Modul 8

PENGERINGAN

Terminologi untuk penghilangan kadar cair (moisture content) dari suatu substansiBukan proses yang melibatkan mekanik, seperti pengurangan kadar air menggunakan centrifugeKarakteristik : equilibrium moisture contentSelalu terdapat : hysterisis

OPERASI PENGERINGANOperasi pengeringan bisa diklasifikasikan batch atau kontinyu.Klasifikasi didasarkan pada bahan yang dikeringkan.Pengeringan batch (dalam kenyataannya semi batch): sebanyak bahan tertentu dikeringkan pada aliran udara yang mengalir.Pengeringan kontinyu : baik bahan maupun udara pengering dialirkan secara kontinyu.Klasifikasi peralatan pengeringan :1. Metode operasi : batch atau kontinyu.2. Metode pemberian panas :- Direct drier : gas panas dikontakkan langsung dengan bahan.- Indirect drier : misalnya melalui konduksi lewat dinding logam3. Sifat bahan yang dikeringkan : padatan, butiran.

DEFINISI :

1. Moisture content, basis basah =

Kg moisture x 100 % Kg padatan basah

Kg moisture x 100% Kg padatan kering + kg moisture

2. Moisture content, basis kering = Kg moisture x 100 % Kg padatan kering

3. Equilibrium moisture (X*) :moisture content padatan ketika pada kondisi kesetimbangan dengan tekanan parsial uap tertentu.

4. Bound moisture :moisture content padatan yang memberikan tekanan uap kesetimbangan kurang daripada tekanan uap cairan murni pada temperatur tertentu.

5. Unbound moisture :moisture content padatan yang memberikan tekanan uap kesetimbangan sama dengan tekanan uap cairan murni pada temperatur tertentu.

6. Free moisture :moisture content padatan yang berlebih dibanding dengan equilibrium moisture content sebesar X - X*. Hanya free moisture yang bisa diuapkan.

Contoh soal 12.1Sebuah padatan basah dikeringkan dari kandungan air 80% menjadi 5%, basis basah. Hitung air yang diuapkan/100 kg produk keringJawab :Kandungan air mula2 = 0,8/(1-0,8) = 4 kg air/kg padatan keringKandungan air akhir = 0.05/(1-0.05)=0,0527 kg air/kg padat kering

Air yang diuapkan = 950(4-0,0527) = 3750kg

Kurva Laju Pengeringan

Waktu pengeringan Dengan laju drying :N = -(Ss.dx)/(A.d) (12.2)Dengan mengintegrasikan atas interval waktu selama perubahan moistuire content dari X1 ke X2 akan diperoleh : = d = Ss/A dx/N (12.3)

1. Periode kecepatan konstan. Untuk pengeringan dari X1 ke X2, dimana N = Nc (konstan), akan diperoleh : = [Ss(X1-X2)]/(A.Nc) (12.4) Ss = massa padatan kering; A = luas permukaan yang kontak dgn gas

2.Periode kecepatan menurun.X1 < XcX2 < Xc, maka N berubah sepanjang proses drying

Kasus umumUntuk suatu bentuk kurva kecepatan menurun, pers (12.3) bisa diintegrasi secara grafis dengan menentukan luas di bawah kurva 1/N sebagai ordinat dan X sebagai absis.

Kasus khususN linier thd X, sebagaimana tahap B-C. Dalam hal ini ,N = mx + b(12.5)Dimana m adalah slope kurva dan b konstanta.

Maka : = [Ss(X1-X2)/A(N1-N2)] ln N1/N2 = [Ss(X1-X2)/(A.Nlm) (12.7) dimana Nlm = kecepatan rata-rata logaritmik dari N1, X1, ke N2,X2.

Bila kurva dari C ke E merupakan garis lurus.

Dalam hal ini,N = m (X X*) = [Nc(X-X*)]/(Xc-X*) (12.8)

dan pers (12.7) menjadi : = [Ss(Xc-X*)/Nc.A] ln (X1-X*)/(X2-X*) (12.9)

Soal 12.3

Kurva pengeringan berlaku untuk pengeringan batch suatu padatan. Padatan dikeringkan dari 25 ke 6% moisture. Berat padatan basah adalah 160 kg dan luas permukaan pengeringan 1m2/40 kg berat kering.Tentukan lama pengeringan !

Jawab :Ss/A = 40Pada moisture 25%, X1 = 0,25/(1-1,25) = 0,333 kg moisture /kg padatan keringPada moisture 6%, X2 = 0,06/(1-0,06) = 0,064 kg moisture/kg padatan kering

Menurut gambar di atas, dalam batas X1=0,333 ke X2=0,064 terdapat pada periode constant rate dan falling rate.

Periode constant rateX1 = 0,333 ke Xc=0,20Nc = 0,30 x 10-3 = [Ss(X1-Xc)]/(A.Nc) = 40(0,333-0,20)/1(0,30x10-3) (Pers 12.4) = 17730 detik

Periode falling rateXc=0,2 ke X2 = 0,064Dari kurva di atas

Pers 12.3 = Ss/A dx/N digunakan.Hasil integrasi dari X=0,2 ke X=0,064 menunjukkan =1060Total lama pengeringan = 17730 + 40 x 1060 = 60130 detik = 16,7 jam

X

0,20

0,18

0,16

0,14

0,12

0,10

0,09

0,08

10-3

0,3

0,226

0,239

0.208

0.108

0.150

0.097

0.07

1/N x10-3

3,33

3,76

4,18

4,80

5,55

6,67

10,3

14,3

0,07

0,064

0,043

0,025

23,3

40,0

Batch dryingCross circulating dryingThrough circulation dryingContinuous DryingTunnel DryerTurbo Type (rotating shell) drierThrough Circulation DriersRotary drierThrough Circulation Rotary DrierDrum DrierSpray DrierFluidized and spouted bed