MAKALAH

PERALATAN INDUSTRI PROSES II

PERALATAN PENGERINGAN (DRYER)

Disusun oleh :1. Fitria Wulansari

2. Icha Sri Wahyuni

Kelompok : Delapan (8)

Kelas : 3 KA

Dosen Pengasuh : Meilianti, S.T.,M.T

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2013/2014

BAB 1

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Pengeringan zat padat adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan

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

yang dapat diterima. Pengeringan biasanya merupakan langkah terakhir dari sederetan

operasi dan hasil pengeringan biasanya merupakan langkah terakhir dari sederetan operasi,

dan hasil pengeringan biasanya siap dikemas. Pemisahan air dari bahan padat dapat dilakukan

dengan memeras zat tersebut secara mekanik sehingga air keluar, dengan pemisah

sentrifugal, atau dengan pengauapan termal. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih

murah biayanya, sehingga biasanya kandungan zat cair itu diturunkan terlebih dahulu

sebanyak-banyaknya dengan cara mekanik sebelum diumpankan ke dalam pengering termal.

Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan

lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama sekali (bone dry). Pada

umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air sebagai air terikat. Zat padat yang

akan dikeringkan biasanya terdapat dalam bentuk serpih (flake), bijian (granule), kristal

(crystal), serbuk (powder), lempeng (slab), atau lembaran sinambung (continous sheet)

dengan sifat-sifat yang berbeda satu sama lain. Zat cair yang akan diuapkan mungkin terdapat

pada permukaan zat padat seperti pada kristal; dapat pula seluruh zat cair terdapat di dalam

zat padat seperti pada pemisahan pelarut dari lembaran polimer; atau dapat pula sebagian zat

cair sebagian di luar dan sebagian di dalam. Umpan pengering mungkin berupa zat cair di

mana zat padat melayang sebagai partikel, atau dapat pula berbentuk larutan. Hasil

pengeringan ada yang tahan terhadap penanganan mekanik kasar dan berada dalam

lingkungan yang sangat panas, ada pula yang memerlukan penanganan hati-hati pada suhu

rendah atau sedang. Perbedaan pengering terutama terletak dalam hal cara memindahkan zat

padat di dalam zona pengering dan dalam proses perpindahan kalornya.

PERMASALAHAN

Permasalahan yang akan dibahas dari makalah ini adalah :

1. Pengertian peralatan pengeringan ?

2. Bagaimana peralatan- peralatan pengeringan dalam industri?

3. Bagaimana cara kerja dari peralatan pengeringan?

TUJUAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam makalah ini adalah :

1. Dapat mengerti dan memahami pengertian peralatan pengeringan

2. Dapat mengerti dan memahami peralatan pengeringan

3. Dapat mengerti dan memahami prinsip kerja dari peralatan pengeringan

BAB 2

PEMBAHASAN

1. PENGERTIAN DRYER

Pada umumnya, pengeringan (drying) zat padat berarti pemisahan sejumlah

kecil air atau zat cair lain dari bahan padat, sehingga mengurangi kandungan sisa zat

cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima. Pengeringan

biasanya merupakan langkah terakhir dari sederetan operasi dan hasil pengeringan

biasanya siap untuk dikemas.

Pemisahan air atau zat cair lain dari zat padat dapat dilakukan dengan

memeras zat cair itu secara mekanik hingga keluar, atau dengan pemisahan sentrifugal

atau dengan penguapan secara termal. Kandungan zat cair di dalam bahan yang

dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. Kadang- kadang bahan yang tidak

mengandung zat cair sama sekali disebut kering tulang ( bone dry). Namun pada

umumnya, zat padat masih mengandung sedikit zat cair. Garam meja yang telah

dikeringkan, misalnya, mengandung kira- kira 0,5% air, batu kering kira-kira 4% dan

kasein kira- kira 8%. Pengeringan adalah suatu istilah yang relative dan hanya

mengandung arti bahwa terdapat pengurangan kadar zat cair dari suatu nilai awal

menjadi suatu nilai akhir yang dapat diterima.

2. KLASIFIKASI PENGERING

Ada pengeringan yang beroperasi secara kontinue ( sinambung ) dan ada pula

yang secara tumpak (batch). Pada bebrapa proses pengeringan, zat padatnya boleh

dikatakan tidak diaduk. Untuk mengurangi suhu pengeringan, bebrapa pengeringan

beroperasi dalam vakum. Beberapa pengeringan dapat menangani segala jenis bahan,

tetapi pada yang sangat terbatas dalam hal umpan yang dapat ditanganinya.

Pembagian pokok dalam klasifikasi pengeringan :

a. Pengeringan – pengeringan dimana zat padat itu bersentuhan langsung

dengan gas panas ( biasanya udara ).

b. Pengeringan- pengeringan dimana kalor berpindah ke zat padat dari

suatu medium luar, misalnya uap, biasanya melalui permukaan logam

yang bersentuhan dengan zat padat itu ( pengering adiabatic ) dan

dimana perpindahan kalor berlangsung dari suatu medium luar

(Pengering monoadiabatic ) tetapi pada beberapa unit terdapat

gabungan pengeringan adiabatik dan nonadiabatik. Pengering ini

biasanya disebut pengeringan langsung- tak langsung ( direct- indirect

dryer ).

3. CARA PENANGANAN ZAT PADAT DALAM PENGERING

Kebanyakan pengering industri menangani zat padat butiran pada sebagian

atau keseluruhan siklus pengeringannya, ada juga yang mengeringkan benda- benda

besar seperti barang- barang keramik atau lembaran polimer.

Dalam pengeringan adiabatik, zat padat itu bersentuhan dengan gas menurut salah

satu dari cara berikut :

a. Gas ditiupkan melintas permukaan hamparan atau lembaran zat padat, atau

melintas satu atau kedua sisi lembaran atau film sinambung. Proses ini disebut

pengeringan dengan sirkulasi silang ( cross- circulation drying ).

b. Gas ditiupkan melalui hamparan zat padat butiran kasar yang ditempatkan di

atas ayak pendukung. Cara ini disebut pengeringan sirkulasi tembus ( through

– circulation drying ). Sebagaimana juga dalam hal pengeringan sirkulasi

silang di sini pun kecepatan gas harus rendah untuk mencegah terjadinya

pembawa ikutan ( entertainment ) terhadap zat padat.

c. Zat padat disiramkan ke bawah melalui suatu arus gaya yang bergerak

perlahan- lahan ke atas, kadang – kadang dalam hal ini terdapat pembawa

ikutan yang tidak dikehendaki daripada partikel halus oleh gas.

d. Gas dialirkan melalui zat padat dengan kecepatan yang cukup untuk

memfluidisasikan hamparan. Dalam hal ini tidak dapat dihindarkan terjadinya

pembawa ikutan partike; - partikel yang halus.

e. Zat padat seluruhnya dibawa ikut dengan arus gas kecepatan tinggi dan di

angkut secara pneumatik dari peranti pencampuran ke pemisah mekanik.

Dalam pengeringan nonadiabatic, satu- satunya gas yang harus dikeluarkan

ialah uap air atau zat pelarut, walaupun kadang- kadang sejumlah kecil “gas

penyapu’’( sweep gas ), biasanya udara atau nitrogen dilewatkan juga melalui unit itu.

Pengering- pengering non adiabatik dibeda- bedakan terutama menurut caranya zat

padat itu berkontak dengan permukaan panas atau sumber kalor lainnya.

a. Zat padat dihamparkan diatas suatu permukaan horizontal yang stasioner atau

bergerak lambat dan dimasak hingga kering. Pemanasan permukaan itu dapat

dilakukan dengan listrik atau dengan fluida perpindahan kalor seperti uap atau

air panas. Atau pemberian kalor itu dapat pula dilakukan dengan pemansan

radiasi yang ditempatkan diatas zat padat itu.

b. Zat padat itu bergerak di atas permukaan panas, yang biasnaya terbentuk

silinder, dengan bantuan pengaduk atau konveyor sekrup ( screw conveyor )

atau kon veyor dayung ( paddle conveyor ).

c. Zat padat penggelincir dengan gaya gravitasi di atas permukaan panas yang

miring atau dibawa naik bersama permukaan itu selama suatu waktu tertentu

dan kemudian dilundurkan lagi kesuatu lokasi baru.

4. FAKTOR- FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGERINGAN

Pada proses pengeringan selalu diinginkan kecepatan pengeringan yang

maksimal. Oleh karena itu perlu dilakukan usaha–usaha untuk mempercepat pindah

panas dan pindah massa (pindah massa dalam hal ini perpindahan air keluar dari

bahan yang dikeringkan dalam proses pengeringan tersebut). Ada beberapa faktor

yang perlu diperhatikan untuk memperoleh keepatan pengeringan maksimum, yaitu :

1. Luas permukaan

Semakin luas permukaan bahan yang dikeringkan, maka akan semakin cepat

bahan menjadi kering. Biasanya bahan yang akan dikeringkan dipotong–

potong untuk mempercepat pengeringan.

2. Suhu

Semakin besar perbedaan suhu (antara medium pemanas dengan bahan yang

dikeringkan), maka akan semakin cepat proses pindah panas berlangsung

sehingga mengakibatkan proses penguapan semakin cepat pula. Atau semakin

tinggi suhu udara pengering, maka akan semakin besar energi panas yang

dibawa ke udara yang akan menyebabkan proses pindah panas semakin cepat

sehingga pindah massa akan berlangsung juga dengan cepat.

3. Kecepatan udara

Umumnya udara yang bergerak akan lebih banyak mengambil uap air dari

permukaan bahan yang akan dikeringkan. Udara yang bergerak adalah udara

yang mempunyai kecepatan gerak yang tinggi yang berguna untuk mengambil

uap air dan menghilangkan uap air dari permukaan bahan yang dikeringkan.

4. Kelembaban udara

Semakin lembab udara di dalam ruang pengering dan sekitarnya, maka akan

semakin lama proses pengeringan berlangsung kering, begitu juga sebaliknya.

Karena udara kering dapat mengabsorpsi dan menahan uap air. Setiap bahan

khususnya bahan pangan mempunyai keseimbangan kelembaban udara

masing–masing,  yaitu kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak

akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air

dari atmosfir.

5. Tekanan atm dan vakum

Pada tekanan udara atmosfir 760 Hg (=1 atm), air akan mendidih pada suhu

100ºC. Pada tekanan udara lebih rendah dari 1 atmosfir air akan mendidih

pada suhu lebih rendah dari 100°C.

6. Waktu

Semakin lama waktu (batas tertentu) pengeringan, maka semakin cepat proses

pengeringan selesai. Dalam pengeringan diterapkan konsep HTST (High

Temperature Short Time), Short time dapat menekan biaya pengeringan.

(Rohanah, A.,2006).

5. PERALATAN PENGERING

Peralatan pengering yang sering digunakan dalam industri terdiri dari dua

kelompok yaitu :

Pengeringan zat padat dan tapal ( pasta )

Pengeringan zat padat dan tapal terdiri dari pengeringan talam ( tray dryer )

dan pengeringan konveyor- tabir ( screen- conveyor dryer ) untuk bahan –

bahan yang tidak boleh diaduk dan pengeringan menara ( tower dryer ),

pengeringan putar ( rotary dryer ), pengeringan konveyor sekrup ( screw

conveyor dryer ), pengeringan hamparan- fluidisasi ( fluid- bed dryer ) dan

pengeringan kilat ( flash dryer ), dimana pengadukan boleh dilakukan.

a. Pengeringan ( Tray Dryer )

Pengeringan ini terdiri dari sebuah ruang dari logam lembaran yang berisi

dua buah truk yang mendukung rak- rak H. Setiap rak mempunyai sejumlah

talam dangkal, kira- kira 30-in persegi dan tebal 2 sampai 6- in, yang penuh

dengan bahan yang akan dikeringkan. Udar panas disirkulasikan pada

kecepatan 7 sampai 15 ft/dt diantara talam dengan bantuan kipas C dan motor

D, mengalir melalui pemanas E. Sekat- sekat G membagikan udara itu secara

seragam di atas susunan talam tadi. Sebagian udara basah diventilasikan keluar

melalui talang pembuang B, sedang udara segar masuk melalui pemasuk A.

Rak – rak itu disusun di atas roda truk 1, sehingga pada akhir siklus

pengeringan truk itu dapat ditarik keluar dari kamar itu dan dibawa ke stasiun

penumpahan talam.

Pengeringan talam yang tertera pada gambar sangat bermanfaat bila laju

prosuksi kecil. Alat ini dapat digunakan untuk pengeringan segala bahan,

tetapi karena memerlukan tenaga kerja untuk pemuatan dan pengosongan,

baiya operasinya agak mahal. Alat ini biasanya diterapkan untuk pengeringan

bahan- bahan bernilai tinggi seperti zat warna atau bahan farmasi.

Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat biasanya

lambat dan siklus pengeringan pun panjang: 4 sampai 48 jam per tumpak.

Kadang- kadang digunakan juga sirkulasi tembus, namun cara ini biasnya

tidak ekonomis dan bahkan tidak perlu pada pengering tumpak, karena

pemendekan siklus pengeringan tidaklah akan mengurangi biaya tenaga kerja

yang diperlukan untuk setiap tumpak. Namun, penghematan energinya

mungkin cukup berrati.

Pengeringan talam dapat beroperasi dalam vakum, kadang- kadang dengan

pemanasan tak- langsung. Talam itu mungkin terletak di atas plat- plat logam

bolongyang dilalui uap atau air panas atau kadang- kadang mempunyai ruang

lagi untuk fluida pemanas. Uap dari zat padat dikeluarkan dengan ejector atau

pompa vakum. Pengering beku terdiri sublimasi air dari es pada vakum tinggi

pada suhu di bawah 0 C. Hal ini dilakukan di dalam suatu pengeringan piring

vakum khusus untuk mengeringkan vitamin dan berbagai hasil yang peka

panas.

b. Pengering Konveyor- Tabir

Lapisan bahan yang akan dikeringkan setebal 1 sampai 6 – in diangkut

secara perlahan- lahan di atas tabir logam melalui kamar atau terowongan

pengering. Kamar itu terdiri dari sederetan bagian terpisah yang masing-

masing mempunyai kipas dan pemanas udaranya sendiri. Pada ujung masuk

pengering itu, udara biasanya mengalir ke atas melalui tabir dan zat padat,

didekat ujung keluar, dimana bahan itu sudah kering dan mendebu, udara

dikeluarkan ke bawah melalui tabir. Suhu dan kelembapan mungkin tidak

sama pada masing- masing bagian itu, sehingga terdapat kondisi pengeringan

yang optimum pada setiap titik.

Pengering konveyor- tabir biasanya mempunyai lebar 6 ft (2 m) dan

panjang 12 sampai 150 ft ( 4 sampai 50 m ), dengan waktu pengeringan 5

sampai 120 menit. Ukuran anyaman tabir itu kira- kira 30 mesh. Bahan- bahan

bijian kasar, beserpih atau bahan berserat dapat dikeringkan dengan sirkulasi

tembus tanpa sesuatu perlaukan pendahuluan dan tanpa ada bahan yang lolos

melalui tabir. Akan tetapi, tapal dan ampas saring yang halus- halus harus

dipracetak terlebih dahulu untuk dapat ditangani dengan pengering konveyor

tabir. Agregat itu biasanya tidak kehilangan bentuknya pada waktu

dikeringkan dan tidak tiris sebagai debu melalui tabir itu, kecuali dalam

jumlah yang sangat kecil. Kadang- kadang diadakan pula fasilitas untuk

memulihkan halusan- halusan yang menipis melalui tabir itu.

Pengering konveyor tabir dapat menangani berbagai zat padat secara

kontinue dan tanpa penananganan kasar, biasanya sedang, dan konsumsi uap

sangat rendah, biasanya 2lb uap per pon air yang menguap. Udara dapat

disrikulasikan ulang dan diventilasikan keluar dari masing- masing bagian

secara terpisah atau dilewatkan dari satu bagian ke bagian lain secara lawan

arah terhadap zat padat. Pengering ini sangat cocok untuk situasi dimana

kondisi pengeringan berubah banyak dengan berkurangnya kandungan

kebasahan zat padat.

c. Pengeringan menara

Pengeringan menara terdiri dari sederetan talam bundar yang dipasang

hbersusun ke awat pada suatu poros tengan yang berputar. Umpan padat

dijatuhkan pada talam teratas dab dikenakan pada arus udara panas atau gas

yang mengalir melintas talam. Zat padat itu lalu dikikis keluar dan dijatuhkan

ke talam berikut dibawahnya. Zat padat itu menempuh jalan seperti itu melalui

pengering, sampai kelaur sebagai hasil yang kering dari dassa menara. Aliran

zat padat dan gas itu bisa searah dan bisa pula berlawanan arah.

d. Pengering putar

Pengering putar seperti terdapat dalam gambar terdiri dari sebuah

selongsong berbentuk silinder yang perputar horizontal atau agak miring ke

bawah ke arah luar. Umpan basah masuk dari sautu ujung silinder, bahan itu

keluar dari ujung yang satu lagi. Pada waktu selongsong berputaar, sayap-

sayap yang terdapat didalam mengangkat zat padat itu dan menyiramkannya

ke bawah melalui bagian dari selongsong. Pengering putar dapat dipanaskan

dengan kontak langsung gas dengan zat padat , dengan gas panas yang

mengalir melalui mantel luar atau dengan uap kondensasi diseperangkat

tabung longitudinal yang dipasangkan pada permukaan dalam selongsong.

Jenis yang dirancang sedemikian rupa dinamakan pengering putar tabung uap.

Dalam penegring putar langsung tak langsung ( direct- indirect rotary dryer )

gas panas terlebih dahulu dilewatkan melalui mantel dan masuk kedalam

selongsong dimana gas itu berada pada kontak dengan zat padat yang

dikeringkan.

e. Pengering Turbo

Pengering turbo ialah sautu penegring menara dengan resirkulasi dalam

gas pemanas. Kipas- kipas turbin digunakan untuk mensirkulasikan udara atau

gas ke arah luar dianatra bebrapa talam, diatas elemen pemanas dan kearah

dalam diantara talam- talam lain. Kecepatan gas biasanya dalah 2 sampai 8

ft/det( n0,6 sampai 2,4 m/det ). Dua talam terbawah merupakan bagaian

pendingin untuk zat padat kering. Udara yang dipanaskan terlebih dahulu

biasanya masuk melalui bawah menara dan keluar gas dari atas sehingga

terdapat aliran bawah arah.

Pengering turbo seperti gambar berfungsi sebagian dengan

pengeringan sirkulasi silang, seperti pada pengering talam dan sebagain

dengan menyiramkan partikel- partikel melalui gas panas pada waktu partikel

– partikel itu jatuh dari satu talam ke talam berikutnya.

f. Pengering conveyor sekrup

Pengering conveyor sekrup adalah suatu pengering kontinue kalor tak

langusng yang terdiri pada pokoknya daris ebuah konveyor sekrup horizontal (

atyau konveyor daun) yang terletak di dalam suatu selongsong- bermantel

berbentuk silinder. Zat padat yang diumpankan di satu ujung diangkut

perlahan- laahn melalui zone panas yang dikeluarkan dari ujung satu lagi.

Uap yangkeluar disedot melalui pipa yang dipasang pada atap

selongsong. Selongsong itu memiliki diamter 3 sampai 24 in ( 75 sampai 600

mm ) dan panjangnya sampai 20ft( 6 in ), bila diperlukan lebih panjang

digunakan bebapa selongsong yang dipasang bersusun satu diatas yang lain.

Sering pula unit paling bawah dalam sususnan itu merupakan pendingin

dimana air atau bahan pendingin lain yang dilairkan di dlaam mantel. Itu

untuk menuruunkan suhu zat padat yang telah dikeringkan tersebut sebelum

keluar dari pengering.

Laju putar konveyor itu biasanya rendah saja, anatra 3 sampai 30

put/min. Koofisien perpindahan kalor didasarkan atas keseluruhan

permukaaan dalam selongosng, biarpun selongsong itu hanya 10 sampai 60

persen penuh. Koofisien itu bergantung pada pembebanan di dalam selongsong dan

keceoatan konveyor.

g. Pengering hamparan fluidisasi

Gambar menunjukan suatu alat pengering dimana zat padatnya

difluidisisasikan dengan gas pengering, yang banyak digunakan dalam

masalah penegringan. Partikel- partikel zat padat di fluidisasikan dengan udara

atau gas di dalam unit hamparan- hamparan ( boiling bed). Pencampuran dan

perpindahan kalor berlangsung sangat cepat.

Umpan basah masuk dari atas hamparan, hasial kering keluar dari

samping. Partikel- partiikel kecil dipanaskan pada dasarnya sampai suhu

cembul kering gas fluidisasai.

Bagian-bagian mesin pengering sistem fluidisasi:

1.    Kipas (Blower)

Kipas (Blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran udara, yang akan digunakan

pada proses fluidisasi. Kipas juga berfungsi sebagai penghembus udara panas ke

dalam ruang pengering juga untuk mengangkat bahan agar proses fluidisasi terjadi.

2.    Elemen Pemanas (heater)

Elemen Pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara sehingga

kelembaban relatif udara pengering turun, dimana kalor yang dihasilkan dibawa oleh

aliran udara yang melewati elemen pemanas sehingga proses penguapan air dari

dalam bahan dapat berlangsung.

3.    Plenum

Plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran pemasukan

udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Bagian saluran udara ini

dapat berpengaruh terhadap kecepatan aliran udara yang dialirkan, dimana arah aliran

udara tersebut dibelokkan menuju ke ruang pengering dengan bantuan sekat-sekat

yang juga berfungsi untuk membagi rata aliran udara tersebut.

4.    Ruang Pengering.

Ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan

dikeringkan ditempatkan. Perpindahan kalor dan massa uap air yang paling optimal

terjadi diruang ini.

5.    Hopper.

Hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan

ke ruang pengering.

h. Pengering kilat

Dalam pengeirng kilat dalam gambar zat padat gilingan basah diangkut

selama bebrapa detik di dalam arus gas panas. Umpan basah dimasukkan ke

dalam pencampur A, dimana ia dicampur dengan sebuah bahan keirng

secukupnya untuk membuatnya bebas mengalir.

Bahan campuran itu lalu masuk ke dalam penumbuk palu n( hammer

mill) yang disapu dari gas bakaran panas dari tungku B. zat padat serbuk itu

lalu dibawa keluar dari penumbuk degan arus gas melalui talang yang cukup

panjang, dimana pengeringan itu berlangsung. Gas dan zat padat kering itun

dipisahkan dalam dilikon D, dan gas bersih dikeluarkan melalui pengumpan

bintang ( star feeder) F, yang menjatuhkannya ke dalam pembagi zat padat G.

Pembagi hampir selalu diperlukan untuk mendaur ulangkan sebagian zat padat

kering untuk dicampurkan dengan umpan basah. Pembagi itu dioperasikan

dengan pengatur basah. Pembagi itu dioperasikan dengan pengatur waktu yang

menggerakkan katup penahan( flapper valve ) sehingga zat padat kering

kembali ke pencampur selama periode tertentu, dan selama periode tertentu

lainnya dikeluarkan sebagai hasil. Biasanya zat padat yang dikembalikan lebih

banyak dari yang dikeluarkan.

i. Pengering Beku ( Frezze Dryer )

Frezze Driyer merupakan suatu alat pengeringan yang termasuk kedalam

Conduction Dryer/ Indirect Dryer karena proses perpindahan terjadi secara tidak

langsung yaitu antara bahan yang akan dikeringkan (bahan basah) dan media

pemanas terdapat dinding pembatas sehingga air dalam bahan basah / lembab yang

menguap tidak terbawa bersama media pemanas. Hal ini menunjukkan bahwa

perpindahan panas terjadi secara hantaran (konduksi), sehingga disebut juga 

Conduction Dryer/ Indirect Dryer.

Pengeringan beku (freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan

yang mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan,

khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap panas. Keunggulan

pengeringan beku, dibandingkan metoda lainnya, antara lain adalah :

Cara kerja alat

Pengoprasian alat tersebut sedikit lebih panjang karena banyak menu

display yang harus diseting dahulu dan harus lebih hati-hati karena banyak

peralatan/asesoris terbuat dari gelas. Cara oprasionalnya sebagai berikut: ekstrak

cairan atau kental sebelum dimasukkan kedalam Freeze Dryer telah dibekukan

dalam refrigerator (lemari es) minimal semalam. Setelah membeku kemudian

dimasukkan ke dalam alat, alat disetting sesuai dengan yang diinginkan. Oleh

vaccum puma alat tersebut akan menyedot solvent yang telah beku (freeze) menjadi

uap. Prinsip kerja alat ini adalah merubah fase padat/es/freeze menjadi fase gas

(uap).

Kegunaan alat

Sesuai dengan namanya pula Freeze Dryer (pengering beku) dapat

digunakan untuk mengeringkan bahan-bahan cair seperti ekstrak baik cair maupun

kental, lebih ditekankan untuk pengeringan ekstrak dengan penyari/solvent dari air.

Pengeringan ekstrak relatif lama, sebagai ilustrasi kerja alat tersebut sebagai

berikut: untuk mengeringkan ekstrak cair sebanyak 500 ml bisa membutukan

waktu lebih dari 20 jam. Untuk itu lebih disarankan ekstrak yang dikeringkan

dalam Freeze Dryer sudah dalam ekstrak kentalnya sehingga waktu pengeringan

akan lebih cepat sehingga biaya akan lebih murah. Kapasitas alat tersebut mampu

mengeringkan ekstrak sampai 6 liter sekaligus.

Proses pengeringan beku dengan alat freeze dryer ini berlangsung selama

18-24 jam, karena proses yang panjang inilah membuat produk-produk bahan alam

ini menjadi lebih stabil dibandingkan dengan metode pengeringan yang lain seperti

pengeringan semprot atau yang dikenal dengan spray drying. Pengeringan beku ini

dapat meninggalkan kadar air sampai 1%, sehingga produk bahan alam yang

dikeringkan menjadi stabil dan sangat memenuhi syarat untuk pembuatan sediaan

farmasi dari bahan alam yang kadar airnya harus kurang dari 10%.

pada prosesnya yang panjang ini sampel akan dibekukan terlebih dahulu, lalu

setelah itu dimasukkan kedalam alat freeze dryer yang akan diset suhu dan

tekanannya dibawah titik triple. dan akan terjadi proses sublimasi yaitu dari padat

menjadi gas. Penggunaan freeze drying ini sendiri juga telah banyak diaplikasikan

dalam pengeringan produk makanan, hasil dari pengeringan ini tidak merubah

tekstur dari produk itu sendiri dan cepat kembali kebentuk awalnya dengan

penambahan air.

Untuk proses pengeringan beku (freeze dryer), menurut Muchtadi (1992),

bahan yang dikeringkan terlebih dahulu dibekukan kemudian dilanjutkan dengan

pengeringan menggunakan tekanan rendah sehingga kandungan air yang sudah

menjadi es akan langsung menjadi uap, dikenal dengan istilah sublimasi.

Pengeringan menggunakan alat freeze dryer lebih baik dibandingkan dengan oven

karena kadar airnya lebih rendah. Pengeringan menggunakan alat freeze

dryer/pengering beku lebih aman terhadap resiko terjadinya degradasi senyawa

dalam ekstrak. Hal ini kemungkinan karena suhu yang digunakan untuk

mengeringkan ekstrak cukup rendah.

j. Vaccum Dryer

Vakum ialah proses menghilangkan air dari suatu bahan, bersama dengan

penggunaan panas maka vakum dapat menjadi suatu metode pengeringan yang

efektif. Pengeringan dapat dicapai dalam suhu yang lebih rendah sehingga lebih

hemat energi. Metode ini cocok untuk mengeringkan bahan yang sensitif terhadap

panas atau bersifat volatil karena waktu pengeringannya yang singkat. Kelebihan

yang lain dari pengeringan menggunakan vakum ialah dapat digunakan untuk

mengeringkan bahan yang tak bisa dikeringkan jika terdapat kehadiran air. Sistem

ini terdiri dari ruang vakum (bisa stationer atau berputar), pompa dengan katup dan

gauge serta sumber panas. Proses pengeringan vakum sering melibatkan beberapa

langkah penerapan panas dan vakum. Mengurangi tekanan pada permukaan cairan

akan membuat cairan tersebut menguap tanpa perlu diikuti kenaikan suhu. Ada dua

tipe pengering vakum, yaitu Double cone Rotary Vacuum Dryer dan Cylindrical

shell rotary vacuum dryer. Pada Double cone Rotary Vacuum Dryer ruang

pengering dipasang pada poros yang berputar. Proses pengeringan melibatkan

pemusingan dari ruang chamber yang memungkinkan gerakan jatuh turun. Pada

Cylindrical shell rotary vacuum dryer, di dalam ruang pengering dipasangi dengan

alat pemusing untuk mencampur dan mengaduk. Tipe ini digunakan biasanya

untuk produksi batch dalam jumlah besar.

PENGERING LARUTAN DAN BUBUR

Beberapa jenis pengering dapat men guapkan larutan dan bubur sampai keirng

dengan cara termal. Contohnya ialah pengeirng semprot ( spray dryer ), pengeirng

film- thin dan pengeirng tromol.

a. Pengering semprot

Dalam pengering semprot seperti gamabr bubur dan larutan

didispersikan ke dalam arus gas panas dalam bentuk halus dan tetesan halus.

Kebasahan akan menguap cepat dari tetsan itu dan meninggalkan partikel zat

padat keirng, yang lalu akan dipisakhan dari arus gas. Aliran zat dan gas itu

bias searah, bias lawan arah atau meruupakan gabungan keduanya di dalam

satu unit.

Tetesan – tetesan itu dibentuk di dalam kamar pendingin berbentuk

silinder dengan nossel tekanan, dengan nossel dua fluida, atau di dalam

pengering ukuran besar, dengan piring semprot kecepatan tinggi

Keuntungan pokok dari pengerin g semprot adalah bahwa waktu

pengeringannya sangat singkat, sehingga memungkinkan pengeringan bahan-

bahan yang peka panas dan menghasilkan partikel- partikel berbentuk bola

pejal maupun bolong.

Pengering semprot mempunyai keuntungan pula dalam menghasilkan

langsung dari larutan, bubur atau tapal encer suatu hasil kering yang siap untuk

dikemas. Pengeirng semprot dapat menggabungkan fungsi evaporasi,

kristalisator, pengering, unit penghalus dan unit klasifikasi. Bilaman hal ini

dapat diterapkan, penyederhanaan yang dihasilkannya terhadap proses

keseluruhan cukup banyak artinya.

Jika dianggap sebagai pengeirng saja, pengering semprot tidaklah

terlalu efisien. Banyak kalor terbuang didalam gas keluar. Alat itu besar dan

memakan tempat, kadang- kadang tingginya sampain80ft ( 25m) dan

operasinya sulit.

Dalam mengeirngkan larutan dengan penegring semprot, penguapan

dari permukaan tetsan menyebabkan terjadinya pengendapan zat terlarut pada

permukaan sebelum bagian interior tetsan itu mencapai kejenuhan. Laju difusi

zat terlarut kembali dalam tetsan itu lebih lambat dari pengaliran air dari

interior ke permukaan, dan keseluruhan kandungan zat padat akan mengumpul

pada permukaan. Zat padat kering yang didapatkan sebagai hasil akhir

biasanya lowong, dan hasil dari pengering semprot biasanya sangat berpori.

b. Pengering film tipis

Pengering film tipis dapat mengangani zat cair m,aupun bubur dan

mnenghasilkan hasil pdat yang keirng dan bebas mengalir. Alat ini bisanya terdiri

dari dua bagian, bagian pertama merupakan pengering penguap vertical. Sebagian

bessar zat cair dikeluarkan disini dari umpan dan zat padat setengah basah

dibuang ke bagian dua dimana sisa kandungan zat cair dalam bahan pertama

diturunkan lagi hingga nilai yang dikehendaki.

Efisiensi termal penegring film tipis biasanya tinggi, dan kehilangan zat

padatnya juga kecil, karena dalam hal ini tidak ada atau hampir tidak ada gas

yang disedot melaui unit itu. Alat ini sangat bermanfaat untuk memulihkan

plearut dari hasil padat. Alat ini relative mahal dan luas permukaan perpindahan

kalornya terbatas. Laju pengumpanan yang wajar untuk umpan yang basah air

dan basah pelarut, biasanya berkisar antara 20-40 lb/ft-hours ( 100-200 kg/m^3-

jam)

c. Pengering Tromol

Pengering tromol terdiri dari satu rol logam atau lebih yang dipanaskan di

luar tromol itu sampai kering. Zat padat kering dikikis dari rol pada waktu rol

berputar dengan perlahan- lahan.

Contoh penegring tromol, dalam hal ini pengering tromol ganda dengan

umpan dari tengah. Zat cair diumpankan dari aplung atau dari pipa berpeforasi ke

dalam kolam di dalam ruang di atas dan diantara kedua rol. Kolam itu dibatasi

oleh plat- plat ujung yang stasioner. Kalor berpindah melalui konduksi ke zat cair,

yang dikonsentrasikan sebagain di dalam ruang diantara kedua rol. Zat cair pekat

keluar dari dasar kolam itu sebagian suatu lapisan viskos yang menutupi sisa

permukaan tromol. Hampir seluruh zat cair menguaap dari zat padat bersamaan

dengan berputarnya tromol dan meninggalkan lepisan tipis yang terdiri dari bahan

kering yang kenudian dikikis dengan daun pisang ke dalam konveyor yang

terlatak di bawahnya. Kebsahan yang menguap itu lalu dikumpuklan dan

dikeluatkan memalui pengeluaran uap diatas tromol.

Pengering tromol ganda efektif untuk larutanb encer, juga untuk larutan

pekat dari bahan yang sangat mudah larut, serta untuk bubur yang tidak terlalu

pekat. Alat ini tidak cocok untuk larutan garam yang kelarutannya terbatas atau

untuk bubur zat padat abrasive yang cenderung mengendap dan membangkitkan

tekanan yang berlebihan antara kedua tromol.

PEMILIHAN PERALATAN PENGERINGAN

Pertimbangan- pertimbangan yang harus diperhatikan dalam pemilihan laat

pengeringan antra lain :

a. Kemudahan operasi terutama kemampuannya dalam menghasilkan produk

yang dikehendaki dalam bentuk dan laju yang diperlukan.

b. Sifat maing- masing alat pengering, menentukan jenis pengering mana yang

dipakai

c. Faktor biaya investasi dan biaya operasi, namun perhatian harus diberikan

pula pada biaya keseluruhan system operasi, tidak hanya pada unit

pengeringan saja.

NERACA MASA PADA PERLATAN PENGERING

Pada partikel- partikel padat yang lembab, cairan yang harus dipisahkan dapat

berada sebagai :

a. Cairan bebas, tak terikat pada permukaan partikel

b. Cairan yang terikat oleh gaya kapiler dan diadsorbsi di dalam pori-m pori

partikel ( pada bahan yang higrokopis )

NERACA PANAS PADA PERALATAN PENGERINGAN

Perpindahan panas pada opengeringan dapat berlangusng secara langsung

maupun tidak langsung tergantung pada suhu pengeirngan baik dibawah titik didh dari

cairan yang harus diuapkan ( pengeringan dengan pengab utan) atauoun pada suhu

didihnya ( pengeringan dan pengupan). Proses penegringan ini dapat dibagi menjadi

konveksi, pengeirngan kontak dan pengeringan radiasi.

1. Pengeringan konveksi

Pada proses ini panas yang diperlukan dipindahkan langsung ke bahan yang

kan dikeingkan oleh suatu gas panas ( biasanya udara ). Dalam hal ini bahan

yang akan dikeringkan dapat dikontakkan dengan udara panas.

2. Pengeringan kontak

Pada proses ini, panas dibutuhkan diberikan pada bahan dengan penghantaran

panas tak langusng. Dalam hal ini bahan yang dikeringkan pada permukaan

yang telah dipanasi (misalnya dlaam lemari penegring vakum, alat penegring

drum) atau dengan alat pengering piring, alat pengering kerucut ganda, alat

pengering serok.

3. Pengeringan radiasi

Pada proses ini, panas yang diperlukan dipindahkan secara langung sebagai

radiasi infra merah dari sumber panas ke bahan yang akan dikeringkan. Untuk

memindahkan kuantitas panas yang besar, tempertur raidasi harus sangat

tinggi ( 400-2000 0C )

APLIKASI PENGERINGAN

1. Pembuatan superfosfat

DAFTAR PUSTAKA

Amin, Jaksen M, dkk. Modul Peralatan Industri Proses II. 2012. Politeknik Negeri

Sriwijaya : Palembang.

Mc Cabe, dkk. Unit Operation of Chemical Engineering fifth edition.1993.printed by

Singapore : Singapura.