Upload
viant-nurulita
View
32
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
12/17/2012
1
MEKANISME PENGERINGAN By : Dewi Maya Maharani
Page 2
Prinsip Dasar Pengeringan
Proses pemakaian panas dan
pemindahan air dari bahan yang
dikeringkan yang berlangsung
secara serentak bersamaan
Pengeringan
Konduksi
Konveksi
Radiasi
Steam media contoh
Drum dryer
media Udara Pemanas contoh Oven Spray Dryer Fluidized Bed Dryer
Rotary dryer
media Radiant Energy contoh Alat Pengering
Energi
Microwave
Page 3
PROSES PENGERINGAN
Keberadaan
Molekul Air
Bound Water
(molekul air terikat) :
• Pada pipa2 kapiler
• Terserap pd
permukaan
• di dlm dinding2 serat
Air Bebas Tidak
Terikat :
• Biasanya berada di
celah2 (voids) di dlm
bahan pangan
Parameter
Kadar Air
Dimensi Produk
Suhu Pemanas
Laju Perpindahan
Permukaan
Kesetimbangan Kadar
Air yg bergantung pd:
- Sifat bahan
- Kondisi udara pengering
Page 4
Mekanisme Pengeringan :
Pada pengeringan diperlukan panas berupa :
• Panas untuk menaikkan suhu bahan (panas sensibel)
• Panas untuk menguapkan massa uap air (panas laten
penguapan)
Panas dipasok dari udara panas dg entalpi tertentu dan uap dihantarkan ke udara dengan tekanan uap parsial tertentu, kemudian dibawa oleh aliran udara secara konveksi
12/17/2012
2
Page 5 Page 6
PENGHANTARAN PANAS PADA
PENGERINGAN
1. Secara Konduksi
Penerusan panas yang utama terjadi secara kontak, meskipun dalam proses pengeringan terjadi cara penerusan lain.
Ciri pengeringan secara konduksi :
a. Transfer panas ke benda padat yang basah dilakukan
dengan konduksi lewat permukaan padat (biasanya
logam)
b. Suhu permukaan berbeda
c. Dapat bekerja pada tekanan rendah
d. Bila dilakukan pengadukan akan diperoleh hasil yang
seragam.
Page 7
2. Secara Konveksi
Pada pengeringan secara konveksi, biasanya sebagai media penerus panas adalah udara panas yang berhubungan dengan produk kemudian udara tersebut membawa uap air dari produk tersebut.
Ciri pengeringan secara konveksi :
a. Pengeringan tergantung dari penerusan panas dg media
pengering ke produk yang kemudian membawa uap air
tersebut
b. Karena yang dipanaskan udara maka dapat digunakan
sumber panas
c. Suhu pengeringan sangat bervariasi Page 8
Penghantaran Panas
Konveksi
Bila suatu benda padat dilalui fluida pada
permukaannya, dan bila terdapat gradien
suhu antara permukaan padatan dan
fluida, maka akan terjadi perpindahan
panas konveksi :
qcon = h A (Ts - T)
12/17/2012
3
Page 9
-Konveksi alami (gerakan udara karena bouyancy oleh
perbedaan suhu)
-Konveksi paksa (aliran udara karena gaya dari luar)
bidang datar dan turbulen
•Persoalan penghantaran panas konveksi terutama
menentukan besarnya h
•Pada umumnya, pada pengeringan penghantaran
panas dan massa terjadi secara konveksi paksa
Penghantaran Panas
Konveksi
Page 10
Pengeringan secara konveksi
Fluidized Konveksi biasa
Alamiah Udara
dipanaskan
Fluidized
Fluidized bed drying (pneumatic) terjadi karena udara panas dihembuskan dengan kecepatan yang lebih tinggi dari pada kecepatan terminal dari benda padat. Pengeringan bahan padat terjadi dalam keadaan melayang.
Page 11
Konveksi alamiah
•Proses pengeringan secara konveksi alamiah (udara tidak dipanaskan) terjadi karena perbedaan tekanan uap air dari produk dan udara yang ditiupkan.
• Pengeringan ini dapat dilakukan pada beberapa negara dimana kondisi udara luar yang ditiupkan ke produk basah mempunyai kelembaban relatif yang lebih rendah dari kelembaban relatif keseimbangan produk basah tersebut.
Udara dipanaskan
Pengeringan cara ini banyak digunakan di Indonesia, dengan sumber pemanas : listrik, tungku BBM, dll
Page 12
12/17/2012
4
Page 13
3. Secara Radiasi
Pengeringan berdasarkan absorpsi radiasi dari energi matahari yang ditransformasikan ke energi panas oleh produk. Contoh yang umum adalah pengeringan dengan sinar matahari
Page 14
ALIRAN UDARA DLM
PENGERINGAN
1. CONCURRENT FLOW DRYING
Udara
pengering
bahan
basah
Udara
lembab
Bahan
kering
X
Y
Page 15
Perubahan kadar air dan suhu
selama pengeringan :
Jarak
Ka
da
r a
ir
Jarak
Su
hu
ba
ha
n
Suhu bahan
Suhu udara
Page 16
2. COUNTER FLOW DRYING
Udara
pengering
bahan
basah
Udara
lembab
Bahan
kering
12/17/2012
5
Page 17
Ka
da
r a
ir
Jarak Jarak
Su
hu
ba
ha
n
Suhu udara
Suhu bahan
Page 18
3. CROSSFLOW DRYING
Udara
pengering
bahan
basah
Bahan
kering
Page 19
Pada crossflow, bahan basah berhadapan dg udara
dingin dan lembab, sedang bahan kering bertemu dg
udara panas dan kering (udara masuk)
Jarak
Jarak
Su
hu
ba
ha
n Ka
da
r a
ir
Udara keluar
mean
Udara masuk Udara keluar
mean
Udara masuk
Page 20
PROSES PENGERINGAN
• Pengeringan adalah proses penghantaran
panas dan massa yang terjadi secara
serempak
• Panas diperlukan untuk menguapkan
lengas yang mengalir dari permukaan
produk ke media pengering di luar
12/17/2012
6
Page 21
Pada proses pengeringan terdiri dari proses penguapan air permukaan, pergerakan lengas dari dalam bahan ke permukaan baik sebagai cairan maupun uap dan penghantarannya ke udara sekelilingnya, shg dlm proses pengeringan terdapat 2 periode yakni :
1.Periode laju konstan
2.Periode laju menurun
Page 22
PERIODE LAJU KONSTAN
• Terjadi pada permukaan bahan dan
serupa dg penguapan air bebas di
permukaan
• Laju penguapan lengas ditentukan oleh
udara sekeliling, bukan oleh bahannya.
• Titik yg menandai akhir dari laju konstan
terjadi ketika laju difusi lengas dalam
bahan turun dibawah laju penguapan
potensial di permukaan
Page 23
Lanjutan Periode laju konstan
• Pada bahan pertanian, periode laju konstan biasanya sangat pendek (kecuali bahan-bahan tertentu dg kadar lengas tinggi)
• Laju pengeringan dpt dinyatakan sbg :
dW/dt = jml satuan uap air yg diuapkan dlm satu satuan waktu dM/dt = perubahan kadar air dalam satu satuan waktu
• Besar laju pengeringan periode laju konstan tgt pd :
- Luas permukaan - Perbedaan lengas antara permukaan bahan & udara sekeliling
- Koefisien transfer massa
- Kecepatan aliran udara pengering
Page 24 K
adar
air
, M
Waktu, t
Laju konstan
Laju menurun
MC
Me
Laj
u pe
nger
inga
n, d
M/d
t
• Pengeringan produk hayati berkadar air
awal tinggi
12/17/2012
7
Page 25
• Pengeringan produk hayati berkadar air awal
rendah
Waktu, t
Kad
ar a
ir, M
Laju menurun
MC
Me
Laj
u pe
nger
inga
n, d
M/d
t
Page 26
PERIODE LAJU MENURUN
• Periode laju menurun terjadi setelah periode laju
konstan
• Pada periode laju menurun dicirikan dg kenaikan
suhu baik pada permukaan maupun pada bahan
padatnya sendiri
•Kadar air dimana laju pengeringan dari suatu
produk berubah dari laju konstan ke laju menurun
disebut kadar air kritis (Mc).
Page 27
•Kadar air kritis tergantung pada karakteristik
padatan, misalnya bentuk dan teksturnya dan pada
kondisi pengeringan.
•Berbagai produk pertanian seperti kentang, ubi jalar,
ubi kayu dan gula bit menunjukkan suatu perilaku
laju pengeringan konstan pada awal pengeringan
ketika dikeringkan dengan kondisi udara atmosfer.
Page 28
Periode laju menurun
dikendalikan terutama oleh bahan
dan meliputi :
1. Pergerakan lengas dari dalam ke
permukaan bahan
2. Penguapan lengas dari
permukaan