LAPORAN PRAKTIKUMTEKNIK PENGOLAHAN PANGAN

KARAKTERISTIK PENGERINGAN PADA PRODUK PERTANIAN

Oleh:

Nalia Anggraini NIM. A1H008063

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

2010

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Komoditas hasil pertanian pada umumnya pada umumnya bersifat mudah

rusak, sehingga banyak yang menjadi busuk dan rusak sebelum diolah lebih lanjut.

Salah satu cara untuk memperpanjang umur simpan produk hasil pertanian adalah

pengeringan. Cara ini cukup banyak digunakan untuk penanganan pascapanen

produk-produk hasil pertanian. Menurut Henderson dan Perry (1966), pengeringan

penting dilakukan untuk meningkatkan mutu hasil pertanian. Pengeringan

memberikan keuntungan ekonomis yang lebih besar bagi petani, seperti

memungkinkan masa simpan yang panjang dengan kerusakan sekecil-kecilnya.

Mikro organisme menyukai tempat yang lembab atau basah mengandung air.

Jadi teknik pengeringan membuat makanan menjadi kering dengan kadar air serendah

mungkin dengan cara dijemur, dioven, dipanaskan, dan sebagainya. Semakin banyak

kadar air pada makanan, maka akan menjadi mudah proses pembusukan makanan.

Pengeringan merupakan suatu operasi yang cukup penting artinya dalam

industry pangan, pengawetan bahan maupun pengamanan hasil pertanian. Dalam

operasi pengeringan faktor udara dan iklim di daerah tersebut sangat mempengaruhi

cara pengeringan, waktu pengeringan, serta hasil pengeringan yang akan didapat.

Pengeringan bahan pangan dengan matahari dapat menghasilkan bahan pangan

dengan kepekaan yang tinggi dan dengan kualitas yang lebih tahan lama. Pengeringan

dengan matahari tetap merupakan cara pengawetan pangan terbesar.

Pada beberapa produk yang dikeringkan pemanasan tambahan dapat

dilakukan secara langsung dengan menggunakan tungku yang dinyalakan dalam

ruang pengering. Sistem penambahan energi tambahan ini cukup baik dalam

penambahan energi untuk mempertahankan suhu pengering, namun pada berbagai

produk, dimana aroma merupakan salah stau criteria yang harus diperhatikan,

penggunaan tungku dalam ruang pengering merupakan kendala, karena asap hasil

pembakaran akan mempengaruhi hasil pengeringan yang diperoleh.

B. Tujuan

1. Menentukan kurva pengeringan

2. Mengetahui laju pengeringan

3. Menentukan kadar air kesetimbangan

4. Menentukan waktu pengeringan

5. Menetukan konstanta pengeringan

6. Menganalisa mutu produk hasil pengeringan

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pengeringan adalah proses pengeluaran air dari bahan pangan dengan

menggunakan energi panas sehingga tingkat kadar air dari bahan tersebut menurun.

Pengeringan merupakan proses utama dalam pengolahan bahan pangan atau

merupakan bagian dari rangkaian proses. Dalam proses pengeringan terjadi

penghilangan sebagian air dari bahan pangan. Dalam banyak hal biasanya proses

pengeringan disertai dengan proses penguapan air yang terdapat pada bahan pangan,

sehingga panas laten penguapan akan diperlukan. Dengan demikian, terdapat dua

proses yang penting yang terjadi dalam pengeringan, yaitu pindah panas yang

mengakibatkan penguapan air, serta pindah massa yang menyebabkan pergerakan air

atau uap air melalui bahan pangan yang kemudian mengakibatkannya terpisah dari

bahan pangan. Pergerakan air dari dalam bahan pangan terjadi melalui proses difusi

yang disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan uap air antara bagian dalam dan

permukaan bahan pangan. Perpindahan energi di dalam bahan pangan berlangsung

secara konduksi, sedangkan dari permukaan bahan pangan ke udara berlangsung

secara konveksi.

Disamping dapat mengawetkan bahan pangan, pengeringan juga

memperkecil volume bahan, sehingga memudahkan dan mengefisienkan dalam

penyimpanan, pengemasan, dan distribusi. Pengeringan juga mencegah penurunan

mutu produk oleh perubahan sifat fisik dan kimia.

Penghilangan air dalam proses pengeringan dapat terjadi dengan berbagai

cara, yaitu (a) pengeringan yang terjadi pada tekanan atmosfir, dimana panas

dipindahkan dari udara kering atau dari permukaan benda, (seperti logam) yang

dipanaskan yang kontak langsung dengan bahan pangan, sehingga, mengakibatkan air

dari bahan pangan dipindahkan ke udara, (b) pengeringan yang terjadi pada tekanan

vakum, pindah panas dilakukan pada tekanan rendah sehingga air lebih mudah

menguap pada suhu yang lebih rendah. Pindah panas dalam pengeringan vakum

biasanya berlangsung secara konduksi atau radiasi, dan (c) pengeringan beku, yaitu

pengeringan dengan cara mensublimasi air dari fase padat langsung menjadi uap air

dengan cara pengaturan suhu dan tekanan yang memungkinkan proses sublimasi

terjadi.

III. METODOLOGI

A. Alat dan bahan

Timbangan digital

Thermometer

Cawan

Oven

Desikator

Penggaris

Pisau

Label

B. Bahan

Buah jeruk

C. Prosedur kerja

1. Mempersiapkan alat dan bahan

2. Menimbang bahan yang digunakan

3. Mencatat suhu pengeringan dan debit aliran udara pada oven

4. Menimbang massa bahan setiap periode tertentu, sampai massa bahan

konstan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Bahan : jeruk

m total : 145,6 gram

Tabel 1. Pengukuran kadar air

Cawan keSebelum di oven Setelah di oven

(a) (b) (a) + (b) (a) (b) (a) + (b)

1. 4,7 5 9,7 4,7 0,7 5,4

2. 4,9 5 9,9 4,9 0,7 5,6

Ket. : (a) : massa cawan (g)

(b) : massa bahan (g)

Perhitungan :

a) Kabk

Cawan 1:

Kabk=mawal−makhir

makhir

×100 %

=5−0,70,7

×100 %

=614 , 29 %

Cawan 2 : Kabk=5−0,7

0,7×100%

= 614,29 %

Rata-rata : 614,29%

b) Kabb

Cawan 1 : Kabb=

mawal−makhur

mawal

×100%

=5−0,75

×100 %

=86 %

Cawan 2 : Kabb=5−0,7

5×100%

= 86 %

Rata-rata : 86%

Tabel 2. Pengamatan massa dan kadar air

Waktu

(menit)

Massa (g) Kabb (%) Kabk (%) d Kabb/ dt d Kabk/ dt

0 100 86.0 614.29 0 0

20 98,9 85.84 606.43 0,008 0,393

40 97 85.57 592.86 0,0135 0,6785

60 95,8 85.39 584.29 0,009 0,4285

80 94,9 85.25 577.86 0,007 0,3215

100 94,0 85.11 571.43 0,007 0,3215

120 92,9 84.93 563.57 0,009 0,393

B. Pembahasan

0 20 40 60 80 100 120530

540

550

560

570

580

590

600

610

620 614.290000000001 606.4299999999

99592.8599999999

99 584.290000000001 577.8599999999

99 571.429999999999

563.57

f(x) = − 8.4700000000001 x + 621.127142857143R² = 0.985425555374171

waktu

Kab

k

Grafik 1. hubungan Kabk dan waktu

0 20 40 60 80 100 12084.2

84.4

84.6

84.8

85

85.2

85.4

85.6

85.8

86

86.2

8685.84

85.5785.39

85.2585.11

84.93

f(x) = − 0.178214285714285 x + 86.1542857142857R² = 0.990205357426908

waktu

Kab

b

Grafik 2. hubungan Kabb dan waktu

614.290000000001

606.429999999999

592.859999999999

584.290000000001

577.859999999999

571.429999999999

563.570

0.10.20.30.40.50.60.70.8

0

0.393

0.678500000000001

0.42850.3215 0.3215

0.393f(x) = 0.02425 x + 0.265285714285715R² = 0.0683678819941834

Kabk

d K

abk/

dt

Grafik 3. hubungan Kabk dan dKabk/dt

86 85.84 85.57 85.39 85.25 85.11 84.930

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0

0.00800000000000001

0.0135

0.009

0.007 0.007

0.009f(x) = 0.000660714285714285 x + 0.00500000000000001R² = 0.1255502567865

Kabb

dKab

b/dt

Grafik 4. hubungan Kabb dan dKabb/dt

0 20 40 60 80 100 1200

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0

0.00800000000000001

0.0135

0.009

0.007 0.007

0.009f(x) = 0.000660714285714285 x + 0.00500000000000001R² = 0.1255502567865

waktu

dK

abb

/dt

Grafik 5. hubungan waktu dan dKabb/dt

0 20 40 60 80 100 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0

0.393

0.6785

0.4285

0.32150.3215

0.393f(x) = 0.02425 x + 0.265285714285714R² = 0.0683678819941836

waktu

dK

abk

/dt

Grafik 6. hubungan dKabk/dt dan waktu

Menurut Geankoplis (1993), berdasarkan kondisi fisik yang digunakan untuk

memberikan panas pada sistem dan memindahkan uap air, proses pengeringan dapat

dibagi menjadi tiga, yaitu:

1. Pengeringan kontak langsung

Menggunakan udara panas sebagai medium pengering pada tekanan atmosferik. Pada

proses ini uap yang terbentuk terbawa oleh udara.

2. Pengeringan vakum

Menggunakan logam sebagai medium pengontak panas atau menggunakan efek

radiasi. Pada proses ini penguapan air berlangsung lebih cepat pada tekanan rendah.

3. Pengeringan beku

Pengeringan yang melibatkan proses sublimasi air dari suatu material beku.

Sebelum proses pengeringan berlangsung, tekanan uap air di dalam bahan

berada dalam keseimbangan dengan tekanan uap air di udara sekitarnya. Pada saat

pengeringan dimulai, uap panas yang dialirkan meliputi permukaan bahan akan

menaikkan tekanan uap air, terutama pada daerah permukaan, sejalan dengan

kenaikan suhunya. Pada saat proses ini terjadi, perpindahan massa dari bahan ke

udara dalam bentuk uap air berlangsung atau terjadi pengeringan pada permukaan

bahan. Setelah itu tekanan uap air pada permukaan bahan akan menurun. Setelah

kenaikan suhu terjadi pada seluruh bagian bahan, maka terjadi pergerakan air secara

difusi dari bahan ke permukaannya dan seterusnya proses penguapan pada permukaan

bahan diulang lagi. Akhirnya setelah air bahan berkurang, tekanan uap air bahan akan

menurun sampai terjadi keseimbangan dengan udara di sekitarnya.

Berlangsungnya proses pengeringan tidak dapat terjadi dalam

waktu sekaligus. Jadi dalam pengeringan diperlukan adanya waktu istirahat

(tempering time), di mana selama waktu tersebut seluruh air di dalam bahan akan

mencapai keseimbangannya. Kemampuan bahan untuk menguapkan air akan

bertambah cepat dengan adanya kenaikan suhu sedangkan panas yang diperlukan

untuk menguapkan air akan berkurang dengan naiknya suhu pengeringan. Laju

pengeringan dipengaruhi oleh faktor-faktor yang berhubungan dengan jalannya

pengeringan. Beberapa faktor yang sukar diawasi adalah :

- luas permukaan bahan

- distribusi aliran udara

- struktur molekuler bahan

- distribusi suhu dalam tenunan bahan.

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi laju pengeringan adalah :

- tekanan uap air pada suhu pengeringan maksimum

- tekanan luar udara dan uap air

- kecepatan pindah panas ke permukaan bahan

- tekanan uap keseimbangan dari dalam bahan

- kadar air bahan

Mekanisme Pengeringan

Ketika benda basah dikeringkan secara termal, ada dua proses yang

berlangsung secara simultan, yaitu :

1. Perpindahan energi dari lingkungan untuk menguapkan air yang terdapat di

permukaan benda padat. Perpindahan energi dari lingkungan ini dapat

berlangsung secara konduksi, konveksi , radiasi, atau kombinasi dari

ketiganya. Proses ini dipengaruhi oleh temperatur, kelembapan, laju dan arah

aliran udara, bentuk fisik padatan, luas permukaan kontak dengan udara dan

tekanan. Proses ini merupakan proses penting selama tahap awal pengeringan

ketika air tidak terikat dihilangkan. Penguapan yang terjadi pada permukaan

padatan dikendalikan oleh peristiwa difusi uap dari permukaan padatan ke

lingkungan melalui lapisan film tipis udara

2. Perpindahan massa  air yang terdapat di dalam benda ke permukaan

Ketika terjadi penguapan pada permukaan padatan, terjadi perbedaan

temperatur sehingga air mengalir dari bagian dalam benda padat menuju ke

permukaan benda padat. Struktur benda padat tersebut akan menentukan

mekanisme aliran internal air.

Beberapa mekanisme aliran internal air yang dapat berlangsung :

1. Diffusi

Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di bawah titik

jenuh atmosferik dan padatan dengan cairan di dalam sistem bersifat mutually

soluble.

Contoh: pengeringan tepung, kertas, kayu, tekstil dan sebagainya.

2. Capillary flow.

Cairan bergerak mengikuti gaya gravitasi dan kapilaritas. Pergerakan ini

terjadi bila equilibrium moisture content berada di atas titik jenuh atmosferik.

Contoh: pada pengeringan tanah, pasir, dll.

Benda padat basah yang diletakkan dalam aliran gas kontinyu akan

kehilangan kandungan air sampai suatu saat tekanan uap air di dalam padatan sama

dengan tekanan parsial uap air dalam gas. Keadaan ini disebut equilibrium dan

kandungan air yang berada dalam padatan disebut equilibrium moisture content. Pada

kesetimbangan, penghilangan air tidak akan terjadi lagi  kecuali apabila material

diletakkan pada lingkungan (gas) dengan relative humidity yang lebih rendah

(tekanan parsial uap air yang lebih rendah).

Pindah panas dan pindah massa pada proses pengeringan.

Selama pengeringan air dari bahan pangan melalui pengeringan terjadi

proses pindah panas dan juga pindah massa secara simultan. Pindah panas terjadi

dalam struktur bahan pangan dan akan terjadi perbedaan suhu dan tekanan uap air

antara permukaan bahan dengan bagian dalam dari bahan pangan. Pindah panas akan

dipengaruhi oleh konduktivitas panas bahan. Apabila panas dialirkan dengan cukup,

maka air akan berdifusi dari dalam bahan pangan ke permukaan, dan selanjutnya air

akan menguap dan ditangkap oleh udara.

Pengeringan dapat juga melibatkan berbagai bentuk pindah panas secara

konveksi, konduksi atau radiasi. Pada praktikum kali ini, kita menggunakan pindah

panas konveksi, dalam pengeringan ini digunakan udara sebagai medium pemanas

yang kontak langsung dengan bahan pangan. Selain pengeringan menggunakan oven,

seperti pada praktikum kali ini, pengeringan menggunakan pindah panas konveksi

juga digunakan pada fluidized bed dryer, spray dryer, flash dryer dan rotary dryer.

Proses pengeringan secara konveksi, dapat diilustrasikan sebagai berikut,

udara panas dialirkan ke dalam chamber pengering, sehingga melewati bahan pangan

di dalamnya. Akibat kontak langsung antara bahan pangan dengan medium pemanas,

maka air dari dalam bahan pangan yang berada dalam fase cair akan meningkat

suhunya dan akan berdifusi ke permukaan bahan. Selanjutnya air akan menguap

(evaporasi) dan akan ditangkap oleh udara kering. Untuk selanjutnya udara yang

membawa uap air akan keluar dari chamber pengering dalam keadaan jenuh. Dalam

proses pengeringan secara konveksi ini akan melibatkan panas sensible (panas untuk

meningkatkan suhu air ke titik didihnya) dan panas laten (panas untuk merubah fase

air menjadi uap).

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Pengeringan adalah proses pengeluaran air dari bahan pangan dengan

menggunakan energi panas sehingga tingkat kadar air dari bahan tersebut menurun.

Pengeringan merupakan proses utama dalam pengolahan bahan pangan atau

merupakan bagian dari rangkaian proses.

Pada praktikum kali ini, digunakan pengeringan dengan sistem pindah panas

konveksi, sistem pindah panas yang menggunakan udara sebagai medium pemanas,

yang langsung bersentuhan dengan bahan pangan.

Dari hasil praktikum diperoleh data sebagai berikut:

Cawan keSebelum di oven Setelah di oven

(a) (b) (a) + (b) (a) (b) (a) + (b)

3. 4,7 5 9,7 4,7 0,7 5,4

4. 4,9 5 9,9 4,9 0,7 5,6

Ket. : (a) : massa cawan (g)

(b) : massa bahan (g)

Perhitungan :

c) Kabk

Cawan 1:

Kabk=mawal−makhir

makhir

×100 %

=5−0,70,7

×100 %

=614 , 29 %

Cawan 2 : Kabk=5−0,7

0,7×100%

= 614,29 %

Rata-rata : 614,29%

d) Kabb

Cawan 1 : Kabb=

mawal−makhur

mawal

×100 %

=5−0,75

×100 %

=86 %

Cawan 2 : Kabb=5−0,7

5×100 %

= 86 %

Rata-rata : 86%

B. Saran

Keadaan atau suasana praktikum lebih di kondusifkan lagi. Sehingga bisa

membuat semua praktikan melakukan praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Hariyadi, Purwiyatno. Prinsip Teknik Pangan. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan: IPB.

Rachmawan, obin. 2001. Pengeringan,,pendinginan dan pengemasan komoditas pertanian. Jakarta : SMK Pertanian.

Priyanto, Gatot. 1988. Teknik Pengawetan Pangan. Yogyakarta : Pusat Antar Universitas Pangan Dan Gizi Universitas Gadjah Mada,

Rohman, Saepul. 19/12/08 at 1:21 pm. Teknologi Pengeringan Bahan Makanan. Diakses tanggal 5 Desember 2010.

Cool, Hans. 5 November 2009 3:24 am. Proses Yang Terjadi Pada Pengeringan. Diakses tanggal 5 Desember 2010