pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal …

PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING

DAN TEBAL BAHAN TERHADAP

KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS

PADA PEMBUATAN TEPUNG TEMPE

MENGGUNAKAN PENGERING BAKI

CHE184650.04 Penelitian

Disusun untuk memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar

Sarjana di bidang Ilmu Teknik Kimia

Oleh :

Violentha Dwi Saputri

(6216018)

Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, A.P.U

Susiana Prasetyo S., S.T., M.T.

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

BANDUNG

2020

ii

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL : PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING DAN TEBAL BAHAN

TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS

PADA PEMBUATAN TEPUNG TEMPE MENGGUNAKAN

PENGERING BAKI

CATATAN:

Telah diperiksa dan disetujui,

Bandung, 9 Januari 2020

Pembimbing 1, Pembimbing 2,

Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, A.P.U Susiana Prasetyo S., S.T., M.T.

iii

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

SURAT PERNYATAAN

Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Violentha Dwi Saputri

NRP : 6216018

dengan ini menyatakan bahwa penelitian dengan judul :

PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING DAN TEBAL BAHAN

TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS

PADA PEMBUATAN TEPUNG TEMPE MENGGUNAKAN PENGERING BAKI

adalah hasil pekerjaan saya, dan seluruh ide, pendapat materi dari sumber lain; telah

dikutip dengan cara penulisan referensi yang sesuai.

Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan jika pernyataan ini tidak sesuai

dengan kenyataan, maka saya bersedia menanggung sanksi sesuai peraturan yang berlaku.


Violentha Dwi Saputri

(6216018)

iv

LEMBAR REVISI

JUDUL : PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING DAN TEBAL BAHAN

TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS PADA

PEMBUATAN TEPUNG TEMPE MENGGUNAKAN PENGERING BAKI

CATATAN:

Telah diperiksa dan disetujui,


Penguji 1 Penguji 2,

Hans Kristianto S.T., M.T. Kevin Cleary Wanta, S.T., M.Eng.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan

rahmat-Nya sehingga proposal penelitian yang berjudul “Pengaruh Laju Alir Udara

Pengering dan Tebal Bahan Terhadap Koefisien Perpindahan Massa dan Panas pada

Pembuatan Tepung Tempe Menggunakan Pengering Baki” ini dapat diselesaikan dengan

baik. Proposal penelitian ini dibuat untuk melengkapi salah satu tugas akhir dari Jurusan

Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Univeritas Katolik Parahyangan, Bandung.

Proses pembuatan proposal penelitian ini tidaklah mudah, namun pada akhirnya

proposal penelitian ini dapat diselesaikan. Keberhasilan dari proposal penelitian ini tidak

dapat tercapai tanpa bantuan dan dukungan dari orang-orang terkasih, baik secara langsung

maupun tidak langsung. Maka dari itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Tuhan Yesus yang selalu menyertai, melindungi, memberikan jalan, memberikan

kesabaran dan ketekunan dalam menyelesaikan proposal penelitian ini;

2. Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, A.P.U dan Susiana Prasetyo S., S.T., M.T. selaku dosen

pembimbing yang telah membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan

proposal penelitian ini; serta

3. Orang tua, Daniel S. dan teman-teman yang selalu memberikan dukungan, semangat,

penghiburan, dan bantuan yang sangat berguna selama proses penyusunan proposal

penelitian ini.

Meskipun penulis berharap proposal penelitian ini tidak memiliki kekurangan,

tetapi penulis menyadari bahwa proposal penelitian ini jauh dari sempurna. Oleh karena

itu, penulis mengharapkan masukan serta kritik dan saran untuk pengembangan proposal

penelitian ini agar dapat bermanfaat bagi penelitian selanjutnya.


Penulis

vi

DAFTAR ISI

COVER……………………… ................................................................................. ...i

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................................... ..i

SURAT PERNYATAAN.......................................................................................... .iii

LEMBAR REVISI .................................................................................................... ..iv

KATA PENGANTAR .............................................................................................. ...v

DAFTAR ISI ………………………………………………………………………..vi

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... ...x

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………….xiv

INTISARI……..........................................................................................................xvi

ABSTRACT ………………………………………………………………….......xvii

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... ...1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1

1.2 Tema Sentral Masalah Penelitian ........................................................... 2

1.3 Identifikasi Masalah Penelitian .............................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 3

1.5 Premis ......................................................................................................... 4

1.6 Hipotesis ..................................................................................................... 4

1.7 Manfaat penelitian ..................................................................................... 4

BAB II TINJUAN PUSTKA .................................................................................... ...8

2.1 Kedelai ........................................................................................................ 8

2.1.1 Biji Kedelai ............................................................................... 9

2.1.2 Manfaat Biji Kedelai ............................................................... 12

2.2 Tempe ....................................................................................................... 12

2.2.1 Mikrobiologi Fermentasi Tempe............................................. 13

2.2.2 Mekanisme Fermentasi Tempe ............................................... 14

2.2.3 Kandungan Nutrisi Tempe ..................................................... 18

2.3 Pengeringan .............................................................................................. 20

2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan ...................................................... 20

2.3.2 Kesetimbangan Fasa Uap dan Fasa Cair dalam Pengeringan . 25

2.3.3 Mekanisme Pengeringan ......................................................... 26

2.3.4 Pengering Baki ........................................................................ 28

vii

BAB III BAHAN DAN METODE PENELITAIN ................................................... 30

3.1 Bahan ........................................................................................................ 30

3.2 Peralatan ................................................................................................... 30

3.3 Prosedur Penelitian .................................................................................. 31

3.4. Rancangan Percobaan ............................................................................ 33

3.5 Analisis ..................................................................................................... 34

3.6 Lokasi dan Jadwal Kerja Penelitian ....................................................... 35

BAB IV PEMBAHASAN..........................................................................................36

4.1 Pembuatan Tepung Tempe ..................................................................... 36

4.2 Pengaruh Kecepatan Udara Pengering dan Tebal Bahan Terhadap

Koefisien Difusi Massa pada Pengeringan Tempe Menggunakan

Pengering Baki ........................................................................................ 38

4.2.1 Koefisien Difusi Massa Zona Unsaturated Surface Drying ... 38

4.2.2 Koefisien Difusi Massa Zona Internal Movement of Moisture

Control ........................................................................................... 40

4.3 Pengaruh Kecepatan Udara Pengering dan Tebal Bahan Terhadap

Koefisien Difusi Panas pada Pengeringan Tempe Menggunakan

Pengering Baki ........................................................................................ 42

4.4 Analisa Kadar pada Tepung tempe ........................................................ 43

4.4.1 Analisa Kadar Protein ............................................................. 44

4.4.2 Analisis Kadar Lemak ............................................................. 45

BAB V KESIMPULAN ............................................................................................ 47

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 47

5.1.1 Kesimpulan Spesifik Yang Berbasis Pada Penelitian ............. 47

5.1.2 Kesimpulan Umum ................................................................. 47

5.2 Saran.......................................................................................................... 47

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... .49

LAMPIRAN A METODE ANALISA ...................................................................... .55

A.1 Analisis Kadar Air .................................................................................. 56

A.2 Analisis Kadar Protein ........................................................................... 57

A.3 Analisis Kadar Lemak ............................................................................ 60

A.3.1 Hidrolisis ................................................................................ 61

A.3.2 Ekstraksi ................................................................................. 62

LAMPIRAN B MATERIAL SAFETY DATA SHEET ........................................... .64

viii

B.1 Kalium sulfat (K2SO4) ............................................................................ 64

B.2 Larutan Natrium Hidroksida (NaOH) ................................................... 65

B.3 Fenolftalein .............................................................................................. 66

B.4 Larutan Asam Klorida (HCl) ................................................................. 67

B.5 Larutan Asam Sulfat (H2SO4)................................................................ 67

B.6 H3BO3 ....................................................................................................... 68

B.7 Katalis CuSO4.5H2O ............................................................................... 68

B.8 Indikator Fenolftalein ............................................................................. 69

B.9 Indikator Metil Merah ............................................................................ 70

B.10 AgNO3 .................................................................................................... 70

B.11 Indikator Heksana ................................................................................. 71

LAMPIRAN C DATA PENELITIAN DAN DATA ANTARA .............................. 73

C.1 Analisa Kadar Tempe dan Tepung Tempe ........................................... 73

C.1.1 Kadar Protein .......................................................................... 73

C.1.2 Kadar Lemak .......................................................................... 73

C.2 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa ................................... 74

C.2.1Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal

0,6 cm dan Kecepatan Udara 11,8 m/s ................................................. 74

C.2.2 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal

0,6 cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ............................................. 75













C.2.9 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa variasi Tebal


C.3 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas ................................... 83

ix

C.3.1 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas Variasi Tebal










C.3.6 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas variasi Tebal 0,2

cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ................................................... 88





C.3.9 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa variasi Tebal


LAMPIRAN D GRAFIK .......................................................................................... 92

D.1 Kurva Pengeringan ................................................................................. 92

D.2 Grafik Pengaruh Variasi Kecepatan Udara Pengering dan Tebal

Bahan pada Koefisien Perindahan Panas dan Koefisien Peprindahan

Massa ....................................................................................................... 96

D.3 Grafik Pengaruh Variasi Kecepatan Udara Pengering dan Tebal

Bahan Kadar Tepung Tempe................................................................. 98

LAMPIRAN E CONTOH PERHITUNGAN .......................................................... 99

E.1 Penentuan hy dan kya ............................................................................. 99

E.2 Penentuan Kadar Protein ........................................................................ 99

E.3 Penentuan Kadar Lemak ...................................................................... 100

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Konsumsi dan produksi kacang kedelai ……………………………………….1

Tabel 1.2 Konsumsi tempe per kapita di Indonesia……………………………………….2

Tabel 1.3 Premis pengeringan pengering baki…………………………………………....6

Tabel 2.1 Kandungan gizi pada tiap 100 g kacang kedelai………………………………..9

Tabel 2.2 Kandungan pada kulit kacang kedelai…………………………………………10

Tabel 2.3 Kandungan pada katiledon kedelai…………………………………………….11

Tabel 2.4 Kandungan nutrisi pada tempe dan kedelai……………………………………18

Tabel 2.5 Kandungan nutrisi tepung tempe………………………………………………19

Tabel 3.1 Ukuran pengering baki di laboratorium rekayasa reaksi kimia……………….30

Tabel 3.2 Variasi kecepatan udara terhadap bukaan keran blower………………………31

Tabel 3.3 Rancangan percobaan penelitian………………………………………………33

Tabel 3.4 Tabel analisis varians (ANOVA)……………………………………………...34

Tabel 3.5 Jadwal kerja penelitian………………………………………………………...35

Tabel 4.1 Koefisien perpindahan massa, ky pada pengeringan tempe menggunakan

pengering baki……………………………………………………………… ..38

Tabel 4. 2 Analisis varian (ANOVA) pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal

koefisien perpindahan massa, ky zona unsaturated surface drying pada

pengeringan tempe menggunakan pengering baki .......................................... 39

Tabel 4.3 Analisis varian (ANOVA) pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal bahan

terhadap koefisien perpindahan masa ky internal movement of moisture control

pembuatan tepung tempe .................................................................................. 41

Tabel 4.4 Koefisien perpindahan panas pada penelitian pembuatan tepung tempe ........... 42

Tabel 4.5 Analisis varian (ANOVA) pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal bahan

terhadap koefisien perpindahan panas hy……………………………………..42

Tabel 4.6 Kadar protein tepung tempe ................................................................................ 44

Tabel 4.7 Analisis varian (ANOVA) kecepatan udara dan tebal bahan terhadap perolehan

kadar protein tepung tempe .............................................................................. 44

Tabel 4.8 Kadar lemak tepung tempe ................................................................................. 45

Tabel 4. 9 Analisis varian (ANOVA) kecepatan udara dan tebal bahan terhadap perolehan

kadar lemak tepung tempe ................................................................................ 45

Tabel A.1 Standar minimum dan maksimum komposisi tempe ........................................ .55

xi

Tabel A.2 Standart mutu untuk tepung Tempe ................................................................... 55

Tabel C.1 Kadar protein tempe .......................................................................................... .73

Tabel C.2 Kadar protein tepung tempe ............................................................................... 73

Tabel C.3 Kadar lemak tempe ............................................................................................ 73

Tabel C.4 Kadar Lemak tepung tempe ............................................................................... 73

Tabel C.5 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara

11,8 m/s .......................................................................................................... 74

Tabel C.6 Nilai koefisien perpindahan massa pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan

udara 11,8 m/s ................................................................................................ 74


12,8 m/s .......................................................................................................... 75

Tabel C.8 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan

udara 12,8 m/s ................................................................................................ 75


10,8 m/s .......................................................................................................... 76


udara 12,8 m/s ................................................................................................ 76


10,8 m/s .......................................................................................................... 77


udara 10,8 m/s ................................................................................................ 78


11,8 m/s .......................................................................................................... 78


udara 11,8 m/s ................................................................................................ 79


12,8 m/s .......................................................................................................... 79


udara 12,8 m/s ................................................................................................ 80


11,8 m/s .......................................................................................................... 80

xii


udara 11,8 m/s ................................................................................................ 81


10,8 m/s .......................................................................................................... 81


udara 11,8 m/s ................................................................................................ 82


10,8 m/s .......................................................................................................... 82


udara 11,8 m/s ................................................................................................ 83

Tabel C.23 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 11,8 m/s 83

Tabel C.24 Nilai koefisien perpindahan massa pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan

udara 11,8 m/s ................................................................................................ 84


Tabel C.26 Nilai koefisien perpindahan panas pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan

udara 12,8 m/s ................................................................................................ 85


Tabel C.28 Nilai koefisien perpindahan panas pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan

udara 12,8 m/s ................................................................................................ 85




Tabel C.32 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan

udara 11,8 m/s ................................................................................................ 87


udara 11,8 m/s ................................................................................................ 88


udara 12,8 m/s ................................................................................................ 88


udara 12,8 m/s ................................................................................................ 89


udara 11,8 m/s ................................................................................................ 89

xiii

Tabel C. 37 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s90

Tabel C. 38 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan

udara 10,8 m/s ................................................................................................ 90

Tabel C. 39 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara 12,8 m/s91

Tabel C. 40 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan

udara 12,8 m/s ................................................................................................ 91

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian biji kacang kedelai ......................................................................... 11

Gambar 2.2 Perpindahan panas dan massa dalam pengeringan padatan ........................ 22

Gambar 2.3 Jenis kandungan air pada pengeringan ........................................................ 26

Gambar 2.4 Kurva karakteristik pengeringan ................................................................. 27

Gambar 3.1 Alat utama pengering baki .......................................................................... 30

Gambar 3.2 Pengeringan tempe menggunakan pengering baki ....................................... 32

Gambar 4.1 Kurva pengeringan ...................................................................................... .36

Gambar 4.2 Tepung tempe hasil penelitian dengan variasi tebal tempe .......................... 37

Gambar 4.3 Profil pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap

koefisien perpindahan masa, ky zona unsaturated surface drying pada

pengeringan tempe menggunakan pengering baki ...................................... 39

Gambar 4.4 Profil Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap

koefisien perpindahan masa ky internal movement of moisture control

pembuatan tepung tempe ............................................................................. 41

Gambar 4.5 Profil pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap

koefisien perpindahan panas hy pembuatan tepung tempe .......................... 43

Gambar A.1 Analisis kadar air moisture analyzer ........................................................... .57

Gambar A.2 Analisis kadar protein................................................................................... 59

Gambar A.3 Hidrolisis lemak ........................................................................................... 62

Gambar A.4 Ekstraksi lemak ........................................................................................... 63

Gambar D.1 Kurva pengeringan variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 11,8 m/s .... .92

Gambar D.2 Kurva pengeringan variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 12,8 m/s ..... 92








xv

Gambar D.10 Profil pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap

koefisien peprindahan massa zona unsaturated surface drying (ky) .................................. 96

Gambar D.11 Profil Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap

koefisien peprindahan massa zona internal movement of moisture control (ky) ................. 97

Gambar D.12 Profil Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap

koefisien perpindahan panas (hy) ........................................................................................ 97

Gambar D.13 Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap kadar protein

tepung tempe........................................................................................................................ 98

Gambar D.14 Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap kadar lemak

tepung tempe…………….................................................................................................... 98

xvi

INTISARI

Tempe merupakan salah satu produk pangan hasil fermentasi biji kacang kedelai

menggunakan kapang Rhizopus oligosporus yang diminati karena memiliki kandungan

antioksidan dan protein yang tinggi, mudah dicerna, serta harganya murah. Namun tempe

memiliki umur simpan yang sangat singkat, yaitu 2 (dua) hari sehingga produk inovasi

tempe menjadi salah satu alternatif pengawetan sekaligus peningkatan nilai tambah produk

tempe tanpa mengubah flavor tempe itu sendiri. Tepung tempe memiliki keunggulan

dibandingkan tepung kedelai. Kandungan antioksidan, yaitu isoflavon tepung tempe lebih

tinggi dibandingkan tepung kedelai. Pembuatan tepung tempe dilakukan menggunakan

metode pengeringan baki; di mana difusi massa dan panas terjadi secara simultan. Laju

pengeringan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi nilai koefisien perpindahan

massa dan panas yang dapat dimanfaatkan untuk proses scale up alat pengering baki pada

industri tepung tempe.

Pembuatan tepung tempe menggunakan metode pengeringan baki. Pembuatan

tepung tempe menggunakan rancangan percobaan dua faktor faktorial dengan

memvariasikan laju alir udara pengering sebanyak 3 (tiga) level, yaitu: 10,8; 11,8; 12,8

m/s dan tebal tempe sebanyak 3 (tiga) level, yaitu: 2; 4; 6 mm dengan 2 (dua) replikasi.

Respon yang diamati berupa kadar air (gravimetri), kadar lemak (soxhlet), kadar protein

(Kjedhal) dan koefisien perpindahan massa dan koefisien perpindahan panas.

Hasil penelitian menunjukan bahwa pengecilan ukuran tempe memberikan

pengaruh pada warna tepung tempe yang lebih coklat akibat adanya browning disaat proses

pengeringan. Menaikan kecepatan udara pengering dan pengecilan ukuran tempe

memberikan pengaruh pada nilai koefisien perpindahan massa zona unsaturated surface

drying (ky), sedangkan zona internal movement of moisture control tidak memberikan

pengaruh. Menaikan kecepatan udara pengering tidak memberikan pengaruh pada nilai

koefisien perpindahan panas hy, dan tebal bahan 0,4 cm memberikan hasil yang ideal pada

nilai koefisien perpindahan panas (hy). Menaikan kecepatan udara pengering memberikan

penurunan 0,6 % kadar protein dan 0,3 % kadar lemak antara bahan baku dan tepung

tempe.

Kata kunci: tempe, pengeringan, koefisien perpindahan massa dan panas

xvii

ABSTRACT

Tempeh is one of the fermented soybean food products using Rhizopus oligosporus

mold which is demanded because of its high antioxidant and protein content, is easy to

digest, and low in price. However, tempeh has a very short shelf life, which is 2 (two) days

so that the innovative tempeh product becomes one of the alternative preservatives while

increasing the added value of tempeh products without changing the flavor of tempeh

itself. Tempeh flour has several advantages compares to soy flour. The content of

antioxidants, namely isoflavones of tempeh flour is higher than soy flour. The making

process of tempeh flour is done using the tray drying method; where mass and heat

diffusion occur simultaneously. The drying rate is one of the factors that influences the

value of mass and heat transfer coefficients that can be used in the scale up process of

drying tray in the tempeh flour industry.

Making tempeh flour using the tray drying method. Making tempe flour using two

factorial design factors by varying the drying air flow rate by 3 (three) levels, namely:10,8;

11,8; 12.8 m /s and tempe thickness of 3 (three) levels, namely: 2; 4; 6 mm with 2 (two)

replications. The responses observed were water content (gravimetric), fat content (soxhlet), protein content (kjedhal) and mass transfer coefficient and heat transfer

coefficient.

The results showed that the reduction in the size of tempeh had an effect on the color

of the tempeh flour which became more brown due to browning during the drying process.

Increasing drying air velocity and the reduction in tempeh size have an effect on the mass

transfer coefficient value of the unsaturated surface drying zone (ky), while the internal

movement of moisture control zone has no effect. Increasing in the speed of the drying air

has no effect on the value of the heat transfer coefficient (hy), and the thickness of the

material 0.4 cm gives an ideal result on the value of the heat transfer coefficient (hy).

Increasing in drying air velocity gives a 0.6% decrease in protein content and 0.3% fat

content between raw material and tempeh flour.

Keywords: tempeh, drying, mass and heat transfer coefficient

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan ekonomi di negara-negara berkembang telah mengubah pola

konsumsi penduduknya, dari pangan penghasil energi ke pangan penghasil protein. Oleh

karena itu, kebutuhan protein baik nabati maupun hewani akan terus meningkat seiring

dengan bertambahnya penduduk, urbanisasi dan peningkatan pendapatan. Salah satu

komoditas pangan penghasil protein nabati yang dikenal masyarakat adalah kedelai

(Silitonga, et al., 1996). Kedelai mengandung kadar asam amino lisin dan metionin yang

apabila dikonsumsi dapat meningkatkan kinerja sel otak. Industri makanan tradisional

berbasis bahan baku kedelai di Indonesia sangat digemari dan diterima karena kandungan

gizinya yang tinggi (mengandung protein sebesar 34%) dan harganya terjangkau (relatif

lebih murah di bandingkan dengan protein hewani) oleh semua kalangan masyarakat

(Ignatius, 2012).

Kebutuhan kedelai di Indonesia sangat tinggi tetapi tidak diiringi dengan produksi

kacang kedelai yang dapat memenuhi kebutuhan masyarakat Indonesia. Bahkan, laju

produktivitas kedelai di Indonesia mengalami penurunan 5,0 % setiap tahunnya dan sisi

lain laju konsumsi kedelai mengalami peningkatan sebesar 7,3 % setiap tahunnya.

Produksi dan konsumsi kacang kedelai di Indonesia disajikan pada Tabel 1.1 berikut:

Tabel 1.1 Konsumsi dan produksi kacang kedelai (Sudaryanto & Swastika, 2016 )

Tahun Konsumsi Produksi

2013 2.247,27 709,92

2014 2.301,29 698,49

2015 2.355,92 687,24

2016 2.411,12 676,18

Berdasarkan data tersebut produk pangan berbasis kedelai sangat diminati masyarakat

Indonesia, salah satunya adalah tempe. Tempe adalah produk yang diperoleh dari

fermentasi biji kacang kedelai menggunakan Rhizopus oligosporus. Keunggulan yang

diperoleh dari pengolahan kedelai menjadi tempe adalah peningkatan nilai gizi dan

digestibility serta pengurangan senyawa antinutrisi. Tempe bukan hanya memiliki nilai gizi

2

yang tinggi tetapi juga memiliki efek antioksidan. Antioksidan tersebut berperan melawan

radikal bebas sehingga menghambat proses penuaan dan penyakit degeneratif

(atherosklerosis, jantung koroner, diabetes mellitus, dan kanker) (Astuti, 2000). Faktor II

(6,7,4-trihidroksi isoflavon) merupakan antioksidan turunan isoflavon yang tidak

terkandung dalam kedelai; memiliki antioksidan 10 kali lebih besar dibandingkan dengan

vitamin A (Handayani, et al., 2009). Konsumsi tempe per kapita dari tahun 2011-2016 di

indonesia disajikan pada Tabel 1.2 berikut:

Tabel 1.2 Konsumsi tempe per kapita di Indonesia (BPS, 2014)

Tahun Tempe (kg/ tahun)

2011 4,9640

2012 4,8222

2013 4,8222

2014 4,7279

2015 4,7473

2016 4,9995

Umur simpan tempe sangat singkat. Salah satu inovasi yang dilakukan untuk

memperpanjang umur simpan tempe adalah pengeringan menghasilkan hasil akhir berupa

tepung tempe (Steinkraus, et al., 1965). Tepung tempe dapat digunakan pada proses

pengolahan makanan sebagai zat aditif untuk meningkatkan kadar protein pada bahan

makanan tersebut. Proses pengeringan melibatkan perpindahan massa dan panas secara

konveksi dan konduksi. Faktor utama yang mempengaruhi proses pengeringan dalam

pengering baki adalah distribusi aliran udara panas yang merata di atas baki (Misha, et al.,

2013). Kajian nilai koefisien perpindahan panas (hy) dan koefisien perpindahan massa (ky)

menjadi acuan penentuan laju pengeringan yang dapat digunakan untuk estimasi scale up

proses pembuatan tepung tempe skala industri.

1.2 Tema Sentral Masalah Penelitian

Tempe merupakan sumber protein yang tinggi, tetapi memiliki umur simpan yang

singkat. Salah satu inovasi yang dapat dilakukan untuk memperpanjang umur tempe adalah

pembuatan tepung tempe menggunakan metode pengeringan baki dengan tetap

mempertahankan nutrisi dan flavor tempe. Dalam pengeringan, difusi massa dan panas

terjadi secara simultan dan menjadi penentu laju pengeringan secara keseluruhan. Kajian

3

perpindahan massa dan panas dalam pengeringan tempe menjadi produk tepung tempe

belum tersentuh padahal merupakan salah satu penentu efisiensi tidaknya proses

pengeringan tersebut. Koefisien perpindahan massa dan panas yang merupakan salah satu

parameter penting penentu laju pengeringan sekaligus diperlukan untuk scale up alat

dalam industri tepung tempe. Penelitian ini mencoba untuk mengkaji difusi massa dan

panas pada pengeringan tempe menjadi tepung tempe menggunakan pengering baki

dengan menentukan koefisien perpindahan massa dan panas proses pengeringan tersebut.

1.3 Identifikasi Masalah Penelitian

Berdasarkan studi pustaka yang telah dilakukan, dirumuskan identifikasi masalah

penelitian sebagai berikut :

1. Bagimana pengaruh laju alir udara panas terhadap nilai koefisien perpindahan panas

dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan

pengering baki?

2. Bagaimana pengaruh tebal tempe terhadap nilai koefisien perpindahan panas dan

koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan pengering

baki?

3. Bagaimana pengaruh interaksi laju alir udara panas dan tebal tempe terhadap nilai

koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan

tepung tempe menggunakan pengering baki?

4. Apakah tepung tempe yang dihasilkan menggunakan metode pengering baki

mempunyai kadar protein dan kadar lemak yang telah memenuhi standar (SNI)?

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini secara umum adalah mengkaji difusi massa dan panas pada

pembuatan tepung tempe menggunakan pengering baki. Secara khusus, penelitian ini

bertujuan untuk:

1. Mengetahui pengaruh laju alir udara panas terhadap nilai koefisien perpindahan panas

dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan

pengering baki.

4

2. Mengetahui pengaruh tebal tempe terhadap nilai koefisien perpindahan panas dan

koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan pengering

baki.

3. Mengetahui pengaruh interaksi laju alir udara panas dan tebal tempe terhadap nilai

koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan

tepung tempe menggunakan pengering baki.

4. Mengetahui tepung tempe yang dihasilkan menggunakan metode pengering baki

mempunyai kadar protein dan kadar lemak yang telah memenuhi standar (SNI)?

1.5 Premis

Pembuatan tepung tempe jarang memiliki studi pustaka, oleh karena itu studi

pustaka yang dilakukan didekatkan dengan proses pengeringan menggunakan alat

pengering baki dengan bahan baku yang berbeda. Studi pustaka disajikan pada Tabel 1.3.

1.6 Hipotesis

Berdasarkan studi pustaka yang telah dilakukan dan identifikasi masalah yang

dirumuskan; disusun beberapa hipotesis berikut:

1. Laju udara pengering semakin tinggi, nilai koefisien massa akan semakin besar yang

disebabkan terjadinya kontak antara sampel dengan udara pengering secara kontinyu

yang menyebabkan terjadinya driving force perbedaan konsentrasi antara udara

pengering dan bahan yang semakin tinggi (Velic, et al., 2004).

2. Laju udara pengering semakin tinggi, nilai koefisien panas akan semakin besar yang

disebabkan terjadinya kontak antara sampel dengan udara pengering secara kontinyu

yang menyebabkan perpindahan panas konveksi secara kontinyu menghasilkan driving

force perbedaan temperatur semakin tinggi (Velic, et al., 2004).

3. Semakin tipis tebal irisan tempe, nilai koefisien perpindahan massa dan panas semakin

besar yang disebabkan proses difusi pada permukaan bahan ke udara pengering akan

lebih besar sehingga massa air pada bahan semakin kecil (Pratiwi & Suharto, 2015).

1.7 Manfaat penelitian

Penelitian ini diharapkan bermanfaat bagi masyarakat untuk memperoleh hasil

produk tepung tempe yang berkualitas dan memiliki daya simpan yang lama. Bagi

5

pemerintah, penelitian ini dapat membantu memberikan informasi terhadap alternatif

pengolahan produk berbahan dasar kacang kedelai yang memiliki potensi besar untuk

meningkatkan devisa negara dan memberi kontribusi masukan ilmiah tentang Standar

Nasional Indonesia (SNI) pembuatan tepung tempe. Bagi industri, penelitian ini

diharapkan dapat memberikan informasi mengenai proses pengeringan yang baik dan

efisien dengan memberikan data koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan

massa sehingga scale up alat untuk industri tepung tempe dapat dilakukan.

6

Tabel 1.3 Premis penelitian terkait pengeringan bahan pangan menggunakan pengering baki

Peneliti Bahan baku Pre-treatment

Pengeringan

Hasil Laju alir udara

pemanas (m/s) Tebal bahan

Temperatur

(oC)

Waktu

Ratti &

Crapiste

Kentang putih Pencucian

Pengecilan

ukuran

1,5

4 x 1 mm 40 65

(rentang 5 oC)

72 jam Nilai hc tertinggi diperoleh pada

pengeringan wortel dengan temperatur

65oC sebesar 41,0 93,2 Watt/m

2K

Wortel 5 x 1 mm

Slice

Apel merah Silinder

(Moreira,

2001)

Tortila chip Pengecilan

ukuran

Pengorengan

0,7 2 mm 145

22

menit)

Nilai koefisien perpindahan panas 100

w/m2K

Velic, et

al.,2004

Apel Pengupasan

Pengecilan

ukuran

Stabilisasi

(T= T ruangan)

0,64

20x20x5mm 60 10

Nilai hc tertinggi diperoleh pada laju

alir 2,75 m/s sebesar 44,30wat/m2K

dan nilai koefisien efektif difusi

sebesar 3,02 x10-9

m2/s

1,00

1,50

2,00

2,50

2,75

7

Tabel 1.4 Premis penelitian terkait pengeringan bahan pangan menggunakan pengering baki (lanjutan)

Peneliti Bahan baku Pre-treatment

Pengeringan

Hasil Laju alir udara

pemanas (m/s) Tebal bahan

Temperatur

(oC)

Waktu

(jam)

Pratiwi &

Suharto,

2015

Susu kedelai

Pembentukan busa

dan emulsifitas

Penstabilan busa

Konduktor panas

Homogenisasi

12,3 1,2,3 mm

50

3,33

Kondisi operasi terbaik dan

memenuhi SNI adalah pada

temperatur pengeringan 50 oC

dengan tebal lapisan susu kedelai

1mm dengan kadar air 4,61%, kadar

protein 23,37% dan kadar lemak

22,94% dan koefsien perpindahan

massa 186,5089 diperoleh pada

tween 80 (15)

60

65

70

Bialobrze

wski, 2006

Apel

Pencucian

Pengecilan ukuran

3m/s 4,8x4,9x2

cm 81

oC 3,33

Nilai hc terbaik adalah 11,9W/m2K,

nilai ky terbaik adalah 5,9x10-6

m/s

dan nilai koefisien efektif adalah

3,10x10-9

m2/s

pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal …

Documents