PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING
DAN TEBAL BAHAN TERHADAP
KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS
PADA PEMBUATAN TEPUNG TEMPE
MENGGUNAKAN PENGERING BAKI
CHE184650.04 Penelitian
Disusun untuk memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar
Sarjana di bidang Ilmu Teknik Kimia
Oleh :
Violentha Dwi Saputri
(6216018)
Pembimbing :
Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, A.P.U
Susiana Prasetyo S., S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
BANDUNG
2020
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING DAN TEBAL BAHAN
TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS
PADA PEMBUATAN TEPUNG TEMPE MENGGUNAKAN
PENGERING BAKI
CATATAN:
Telah diperiksa dan disetujui,
Bandung, 9 Januari 2020
Pembimbing 1, Pembimbing 2,
Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, A.P.U Susiana Prasetyo S., S.T., M.T.
iii
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
SURAT PERNYATAAN
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Violentha Dwi Saputri
NRP : 6216018
dengan ini menyatakan bahwa penelitian dengan judul :
PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING DAN TEBAL BAHAN
TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS
PADA PEMBUATAN TEPUNG TEMPE MENGGUNAKAN PENGERING BAKI
adalah hasil pekerjaan saya, dan seluruh ide, pendapat materi dari sumber lain; telah
dikutip dengan cara penulisan referensi yang sesuai.
Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan jika pernyataan ini tidak sesuai
dengan kenyataan, maka saya bersedia menanggung sanksi sesuai peraturan yang berlaku.
Bandung, 9 Januari 2020
Violentha Dwi Saputri
(6216018)
iv
LEMBAR REVISI
JUDUL : PENGARUH KECEPATAN UDARA PENGERING DAN TEBAL BAHAN
TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA DAN PANAS PADA
PEMBUATAN TEPUNG TEMPE MENGGUNAKAN PENGERING BAKI
CATATAN:
Telah diperiksa dan disetujui,
Bandung, 9 Januari 2020
Penguji 1 Penguji 2,
Hans Kristianto S.T., M.T. Kevin Cleary Wanta, S.T., M.Eng.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
rahmat-Nya sehingga proposal penelitian yang berjudul “Pengaruh Laju Alir Udara
Pengering dan Tebal Bahan Terhadap Koefisien Perpindahan Massa dan Panas pada
Pembuatan Tepung Tempe Menggunakan Pengering Baki” ini dapat diselesaikan dengan
baik. Proposal penelitian ini dibuat untuk melengkapi salah satu tugas akhir dari Jurusan
Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Univeritas Katolik Parahyangan, Bandung.
Proses pembuatan proposal penelitian ini tidaklah mudah, namun pada akhirnya
proposal penelitian ini dapat diselesaikan. Keberhasilan dari proposal penelitian ini tidak
dapat tercapai tanpa bantuan dan dukungan dari orang-orang terkasih, baik secara langsung
maupun tidak langsung. Maka dari itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Tuhan Yesus yang selalu menyertai, melindungi, memberikan jalan, memberikan
kesabaran dan ketekunan dalam menyelesaikan proposal penelitian ini;
2. Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, A.P.U dan Susiana Prasetyo S., S.T., M.T. selaku dosen
pembimbing yang telah membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan
proposal penelitian ini; serta
3. Orang tua, Daniel S. dan teman-teman yang selalu memberikan dukungan, semangat,
penghiburan, dan bantuan yang sangat berguna selama proses penyusunan proposal
penelitian ini.
Meskipun penulis berharap proposal penelitian ini tidak memiliki kekurangan,
tetapi penulis menyadari bahwa proposal penelitian ini jauh dari sempurna. Oleh karena
itu, penulis mengharapkan masukan serta kritik dan saran untuk pengembangan proposal
penelitian ini agar dapat bermanfaat bagi penelitian selanjutnya.
Bandung, 16 Januari 2020
Penulis
vi
DAFTAR ISI
COVER……………………… ................................................................................. ...i
LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................................... ..i
SURAT PERNYATAAN.......................................................................................... .iii
LEMBAR REVISI .................................................................................................... ..iv
KATA PENGANTAR .............................................................................................. ...v
DAFTAR ISI ………………………………………………………………………..vi
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... ...x
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………….xiv
INTISARI……..........................................................................................................xvi
ABSTRACT ………………………………………………………………….......xvii
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... ...1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Tema Sentral Masalah Penelitian ........................................................... 2
1.3 Identifikasi Masalah Penelitian .............................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 3
1.5 Premis ......................................................................................................... 4
1.6 Hipotesis ..................................................................................................... 4
1.7 Manfaat penelitian ..................................................................................... 4
BAB II TINJUAN PUSTKA .................................................................................... ...8
2.1 Kedelai ........................................................................................................ 8
2.1.1 Biji Kedelai ............................................................................... 9
2.1.2 Manfaat Biji Kedelai ............................................................... 12
2.2 Tempe ....................................................................................................... 12
2.2.1 Mikrobiologi Fermentasi Tempe............................................. 13
2.2.2 Mekanisme Fermentasi Tempe ............................................... 14
2.2.3 Kandungan Nutrisi Tempe ..................................................... 18
2.3 Pengeringan .............................................................................................. 20
2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan ...................................................... 20
2.3.2 Kesetimbangan Fasa Uap dan Fasa Cair dalam Pengeringan . 25
2.3.3 Mekanisme Pengeringan ......................................................... 26
2.3.4 Pengering Baki ........................................................................ 28
vii
BAB III BAHAN DAN METODE PENELITAIN ................................................... 30
3.1 Bahan ........................................................................................................ 30
3.2 Peralatan ................................................................................................... 30
3.3 Prosedur Penelitian .................................................................................. 31
3.4. Rancangan Percobaan ............................................................................ 33
3.5 Analisis ..................................................................................................... 34
3.6 Lokasi dan Jadwal Kerja Penelitian ....................................................... 35
BAB IV PEMBAHASAN..........................................................................................36
4.1 Pembuatan Tepung Tempe ..................................................................... 36
4.2 Pengaruh Kecepatan Udara Pengering dan Tebal Bahan Terhadap
Koefisien Difusi Massa pada Pengeringan Tempe Menggunakan
Pengering Baki ........................................................................................ 38
4.2.1 Koefisien Difusi Massa Zona Unsaturated Surface Drying ... 38
4.2.2 Koefisien Difusi Massa Zona Internal Movement of Moisture
Control ........................................................................................... 40
4.3 Pengaruh Kecepatan Udara Pengering dan Tebal Bahan Terhadap
Koefisien Difusi Panas pada Pengeringan Tempe Menggunakan
Pengering Baki ........................................................................................ 42
4.4 Analisa Kadar pada Tepung tempe ........................................................ 43
4.4.1 Analisa Kadar Protein ............................................................. 44
4.4.2 Analisis Kadar Lemak ............................................................. 45
BAB V KESIMPULAN ............................................................................................ 47
5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 47
5.1.1 Kesimpulan Spesifik Yang Berbasis Pada Penelitian ............. 47
5.1.2 Kesimpulan Umum ................................................................. 47
5.2 Saran.......................................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... .49
LAMPIRAN A METODE ANALISA ...................................................................... .55
A.1 Analisis Kadar Air .................................................................................. 56
A.2 Analisis Kadar Protein ........................................................................... 57
A.3 Analisis Kadar Lemak ............................................................................ 60
A.3.1 Hidrolisis ................................................................................ 61
A.3.2 Ekstraksi ................................................................................. 62
LAMPIRAN B MATERIAL SAFETY DATA SHEET ........................................... .64
viii
B.1 Kalium sulfat (K2SO4) ............................................................................ 64
B.2 Larutan Natrium Hidroksida (NaOH) ................................................... 65
B.3 Fenolftalein .............................................................................................. 66
B.4 Larutan Asam Klorida (HCl) ................................................................. 67
B.5 Larutan Asam Sulfat (H2SO4)................................................................ 67
B.6 H3BO3 ....................................................................................................... 68
B.7 Katalis CuSO4.5H2O ............................................................................... 68
B.8 Indikator Fenolftalein ............................................................................. 69
B.9 Indikator Metil Merah ............................................................................ 70
B.10 AgNO3 .................................................................................................... 70
B.11 Indikator Heksana ................................................................................. 71
LAMPIRAN C DATA PENELITIAN DAN DATA ANTARA .............................. 73
C.1 Analisa Kadar Tempe dan Tepung Tempe ........................................... 73
C.1.1 Kadar Protein .......................................................................... 73
C.1.2 Kadar Lemak .......................................................................... 73
C.2 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa ................................... 74
C.2.1Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,6 cm dan Kecepatan Udara 11,8 m/s ................................................. 74
C.2.2 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,6 cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ............................................. 75
C.2.3 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,6 cm dan Kecepatan Udara 10,8 m/s ............................................. 75
C.2.4 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,2 cm dan Kecepatan Udara 10,8 m/s ............................................. 76
C.2.5 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,2 cm dan Kecepatan Udara 11,8 m/s ............................................. 78
C.2.6 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,2 cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ............................................. 79
C.2.7 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,4 cm dan Kecepatan Udara 11,8 m/s ............................................. 80
C.2.8 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa Variasi Tebal
0,4 cm dan Kecepatan Udara 10,8 m/s ............................................. 81
C.2.9 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa variasi Tebal
0,4 cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ............................................. 82
C.3 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas ................................... 83
ix
C.3.1 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas Variasi Tebal
0,6 cm dan Kecepatan Udara 11,8 m/s ............................................. 83
C.3.2 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas Variasi Tebal
0,6 cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ............................................. 84
C.3.3 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas Variasi Tebal
0,6 cm dan Kecepatan Udara 10,8 m/s ............................................. 85
C.3.4 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas Variasi Tebal
0,2 cm dan Kecepatan Udara 10,8 m/s ............................................. 86
C.3.5 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas Variasi Tebal
0,2 cm dan Kecepatan Udara 11,8 m/s ............................................. 87
C.3.6 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas variasi Tebal 0,2
cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ................................................... 88
C.3.7 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas variasi Tebal 0,4
cm dan Kecepatan Udara 11,8 m/s ................................................... 89
C.3.8 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Panas variasi Tebal 0,4
cm dan Kecepatan Udara 10,8 m/s ................................................... 90
C.3.9 Penentuan Nilai Koefisien Peprindahan Massa variasi Tebal
0,4 cm dan Kecepatan Udara 12,8 m/s ............................................. 90
LAMPIRAN D GRAFIK .......................................................................................... 92
D.1 Kurva Pengeringan ................................................................................. 92
D.2 Grafik Pengaruh Variasi Kecepatan Udara Pengering dan Tebal
Bahan pada Koefisien Perindahan Panas dan Koefisien Peprindahan
Massa ....................................................................................................... 96
D.3 Grafik Pengaruh Variasi Kecepatan Udara Pengering dan Tebal
Bahan Kadar Tepung Tempe................................................................. 98
LAMPIRAN E CONTOH PERHITUNGAN .......................................................... 99
E.1 Penentuan hy dan kya ............................................................................. 99
E.2 Penentuan Kadar Protein ........................................................................ 99
E.3 Penentuan Kadar Lemak ...................................................................... 100
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Konsumsi dan produksi kacang kedelai ……………………………………….1
Tabel 1.2 Konsumsi tempe per kapita di Indonesia……………………………………….2
Tabel 1.3 Premis pengeringan pengering baki…………………………………………....6
Tabel 2.1 Kandungan gizi pada tiap 100 g kacang kedelai………………………………..9
Tabel 2.2 Kandungan pada kulit kacang kedelai…………………………………………10
Tabel 2.3 Kandungan pada katiledon kedelai…………………………………………….11
Tabel 2.4 Kandungan nutrisi pada tempe dan kedelai……………………………………18
Tabel 2.5 Kandungan nutrisi tepung tempe………………………………………………19
Tabel 3.1 Ukuran pengering baki di laboratorium rekayasa reaksi kimia……………….30
Tabel 3.2 Variasi kecepatan udara terhadap bukaan keran blower………………………31
Tabel 3.3 Rancangan percobaan penelitian………………………………………………33
Tabel 3.4 Tabel analisis varians (ANOVA)……………………………………………...34
Tabel 3.5 Jadwal kerja penelitian………………………………………………………...35
Tabel 4.1 Koefisien perpindahan massa, ky pada pengeringan tempe menggunakan
pengering baki……………………………………………………………… ..38
Tabel 4. 2 Analisis varian (ANOVA) pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal
koefisien perpindahan massa, ky zona unsaturated surface drying pada
pengeringan tempe menggunakan pengering baki .......................................... 39
Tabel 4.3 Analisis varian (ANOVA) pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal bahan
terhadap koefisien perpindahan masa ky internal movement of moisture control
pembuatan tepung tempe .................................................................................. 41
Tabel 4.4 Koefisien perpindahan panas pada penelitian pembuatan tepung tempe ........... 42
Tabel 4.5 Analisis varian (ANOVA) pengaruh kecepatan udara pengering dan tebal bahan
terhadap koefisien perpindahan panas hy……………………………………..42
Tabel 4.6 Kadar protein tepung tempe ................................................................................ 44
Tabel 4.7 Analisis varian (ANOVA) kecepatan udara dan tebal bahan terhadap perolehan
kadar protein tepung tempe .............................................................................. 44
Tabel 4.8 Kadar lemak tepung tempe ................................................................................. 45
Tabel 4. 9 Analisis varian (ANOVA) kecepatan udara dan tebal bahan terhadap perolehan
kadar lemak tepung tempe ................................................................................ 45
Tabel A.1 Standar minimum dan maksimum komposisi tempe ........................................ .55
xi
Tabel A.2 Standart mutu untuk tepung Tempe ................................................................... 55
Tabel C.1 Kadar protein tempe .......................................................................................... .73
Tabel C.2 Kadar protein tepung tempe ............................................................................... 73
Tabel C.3 Kadar lemak tempe ............................................................................................ 73
Tabel C.4 Kadar Lemak tepung tempe ............................................................................... 73
Tabel C.5 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara
11,8 m/s .......................................................................................................... 74
Tabel C.6 Nilai koefisien perpindahan massa pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 74
Tabel C.7 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara
12,8 m/s .......................................................................................................... 75
Tabel C.8 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 75
Tabel C.9 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara
10,8 m/s .......................................................................................................... 76
Tabel C.10 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 76
Tabel C.11 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara
10,8 m/s .......................................................................................................... 77
Tabel C.12 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan
udara 10,8 m/s ................................................................................................ 78
Tabel C.13 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara
11,8 m/s .......................................................................................................... 78
Tabel C.14 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 79
Tabel C.15 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara
12,8 m/s .......................................................................................................... 79
Tabel C.16 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 80
Tabel C.17 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara
11,8 m/s .......................................................................................................... 80
xii
Tabel C.18 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 81
Tabel C.19 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara
10,8 m/s .......................................................................................................... 81
Tabel C.20 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 82
Tabel C.21 Penentuan laju pengeringan (N) pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara
10,8 m/s .......................................................................................................... 82
Tabel C.22 Nilai Koefisien Perpindahan massa pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 83
Tabel C.23 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 11,8 m/s 83
Tabel C.24 Nilai koefisien perpindahan massa pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 84
Tabel C.25 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 12,8 m/s 84
Tabel C.26 Nilai koefisien perpindahan panas pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 85
Tabel C.27 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s 85
Tabel C.28 Nilai koefisien perpindahan panas pada variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 85
Tabel C.29 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s 86
Tabel C.30 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s 86
Tabel C.31 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara 11,8 m/s 87
Tabel C.32 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 87
Tabel C.33 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 88
Tabel C.34 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 88
Tabel C.35 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 89
Tabel C.36 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan
udara 11,8 m/s ................................................................................................ 89
xiii
Tabel C. 37 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s90
Tabel C. 38 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan
udara 10,8 m/s ................................................................................................ 90
Tabel C. 39 Penentuan kalor (Q) pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara 12,8 m/s91
Tabel C. 40 Nilai Koefisien Perpindahan panas pada variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan
udara 12,8 m/s ................................................................................................ 91
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian biji kacang kedelai ......................................................................... 11
Gambar 2.2 Perpindahan panas dan massa dalam pengeringan padatan ........................ 22
Gambar 2.3 Jenis kandungan air pada pengeringan ........................................................ 26
Gambar 2.4 Kurva karakteristik pengeringan ................................................................. 27
Gambar 3.1 Alat utama pengering baki .......................................................................... 30
Gambar 3.2 Pengeringan tempe menggunakan pengering baki ....................................... 32
Gambar 4.1 Kurva pengeringan ...................................................................................... .36
Gambar 4.2 Tepung tempe hasil penelitian dengan variasi tebal tempe .......................... 37
Gambar 4.3 Profil pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap
koefisien perpindahan masa, ky zona unsaturated surface drying pada
pengeringan tempe menggunakan pengering baki ...................................... 39
Gambar 4.4 Profil Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap
koefisien perpindahan masa ky internal movement of moisture control
pembuatan tepung tempe ............................................................................. 41
Gambar 4.5 Profil pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap
koefisien perpindahan panas hy pembuatan tepung tempe .......................... 43
Gambar A.1 Analisis kadar air moisture analyzer ........................................................... .57
Gambar A.2 Analisis kadar protein................................................................................... 59
Gambar A.3 Hidrolisis lemak ........................................................................................... 62
Gambar A.4 Ekstraksi lemak ........................................................................................... 63
Gambar D.1 Kurva pengeringan variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 11,8 m/s .... .92
Gambar D.2 Kurva pengeringan variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 12,8 m/s ..... 92
Gambar D.3 Kurva pengeringan variasi tebal 0,6 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s ..... 93
Gambar D.4 Kurva pengeringan variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s ..... 93
Gambar D.5 Kurva pengeringan variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara 11,8 m/s ..... 94
Gambar D.6 Kurva pengeringan variasi tebal 0,2 cm dan kecepatan udara 12,8 m/s ..... 94
Gambar D.7 Kurva pengeringan variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara 11,8 m/s ..... 95
Gambar D.8 Kurva pengeringan variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara 10,8 m/s ..... 95
Gambar D.9 Kurva pengeringan variasi tebal 0,4 cm dan kecepatan udara 12,8 m/s ..... 96
xv
Gambar D.10 Profil pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap
koefisien peprindahan massa zona unsaturated surface drying (ky) .................................. 96
Gambar D.11 Profil Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap
koefisien peprindahan massa zona internal movement of moisture control (ky) ................. 97
Gambar D.12 Profil Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap
koefisien perpindahan panas (hy) ........................................................................................ 97
Gambar D.13 Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap kadar protein
tepung tempe........................................................................................................................ 98
Gambar D.14 Pengaruh interaksi kecepatan udara dan tebal bahan terhadap kadar lemak
tepung tempe…………….................................................................................................... 98
xvi
INTISARI
Tempe merupakan salah satu produk pangan hasil fermentasi biji kacang kedelai
menggunakan kapang Rhizopus oligosporus yang diminati karena memiliki kandungan
antioksidan dan protein yang tinggi, mudah dicerna, serta harganya murah. Namun tempe
memiliki umur simpan yang sangat singkat, yaitu 2 (dua) hari sehingga produk inovasi
tempe menjadi salah satu alternatif pengawetan sekaligus peningkatan nilai tambah produk
tempe tanpa mengubah flavor tempe itu sendiri. Tepung tempe memiliki keunggulan
dibandingkan tepung kedelai. Kandungan antioksidan, yaitu isoflavon tepung tempe lebih
tinggi dibandingkan tepung kedelai. Pembuatan tepung tempe dilakukan menggunakan
metode pengeringan baki; di mana difusi massa dan panas terjadi secara simultan. Laju
pengeringan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi nilai koefisien perpindahan
massa dan panas yang dapat dimanfaatkan untuk proses scale up alat pengering baki pada
industri tepung tempe.
Pembuatan tepung tempe menggunakan metode pengeringan baki. Pembuatan
tepung tempe menggunakan rancangan percobaan dua faktor faktorial dengan
memvariasikan laju alir udara pengering sebanyak 3 (tiga) level, yaitu: 10,8; 11,8; 12,8
m/s dan tebal tempe sebanyak 3 (tiga) level, yaitu: 2; 4; 6 mm dengan 2 (dua) replikasi.
Respon yang diamati berupa kadar air (gravimetri), kadar lemak (soxhlet), kadar protein
(Kjedhal) dan koefisien perpindahan massa dan koefisien perpindahan panas.
Hasil penelitian menunjukan bahwa pengecilan ukuran tempe memberikan
pengaruh pada warna tepung tempe yang lebih coklat akibat adanya browning disaat proses
pengeringan. Menaikan kecepatan udara pengering dan pengecilan ukuran tempe
memberikan pengaruh pada nilai koefisien perpindahan massa zona unsaturated surface
drying (ky), sedangkan zona internal movement of moisture control tidak memberikan
pengaruh. Menaikan kecepatan udara pengering tidak memberikan pengaruh pada nilai
koefisien perpindahan panas hy, dan tebal bahan 0,4 cm memberikan hasil yang ideal pada
nilai koefisien perpindahan panas (hy). Menaikan kecepatan udara pengering memberikan
penurunan 0,6 % kadar protein dan 0,3 % kadar lemak antara bahan baku dan tepung
tempe.
Kata kunci: tempe, pengeringan, koefisien perpindahan massa dan panas
xvii
ABSTRACT
Tempeh is one of the fermented soybean food products using Rhizopus oligosporus
mold which is demanded because of its high antioxidant and protein content, is easy to
digest, and low in price. However, tempeh has a very short shelf life, which is 2 (two) days
so that the innovative tempeh product becomes one of the alternative preservatives while
increasing the added value of tempeh products without changing the flavor of tempeh
itself. Tempeh flour has several advantages compares to soy flour. The content of
antioxidants, namely isoflavones of tempeh flour is higher than soy flour. The making
process of tempeh flour is done using the tray drying method; where mass and heat
diffusion occur simultaneously. The drying rate is one of the factors that influences the
value of mass and heat transfer coefficients that can be used in the scale up process of
drying tray in the tempeh flour industry.
Making tempeh flour using the tray drying method. Making tempe flour using two
factorial design factors by varying the drying air flow rate by 3 (three) levels, namely:10,8;
11,8; 12.8 m /s and tempe thickness of 3 (three) levels, namely: 2; 4; 6 mm with 2 (two)
replications. The responses observed were water content (gravimetric), fat content (soxhlet), protein content (kjedhal) and mass transfer coefficient and heat transfer
coefficient.
The results showed that the reduction in the size of tempeh had an effect on the color
of the tempeh flour which became more brown due to browning during the drying process.
Increasing drying air velocity and the reduction in tempeh size have an effect on the mass
transfer coefficient value of the unsaturated surface drying zone (ky), while the internal
movement of moisture control zone has no effect. Increasing in the speed of the drying air
has no effect on the value of the heat transfer coefficient (hy), and the thickness of the
material 0.4 cm gives an ideal result on the value of the heat transfer coefficient (hy).
Increasing in drying air velocity gives a 0.6% decrease in protein content and 0.3% fat
content between raw material and tempeh flour.
Keywords: tempeh, drying, mass and heat transfer coefficient
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan ekonomi di negara-negara berkembang telah mengubah pola
konsumsi penduduknya, dari pangan penghasil energi ke pangan penghasil protein. Oleh
karena itu, kebutuhan protein baik nabati maupun hewani akan terus meningkat seiring
dengan bertambahnya penduduk, urbanisasi dan peningkatan pendapatan. Salah satu
komoditas pangan penghasil protein nabati yang dikenal masyarakat adalah kedelai
(Silitonga, et al., 1996). Kedelai mengandung kadar asam amino lisin dan metionin yang
apabila dikonsumsi dapat meningkatkan kinerja sel otak. Industri makanan tradisional
berbasis bahan baku kedelai di Indonesia sangat digemari dan diterima karena kandungan
gizinya yang tinggi (mengandung protein sebesar 34%) dan harganya terjangkau (relatif
lebih murah di bandingkan dengan protein hewani) oleh semua kalangan masyarakat
(Ignatius, 2012).
Kebutuhan kedelai di Indonesia sangat tinggi tetapi tidak diiringi dengan produksi
kacang kedelai yang dapat memenuhi kebutuhan masyarakat Indonesia. Bahkan, laju
produktivitas kedelai di Indonesia mengalami penurunan 5,0 % setiap tahunnya dan sisi
lain laju konsumsi kedelai mengalami peningkatan sebesar 7,3 % setiap tahunnya.
Produksi dan konsumsi kacang kedelai di Indonesia disajikan pada Tabel 1.1 berikut:
Tabel 1.1 Konsumsi dan produksi kacang kedelai (Sudaryanto & Swastika, 2016 )
Tahun Konsumsi Produksi
2013 2.247,27 709,92
2014 2.301,29 698,49
2015 2.355,92 687,24
2016 2.411,12 676,18
Berdasarkan data tersebut produk pangan berbasis kedelai sangat diminati masyarakat
Indonesia, salah satunya adalah tempe. Tempe adalah produk yang diperoleh dari
fermentasi biji kacang kedelai menggunakan Rhizopus oligosporus. Keunggulan yang
diperoleh dari pengolahan kedelai menjadi tempe adalah peningkatan nilai gizi dan
digestibility serta pengurangan senyawa antinutrisi. Tempe bukan hanya memiliki nilai gizi
2
yang tinggi tetapi juga memiliki efek antioksidan. Antioksidan tersebut berperan melawan
radikal bebas sehingga menghambat proses penuaan dan penyakit degeneratif
(atherosklerosis, jantung koroner, diabetes mellitus, dan kanker) (Astuti, 2000). Faktor II
(6,7,4-trihidroksi isoflavon) merupakan antioksidan turunan isoflavon yang tidak
terkandung dalam kedelai; memiliki antioksidan 10 kali lebih besar dibandingkan dengan
vitamin A (Handayani, et al., 2009). Konsumsi tempe per kapita dari tahun 2011-2016 di
indonesia disajikan pada Tabel 1.2 berikut:
Tabel 1.2 Konsumsi tempe per kapita di Indonesia (BPS, 2014)
Tahun Tempe (kg/ tahun)
2011 4,9640
2012 4,8222
2013 4,8222
2014 4,7279
2015 4,7473
2016 4,9995
Umur simpan tempe sangat singkat. Salah satu inovasi yang dilakukan untuk
memperpanjang umur simpan tempe adalah pengeringan menghasilkan hasil akhir berupa
tepung tempe (Steinkraus, et al., 1965). Tepung tempe dapat digunakan pada proses
pengolahan makanan sebagai zat aditif untuk meningkatkan kadar protein pada bahan
makanan tersebut. Proses pengeringan melibatkan perpindahan massa dan panas secara
konveksi dan konduksi. Faktor utama yang mempengaruhi proses pengeringan dalam
pengering baki adalah distribusi aliran udara panas yang merata di atas baki (Misha, et al.,
2013). Kajian nilai koefisien perpindahan panas (hy) dan koefisien perpindahan massa (ky)
menjadi acuan penentuan laju pengeringan yang dapat digunakan untuk estimasi scale up
proses pembuatan tepung tempe skala industri.
1.2 Tema Sentral Masalah Penelitian
Tempe merupakan sumber protein yang tinggi, tetapi memiliki umur simpan yang
singkat. Salah satu inovasi yang dapat dilakukan untuk memperpanjang umur tempe adalah
pembuatan tepung tempe menggunakan metode pengeringan baki dengan tetap
mempertahankan nutrisi dan flavor tempe. Dalam pengeringan, difusi massa dan panas
terjadi secara simultan dan menjadi penentu laju pengeringan secara keseluruhan. Kajian
3
perpindahan massa dan panas dalam pengeringan tempe menjadi produk tepung tempe
belum tersentuh padahal merupakan salah satu penentu efisiensi tidaknya proses
pengeringan tersebut. Koefisien perpindahan massa dan panas yang merupakan salah satu
parameter penting penentu laju pengeringan sekaligus diperlukan untuk scale up alat
dalam industri tepung tempe. Penelitian ini mencoba untuk mengkaji difusi massa dan
panas pada pengeringan tempe menjadi tepung tempe menggunakan pengering baki
dengan menentukan koefisien perpindahan massa dan panas proses pengeringan tersebut.
1.3 Identifikasi Masalah Penelitian
Berdasarkan studi pustaka yang telah dilakukan, dirumuskan identifikasi masalah
penelitian sebagai berikut :
1. Bagimana pengaruh laju alir udara panas terhadap nilai koefisien perpindahan panas
dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan
pengering baki?
2. Bagaimana pengaruh tebal tempe terhadap nilai koefisien perpindahan panas dan
koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan pengering
baki?
3. Bagaimana pengaruh interaksi laju alir udara panas dan tebal tempe terhadap nilai
koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan
tepung tempe menggunakan pengering baki?
4. Apakah tepung tempe yang dihasilkan menggunakan metode pengering baki
mempunyai kadar protein dan kadar lemak yang telah memenuhi standar (SNI)?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini secara umum adalah mengkaji difusi massa dan panas pada
pembuatan tepung tempe menggunakan pengering baki. Secara khusus, penelitian ini
bertujuan untuk:
1. Mengetahui pengaruh laju alir udara panas terhadap nilai koefisien perpindahan panas
dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan
pengering baki.
4
2. Mengetahui pengaruh tebal tempe terhadap nilai koefisien perpindahan panas dan
koefisien perpindahan massa dalam pembuatan tepung tempe menggunakan pengering
baki.
3. Mengetahui pengaruh interaksi laju alir udara panas dan tebal tempe terhadap nilai
koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan massa dalam pembuatan
tepung tempe menggunakan pengering baki.
4. Mengetahui tepung tempe yang dihasilkan menggunakan metode pengering baki
mempunyai kadar protein dan kadar lemak yang telah memenuhi standar (SNI)?
1.5 Premis
Pembuatan tepung tempe jarang memiliki studi pustaka, oleh karena itu studi
pustaka yang dilakukan didekatkan dengan proses pengeringan menggunakan alat
pengering baki dengan bahan baku yang berbeda. Studi pustaka disajikan pada Tabel 1.3.
1.6 Hipotesis
Berdasarkan studi pustaka yang telah dilakukan dan identifikasi masalah yang
dirumuskan; disusun beberapa hipotesis berikut:
1. Laju udara pengering semakin tinggi, nilai koefisien massa akan semakin besar yang
disebabkan terjadinya kontak antara sampel dengan udara pengering secara kontinyu
yang menyebabkan terjadinya driving force perbedaan konsentrasi antara udara
pengering dan bahan yang semakin tinggi (Velic, et al., 2004).
2. Laju udara pengering semakin tinggi, nilai koefisien panas akan semakin besar yang
disebabkan terjadinya kontak antara sampel dengan udara pengering secara kontinyu
yang menyebabkan perpindahan panas konveksi secara kontinyu menghasilkan driving
force perbedaan temperatur semakin tinggi (Velic, et al., 2004).
3. Semakin tipis tebal irisan tempe, nilai koefisien perpindahan massa dan panas semakin
besar yang disebabkan proses difusi pada permukaan bahan ke udara pengering akan
lebih besar sehingga massa air pada bahan semakin kecil (Pratiwi & Suharto, 2015).
1.7 Manfaat penelitian
Penelitian ini diharapkan bermanfaat bagi masyarakat untuk memperoleh hasil
produk tepung tempe yang berkualitas dan memiliki daya simpan yang lama. Bagi
5
pemerintah, penelitian ini dapat membantu memberikan informasi terhadap alternatif
pengolahan produk berbahan dasar kacang kedelai yang memiliki potensi besar untuk
meningkatkan devisa negara dan memberi kontribusi masukan ilmiah tentang Standar
Nasional Indonesia (SNI) pembuatan tepung tempe. Bagi industri, penelitian ini
diharapkan dapat memberikan informasi mengenai proses pengeringan yang baik dan
efisien dengan memberikan data koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan
massa sehingga scale up alat untuk industri tepung tempe dapat dilakukan.
6
Tabel 1.3 Premis penelitian terkait pengeringan bahan pangan menggunakan pengering baki
Peneliti Bahan baku Pre-treatment
Pengeringan
Hasil Laju alir udara
pemanas (m/s) Tebal bahan
Temperatur
(oC)
Waktu
Ratti &
Crapiste
Kentang putih Pencucian
Pengecilan
ukuran
1,5
4 x 1 mm 40 65
(rentang 5 oC)
72 jam Nilai hc tertinggi diperoleh pada
pengeringan wortel dengan temperatur
65oC sebesar 41,0 93,2 Watt/m
2K
Wortel 5 x 1 mm
Slice
Apel merah Silinder
(Moreira,
2001)
Tortila chip Pengecilan
ukuran
Pengorengan
0,7 2 mm 145
22
menit)
Nilai koefisien perpindahan panas 100
w/m2K
Velic, et
al.,2004
Apel Pengupasan
Pengecilan
ukuran
Stabilisasi
(T= T ruangan)
0,64
20x20x5mm 60 10
Nilai hc tertinggi diperoleh pada laju
alir 2,75 m/s sebesar 44,30wat/m2K
dan nilai koefisien efektif difusi
sebesar 3,02 x10-9
m2/s
1,00
1,50
2,00
2,50
2,75
7
Tabel 1.4 Premis penelitian terkait pengeringan bahan pangan menggunakan pengering baki (lanjutan)
Peneliti Bahan baku Pre-treatment
Pengeringan
Hasil Laju alir udara
pemanas (m/s) Tebal bahan
Temperatur
(oC)
Waktu
(jam)
Pratiwi &
Suharto,
2015
Susu kedelai
Pembentukan busa
dan emulsifitas
Penstabilan busa
Konduktor panas
Homogenisasi
12,3 1,2,3 mm
50
3,33
Kondisi operasi terbaik dan
memenuhi SNI adalah pada
temperatur pengeringan 50 oC
dengan tebal lapisan susu kedelai
1mm dengan kadar air 4,61%, kadar
protein 23,37% dan kadar lemak
22,94% dan koefsien perpindahan
massa 186,5089 diperoleh pada
tween 80 (15)
60
65
70
Bialobrze
wski, 2006
Apel
Pencucian
Pengecilan ukuran
3m/s 4,8x4,9x2
cm 81
oC 3,33
Nilai hc terbaik adalah 11,9W/m2K,
nilai ky terbaik adalah 5,9x10-6
m/s
dan nilai koefisien efektif adalah
3,10x10-9
m2/s
Top Related