I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam suatu industri, proses pengeringan terkadang merupaka proses utama

yang penting untuk dilakukan. Operasi ini dilakukan untuk memperoleh bahan atau

produk tertentu yang memiliki kadar air serendah mungkin. Umumnya, operasi ini

dilakukan untuk produk seperti bubuk/powder dan berbagai jenis keripik.

Pengeringan merupakan proses penghilangan sejumlah air dari material. Dalam

pengeringan, air dihilangkan dengan prinsip perbedaan kelembaban antara udara

pengering dengan bahan makanan yang dikeringkan. Material biasanya dikontakkan

dengan udara kering yang kemudian terjadi perpindahan massa air dari material ke udara

pengering. Dalam beberapa kasus, air dihilangkan secara mekanik dari material padat

dengan cara di-press, sentrifugasi dan lain sebagainya. Cara ini lebih murah dibandingkan

pengeringan dengan menggunakan panas. Kandungan air dari bahan yang sudah

dikeringkan bervariasi bergantung dari produk yang ingin dihasilkan. Garam kering

mengandung 0.5% air, batu bara mengandung 4% air dan produk makanan mengandung

sekitar 5% air. Biasanya pengeringan merupakan proses akhir sebelum pengemasan dan

membuat beberapa benda lebih mudah untuk ditangani.

Operasi ini dilakukan sebagai salah satu metode pengawetan produk dan bahan

karena dengan penurunan kadar atau kandungan air hingga batas tertentu maka akan

menurunkan pula peluang kehidupan mikroorganisme. Selain itu, dengan pengeringan

reaksi enzimatis bahan tertentu dapat ditekan. Hal inilah yang menjadikan produk lebih

awet. Selain untuk pengawetan, dengan pengeringan juga dapat meminimumkan biaya

distribusi produk karena dengan pengeringan maka bobot bahan menjadi turun.

Pada industri tertentu, operasi ini sangat penting. Adapunn alat yang digunakan

untuk pengeringan antara lain adalah spray dryer, drum dryer, tray dryer dan alat

lainnya. Setiap alat memiliki karakter dan spesifikasi tersendiri sehingga pengetahuan

mengenai alat tersebut penting untuk diketahui.

Pada praktikum kali ini akan dibahas mengenai beberapa alat yang berhubungan

dengan pengeringan. Setiap alat ini memiliki prinsip kerja yang berbeda dan

penggunaannya juga berbeda untuk bahan tertentu. Oleh karena itu, pemahaman

mengenai pegeringan dan prinsip alatnya perlu dipahami agar bahasan mengenai

pengeringan ini dapat dikuasai.

B. Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk memahami prinsip pengeringan dan beberapa alat

yang berkaitan dengan operasi pemgeringan.

II. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah bejana plastik dan

Spray dryer. Bahan yang digunakan adalah susu cair pasteurisasi.

B. Metode

250 ml susu cair pasteuisasi disiapkan Susu ditempatkan pada wadah

plastik

Bobot susu bubuk ditimbang sebagai hasil akhir

Setalah umpan habis, susu bubuk diambil dari wadah penampung hasil

Alat spray dryer dijalankan dan selang bahan masuk dimasukkan ke

wadah susu

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

1. Tabel Rendemen Produk Menggunakan Spray Dryer

Volum Awal(ml)

Densitas(g/cm3)

Massa Awal(g)

Massa Akhir(g)

Rendemen (%)

250 1,030 257,5 12,36 4,8

2. Gambar Alat

Gambar spray dryer

Gambar motor listrik

B. Pembahasan

Pengeringan merupakan proses penurunan kadar air suatu bahan sampai kadar

yang diinginkan melalui operasi pindah panas dan pindah massa yang terjadi secara

simultan (Rusli, 2012). Pergerakan air dari dalam bahan terjadi melalui proses difusi yang

disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan uap air antara bagian dalam dan permukaan

bahan. Perpindahan energi di dalam bahan berlangsung secara konduksi sedangkan

perpindahan energi dari permukaan bahan ke udara berlangsung secara konveksi.

Pengeringan merupakan proses penghilangan sejumlah air dari material. Dalam

pengeringan, air dihilangkan dengan prinsip perbedaan kelembaban antara udara

pengering dengan bahan yang dikeringkan. Material biasanya dikontakkan dengan udara

pengering yang kemudian terjadi perpindahan massa air dari material ke udara pengering

Heater

Saluran buang uap

Penampung hasil

Cyclone

Spray dryer : cyclone

(Rohman, 2008). Cara pengeringan yang dilakukan pada prinsipnya adalah dengan

menurunkan kelembaban nisbi udara yaitu dengan mengalirkan udara panas di sekeliling

bahan sehingga tekanan uap air bahan lebih besar daripada tekanan uap air di udara.

Perbedaan ini akan menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara.

Pengeringan juga didefinisikan sebagai suatu operasi teknik yang mengubah air

dalam suatu padatan atau bahan semi padat menjadi hasil dengan kadar air yang sangat

rendah. Perbedaan antara penguapan (evaporation) dan pengeringan yaitu pada

pengeringan terjadi penghilangan air dalam jumlah besar daripada penguapan. Pada

penguapan, air di dihilangkan pada titik didihnya sedangkan pada pengeringan, air dapat

dihilangkan dengan menggunakan media pembawa berupa gas. Pengeringan terjadi

karena adanya daya dorong (driving force) yang berupa perbedaan konsentrasi air pada

bagian dalam dengan bagian luar padatan dan perbedaan konsentrasi air pada lapisan

udara di permuakaan padatan yang jenuh dengan uap air dengan udara luar yang tak

jenuh (Treybal, 1985)

Tujuan pengeringan bahan adalah sebagai sarana pengawetan makanan atau

memperpanjang umur simpan produk. Dengan mengurangi kadar air maka

mikroorganisme yang mengakibatkan kerusakan makanan tidak dapat tumbuh dan hidup

pada bahan yang berkadar air rendah. Selain itu reaksi enzimatis juga tidak dapat

berlangsung tanpa kehadiran air. Tujuan selanjutnya adalah untuk meminimumkan biaya

distribusi bahan/produk yang telah dikeringkan, karena berat dan ukurannya lebih kecil

(Rohman, 2008).

Kelemahan pengeringan bahan antara lain yaitu menjadikan bahan rapuh.

Berkurangnya kadar air ini menyebabkan bahan menjadi kering dan rapuh sehinngga

dalam kondisi tertentu perlu penanganan yang tepat agar keutuhan bahan dapat terjaga.

Selain itu bahan yang dikeringkan juga dianggap memiliki mutu yang lebih rendah. Hal

ini terjadi akibat berubahnya struktur fisiko kimia bahan seperti rusak atau hilangnya

sebagian atau seluruh nutrisi penting yang awalnya terkandung dalam bahan. Browning

dan kerusakan komponen tertentu salah satunya terjadi akibat pemanasan,sehingga terjadi

perubahan yang tak diinginkan. Di samping itu, bahan hasil pengeringan memerlukan

perlakuan tambahan sebelum dikonsumsi. Beberapa produk seperti mi instan harus diolah

terlebih dahulu sebelum dikonsumsi.

Pada praktikum ini dijelaskan proses pengeringan. Secara umum, proses

pengeringan air pada bahan yaitu terjadinya pelepasan ikatan air dari komponen padat

bahan yang terjadi akibat perbedaan kelembaban antara bahan dan lingkungan (mesin

pengering). Air yang telah telepas ini kemudian berdifusi ke permukaan bahan lalu

mengalami kontak dengan panas. Air tesebut selanjutnya menguap dan pindah ke udara.

Mekanisme pengeringan menurut Rohman (2008) terjadi akibat adanya dua

proses yang berlangsung simultan. Pertama adalah perpindahan energi dari lingkungan

untuk menguapkan air yang terdapat di permukaan bahan. Perpindahan energi dari

lingkungan ini dapat berlangsung secara konduksi, konveksi, radiasi, atau kombinasi

ketiganya. Proses ini dipengaruhi oleh temperature, kelembaban, laju, dan arah aliran

udara, bentuk fisik padatan, luas permukaan kontakdengan udara, dan tekanan. Proses ini

merupakan proses penting selama tahap awal pengeringan ketika air tidak terikat (air

bebas) dihilangkan. Penguapan yang terjadi pada permukaan padatan dikendalikan oleh

peristiwa difusi uap dari permukaan padatan ke permukaan padatan ke lingkungan

melalui lapisan film tipis udara Proses lainnya adalah adanya perpindahan massa air yang

terdapat dalambenda ke permukaan. Ketika terjadi penguapan pada permukaan padatan,

terjadi perbedaan temperature sehingga air mengalir dari bagian dalam ke permukaan

bahan padat. Struktur bahan tersebut akan menetukan mekanisme aliran internal air.

Faktor yang mempengaruhi pemgeringan terbagi dua yaitu yang berhubungan

dengan udara pengering seperti suhu, kecepatan allir udara pengering, dan kelembaban

udara, sedangkan faktor yang berhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan berupa

ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial bahan. Suhu yang makin tinggi dan

ecepatan alir udara yang makin cepat akan menyebabkan proses pegeringan berlangsung

lebih cepat. Makin tinggi suhu udara pengering maka makin besar energi panas yang

dibawa udara sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang diuapkan. Kecepatan alir

udara yang tinggi juga akan mengakibatkan makin cepatnya massa uap air yang

dipindahkan dari bahan ke atmosfer. Kelembaban udara juga merupakan faktor yang

mempengaruhi kecepatan pengeringan bahan. Jika kelembaban udara pada lingkungan di

luar bahan tinggi maka perbedaan tekanan uap air di dalam dan di luar bahan menjadi

kecil sehingga perpindahan uap air akan terhambat.

Pada praktikum ini juga dijelaskan beberapa faktor lain yang juga dapat

mempengaruhi kecepatan pengeringan bahan, yaitu sifat fisik kimia bahan (bentuk,

ukuran, komposisi, kadar air), bahan yang memiliki ketebalan lebih besar akan lebih lama

dikeringkan, selain itu, bahan dengan komposisi kimia seperti air yang banyak juga akan

lebih lama dikeringkan. Faktor selanjutnya adalah pengaturan bahan dalam mesin

pengering, yaitu jika dilakukan penumpukan bahan maka proses pengeringan akan

cenderung lebih lama dibanding jika bahan tak ditumpuk satu sama lain. Sifat fisik

lingkungan sekitar seperti kelembaban, suhu, kecepatan udara, dan RH. Karakteristik dan

efisiensi mesin pengering juga memperngaruhi kecepatan pengeringan. Efisiensi mesin

yang baik akan memberikan proses pengeringan yang berlangsung lebih cepat.

Menurut Rusli (2012), proses pengeringan dapat diklasifikaskan menjadi

beberapa kelompok. Proses pengeringan berdasarkan suhu dan tekanan dalam ruang

pengeringnya terdiri dari pengeringan atmosfir (biasa), pengeringan vakum, dan

pengeringan beku. Pengeringan pada tekanan atmosfer yang berlangsung pada tekanan

sekitar 1 atm/1 bar dan pada suhu ruang, terjadi jika panas dipindahan dari udara kering

atau dari permukaan benda (seperti logam) yang dipanaskan dan kontak langsung dengan

bahan sehingga air dari bahan dipindahkan ke udara. Pengeringan yang terjadi secara

vakum dilakukan apabila pindah panas dilangsungkan pada tekanan rendah (hampa

udara) sehingga air lebih mudah meguap pada suhu yang lebih rendah (biasaya

berlangsung secara konduksi atau radiasi). Pengeringan beku (freeze drying) yaitu

pengeringan dengan cara mensublimasi air dari fasa padat langsung menjadi uap air

dengan pengaturan suhu dan tekanan yang memungkinkan proses sublimasi terjadi.

Alat pengering hampa udara biasanya digunakan untuk mengeringkan bahan

yang peka terhadap suhu tinggi seperti sari buah dan larutan pekat lainnya. Perpindahan

panas berlangsung secara radiasi dan konveksi dengan uap air yang langsung

diembunkan.m pengeringan akan berlangsung cepat pada suhu rendah. Pemanasan terjadi

dengan memasukkan udara panas ke dalam ruang pengering melalui lubang yang terdapat

pada tiap rak. Bahan yang ditebarkansetipis mungkin akan mengalami penguapan danuap

yang terbentuk akan diisap dengan eyektor uap.

Pada pengeringan beku, kemungkinan kerusakan bahan akan sangat kecil karena

pada suhu yang sangat rendah, sangat kecil peluang terjadinya kebusukan. Oleh karena

itu bahan hasil pengeringan akan memiliki bentuk yang hampir sama dengan bentuk

bahan basahnya. Pada pengeringan beku, perpindahan panas terjadi dengan konduksi,

radiasi, atau keduanya. Pengeringan ini berlangsung pada suhu dan tekanan yang sangat

rendah sehingga air bahan tetap dapat membeku di bawah titik tripel air. Dalam keadaan

itu, air bahan yang membeku dapat langsung diuapkan tanpa mencair terlebih dahulu.

Untuk menjaga agar tetap terjadi sublimasi, laju pindah panas harus tetap rendah. Laju

pindah panas yang tinggi menyebabkan suhu bahan menjadi naik dan berada di atas tititk

tripel air sehingga es akan mencair. Suhu tinggi juga akan merusak permukaan bahan

yang dikeringkan. Contoh aplikasi pengeringan bekua adalah pengeringan ikan.

Diketahui bahwa ikan yang dikeringkan dengan pengeringan beku memiliki mutu na

lebih yang lebih baik daripada ikan yang dikeringkan dengan cara lain. Ikan lebih ringan

karena lebih banyak air yang keluar dan lebih tahan lama. Proses pengeringan dengan

metode ini dapat berlangsung lebih cepat,namun penerapannya masih terbatas karena

kurang ekonomis (Anonim, 2011).

Pengelompokkan proses pengeringan selanjutnya adalah berdasarkan

mekanisme pindah panas yang terjadi. Berdasarkan hal ini maka dikenal pengeringan

konvektif, konduksi, pengeringan infra merah, dan pengeringan gelombang mikro.

Pengeringan konvektif terjadi dengan adanya udara panas yang dihantarkan ke bahan.

Pengeringa konduksi terjadi jika energi panas dihantarkan pada bahan secara kontak

langsung melalui media lempeng logam. Pengeringan infra merah berlangsung melalui

radiasi dari sumber gelombang electromagnet yang membawa energi panas (radiasi).

Sedangkan pengeringan gelombang mikro terjadi jika gelombang mikro dihantarkan ke

bahan sehingga muncul energi panas.

Pengeringan juga digolongkan berdasarkan jenis mesinnya, yaitu pengeringan

adiabatik dan non adiabatic. Pengeringan adiabatic terjadi jika panas yang digunakan

untuk mengeringkan bahan mengalami kontak langsung dengan bahan yang akan

dikeringkan, contohnya adalah pada drum dryer, dimana terjadi perpindahan panas secara

konduksi. Pengeringan non adiabatic terjadi jika energi panas tidak kontak langsung

dengan bahan yang dikeringkan. Contohnya adalah pada pengeringan menggunakan

gelombang mikro (microwave).

Klasifikasi mesin pengering berdasarkan jenis bahan yang dikeringkan yaitu

pengering bahan padat dan pasta serta pengering untuk bahan cair. Pengering unutk

bahan padat dan pasta terdiri dari pengering rak, pengering konveyor, pengering rotary,

pengering flash, dan pengering fluidized bed. Pengering bahan cair terdiri dari spray dan

drum dryer.

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 (Anonim, 2008)

Komponen dalam spray dryer; (Anonim, 2012)

AtomizerAtomizer  merupakan bagian terpenting pada spray drier dimana memiliki fungsi untuk

menghasilkan droplet dari cairan yang akan dikeringkan. Droplet yang terbentuk akan didistribusikan (disemprotkan) secara merata pada alat pengering agar terjadi kontak dengan udara panas. Ukuran droplet yang dihasilkan tidak boleh terlalu besar karena proses pengeringan tidak akan berjalan dengan baik. Disamping itu ukuran droplet juga tidak boleh terlalu kecil karena menyebabkan terjadinya over heating.

ChamberChamber  merupakan ruang dimana terjadi kontak antara droplet cairan yang

dihasilkan oleh atomizer dengan udara panas untuk pengeringan. Kontak udara panas dengan droplet akan menghasilkan bahan kering dalam bentuk bubuk. Bubuk yang terbentuk akan turun ke bagian bawah chamber dan akan dialirkan dalam bak penampung.

HeaterHeater berfungsi sebagai pemanas udara yang akan digunakan sebagai

pengering. Panas yang diberikan harus diatur sesuai dengan karakteristik bahan, ukuran droplet yang dihasilkan dan jumlah droplet. Suhu udara pengering yang digunakan diatur agar tidak terjadi over heating.

CycloneCyclone berfungsi sebagai bak penampung hasil proses pengeringan. Bubuk

yang dihasilkan akan dipompa menuju Cyclone. Bag Filter

Bag Filter  berfungsi untuk menyaring atau memisahkan udara setelah digunakan pengeringan dengan bubuk yang terbawa setelah proses.

Spray dryer adalah unit peralatan untuk memproduksi yang berasal dari bahan cair yang disemprotkan kedalam ruang yang telah dialiri udara panas. Proses penyemprotan

hingga menjadi partikel halus atau lebih dikenal dengan istilah atomisasi, proses ini harus diatur ukuran partikel dan jumlah alirannya yang seimbang dengan temperature dan jumlah alirannya yang seimbang dengan temperature dan jumlah aliran udara panas-nya, sehingga dengan perpaduan pengaturan tersebut akan diperoleh kualitas dan kuantitas tepung/bubuk sesuai yang diharapkan

Spray-dryer merupakan suatu alat yang dilengkapi dengan spray-nozzle yang didesain agar slurry dapat melewati nozzle pada saat tekanan tinggi dan bertemu dengan udara panas. Proses ini akan mengubah butiran padatan tersuspensi menjadi granul halus yang memiliki ukuran sesuai dengan spesifikasi. Berdasarkan konfigurasi aliran terdapat dua tipe alat pengering yaitu parallel current dan counter current. Pada proses parallel current aliran material dan udara panas searah sementara pada counter current kedua aliran tersebut berlawanan arah. Udara buang tidak boleh dikeluarkan karena alasan regulasi maupun ekonomis, sehingga udara buang kemudian dibersihkan melalui filter di-daur ulang menuju spraying zone. Slurry yang diumpankan ke dalam spray-dryer dapat dilakukan secara partaian maupun kontinyu. Penyiapan slurry dengan metode partaian lebih baik dikarenakan metode ini memudahkan persiapan, pengendalian, pengawasan dan pengaturan bahan-bahan. Proses ini memerlukan dua tangki sehingga ketika slurry yang berasal dari salah satu tangki dipompa menuju spray  dryer, tangki yang lainnya dapat digunakan untuk mempersiapkan partaian berikutnya. Pada proses kontinyu biaya tenaga kerja dapat diminimalisasi namun diperlukan biaya pengendalian unit pengumpanan yang besar. Sebagian besar, meskipun tidak seluruhnya, menara pengering untuk bubuk umpan memiliki  pola aliran berlawanan arah dan bertipe jet-spray yang akan menghasilkan bead yang luas dengan debu yang sedikit dan bulk density medium (Parlina, 2012).

Alat pengering lainnya adalah drum dryer. Pengeringan dengan drum (Drum Drying) secara luas digunakan dalam pengeringan komersial di industri pangan untuk berbagai jenis produk makanan berpati, makanan bayi, maltodekstrin, suspensi dan pasta dengan viskositas tinggi (heavy pastes), dan dikenal sebagai metode pengeringan yang paling hemat energi untuk jenis produk tersebut. Karena terpapar pada suhu tinggi hanya dalam beberapa detik, drum drying sangat cocok untuk kebanyakan produk yang sensitif terhadap panas.

Tujuan utama dari pengeringan ini adalah memecah struktur granula pati sehingga meningkatkan daya larut (solubility) produk dan penyerapan air (water absorption) dalam air dingin pada pasta dari pati. Pengering drum dikembangkan pada awal tahun 1900-an dan hampir digunakan pada semua bahan makanan cair sebelum penggunaan pengeringan semprot. Saat ini pengering drum digunakan dalam industri makanan untuk mengeringkan berbagai produk seperti produk susu, makanan bayi, sereal, buah dan sayur, pure kentang, dan pati masak.

Dalam operasional pengeringan, cairan, bubur, atau materi yang dihaluskan diletakan sebagai lapisan tipis pada permukaan luar drum berputar yang dipanaskan oleh uap. Setelah sekitar tiga per empat dari titik  putaran, produk sudah kering dan dipindahkan dengan pisau/scraper statis. Produk kering kemudian ditumbuk menjadi serpih atau bubuk. Pengeringan drum adalah salah satu metode pengeringan yang paling hemat energi dan khususnya efektif untuk mengeringkan cairan dengan viskositas tinggi atau bubur makanan.

Pada drum dryer pengeringan terjadi akibat dua hal yaitu kontak bahan dengan dinding dan aliran uap panas yang masuk kedalam drum. Pengeringannya 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.

Proses kerja drum dryer dimulai dengan bahan dimasukkan kedalam 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 melaui suatu lubang yang

berada dibagian belakang pengering drum. Sumber panas didapatkan dari gas yang diubah menjadi uap panas dengan cara pembakaran.

Klasifikasi Drum Dryer (Marjani, 2010)

Pengering Drum diklasifikasikan menjadi 3, yaitu single drum dryer, double drum dyer, dan twin drum dryer seperti terlihat pada gambar berikut. Double drum dyer memiliki dua drum yang berputar terhadap satu sama lain pada bagian atas. Gap antara dua drum akan mengontrol ketebalan lapisan bahan yang diletakan pada permukaan drum. Twin drum dyer juga memiliki dua drum, tetapi berputar berlawan satu sama lain pada bagian atas.

Diantara tiga jenis drum dryer, single dan double drum druer paling sering digunakan untuk buah-buahan dan sayuran. Misalnya untuk keripik kentang (single drumdryer) dan pasta tomat (double drum dryer). Sedangkan twin drum druer digunakan untuk pengeringan bahan yang menghasilkan produk berupa butiran/debu.

Untuk bahan yang sensitif terhadap panas, modifikasi dengan vakum drum dryer dapat digunakan untuk mengurangi suhu/panas pengeringan. Vakum drum dryer pada prinsipnya mirip dengan drum dryer, hanya drum tertutup dalam ruang kedap udara/vakum.

Tiga komponen utama dari Drum dryer adalah : (Anonim, 2012)

1. Tangki

Fungsi : Sebagai tempat produk yang akan dikeringkan. Produk yang akan dikeringkan

ditampung dan dikumpulkan di tempat ini. Bentuk tangki dibuat sedemikian rupa agar

semua produk dapat dikeringkan dengan sempurna.

2. Drum

Fungsi : Sebagai alat pengering dimana ditempatkan uap panas ke dalam drum . Drum

mempunyai konstruksi sedemikian rupa sehingga dapat dimasukan uap panas ke

dalamnya. Saat drum berputar maka proses pengeringan yang dilakukan pada drum ini

merupakan proses pengeringan lapis batas dimana produk akan bersinggungan dengan

permukaan panas dan menempel pada drum sehingga dapat terangkut mengikuti putaran

drum. Selama pengangkutan ini kandungan air dalam produk akan menguap sehingga

saat drum berputar menyelesaikan siklus putarnya produk telah mencapai kadar air yang

diinginkan. Putaran Drum dan panas uap yang dimasukkan diatur sedemikian rupa untuk

mendapatkan produk dengan kadar air yang ditetapkan.

3. Pisau Skrap

Fungsi: Memisahkan produk yang telah kering. Produk yang diinginkan dan masih

menempel di drum dipisahkan dan ditampung ke dalam tangki keluaran. Proses

pemisahan ini dilah-ukan dengan sebuah pisau skrap yang dibentuk sedemikian rupa

sehingga dapat memisahkan produk dari drum dengan sempurna.

Alat lainnya adalah pengering tipe rak (tray dryer), merupakan pengering yang

memiliki rak-rak sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Pengeringan berlangsung

dengan adanya alira udara panas dalam ruang pengering. Selain alat pemanas udara,

terdapat pula kipas untuk megatur sirkulasi udara/membantu transfer panas dan

memungkinkan pindah massa (terbawanya uap air ke luar). Tray dryer juga dilengkapi

dengan control panel untuk mengatur suhu dan laju alir udara, trolley (untuk

mengeluarkan bahan), dan cerobong untuk sirkulasi udara. Penggunaan tray dryer ini

biasanya untuk bahan yang telah berbentuk seperti lempeng yang disusun satu lapis saja.

Contohnya adalah jahe yang telah diiris (biasanya dkeringkan sebelum dijadikan bubuk),

kentang dan singkong untuk keripik.

Gambar Tray Dryer

Flash dryer

Flash dryer merupakan alat pengering yang melakukan proses penghancuran umpan padatan basah yang dibawa untuk beberapa saat dalam aliran gas panas. Laju perpindahan panas yang dimilikinya sangat tinggi, dan pengeringan berlangsung cepat. Alat ini dapat digunakan untuk umpan yang memiliki sensitifitas terhadap panas yang cukup besar sehingga dapat mengalami kerusakan pada temperature yang tinggi, oleh karena itulah, disediakan medium pendingin.

Terkadang pelumatan terhadap umpan difungsikan juga sebagai pembentukan partikel partikel yang lebih kecil. Terdapat 2 jenis alat Flash dryer, yaitu

Spin Flash dryers: terdiri dari agitator  horizontal, yang akan mendispersikan umpan ketika umpan datang dan kontak dengan udara panas, dan kemudian dikeringkan

Cage Mill Flash dryers: terdiri dari pin berputar vertikal kotak statis. Umpan basah dimasukan ke dalam kotak berputar tempat kontak dengan udara panas. Kotak berputar tersebut mendispersikan umpan sambil melakukan pengeringan

Flash Dryer adalah sebuah instalasi alat pengering yang digunakan untuk mengeringkan adonan basah dengan mendisintregasikan adonan tersebut kedalam bentuk serbuk  dan mengeringkanya dengan mengalirkan udara panas secara berkelanjutan. Proses pengeringan yang terjadi di Flash dryer berlangsung dengan sangat cepat. kaan secara instan. Seperti asal katanya “flash” yang berarti kilat. Maka alat ini mengeringkan bahan yang dikeringkan dengan sangat cepat, dalam hitungan milisekon.

Berikut adalah skematik dari Flash Dryer

Cara Kerja Flash Dryer

Bermula dari Feed Mecanism, bahan yang akan dikeringkan dimasukan kedalam balance tank. Di dalam balance tank, bahan tersebut diaduk oleh stirer agar teragitasi yang bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan yang  homogen agar lebih mudah dialirkan pada proses selanjutnya. Setelah stirer, kemudian bahan melalui screw feeder yang akan mengangkut bahan tersebut ke dalam disintegrator. Screw Feeder inilah yang mengatur banyak sedikitnya bahan yang masuk kedalam disintegrator. Sebelum masuk kedalam disintegrator, pada ujung screw feeder, terdapat distributor, yang berbentuk "small nodule", yang berfungsi untuk memecah kembali bahan pengering agar tidak berbentuk gumpalan ketika memasuki disintegrator. Dengan adanya distributor ini, maka akan meringankan kerja disintegrator dalam memecahkan dan mengeringkan bahan. Karena setelah melewati distributor, bahan menjadi terurai kembali dan luas permukaannya juga meningkat. 

Dari Feed Mechanism, bahan memasuki proses Cage Mill Disintegrator, yang selanjutnya disebut dengan disintegrator. Jatung dari Flash Dryer adalah pada disintegrator. Pada bagian ini bahan dirubah dalam bentuk serbuk dan dipanaskan. Panas didapat dari hot air generator yang disalurkan kedalam disintegrator. Sekitar 70% pemanasan bahan terjadi didalam disintegrator. Dari disintegrator, melalui tekanan udara panas dari generator, bahan disalurkan ke drying duct. Pemanasan selanjutnya terjadi disini. Selang waktu yang dibutuhkan bahan yang dikeringkan untuk melewati dry duct sering disebut dengan residence time of drying. 

Kemudian bahan memasuki ruang yang disebut dengan cyclone untuk memisahkan antara bahan dan udara. Karena pengaruh gaya tangensial dan gravitasi, partikel-partiket tersebut jatuh kebawah dan masuk kepenampungan. Beberapa partikel yang sangat kecil terbawa oleh udara dan memasuki ruang bag filter.Disini udara dan partikel tersebut disaring kembali, sehingga udara yang keluar dari pipa pengeluaran dalam bentuk udara bersih. Partikel yang tertangkap oleh filter, disampaikan keruang penampungan bersama partikel sebelumya yang jauth pada ruang cyclone. Pada Flash

Dryer terdapat dua blower pada sisi masuk dan sisi keluar, yang berfungsi untuk mendorong dan menarik udara untuk memastikan kelancaran aliran udara didalam Flas Dryer dan agar tidak terjadi tekanan balik atau presser drop. 

Jenis pengering lain adalah fluidized bed dryer. Pengeringan ini banyak

digunakan untuk mengeringkan butiran padatan seperti biji-bijian, pupuk, bahan kimia,

obat-obatan, dan mineral. Pada pengeringan ini, bahan padatan yang akan dikeringkan

dikontakkan denga udara pengering yang bergerak dengan laju tertentu sehingga padatan

terfluidisasi, yaitu udara dan padatan bergerak sebagai suatu sistem yang dianggap seperti

fluida. Keunggulan sistem ini adalah laju transfer panas dan massa antara fase padat dan

gas relatif tinggi dibanding metode lain (Srinivasakannan, 2002).

Laju pengeringan pada unggun terfluidisasi sangat dipengaruhi oleh karakteristik

bahan dan kondisi operasi terfluidisasi. Bahan yang berpori mengalami pengeringan

dengan laju konstan dan menurun. Sebaliknya, bahan tak berpori hanya memiliki laju

pengeringan konstan. Pengetahuan tentang kinetika pengeringan sangatlah penting untuk

memperkirakan waktu pengeringan yang diperlukan untuk menurunkan kadar air sampai

tingkat yang diinginkan dan untuk menentukan kondisi pengeringan yang optimal.

Gambar Fluidezed Bed Dryer

Pengering Fluidezed bed ini ada yang open system dan close system. Pengering

dengan open system menggunakan udara dari luar sistem dengan sekali lintas saja

kemudian udara ini akan dikeluarkan kembali (tidak disikluskan). Mekanismenya adalah

udara akan masuk dari blower kemudian bergerak ke pemanas sehingga udara mengalami

kenaikan suhu. Udara ini lalu bergerak ke ruang pengering (fliud bed) untuk memanaskan

dan mengeringkan bahan. Pada tahap ini bahan terfluidisasi karena aliran udara yang

kencang. Setelah itu akan terjadi pergerakan udara ke bagian pembuangan udara ke luar

sistem. Bahan yang terbawa ini akan ditampung pada bagian cyclone.

Gambar Open System Fluidezed Bed Dryer

Pengering dengan close system menggunakan media berupa gas nitrogen yang

disikluskan dalam sistem. Mula-mula nitrogen ini akan dipanaskan dengan heater

sehingga suhunya meningkat. Nitrogen ini lalu bergerak ke ruang pengering untuk

menyerap uap air pada bahan dan mengalir ke bag filter sebagai tempat menampung

bahan yang terbawa. Nitrogen yang mengandung uap ini kemudian melepaskan uap air

pada kondensor dan kemudian nitrogen keringakan digunakan kembali dalam siklus

sistem.

Gambar Close System Fluidezed Bed Dryer

Pada praktikum ini dilakukan pengeringan susu cair menjadi bubuk dengan

spray dryer. Sebanyak 250 ml susu pasteurisasi di keringkan dengan spray dryer sehingga

diperoleh bubuk dengan massa akhir 12,36 gram. Dengan mengetahui massa jenis susu

yaitu 1,030 g/cm3 maka massa awal susu dapat dihitung. Berdasarkan hasil perhitungan,

maka diperoleh massa awal susu adalah 257,5 gram. Rendemen dihitung berdasarkan

massa akhir produk kering (bubuk) dibagi dengan massa awal bahan masuk (susu cair).

Berdasarkan hal itu diperoleh rendemen sebesar 4,8%. Rendemen yang sangat kecil ini

disebabkan karena kandunga air pada susu cair yang tinggi. Diketahui bahwa kandungan

air pada susu adalah 87,9%. Air ini akan menguap karena pengeringan yang disebabkan

adanya udara panas. Kandungan susu selain air adalah bahan kering tanpa lemak 8,65%

yang terdiri dari albumin yang mangandung kasein 2,7% dan protein 3,2%, laktosa

4,6%, serta vitamin, enzim, dan gas sebesar 0,85%. Nilai rendemen ini juga dapat

dikatakan kurang akurat mengingat adanya bahan bubuk yang tertinggal di alat.

Komponen yang menempel ini merupakan lemak susu.

Pada industri, rendemen yang diperoleh dapat sekitar 40%. Jika dibandingkan

denga hasil pengamatan kali ini, maka angka tersebut sangat jauh berbeda. Hal ini dapat

dipengaruhi oleh bernagai faktor. Antara lain adalah viskositas bahan dan konsentrasi

bahan. Bahan yang konsentrasinya zat terlarutnya lebih besar maka dapat menghasilkan

padatan yang lebih banyak. Jika dibanding dengan bahan yang konsentrasi zat terlarut

lebih kecil, berarti kandungan airnya lebih banyak sehingga saat pengeringan, air yang

teruapkan akan lebih banyak dan meninggalkan padatan lebih sedikit. Selain itu dapat

juga dipengaruhi oleh kandungan lemak susu yang tinggi sehigga banyak yang menempel

pada alat. Oleh karena itu, kebanyakan industri akan menggunakan susu skim agar

rendemennya lebih banyak karena kandungan lemaknya sedikit. Faktor lainnya efisiensi

alat pengering. Alat yang efisiensinya tinggi akan memberikan hasil rendemen yang

tinggi pula.

IV. PENUTUP

A. Kesimpulan

Dalam suatu industri, pengeringan merupakan proses yang penting untuk

menghasilkan produk tertentu. Pengeringan merupakan proses penurunan kadar air suatu

bahan sampai kadar yang diinginkan melalui operasi pindah panas dan pindah massa

yang terjadi secara simultan. Operasi ini dilakukan untuk menghasilkan produk dengan

kondisi tertentu, seperti bubuk, atau flake (seperti keripik). Selain itu tujuan lain

pengeringan adalah untuk mengawetkan bahan karena mikroorganisme tak dapat

beraktivitas, serta reaksi enzimatis tidak dapat berlangsung. Alat yang digunakan dalam

operasi pengeringan adalah spray dryer, drum dryer, tray dryer, flash dryer, dan alat

lainnya. Setiap alat ini memiliki prinsip kerja dan penggunaan yang berbeda. Spray dryer

biasanya digunakan untuk bahan cair yang akan dibubukkan seperti pembubukan susu.

Panas yang digunakan ini akan berpindah secara konveksi untuk memanaskan bahan dan

mengambil uap air bahan. Drum dryer merupakan alat pengering dengan kontak panas

secara konduksi. Secara luas digunakan dalam pengeringan komersial di industri pangan

untuk berbagai jenis produk makanan berpati, makanan bayi, maltodekstrin, suspensi dan

pasta dengan viskositas tinggi. Tray dryer adalah pengering yang mirip dengan oven

dengan adanya rak-rak yang tersusun sebagai tempat peletakkan bahan. Alat ini memiliki

blower atau kipas untuk mengatur aliran udara. Pada praktikum ini dilakukan

pembubukan susu cair dengan spray dyer. Rendemen yang diperoleh adalah 4.8% dan

jauh berbeda dengan rendemen umumnya yaitu sekitar 40%. Faktor yang mempengaruhi

hasil rendemen pengamatan ini antara lain adalah konsentrasi zat terlarut susu, kandungan

air, kandungan lemak, dan efisiensi alat (spray dryer).

B. Saran

Pengeringan merupakan metode penting untuk menghasilkan produk dengan

karakter tertentu. Alat yang digunakan dalam operasi ini pun memiliki prinsip kerja dan

criteria bahan yang berbeda. Oleh karena itu, pemahaman mengenai prinsip kerja setiap

alat pengering perlu dikuasai agar penggunaannya tepat. Selain itu, dalam industri

diperlukan juga alat pengering dengan efisiensi tinggi agar produk atau rendemen yang

dihasilkan juga tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Teknologi Pengeringan Bahan Makanan.

http://majarimagazine.com/2008/12/teknologi-pengeringan-bahan-makanan/ [27 Mei

2012]

Anonim. 2011. Teknik Pegawetan dengan Pengeringan dan Pengasapan.

http://fpik.bunghatta.ac.id [24 Mei 2012]

Anonim. 2012. Drum Drying. http://agungluqman-online.blogspot.com/2012/02/drum-drying.html [27 Mei 2012]

Anonim. 2012. Metode Pengeringan dengan Menggunakan Spray Dryer.

http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/05/21/metode-pengeringan-dengan-

menggunakan-spray-dryer-continuous-drying/ [27 Mei 2012]

Fauzian, A. 2012. Flash Dryer. http://anggafauzian.blogspot.com/2012/03/flash-dryer.html [27 Mei 2012]

Marjani. 2010. Teknologi Pengeringan Drum Drying. http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/ [27 Mei 2012]

Parlina, L. 2012. Dryer for Food. http://iinparlina.wordpress.com/ragam-teknologi/teknologi-

pangan/dryer-for-food/ [27 Mei 2012]

Rohman, Saepul. 2008. Teknologi Pengeringann Bahan Makanan. http://majarimagazine.com [24

Mei 2012]

Rusli, Meika Syahbana. 2012. Slide Kuliah : Drying. Bogor : Dept. Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian IPB.

Srinivisakannan, C and Balasubramaniam, N. 2002. A Simplified Approach to The Drying of

Solids in a Batch Fluidised Bed. Braz. J. Chem. Eng, 19, pp. 293-298.

Treybal, RE. 1985. Mass-Transfer Operation 3 ed. Tokyo : McGraw-Hill International Book

Company.