuk.

Proses pengeringan memerlukan panas untuk menguapkan kandungan air pada bahan,

oleh karena itu proses ini disebut pengeringan termal. Setiap pengeringan termal

ditandai oleh adanya perpindahan panas dan massa yang berlangsung bersamaan.

Salah satu metode proses pengeringan adalah dengan menggunakan metode

spray dryer atau pengering hambur. Keuntungan penggunaan metode spray dryer

adalah dapat menghasilkan produk yang bermutu tinggi, tingkat kerusakan gizi rendah

serta perubahan warna, bau dan rasa dapat diminimalisasi. Pengeringan dengan spray

dryer terjadi pada tekanan atmosfer, dengan udara pengering yang dipanaskan pada

temperature tinggi, sekitar 150-175oC. Hal ini membutuhkan bahan bakar yang cukup

besar, ditambah lagi tidak dimungkinkan adanya regenerasi energy dari fasa uap.

Dengan demikian, operasi pengeringan dengan spray dryer dikombinasikan dengan

evaporasi. Karena evaporasi terjadi pada tekanan vakum dan temperature rendah,

maka kebutuhan energi relative kecil.

Dalam praktikum kali ini, praktikan melakukan suatu proses pengeringan pada

susu bubuk yang dilarutkan dalam aquades dengan konsentrasi yang di variasikan.

Variasi yang dilakukan adalah konsentrasi dengan 10% dan 20%. Praktikan

melakukan proses pengeringan dengan menggunakan udara kering dan dijaga suhu

operasinya pada kisaran 170 oC (set point). Selain itu suhu operasi pada tempat proses

dijaga pada rentang 60 – 75oC. Pada proses pengeringan, hasil yang didapatkan ada

yang belum cukup memuaskan. Berdasarkan praktikum diperoleh hasil seperti

berikut:

Variasi I (Konsentrasi

20%)

Variasi II (Konsentrasi

10%)

Laju penguapan

pelarut

0,0499× 10-3 kg/s 0,0776 × 10-3 kg/s

Q penguapan pelarut 0,11444 kJ/s 0,17797 kJ/s

Efisiensi 14,42 % 28,20 %

Yield 86,8 % 143 %

Pada variasi pertama, hasil pengeringan dari larutan susu yang dihasilkan cukup

tinggi dengan yield yang dihasilkan 86,8%. Namun efisiensi yang didapatkan hanya

14,42 %. Seharusnya efisiensi pada variasi pertama lebih besar dibandingkan dengan

variasi kedua secara teoritis. Tapi kenyataannya tidak karena banyak faktor yang tidak

terkendalikan dengan baik. Sedangkan variasi kedua diperoleh yield sebesar 143%

dan efisiensi 28,20%. Hal demikian bisa terjadi karena pada variasi kedua saat

terjadinya kenaikan skala dari 2 menjadi 3, larutan susu yang seharusnya keluar dari

nozzle berbentuk seperti serbuk namun yang terjadi yang keluar berbentuk larutan

sehingga menempel pada dinding chamber. Dan masih tersisa larutan susu di dalam

selang jadi volume yang dimasukkan bertambah.

Kondisi alat pada saat praktikum terjadi kerusakan sehingga tidak berfungsi

dengan baik. Terjadi kemacetan (penyumbatan) pada selang akibatnya proses

pengeringan pun kurang maksimal. Konsentrasi bahan juga mempengaruhi

pengeringan bahan cair. Semakin tinggi konsentrasi bahan maka kadar air akan

semakin rendah sedangkan rendemen yang dihasilkan akan semakin tinggi dan

sebaliknya, semakin rendah konsentrasi larutan maka kadar air akan semakin

tinggi sedangkan rendemen yang dihasilkan akan semakin sedikit.

Pada variasi kedua tidak dilakukan pemanasan dengan maksimal hanya dengan

waktu mencapai 810 detik. Jadi variasi satu hanya diambil datanya hingga 810 detik

agar dapat dibandingkan. Saat detik ke 420 terjadi perubahan skala pompa aliran dari

2 menjadi 3 karena saat praktikum dengan skala awal 2, larutan susu tidak langsung

masuk dan keluar dari nozzle sehingga dinaikkan skala pompanya agar aliran pada

larutan susu menjadi naik.

Bila telah diketahui konsentrasi bahan yang tepat maka hasil pengeringan pun

akan lebih optimal. Maka optimalisasi spray dryer ditentukan oleh beberapa faktor,

diantaranya :

1. tingkat viskositas larutan bahan (kental/encer),

2. jenis bahan,

3. suhu input dan output spray dryer,

4. kecepatan aliran bahan.

Oleh Heryudion Kunto Wicaksono (131411040)

Pada praktikum kali ini adalah mengenai pengeringan. Alat pengeringan yang digunakan adalah spray dryer. Spray dryer digunakan untuk memmisahkan zat yang padat yang terlarut dari pelarutnya, sehingga kandungan pelarutnya memiliki suatu nilai yang rendah. Penggunaan ini biasanya digunakan pada pembuatan susu bubuk.

Praktikum kali ini digunakan susu bubuk yang dilarutkan dalam air. Untuk membandingkan data yang diperoleh digunakan variasi konsentrasi pada praktikum ini sehingga dapat mengetahui kondisi operasi yang lebih menguntungkan.

Berdasarkan pada data yang diperoleh, laju penguapan air pada percobaan pertama dengan konsentrasi 20% padatan diperoleh sebesar 0,0499× 10-3kg/s sedangkan pada percobaan kedua dengan konsentrasi 10% padatan diperoleh laju penguapan sebesar 0,0776 × 10-3 kg/s. Dari kedua data tersebut dapat disimpulkan bahwa laju penguapan pelarut(air) lebih besar pada percobaan kedua dikarenakan air yang terkandung dalam suatu larutan sangat banyak. Sehingga karena laju penguapan pelarut lebih besar maka energi yang dibutuhkan untuk menguapkan pelarut akan semakin besar. Terbukti dari hasil percobaan ini panas penguapan pelarut pada percobaan konsentrasi 20% sebesar 0,11444 kJ/s sedangkan pada percobaan konsentrasi 10% sebesar 0,17797 kJ/s.

Berdasarkan pada persen perolehan produk, pada konsentrasi 20% padaran memiliki persen perolehan sebesar 86,8% sedangkan pada konsentrasi 10% padatan sebesar 143%. Dilihat dari hasilnya, semakin kecil konsentrasinya maka semakin besar persen perolehan yang didapat. Namun jika dibandingkan dengan teori semakin besar konsentrasi suatu padatan makan akan semakin besar persen perolehannya. Hal ini terjadi dikarenakan adanya gumpalan yang terjadi pada drying chamber. Namun pada kondisi konsentrasi 10% hasilnya melebihi 100%. Hal ini diakibatkan munculnya gumpalan pada drying chamber diakibatkan proses pemanasan yang tidak sempurna sehingga lebih banyak susu yang terbuang dan tidak menjadi bubuk. Susu yang menempel pada drying chamber ini selanjutnya akan mengering sehingga mempengaruhi berat dari produk. Seharusnya produk berupa bubuk yang halus bukan produk yang menggumpal. Selain itu pula persen perolehan diperngaruhi efisiensi proses. Efisiensi proses ini berkaitan dengan kondisi operasi. Dilihat dari hasil percobaan, efisiensi proses pada konsentrasi 10% lebih baik dibandingkan dengan konsentrasi 20%. Hasil ini dipengaruhi oleh temperature udara masuk dan temperature udara keluar. Hasil tersebut akan mempengaruhi hasil laju penguapan pelarut, konsumsi panas yang dibutuhkan, dan persen perolehan. Jadi untuk membandingkan pengaruh konsentrasi pada kondisi ini tidak signifikan karena kondisi operasi yang berbeda.

Sehingga dapat disimpulkan faktor yang mempengaruhi produk yang didapat adalah perbedaan suhu inlet dan outlet produk, suhu udara pengering, konsentrasi

padatan. Keuntungan dari penggunaan spray dryer produk yang dihasilkan memiliki ukuran yang halus, operasi sangat fleksibel dan mudah, waktu respon sangat cepat. Kekurangannya efisiensi termal yang buruk, membutuhkan bahan bakar yang cukup besar untuk pemanasan dan hanya dapat digunakan pada cairan dengan kekentalan tertentu.

Oleh Rizki Abi Karomi (131411048)Pada praktikum ini dilakukan pengeringan hambur (spray drying) pada larutan susu. Pengeringan hambur bertujuan untuk memisahkan sebuah padatan dari pelarutnya. Pada praktikum ini susu bubuk merupakan bahan padatan yang akan dipisahkan dari pelarutnya yaitu air. Konsep pengeringan hambur pada alat spray dryer adalah mengkontakan larutan yang dikabutkan oleh nozzle dengan udara panas sehingga terjadi penguapan pelarutnya yang kemudian dipisahkan antara padatan yang terbentuk dengan uap air menggunakan cyclone dan pompa vacuum.

Pada praktikum ini dilakukan dua percobaan dengan variasi konsentrasi larutan yaitu 20% dan 10%. Pertama suhu pemanas di set pada 170℃ dan suhu udara panas di set pada 75oC. tetapi pada percobaan pertama kondisi optimum udara panas tidak mencapai suhu 75oC tetapi hanya mencapai 66oC. hal ini dimungkinkan karena adanya kebocoran pada sambungan antara drying chamber dengan cyclone sehingga terdapat udara yang keluar melalui sambungan dan menyebabkan suhu udara tidak bisa meningkat lagi sedangkan waktu pemanasan sudah cukup lama. Kemudian larutan umpan dialirkan ke drying chamber dengan pompa peristaltic dan dilakukan pada skala pompa 2. Larutan umpan yang masuk dikabutkan dengan noozle yang terpasang. Nozzle berfungsi untuk mengkabutkan larutan sehingga memperbesar luas permukaan kontak dengan udara panas. Semakin luas permukaan kontak ini meningkatkan efisiensi penguapan pelarut sehingga larutan lebih mudah dipisahkan dari pelarutnya dan padatan terbentuk menjadi serbuk serbuk halus. Pada variasi 1 ini didapat yield padatan sebesar 86.8%, efisiensi pemanasan 14.46%, laju penguapan sebesar 0,0499× 10-3 kg/s dan nilai Q penguapan pelarut sebesar 0,11444 kJ/s.

Kemudian dilakukan percobaan kedua dengan konsentrasi larutan 10%. Pada percobaan kedua dengan konsentrasi 10% diperoleh yield sebesar 143%, efisiensi penguapan sebesar 28.20%, laju penguapan sebesar 0,0776 × 10-3 kg/s dan nilai Q penguapan pelarut sebesar0,17797 kJ/s. Peroleha yield pada percobaan ini seharusnya tidak lebih dari 100%, hal ini disebabkan karena terdapatnya banyak produk padatan sisa yang kering didalam drying chamber dan cyclone sehingga menyebabkan perbedaan yang cukup besar pada saat menimbang drying chamber dan cyclone.

Jika dibandingkan denga percobaan pertama terlihat perbedaan pada efisiensi penguapan air. Hal ini menunjukan bahwa kondisi pada percobaan kedua lebih optimum dibandingkan percobaan kedua sehingga nilai laju penguapan pelarutpun lebih tinggi yang menyebabkan penguapan pelarut lebih cepat dibandingkan percobaan pertama. Nilai kalor pada pelarutpun lebih tinggi karena suhu yang dapat dicapai oleh udara lebih tinggi dibandingkan percobaan pertama. Pada kedua percobaan dilakukan perlakuan yang sama pada laju alir. Pada menit ke 7 dilakukan

peubahan skala pompa peristatik karena larutan sulit mengalir kedalam nozzle sehingga menyebabkan tidak efisiennya proses pengeringan.

Hal tersebut menunjukan bahwa pengeringan hambur dipengaruhi oleh suhu, laju alir umpan dan laju alir udara panas serta konsentrasi larutan. Jika laju alir umpan semakin cepat maka proses tidak akan efisien dan menyebabkan banyaknya pelarut dari larutan susu yang tidak teruapkan. Konsentrasi larutanpun berpengaruh pada produk yang dihasilkan. Seharusnya semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin tinggi laju penguapannya serta produk yang dihasilkan pun lebih banyak dan butiran akan semakin besar ukurannya, sedangkan untuk konsentrasi rendah maka butiran akan lebih halus dan produk akan semakin sedikit karena pelarut lebih banyak dibandingkan dengan padatan terlarutnya

Oleh Siti Zulfamaria (131411062)

Pada praktikum spray dryer praktikan membuat 2 variasi larutan susu 20% dan 10%.

Pengoprasian alat dilakukan secara batch sesuai prosedur, dengan temperature control di set pada suhu 170℃ dan suhu silinder 75℃. Kecepatan udara diukur menggunakan anemometer. Temperature dan kecepatan udara bernilai fluktiatif, hal ini karena kecepatan udara dari fan yang tidak konstan serta dapat terjadi karena spray nozzle larutan tidak menyemprot larutan secara konstan. Ketika nozel menyemprot, panas yang digunakan untuk menguapkan pelarut susu sehingga suhu yang terba capada display menurun. Saat nozel tidak menyemprot terjadi clogging suhu pada display akan naik mengakibatkan nilai fluktiatif.Untuk memberikan kontak yang efektif antara antara larutan pekat dengan udara panas, larutan dikabutkan hingga membentuk butiran halus. Operasi pengkabutan dilakukan oleh nozzel.

Setelah suhu operasi mencapai set point sekitar 2 jam dialirkan larutan susu. Udara panas mengalir searah dengan cairan umpan, pada 20% laju alir udara(54℃) 7.277gr/s dan pada 10% laju alir udara(74℃) 6,863 gram. Aliran yang searah menghasilkan waktu tinggal partikel dalam drying chamber yang singkat dan cyclone beroperasi effisien. Butiran umpan yang berkontak dengan udara panasakan kehilangan kandungan airnya di dalam drying chamber, umpan yang tidak teruapkan akan jatuh kedalam penampung dibawah drying chamber. Hasil yang tidak teruapkan konsentrasi 20% sebanyak 11,41 gram dan 10% sebanyak 14,65 gram. Dan serbuk produk yang ada dalam penampung di bawah cyclone dan pada dinding cyclone itu sendiri, Hasil produk susu bubuk yang dihasilkan pada konsentrasi 20% sebanyak 17,36 gram danpada 10% sebanyak 14,3 gram.

Dari hasil yang didapat produk susu 10% lebih banyak dari 20% ,ditinjau dari

effisisensi penguapan pada konsentrasi 10% dua kali lebih besar dari 20% karena

kinerja nozzle saat spray larutan susu lebih stabil sehingga produk dihasilkan lebih

banyak. Sementara dengan konsep neraca massa dan neraca energy hal ini tidak

mungkin, karena pada 10% output yang dihasilkan lebih besar dari input. Dan

perlakuan pada kedua produk berbeda, hal ini akibat praktikan melihat pada

konsentrasi 20% banyak sisa larutansusu yang tidak tersedot ke nozzle karena pompa

persitaltik tidak dapat memompa sisa larutan susu, untuk memaksimalkan pratikan

mengangkat selang penampung larutan susu awal sehingga larutan susu dapat

mengalir alhasil susu yang teruapkan mencapai 70% (sisa larutan susu 37ml). Yield

produk pada 20% adalah 86,8% dan pada produk 10% adalah 143% perolehan yield

10% lebihbesardari 100% diakibatkan hasil produk susu lebih banyak dari sisa-sisa

proses sebelumnya, pembersihan alat tidak maksimal.

Secara teoritis semakin besar konsentrasi padatan dalam umpan, perolehan produk

hasil pengeringan akan semakin besar pula. Sama seperti penjelasan laju penguapan

air, penyimpangan dalam hal ini sama-sama dapat disebabkan karena suhu yang

digunakan pada run untuk konsentrasi10% lebih besar (optimum) dibandingkan pada

run untuk konsentrasi 20%. Suhu optimum yang dilakukan pada percobaan akan

berimbas pada jumlah produk yang dihasilkanakan lebih banyak. Faktor-faktor yang

dapat mempengaruhi operasi ini yaitu suhu control, suhu cyclone, konsentrasi umpan,

waktu serta kecepatan dan laju udara pemanas yang dikontakkan.

VI.

VII.KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

Hal-hal yang diperoleh dari praktikum ini ‘Spray Dryer’ yaitu,

Laju penguapan pelarut 0,0499× 10-3kg/s 0,0776 × 10-3 kg/s

Q penguapan pelarut 0,11444 kJ/s 0,17797 kJ/s

Efisiensi 14,42 % 28,20 %

Yield 86,8 % 144 %

- Faktor yang mempengaruhi adalah temperature udara masuk dan udara keluar dan laju alir umpan

- Keuntungan penggunaan spray dryer adalah produk yang dihasillkan memiliki ukuran yang halus dan waktu responnya sangat cepat. Terlihat ketika larutan di-spray langsung terbentuk padatan.

SARANSaran untuk praktikum selanjutnya, sebaiknya alat terus dirawat karena pada saat

praktikum, pompa sentrifugal dengan skala 2 ataupun 3 terkadang tidak mempompa sehingga cairan tidak keluar di drying chamber. Sehingga proses pengeringan tidak maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

Lintang, Ninik. “Jobsheet Praktikum:Pengeringan Hambur (Spray Drying)”. Jurusan Teknik

Kimia Politeknik Negeri Bandung.

Geankoplis,C.J., Transport Processes and Unit Operation, 3rd ed, 1993, Prentice Hall

LAMPIRAN

Variasi 1: Konsentrasi 20%

Laju alir udara

Laju alir udara=v × A × ρudara (54o C )

Laju alir udara=3,89ms

×( 3,14× (0,047 m )2

4 )× 1078,9kg

m3

Laju alir udara=7,277grs

Konsumsi energi untuk pemanasan udara

Q=m×Cp × ∆ t

Q=0,007277kgs

×1,01kJ

kg . K×(435−327) K

Q=0 ,7937kJs

Laju penguapan pelarut (air)

Laju penguapan pelarut¿

40,5 ml× 0,998grml

810 s

¿0,0499grs

=0,0499× 10−3 kgs

Q penguapan pelarut

Q penguapan pelarut ¿0,0499 ×10−3 kgs

×2293,436kJkg

¿0,11444kJs

Efisiensi

Efisiensi ¿ Q penguapan pelarutQ udara panas

×100 %

¿0,11444

kJs

0 ,7937kJs

×100 %

¿14,42 %

Yield = Massa ProdukMassa Umpan

x100%=17,36 gram20 gram

x100 %=86,8 %

Variasi 2 : Konsentrasi 10%

Laju alir udara

Laju alir udara=v × A × ρudara (74o C )

Laju alir udara=3,89ms

×( 3,14 × (0,047 m )2

4 )× 1017,4gr

m3

Laju alir udara=6,863grs

Konsumsi energi untuk pemanasan udara

Q=m×Cp × ∆ t

Q=0,006863kgs

×1,01kJ

kg . K×(438−347)K

Q=0 ,631kJs

Laju penguapan pelarut (air)

Laju penguapan pelarut ¿63 ml ×0,998

grml

810 s

¿0,0776grs

=0,0776 ×10−3 kgs

Q penguapan pelarut

Q penguapan pelarut ¿0,0776 ×10−3 kgs

×2293,436kJkg

¿0,17797kJs

Efisiensi

Efisiensi ¿ Q penguapan pelarutQ udara panas

×100 %

¿0,17797

kJs

0 , 631kJs

×100%

¿28,20 %

Yield = Massa ProdukMassa Umpan

x100 %=14,3 gram10 gram

x 100 %=143 %