TUGAS LAPORAN PRAKTIKUM SATOP 4

ACARA 1

PENGERINGAN

Disusun Oleh :

Kelompok 4 Shift 11. Aprillia Bertha2. Gerardus Raka3. Muhammad Isa4. Suci Purnamasari5. Tyas Pratiwi6. Candra Puspitasari

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

ACARA I

PENGERINGAN

I. Pendahuluan

a. Latar Belakang

Proses pengeringan merupakan salah satu penanganan bahan pangan untuk

menjaga pengawetan bahan pangan lebih lama. Proses pengeringan pada

dasarnya ditentukan oleh pengaturan suhu yang baik yang merupakan faktor

terpenting dalam pengawetan pangan dan mutu bahan pangan yang

dihasilkan.

Walaupun manusia telah menggunakan makanan yang dikeringkan sejak

ribuan tahun yang lalu, pengeringan buatan untuk bahan pangan baru sekitar

dua abad yang lalu. Yang dimaksud pengeringan buatan disini adalah

pengeringan dengan menggunakan sumber panas artifisal untuk

menggantikan panas sinar matahari. Kadang-kadang istilah dehidrasi

digunakan untuk menunjukkan pengeringan buatan untuk membedakan

dengan tipe pengeringan yang lain yang lebih beragam.

Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini

bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa

wadah. Sedangkan ‘spray dryer’ dan ‘drum dryer’ hanya bisa digunakan

untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering

adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan

tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer

dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan

membawa air yang diuapkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang

dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk

penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang

panas.

Pengeringan dapat diartikan pula sebagai proses pemindahan panas dan

uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan

kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan

oleh media pengering yang biasanya berupa panas. Tujuan pengeringan

adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan

mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan

terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat

mempunyai waktu simpan yang lebih lama.

Bahan pangan yang dihasilkan dari produk-produk pertanian pada

umumnya mengandung kadar air. Kadar air tersebut apabila masih tersimpan

dan tidak dihilangkan, maka dapat mempengaruhi kondisi fisik bahan pangan.

Misalnya, akan terjadi pembusukan dan penurunan kualitas akibat masih

adanya kadar air yang terkandung dalam bahan tersebut. Pembusukan terjadi

akibat penyerapan enzim yang terdapat dalam bahan pangan oleh jasad renik

yang tumbuh dan berkembang biak dengan bantuan  media kadar air  yang

terdapat dalam bahan pangan tersebut.

Mikroorganisme membutuhkan air untuk pertumbuhan dan

perkembangbiakannya. Jika kadar air bahan pangan dikurangi, maka

pertumbuhan mikroba akan diperlambat. Untuk mengatasi hal tersebut,

diperlukan adanya suatu proses penghilangan atau pengurangan kadar air

yang terdapat pada bahan pangan  sehingga terhindar dari pembusukan dan

penurunan kualitas bahan pangan. Salah satu cara sederhana yang dapat

dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut yaitu melalui proses

pengeringan. Pengeringan merupakan tahap awal dari proses pengawetan.

Pengeringan akan menurunkan kadar air (water activity) atau Aw (jumlah

air yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhan dan

perkembangbiakannya), berat dan volume pangan. Prinsip utama pengeringan

adalah pengurangan kadar air bahan untuk mencegah aktivitas

mikroorganisme.

b. Tujuan

Tujuan Praktikum Acara I Pengeringan antara lain:

1. Untuk mengetahui kurva karakteristik pengeringan suatu bahan

2. Untuk menentukan waktu pengeringan suatu bahan

3. Untuk menghitung efisiensi pengeringan

II. Tinjauan Pustaka

Singkong (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu komoditas

pertanian Indonesia yang keberadaanya cukup melimpah. Tanaman singkong

dikenal karena produktivitasnya yang tinggi sekalipun tumbuh di lahan yang

kritis. Singkong dapat tumbuh di dataran rendah dengan curah hujan yang tidak

terlalu tinggi dan relatif tahan terhadap hama (Setiawan, 2006).

Menurut Eze (2010), pengeringan adalah salah satu operasi penting pada

rangkaian penanganan makanan. Hakekat dasar dari pengeringan adalah

mengurangi\i kelembaban isi suatu produk untuk mencegah pembusukan pada

satu periode tertentu dari waktu. Secara teknis, mengeringkan adalah satu

transfer panas dan kumpulan proses, melibatkan vapourisation dari air pada

status cairan, mencampur uap dengan pengeringan mengudara dan

menyingkirkan uap oleh secara alami atau dengan mesin. Panasyang cukup

untuk vapourisasi dari kelembaban produk harus disediakan dengan

mengurangi panas yang masuk dari udara pengeringan atau dengan menyerap

panas secara langsung ke produk. Pengeringan adalah satu operasi intensive

daya. daya terpakai di operasi pengeringan adalah 20% total daya.

Pengeringan termal sering disebut pengendalian suhu, banyak bahan pertanian

dan makanan yang sensitif terhadap temperatur tinggi. Satu sistem pengeringan

yang adalah mengatur daya efisien dan memelihara mutu produk yang

diinginkan. Proses mengeringkan juga merupakan suatu sistem

menggabungkan satu sistem dehumidification yang telah dikembangkan

dengan daya yang dibutuhkan (Adapa et al, 2010).

Laju penguapan air bahan dalam pengering sangat ditentukan oleh

kenaikan suhu. Bila suhu pengeringan dinaikkan maka panas yang dibutuhkan

untuk penguapan air bahan menjadi berkurang. Suhu udara pengering

berpengaruh terhadap lama pengeringan dan kualitas bahan hasil pengeringan.

Makin tinggi suhu udara pengering maka proses pengeringan makin singkat.

Kelembaban relatif udara adalah perbandingan massa uap air aktual pada

volume yang diberikan dengan masa uap air saturasi pada temperatur yang

sama. Kelembaban relatif juga menentukan besarnya tingkat kemampuan udara

pengering dalam menampung uap air di permukaan bahan. Semakin rendah RH

udara pengering, makin cepat pula proses pengeringan yang terjadi, karena

mampu menyerap dan menampung uap air lebih banyak dari pada udara

dengan RH yang tinggi (Syarifudin dan Dwi, 2009).

Pada proses pengeringan, udara berfungsi sebagai pembawa panas

untuk menguapkan kandungan air pada bahan serta mengeluarkan uap air

tersebut. Air dikeluarkan dari bahan dalam bentuk uap dan harus secepatnya

dipindahkan dari bahan. Bila tidak segera dipindahkan maka air akan

menjenuhkan atmosfer pada permukaan bahan, sehingga akan memperlambat

pengeluaran air selanjutnya. Aliran udara yang cepat akan membawa uap air

dari permukaan bahan dan mencegah uap air tersebut menjadi jenuh di

permukann bahan. Semakin besar volume udara yang mengalir, maka semakin

besar pula kemampuannya dalam membawa dan menampung air dari

permukaan bahan. Pada proses pengeringan, sering dijumpai adanya variasi

jumlah kadar air pada bahan. Yang mana variasi kadar air ini akan

mempengaruhi lamanya proses pengeringan, sehingga perlu diketahui berapa

persen kadar air pada bahan saat basah dan pada saat kering

(Syarifudin dan Dwi, 2009).

Proses pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara

simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air

yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media

pengering yang berupa panas udara yang dihasilkan oleh kolektor. Adapun

peristiwa yang terjadi selama proses pengeringan adalah :

a. Proses pemindaham panas, yaitu proses yang terjadi karena perbedaan

temperatur, panas yang dialirkan akan meningkatkan suhu bahan yang

lebih rendah, menyebabkan tekan uap air didalam bahan lebih tinggi dari

tekan uap air di udara.

b. Proses pemindahan massa, yaitu suatu proses yang terjadi karena

kelembaban relatif udara pengering lebih rendah dari kelembaban relatif

bahan, panas yang dialirkan diatas permukaan bahan akan meningkatkan

uap air bahan sehingga tekenan uap air akan lebih tinggi dari tekanan uap

udara ke pengering (Burlian dan Aneka, 2011).

Banyak penelitian yang dikerjakan dengan pengeringan sebagai pengawet

produk pertanian yang termasuk sayur-sayuran dan buah untuk tujuan

penyimpanan. Ada banyak faktor yang mempengaruhi tingkat pengeringan

pada produk pertanian. Faktor-faktor tersebut diantaranya suhu udara sekitar,

kelembaban dan kecepatan udara, dan kadungan kadar air dalam bahan. Dari

literatur, rentang suhu yang paling baik untuk pengeringan buah dan sayur

antara 55oC sampai 75oC. Penurunan kadar air tanpa range suhu ini dapat

dilakukan dengan pengeringan sinar matahari yang digunakan untuk

menyelesaikan eksperimen ini (Awogbemi, 2009).

Pada praktikum ini alat pengering yang digunakan adalah cabinet drying.

Metode ini menggunakan alat pengering untuk untuk sistem batch dengan

proses pengeringan dilakukan pada suhu konstan. Pada alat ini kelembapan

udara dapat mengalami penurunan. Alat ini terdiri dari ruang penutup dengan

alat pemanas, kipas untuk sirkulasi udara, dan alat pengatur kecapatan udara,

serta inlet dan outlet udara. Alat pengering ini biasa digunakan untuk

pengembangan produk baru sebelum diproduksi skala besar. Lama

pengeringan menentukan lama kontak bahan dengan panas. Karena sebagian

besar bahan pangan sensitif terhadap panas maka waktu pengeringan yang

digunakan harus maksimum, yaitu kadar air bahan akhir yang diinginkan telah

tercapai dengan lama pengeringan yang pendek. (Estiasih dan ahmadi, 2009).

Menurut Buckle (1985), ada beberapa faktor mempengaruhi kecepatan

pengeringan antara lain;

a. Sifat fisik dan kimia dari produk (bentuk, ukuran, komposisi, kadar air).

b. Pengaturan geometris produk sehubungan dengan permukaan alat atau

media perantara pemindahan panas (seperti nampan pengeringan).

c. Sifat-sifat fisik dari lingkungan alat pengering (suhu, kelembaban, dan

kecepatan udara).

d. Karakteristik alat pengering (efisinsi pemindahan panas).

Suhu bola kering (dry bulb temperature) merupakan suhu yang

ditunjukkan dengan temperatur bulb biasanya dalam keadaan kering.

Termometer dirancang dengan menggunakan prinsip pemuaian zat cair. Jika

kita ingin mengukur suhu udara dengan termometer biasa, akan terjadi

perpindahan kalor dari udara ke bulb termometer. Oleh karena termometer

mendapatkan kalor, menyebabkan zat cair (misalkan: air raksa) yang ada di

dalm termometer mengalami pemuaian sehingga terjadi kenaikan tinggi air

raksa (Syah, 2012).

Suhu bola basah (wet bulb temperature), sesuai dengan namanya “wet

bulb”, suhu ini diukur dengan menggunakan termometer yang bulbnya (bagian

bawah termometer) dilapisi dengan kain yang telah basah kemudian dialiri

udara yang ingin diukur suhunya. Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain

basah tersebut. Kalor dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada

kain basah tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang

ada dalam termometer (Syah, 2012).

Blancing atau blansir adalah pemanasan pendahuluan yang biasanya

dilakukan terhadap buah-buahan dan sayur-sayuran sebelum diolah lebih

lanjut. Proses ini pada umunya dilakukan pada suhu kurang dari 1000C selama

beberapa menit dengan menggunakan air panas atau uap air panas. Tujuan

blansir terutama adalah untuk menginaktifkan enzim yang terdapat secara

alami didalam bahan pangan, misalnya enzim polifenolase yang menimbulkan

pencoklatan (Syah, 2012).

Efisiensi pengeringan mempunyai arti penting untuk nilai kualitas kerja

dari alat pengering yang dibuat. Kalitas kerja dari alat pengering meliputi aspek

konversi energi dan perpindahan massa. Aspek konversi energi ditunjukan olah

efisiensi kolektor, sedangka n aspek perpindahan massa dinyatakan dengan laju

pelepasan massa air dari produk ke udara yang memanasinya. Efisiensi

pengeringan dinyatakan sebagai perbandingan kalor yang digunakan untuk

pengupan kandungan air dari sampel terhadap energi radiasi panas yang tiba di

alat pengering (Thamrin, 2010).

Efisiensi operasi pengeringan dapat ditentukan sebagai perbandingan

panas secara teoritis dibutuhkan untuk menghasilkan panas laten penguapan air

yang telah dikeringkan, dengan penggunaan panas yang sebenarnya di dalam

alat pengering. Efisiensi ini sangat berguna apabila pendugaan bentuk

pengering dan dalam pembuatan perbandingan antar berbagai kelas pengering

yang mungkin dipakai sebagai alternatif operasi pengeringan. Efisiensi

keseluruhan termasuk juga kehilangan energi pada sisi pemanasan dan oleh

karena itu efisiensi ini didasarkan pada jumlah panas yang dapat diperoleh

bahan bakar yang dibakar untuk menghasilkan panas untuk pengering

(Earle, 1969).

Fenomena transportasi yang komplek berperan penting selama proses

pengeringan, termasuk panas jenis yang tidak stabil dan transfer massa yang

terus menerus. Panas dan tingkat transfer kelembaban berhubungan dengan

suhu udara pengeringan dan bilangan Reynolds sebagai fungsi dari kecepatan

sirkulasi udara pengeringan. Pada proses pengeringan diperlukan massa yang

berbeda dan mekanisme keseimbangan energi yang dilibatkan

(Husain, et al, 2006).

Pada pengeringan konvektif, udara dipanaskan pada suhu operasional.

Ketika kontak dengan produk, energi yang berada dalam udara tetap konstan,

tetap panas sensible diubah jadi panas laten dengan evaporasi air dari produk.

Definisi yang biasa dipakai untuk efisiensi energi pengeringan adalah

berdasarkan pada pertukaran panas dari sensible ke panas laten terhadap

jumlah panas yang digunakan untuk meningkatkan suhu udara operasional

(Tsotsas, 2012).

Menurut Taib et al. dalam Safrizal (2012) pengeringan adalah proses

pemindahan panas dan uap air secara simultan. Adapun tujuan proses

pengeringan ini adalah untuk mengurangi kadar air bahan sampai batas tertentu

yang menghambat kerusakan bahan. Selain itu, bahan pangan kering adalah

lebih pekat daripada bahan segarnya, biaya produksinya lebih murah, proses

pengeringan juga membutuhkan tenaga kerja yang tidak terlalu banyak, dapat

diolah dengan peralatan yang terbatas, serta menghemat penyimpanan dan

pengangkutan Pengering tipe lemari sering juga disebut dengan nama

pengering tipe rak. Alat pengering tipe rak adalah alat pengering berbentuk

persegi yang di dalamnya berisikan rak-rak yang akan digunakan untuk

mengeringkan bahan. Bahan diletakkan di atas rak yang terbuat dari logam

dengan alas berlubang yang berguna untuk mengalirkan udara panas dan uap

air.

III. Metodologi

a. Alat

1. 1 set alat pengeringan lengkap

2. Termometer basah

3. Termometer kering

4. Timbangan analitik

5. Timbangan biasa

6. Kompor listrik

7. Mesin pemotong (slicer)

8. Baskom

9. Pisau

10. Karet gelang

b. Bahan

Singkong basah

c. Cara Kerja

Gambar 1.1. Cara Kerja Pengeringan

1 set alat pengeringan lengkap dengan peralatannya disiapkan

Bahan yang akan dikeringkan dicuci hingga bersih, ditiriskan hingga air permukaan hilang, dibleaching, dan dipotong-potong sesuai ukuran

yang dikehendaki

Bahan yang akan dikeringkan ditimbang terlebih dahulu

Sampel bahan yang akan digunakan dipilih dan ditimbang

5 buah sampel dibuat dan diletakkan pada tempat yang berbeda selama proses pengeringan

Masing-masing sampel diberi tanda

Waktu pengeringan dan daya alat yang digunakan dicatat

Pengamatan kadar air dilakukan pada setiap sampel dengan selang waktu 30 menit

Dilakukan pengamatan terhadap suhu masuk, suhu bahan, dan suhu keluar bahan setiap 30 menit

Laju udara pengering dilakukan setiap 1 jam sekali

Berat akhir bahan kering setiap sampel, kadar air awal, dan kadar air dihitung

Grafik perbanding kadar air (%) dengan waktu pengeringan (menit) dan grafik perbandingan laju pengeringan (% kadar air/waktu) dengan

waktu pengeringan dibuat

IV. Hasil dan Pembahasan

V. Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

Adapa, P. K., S. Sokhansanj and Greg J Schoenaul. 2010. Performance study Of A Re-Circulating Cabinet Dryer Using a Household Dehumedifier. Drying Technology an International Journal, Vol. 20(8).

Awogbemi, dkk. 2009. Effects of Drying on the Qualities of Some Selected Vegetable. IACSIT Internasional Journal of Engineering and Technology Vol. 1, No.5. Nigeria.

Buckle K. A., et al. 1985. Ilmu Pangan. UI Press : Jakarta

Burlian, F dan Aneka F. 2011. Kaji Eksperimental Alat Pengering Kerupuk Tenaga Surya Tipe Box Menggunakan Kosentrator Cermin Datar. Jurnal Prosiding Seminar Nasional AVoER ke-3.

Earle, R.L. 1969. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan. Sastra Hudaya. Bogor.

Estiati, Teti., dan Ir. Kgs. Ahmadi M.P. 2009. Teknologi Pengolahan Pangan. Bumi Perkasa. Jakarta.

Eze, J. I. 2010. Evalution Of The Efficacy Of a Family Sized Solar Cabinet Dryer In Food. American Journal Of Scientific And Industrial Research, No.1, Vol. 3, pp 610-611

Husain, et.al. 2006. Heat and Mass Transfer Analysis of Fluidized Bed Grain Drying. Journal Memoirs of The Faculty of Engineering, Vol. 41, pp 52-53

Safrizal, Refli, et al. 2012. Analisis Efisiensi Pada Sistem Pengeringan Bunga Rosella (Hibiscus Sabdariffa L) Menggunakan Alat Pengering Tipe Lemari. Jurnal Rona Teknik Pertanian, Vol. 5, No. 2, Hal. 364-365

Setiawan, Wawan M. 2006. Produksi Hidrolisat Pati Dan Serat Pangan Dari Singkong Melalui Hidrolisi Dengan α – Amilase Dan Asam Klorida. Skripsi Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Syah, Dahrul. 2012. Pengantar Teknologi Pangan. IPB Press. Bogor

Syarifudin, Dwi P. 2009. Oven Pengering Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 Menggunakan Pemanas Pada Industri Rumah Tangga. Jurnal Teknologi, 73 No.1, Vol.1, pp 1

Thamrin, Ismail. 2010. Rancang Bangun Alat Pengering Ubi Kayu Tipe Rak Dengan Memanfaatkan Energi Surya. Seminar Nasional Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya.

Tsotsas, Evangelos and Arun S Mujumdar. 2012. Modern Drying Technology. Wiley VCH. Germany