DRYER

1. DefinisiDrying atau pengeringan adalah salah satu jenis operasi Teknik Kimia untuk

menghilangkan sejumlah air (dalam jumlah sedikit) yang terkandung dalam suatu material. Sedangkan evaporasi dapat diartikan sebagai  proses menghilangkan sejumlah air (dalam jumlah  cukup banyak) yang terkandung dalam suatu material. Udara yang memasuki pengering jarang sekali berada dalam keadaan benar-benar kering, tetapi selalu mengandung kebasahan dan mempunyai kelembaban relatif tertentu. Untuk udara yang mempunyai kelembaban tertentu, kandungan kebasahan di dalam zat padat yang keluar dari pengering tidak bisa kurang dari kebasahan keseimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Bagian air yang terdapat di dalam zat padat yang basah tidak dapat dikeluarkan dengan udara masuk, karena udara masuk itu mengandung kelembaban pula, yang disebut kebasahan keseimbangan (equilibrium moisture).

Tujuan pengeringan untuk mengurangi kadar air bahan sampai batas perkembangan organisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau bakteri terhenti sama sekali. Dengan demikian bahan yang dikeringkan mempunyai waktu simpan lebih lama.

2. Prinsip Dasar dan Mekanisme Pengeringan

Gambar 1. Salah satu jenis Dryer

Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di transfer dari medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini akan menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer melalui struktur bahan selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus di sediakan untuk menguapkan air dan air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar supaya dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada bahan yang di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan. Makin tinggi suhu dan kecepatan aliran udara pengeringan makin cepat pula proses pengeringan berlangsung. Makin tinggi suhu udara pengering, makin besar energi panas yang di bawa udara sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang di uapkan dari permukaan bahan yang

dikeringkan. Jika kecepatan aliran udara pengering makin tinggi maka makin cepat massa uap air yang dipindahkan dari bahan ke atmosfer. Kelembaban udara berpengaruh terhadap proses pemindahan uap air. Pada kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan uap air didalam dan diluar bahan kecil, sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan keluar menjadi terhambat. Pada pengeringan dengan menggunakan alat umumnya terdiri dari tenaga penggerak dan kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol. Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan udara dapat digunakan blower. Sumber energi yang dapat digunakan pada unit pemanas adalah tungku, gas, minyak bumi, dan elemen pemanas listrik.

Proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan kadar air dan aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan kelembaban relatif dan kelembaban mutlak.

Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah sebagai berikut:

1. Air bergerak melalui tekanan kapiler.

2. Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian  bahan.

3. Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan permukaan komponen padatan dari bahan.

4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.

    (Dewi, 2010)

3. Metode Umum Pengeringan

Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara yang berbeda. Proses pengeringan dapat dikelompokkkan sebagai:

1.      Batch; bahan dimasukkan ke dalam peralatan pengering dan pengering berlangsung selama periode waktu tertentu.

2.      Kontinu; bahan ditambahkan secara terus-menerus ke dalam pengering dan bahan kering dipindahkan secara terus-menerus.

(Dewi, 2010)

4. Macam-macam teknik pengeringan

1. Pengeringan dengan udara atau dengan panas

Pengeringan ini dengan teknik ini dapat langsung dikeringkan di bawah sinar matahari atau ditempat yang teduh dengan bantuan udara.

2. Pengeringan Buatan Pengeringan buatan terdiri dari:

Menggunakan alat DehidratorPengeringan makanan memerlukan waktu yang lama. Dengan menggunakan alat dehydrator,

makanan akan kering dalam jangka waktu 6-10 jam. Waktu pengeringan tergantung dengan jenis bahan yang kita gunakan.

Menggunakan ovenDengan mengatur panas, kelembaban, dan kadar air, oven dapat digunakan sebagai

dehydrator. Waktu yang diperlukan adalah sekitar 5-12 jam. Lebih lama dari dehydrator biasa. Agar bahan menjadi kering, temperature oven harus di atas 140o derajat Fahrenheit. 

Kelebihan dan kekurangan teknik pengeringan dengan sinar matahari adalah :- Kelebihan dari teknik pengeringan dengan sinar matahari adalah biaya relative murah

dan kapasitas besar.- Kekurangan dari teknik pengeringan dengan sinar matahari yaitu sangat tergantung

terhadap cuaca dan mudah terjadi kontaminasi  pada bahan pangan.

Kelebihan dan kekurangan pengeringan buatan- Kelebihan Pengeringan Buatan adalah suhu dan kecepatan proses pengeringan dapat

diatur seuai keinginan, tidak terpengaruh cuaca, sanitisi dan higiene dapat dikendalikan.- Kelemahan Pengeringan Buatan adalah memerlukan keterampilan dan peralatan khusus,

serta biaya lebih tinggi dibanding pengeringan alami.5. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan

a.  Luas PermukaanMakin luas permukaan bahan  makin cepat bahan menjadi kering Air menguap

melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah akan merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris terlebih dulu. Hal ini terjadi karena pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah keluar,

Potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan kemudian keluar dari bahan tersebut.

b. Perbedaan Suhu dan Udara SekitarnyaSemakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan

makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan

udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah.

c. Kecepatan Aliran UdaraMakin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari

permukaan bahan sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan.

d. Tekanan UdaraSemakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk

mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka udara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan.

e. Kelembapan UdaraMakin lembab udara maka Makin lama kering sedangkan Makin kering udara

maka makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsobsi dan menahan uap air Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi masing-masing. kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir (Supriyono, 2003).

6. Jenis- jenis dryera. Tray dryer

Pengering baki (tray dryer) disebut juga pengering rak atau pengering kabinet, dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm. Pengeringan jenis baki atau wadah adalah dengan meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang lansung berhubungan dengan media pengering. Cara perpindahan panas yang umum digunakan adalah konveksi dan perpindahan panas secara konduksi juga dimungkinkan dengan memanaskan baki tersebut.

- Prinsip Kerja Tray dryer

Alat pengering tipe rak (tray dryer) mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Pada umumnya rak tidak dapat dikeluarkan. Beberapa alat pengering jenis itu rak-raknya mempunyai roda sehingga dapat dikeluarkan dari alat pengering. Ikan-ikan diletakkan di atas rak yang terbuat dari logam dengan alas yang berlubang-lubang. Kegunaan dari lubang tersebut untuk mengalirkan udara panas dan uap air.

Ukuran rak yang digunakan bermacam-macam, ada yang luasnya 200 cm2 dan ada juga yang 400 cm2. Luas rak dan besar lubang-lubang rak tergantung pada bahan yang akan dikeringkan. Selain alat pemanas udara, biasanya juga digunakan kipas (fan) untuk mengatur sirkulasi udara dalam alat pengering. Kipas yang digunakan mempunyai kapasitas aliran 7-15 fet per detik. Udara setelah melewati kipas masuk ke dalam alat pemanas, pada alat tersebut udara dipanaskan lebih dahulu kemudian dialirkan diantara rak-rak yang sudah berisi bahan. Arah aliran udara panas di dalam alat pengering dapat dari atas ke bawah dan juga dari bawah ke atas. Suhu yang digunakan serta waktu pengeringan ditentukan menurut keadaan bahan. Biasanya suhu yang digunakan berkisar antara 80-1800C. Tray dryer dapat digunakan untuk operasi dengan keadaan vakum dan seringkali digunakan untuk operasi dengan pemanasan tidak langsung. Uap air dikeluarkan dari alat pengering dengan pompa vakum.

Alat pengering tipe bak terdiri atas beberapa komponen sebagai berikut :a. Bak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak pengering

dengan ruang tempat penyebaran udara panas (plenum chamber).b. Kipas, digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke plenum

chamber dan melewati tumpukan bahan di atasnya.c. Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar kelembapan nisbi

udara pengering menjadi turun sedangkan suhunya naik.

b. Rotary dryer

Rotary dryer atau bisa disebut drum dryer merupakan alat pengering berbentuk sebuah

drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan dengan tungku atau gasifier. Alat

pengering ini dapat bekerja pada aliran udara melalui poros silinder pada suhu 1200-1800 oF

tetapi pengering ini lebih seringnya digunakan pada suhu 400-900 oF.

Rotary dryer sudah sangat dikenal luas di kalangan industri karena proses

pengeringannya jarang menghadapi kegagalan baik dari segi output kualitas maupun kuantitas.

Namun sejak terjadinya kelangkaan dan mahalnya bahan bakar minyak dan gas, maka teknologi

rotary dryer mulai dikembangkan untuk berdampingan dengan teknologi bahan bakar substitusi

seperti burner batubara, gas sintesis dan sebagainya.

Keuntungan penggunaan rotary/drum dryer sebagai alat pengering adalah :

1.      Dapat mengeringkan baik lapisan luar ataupun dalam dari suatu padatan

2.      Penanganan bahan yang baik sehingga menghindari terjadinya atrisi

3.      Proses pencampuran yang baik, memastikan bahwa terjadinya proses pengeringan

bahan yang seragam/merata

4.      Efisiensi panas tinggi

5.      Operasi sinambung

6.       Instalasi yang mudah

7.      Menggunakan daya listrik yang sedikit

Kekurangan dari penggunaan pengering drum diantaranya adalah :

1.      Dapat menyebabkan reduksi kuran karena erosi atau pemecahan

2.      Karakteristik produk kering yang inkonsisten

3.      Efisiensi energi rendah

4.      Perawatan alat yang susah

5.      Tidak ada pemisahan debu yang  jelas

(Heriana, dkk., 2012)