BAB VAlat-Alat PengeringByTri Hartono, M.Chem.Eng

5.1 UmumCampuran padat-cair dipisahkan dengan cara:Mekanis: filtrasi, sedimentasi, sentrifugasi, dllThermis: evaporasi, drying, dllKimiawi: ekstraksi (leaching), adsorpsi, dll

Pengeringan: pemisahan cairan dari suatu bahan padat yang lembab (kandungan cairan rendah) dengan cara menguapkan cairan tersebut dan membuang uap yang terbentuk.Setiap pengeringan melibatkan perpindahan panas dan perpindahan masa secara bersamaan.

Pengeringan adalah penghilangan kadar air yg jmlnya relatif sedkit dari bhn padat dg mengg panasPenghilangan air berlangsung pd T dibawah ttk didih air & seringkali dg bantuan udara/gas panas.Selain sbg penyedia panas hembusan udara ini juga berfungsi untuk menurunkan P parsial uap air.Kandungan air yg diturunkan umumnya rendahJika jml air besar, perlu penanganan pendahuluan, spt: filtrasi, sentrifugasi, dll.Pengeringan merupakan bagian akhir proses, yaitu sebelum pengemasan

5.2 Konsep Dasar Sistem PengeringanProses pengeringan merupakan proses pp dari sebuah perm benda shg kandungan air benda berkurang.Pp terjadi krn adanya beda T antara 2 perm.Beda T timbul akibat adanya aliran udara panas diatas perm benda yg akan dikeringkanAliran fluida panas merup fluida kerja bagi sistim pengeringan iniKomponen aliran udara yg mempengaruhi proses pengeringan adalah:KecepatanSuhuTekananKelembaban relatif

5.3 Perpindahan Panas pada PengeringanJumlah panas yg diperlukan untuk pengeringan terutama terdiri atas:Panas untuk memanaskan bahan hingga mencapai T pengeringanPanas penguapan untuk mengubah cairan ke fasa uapPanas yang hilang ke sekeliling.Panas yang diberikan pada bahan terjadi secara:KonduksiKonveksiradiasi

Pengeringan KonveksiPanas diberikan langsung ke bahan oleh suatu gas panas (biasanya udara) secara:Kontak langsung, jika cairan tidak berbahayaKontak tidak langsung, jika cairan berbahayaKontak Langsung dengan cara:Pengaliran atasPengaliran tembusFluidisasiPenghamburan (spray)

Pengeringan RadiasiPanas dipindahkan secara langsung sebagai radiasi infra merah ke bahan.Suhu radiasi sangat tinggi (400-2000oC)Waktu pengeringan singkatAplikasi terbatas karena tingginya suhuBiasanya untuk jumlah bahan yang kecil dan berlapis tipis (misal: keramik)

Proses pengeringan Proses 1-2: proses awal aliran udara panas menguapkan sejml air berbanding lurus dg ber+nya waktu pemanasan.Proses 2-3: dg ber+nya waktu, kapasitas proses penguapan berkurang akibat menurunnya suhu aliran udara panas & naiknya kelembapan relatif udara shg udara panas mjd jenuh & tidak mampu lagi menguapkan air.

Laju pengeringan thd waktuTitik 1-2: constant-rate periodTitik 2: critical moisture contentTitik 2-3: falling-rate period

5.4 Sasaran PengeringanMengurangi biaya transporAgar mudah ditangani dan mudah penggunaannyaUntuk mendapatkan sifat-sifat ttt spt tahan lama ( awetpenyimpanan), mudah mengalir, rasa & bentuk terjaga, dll.Menghindari bahaya korosi

Operasi ini melibatkan perpind masa dan panas sekaligus perub fasa dari fasa cair ke fasa gas.Kecepatan pengeringan dikendalikan oleh kec pemindahan panas dari medium yg memberikan panas dan kec difusi air dari dlm bahan ke medium pembawa uap.Kemampuan udara pembawa uap terbatas, makin tinggi T udara, makin besar kemampuannya mengambil uap air.

5.5 Peralatan PengeringSecara umum peralatan pengering terdiri dari bagian berikut:Pemanas udaraKipas penghembus udaraTempat bahan yang akan dikeringkanSebagai pemanas dapat berupa gas-gas panas hasil pembakaranBerdasarkan cara pemanasannya dikelompokkan:Pemansan langsung: gas panas langsung berkontak dg bhn yg akan dikeringkanPemansan tak langsung: bahan dipanasi oleh suatu permukaan panas, krn tidak ada hembusan udara maka suhu tinggi diperlukan.

5.6 Klasifikasi & PemilihanBermacam-macam alat pengering di industri:Tray dan Tunnel DryerRotary dryerDrum dryerSpray dryerPneumatic dryerFluidized Bed Dryer

Kriteria Pemilihan Alat PengeringKondisi bahan (bhn padat dapat mengalir, pasta, suspensi).Sifat-sifat bahan (mudah terbakar, ketahanan panas, bahaya ledakan debu, sifat oksidasi).Jenis cairan dalam bahan (air, organik pelarut, dapat terbakar, beracun, korosif).Kuantitas bahan.Operasi kontinyu atau tidak.

A. Tray & Tunnel DryerApabila jml bahan banyak, diperlukan pengering yg bekerja scr kontinyu, untuk ini dibuat ruangan berupa terowongan (tunnel) yg panjang.Digunakan untuk pengeringan bata, bahan keramik, kayu, dsb.Pengeringan berjalan lambat dan jumlah bahan besar.

Gbr. Tray DryerProduk ditempatkan pd setiap susunan rakUdara panas (fluida kerja) diperoleh dari pembakaran bhn bakar, panas matahari, atau listrik

Gbr. Tunnel Dryer

Keterangan Tunnel DryerKonstruksi serupa dg tray dryer, perbedaaan pada penempatan produk yg akan dikeringkan.Bahan ditempatkan pada susunan rak dan susunan rak ini ditempatkan diatas sebuah kereta dorong shg mempermudah pemasukan dan pengeluarannya.Aliran udara dapat diatur secara co-current, counter current, atau cross current dg letak susunan kereta.

B. Rotary DryerThe foodstuff is contained in a horizontal inclined cylinder through which it travels, being heated either by air flow through the cylinder, or by conduction of heat from the cylinder walls. In some cases, the cylinder rotates and in others the cylinder is stationary and a paddle or screw rotates within the cylinder conveying the material through.

Rotary Dryer

Keterangan GambarHeavy Duty Rotary Dryer Drum Internal Rotary Dryer Lifters Rotary Dryer Riding Rings Rotary Dryer Trunnion Rollers Rotary Dryer Thrust Wheel Rotary Dryer Drive Rotary Dryer Feed Chute

Combustion Chamber (optional) Rotary Dryer Discharge Chute Rotary Dryer Discharge Seals Rotary Dryer Support Frame Rotary Dryer Modular Frame (optional) Rotary Dryer Burner System

Rotary DryerUntuk menangani bahan berbentuk butiran atau kristal yang tidak lekat satu dg yg lain.Bahan yg akan dikeringkan dimasukkan pd ujung yang lebih tinggi.Bagian dalam tromol terdapat sudu-sudu memanjang sepanjang tromol.Saat tromol berputar, sudu-sudu mengangkat bahan dari bawah keatas dan menjatuhkannya kembali ke bawah, dg demikian bahan tersebar dalam tromol dan kontak dg medium pengering dg baik.Bahan keluar dari ujung yg lebih rendah.Media pengering udara panas/gas hasil pembakaran dialirkan scr counter current.

C. Drum Dryer

Roller or Drum DryerDigunakan untuk suspensi (padatan dalam cairan).Terdiri dari 1 atau 2 drum yg permukaannya dipanasi dg steam dari dalam drum.Drum berputar perlahan-lahan.Bahan (suspensi) disebarkan (membentuk lapisan tipis) pada permukaan drum shg cairan teruapkan dan meninggalkan padatan di permukaan drum.Padatan yg menempel pd permukaan drum dilepaskan oleh pisau penggerak.Drum pengering dioperasikan didalam ruang hampa untuk menurunkan suhu pemanasan shg kerusakan bahan akibat panas dapat dikurangi.

D. Fluidized Bed DryerBahan yg dikeringkan disuspensikan dengan medium udara panas.Pengeringan berlangsung sangat cepat.Laju pengeringan berbanding lurus thd: diameter butiran dipangkatkan , beda suhu gas dan bahan, akar laju alir gas pengering, koefisien pp, dan tekanan.Fluidisasi adalah suspensi dan pengadukan unggun butiran-butiran padat oleh aliran tegak (vertikal) gas.Tiap butir diselimuti gas.Panas pengeringan dipindahkan scr konduksi dan konveksi.Sbg sumber panas dipakai coil listrik, steam, atau gas pembakaran.Dapat beroperasi pada T tinggi shg bisa juga dilakukan kalsinasi.

Gbr Fluidized Bed DryerIn a fluidized bed dryer, the food material is maintained suspended against gravity in an upward-flowing air stream. There may also be a horizontal air flow helping to convey the food through the dryer. Heat is transferred from the air to the food material, mostly by convection.

Pressurized Steam Fluid Bed Dryer

E. Spray DryerUmpan yg digunakan berupa suspensi (padat-gas), pasta, suspensi padat-cair.Umpan disebarkan dlm btk butiran-butiran halus (atomisasi, sprayed).Waktu pengeringan singkat.

Spray Dryer from Niro

F. Pneumatic DryerPengeringan berlangsung sangat cepat (1-10 dtk).Butiran bahan dijatuhkan dalam suatu aliran gas panas.Laju udara biasanya 130-200 m/mnt.Butiran akan terangkut dan dipisahkan dalam sebuah cyclone dan selebihnya masuk dalam bag filter.Suhu gas pengering tinggi sedang bahan berada pada suhu bola basahnya (rendah).