Pengeringan Zat Padat

download Pengeringan Zat Padat

of 20

description

Menara Pendingin

Transcript of Pengeringan Zat Padat

  • PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

    MODUL PRAKTIKUM

    PENGERINGAN ZAT PADAT

    (DRYING OF SOLIDS)

    KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN R.I

    PENDIDIKAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

    MEDAN

    2014

  • BAB I

    PENDAHULUAN

    A. Judul Percobaan

    Pengeringan Zat Padat (Drying Of Solids)

    B. Tujuan Percobaan

    Penentuan kecepatan pengeringan zat/bahan ( moisture content zat/bahan )

    di dalam alat pengering.

    C. Latar Belakang

    Operasi pengeringan zat padat yang mengandung cairan (dalam hal ini air)

    dapat dilakukan pada alat-alat pengering dengan udara sebagai media

    pengeringan. Operasi ini dapat ditempatkan di dalam alat itu sendiri atau di

    luar alat pengering. Untuk pekerjaan ini dicapai tray dryer dengan sumber

    energi udara panas dari electric heater yang dipasang diluar alat percobaan,

    sebagai penghembus udara dipakai blower yang terpasang satu unit dengan

    electric heater itu. Alat itu memakai x tray yang nantinya untuk menempatkan

    zat yang akan dikeringkan secara batch. Saat pengeringan berlangsung,

    permukaan kontak antara permukaan dengan udara yang selalu basah dengan

    cairan sampai cairan habis teruapkan seluruhnya.

  • BAB II

    TINJAUAN TEORITIS

    A. Definisi Percobaan

    Pengeringan merupakan unit operasiyang penting dalam bidang

    pengawetan hasil pertanian atau bahan olahan hasil pertanian. Pebgeringan

    adalah salah satu cara untuk mengawetkan hasil pertanian. Pengeringan yang

    paling umum adalah dengan menjemur pada terik panas matahari. Cara ini

    merupakan cara yang paling murah, mudah dan tertua, namun system ini

    banyak memiliki kelemahan bila dioperasikan dalam skala besarterutama

    masalah kebersihan dan ketergantungan pada adanya sinar matahari.

    Pemisahan air dari bahan padat dapat dilakukan dengan memeras zat

    tersebut secara mekanik sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal, atau

    dengan penguapan termal. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih

    murah biayanya, sehingga biasanya kandungan zat cair itu diturunkan terlebih

    dahulu sebanyak-banyaknya dengan cara mekanik sebelum diumpankan ke

    dalam pengering termal.

    Panas yang diperlukan untuk memanaskan udara biasanya besar, karena

    koefesien perpindahan panas dari udara biasanya kecil. Dalam kajian ini akan

    didiskusikan cara mendapatkan udara pengering dengan suhu dan humiditas

    yang rendah untuk keperluan pengering bahan yang tidak tahan terhadap

    panas.

    Sistem pengering yang umum dipakai adalah dengan menaikkan

    temperature (memanaskan) udara pengering sehingga RHnya mengecil dan

    kemampuan menyerap air menjadi lebih besar. Bila naikknya temperature

    tidak terlalu tinggi (rendah) maka drying rate nya sangat rendah karena

    tingginya humiditas pada udara tropis.

    Zat padat yang akan dikeringkan biasanya terdapat dalam bentuk serpih

    (flake),bijian (granule),Kristal (crystal),serbuk (powder),lempeng (slab),atau

  • lembaran sinambung dengan sifat-sifat yang berbeda satu sama lain. Zat cair

    yang akan diuapkan mungkin terdapat pada permukaan zat padat seperti pada

    Kristal, dapat pula seluruh zat cair terdapat di dalam zat padat seperti pada

    pemisahan pelarut dari lembaran polimer, atau dapat pula sebagian zat cair

    sebagian di luar dan sebagian di dalam. Umpan pengering mungkin berupa zat

    cair dimana zat padat melayang sebagai partikel, atau dapat pula berbentuk

    larutan.

    Seiring dengan perkembangan teknologi, tuntutan akan kerja instrument

    yang lebih terpercaya dan lebih teliti semakin meningkat, yang kemudian

    menghasilkan perkembangan-perkembangan baru dalam perencanaan dan

    pemakaian. Untuk menggunakan instrument secara cermat, kita perlu

    memahami prinsip-prinsip kerja dan mampu memperkirakan apakah

    instrument tersebut sesuai untuk pemakaian yang telah direncanakan,

    misalnya pengeringan suatu bahan.

    Kandungan zat cair di dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu

    bahan dengan bahan yang lainnya. Bahan yang tidak mengandung zat cair / air

    sama sekali disebut kering tulang. Namun pada umumnya, zat padat masih

    mengandung sejumlah kecil zat cair / air.

    DCS umumnya menggunakan komputer yang dirancang khusus sebagai

    pengontrol dan menggunakan dua interkoneksi eksklusif dan protokol

    komunikasi. Input dan output modul merupakan bagian atau komponen dari

    sistem DCS. Komputer menerima informasi dari modul input kemudian

    mengolahnya dan mengirimkan hasil pengolahan tersebut ke modul output.

    Input dari DCS adalah informasi dari instrument masukan / sensor-sensor,

    sedangkan outputnya berupa data hasil pengolahan dan instruksi-instruksi

    yang dikirimkan ke output / valve atau selenoid.

    Pengeringan (drying) zat padat berarti pemisahan sejumlah kecil air atau

    zat cair lain dari bahan padat. Salah satu alat pengeringan yaitu rotary dryer

    (pengering putar) yang terdiri dari sebuah selongsong berbentuk silinder yang

    berputar, horisontal, atau agak miring ke bawah ke arah keluar serta

  • dilengkapi dengan DCS (Distributed Control System) yang bertujuan untuk

    mengendalikan proses manufaktur secara terus menerus atau batch-oriented.

    Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah biji-bijian yaitu kacang

    jogo, kacang tolo, kedelai hitam, beras merah dan ketan hitam.

    Pada praktikum ini untuk tiap-tiap bahan dilakukan tiga variabel. Setiap

    variabel beratnya sama yaitu 1 kg. Pengeringan dilakukan pada suhu 75C,

    85C, 95C. Dari praktikum di dapatkan laju pengeringan yang semakin

    meningkat.

    Operasi pengeringan zat padat yang mengandung cairan (dalam hal ini air)

    dapat dilakukan pada alat-alat pengering dengan udara sebagai media

    pengeringan. Operasi ini dapat ditempatkan di dalam alat itu sendiri atau di

    luar alat pengering. Untuk pekerjaan ini dicapai tray dryer dengan sumber

    energi udara panas dari electric heater yang dipasang diluar alat percobaan,

    sebagai penghembus udara dipakai blower yang terpasang satu unit dengan

    electric heater itu. Alat itu memakai x tray yang nantinya untuk menempatkan

    zat yang akan dikeringkan secara batch. Saat pengeringan berlangsung,

    permukaan kontak antara permukaan dengan udara yang selalu basah dengan

    cairan sampai cairan habis teruapkan seluruhnya.

  • BAB III

    MATERI DAN METODA

    A. Materi

    Adapun peralatan dan bahan yang dipergunakan dalam percobaan ini

    adalah sebagai berikut :

    1. Alat-alat

    - Alat pengeringan ( Tray dryer )

    - Timbangan analitik

    - Penggaris

    - Thermometer

    - Alat pemotong (Cutter)

    - Stopwatch

    2. Bahan

    - Sampel ( Singkong )

    - Tissue

  • B. Metoda

    Prosedur kerja

    1. Sampel yang akan dikeringkan terlebih dahulu diperkecil ukurannya

    dengan memotongnya, lalu diukur luas permukaan dari sampel

    2. Ditimbang berat awal dari sampel dan dicatat

    3. Setelah penimbangan sampel, lalu Alat pengering (Tray Dryer) dinyalakan

    4. Diatur suhu pemanasan sampel

    5. Lalu dimasukkan sampel kedalam Alat Pengering

    6. Dengan interval waktu yang ditentukan dicatat data-data yang diperlukan

    untuk penganalisaan data ( data yang diambil berupa ; berat sampel,

    temperature dry bulb, temperature wet bulb )

    7. Setelah berat sampel tidak lagi berkurang (konstan), pengeringan

    dihentikan.

  • C. Gambar Rangkaian Percobaan

  • BAB IV

    HASIL KERJA PRAKTEK DAN PEMBAHASAN

    A. Hasil Kerja Praktek

    1. Ukuran sampel : Panjang : 2,5 cm x Lebar : 1,5 cm x Tinggi : 1 cm

    2. Berat sampel : 3,6757 gram

    No

    Time

    T

    (min)

    Weight

    Q

    (gr)

    Dry Bulb

    Temp (oC)

    t

    Wet Bulb

    Temp (oC)

    tw

    1. 10 3,3459 68,2 61,7

    2. 20 3,1454 68,6 61,0

    3. 30 3,9741 68,8 62,2

    4. 40 2,9405 68,9 62,3

    5. 50 2,8264 69,0 62,4

    6. 60 2,7341 69,0 62,5

    7. 70 2,6711 69,1 62,5

    8. 80 2,6711 69,1 62,5

    9. 90 2,6711 69,1 62,5

    10. 100 2,6711 69,1 62,5

    Sampel : Bolu Meranti

    Ukuran Sampel : (2,6 x 1,7 x 1) cm

    Berat Sampel : 3,6757 gram

    Qo : 2,6711 gram

    Lamda : 472,5 kkal/gram

  • B. Pembahasan

    Analisa Data ke 1 sampai 3

    1. Menghitung Luas permukaan

    ).(2).(2.2 tltplpA

    2

    2

    3,18

    )74,372,584,8(

    )1,1.7,1(2)1,1.6,2(27,1.6,22

    cm

    cm

    cmcmcm

    2. Menghitung nilai W

    Untuk W =

    1

    = 3,6757

    2,6711 1

    = 0,3760

    Untuk W1 = 0,2526

    Untuk W2 = 0,1775

    Untuk W3 = 0,1134

    Untuk W4 = 0,1008

    Untuk W5 = 0,0581

    Untuk W6 = 0,0235

    Untuk W7 W10 = 0

  • 3. Menghitung M (gr/jam)

    T = 10 menit x 1

    60 = 0,1666 jam

    a. M10 = 12

    = 3,6757 3,3459

    0,1666

    = 1,9795 gr/jam

    T = 20 menit x 1

    60 = 0,333 jam

    b. M20 = 0,6015 gr/jam

    T = 30 menit x 1

    60 = 0,5jam

    c. M30 = 0,3426 gr/jam

    T = 40 menit x 1

    60 = 0,6666 jam

    d. M40 = 0,0504 gr/jam

    T = 50 menit x 1

    60 = 0,8333 jam

    e. M50 = 0,1369 gr/jam

    T = 60 menit x 1

    60 = 1 jam

    f. M60 = 0,0923 gr/jam

  • T = 70 menit x 1

    60 = 1,1666 jam

    g. M70 = 0,0378 gr/jam

    4. Menghitung Nilai Q (kal/jam)

    = 472 ,5

    1

    1000

    1000

    1 = 472,5 /

    a. grkaljamgrmQ /5,472/9795,110

    jamkal /31,935

    b. Q = 284,20 kal/jam

    ` c. Q = 161,87 kal/jam

    d. Q = 23,81 kal/jam

    e. Q = 64,68 kal/jam

    f. Q = 43,61 kal/jam

    g. Q = 17,86 kal/jam

    5. Mencari Nilai koevisien perpindahan panas konveksi (h)

    a. h =

    ( ) =

    935,31 /

    18,3 2 (68,261,7) = 7,8630 kal/jam2C

    b. h = 2,3538 kal/jam2C

    c. h = 1,3402 kal/jam2C

    d. h = 0,1971 kal/jam2C

    e. h = 0,5355 kal/jam2C

    f. h = 0,3666 kal/jam2C

    g. h = 0,1478 kal/jam2C

  • 6. Menghitung Kecepatan penyaringan (Rc)

    a. Rc = ( )

    =

    7,8630 kal /jam 2C (68,261,7)

    472,5 kal/gr = 0,1081 gr/2jam

    b. Rc = 0,0328 gr/2jam

    c. Rc = 0,0187 gr/2jam

    d. Rc = 2,7531 gr/2jam

    e. Rc = 7,48 gr/2jam

    f. Rc = 5,0431 gr/2jam

    g. Rc = 2,0645 gr/2jam

  • C. Grafik

  • D. Tabulasi Data

    A

    (2)

    W

    (awal)

    W

    M

    (gr/jam)

    Q

    (kal/jam)

    h

    (kal/2 )

    Rc

    (gr/2jam)

    18,3 0,3760 0,2562 1,9705 935,31 7,8630 0,1081

    18,3 0,3760 0,1775 0,6015 284,20 2,3538 0,0328

    18,3 0,3760 0,1134 0,3426 161,87 1,3402 0,0187

    18,3 0,3760 0,1008 0,0504 23,81 0,1971 2,7531

    18,3 0,3760 0,0581 0,1369 64,68 0,5355 7,48

    18,3 0,3760 0,0235 0,0923 43,61 0,3666 5,0431

    18,3 0,3760 0 0,0378 17,86 0,1478 2,0645

    18,3 0,3760 0 0,0378 17,86 0,1478 2,0645

    18,3 0,3760 0 0,0378 17,86 0,1478 2,0645

    18,3 0,3760 0 0,0378 17,86 0,1478 2,0645

  • BAB V

    KESIMPULAN DAN SARAN

    A. Kesimpulan

    Dari hasil percobaan modul pengeringan zat padat dengan sampel Bolu

    Meranti maka kami dapat menyimpulkan :

    1. Semakin lama waktu berjalan maka berat sampel akan semakin kecil

    dari semula.

    2. Semakin lama waktu maka Dry Bulbnya akan semakin besar.

    3. Semakin lama waktu maka Wet Bulbnya juga akan semakin besar.

    B. Saran

    Untuk praktikum selanjutnya, diharapkan agar alat-alat yang digunakan

    dalam keadaan baik, terutama neraca analitik yang digunakan untuk

    meninbang.

  • DAFTAR PUSTAKA

    Sarwono,R.2006.Pengeringan Suhu Rendah Untuk Menjaga Mutu Bahan

    Pertanian.Tanggerang:Pusat Penelitian Kimia (P2K)-LIPI

    McCabe, W. L., and J. C., Smith. 1999.Operasi Teknik Kimia, edisi keempat, jilid

    2, Erlangga, Jakarta.

    http://www.google.com/pengeringan+zat+padat/kimia/industri.html