II. TINJAUAN PUSTAKA A. Cengkeh · % 20.0 18.0 16.0 Sumber : DSN ... sebagai bahan baku rokok kretek merupakan andalan bagi pemerintah sebagai ... (Kamar Pengering Enersi Surya)

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Cengkeh

Cengkeh (Syzigium aromaticum (L.) Merr dan Perry) termasuk dalam

famili Myrtaceae dan merupakan tanaman asli Indonesia yang berasal dari

kepulaun Maluku, banyak tumbuh tersebar di daerah tropis dan subtropis.

Tanaman ini berbentuk pohon yang tingginya mencapai 15 cm-40 cm.

Tanaman ini memiliki akar tunggang yang mencapai kedalaman hingga tujuh

meter. Cengkeh yang dikenal dan banyak dibudidayakan di Indonesia adalah

Zanzibar, Sikotok, dan Siputih. Cengkeh adalah bunga yang belum mekar

yang dikeringkan hingga kadar airnya tersisa antara 11%-12%. Bunga

cengkeh masak siap panen, bunga cengkeh kering, dan bunga cengkeh mekar

dapat dilihat masing-masing pada Gambar 1, 2, dan 3.

Gambar 1. Bunga cengkeh masak siap panen.

Gambar 2. Bunga cengkeh kering. Gambar 3. Bunga cengkeh mekar.

Akar tanaman cengkeh umumnya berwarna coklat kekuningan. Akar

tunggangnya mempunyai 2-3 akar utama (primary sinkers) yang tumbuhnya

5

vertikal (Purseglove et al., 1981). Batang tanaman cengkeh berkayu keras.

Cabang dan ranting-rantingnya berkayu keras, kuat, dan liat. Bentuk daun

lonjong sampai ellip, panjang 7 cm-13 cm dan lebar 3 cm-6 cm. Sistem

pembungaan pada tanaman cengkeh bersifat terminal dimana bunga-bunga

terbentuk pada ujung kuncup. Setelah pembuahan bunga membesar dan

kelopak menutup. Buah berbentuk agak bulat, bulat telur sampai lonjong

dengan ukuran panjang 2.5 cm-3.5 cm dan diameter 1 cm-2 cm. Biji berbentuk

agak memanjang, panjang + 1.5 cm-2 cm dan lebar + 0.8 cm.

Penggunaan cengkeh di Indonesia terutama untuk campuran rokok

kretek, sedang di luar negeri digunakan untuk bumbu masak, industri daging,

saus, makanan, biasanya dalam bentuk bubuk (Smith, 1986). Minyak cengkeh

digunakan sebagai bahan campuran dalam pembuatan parfum, antiseptik, dan

obat-obatan lainnya seperti untuk menghilangkan rasa sakit, obat luka, obat

cacing, obat kram, memperkuat serta untuk anastesi (Kercher, 1988).

Komponen utama dari minyak cengkeh adalah eugenol. Senyawa

tersebut cukup luas penggunaannya, diantaranya sebagai bahan penyedap di

dalam industri makanan, industri farmasi, dan fragran. Penggunaan di dalam

industri farmasi sudah lama diketahui antara lain obat gigi dan tapal gigi untuk

menyembuhkan radang gusi (Moestafa, 1989). Selain itu diketahui, eugenol

mempunyai aktivitas antibiotik melawan jamur dan bakteri (Ueda, 1982).

Penggunaan cengkeh terbesar masih dalam bentuk aslinya yaitu dalam rokok

kretek.

Mutu cengkeh dipengaruhi beberapa faktor yaitu lingkungan tumbuh,

tipe tanaman dan cara pengolahannya. Faktor lingkungan tumbuh yang

mempengaruhi mutu cengkeh adalah iklim, curah hujan, ketinggian di atas

permukaan laut, dan tipe tanah. Dari segi pengolahan cengkeh yang

mempengaruhi mutu cengkeh adalah umur petik, pelayuan, pengeringan, dan

penyimpanan.

Menurut Hadiwijaya (1983) dalam Nugroho (2002), untuk dapat

menghasilkan bunga dengan baik, cengkeh membutuhkan iklim yang cocok.

Musim hujan yang terlalu panjang atau turunnya hujan pada saat pembungaan

dapat menyebabkan bunga mati dan berubah menjadi bakal daun. Sebaliknya

6

apabila musim kering terlalu panjang akan mendorong pembungaan yang

terlalu lebat sehingga menyebabkan tanaman ”mati bujang”. Standar mutu

bunga cengkeh dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Standar mutu bunga cengkeh (SNI 01-3392-1994).

No. Spesifikasi Satuan Mutu

I II III

1 Ukuran - Rata Rata Tidak rata

2 Warna -

Coklat

kehitam-hitaman

mengkilap

Coklat

Kehitam-hitaman

Coklat

Kehitam-hitaman

3 Bau - Tidak

”apek”

Tidak

”apek”

Tidak

”apek”

4 Bahan asing

(bobot/bobot) maks. % 0.5 1.0 1.0

5 Gagang cengkeh


6 Cengkeh inferior


7 Cengkeh rusak - Negatif Negatif Negatif

8 Kadar air (bobot/bobot)

maks. % 14.0 14.0 14.0

9

Kadar minyak atsiri

(vol/bobot) kering mutlak

min.

% 20.0 18.0 16.0

Sumber : DSN (1994).

Bahan asing adalah semua bahan yang bukan berasal dari bunga

cengkeh. Cengkeh inferior adalah cengkeh keriput, patah, dan telah dibuahi.

Cengkeh rusak adalah cengkeh jamuran dan telah diekstraksi. Minyak atsiri

adalah minyak essensial yang terdapat pada tumbuhan dengan komponen

volatile (mudah menguap) dan memberikan aroma yang khas (harum) pada

setiap tumbuhan. Menurut Ketaren (1979) dalam Wulandani (2005), pada

tanaman tertentu seperti : vanili, cengkeh, peppermint, kayu cendana, kayu

manis, dan akar kayu wangi, aroma khas minyak atsiri dari tanaman tersebut

baru akan muncul setelah bahan dikeringkan.

Menurut Shirtleff dan Aoyagi (1984) dalam Zulchi dan Nurul (2002),

minyak atsiri diperoleh dari tanaman dengan cara penyulingan uap atau suatu

hasil reaksi hidrolisis bahan tanaman yang mudah menguap dari kandungan

senyawa esensi tanaman itu. Ketidaktepatan pemilihan sistem dan jenis bahan

yang digunakan dapat menurunkan mutu minyak tersebut seperti rendemen

7

rendah, mudahnya rancid (tengik) dan kemurnian minyak berubah

(campuran).

Menurut Dewanti, dkk (2000) dalam Zulchi dan Nurul (2002),

pengolahan yang tidak tepat telah menjadikan mutu minyak atsiri menjadi

menyimpang dengan terjadinya reaksi oksidasi dan hidrolisis. Yang mana

senyawa-senyawa oksidator dan air telah menyebabkan reaksi dengan minyak

atsiri tersebut sehingga berakibat minyak akan mudah mengalami rancid dan

aroma tidak sedap.

Lama pengeringan mempengaruhi kadar eugenol dalam minyak

cengkeh dan volume minyak cengkeh hasil destilasi bunga kuncup. Berbeda

dengan bunga kuncup, lama pengeringan tidak mempengaruhi kadar eugenol

dan volume minyak cengkeh dari bunga mekar.

Menurut Darjo dalam Cut (1977), daya mengisap air cengkeh

Indonesia lebih rendah dari daya mengisap air cengkeh yang berasal dari

Zanzibar. Daya mengisap air ini sangat erat hubungannya dengan kandungan

gelatin dalam bunga cengkeh dan disamping itu juga dipengaruhi oleh suhu

pengeringan bunga cengkeh tersebut. Komposisi kimiawi bunga cengkeh

dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Komposisi kimiawi bunga cengkeh.

Komponen Bunga cengkeh

dari Indonesia*)

Bunga cengkeh

dari Zanzibar**)

Kadar air 7.6-12.0 5.0-8.3

Kadar abu 4.7-6.2 5.3-7.6

Kadar minyak atsiri 14.5-21.1 14.0-21.0

Kadar fixed oil dan resin 8.2-12.8 5.0-10.0

Kadar protein 0.9-3.7 5.0-7.0

Kadar serat kasar 10.1-14.8 6.0-18.0

Kadar tannin - 10.0-18.0

Sumber : *) Anonymous (1988).

**) Thorpe (1939).

Cengkeh merupakan tanaman rempah yang termasuk dalam komoditas

dari sektor perkebunan yang mempunyai peranan cukup penting antara lain

sebagai penyumbang pendapatan negara, penyerap tenaga kerja, penyumbang

8

pendapatan petani, sarana untuk pemerataan wilayah pembangunan serta turut

serta dalam pelestarian sumber daya alam dan lingkungan. Kegunaan cengkeh

sebagai bahan baku rokok kretek merupakan andalan bagi pemerintah sebagai

salah satu sumber penerimaan negara dalam bentuk pita cukai dan penyerapan

tenaga kerja.

B. Pengolahan Bunga Cengkeh

Produk utama tanaman cengkeh adalah bunganya yang pada waktu

dipanen mempunyai kadar air antara 60%-70%. Sebagian besar bunga

cengkeh digunakan dalam bentuk kering yaitu untuk campuran di dalam

pembuatan rokok kretek dan sebagai bumbu masak. Proses pengolahan bunga

cengkeh sampai mendapatkan bunga cengkeh yang kering melalui beberapa

tahap, yaitu panen, perontokan (pemisahan gagang dan bunga), pemeraman,

pengeringan, dan sortasi.

1. Panen

Menurut Hadiwijaya (1983) dalam Nugroho (2002), cengkeh pada

umumnya berbunga pada bulan Mei-Juli. Namun di beberapa daerah,

cengkeh dapat dipanen pada bulan Oktober-Desember. Waktu yang paling

baik untuk memungut bunga cengkeh adalah sekitar enam bulan setelah

bakal bunga timbul, yaitu setelah satu atau dua bunga pada tandan mekar

dan berwarna kuning kemerahan. Waktu panen ini sangat berpengaruh

terhadap rendemen minyak cengkeh.

Panen yang terlalu awal yaitu sebelum bunga masak akan

menyebabkan bunga cengkeh berkerut, rendemen rendah, dan berbau

langu. Disamping itu hal ini akan menurunkan produksi tanaman pada

tahun berikutnya. Sebaliknya panen yang terlalu lambat dimana bunga

sudah mekar, setelah dikeringkan akan diperoleh bunga cengkeh dengan

mutu yang rendah, tanpa kepala, dan rendemen yang rendah pula.

2. Penanganan bunga sebelum pengeringan

Sebelum dikeringkan, bunga dilepaskan dari tangkainya dan

dikeringkan secara terpisah. Pada tahap ini dilakukan pula pemisahan

antara bunga cengkeh yang baik, bunga yang terlalu tua, dan yang terjatuh.

9

Setelah itu, bunga cengkeh harus segera dikeringkan karena jika dibiarkan

terlalu lama maka hasil akhir menjadi kurang baik, bunga cengkeh kering

bewarna keputih-putihan, dan berkerut yang biasa dinamakan ”khoker

clove”.

Menurut Wulandani (2005), pemeraman atau fermentasi boleh

dilakukan atau tidak dalam pengolahan bunga cengkeh. Hasil pengolahan

bunga cengkeh yang didahului dengan pemeraman akan berwarna hitam

tetapi jika langsung dijemur, akan menghasilkan bunga cengkeh berwarna

coklat. Namun demikian, pemeraman sebelum pengeringan akan

mempersingkat waktu pengeringan. Tirtosastro dan Nurdjannah (1987)

menyatakan bahwa makin lama waktu dan makin tinggi suhu pemeraman

akan menurunkan kadar minyak, eugenol, dan menjadikan cengkeh kering

lebih tua warnanya.

3. Pengeringan bunga cengkeh

Pengeringan cengkeh dapat dilakukan dengan dua cara yaitu cara

tradisional dengan menjemurnya di panas matahari langsung dan dengan

menggunakan pengering buatan (artificial dryer). Masing-masing cara

memiliki keuntungan dan kerugian, namun dengan menggunakan

pengering buatan dapat mengurangi risiko ketergantungan pada cuaca.

Pengeringan dengan sinar matahari tergantung dari cuaca sehingga jika

cuaca kurang baik, pengeringan akan berjalan sangat lambat.

Waktu pengeringan yang terlalu lama akan menghasilkan bunga

kering dengan mutu yang rendah dan kadar minyak rendah (Guenther,

1950). Sebagian produsen cengkeh berpendapat bahwa pengeringan bunga

cengkeh yang dilakukan sepenuhnya oleh alat pengering buatan hasilnya

kurang disenangi sehingga ada yang mengkombinasikan pengering buatan

dengan penjemuran, terutama pada perkebunan besar.

Pengeringan dengan alat buatan adalah untuk menghindarkan

kerusakan bunga karena pengeringan yang terlalu lama yaitu dengan

menurunkan kadar airnya + 30%. Kemudian jika cuaca baik maka

pengeringan diteruskan dengan penjemuran. Pada proses penjemuran,

cengkeh harus dibalik-balik supaya kering merata.

10

Balittro telah mengadakan penelitian pengeringan bunga cengkeh

dengan menggunakan KPES (Kamar Pengering Enersi Surya). Enersi

surya yang digunakan berasal dari sinar matahari dan tungku pemanas

(Nurdjannah dan Kadarisman, 1988). Ternyata kadar air cengkeh yang

dikeringkan dengan KPES lebih kecil dengan kadar air cengkeh hasil

penjemuran.

Bunga cengkeh yang ditangani dan dikeringkan dengan baik akan

menghasilkan bunga cengkeh kering dengan mutu yang baik yang ditandai

dengan bentuknya yang utuh, warna coklat kemerah-merahan, mengkilat

serta bebas dari bau apek dan jamur. Cengkeh yang cukup kering akan

patah kalau dipatahkan dengan jari tangan.

4. Penyimpanan

Setelah penanganan dan pengeringan bunga cengkeh berjalan baik

sesuai dengan ketentuan, maka hasilnya dapat dikemas dan disimpan

dalam ruang yang kering tanpa memperlihatkan kerusakan yang berarti,

kecuali sifat mengkilatnya yang menghilang. Bunga cengkeh kering biasa

dikemas dalam karung goni dan sebaiknya disimpan dalam ruang yang

bersih, kering, dan dengan ventilasi yang baik. Penumpukan bahan yang

terlalu tinggi dapat menyebabkan kerusakan fisik.

Menurut Purseglove (1981), selama penyimpanan bunga kering,

sebagian dari minyak atsiri akan hilang karena menguap yang

kecepatannya tergantung dari keadaan fisik cengkeh tersebut dan

temperatur penyimpanannya.

C. Pengeringan

Menurut Suharto (1991) dalam Afrianti (1995) dalam Nugroho (2002),

pengeringan pada dasarnya merupakan proses pemindahan kandungan air

bahan hingga mencapai kandungan tertentu agar kecepatan kerusakan bahan

pangan dapat diperlambat. Beberapa kendala yang berpengaruh diantaranya

adalah suhu dan kelembaban udara lingkungan, kecepatan aliran udara

pengering, besarnya persentase kandungan air yang ingin dijangkau, energi

pengeringan, efisiensi alat pengering, dan kapasitas pengeringannya.

11

Menurut Brooker et al. (1974), proses pengeringan merupakan proses

penurunan kadar air bahan sampai mencapai batas akhir kadar air tertentu

sehingga dapat memperlambat laju kerusakan biji-bijian akibat aktivitas

biologis dan kimia. Pengeringan memiliki arti yang penting dalam industri

bahan pangan, pengawetan bahan, maupun pengamanan hasil pertanian.

Keuntungan utama dari proses pengeringan adalah bahan lebih tahan

lama disimpan pada suhu ruang karena faktor penting dalam proses penurunan

mutu bahan pangan yaitu mikroba dan enzim dapat diatasi akibat

berkurangnya kandungan air dalam bahan. Ada dua hal penting yang terjadi

selama proses pengeringan, yaitu pindah panas dari media pengering ke bahan

untuk mengatasi panas laten penguapan dan pindah massa (uap air) dari bahan

ke media pengeringan.

Proses pengeringan dapat dibagi menjadi dua periode yaitu periode

dengan laju pengeringan tetap dan periode dengan laju pengeringan menurun

(Henderson dan Perry, 1955). Menurut Brooker et al. (1974), laju pengeringan

tetap terjadi pada awal proses pengeringan bagi produk biologis dengan kadar

air awal lebih besar dari 70% (wet basis) dan merupakan fungsi dari suhu,

kelembaban, dan kecepatan udara pengering.

Pada periode laju pengeringan tetap, air yang diuapkan adalah pada

permukaan bahan yang relatif bebas. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju

pengeringan tetap yaitu kelembaban relatif (RH), kecepatan aliran udara, suhu

udara, dan luas permukaan bahan.

Periode pengeringan dengan kecepatan menurun berlangsung setelah

periode pengeringan dengan kecepatan tetap mencapai kadar air kritis, saat

dimana kecepatan aliran air bebas dari dalam bahan ke permukaan sama

dengan kecepatan pengambilan uap air maksimum dari bahan. Kadar air kritis

tergantung dari jenis dan ketebalan bahan.

Menurut Hall (1980) dalam Nugroho (2002), periode pengeringan

dengan kecepatan menurun terutama dipengaruhi oleh difusi air dari bahan ke

permukaan bahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeringan dengan

kecepatan menurun adalah sifat alamiah dari bahan, ketebalan bahan, suhu

bahan, dan tingkat kadar air.

12

Jenis bahan yang akan dikeringkan dan hasil kering dari bahan yang

diinginkan mempengaruhi pemilihan alat dan kondisi pengeringan yang akan

dipergunakan. Kondisi pengeringan untuk setiap bahan tidaklah sama satu

dengan lainnya karena ikatan air dan jaringan ikatan dari bahan tersebut

berbeda. Bahan dengan kandungan air tinggi memerlukan waktu pengeringan

yang lebih lama dibandingkan bahan dengan kadar air rendah.

Menurut Kamaruddin et al. (1994), berdasarkan proses penguapan air,

proses pengeringan terbagi menjadi tiga macam yaitu :

1. Panas diberikan karena kontak langsung dengan udara panas pada tekanan

atmosfer dan uap air yang terbentuk juga dipindahkan oleh udara.

2. ”Vacuum drying” dimana evaporasi air berlangsung lebih cepat pada

tekanan rendah dan panas yang diberikan oleh dinding logam secara

konduksi dan radiasi.

3. ”Freeze drying” dimana air diuapkan dari bahan yang membeku dan panas

diberikan secara radiasi dan konduksi.

Pada umumnya dikenal dua cara pengeringan, yaitu pengeringan

alamiah dengan sinar matahari dan pengering buatan dalam mesin-mesin

mekanik dengan proses pengendalian iklim dalam ruangan (lingkungan

mikro). Pengeringan alamiah memiliki keuntungan dan kerugian.

Keuntungannya yaitu biaya operasional rendah, tidak memerlukan tenaga ahli,

dan alat yang digunakan sederhana. Kerugiannya yaitu kepekaan produk

terhadap panas, hilangnya flavor, perubahan struktur bahan serta kerusakan

akibat mikroorganisme.

Menurut Sutijahartini (1985), pengeringan dengan alat pengering

buatan akan mendapatkan hasil seperti yang diharapkan asalkan kondisi

pengeringan dipilih dengan benar dan selama pengeringan dikontrol dengan

baik. Pengontrolan suhu dan waktu pengeringan dilakukan dengan mengatur

kontak alat pengering tersebut dengan alat pemanas, seperti udara panas yang

dialirkan ataupun alat pemanas yang lainnya. Suhu pengeringan akan

mempengaruhi kelembaban udara di dalam alat pengering dan kecepatan

pengeringan untuk bahan tersebut. Pada kelembaban udara yang cukup tinggi,

13

maka kecepatan penguapan air dari bahan akan lebih lambat dibandingkan

dengan pengeringan pada kelembaban yang rendah.

Udara mengambil peranan yang cukup penting dalam proses

pengeringan bahan, diantaranya yaitu mengambil air di daerah penguapan,

menghantarkan panas ke dalam bahan yang dikeringkan, sumber zat

pembakar, dan tempat membuang uap yang telah diambil dari tempat

pengeringan.

Air pada suatu bahan terdiri dari air bebas dan air terikat. Air bebas

adalah air yang berada di bagian permukaan sedang air terikat adalah air yang

berada di dalam bahan dan biasanya lebih sulit untuk keluar daripada air

bebas. Kadar air suatu bahan menunjukkan jumlah air yang dikandung bahan

tersebut, baik berupa air bebas maupun air terikat (Henderson dan Perry,

1976).

Kadar air hasil pertanian yang tinggi sangat cocok bagi kehidupan

serta perkembangan bakteri dan jamur. Jika kadar air diturunkan menjadi

sekitar 25%, bakteri tidak dapat bertahan dan reaksi enzimatis dapat

berkurang sangat nyata. Pada tingkat kadar air 15%, jamur akan sulit untuk

hidup dan berkembang.

Menurut Sutijahartini (1985), untuk menyatakan kadar air suatu bahan

digunakan dua cara, yaitu kadar air berdasarkan bahan kering dan kadar air

berdasarkan bahan basah. Kadar air kering yaitu jumlah air yang diuapkan per

berat bahan setelah pengeringan. Kadar air basah dinyatakan sebagai jumlah

air yang diuapkan per berat bahan sebelum pengeringan. Jumlah air yang

diuapkan adalah berat bahan sebelum pengeringan dikurangi berat bahan

setelah pengeringan.

Bahan basah di dalam alat pengering akan mengalami penguapan pada

seluruh permukaan. Pada suatu saat penguapan ini akan terhenti karena

molekul-molekul air yang belum diserap dari bahan sama jumlahnya dengan

molekul-molekul air yang diserap oleh permukaan bahan basah tersebut.

Keadaan ini dikatakan sebagai keadaan keseimbangan antara penguapan dan

pengembunan. Kadar air bahan dalam keadaan keseimbangan ini dikatakan

sebagai kadar air keseimbangan (Sutijahartini, 1985).

14

Hall (1957) dalam Nugroho (2002) membedakan kadar air

keseimbangan menjadi dua yaitu kadar air keseimbangan dinamis dan kadar

air keseimbangan statis. Kadar air keseimbangan statis didapat dari sistem

dengan bahan dan udara pengering dalam keadaan diam. Sedangkan kadar air

keseimbangan dinamis diperoleh dari sistem dengan bahan dan atau udara

pengering dalam keadaan bergerak.

Bahan yang kering dengan kadar air lebih rendah daripada kadar air

keseimbangan akan menyerap air sehingga tercapai keseimbangan, sedangkan

bahan basah kadar air lebih tinggi daripada kadar air keseimbangan. Selain

tergantung kepada suhu, keseimbangan kadar air ini tergantung juga pada

kelembaban nisbi dan macam bahan yang dikeringkan.

D. Mesin Pengering

Terdapat berbagai macam mesin pengering. Pengelompokan mesin

pengering dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Pengelompokan mesin pengering.

Kriteria Jenis

Modus operasi Curah

Kontinyu

Jenis masukan panas

Konveksi, konduksi, radiasi, medan

elektromagnetik, pindah panas kombinasi

Intermitten dan kontinyu

Adiabatik dan tak adiabatik

Keadaan bahan dalam mesin pengering Diam

Bergerak, diaduk, disebar

Tekanan operasi Vakum

Tekanan atmosfir

Media pengeringan (konveksi)

Udara

Uap super jenuh

Gas-gas panas

Suhu pengeringan

Dibawah suhu didih

Diatas suhu didih

Dibawah titik beku

15

Kriteria Jenis

Gerak nisbi antara media pengering dan

padatan yang dikeringkan

Searah

Berlawanan arah

Jumlah tahapan

Campuran

Tunggal

Multi tahap

Waktu bahan dalam mesin pengering

Singkat (< 1 menit)

Sedang(1-60 menit)

Panjang (> 60 menit)

Sumber : Devahastin (2001).

Pengering curah dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

1. Lapisan

a. Persentuhan (jenis konduktif atau tak langsung), diantaranya yaitu rak

vakum, bed teragitasi, dan curah berputar.

b. Konvektif, diantaranya yaitu rak atmosferik.

c. Jenis khusus, diantaranya yaitu gelombang mikro, beku, dan surya.

2. Dispersi

a. Fluidized bed/spouted bed

b. Pengering bak getar

Pengering kontinyu dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

1. Lapisan

a. Konduksi, diantaranya yaitu drum, lempeng, vakum, bed teragitasi,

rotari tak langsung.

b. Konvektif, diantaranya yaitu terowongan, spin-flash, throughflow, dan

konveyor.

c. Jenis khusus, diantaranya yaitu gelombang mikro, frekuensi radio,

beku, dan surya.

2. Dispersi

a. Fluidized bed

b. Bak getar

c. Rotari langsung

d. Ring

e. Semprot

16

f. Jet-zone.

Pengering berdasarkan bentuk fisik bahan umpan terdiri dari :

1. Pengering untuk padatan partikulat dan butiran

a. Pengering tipe rak

Pengering tipe rak terdiri dari pengering tipe rak jenis curah

dan kontinyu. Pada pengering tipe rak jenis curah, satu atau beberapa

kumpulan tipe rak yang ditempatkan pada ruang terinsulasi dimana

udara panas dialirkan oleh kipas dan kisi-kisi pemandu yang dirancang

sesuai dengan keperluan. Seringkali sebagian dari udara buang

diedarkan kembali oleh sebuah kipas yang ditempatkan di dalam atau

di luar ruang pengering. Pengering ini membutuhkan sejumlah pekerja

untuk membongkar muat produk. Kunci keberhasilan operasi

pengeringan ini adalah keseragaman aliran udara pengering pada rak-

rak tersebut karena rak dengan waktu pengeringan terlama merupakan

penentu lama pengeringan keseluruhan yang dibutuhkan, yang

selanjutnya menentukan kapasitas pengeringan. Pengering tipe rak

memiliki kapasitas yang besar dan mudah dalam pengoperasiannya.

Meskipun demikian, rak-rak pada pengering tipe rak ini dapat

menyebabkan distribusi udara yang kurang baik dan menurunkan

kinerja pengeringan.

Pada pengering tipe rak jenis kontinyu (pengering turbo), rak

tersusun membujur dan dilekatkan pada suatu batang vertikal. Udara

panas dialirkan ke ruang pengering dengan kipas turbin. Produk yang

dimasukkan pada tingkat pertama diatur tinggi tumpukannya oleh

sekumpulan pisau tak bergerak, setelah satu putaran, bahan akan

terjatuh habis jatuh ke tingkat dibawahnya oleh pisau terakhir. Pada

rancangan yang dimodifikasi, rak dapat dipanaskan secara konduksi

dan divakumkan untuk mengeluarkan uap air.

b. Pengering rotari

Pengering rotari tipe curah (cascade) adalah pengering kontak

langsung yang beroperasi secara kontinyu dan terdiri atas cangkang

silinder yang berputar perlahan serta biasanya dimiringkan beberapa

17

derajat dari bidang horizontal untuk membantu perpindahan umpan

basah yang dimasukkan pada ujung atas drum. Bahan kering

dikeluarkan dari ujung bawah. Media pengering mengalir secara aksial

melewati drum searah atau berlawanan arah dengan aliran produk.

Pengering rotari sangat fleksibel, berkemampuan tinggi dan khususnya

untuk kebutuhan laju produksi yang tinggi. Sisi negatifnya yaitu

pengering ini kurang efisien, memerlukan biaya modal yang tinggi,

biaya pemeliharaan yang besar tergantung jenis bahan yang

dikeringkan. Pengering ini tidak cocok untuk bahan yang mudah

pecah.

Pengering rotari vakum adalah pengering yang sama sekali

berbeda dari kebanyakan pengering rotari kontinyu yang beroperasi

pada tekanan atmosfir. Pada pengering ini, cangkang silindris berada

dalam keadaan diam sedang sekumpulan pisau agitator berputar pada

batang pusat untuk mengaduk bahan yang ada dalam cangkang

pengering. Panas disediakan dengan memanaskan jaket cangkang

dengan uap panas yang dikondensasi atau menggunakan fluida termal.

Pengering ini berguna untuk menangani bahan yang sensitif panas,

yang mengering pada suhu rendah karena kondisi vakum.

c. Pengering beku

Pengering beku digunakan untuk padatan yang sangat sensitif

panas. Operasi pengeringan ini membutuhkan biaya yang tinggi.

Pengeringan terjadi dibawah titik tripel cairan dengan menyublimkan

air beku menjadi uap, yang kemudian dikeluarkan dari ruang

pengering dengan pompa vakum mekanis atau ejector jet uap panas.

Umumnya pengeringan beku menghasilkan produk bermutu paling

tinggi dibandingkan dengan teknik dehidrasi lain.

Pengering beku rak sederhana merupakan jenis pengering

beku yang paling banyak digunakan. Pada pengering beku rak

sederhana, panas sublimasi disediakan melalui konduksi dari dasar rak.

Tekanan vakum umumnya dibawah 25 Pa dengan suhu kondensor

berkisar -40°C. Pemanas mulai pada suhu yang tinggi dan berangsur

18

menurun sejalan dengan waktu, sesuai dengan jadwal yang ditentukan

secara empiris menuju suhu yang lebih rendah. Pengering multi-batch

digunakan untuk menangani beban yang hampir sama pada seluruh

sistem sepanjang siklus pengeringan yang tumpang tindih. Pengering

beku terowongan merupakan kabinet vakum yang besar, troli pembawa

rak dimasukkan secara berselang melalui pengunci vakum pada salah

satu ujung terowongan. Produk yang dikeringkan dikeluarkan dari

ruang pengering melalui pengunci vakum di ujung lainnya. Uap panas

bertekanan rendah digunakan untuk memanaskan lempeng-lempeng

tempat meletakkan rak.

d. Pengering vakum

Pengering vakum sesuai untuk padatan yang berbentuk

butiran. Pengering ini lebih mahal dibandingkan pengering bertekanan

atmosfir tetapi sesuai untuk bahan yang sensitif panas dan memerlukan

pemulihan pelarut atau jika ada risiko kebakaran dan ledakan.

Pencampur berbentuk kerucut tunggal atau ganda dapat diterapkan

untuk pengeringan dengan pemanasan selimut bejana dan pemakuman

untuk mengeluarkan uap air. Pengering vakum jenis pedal cocok untuk

bahan seperti lumpur sedangkan pengering vakum jenis sabuk cocok

untuk bahan berbentuk pasta.

2. Pengering untuk bahan berbentuk bubur dan suspense

a. Pengering jenis semprot

Pengering semprot digunakan secara komersial untuk

pengeringan produk-produk agrokimia, bioteknologis, bahan-bahan

kimia dasar dan berat, susu, zat pewarna, konsentrat mineral dan bahan

farmasi, mulai dari kapasitas beberapa kg per jam hingga 50 ton per

jam penguapan. Umpan cairan dapat diubah menjadi bentuk bubuk,

butiran atau aglomerat dalam satu langkah operasi dalam pengering

semprot. Umpan yang diatomisasi dalam bentuk percikan disentuhkan

dengan gas panas dalam ruang pengering yang dirancang dengan baik.

19

b. Pengering drum

Pada pengering drum, umpan bubur dan pasta dikeringkan pada

permukaan drum yang dipanaskan oleh uap panas dan berputar

perlahan-lahan. Lapisan tipis pasta dilulurkan dengan berbagai cara.

Lapisan yang telah kering dikikis dan dikumpulkan dalam bentuk

kerak (bukan bubuk). Suhu pengeringan dapat dikendalikan dengan

baik, maka pengering drum dapat digunakan untuk menghasilkan

hidrat murni dari suatu senyawa kimia, bukan hidrat campuran.

Operasi vakum pengering drum, baik jenis tunggal maupun

ganda secara komersial digunakan untuk meningkatkan laju

pengeringan pada bahan yang sensitif terhadap panas. Operasi ini juga

digunakan jika diinginkan produk dengan struktur berpori dan jika

pemulihan pelarut merupakan hal yang sangat penting.

3. Pengering untuk bahan berbentuk lembaran

a. Pengering untuk lembaran kontinyu

Pengering konveksi, konduksi atau inframerah dapat digunakan

untuk bahan lembaran kontinyu, akan tetapi pengering dengan mode

kombinasi dari ketiganya seringkali lebih efisien. Pengering

inframerah dapat merupakan radiator keramik yang dibakar dengan gas

atau panel-panel yang dipanaskan dengan sumber listrik.

b. Pengering lembaran bentuk helaian

Bahan seperti kayu lapis atau chipboard membutuhkan waktu

pengeringan yang cukup panjang. Jet impinging dapat digunakan untuk

mengawali pemindahan air permukaan. Kadar air internal akan

mempunyai laju pengeringan yang lebih rendah dan ini dapat dicapai

dalam pengering terowongan dengan aliran media pengering secara

paralel dan laju sedang.

c. Pengering untuk lembaran sangat tebal atau bentuk tak tentu

Pada pengering ini waktu pengeringan berkisar dari harian

sampai bulanan. Pengeringan uap super panas pada kondisi vakum

telah menunjukkan adanya peningkatan laju pengeringan serta mutu

20

produk. Hanya pengering yang beroperasi secara curah yang sesuai

untuk kebutuhan waktu pengeringan selama ini.

d. Pengeringan bahan dalam bentuk wafer tipis

Pengering bahan dalam bentuk wafer tipis diantaranya yaitu

konveyor kontinyu, pengering sirkulasi terowongan atau dengan

pengering tumpukan impinging jet-fluidized. Pada pengering tumpukan

impinging jet-fluidized, jet udara panas dikenakan pada lapisan tipis

chips basah yang diangkut secara mekanis, pengeringan berlangsung

dengan kecepatan tinggi jet seperti memfluidisasi bahan.

E. Pengering Efek Rumah Kaca

Energi panas matahari dialirkan ke bumi dalam bentuk radiasi yang

merupakan gelombang pendek. Ciri khas radiasi surya adalah sifat

keberadaannya yang selalu berubah-ubah. Meskipun hari cerah dan sinar surya

tersedia banyak, nilainya sepanjang hari berubah dengan titik maksimum pada

tengah hari karena bertepatan dengan jarak lintasan terpendek sinar surya

menembus atmosfir (Kamaruddin et al., 1994).

Menurut Huang (1986) dalam Nugroho (2002), kolektor energi

matahari tanpa alat pengkonsentrasi pada dasarnya merupakan sumber panas

temperatur rendah. Karakteristik dari syarat musiman pengeringan komoditi

pertanian menjadikan energi surya sesuai untuk pengeringan dan

pengawetannya. Hasilnya sama baik dengan aplikasi pemanas tambahan

dalam produksi komoditi pertanian karena pengeringan temperatur rendah

mempertahankan mutu produk pertanian lebih baik daripada pengeringan

temperatur tinggi. Huang dan Bowers (1977) dalam Nugroho (2002)

memanfaatkan greenhouse untuk pengawetan tembakau.

Stoecker dan Jones (1992) dalam Nugroho (2002) menyatakan bahwa

tujuan utama suatu sistem berenergi surya adalah mengumpulkan energi

radiasi surya menjadi energi panas. Cara pengumpulan dan pengubahan energi

surya dalam aplikasi pengeringan komoditi pertanian ada tiga, yaitu

penjemuran, menempatkan komoditi pertanian dibawah bahan kaca, dan

21

meletakkan komoditi pertanian dalam wadah yang juga berfungsi sebagai

penyerap panas.

Pada penjemuran, bahan dihamparkan dan terkena sinar matahari

secara langsung. Pada penempatan komoditi pertanian dibawah bahan kaca,

bahan kaca tertembus gelombang pendek sinar matahari tetapi tidak tertembus

oleh gelombang panjang inframerah sehingga menimbulkan efek rumah kaca.

Pada peletakkan komoditi pertanian dalam wadah yang juga berfungsi sebagai

penyerap panas, panas yang dikonversikan terperangkap dalam penutup.

Secara sinambung, penggunaan panas dipindahkan melalui putaran lambat

penyerap panas dan dihantarkan ke komoditi pertanian.

Menurut Wulandani (2005), istilah pengering efek rumah kaca pertama

kali diperkenalkan oleh Kamaruddin et al. (1994), terdiri dari bangunan

berdinding transparan, dilengkapi dengan plat hitam sebagai pengumpul panas

(kolektor surya) di dalamnya.

F. Heater

Menurut Kamaruddin et al. (1994), energi listrik dapat dikonversikan

menjadi energi panas dengan menggunakan elemen atau unsur pemanas

(heating element). Komponen mesin untuk pemanas ini biasanya disebut

pemanas listrik. Umumnya kawat-kawat dengan penampang sirkular (strip)

atau berbentuk pita (ribbon) banyak dipakai sebagai elemen pemanas.

Pemanas listrik digunakan secara luas dan ekstensif unuk aplikasi domestik

dan industri. Dalam bidang agroindustri, pemanas listrik digunakan untuk

proses pengeringan dan pemanasan.

Sesuai dengan penggunaan mesin maka transfer energi panas dapat

dilakukan secara radiasi, konveksi atau konduksi. Dalam mesin tertentu

kadang-kadang diperlukan sirkulasi udara untuk memperoleh pemanasan yang

merata karena itu dalam mesin diperlukan kipas atau blower. Untuk mengatur

suhu dapat dilakukan dengan menggunakan thermostat. Thermostat adalah

suatu alat yang bisa mengatur sendiri untuk membuka dan menutup hantaran

dan aliran listrik berdasarkan perubahan suhu. Thermostat yang dipakai untuk

mengatur suhu ada yang memakai komponen bimetal, thermokopel atau

22

bellow unit sensing bulb. Selain itu, pengaturan suhu dapat juga menggunakan

rangkaian elektronik dengan menggunakan sensor suhu (Kamaruddin et al.,

1994).

G. Hasil-Hasil Penelitian sebelumnya tentang Pengeringan Cengkeh

Pada penelitian yang dilakukan oleh Argo (1984) digunakan pengering

tipe rak. Energi yang digunakan adalah energi listrik dan energi termal yang

berasal dari bahan bakar minyak tanah. Kadar air cengkeh turun dari 70% bb

menjadi 14% bb selama 19 jam-29 jam. Laju pengeringan rata-rata antara

8.52% bk/jam-15.2% bk/jam. Ketika kapasitas bahan 25 kg, suhu rak bagian

atas lebih besar dari rak bagian tengah dan bawah sebab hembusan kipas yang

terlalu besar. Pada kapasitas bahan 27.7 kg, pada hari pertama suhu rak bagian

bawah lebih besar dari rak bagian atas dan tengah. Pada pengeringan hari

kedua, suhu rak bagian atas lebih besar dari rak bagian tengah dan bawah.

Hasil penelitian tentang pengeringan cengkeh menggunakan pengering

mekanis tipe rak yang dilakukan oleh Sukiman (1985) yaitu kadar air cengkeh

rata-rata turun dari 73.3% bb menjadi 12.6% bb. Lama pengeringan untuk

perlakuan rak dipindah-pindah berkisar antara 19 jam-29 jam sedangkan untuk

perlakuan rak tetap adalah selama 16 jam. Laju pengeringan rata-rata pada

perlakuan rak dipindah-pindah berkisar antara 8.52% bk/jam-15.2% bk/jam

sedangkan untuk perlakuan rak tetap adalah 17.865% bk/jam. Suhu rak selama

pengujian pada perlakuan rak dipindah-pindah tidak menunjukkan perbedaan

sedangkan untuk perlakuan rak tetap terdapat adanya perbedaan suhu dengan

suhu masing-masing 53.185ºC, 55.391ºC, dan 56.671ºC pada akhir

pengeringan. Kadar air akhir rata-rata yang diperoleh pada pengeringan

dengan perlakuan rak dipindah-pindah sebesar 14.11% bb sedangkan pada

perlakuan rak tetap sebesar 12.05% bb. Energi yang digunakan oleh mesin

pengering ini adalah energi listrik dan energi termal yang berasal dari bahan

bakar minyak tanah.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Handoyo (1987) digunakan

pengering cengkeh tipe kolektor surya datar dengan bola kaca penyerap panas.

Kolektor mampu menaikkan suhu udara antara 5ºC-29.3ºC diatas suhu sekitar

23

dengan fluktuasi suhu relatif besar. Efisiensi total kolektor sebesar 83.2%.

Kolektor yang dirancang mampu menurunkan kadar air cengkeh sebanyak

11.85 kg dari 58.32% bb menjadi 13.93% bb.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Taruna (1993) digunakan

pengering tipe lemari hibrid energi surya dan listrik. Pada pengering ini

digunakan kolektor datar. Ruang pengering berisi rak-rak pengering yang

diletakkan agak miring. Kadar air cengkeh seberat 48.9 kg turun dari 72.8%

bb menjadi 12.93% bb. Kadar air cengkeh seberat 45.8 kg turun dari 73.6% bb

menjadi 13.01% bb. Kadar air cengkeh seberat 45.7 kg turun dari 73.1% bb

menjadi 12.78% bb. Energi yang dibutuhkan untuk pengeringan selama

percobaan berkisar antara 2 401 146 kJ-2 497 191.85 kJ. Efisiensi pengeringan

dari beberapa percobaan yang dilakukan berkisar antara 13.32%-15.60%.


efek rumah kaca tipe rak yang dilakukan oleh Nugroho (2002) yaitu pada

percobaan pertama, kadar air cengkeh seberat 10 kg turun dari 75.9% bb

menjadi 12.6% bb selama 96 jam non stop. Laju penurunan rak depan sebesar

3.61% bk dan rak belakang sebesar 3.8% bk. Hal ini disebabkan karena letak

rak belakang lebih dekat dengan kipas radiator. Pada percobaan kedua, kadar

air cengkeh seberat 12 kg turun dari 73.36% bb menjadi 12.6% bb selama 76

jam non stop. Laju penurunan rak selatan sebesar 4.5% bk dan rak utara

sebesar 4.18% bk. Hal ini disebabkan karena pada siang hari, rak bagian utara

terhalang oleh plat seng. Pada malam hari, rak bagian selatan mendapatkan

panas dari pemanas air melalui radiator dan pemanas arang, sedangkan rak

utara hanya mendapatkan panas dari pemanas air melalui radiator.

Pada percobaan ketiga, kadar air cengkeh seberat 32 kg turun dari

74.5% bb menjadi 13% bb selama 115 jam non stop. Secara umum penurunan

berat pada rak bagian atas lebih besar dibandingkan dengan rak-rak yang ada

di bawahnya. Energi yang digunakan oleh mesin pengering ini yaitu energi

surya, energi listrik serta energi biomassa yang berasal dari kayu kopi dan

arang kayu. Konsumsi energi untuk menguapkan 1 kg uap air dari produk

yaitu 194 995.47 kJ/kg.

24

Pada penelitian yang dilakukan oleh Ratnawati (2003) digunakan

pengering efek rumah kaca tipe rak. Energi yang digunakan adalah energi

surya dan energi listrik. Suhu pada masing-masing rak tidak seragam dengan

nilai 46.9ºC untuk rak 1, 39.6ºC untuk rak 2, dan 38.5ºC untuk rak 3. Efisiensi

pengeringan yang dihasilkan adalah 63.16%. Penurunan kadar air dan laju

pengeringan pada masing-masing rak tidak seragam yaitu 5.531% bk/jam

untuk rak 1, 3.442% bk/jam untuk rak 2, dan 3.442% bk/jam untuk rak 3.

Konsumsi energi untuk menguapkan 1 kg uap air dari produk yaitu 16 516.68

kJ/kg.


efek rumah kaca tipe rak yang dilakukan oleh Wulandani (2005) yaitu kadar

air cengkeh seberat 39 kg turun dari 68.4% bb menjadi 12% bb pada

percobaan pertama. Pada percobaan kedua, kadar air cengkeh seberat 80 kg

turun dari 72% bb menjadi 12% bb. Pada percobaan ketiga, kadar air cengkeh

seberat 80 kg turun dari 72.8% bb menjadi 12% bb. Waktu pengeringan pada

percobaan pertama, kedua, dan ketiga masing-masing yaitu 51 jam, 61 jam,

dan 45 jam.

Perbedaan suhu udara pengering antar rak di dalam ruang pengering

terutama terjadi pada siang karena pengaruh radiasi surya yang langsung

mengenai rak teratas. Perbedaan suhu ini menyebabkan perbedaan kadar air

produk antar rak, yaitu sebesar 3.78% bb. Untuk mendapatkan efisiensi

pengeringan serta mutu bunga cengkeh kering yang tinggi, suhu pengeringan

cengkeh sebaiknya dipertahankan sebesar 48ºC, kapasitas produk yang

dikeringkan adalah kapasitas maksimum pengering, dan tebal lapisan cengkeh

3 cm. Efisiensi pengeringan pada percobaan pertama, kedua, dan ketiga

masing-masing yaitu 12%, 14.8%, dan 19.1%. Energi yang digunakan oleh

mesin pengering ini yaitu energi surya, energi listrik, dan energi biomassa

yang berasal dari bahan bakar arang kayu. Kebutuhan energi/kg air yang

diuapkan pada percobaan pertama, kedua, dan ketiga masing-masing yaitu

23.3 MJ/kg, 18 MJ/kg, dan 16 MJ/kg.

Documents

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Cengkeh · % 20.0 18.0 16.0 Sumber : DSN ... sebagai bahan baku rokok kretek merupakan andalan bagi pemerintah sebagai ... (Kamar Pengering Enersi Surya)