makalah drum dryer

8/10/2019 Makalah Drum Dryer

1/15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kendala dalam hal peningkatan produksi salah satunya disebabkan oleh

proses pengeringan, karena masih mengandalkan sinar matahari. Sehingga

ketergantungan pada kondisi iklim saat pengeringan, menjadikan persoalan tersendiri.

Ini mengakibatkan tidak bisa mengoptimalkan kapasitas produksi, karena proses

pengeringan tergantung pada intensitas cahaya matahari, yang memerlukan tempat

yang sangat luas. Selain itu, higienis produk juga menjadi faktor yang tidak

diperhatikan oleh mitra. Selama ini mitra melakukan proses penurunan kadar air

pakan dengan menjemur di bawah sinar matahari selama lebih kurang 3-4 hari. Proses

pengeringan secara konvensional yang dilakukan memiliki beberapa kelemahan yaitu

rendahnya higienitas produk, konsumsi waktu pengeringan dan intensitas matahari

yang tidak merata sepanjang hari. Hal ini mempengaruhi proses produksi yang

menurunkan kualitas produk.

Salah satu penyebab kerusakan bahan dan produk agroindustri adalah

kerusakan mikrobiologis. Kerusakan ini disebabkan karena banyaknya sumber energi

yang terkandung dalam bahan pertanian, seperti protein dan karbohidrat. Kedua

sumber energi ini yang memicu tumbuhnya mikroba. Selain itu faktor kandungan air

yang terkandung dalam bahan juga salah satu keadaan yang disukai oleh

mikroorganisme.

Alat pengering dapat dikelompokkan menjadi dua, berdasarkan jenis bahan

yang dikeringkan, yaitu pengering bahan padat dan pasta, seperti pengering rak,

pengering konveyor, pengering rotary, pengering flash, pengering beku, dan

pengering fluidized bed; pengering bahan cair, seperti spray dryer dan drum dryer.

Banyaknya jenis alat pengeringan memerlukan pengetahuan yang cukup

untuk menentukan penggunaan alat pengeringan dan prosedurnya sesuai jenis

bahan/produk yang akan dikeringkan.


2/15

Oleh karena hal tersebut maka dibuat alat-alat pengering yang digunakan

untuk mengeringkan bahan yang tidak tergantung pada matahari, sebagai seorang

sarjana teknik kimia kita perlu mengetahui proses, cara kerja, kelebihan dan

kekurangan alat-alat pengering tersebut.


3/15

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Drum dryer

Pengeringan merupakan salah satu unit operasi energi paling intensif dalam

pengolahan pasca panen. Unit operasi ini diterapkan untuk mengurangi kadar air

produk seperti berbagai buah-buahan, sayuran, dan produk pertanian lainnya setelah

panen. Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan

yang memerlukan panas untuk menguapkan air dari permukaan bahan tanpa

mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Dasar dari proses pengeringan adalah

terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara

dan bahan yang dikeringkan. Laju pemindahan kandungan air dari bahan akan

mengakibatkan berkurangnya kadar air dalam bahan tersebut.

Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga

mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah

yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan ini air diuapkan

menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang akan

dikeringkan. Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik

didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang antar-muka bahan

padat-gas dengan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut medium

pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus

membawa air keluar. Air juga dapat dipisahkan dari bahan padat, secara mekanik

menggunakan cara pengepresan sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal,

dengan penguapan termal ataupun dengan metode lainnya. Pemisahan air secara

mekanik biasanya lebih murah biayanya dan lebih hemat energi dibandingkan dengan

pengeringan.

Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan

kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini,

kandungan uap air udara lebih sedikit atau udara mempunyai kelembaban nisbi yang

rendah sehingga terjadi penguapan. Kemampuan udara membawa uap air bertambah


4/15


5/15

ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat pengeringan

umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris

terlebih dulu. Hal ini terjadi karena:

a. pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan

permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan

sehingga air mudah keluar.

b. 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.

2. 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.

3. 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


6/15

baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin

cepat uap air terbawa dan teruapkan.

4. 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.

5. 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.

2.3 Prinsip Dasar Pengeringan

Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan

pindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di

transfer dari medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air,

uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium

sekitarnya. Proses ini akan menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer

melalui struktur bahan selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus di

sediakan untuk menguapkan air dan air harus mendifusi melalui berbagai macam

tahanan agar supaya dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama

proses pengeringan tergantung pada bahan yang di keringkan dan cara pemanasan

yang digunakan. Makin tinggi suhu dan kecepatan aliran udara pengeringan makin


7/15

cepat pula proses pengeringan berlangsung. Makin tinggi suhu udara pengering,

makin besar energi panas yang di bawa udara sehingga makin banyak jumlah massa

cairan yang di uapkan dari permukaan bahan yang dikeringkan. Jika kecepatan aliran

udara pengering makin tinggi maka makin cepat massa uap air yang dipindahkan dari

bahan ke atmosfer. Kelembaban udara berpengaruh terhadap proses pemindahan uap

air. Pada kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan uap air didalam dan diluar

bahan kecil, sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan keluar menjadi

terhambat. Pada pengeringan dengan menggunakan alat umumnya terdiri dari tenaga

penggerak dan kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol. Sebagai sumber

tenaga untuk mengalirkan udara dapat digunakan blower. Sumber energi yang dapat

digunakan pada unit pemanas adalah tungku, gas, minyak bumi, dan elemen pemanas

listrik.

Proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air maka perlu

terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan

yang meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya

dan molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan

dengan kadar air dan aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan

kelembaban relatif dan kelembaban mutlak.

2.4 Mekanisme Pengeringan

Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah

sebagai berikut:

1. Air bergerak melalui tekanan kapiler.

2. Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian

bahan.

3. Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-

lapisan permukaan komponen padatan dari bahan.

4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.


8/15

2.5 Sistem Kerja Drum Dryer

Drum dryer umumnya terdiri dari satu atau dua silinder berongga yang

dipasang horizontal yang terbuat dari besi cor bermutu tinggi atau stainless steel,

bingkai penunjang, sistim aliran produk, dan scraper. Diameter drum berkisar antara

0,5 6 m dan panjang antara 1 6 m (sesuai skala produksi). Tiga komponen utama

dari Drum dryer adalah :

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.


9/15

Dalam operasional pengering drum, ada 4 hal yang harus diperhatikan, yaitu:

Tekanan uap-panas atau suhu media pemanas

Kecepatan putaran

Ketebalan film

Sifat umpan, yaitu konsentrasi padatan, reologi dan suhu (Devahastin,

2001).

Sistem 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%.

Dalam kondisi ideal, kapasitas penguapan maksimum pengering drum dapat

mencapai 80 kg H2O/hr m2. Pengering drum dapat menghasilkan produk pada

tingkat antara 5 kg/ hr m2 dan 5 kg/ hr m2, tergantung pada jenis makanan, kadar air

awal dan akhir, serta kondisi operasional lainnya.Beberapa permasalahan yang timbul pada drum dryer yang mengakibatkan

kinerja pengeringan yang tidak konsisten antara lain:

terjadi fluktuasi kadar air dan ketebalan bahan

akumulasi noncondensable gas dalam tabung yang mempengaruhi

keseragaman pengeringan

suhu permukaan drum mungkin berbeda-beda sepanjang drum.

2.6 Metode Umum Pengeringan

Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara

yang berbeda. Proses pengeringan dapat dikelompokkkan sebagai:


10/15

1. Batch; bahan dimasukkan ke dalam peralatan pengering dan pengering

berlangsung selama periode waktu tertentu.

2. Kontinu; bahan ditambahkan secara terus-menerus ke dalam pengering dan

bahan kering dipindahkan secara terus-menerus.

2.7 Klasifikasi Drum Dryer

Pengering Drum diklasifikasikan menjadi 3, yaitu single drum dryer, double

drum dyer, dan twin drum dryer seperti terlihat pada gambar berikut.

Gambar 2.1(a)single drum dryerdan (b) double drum dryer


11/15

Gambar 2.2(a) driving systemdan (b)feeding system

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 dryer juga memiliki dua drum,

tetapi berputar berlawan satu sama lain pada bagian atas.

Diantara tiga jenis drum dryer, single dan double drum dryer paling sering

digunakan untuk buah-buahan dan sayuran. Misalnya untuk keripik kentang (single

drumdryer) dan pasta tomat (double drum dryer). Sedangkan twin drum dryer

digunakan untuk pengeringan bahan yang menghasilkan produk berupa butiran/debu.

Untuk bahan yang sensitif terhadap panas, modifikasi dengan vacum drum

dryer dapat digunakan untuk mengurangi suhu/panas pengeringan. Vacum drum

dryer pada prinsipnya mirip dengan drum dryer, hanya drum tertutup dalam ruang

kedap udara/vakum.

2.8 Metode Feeding

Metode penyaluran bahan produk pada permukaan drum berbeda-beda,

tergantung pada susunan drum, konsentrasi zat padat, viskositas, dan kemampuan


12/15

membasahi pada bahan. Untuk skala industri, pengeringan drum menggunakan 5

metode penyaluran bahan (feeding) yaitu, roll feed, nip feed, pencelupan,

penyemprotan, dan percikan.

Gambar 2.3Berbagai metode feeding dalam drum dryer:

(a) roll feed; (b) nip feed; (c) dip feed;(d) spray;

dan (e) splash. (Tang,et al,2003)

(a)

Roll feed : digunakan baik pada single maupun double drum dryer. Metode ini

efektif pada bahan yang viscous dan kental. Multirolls sering digunakan untuk

meningkatkan ketebalan film,sehingga throughput juga meningkat. Jarak

antara drum dengan rolls dapat diatur secara individu. Kecepatan putar rolls

dapat sama atau tidak sama dengan kecepatan putar drum. Metode roll feeding


13/15

kadang-kadang digunakan bersamaan dengan teknik feeding lainnya untuk

menghasilkan karakteristik pengeringan yang diinginkan pada beberapa

produk tertentu.

(b)Nip feed : merupakan metode feeding paling sederhana. Hanya digunakan

dalam double drum dryer. Cocok digunakan untuk mengeringkan lapisan tipis

seperti susu dan whey. Nip feeding menggunakan jarak yang dapat diatur

antara 2 drum untuk mengontrol ketebalan film. Keseragaman distribusi

umpan (feed) sepanjang drum merupakan hal yang perlu diperhatikan pada

metode feeding ini.

(c)

Dip feed : digunakan pada single maupun double drum dryer. Dengan metode

ini, drum sebagian tenggelam dalam tray dan produk dalam tray melekat pada

permukaan drum yang berputar. Cocok digunakan pada bahan berupa

suspensi padatan dan untuk menghindari terjadinya penggumpalan bahan

dalam tray.

(d)Spray feeding : bahan yang akan dikeringkan dikabutkan dengan nozzle ke

permukaan drum. Nozzle dapat berada di bagian bawah drum atau lokasi lain.

Kuantitas produk ditentukan oleh sistem nozzle.

(e)Splash feeding : metode ini khusus digunakan pada bahan yang mempunyai

laju sedimentasi yang tinggi. Dapat digunakan pada single maupun double

drum dryers.

Keuntungan penggunaan rotary/drum dryersebagai alat pengering adalah :

1. Dapat mengeringkan baik lapisan luar ataupun dalam dari suatu padatan

2. Penanganan bahan yang baik sehingga menghindari terjadinya atrisi

3.

Proses pencampuran yang baik, memastikan bahwa terjadinya proses

pengeringan bahan yang seragam/merata

4. Efisiensi panas tinggi

5. Operasi sinambung

6. Instalasi yang mudah


14/15

7. Menggunakan daya listrik yang sedikit

Kekurangan dari penggunaan pengering drum diantaranya adalah :

1. Dapat menyebabkan reduksi kuran karena erosi atau pemecahan

2. Karakteristik produk kering yang inkonsisten

3. Efisiensi energi rendah

4. Perawatan alat yang susah

5. Tidak ada pemisahan debu yang jelas

http://westryantindaon.blogspot.com/2013/07/pengeringan.html

http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-

drum-drying/
http://westryantindaon.blogspot.com/2013/07/pengeringan.htmlhttp://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://westryantindaon.blogspot.com/2013/07/pengeringan.html


15/15

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/06/15/metode-

pengeringan-rotary-dryer/ . 11 November 2014

Tindaon, W. 2013. Pengeringan. http:// westryantin daon .blogspot.com/2013/07/

pengeringan.html. 11 November 2014

Luqman, A. 2012. http://agungluqman-online.blogspot.com/2012/02/drum-

drying.html. 11 November 2014

Marjani, 2010. http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-

drum-drum-drying/.11 November 2014

Tindaon, W. 2013. Pengeringan. http:// westryantin daon .blogspot.com/2013/07/

pengeringan.html. 11 November 2014
http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/06/15/metode-http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://adimarjani.wordpress.com/2010/09/15/teknologi-pengeringan-drum-drum-drying/http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/06/15/metode-

makalah drum dryer

Documents