II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di...

17
3 II. TINJAUAN PUSTAKA A. BOTANI DAN BUDIDAYA TANAMAN JAGUNG A. 1. Botani Tanaman Jagung Jagung (Zea mays L.) merupakan salah satu tanaman pangan dunia yang terpenting, selain gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung juga menjadi alternatif sumber pangan di Amerika Serikat. Penduduk beberapa daerah di Indonesia (misalnya di Madura dan Nusa Tenggara) juga menggunakan jagung sebagai pangan pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak (hijauan maupun tongkolnya), diambil minyaknya (dari bulir), dibuat tepung (dari bulir, dikenal dengan istilah tepung jagung atau maizena), dan bahan baku industri (dari tepung bulir dan tepung tongkolnya). Tongkol jagung kaya akan pentosa, yang dipakai sebagai bahan baku pembuatan furfural. Jagung yang telah direkayasa genetika juga sekarang ditanam sebagai penghasil bahan farmasi. Adapun klasifikasinya sebagai berikut: Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan) Divisio : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Sub Divisio : Angiospermae (berbiji tertutup) Classis : Monocotyledone (berkeping satu) Ordo : Gramineae (rumput-rumputan) Familia : Graminaceae Genus : Zea Species : Zea mays L. Gambar 1.Tanaman Jagung Di Indonesia, daerah-daerah penghasil utama tanaman jagung adalah Jawa Tengah, Jawa Barat, Jawa Timur, Madura, D.I Yogyakarta, Nusa Tenggara Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Selatan, dan Maluku. Khusus di Daerah Jawa Timur dan Madura, budidaya tanaman jagung dilakukan secara intensif karena kondisi tanah dan iklimnya sangat mendukung untuk pertumbuhannya (Warintek,2010). Jagung tidak memerlukan persyaratan tanah yang khusus. Keasaman tanah yang baik bagi pertumbuhan tanman jagung adalah pH antara 5,6-7,5. Tanaman jagung membutuhkan tanah dengan aerasi dan kesediaan air dalam kondisi baik. Tanah dengan kemiringan kurang dari 8% dapat ditanami jagung. Jagung dapat ditanam di Indonesia mulai dari dataran rendah sampai di daerah pegunungan yang memiliki ketinggian 1000-1800 m dpl. Daerah dengan ketinggian optimum antara 0-600 m dpl merupakan ketinggian yang baik bagi pertumbuhan tanaman jagung (Warintek, 2010).

Transcript of II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di...

Page 1: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. BOTANI DAN BUDIDAYA TANAMAN JAGUNG

A. 1. Botani Tanaman Jagung

Jagung (Zea mays L.) merupakan salah satu tanaman pangan dunia yang terpenting, selain

gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung

juga menjadi alternatif sumber pangan di Amerika Serikat. Penduduk beberapa daerah di

Indonesia (misalnya di Madura dan Nusa Tenggara) juga menggunakan jagung sebagai pangan

pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak (hijauan

maupun tongkolnya), diambil minyaknya (dari bulir), dibuat tepung (dari bulir, dikenal dengan

istilah tepung jagung atau maizena), dan bahan baku industri (dari tepung bulir dan tepung

tongkolnya). Tongkol jagung kaya akan pentosa, yang dipakai sebagai bahan baku pembuatan

furfural. Jagung yang telah direkayasa genetika juga sekarang ditanam sebagai penghasil bahan

farmasi. Adapun klasifikasinya sebagai berikut:

Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)

Divisio : Spermatophyta (tumbuhan berbiji)

Sub Divisio : Angiospermae (berbiji tertutup)

Classis : Monocotyledone (berkeping satu)

Ordo : Gramineae (rumput-rumputan)

Familia : Graminaceae

Genus : Zea

Species : Zea mays L.

Gambar 1.Tanaman Jagung

Di Indonesia, daerah-daerah penghasil utama tanaman jagung adalah Jawa Tengah, Jawa

Barat, Jawa Timur, Madura, D.I Yogyakarta, Nusa Tenggara Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi

Selatan, dan Maluku. Khusus di Daerah Jawa Timur dan Madura, budidaya tanaman jagung

dilakukan secara intensif karena kondisi tanah dan iklimnya sangat mendukung untuk

pertumbuhannya (Warintek,2010).

Jagung tidak memerlukan persyaratan tanah yang khusus. Keasaman tanah yang baik bagi

pertumbuhan tanman jagung adalah pH antara 5,6-7,5. Tanaman jagung membutuhkan tanah

dengan aerasi dan kesediaan air dalam kondisi baik. Tanah dengan kemiringan kurang dari 8%

dapat ditanami jagung. Jagung dapat ditanam di Indonesia mulai dari dataran rendah sampai di

daerah pegunungan yang memiliki ketinggian 1000-1800 m dpl. Daerah dengan ketinggian

optimum antara 0-600 m dpl merupakan ketinggian yang baik bagi pertumbuhan tanaman jagung

(Warintek, 2010).

Page 2: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

4

A. 2. Perkembangan Produksi Jagung Nasional

Berdasarkan situs BPS (2011) dinyatakan bahwa ARAM III (angka ramalan) produksi

jagung tahun 2010 sebesar 17.844 juta ton dari ATAP (angka tetap) tahun 2009 sebesar 17.629

juta ton pipilan kering. Artinya ada tambahan 0,215 juta ton atau naik 1.22% dari capaian

produksi 2009. Peningkatan produksi diperkirakan terjadi karena tambahan luas panen jagung dan

produktivitas sebesar 0.7 kuintal/Ha (1.65%).

Produksi jagung di Indonesia mulai meningkat tajam setelah tahun 2002 dengan laju

9.14% per tahun. Walaupun sebagian besar penggunaan jagung untuk komsumsi langsung,

namun sudah mulai tampak penggunaan untuk insdustri pangan dan bahkan pangsanya sudah di

atas penggunaan untuk industri pakan.

A. 3. Pengeringan Jagung

Pada umumnya masyarakat hanya memanfaatkan jagung dalam bentuk biji segar dalam

pengolahan menjadi makanan. Namun dalam industri pangan maupun pakan, jagung yang

digunakan dalam bentuk yang telah dikeringkan. Pengeringan bertujuan untuk memperpanjang

umur simpan dengan cara mengurangi kadar air untuk mencegah tidak ditumbuhi oleh

mikroorganisme pembusuk. Dalam proses pengeringan dilakukan pengaturan terhadap suhu,

kelembaban (humidity) dan aliran udara. Pengeringan jagung dapat dibedakan menjadi dua

tahapan yaitu:

1. Pengeringan dalam bentuk gelondong. Pada pengeringan jagung gelondong dilakukan

sampai kadar air mencapai 18% untuk memudahkan pemipilan. Penjemuran dapat

dilakukan di lantai, dengan alas anyaman bambu atau dengan cara diikat dan digantung.

2. Pengeringan butiran setelah jagung dipipil. Pemipilan dapat dilakukan dengan cara

tradisional atau dengan cara yang lebih modern. Secara tradisional pemipilan jagung

dapat dilakukan dengan tangan maupun alat bantu lain yang sederhana seperti kayu, pisau

dan lain-lain sedangkan yang lebih modern menggunakan alat pemipil yang disebut corn

sheller yang dijalankan dengan motor.

Butiran jagung hasil pipilan masih terlalu basah untuk dijual ataupun disimpan, untuk itu

diperlukan satu tahapan proses yaitu pengeringan akhir. Pengeringan jagung dapat dilakukan

secara alami atau buatan. Umumnya petani melakukan pengeringan biji jagung dengan

penjemuran di bawah sinar matahari langsung, sedangkan pengusaha jagung (pabrikan) biasanya

menggunakan alat pengering tipe batch dryer dengan kondisi temperatur udara pengering antara

50°C – 60°C dengan kelembaban relatif 40%.

Pengeringan dengan sinar matahari menjadikan mutu biji lebih baik yaitu menjadi

mengkilap. Caranya adalah biji ditebarkan di lantai penjemuran di bawah terik matahari.

Pengeringan ini membutuhkan tenaga kerja lebih banyak dan sangat tergantung dengan cuaca.

Lama penjemuran dapat lebih dari 10 hari, tergantung dengan cuaca dan lingkungan. Selama

penjemuran dilakukan pembalikkan hamparan biji 1-2 jam sekali. Jika cuaca tidak

memungkinkan dapat diganti dengan hembusan udara pada pengeringan buatan. Pada tahap awal

dengan suhu lingkungan selama 72-80 jam dan diteruskan dengan suhu udara 45-60˚C sampai biji

kering.

Page 3: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

5

Gambar 2 Pengeringan di bawah matahari langsung

(sumberhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24587/4/Chapter%20II.pdf)

A. 4. Nilai Ekonomi Jagung Hasil Pengeringan

Tanaman jagung memiliki nilai ekonomi yang cukup tinggi. Melihat peluang dalam produksi

jagung nasional belum bisa mencukupi kebutuhan industri nasional, maka potensi pasar jagung

sangat besar. Tanaman jagung ini mudah perawatan dan cepat panen. Dalam waktu 3-4 bulan,

tanaman jagung sudah dapat dipanen. Tidak dibutuhkan perlakuan khusus dalam merawat

tanaman ini. Tanaman jagung juga dapat bertahan terhadap segala macam cuaca, panas-dingin,

hujan kering, maupun angin. Untuk kebutuhan industri pangan maupun pakan, jagung harus

dikeringkan terlebih dahulu. Oleh karena itu, jagung yang sudah dikeringkan memiliki nilai

ekonomi yang tinggi daripada jagung belum dikeringkan. Selain daya simpan yang lebih lama

jagung yang sudah kering juga bias diambil minyaknya (dari biji), dibuat tepung (dari biji,

dikenal dengan istilah tepung jagung atau maizena), dan bahan baku industri (dari tepung biji dan

tepung tongkolnya) (Wikipedia Indonesia, 2006).

B. PENGERINGAN

B.1. Teori Pengeringan Pengeringan merupakan proses pemindahan kadar air dari bahan dan produk pertanian

untuk menghasilkan produk yang berkualitas tinggi dan tahan lama untuk disimpan. Selama

pengeringan tersebut terjadi dua proses yaitu proses perpindahan panas dari udara pengering ke

bahan, dan proses pindah massa uap air dari permukaan bahan ke udara sekitar (Goswarmi,

1986).

Menurut Henderson dan Perry (1976), pengeringan adalah proses pengeluaran air dari suatu

bahan pertanian menuju kadar air kesetimbangan dengan udara sekeliling atau pada tingkat kadar

air dimana mutu bahan pertanian dapat dijaga dari serangan jamur, aktivitas serangga dan enzim.

Umumnya media pengering yang digunakan adalah udara. Udara ini berfungsi antara lain untuk

membawa panas masuk dalam sistem, untuk menguapkan, dan kemudian membawa uap air

keluar dari sistem. Proses pengeluaran air di permukaan bahan dapat terjadi secara alamiah akibat

adanya perbedaan tekanan uap antara bahan dan udara lingkungan di sekitar bahan. Meskipun

proses pengeringan terjadi pada tekanan atmosfir, proses pengeringan ini dapat dipercepat dengan

Page 4: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

6

memodifikasi kondisi udara lingkungan yaitu dengan pencampuran udara kering dan uap air.

Pengkondisian udara laingkungan ini dapat dilakukan dengan pemanasan (heating), pendinginan

(cooling), pelembaban (humidifying), penghilangan kelembaban (dehumidifying), dan

pencampuran udara berdasarkan karakteristik fisik yang ditunjukkan dalam diagram psikometri

(Goswami, 1986).

Proses pengeringan menurut Henderson dan Perry (1976) terdiri dari dua periode yaitu

periode pengeringan dengan laju tetap/konstan dan periode dengan laju menurun. Periode

pengeringan dengan laju tetap merupakan periode perpindahan massa air yang berasal dari

permukaan bahan. Proses ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan uap air antara permukaan

bahan dengan udara pengering. Proses ini akan terus berlangsung sampai air bebas pada

permukaan telah hilang. Sedangkan pengeringan dengan laju menurun akan berlangsung setelah

pengeringan laju konstan selesai. Kadar air diantara kedua periode tersebut disebut dengan kadar

air kritis. Pengeringan dengan laju menurun akan berhenti hingga tercapai kadar air

kesetimbangan. Kadar air kesetimbangan merupakan kadar air terendah yang dapat dicapai pada

suhu dan kelembaban tertentu.

Selama pengeringan berlangsung terjadi penurunan suhu bola kering disertai dengan

kenaikan kelembaban mutlak (H), kelembaban relatif (RH), tekanan uap dan suhu pengembunan.

Sedangkan suhu bola basah dan entalpi tetap. Ilustrasi aktivitas pengeringan dapat dilihat pada

kurva psikrometrik chart pada Gambar 3.

Keterangan : (1) – (2) = proses pemanasan udara (2) – (3) = proses pengeringan

Tud = suhu udara Tp = suhu pengeringan

Gambar 3. Kurva psikrometrik chart untuk pengeringan

Metode pengeringan pangan maupun non-pangan yang umum dilakukan antara lain adalah

pengeringan matahari (sun drying), oven, iradiasi surya (solar drying), microwave, dan

pengeringan beku (freeze drying). Pengeringan merupakan metode pengawetan yang

membutuhkan energi dan biaya yang cukup tinggi, kecuali pengeringan matahari (sun drying).

RH

1 3

Volume spesifik (m3/kguk)

Entalpi (kJ/kgu

)

SuhuPengembunan

h1

h2

1 2

Tud Tp

Ke

lem

bab

an m

utla

k (k

g air/k

g uk)

Page 5: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

7

Pengeringan Matahari (Sun Drying) Pengeringan matahari (sun drying) merupakan salah satu metode pengeringan tradisional

karena menggunakan panas langsung dari matahari dan pergerakan udara lingkungan.

Pengeringan ini mempunyai laju yang lambat dan memerlukan perhatian lebih. Bahan harus

dilindungi dari serangan serangga dan ditutupi pada malam hari. Selain itu pengeringan matahari

sangat rentan terhadap resiko kontaminasi lingkungan, sehingga pengeringan sebaiknya jauh dari

jalan raya atau udara yang kotor. Pengeringan matahari tergantung pada iklim dengan matahari

yang panas dan udara atmosfer yang kering, dan biasanya dilakukan untuk pengeringan buah-

buahan.

Pengeringan Rumah Kaca (Greenhouse) Pengering efek rumah kaca adalah alat pengering berenergi surya yang memanfaatkan efek

rumah kaca yang terjadi karena adanya penutup transparan pada dinding bangunan serta plat

absorber sebagai pengumpul panas untuk menaikkan suhu udara ruang pengering. Lapisan

transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari masuk ke dalam dan

mengenai elemen-elemen bangunan. Hal ini menyebabkan radiasi gelombang pendek yang

terpantul berubah menjadi gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak

dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Proses inilah

yang dinamakan efek rumah kaca. (Kamaruddin et al., 1996).

Pengeringan Oven Pengeringan oven (oven drying) untuk produk pangan membutuhkan sedikit biaya investasi,

dapat melindungi pangan dari serangan serangga dan debu, dan tidak tergantung pada cuaca.

Namun, pengeringan oven tidak disarankan untuk pengeringan pangan karena energi yang

digunakan kurang efisien daripada alat pengering (dehydrator). Selain itu sulit mengontrol suhu

rendah pada oven dan pangan yang dikeringkan dengan oven lebih rentan hangus.

Pengeringan Iradiasi Surya (Solar Drying) Solar drying merupakan modifikasi dari sun drying yang menggunakan kolektor sinar

matahari yang didesain khusus dengan ventilasi untuk keluarnya uap air. Energi matahari

dikumpulkan menggunakan pengumpul energi yang berupa piringan tipis (flat plate) yang

biasanya terbuat dari plastik transparan. Solar drying disebut juga iradiasi surya. Suhu pada

pengeringan jenis ini umumnya 20 sampai 30°C lebih tinggi dari pada di tempat terbuka (open

sun drying) dengan waktu pengeringan yang lebih singkat. Sistem solar drying juga digunakan

pada pengeringan bijian, selain menggunakan sistem batch drying dan continous flow drying.

Pengeringan Beku (Freeze Drying) Pengeringan beku merupakan salah satu cara dalam pengeringan produk pangan. Tahap awal

produk pangan dibekukan kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam

suatu lemari hampa udara. Kristal-kristal es yang terbentuk selama tahap pembekuan akan

menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa udara yaitu berubah bentuk dari es menjadi uap

tanpa melewati fase cair (Gaman dan Sherrington, 1981). Pengeringan beku atau sublimasi air

dari proses pembekuan makanan menggunakan vakum dan panas digunakan pada beberapa jenis

produk pangan seperti daging, ayam, makanan laut, buah, dan sayuran (Frazier dan Westhoff,

1978) dalam Noveni (2009).

Page 6: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

8

B.2. Kadar Air

Kadar air bahan menunjukkan banyaknya kandungan air per satuan bobot bahan. Metode

pengukuran kadar air jagung ada dua yaitu kadar air basis basah (wet basis) dan kadar air basis

kering (dry basis) (Henderson dan Perry, 1976). Kadar air basis basah adalah perbandingan antara

berat air dalam bahan pangan dengan berat bahan total. Kadar air basis kering adalah

perbandingan berat air dalam bahan dengan berat keringnya (padatan).

� = ��

����� × 100% ………………………………… (1)

M=��

��× 100% ……………………………………….. (2)

dimana

m = kadar air basis basah (% bb)

M = kadar air basis kering (% bk)

Wm = berat air (gram)

Wd = berat bahan kering (gram)

Hubungan antara kadar air basis basah dan kadar air basis kering adalah sebagai berikut:

M=� �

� �� .......................................................................... (3)

Kadar air kesetimbangan (Me) adalah kadar air yang menunjukkan kesetimbangan antara

laju perpindahan air dari bahan ke udara sama dengan laju perpindahan air dari udara ke bahan.

Kadar air ini penting untuk diketahui karena erat kaitannya dengan pengeringan dan

penyimpanan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air kesetimbangan antara lain kecepatan

udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara (RH), dan kematangan bahan. Persamaan

untuk menentukan kadar air kesetimbangan dikemukakan oleh Henderson dan Perry (1976)

sebagai berikut:

1-RH = exp (1-a Meb) …………………………………… (4)

dimana

RH = kelembaban udara pada keadaan setimbangan (%)

Me = kadar air kesetimbangan (%bk)

a, b = konstanta pengeringan bahan

B.3. Pengertian Laju Pengeringan

Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan tiap satuan waktu atau penurunan

kadar air bahan dalam satuan waktu. Penurunan kadar air produk selama proses pengeringan

dinyatakan dengan

��

��= ������∆�

∆� ............................................................ (5)

Page 7: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

9

dimana

dW/dt = laju pengeringan (%bk/jam)

wt = kadar air pada waktu t (%bk)

wt+∆t = kadar air pada waktu t + ∆t (%bk)

∆t = selang waktu (jam)

B.4. Efisiensi Pengeringan

Efisiensi energi pada proses pengeringan adalah perbandingan antara total output energi pada

sistem pengering dengan input energi yang terpakai oleh produk yang dikeringkan. Besarnya

efisiensi pengeringan dapat dituliskan dengan persamaan berikut:

�� = ��

�� ……………………………………………………………(6)

dimana

np = efisiensi pengeringan (%)

Q0 = output energi yang terpakai oleh produk (kJ)

Qi = input energi (kJ)

C. KARAKTERISTIK PENGERINGAN JAGUNG

Perlakuan yang dilakukan dalam pasca panen jagung adalah panen, pengeringan, pemipilan,

dan penggilingan.Panen terbaik jagung perlu memperhatikan dua hal, yaitu ketetapan umur panen dan

cara panen. Panen pada umur optimum akan memperoleh jagung dengan mutu terbaik, sedangkan

panen lebih awal akan menghasilkan jagung dengan kadar butir keriput tinggi dan panen pada fase

kelewat matang menyebabkan jagung banyak rusak. Biasanya jagung siap dipanen apabila kadar air

biji mencapai 30-40%. Panen jagung dapat dibedakan menjadi dua cara tergantung kondisi wilayah.

Pada daerah dengan curah hujan rendah, tongkol dibiarkan tetap pada tanaman hingga kering (kadar

air 17-20%), kemudian jagung dipetik dengan meninggalkan kelobot pada tanaman. Sedangkan

daerah dengan daerah curah hujan cukup tinggi, petani biasanya memanen jagung ketika masih segar

(kadar air 30-40%). Batang jagung dipotong dengan sabit pada ketinggian sejajar pinggang, kemudian

jagung diambil dan kelobotnya dikupas (Purwadaria, 1988) dalam Mulyantara (2008). Pengeringan

jagung dilakukan dua tahap. Pengeringan pertama bertujuan agar jagung mudah dipipil dan terhindar

dari kerusakan akibat kadar air yang tinggi. Pengeringan kedua dimaksudkan untuk menurunkan kadar

air jagung sehingga siap disimpan untuk jangka waktu tertentu (Munarso dan Thahir, 2002) dalam

Mulyantara(2008). Pada pengeringan butiran (pipilan), kadar air jagung diturunkan sampai kadar air

sesuai mutu jagung yang dikehendaki. Standar mutu jagung pipilan yang dikeluarkan oleh Badan

Standardidasi Nasional (BSN) dapat dilihat seperti Tabel 1 (Anonim, 1995).

Page 8: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

10

Tabel 1.Standar Mutu Jagung Oleh Badan Standardisasi Nasional

Sumber: Standar Mutu Jagung Pipil, Badan Standardisasi Nasional (Anonim 1995)

Pengeringan jagung yang dilakukan ada berbagai macam yaitu pengeringan dengan matahari,

diangin-anginkan dan dengan mesin pengering. Effendi (1980) berpendapat pengeringan dengan

matahari merupakan cara terbaik, karena dengan penurunan kadar air secara berangsur-angsur tidak

menurunkan kualitas biji. Pengeringan jagung yang biasa dilakukan yaitu dengan panas matahari akan

tetapi pengeringan tersebut memiliki kelemahan yaitu sangat bergantung dengan cuaca sehingga

membutuhkan waktu yang relatif lama dan jagung banyak yang kotor. Pengeringan dengan panas

buatan banyak diaplikasikan di daerah-daerah yang kurang mendapatkan panas matahari atau daerah

yang mempunyai curah hujan tinggi. Selain itu pengeringan dengan cara diangin-anginkan dilakukan

dengan meletakkan bahan di atas alas jemurakan tetapi tidak dalam keadaan matahari terik.

Harrison et al. (1999) dalam Wilson (2010) meneliti pengaruh pengeringan in-bin biji jagung

dengan ketebalan 1.5-2.1 m pada temperature 40-70 oC terhadap daya tumbuh benih. Biji jagung

dikeringkan hingga kadar air kurang dari 10% pada temperature 40-45 oC tidak akan merusak baik

daya tumbuh, pertumbuhan benih atau produktivitas. Tetapi jika dikeringkan pada 50 oC benih

menjadi rusak, dan pada 60 oC mengakibatkan daya tumbuh menjadi nol persen. Sedangkan

Chakraverty dan Singh (2001) menyampaikan bahwa suhu udara pengeringan maksimum yang aman

untuk pengeringan jagung untuk keperluan benih adalah 43oC, sedangkan untuk bahan makanan 54oC

serta untuk pakan ternak sebesar 82oC.

Pengeringan biji jagung untuk benih dilakukan oleh Hossain (2008) dalam Wilson (2010)

menggunakan alat pengering matahari-hibrid. Dengan kontrol aliran udara, suhu udara dapat

dipertahankan pada suhu 42 ± 1 oC untuk mempertahankan daya perkemcambahan benih jagung.

Hasil penelitian menunjukkan daya perkecambahan benih lebih dari 90%.

Pengeringan lapisan tebal biasanya digunakan untuk pengeringan biji-bijian (termasuk

jagung) dimana bahan ditumpuk sampai ketinggian tertentu. Udara pengering bergerak dari bawah

tumpukan ke bagian atas melewati bahan yang akan dikeringkan. Pengeringan lapisan tebal adalah

adalah pengeringan yang di dalam prosesnya terdapat gradient kadar air pada lapisan pengeringan

untuk setiap waktu (Henderson dan Perry, 1976). Brooker et al., (1974) menyatakan bahwa pada awal

proses pengeringan, pengeringan terjadi pada lapisan bawah. Kemudian selanjutnya proses

pengeringan terjadi pada lapisan yang ada di atasnya. Ketika pengeringan telah terjadi pada semua

lapisan, semua bahan telah dikeringkan sampai terjadi kesetimbangan dengan udara pengering.

D. HASIL-HASIL PENELITIAN TENTANG PENGERINGAN JAGUNG

Pengeringan merupakan suatu teknik untuk menurunkan kadar air sampai batas aman

sehingga tidak ada lagi aktifitas mikroorganisme yang merugikan. Pengeringan sudah banyak

dilakukan terlebih mengenai metode. Metode pengeringan sangat diperhatikan karena akan

berpengaruh terhadap jenis bahan yang dikeringkan dan kualitas hasil pengeringan. Metode yang

Komopen Utama Persyaratan Mutu (% maks) I II III IV

Kadar air 14 14 15 17 Butir rusak 2 4 6 8 Butir warna lain 1 3 7 10 Butir pecah 1 4 3 5 Kotoran 1 1 2 2

Page 9: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

11

sesuai dapat meningkatkan efisiensi pengeringan. Metode yang banyak dikembangkan saat ini adalah

pengeringan buatan (artificial drying) yang memanfaatkan sumber panas bukan dari matahari atau

udara sekitar.

Elfian (1985) menggunakan alat pengering lapisan tipis untuk pengeringan jagung (Zea mays

L) dan kedelai (Glycine max L. Merril). Pengeringan dilakukan secara terus menerus dengan

kecepatan aliran 0.1 m/detik pada suhu dan RH udara pengering konstan sampai tercapai kondisi

kadar air kesetimbangan. Pada pengeringan jagung dengan suhu 400C;RH 65% dan 450C;RH 50%,

terlihat adanya tendensi laju pengeringan konstan yang singkat pada awal pengeringan, sedangkan

pengeringan dengan suhu 500C;RH 34% dan 550C;RH 26% seluruhnya berlangsung pada laju

pengeringan menurun. Perubahan kadar air yang melonjak terjadi selama 3-4 jam pertama.

Pengeringan berlangsung sampai perubahan kadar air per satuan waktu mendekati nol atau kondisi

bahan telah mencapai kadar air kesetimbangan. Kadar air kesetimbangan tercapai selama 32 jam.

Surbekti (1986) mengembangkan alat pengering jagung model sumur untuk tingkat

pedesaan. Pada percobaan tanpa beban dengan bahan bakar arang sekam, tempurung kelapa dan kayu

bakar diperoleh bahwa pembakaran dengan tempurung kelapa menghasilkan penyebaran suhu yang

lebih seragam dan tingkat suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan bakar yang diuji coba

lainnya. Dari hasil pengujian efisiensi pengeringan untuk RH 84% dan RH 90% adalah berturut-turut

sebesar 13.89% dan 10.2%. Lama pengeringan adalah 11 jam dan 18 jam pada RH 90%. Kurva laju

penurunan kadar air lebih mendekati bentuk eksponen negative daripada bentuk linier.

Kuncoro (1993) melakukan pengeringan kacang tanah, jagung dan kedelai menggunakan alat

pengering tipe konveksi bebas. Jagung yang digunakan dalam penelitian ini adalah jagung tongkol dan

jagung pipilan. Suhu untuk pengeringan dipertahankan pada kisaran 39-440C (rak terbawah) dengan

bahan bakar tempurung kelapa. Jagung tongkol yang bobotnya 152 kg (input) dan berkadar air

34.70% bb membutuhkan waktu 54 jam untuk mencapai kadar air 19.50% dan menghasilkan 66.67%

kg tempurung kelapa. Jagung pipilan yang bobotnya 92.41 kg (input) dan berkadar air 19.51% bb

membutuhkan waktu pengeringan 34 jam untuk menurunkan kadar air menjadi 11.30% bb dan

mengkomsumsi bahan bakar sebanyak 40.17 kg. Pengeringan ini mempersingkat waktu 4-5 hari jam

kerja dibandingkan proses penjemuran (saat hujan). Laju pengeringan jagung tongkol 0.74% bk/jam

dan jagung pipil 0.58% bk/jam. Efisiensi pemanasan dan efisiensi pengeringan total untuk jagung

tongkol dan pipil masing-masing adalah 41,42%;16.59%, dan 35.58%;2.31%.

Jubaedah (2000) menggunakan alat pengering tipe bak untuk proses pengeringan jagung

dengan terlebih dahulu dilakukan proses tempering untuk menyeragamkan kadar air akhir bahan.

Bahan yang digunakan adalah jagung pipilan varietas hibrida dengan perlakuan suhu plenum

dipertahankan konstan 700C, kecepatan aliran udara 0.178 m/detik dan dua level ketebalan tumpukan

yaitu 60 cm dan 75 cm. Percobaan tempering dilakukan selama 12 jam. Pengeringan jagung dengan

ketebalan 60 cm dari kadar air 26.8% bb hingga 14.1% bb memerlukan waktu 6 jam dengan

penyusutan bahan akibat pengeringan sebesar 8.85 kg, untuk pengeringan dengan ketebalan 75 cm

dari kadar air awal 27.3% bb hingga kadar air akhir 14.6% bb memerlukan waktu 7 jam dengan

penyusutan bahan akibat pengeringan sebesar 11.25 kg.

E. TEORI PINDAH PANAS

Pindah panas diartikan sebagai pemancaran energi dari suatu daerah ke daerah lain karena

perbedaan suhu yang terjadi antara kedua daerah tersebut. Ada tiga cara pindah panas yang dikenal

yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah pindah panas di dalam bahan atau dari suatu

Page 10: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

12

bahan ke dalam yang lain dengan saling menukarkan energi kinetik antara molekul tanpa ada

pergerakan dari molekul tersebut. Cara pindah panas ini menjelaskan aliran panas di dalam bahan

pangan padat selama pemanasan atau pendinginan. Konveksi adalah transfer energi yang disebabkan

oleh adanya pergerakan fluida panas. Dalam cara ini, energi dipindahkan dengan kombinasi antara

konduksi panas, penyimpanan panas dan adanya pencampuran bahan. Sutau contoh konveksi yaitu

pindah panas ke produk di dalam alat penukar panas tabung dimana panas dipindahkan dari dinding

ke cairan secara konduksi, penyimpanan panas dan kejadian pencampuran produk. Sedangkan pindah

panas karena radiasi timbul ketika energi diangkut dengan gelombang elektromagnetik dari suatu

bahan bersuhu tinggi ketempat bersuhu rendah. Perbedaan suhu antara karakteristik permukan dari

kedua bahan sangat penting dalam cara pindah panas ini (Singh dan Helman, 1984) dalam Hartini

(2010).

Pindah panas secara konveksi adalah pindah panas yang terjadi karena adanya pergerakan

molekul dari bahan yang dapat mengalir (fluida). Mekanisme ini memindahkan panas pada saat

molekul-molekul berpindah dari satu titik ke titik lainnya dan menukarkan energi dengan molekul

yang lain pada lokasi yang lain pula. Gerakan molekul ini ditimbulkan oleh perubahan-perubahan

densitas yang terjadi dalam fluida yang dipacu oleh adanya perbedaan suhu pada titik-titik yang

berbeda dalam fluida (Toledo, 1991) dalam Hartini (2010).

Pindah panas konveksi dinyatakan oleh Singh dan Helman (1984) sebagai laju panas dari

panas yang berubah pada interfase antara fluida dan bahan bakar padat tempat dimana panas akan

dialirkan. Laju pindah panas konveksi sebanding dengan perbedaan suhu. Koefisien pindah panas

konveksi merupakan salah satu sifat termofisik yang sangat berpengaruh terhadap proses pindah panas

antara udara pengering dengan bahan tetapi tidak mencirikan karakeristik dari produk tersebut.

Dengan mengetahui nilai dan simulasi koefisien pindah panas konveksi (h) maka dapat ditentukan

tingkat suhu dan kecepatan udara yang sesuai untuk pengeringan pada momoditi tertentu.

Koefisien pindah panas konveksi bukan merupakan sifat benda, nilainya berubah-ubah

walaupun benda padat dan fluida yang terlibat sama. Nilai koefisien pindah panas konveksi

dipengaruhi oleh kecepatan aliran fluida, berat jenis, kekentalan, kondutivitas panas, panas jenis

fluida, geometri dan ada tidaknya buoyancy (Syarief dan Lun A, 1992) dalam Darmawan,(2003).

Dalam pindah panas secara konveksi faktor-faktor yang ikut berpengaruh antara lain adalah

nilai koefisien pindah panas secara keseluruhan, suhu dari sumber panas yang mengalir di dalam serta

suhu dari lingkungan sekitarnya. Nilai koefisien pindah panas keseluruhan (U) dapat dipengaruhi oleh

nilai tahanan panas, koefisien pindah panas konveksi. Untuk nilai koefisien pindah panas konveksi

dipengaruhi oleh bilangan Nusselt, konduktivitas udara serta luas penampang. Besarnya bilangan

Nusselt dipengaruhi oleh bilangan Grasshorf dan Prandtl yang besarnya tergantung dari suhu pada

bahan dan suhu pada lingkungan sekitar.

Sedangkan pindah panas secara radiasi dipengaruhi oleh luas penampang, nilai emisivitas

serta perbedaan antara suhu dinding dengan suhu lingkungan sekitar.

F. MESIN PENGERING EFEK RUMAH KACA

Efek rumah kaca adalah peristiwa terperangkapnya energi gelombang pendek yang

dipancarkan matahari dalam suatu bangunan transparan dan mengenai elemen-elemen bangunan.

Radiasi yang dipantulkan oleh elemen-elemen bangunan berupa gelombang panjang dan terperangkap

dalam bangunan karena tidak dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu

menjadi tinggi. Dengan demikian udara didalam bangunan akan mengalami peningkatan suhu. Prinsip

Page 11: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

13

inilah yang digunakan dalam mesin pengering tipe ERK untuk menghilangkan kadar air bahan. Energi

yang dipancarkan matahari dihasilkan dari reaksi fusi yang mengubah hydrogen menjadi helium.

Energi yang dihasilkan diperkirakan mencapai 3,8 x 1023 kW (Goswani, 1986). Walaupun jumlah

energi yang dihasilkan matahari sangat besar, namun hanya 0,48 x 106 kJ/m2 yang diterima oleh bumi.

Apabila luas wilayah Indonesia 1.9 x 1012 m2, maka energi surya yang dapat dimanfaatkan mencapai

28,35 x 1018 MW (Abdullah, 1998). Hal ini menunjukkan potensi energi surya cukup besar sebagai

sumber energi untuk berbagai keperluan termasuk untuk pengeringan.

Dalam mesin pengering tipe ERK sangat penting untuk memilih bahan transparan (glazing

materials) yang akan digunakan sebagai penutup. Bahan transparan yang dipilih sebaiknya memiliki

nilai trasmisivitas cahaya yang tinggi. Contoh bahan transparan yang digunakan adalah fiberglass,

polikarbonat, dan plastic UV Stabilizer.

Berdasarkan hasil beberapa penelitian pengeringan produk pertanian diketahui bahwa suhu

rata-rata pengeringan produk pertanian dengan menggunakan pengering tipe ERK berkisar antara

390C-500C. Rata-rata suhu tersebut adalah memadai untuk pengeringan produk-produk pertanian.

Waktu pengeringan yang dibutuhkan berkisar antara 4-57 jam tergantung dari jenis produk yang

dikeringkan. Sedangkan konsumsi energi spesifik berkisar antara 5,2 MJ/kg-14,2 MJ/kg

(Wijaya,2007). Hasil pengeringan berbagai jenis produk pertanian dengan menggunakan pengering

ERK dikomplilasi oleh Abdullah et al. (1999) disajikan pada Table 2.

Table 2. Perbandingan unjuk kerja antara mesin pengering ERK dengan mesin pengering

konvensional untuk beberapa produk pertanian, Abdullah et al.(2007) Komoditas

Suhu pengeringan (oC)

Waktu pengeringan (jam)

Beban (kg)

KES (MJ/kg air)

Sumber pemanas tambahan

Sumber

A. Sistem ERK 1. Kakao a. Uji lab 1 b. Uji lab 2 c. Uji lab

lapang

50 49.2 45.8

40 32 43

228 400 190

12.9 5.2 14.4

Hibrid minyak tanah Hibrid minyak tanah Hibrid arang

Nelwan (1997) Manalu (1998) Kamaruddin(1998)

2. Kopi robusta 37 60 1114 5.5 Tidak ada Dyah (1999) 3. Panili 51 52 52 - Hibrid arang Mursali(1994) 4. Benih a. cabai b. ketimun

40 40

4 9.5

1.6 5.4

- -

Tidak ada Tidak ada

Kamaruddin 1995

5. buah a. papaya b. pisang sale 1 c. pisang sale 2 d. dendeng

jantungpisag

39 40.6 n.a. 41.3

33 11 57

40 18 25 46.8

- - 19.2 20.6

Tidak ada Tidak ada Tidak ada Hibrid batok kelapa

Tahir (1998) Mirza (1997) Somchart (1997) Dias A. (2006)

6. kayu a. bayur b. kemiri

39.3 48.5

158 98

728 780

25.8

Hibid arang Tidak ada

Suhdi (1996) Efrida (1995)

7. cengkeh 48.4 41 80 16 Tidak ada Dyah (2006) 8. ikan a. tembang b. teri

44 37.2

40 11

95 26

2.2 -

Hibrid arang Tidak ada

BinsarN(2006) Eko (2006)

B. Sistem Konvensional 1. Kopi 44 70 773 11.6 Kayu bakar Triyono (1996) 2. Kakao 38 108 5000 16.9 Kayu bakar Utomo et al

(1996) 3. Pisang n.a. 44 360 14.9 LPG Soponronnarit

(1997)

Page 12: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

14

Mesin pengering ERK di Institut Pertanian Bogor pertama kali dikembangkan oleh Prof.

Kamaruddin Abdullah, dari Departemen Teknik Pertanian. Beberapa tipe mesin pengering tipe ERK

yang telah dikembangkan oleh para peneliti di Institut Pertanian Bogor antara lain:

F.1. Mesin Pengering ERK hybrid berbentuk kerucut (ELC-05)

Alat ini dikembangkan oleh Prof. Kamaruddin Abdullah dan kawan-kawan di Pusat

Pengembangan Ilmu Teknik untuk Pertanian Tropika (CREATA), Institut Pertanian Bogor (IPB).

Alat berbentuk limas segienam itu, alasnya terbuat dari seng bersisi satu meter dan diletakkan di

atas tungku terbuat dari semen setinggi sekitar 25 centimeter. Keenam sisi limas yang miring

terbuat dari plastik transparan berbahan polikarbonat. Panas matahari yang ditahan dalam alat ini

akan menghasilkan panas antara 37oC hingga 40oC, lebih panas daripada udara normal. Secara

teori, suhu dalam alat pengering bisa mencapai 40oC hingga 50oC apabila kelembaban relatif

udara di dalamnya 30% hingga 60%, iradiasi matahari rata-rata 500 W/m2, dan rata-rata suhu

lingkungan 30oC.

Di bagian dalamnya tersusun rak-rak dari kawat besi yang dianyam (srimin) yang

digunakan sebagai tempat pemanggang. Pada salah satu sisi bagian bawah terdapat kipas yang

digunakan untuk mengaduk dan meratakan panas di dalam ruangan dan di bagian puncaknya

terdapat kipas yang akan menyedot uap air ke luar ruangan untuk menjaga kelembaban di dalam.

Gambar 4. Mesin pengering ERK hybrid berbentuk kerucut (ELC-05)

F.2. Mesin Pengering Surya Rumah Kaca- Hybrid Tipe Terowongan Mesin pengering ERK-hybrid tipe terowongan menggunakan energi surya dan energi

biomassa sebagai sumber energi termal dan photovoltaic sebagai penghasil energi listrik untuk

menggerakkan kipas. Komponen-komponen utama dari sistem pengering ini mencakup bangunan

terowongan transparan, rak sebagai wadah, penukar panas, tungku, dan kipas. Seperti halnya

pengering tipe kabinet, pengering ini ditujukan untuk produk-produk yang tidak tahan pada

gerakan mekanis misalnya, ikan, udang, manisan buah, sayuran, dan lain-lain. Beberapa ukuran

dari tipe ini telah dikembangkan dari 100-400 kg. Produk yang akan dikembangkan diletakkan

pada nampan (tray) yang ada di dalam terowongan. Suhu ruang pengering tipe ini dapat mencapai

Page 13: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

15

60oC pada kondisi cerah tanpa menggunakan pemanas tambahan. Untuk pengeringan ikan ukuran

kecil sebagai pakan ternak waktu pengeringan yang dibutuhkan adalah 5 jam.

Rizal, et al. (1999) dalam Larasati (2009) menguji mesin pengering tipe lorong (STD)

yang merupakan rancangan dari Hohenheim University. STD merupakan salah satu tipe

pengering surya yang berbentuk lorong untuk mengeringkan berbagai produk pertanian, dan

dilengkapi dengan kipas untuk mengalirkan udara panas sampai keluar dari pengering. Pada satu

sisi, dibawah dinding transparan hanya terdiri dari absorber, sedangkan produk yang dikeringkan

diletakkan pada sisi lain. Hasil pengujian alat ini untuk berbagai produk dapat dilihat Tabel 3.

Gambar 5. Mesin pengering ERK tipe terowongan

Tabel 3. Unjuk kerja alat pengering tipe lorong terhadap beberapa produk pertanian di Indonesia (Rizal, et al, 1999)

Komoditas

Kadar air Waktu pengeringan Awal Akhir STD Tradisional

Kayu manis 20-24 12-24 2,5-3 6 Cabai 80 11 13 40 Bawang merah 75 11 35 * Bawang putih 75 11 23,5 * Gambir 80 16 18 36

F.3. Mesin Pengering Surya Efek Rumah Kaca-Hybrid Tipe Kabinet

Mesin pengering tipe kabinet sangat sesuai digunakan untuk bahan yang membutuhkan

pengeringan tanpa ditumbuk. Komponen-komponen utama dari sistem pengering ini mencakup

bangunan transparan, rak sebagai wadah, penukar panas, tungku, dan kipas. Pengering ini

ditujukan untuk produk-produk yang tahan pada gerakan mekanis misalnya ikan, udang, manisan

buah, sayuran, dan lain-lain. Beberapa ukuran dari pengering tipe ini telah dikembangkan dari

100-400 kg. Produk yang akan dikembangkan diletakkan pada nampan (tray) dan dimasukkan ke

dalam rak. Selama pengeringan berlangsung kipas dinyalakan dan penggunakan bahan bakar

secara kontinyu disarankan. Suhu ruang pengering tipe ini dapat mencapai 60oC. Waktu

pengeringan bergantung pada jenis produk yang dikeringkan. Untuk pengeringan manisan

pepaya, waktu yang dibutuhkan adalah 8 jam.

Wijaya (2007) melakukan pengujian terhadap mesin pengering ERK tipe rak berenergi

surya dan biomassa untuk pengeringan biji pala. Efisiensi penggunaan energi pada mesin

pengering sebesar 6,73 % dan 8,06 %.

Page 14: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

16

F.4. Mesin Pengering Surya Efek Rumah Kaca- Hybrid dengan wadah silinder berputar

Mesin pengering ini menggunakan energi surya dan biomassa sebagai sumber energi

termal dan energi listrik untuk menggerakkan kipas dan memutar silinder. Komponen-komponen

utama dari sistem pengering ini mencakup bangunan trasparan, dua buah drum silinder, penukar

panas, tungku, kipas, dan pemutar drum. Produk yang dapat dikeringkan mencakup jagung,

kakao, kopi, dan produk-produk lain yang berbentuk biji-bijian atau produk lain yang tahan

terhadap benturan. Kapasitas produk yang dikeringkan setara dengan 1000 kg biji kakao. Produk

yang akan dikeringkan dimasukkan ke dalam silinder yang memiliki dinding yang berpori. Proses

pengadukan dilakukan setiap 15 menit sampai 30 menit sekali. Saat pengadukan dilakukan kipas

udara pengering dimatikan untuk penghematan energi dan menurunkan kebutuhan daya. Hasil

percobaan menunjukkan bahwa suhu inlet udara pengeringan mencapai 60oC.

Mulyantara (2008) telah melakukan pengujian terhadap mesin pengering surya tipe

ERK-hybrid dengan wadah silinder untuk pengeringan jagung pipilan. Hasil pengujian

menunjukkan bahwa rata-rata suhu ruang pengering berkisar antara 34,0OC-41OC dengan RH

berkisar antara 60,2-76 %. Dengan pemutaran silinder selama 15 menit setiap jamnya perbedaan

suhu antara lapisan dalam dan lapisan luar berkisar antara 0-9,8oC.

F.5. Mesin Pengering ERK-hybrid tipe rak berputar

Mesin pengering ERK tipe rak berputar merupakan hasil penelitian dari tim peneliti

hibah bersaing IPB, Dr. Dyah Wulandari dkk periode penelitian 2008/2009. Mesin ini dirancang

untuk menghasilkan kadar air bahan yang lebih seragam dengan memutar rak. Prinsip kerja mesin

pengering tersebut adalah sebagai berikut:

1. Iradiasi matahari yang berupa gelombang pendek masuk melalui dinding transparan kemudian

diserap oleh absorber dan komponen lain di dalam ruang pengering seperti lantai, rak, pipa

cerobong, dan produk yang dikeringkan. Akibatnya suhu komponen-komponen menjadi

meningkat.

2. Selanjutnya iradiasi panas akan dipancarkan oleh komponen-komponen di dalam pengering

berupa gelombang panjang. Karena gelombang panjang tersebut sulit untuk menembus

dinding transparan, maka sebagian besar akan dipantulkan kembali ke dalam ruangan dan

menyebabkan peningkatan suhu dalam ruangan.

3. Suhu udara yang tinggi menyebabkan terjadinya proses penguapan air dari produk yang lebih

besar, dan uap air yang meninggalkan produk menyebabkan kelembaban di dalam ruangan

akan meningkat.

4. Untuk menjaga agar proses penguapan tetap berlangsung, kelembaban di dalam ruangan harus

dijaga pada tingkat yang memadai. Untuk itu, pengaliran udara dari luar dilakukan dengan

menggunakan kipas listrik. Selain itu, kipas ini juga berfungsi untuk menyebarkan udara panas

yang dihasilkan oleh tungku biomassa. Keseragaman kadar air dapat diperoleh dengan

memutar rak pada kecepatan tertentu.

Page 15: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

17

F.6. Mesin Pengeringn yang Dikembangkan oleh Institusi lain di Indonesia

a. Mesin pengering ikan bertenaga surya

Mesin ini dikembangkan oleh Ekadewi A. Handoyo et al dari jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra. Dari pengujian yang dilakukan pada

model yang berkapasitas 250 gram, didapatkan bahwa pengeringan di musim hujan

menghasilkan penurunan kadar air ikan dari 60% wb menjadi 38% wb setelah dikeringkan

selama 6 jam. Temuan lain adalah bahwa temperatur plat kolektor plat datar pada musim

hujan hanya mencapai 54oC. Dimensi kolektor surya 1,2 m x 19 m dengan laju aliran udara

pengering 640 m3/jam (Handoyo, Kristanto dan Alwi, 2006).

Gambar 6. Sistem pengering ikan bertenaga surya (Handoyo, et al,2006)

b. Mesin Pengering Cumi, Udang, dan Ikan Hasil Laut

Pengering cumi, udang dan ikan hasil laut ini menggunakan ruang pengering tipe

kubus menggunakan dinding transparan dengan tambahan tungku biomassa.

Adapun spesifikasi dari pengering tipe ini adalah :

• Dimensi : Panjang 3m, lebar 2m dan tinggi 2,25 m

• Daya listrik : 150 W, Fan

• 1 unit tungku biomassa dengan laju pembakaran 2 s/d 3 kg/jam kayu/batok kelapa

• Lama rata-rata pengeringan ± 2 Hari.

• Enam buah rak tempat meletakkan cumi, udang dan ikan serta hasil laut.

• Untuk cumi bisa diletakkan dirak/ digantung

• Temperatur ruang pengering 40 oC sampai dengan 60 oC.

• Kontrol temperature. Rangka bisa menggunakan besi, kayu atau alumunium.

Gambar 7. Mesin pengering cumi, udang, dan ikan laut

Page 16: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

18

Dimensi dari ruang pengering bisa berubah-ubah sesuai dengan keinginan dan kapasitas

yang diinginkan, untuk ukuran diatas harga ruang pengeringnya ± 40 juta rupiah sudah

terinstallasi ditempat, diluar ongkos kirim. (Referensi: Kamaruddin Abdullah , Laboratorium

Surya Universitas Darma Persada)

c. Mesin Pengering Kopi

Pengering bijih kopi ICDC menggabungkan antara pengeringan dengan

menggunakan sinar matahari dengan biomassa, sehingga pengeringan kopi dapat dilakukaan

dimusim hujan sekalipun dan hasil yang didapatkan juga bebas dari kotoran-kotoran.

Spesifikasi dari Pengering kopi ICDC : 1. Volume ruangan : lebar 1,2 m, panjang 1,5 m dan tinggi 1,75 m.

2. Motor listrik dengan rpm kontrol

3. Drum yang dilubangi dengan diameter 50 cm dan panjang 80 cm

4. Transmisi chain.

5. Blower

6. Tungku biomassa

7. Pipa besi dan katub

8. Vortek 12 inchi

9. Polycarbonat.

10. Rangka besi

11. Listrik 250 W

Cara kerja dari pengering ICDC adalah :

1. Masukkan bijih kopi kedalam drum sesuai dengan takarannya.

2. Hidupkan motor, dan sesuiakan putaran drum dengan mengatur putaran motor.

3. Jika cahaya matahari tidak terlalu bagus, hidupkan tungku biomassa, tungku ini bisa

menggunakan bahan bakar seperti kayu, arang, batok kelapa dll.

4. Hidupkan blower untuk mentransfer panas kedalam ruangan dan jaga api tungku tetap

menyala, dengan mengatur bukaan katub.

5. Periksa kekeringan kopi.

Gambar 8. Mesin pengering kopi

Page 17: II. TINJAUAN PUSTAKA - repository.ipb.ac.id · gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung ... M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat

19

d. Mesin Pengering Ikan, Rumput Laut, Soun, Cabe, Manisan Buah, Pisang Sale

Ini merupakan hasil penelitian dari dosen universitas darma persada tentang teknologi

tepat guna. Mesin pengering ini adalah pengering surya tipe lorong dengan keunggulan:

•Memanfaatkan sumber energi terbarukan setempat (Surya, angin, limbah kehutanan,

pertanian)

•Dapat melakukan pengeringan dengan relatip lebih cepat dibanding penjemuran

•Dapat beroperasi secara kontinyu siang dan malam

•Kandungan lokal 100% (hasil invensi sendiri)

•Dapat digunakan untuk terutama untuk pengeringan ikan, rumput laut, soun, dendeng,

bawang, cabe, manisan buah, pisang sale, dll.

•√ Blower dapat digerakkan dengan menggunakan solar PV

•√ Pengering mudah dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan

Spesifikasi Komponen Utama

- Dimensi : 2 m x 4 m x 2,5 m, Struktur transparan, Penyerap panas, Rak pengering, Axial

Blowers : 3 buah, 12V- dc, Penukaran panas rangkaian pipa di bagian dasar bangunan, Unit

pemanas tambahan tungku biomasa, Suhu pengering : 40 – 50 C. Kapasitas: Tergantung jenis

produk (100 – 600 kg basah). Waktu pengeringan : 200 – 300 kg ikan ; 1 hari (20% BK)

rumput laut – 2hari.

Gambar 9. Mesin Pengering Surya Tipe Lorong

Prospek/peluang pemasaran produk •Program pemerintah mulai tahun 2007 dalam pengembangan SET dan desa mandiri energi.

•Potensi SET (Sumber Energi Terbarukan)setempat yang cukup melimpah seperti energi

surya, angin, mini-hidro, bio massa, panas bumi dan energi laut.

•Makin meningkatnya pemahaman dan kesadaran pemerintah, swasta dan perguruan tinggi

terhadap pentingnya SET sebagai alat untuk memajukan desa.

•Sejalan dengan meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan energi masyarakat desa

juga akan meningkat.

•Komitmen dunia dalam mencapai MDG dan mengurangi pemanasan global melalui protokol

Kyoto.

( LPPM Universitas Darma Persada, Kamaruddin Abdullah)