4.Mekanisme Pengering_DMM

MEKANISME PENGERINGAN By : Dewi Maya Maharani

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

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

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

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.

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

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)

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

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.

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

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

ALIRAN UDARA DLM

PENGERINGAN

1. CONCURRENT FLOW DRYING

Udara

pengering

bahan

basah

Udara

lembab

Bahan

kering

X

Y

Perubahan kadar air dan suhu

selama pengeringan :

Jarak

Kadar

air

Jarak S

uhu b

ahan

Suhu bahan

Suhu udara

2. COUNTER FLOW DRYING

Udara

pengering

bahan

basah

Udara

lembab

Bahan

kering

Kadar

air

Jarak Jarak

Suhu b

ahan

Suhu udara

Suhu bahan

3. CROSSFLOW DRYING

Udara

pengering

bahan

basah

Bahan

kering

Pada crossflow, bahan basah berhadapan dg udara

dingin dan lembab, sedang bahan kering bertemu dg

udara panas dan kering (udara masuk)

Jarak

Jarak

Suhu b

ahan

Kadar

air

Udara keluar

mean

Udara masuk Udara keluar

mean

Udara masuk

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

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

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

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

Kad

ar a

ir, 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

• 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

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).

•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.

Periode laju menurun

dikendalikan terutama oleh bahan

dan meliputi :

1. Pergerakan lengas dari dalam ke

permukaan bahan

2. Penguapan lengas dari

permukaan

MEKANISME ALIRAN MASSA AIR DI DALAM BAHAN

Difusi cairan oleh gradien konsentrasi

Difusi uap oleh gradien tekanan uap parsial

Gerak air oleh gaya kapiler

Aliran cairan atau uap oleh perbedaan tekanan total

Gerakan cairan oleh gaya gravitasi

Difusi permukaan

Gerakan uap oleh perbedaan suhu (difusi termis)

TUGAS KELOMPOK

Berdasarkan jurnal, jelaskan

tentang mekanisme pengeringan

dari 2 alat pengering yang

berbeda, contoh produk pangan,

keunggulan dan kelemahannya!

4.Mekanisme Pengering_DMM

Documents

Transcript of 4.Mekanisme Pengering_DMM