Pengeringan semprot (spray drying)

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

Cara kerja spray dryer adalah sebagai berikut:

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

Proses ini banyak digunakan untuk menghasilkan susu bubuk dan bubuk buah. ada 2 tipe pengering semprot yaitu tipe horizontal dan vertical.

Spray Dryer baik digunakan :

Cocok untuk pembuatan produk bubuk

Pengeringan terjadi ketika dispersi cairan atau sluri dikeringkan oleh aliran udara panas

Partikel yang telah kering dipisahkan kemudian dikumpulkan

Biasa digunakan untuk mengeringkan susu, jus buah

Bagian dari Spray dryer :

Pemanas dan fan untuk menghasilkan udara panas pada suhu dan kecepatan tertentu

Atomizer atau jet untuk menghasilkan partikel-partikel cair dengan ukuran tertentu

Chamber dimana partikel cair kontak dengan udara panas

Tempat produk kering

Kelebihan spray dryer yaitu :

Kapasitas pengeringan besar dan proses pengeringan terjadi dalam waktu yang sangat cepat. Kapasitas pengeringan mencapai 100 ton/jam.

sebagian besar cita rasa, warna, dan nilai gizi bahan pangan dapat dipertahankan.

Tidak terjadi kehilangan senyawa volatile dalam jumlah besar (aroma)

Cocok untuk produk yang tidak tahan pemanasan (tinggi protein)

Memproduksi partikel kering dengan ukuran, bentuk, dan kandungan air serta sifat-sifat lain yang dapat dikontrol sesuai yang diinginkan

Mempunyai kapasitas produksi yang besar dan merupakan system kontinyu yang dapat dikontrol secara manual maupun otomatis

Kekurangan metode Spray Dryer

Memerlukan biaya yang cukup tinggi

Hanya dapat digunakan pada produk cair dengan tingkat kekentalan tertentu

Tidak dapat diaplikasikan pada produk yang memiliki sifat lengket karena akan menyebabkan penggumpalan dan penempelan pada permukaan alat

Vaccum Dryer

Pengeringan Vacuum adalah metode dehidrasi yang sangat cocok untuk produk yang mengalami fase lengket dan atau sangat kental seperti buah dan sayuran, jus sari buah dan sayuran, protein hewan dan nabati, bubuk bumbu dan ekstrak ragi. Di pusat pengolahan makanan, berbagai pilihan dehidrasi tersedia untuk uji perbandingan proses yang berjalan, produk baru dan evaluasi bahan.

Prinsip kerja dari pengering vakum (vacuum belt drying):

Konsentrat yang bisa dipompa secara merata digunakan pada belt dengan alat pemercik berputar (satu untuk masing-masing sabuk) pada suhu dan konsentrasi konstan. Ruang hampa di mana pasta ini meninggalkan alat pemercik yang memiliki efek yang diinginkan dan menyebabkan Pasta untuk memiliki konstituensi berbusa seperti yang diendapkan sebagai lapisan yang relatif tinggi pada sabuk. Ini memberikan kondisi yang paling menguntungkan untuk panas dan transfer material untuk mengeringkan produk menjadi bentuk yang mudah dilepaskan dari poros batang. Peluncur Sabuk di atas piring pemanas, yang dibagi menjadi zona pemanasan individu. Zona terakhir biasanya berfungsi untuk mendinginkan produk. Bahan kering dimasukkan turun di ujung sabuk dan ditransfer ke kran pembuangan otomatis.

Keuntungan vakum dryer

1. Cara ini digunakan untuk mengeringkan bahan – bahan yang peka terhadap suhu atau bahan yang mudah teroksidasi (geankoplis, 1983).

2. Pengeringan dapat dicapai dalam suhu yang lebih rendah sehingga lebih hemat energi.

3. Keuntungan penggunaan suhu yang lebih rendah yaitu kerusakan akibat panas dapat diminimumkan dan proses oksidasi terhadap bahan selama pengeringan dapat dihindari

4. Metode ini cocok untuk mengeringkan bahan yang sensitif terhadap panas atau bersifat volatil karena waktu pengeringannya yang singkat.

5. Kelebihan yang lain dari pengeringan menggunakan vakum ialah dapat digunakan untuk mengeringkan bahan yang tak bisa dikeringkan jika terdapat kehadiran air karena pada kondisi vakum, air menguap pada suhu yang lebih rendah.

6. Untuk produk yang sulit mongering seperti bubuk daan granul. Proses vakum memungkinkan tingkat pengeringan yang lebih cepat karena menggunakan tekanan yang rendah.

Kekurangan vakum dryer

• Adanya sistem vakum membuat tingginya investasi dalam biaya peralatan sehingga biaya operasional menjadi tinggi

• biaya operasinya relatif mahal karena memerlukan peralatan pendukung, seperti pompa vakum, ejektor, dan kondensor.

Drum Dryng

Cocok untuk produk cair, sluri, atau puree

Lapisan tipis bahan dipanaskan pada permukaan drum yang panas

Lapisan tipis yang sudah kering dilepaskan dari drum dengan blade

Lama kontak bahan dengan permukaan drum sekitar beberapa menit

Serpihan bahan yang telah kering kemudian digiling

Sistim kerja, uap sampai suhu 200oC akan memanaskan permukaan bagian dalam drum. Bahan/material yang seragam diletakan dalam lapisan tipis (0,5 – 2 mm) ke luar drum permukaan. Waktu tinggal produk pada drum berkisar antara beberapa detik sampai puluhan detik untuk mencapai kadar air akhir kurang dari 5%. Konsumsi energi dalam pengering drum berkisar antara 1,1 kg uap per kg air yang diuapkan dan 1,6 kg uap per kg air menguap, sesuai dengan efisiensi energi sekitar 60% – 90%.

Tunnel Dryer

Pada pengering tipe lorong ini, produk yang akan dikeringkan diletakkan pada tray-tray, tray tersebut kemudian disusun per unit tumpukan seperti pada pengering tipe lemari, selanjutnya unit-unit tumpukan ditempatkan teratur pada suatu lorong pengering. Ada beberapa sistem pendekatan untuk mengekspose produk yang akan dikeringkan dengan udara panas pengeringan. Variasinya antara lain aliran searah produk dan udara pengering yang masuk dan keluar lorong, aliran

berlawanan arah antara produk dan udara yang masuk lorong, aliran berlawanan arah dengan sebagian udara panas pengerig di resirkulasikan

Seperti cabinet drying tetapi bersifat kontinyu

Pengeringan dalam suatu tunnel dimana produk yang dikeringakn dilewatkan

Pengaringan bersifat cepat, seragam tanpa menyebabkan kerusakan bahan

Biasa digunakan untuk buah-buahan

Bahan dimasukkan ke dalam baki dalam kereta yang bergerak

Fluidized Bed Dryer

Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida.

Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah. Proses pengeringan dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas sampai bahan terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan sehingga memperbesar luas kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan kalor konveksi, dan peningkatan laju difusi uap air.

Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran udara terendah dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan baik, sedangkan kecepatan udara maksimum adalah tingkat kecepatan tertinggi dimana pada tingkat kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering

Mekanisme kerja:

Bahan yang akan dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu kedalam ruang pengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol dengan volume dan tekanan tertentu. Bahan yang telah kering (karena bobotnya sudah lebih ringan) akan keluar dari ruang pengeringan menuju siklon untuk ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan yang halus akan ditangkap oleh pulsejet bag filter.

Kelebihan pengering sistem fluidisasi:

1. Aliran bahan yang menyerupai fluida mengakibatkan bahan mengalir secara kontinyu sehingga otomatis memudahkan operasinya.

2. Pencampuran atau pengadukan bahan menyebabkan kondisi bahan hampir mendekati isothermal.

3. Sirkulasi bahan diantara dua fluidized bed membuatnya memungkinkan untuk mengalirkan sejumlah besar kalor yang diperlukan ke dalam ruang pengering yang besar.

4. Pengering tipe fluidisasi cocok untuk skala besar.

5. Laju perpindahan kalor dan laju perpindahan massa uap air antara udara pengering dan bahan sangat tinggi dibandingkan dengan pengering metode kontak yang lain.

6. Pindah kalor dengan menggunakan pengering tipe fluidisasi membutuhkan area permukaan yang relatif kecil.

7. Sangat ideal untuk produk panas sensitif dan non-panas sensitive

Kekurangan pengering sistem fluidisasi:

1. Sulit untuk menggambarkan aliran dari udara panas yang dihembuskan ke ruang pengering, dikarenakan simpangan yang besar dari aliran udara yang masuk dan bahan terlewati oleh gelembung udara, menjadikan sistem kontak/singgungan tidak efisien.

2. Pencampuran atau pengadukan bahan padatan yang terus menerus pada hamparan akan menyebabkan ketidakseragaman waktu diam bahan di dalam ruang pengering, karena bahan terus menerus terkena hembusan udara panas.

3. Tidak dapat mengolah bahan yang lengket atau berkadar air tinggi dan abrasive