laporan tray dryer
Post on 17-Jul-2016
340 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN UJIAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA 2
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2015
MODUL : TRAY DRYERPEMBIMBING : Emma Hermawati, Ir., MT
OLEH
KELOMPOK 4GHAIDA MUTHI A 131411009NENDEN K ANGGRAENI 131411017NUR ASMALAH 131411020DILA ADILA 131411059
KELAS 2A
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
Praktikum : 25 Mei 2015
Penyerahan : 01 Juni 2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengeringan merupakan bagian dalam rangkaian operasi pada industry proses.
Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan padat sehingga
mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat sampai dengan batas yang dapat
diterima.
Zat padat yang akan dikeringkan terdapat dalam berbagai macam bentuk antara lain
serpih, biji-bijian, serbuk, Kristal, lempeng atau lembaran sinambung. Untuk
mengeringkan bahan-bahan tersebut di industri telah terdapat berbagai bentuk alat
pengering. Alat-alat pengering itu antara lain: tray dryer, screen conveyor dryer, tower
dryer, rotary dryer, fluidized-bed dryer, flash dryer dan spray dryer (Geankoplis, 1993).
1.2 Tujuan Percobaan
1) Dapat mengenal karakteristik pengeringan dengan tray dryer
2) Mampu mengoperasikan alat pengeringan jens tray dryer skala laboratorium
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengeringan
Pada umumnya pengeringan zat padat berarti pengurangan air atau zat cair lain dari
bahan padat, sehingga sisa zat cair di dalam zat padat itu mempunyai kandungan yang
rendah dan dapat diterima. Setiap bahan yang akan dikeringkan mempunyai kandungan
zat cair yang berbeda, dan ada pula yang tidak sama sekali mengandung zat cair, yang
disebut bone dry. Zat padat yang akan dikeringkan biasanya berbentuk seperti serpih
(flake), bijian (granule), kristal (crystal), serbuk (powder), lempeng (slab), atau lembaran
sinambung (continous sheet) dengan sifat-sifat yang mungkin sangat berbeda dari setiap
jenis bahan yang dikeringkan.
Pada proses pengeringan, ada bahan yang tahan terhadap penanganan kasar atau
terhadap lingkungan operasi dengan suhu yang sangat tinggi, tetapi ada pula yang
memerlukan penanganan yang sangat hati-hati, karena bahan yang akan dikeringkan
tidak tahan terhadap suhu yang terlalu tinggi, kandungan zat lain selain air yang
terkandung pada bahan itu akan ikut teruapkan.
Mengingat banyaknya ragam bahan yang dikeringkan, maka tidak ada satu teori pun
mengenai pengeringan yang dapat meliputi semua jenis bahan dan peralatan yang ada.
Variasi bentuk dan aliran bahan, keseimbangan kebasahannya di dalam zat padat, serta
metode pemberian kalor yang diperlukan untuk penguapan, semuanya menyebabkan
tidak bisa dilakukan suatu pembahasan tunggal secara keseluruhan.
Akan tetapi pada prinsipnya, pada saat pengeringan dilakukan terhadap kandungan di
permukaan bahan, maka air pada permukaan bahan akan menguap. Pada saat
pengeringan mencapai kandungan air di dalam pori-pori bahan, terjadi perubahan laju
pengeringan tergantung dari sifat bahan yang bersangkutan.
2.2 Klasifikasi Pengering
Bentuk fisik umpan yang akan dikeringkan sangat berpengaruh pada rancangan alat
pengering, terutama dalam hal pemilihan cara pengaliran umpan dan pemberian panas
dalam alat pengering.
Tipe-tipe alat pengering:
1. Alat pengering continue dan batch
2. Alat pengering dengan pengadukan dan tanpa pengadukan
3. Alat pengering adiabatik dan non-adiabatik
Pada pengeringan yang dilakukan secara adiabatik, dilakukan pengontakkan langsung
antara padatan dengan udara panas, dapat berlangsung dengan berbagai cara
diantaranya:
1. Spray dryer
Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa bahan yang memiliki kandungan air
cukup besar (biasanya masih berbentuk cairan), bahan tersebut disemprotkan ke udara
panas di dalam spray chamber maka kandungan air yang terdapat pada bahan tersebut
akan menguap, sedangkan padatannya akan jatuh ke bawah. Baiasanya cara atau alat
ini digunakan untuk menghasilkan susu bubuk dari susu cair.
2. Fluidized bed dryer
Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa butiran. Butiran tersebut dialirkan
udara panas atau gas dengan kecepatan tertentu sehingga butiran tersebut bersifat
seperti fluida.
3. Continous through circulation dryer
Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa lembaran. Lembaran tersebut
dihamparkan kemudian dilewatkan pada udara panas. Proses ini berjalan secara
kontinyu.
4. Rotary dryer
Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa biji-bijian atau butiran. Butiran
tersebut dimasukan ke dalam silinder yang dialiri udara panas, kemudian silinder
tersebut diputar.
5. Tray dryer
Bahan yang dikeringkan dengan cara ini berupa lembaran. Lembaran tersebut
disimpan pada tray kemudian ditiupkan udara panas pada permukaannya, sehingga
air yang terkandung di dalamnya akan menguap (McCabe, 1999).
2.3 Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Pengeringan
1) Luas Permukaan
Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering. Air menguap
melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah akan merembes
ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat pengeringan
umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris
terlebih dulu. Hal ini terjadi karena:
pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan
permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air
mudah keluar,
potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas
harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi
jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan
kemudian keluar dari bahan tersebut.
2) Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya
Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin
cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari
bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga
kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu
pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai
dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut
"Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering
sedangkan bagian dalamnya masih basah.
3) Kecepatan Aliran Udara
Makin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari permukaan bahan
sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang
bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan
menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan mencegah
terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila aliran
udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan
semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan.
4) Tekanan Udara
Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut
air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara
makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan disingkirkan dari
bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka udara disekitar
pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air terbatas dan
menghambat proses atau laju pengeringan.
5) Kelembaban Udara
Makin lembab udara maka makin lama kering sedangkan makin kering udara maka
makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsorbsi dan menahan uap air.
Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi masing-masing. Kelembaban
pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau
tidak akan mengambil uap air dari atmosfir (Supriyono, 2003).
2.4 Prinsip dasar dan mekanisme pengeringan
Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah massa
yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di transfer dari medium
pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk
harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini akan
menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer melalui struktur bahan selama
proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus di sediakan untuk menguapkan air dan
air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar supaya dapat lepas dari bahan
dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada bahan yang
di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan. Makin tinggi suhu dan kecepatan
aliran udara pengeringan makin cepat pula proses pengeringan berlangsung. Makin tinggi
suhu udara pengering, makin besar energi panas yang di bawa udara sehingga makin
banyak jumlah massa cairan yang di uapkan dari permukaan bahan yang dikeringkan.
Jika kecepatan aliran udara pengering makin tinggi maka makin cepat massa uap air yang
dipindahkan dari bahan ke atmosfer.
Kelembaban udara berpengaruh terhadap proses pemindahan uap air. Pada
kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan uap air didalam dan diluar bahan kecil,
sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan keluar menjadi terhambat. Pada
pengeringan dengan menggunakan alat umumnya terdiri dari tenaga penggerak dan kipas,
unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol. Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan
udara dapat digunakan blower. Sumber energi yang dapat digunakan pada unit pemanas
adalah tungku, gas, minyak bumi, dan elemen pemanas listrik.
Proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air maka perlu terlebih
dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang
meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan
molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan
kadar air dan aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan kelembaban
relatif dan kelembaban mutlak.
Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah sebagai berikut:
1. Air bergerak melalui tekanan kapiler.
2. Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian bahan.
3. Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan
permukaan komponen padatan dari bahan.
4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.
(Dewi, 2010)
2.5 Metode Umum Pengeringan
Metode dan proses pengeringan dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara yang berbeda.
Proses pengeringan dapat dikelompokkkan sebagai:
1. Batch; bahan dimasukkan ke dalam peralatan pengering dan pengering berlangsung
selama periode waktu tertentu.
2. Kontinu; bahan ditambahkan secara terus-menerus ke dalam pengering dan bahan
kering dipindahkan secara terus-menerus.
(Dewi, 2010)
2.6 Kandungan Air Kesetimbangan Bahan
Data kesetimbangan untuk zat padat lembab biasanya diberikan sebagai hubungan antara
kelembaban relatif gas dan kandungan zat cair di dalam zat padat, dalam massa zat cair
per satuan massa zat padat per kering-tulang. Contoh hubungan kesetimbangan itu
terlihat pada gambar. Kurva jenis ini boleh dikatakan tidak tergantung terhadap suhu.
Bila suatu zat padat basah dikontakan dengan udara yang kelembabannya lebih
rendah dari kandungan kebasahan zat padat itu, seperti terlihat pada kurva kesetimbangan
kelembaban, zat padat itu akan melepaskan sebagian dari kebasahnnya dan mengering
sampai seimbang dengan udara. Bila udara itu lembab dari zat padat yang berada dalam
kesetimbangan dengan udara itu, maka zat padat akan menyerap kebasahan dari udara,
sehingga tercapailah keseimbangan.
Dalam fase fluida, difusi ditentukan oleh beda konsentrasi (dinyatakan dalam fraksi
mol). Namun di dalam zat padat basah, istilah fraksi mol tidak banyak artinya. Untuk
mudahnya, perhitungan-perhitungan pengeringan selalu dinyatakan dalam massa air per
satuan masaa zat padat kering-tulang (Geankoplis, 1993).
1) Kandungan Air untuk Bahan Anorganik
Apabila suatu bahan mengandung air lebih banyak daripada kandungan air
kesetimbangannya, maka jika dikontakkan dengan gas yang mempunyai humiditas dan
temperatur tertentu, bahan tersebut akan mengering hingga mencapai nilai kandungan air
kesetimbangannya. Sebaliknya jika bahan tersebut mengandung lebih kecil dari nilai
kandungan air kesetimbangannya, maka bahan tersebut akan mengadsorpsi air sampai
bahan tersebut mencapai kandungan air kesetimbangan. Untuk udara yang mempunyai
humiditas 0%, nilai kandungan air kesetimbangan dari semua bahan adalah 0.
Kandungan air kesetimbangan bervariasi tergantung tipe bahan untuk setiap
persen relative humiditas yang diberikan, seperti pada gambar yang memperlihatkan
beberapa tipe bahan pada temperatur kamar. Padatan yang tidak dapat larut dan tidak
berongga cenderung mempunyai kandungan kebasahan cukup rendah, seperti
diperlihatkan pada bahan glass wool dan kaclin. Untuk bahan yang bersel, berongga
seperti bahan organic dan biologi umumnya mempunyai kandungan air kesetimbangan
yang besar.
2) Kandungan Air Keseimbangan
Udara yang memasuki pengering jarang sekali berada dalam keadaan benar-benar kering,
tetapi selalu mengandung kebasahan yang mempunyai kelembaban relative tertentu.
Untuk udara yang mempunyai kelembaban relative tertentu, kandungan kebasahan di
dalam zat padat yang keluar dari pengering tidak bisa kurang dari kebasahan
keseimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Bagian air yang terdapat
dalam zat padat yang basah itu tidak dapat dikeluarkan dengan udara masuk, karena
udara masuk ini mengandung, kelembaban pula yang disebut kebasahan keseimbangan.
2.7 Tray Dryer
Tray Dryer merupakan salah satu alat pengering yang terdiri atas beberapa komponen
utama yaitu tray, pemanas (heater), timbangan dan blower. Pengeringan menggunakan
alat ini dilakukan dengan cara adiabatic, yaitu bahan yang akan dikeringkan dikontakan
langsung dengan udara panas.
Bahan yang akan dikeringkan harus dalam bentuk lembaran padatan yang
mengandung air. bahan tersebut dihamparkan pada tray. Proses pengeringan terjadi saat
pemanas mulai menyala, panas yang dihasilkan dialirkan dengan menggunakan blower
sehingga udara panas tersebut melintasi permukaan padatan yang dihamparkan di atas
tray. Udara panas tersebut kondisinya belum jenuh, kemudian pada saat udara panas
tersebut bersinggungan dengan padatan akan mencapai kondisi jenuh. Perbedaan kondisi
permukaan padatan dengan fasa ruah, dimana padatan memiliki konsentrasi yang lebih
tinggi dari fasa ruah menyebabkan terjadinya gaya dorong perpindahan massa, maka air
yang terkandung dalam padatan akan berpindah ke udara. Untuk mengetahui berapa
massa air yang hilang, dapat diketahui dengan cara menghitung selisih antara massa
padatan sebelum dikeringkan dan massa padatan setelah dikeringkan.
Pada proses pengeringan dalam tray dryer aliran udara panas yang dialirkan harus
merata agar proses pengeringan pada setiap tray dapat berlangsung seimbang. Pada
rancang bangun tray dryer kali ini sumber aliran udara berasal dari blower. Aliran udara
yang dihembuskan dari blower harus dapat diatur agar bahan yang dikeringkan tidak
terfluidisasi.
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Tabel 3.1 Alat yang digunakan
No Nama Alat Spesifikasi
1 Tray dryer Dilengkapi blower dan timbangan
2 Termometer Bola basah dan kering
3 Stopwatch -
4 Pisau -
Tabel 3.2 Bahan yang digunakan
Nama Bahan Spesifikasi
UbiLuas 2 cm x 2 cm
Tebal 3 mm
3.2 Prosedur Kerja
3.2.1 PersiapanMemotong bahan yang akan dikeringkan berbentuk persegi dengan luas 2 cm x 2 cm dan ketebalan tidak lebih dari 3 mm Menimbang berat tray kosongMeletakan bahan dalam tray sampai memenuhi permukaannya atau kalau tidak penuh ukur luasnya Memasang tray kedalam penggantungnya, memasang timbangan, dan menghubungkan semua koneksi listrikMencatat berat yang ditunjukkan timbangan sebagai berat awal
3.2.2 Pengamatan Berat Kering
3.2.3 Start Up
Peringatan!
Dilarang menyalakan pemanas jika blower tidak hidup
Menyalakan blower dengan bukaan yang sesuai dengan penugasanMengatur temperatur kemudian menyalakan pemanas
3.2.4 PengamatanMencatat berat tray yang berisi bahan setiap 5 menit Menghentikan pengamatan jika berat sudah mencapai keadaan konstan
BAB IV
PENGAMATAN DATA
4.1 Obyek Pengamatan
a. Jenis sampel : Ubi
b. Tebal irisan : 3 mm
c. Ukuran : 2 cm x 2 cm
d. Luas bahan (atas dan bawah) : 2 x ( 2 cm x 2 cm) = 16 cm2
4.2 Variabel Operasi
a. Set point temperatur pemanas : 600C
b. Tray yang dipakai : Tray bagian atas
4.3 Kondisi Udara Lingkungan
a. Suhu bola kering : 260C
b. Suhu bola basah : 250C
c. Cuaca : Cerah
4.4 Pengukuran Berat Kering Solid
a. Cawan kosong : 29,3 gram
b. Cawan + berat basah sampel : 30,1 gram
c. Cawan + berat kering sampel : 29,5 gram
4.5 Pengamatan Berat dalam Tray Dryer
a. Berat tray kosong : 161,4 gram
b. Berat tray awal + sampel : 227,5 gram
Hasil ini dimasukkan ke dalam tabel perkembangan berat total untuk waktu=0
c. Panjang tray : 21 cm
d. Lebar tray : 16 cm
e. Luas Permukaan tray atas dan bawah : 2 x (21 cm x 16 cm) = 672 cm2
f. Perkembangan berat total sampel dan tray sepanjang waktu sesuai tabel berikut.
Tabel 4.1 Data Pengamatan Berat dan Temperatur pada Try Dryer
Waktu
(menit)
Berat
(gram)
Temperatur (0C)
Udara Masuk Sebelum
Tray
Udara Keluar
Kering Basah Kering Basah
0 227,5 26 22 35,5 27 21
5 215,2 29 26 44 34 25
10 214,7 30 24 44 33 23
15 212,5 29 27 39 32 24
20 208,6 29 26 45 33 24
25 206,2 28 28 44 35 23
30 203,4 29 25 45 33 24
35 200,9 29 27 45 34 25
40 197,4 29 25 45 35 25
45 195,8 29 24 43 36 26
50 194,4 29 23 45 37 25
55 193,2 29 24 45 35 24
60 191,7 28 25 45 38 25
65 190,3 29 27 45 34 26
70 189,1 27 23 45 35 25
75 187,2 28 23 45 34 25
80 187,2 28 23 45 33 24
85 187,2 28 23 45 33 25
BAB V
PENGOLAHAN DATA
5.1 Pembuatan Kurva Berat terhadap Waktu
Tabel harga berat bersih atau berat bahan yang dikeringkan (W) terhadap waktu (t).
Harga berat bersih sama dengan harga berat total dikurangi berat tray kosong.
Tabel 5.1 Data Berat Bersih Bahan yang Dikeringkan
Waktu (menit)Berat Tray +
BahanBerat Tray Kosong Berat Bersih (W)
0 227,5
161,4
66,1
5 215,2 53,8
10 214,7 53,3
15 212,5 51,1
20 208,6 47,2
25 206,2 44,8
30 203,4 42
35 200,9 39,5
40 197,4 36
45 195,8 34,4
50 194,4 33
55 193,2 31,8
60 191,7 30,3
65 190,3 28,9
70 189,1 27,7
75 187,2 25,8
80 187,2 25,8
85 187,2 25,8
0 10 20 30 40 50 60 70 80 900
10
20
30
40
50
60
70
Kurva Hubungan antara Berat Bersih Bahan (W) terhadap Waktu (t)
Waktu t (menit)
Bera
t Ber
sih W
(gra
m)
Gambar 5.1 Kurva Harga Berat Bersih Bahan yang Dikeringkan terhadap Waktu Pengeringan
5.2 Perhitungan Berat Kering Bahan
5.2.1 Data berat basah sampel sebelum dipanaskan dalam oven dan setelah dipanaskan dalam
oven, serta berat bersih bahan dalam tray pada waktu t=0
Berat basah sampel sebelum di oven = 0,8 gram
Berat sampel setelah di oven = 0,2 gram
Berat bersih bahan dalam tray t=0 = 66,1 gram
5.2.2 Berat kering bahan dalam tray (Ls) dinyatakan dengan persamaan :
Ls=Berat sampelkeringBerat sampel basah
×(Berat bahan di tray pada t=0)
Ls=16,52 g
5.3 Pembuatan Kurva Kadar Air Bahan (X) terhadap Waktu (t)
Harga kadar air dicari dengan persamaan :
X=Berat bersih bahan dalam tray(W)−Ls
Ls
Tabel 5.2 Tabel Harga Kadar Air (X) Bahan terhadap Waktu (t).
Waktu t (menit)Berat Bersih W
(gram)Ls (gram) X (Kadar air)
0 66,1
16,52
3,00
5 53,8 2,26
10 53,3 2,22
15 51,1 2,09
20 47,2 1,86
25 44,8 1,71
30 42 1,54
35 39,5 1,39
40 36 1,18
45 34,4 1,08
50 33 0,99
55 31,8 0,92
60 30,3 0,83
65 28,9 0,74
70 27,7 0,67
75 25,8 0,54
80 25,8 0,54
85 25,8 0,54
0 10 20 30 40 50 60 70 80 900
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Kurva Hubungan antara Kadar Air dalam Bahan (X) terhadap Waktu (t)
Waktu t (menit)
Kada
r Air
dala
m B
ahan
(X)
Gambar 5.2 Kurva Harga Kadar Air Bahan (X) terhadap Waktu (t)
5.4 Penentuan Periode Laju Konstan
Dalam langkah ini, jika teramati ada ruas garis di kurva X vs t yang mengindikasikan adanya
tahap adaptasi, terlebih dahulu abaikan data di ruas itu.
5.4.1 Dari kurva X vs t, teramati secara visual adanya garis lurus yang terbentuk.
5.4.2 Memisahkan data yang membentuk garis lurus, dan membuat kurva kadar air (X) vs t
sendiri dengan program Excel
Tabel 5.3 Kadar Air pada Waktu Tertentu
Waktu (menit) Kadar air (X)
60 0,83
65 0,74
70 0,67
75 0,54
80 0,54
85 0,54
55 60 65 70 75 80 85 900
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
f(x) = − 0.0124571428571429 x + 1.5464761904762R² = 0.882470908640753
Kurva Hubungan antara Kadar Air dalam Bahan (X) terhadap Waktu (t) Tertentu
Waktu t (menit)
Kada
r Air
(X)
Gambar 5.3 Kurva Kadar Air terhadap Waktu Tertentu
5.4.3 Persamaan garis yang didapat pada kuva di atas.
Y = -0.012X + 1.546 X = -0.012 t + 1.546
5.4.4 Menurunkan persamaan di atas, sehingga didapat dxdt sebagai sebuah konstanta.
X = -0.012 t + 1.546
dxdt
=−0,012
5.4.5 Mencari laju pengeringan konstan (Rc) dengan prinsip :
Rc=−LsA
.( dxdt ) linier
Rc=2,95 ×10−4 g H 2 Ocm2 .menit
=2,94 g H 2Om2 .menit
5.5 Penentuan Titik Kesetimbangan
5.5.1 Titik-titik yang membuat harga konstan atau berubah tidak signifikan dalam kurva kurva
X vs t.Tabel 5.4 Kadar Air (X) pada Waktu (t) Tertentu
Waktu (t) Kadar Air (X)
60 0,83
65 0,74
70 0,67
75 0,54
80 0,54
85 0,54
Rata-rata 0,6433
5.5.2 Membuat harga X rata-rata atas titik-titik yang hampir sama sebagai harga X* (X
kesetimbangan)
Pada tabel di atas rata-rata titik yang didapat adalah = 0,6433, maka nilai X* = 0,6433
5.6 Pembuatan Kurva R vs X
5.6.1 Membuat garis datar di ruas Laju Pengeringan Konstan dengan mengalurkan Rc terhadap
X mulai Xawal sampai harga X terakhir yang membuat garis linier di kurva X vs t dalam
kurva sebelumnya. X terakhir ini dideklarasikan sebagai Xc.
Tabel 5.5 Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Kadar Air
Laju Pengeringan Konstan
Rc (g H2O/m2.menit)Kadar Air (X)
0,83
0,74
2, 95
g H2O/m2.menit 0,67
0,54
0,54
0,54
Xc 0,54
0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.850
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Kurva Hubungan antara Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Waktu (t)
Kadar Air (X)Laju
Pen
gerin
gan
Kons
tan
Rc (g
H2O
/m2.
men
it)
Gambar 5.4 Kurva Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Kadar Air (X)
5.6.2 Memplotkan harga X=X* dengan R=0 sehingga membentuk titik (X*,0)
X*= 0,6433 ; R=0 (0,6433 ; 0)
0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.90
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Kadar Air pada Kesetimbangan (X*)Laju
Pen
gerin
gan
R (g
H2O
/m2.
men
it)
0.6433,0Kadar Air (X)
Gambar 5.5 Memplot titik (0,6433 ; 0) pada Kurva Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap
Kadar Air (X)
5.6.7 Menghubungkan (Xc,Rc) dengan (X*,0)
(Xc,Rc) (0,54 ; 2,95)
(X*,0) (0,6433 ; 0)
0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.90
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Kadar Air (X)
Laju
Pen
gerin
gan
R (g
H2O
/m2.
men
it)
(0.6433,0)
(0.54, 2.95)
Gambar 5.6 Memplot titik (0,6433 ; 0) dan (0,54 ; 2,95)
pada Kurva Laju Pengeringan Konstan (Rc) terhadap Kadar Air (X)
5.6.8 Dengan terbentuknya garis datar, garis miring, serta titik (X*,0) maka kurva karakteristik
pengeringan telah lengkap. Dengan mudah dapat dilihat 3 harga karakteristik
pengeringan, yaitu Xc, Rc, serta X*
0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.90
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Kadar Air (X)
Laju
Pen
gerin
gan
R (g
H2O
/m2.
men
it)
X*
Rc
Xc
Gambar 5.7 Kurva Karakteristik Pengeringan
BAB VI
PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN
6.1 Pembahasan
Praktikum kali ini merupakan proses pengeringan bahan menggunakan alat pengering tray
dryer. Praktikum ini bertujuan agar mampu mengoperasikan alat pengering tray dryer skala
labaoratorium sehingga memperoleh kurva karakteristik pengeringan dari alat pengering tray
dryer.
Pada percobaan kali ini, bahan yang dikeringkan adalah dari jenis umbi-umbian yaitu ubi
jalar kuning. Berdasarkan literatur, kandungan air pada ubi jalar kuning sebesar 68,78%.
Bahan tersebut dikeringkan menggunakan alat pengering tray dryer. Prinsip kerja dari
pengering tray dryer yaitu bahan yang akan dikeringkan berbentuk lembaran kemudian udara
panas yang berasal dari unit pemanas dialirkan menggunakan blower sehingga udara panas
melewati tray dengan permukaan berlubang yang berisi bahan.
Langkah pertama yang dilakukan adalah mengiris ubi jalar sehingga berbentuk persegi
dengan luas permukaan bahan 2 cm x 2 cm dan ketebalan tidak lebih dari 3 mm. Hal ini
bertujuan untuk memperluas bidang kontak antara udara pemanas dengan bahan, karena
ukuran yang kecil dan tipis memperkecil jarak pengeringan yang harus dicapai udara
pemanas dari permukaan bahan ke pusat bahan sehingga air dalam bahan mudah keluar.
Selain itu, waktu pengeringan pun menjadi lebih cepat. Setelah itu, bahan disimpan diatas
tray sampai menutupi seluruh permukaan tray. Selanjutnya, tray digantungkan didalam alat
pengering tray dryer yang dilengkapi dengan timbangan. Blower dinyalakan 5 menit
kemudian setelah itu pemanas (heater) elektrik dinyalakan dan diatur pada temperature 600C.
Setiap 5 menit dilakukan pengamatan pada berat tray yang berisi bahan, suhu udara masuk
dan keluar, serta suhu sebelum tray sampai berat tray yang berisi bahan konstan.
Langkah kedua yang dilakukan adalah memanaskan beberapa iris bahan diatas cawan
penguap menggunakan oven dengan temperatur 1000C sampai berat cawan berisi bahan
konstan.
Berdasarkan data pengamatan, berat tray yang berisi bahan konstan pada waktu ke-85
menit. Dari pengolahan data pengamatan, kadar air bahan yang dikeringkan menurun dari
mula-mula 3,00 menjadi 0,54 dengan laju pengeringan konstan 2,95x10-4 g H2O/m2.menit
serta diperoleh kurva karakteristik pengeringan pada gambar 5.7.
6.2 Kesimpulan
1)
DAFTAR PUSTAKA
Falasah, Mohammada Ari dan Mukti, Wibawa 1999. Rancang Bangun Pengering
Talam untuk Granula NPK. Bandung: Jurusan Teknik Kimia POLBAN.
Geankoplis, J. Christie. 1993. “Transport Process and Unit Operation 3rd
Edition”. New Jersey: University of Minnesota.
McCabe, Warren L., Julian C. Smith, dan Peter Harriot. 1999. Operasi Teknik
Kimia Jilid ke-4. Jakarta: PT. Erlangga.
Perry, Robert H., Don Green. 1998.”Perry’s Chemical Engineers Handbook”.
Australia: McGraw-Hill Book.
Rifandi, Ahmad. 2005. Peralatan Industri Proses. Bandung: Politeknik Negeri
Bandung.
Schefler, William C. 1987. Statistika untuk Biologi, Farmasi, Kedokteran, dan
Ilmu yang Bertautan. Bandung: Institut Teknologi Bandung.
LAMPIRAN PERHITUNGAN
1. Perhitungan Berat Kering Sampel
Ls=Berat sampelkeringBerat sampel basah
×(Berat bahan di tray pada t=0)
Ls=0,20,8
×66,1
Ls=16,52 gram
2. Perhitungan Kadar Air Bahan (X)
X=Berat bersih bahan dalam tray−LsLs
X t=0=66,1−16,52
16,52
X t=0=3,00
X t=5=53,8−16,52
16,52
X t=0=2,26
X t=10=53,3−16,52
16,52
X t=0=2,22
X t=15=51,1−16,52
16,52
X t=15=2,09
X t=20=47,2−16,52
16,52
X t=45=34,4−16,52
16,52
X t=45=1,08
X t=50=33−16,52
16,52
X t=50=0,99
X t=55=31,8−16,52
16,52
X t=55=0,92
X t=60=30,3−16,52
16,52
X t=60=0,83
X t=65=28,9−16,52
16,52
X t=20=1,86
X t=25=44,8−16,52
16,52
X t=25=1,71
X t=30=42−16,52
16,52
X t=30=1,54
X t=35=39,5−16,52
16,52
X t=35=1,39
X t=40=36−16,52
16,52
X t=40=1,18
X t=65=0,74
X t=70=27,7−16,52
16,52
X t=70=0,67
X t=75=25,8−16,52
16,52
X t=75=0,54
X t=80=25,8−16,52
16,52
X t=80=0,54
X t=85=25,8−16,52
16,52
X t=85=0,54
3. Perhitungan Penentuan Periode Laju Konstan
Persamaan garis yang didapat pada Kurva 5.3 sebagai berikut:
Y = -0,012X + 1.546
X = -0,012 t + 1.546
dxdt
=−0,012
Menentukan laju pengeringan konstan dengan prinsip:
Rc=−LsA
.( dxdt ) linier
Dik : Ls = 16,52 gr
A = 672 cm2
dxdt
=−0,0025
Rc=−16,52672
. (−0,012 )
Rc=2,95 ×10−4 g H 2 Ocm2 .menit
=2,95 gH 2Om2 .menit
LAMPIRAN GAMBAR PERCOBAAN
No Gambar Keterangan
1 Seperangkat alat Tray Dryer yang
dilengkapi dengan blower, heater,
dan timbangan (neraca)
Blower, berfungsi sebagai
Tray, berfungsi sebagai media
penyimpan bahan yang akan
dikeringkan dilengkapi dengan
timbangan dibagian atasnya
Thermometer bola basah (kanan)
untuk mengukur temperature udara
basah yang masuk dan keluar serta
temperature bola kering (kiri) untuk
mengukur temperature udara kering
yang masuk dan keluar
Mengukur temperature udara kering
dan basah yang masuk ke alat Tray
Dryer
Ubi hasil pengeringan menggunakan
alat Tray Dryer
Ubi hasil pengeringan menggunakan
oven
top related