10/22/2014. Prosedur Pengeringan Buah dan Sayuran: minimal terdiri dari tiga tahap: prapengeringan,

Transkripsi

1 Pengurangan air dari produk sering disebut pengeringan atau dehidrasi. Namun demikian pengeringan dan dehidrasi memiliki pengertian yang berbeda. Pengeringan : adalah membuang atau menurunkan kadar air bahan hingga mencapai keseimbangan normal (normal equilibrium) dengan kadar air udara sekitar atau sampai kadar air bahan aman terhadap aktivitas enzim, serangan cendawan, bakteri, ataupun serangga. Berbagai bahan secara umum terjadi pada kadar air %. Dehidrasi adalah pembuangan atau penurunan kadar air bahan hingga sangat rendah mendekati kering tulang. Kering tulang adalah kondisi kadar air bahan nol (0). 1. Pengeringan dilakukan untuk mengamankan produk usahatani yang bernilai ekonomi dengan alasan berikut : Panen dapat dilakukan lebih awal pada kadar air yang tinggi tanpa kerusakan dan memudahkan proses berikutnya seperti pengupasan dan perontokan. Misalnya pada jagung, padi, atau biji-bijian yang lain. Produk dapat disimpan lama tanpa kerusakan. Vigor benih dapat dipertahankan dalam waktu yang lama. Penanganan produk lebih mudah misalnya pada kapas dan jagung Dapat dihasilkan produk dengan nilai ekonomi tinggi misalnya pada tembakau, buah dan sayuran kering Limbah dapat diubah menjadi produk yang berguna, misalnya untuk pakan ternak. Keuntungan Pengeringan Buah dan Sayuran : 1. Berat produk berkurang ¼ sd 1/9 sehingga mengurangi biaya transportasi. 2. Keperluan ruang simpan lebih kecil karena volume produk berkurang 3. Produk dapat tahan lama tanpa bahan pengawet. 4. Konsentrasi nutrisi per unit bobot sangat tinggi. 5. Biaya prosesing menjadi lebih rendah. 1

2 Kadar air bahan sering dinyatakan berdasar berat basah (wet basis) atau berdasar berat kering (dry basis). Kadar air wet basis dinyatakan dalam persentase terhadap berat basah bahan (g air/100 g sampel) : m = 100Wm/(Wm+Wd) dimana m : kadar air wet basis, Wm bobot air bahan dan Wd : bobot kering tulang bahan. Cara sederhana menghitungnya adalah : m = (BB- BK)/BBx100%, BB: berat basah dan BK:berat kering. Kadar air dry basis adalah rasio air bahan terhadap berat kering bahan : M = 100(Wm/Wd) = 100m/(100- m). Cara menghitung sederhana : (BB-BK)/BK. Kadar air wet basis sering tidak tepat apabila digunakan dalam pengeringan karena baik kadar air maupun dasar bobot penghitungnya berubah dalam proses pengeringan. Rumus-rumus yang digunakan dalam penghitungan refraksi: Kg air yang dibuang dari setiap kg bahan basah : E/F = (m1-m2)/(100-m2) atau E/F = (M1-M2)/(M1+100) Kg air yang dibuang dari setiap kg bahan kering : E/P = (m1-m2)/(100-m1) atau E/P=(M1- M2)/(M2+100) Kg produk basah menghasilkan kg produk kering : F/P=(100-m2)/(100-m1) atau F/P=(M1+100)/(M2+100) Kg produk kering per kg produk basah : P/F=(100-m1)/(100-m2) atau P/F=(M2+100)/(M1+100) Kg air yang dibuang setiap kg produk kering : E/Wd=(100m1-m2)/(100-m1)(100-m2) atau E/wd=M1-M2 F: berat basah (Wm+Wd), E: bobot air yang diuapkan, P: berat setelah dikeringkan, Wd: berat kering bahan Metode langsung (menggunakan oven) : yaitu air bahan diuapkan kemudian berat basah serta berat kering ditimbang.lama waktu dan suhu pengeringan hingga kadar air konstan beragam antar bahan : Biji-bijian : o F selama 5 jam, dengan vacuum oven atau o F selama 2 jam, dengan oven biasa Buah kering : 158 o F dengan vacuum oven. Metode tidak langsung : berdasarkan keragaman tahanan atau kapasitan listrik bahan sehubungan dengan kadar air bahan yang selanjutnya dapat dikalibrasi kedalam ukuran kadar air bahan. Alat ini secara umum disebut moisture tester. Bahan produk pertanian mengandung air yang diserap sehingga memiliki tekanan uap air beragam sesuai kadar airnya atau berbeda dari jenis ke jenis bahan. Rasio tekanan uap air terhadap tekanan uap air jenuh dari airmurni pada suhu bahan disebut sebagai kelembaban relatif keseimbangan. Kurva antara kelembaban relatif keseimbangan dengan kadar air disebut kadar air keseimbangan. Kurva kadar air keseimbangan dinyatakan dalam persamaan : 1-rh=e -ct M En, dengan rh : kelembaban relatif keseimbangan, M E : kadar air keseimbangan, T : suhu, c dan n : konstanta. Contoh konstanta : jagung: c = 1.10x10-5 dan n=1.90, Kedelai : c=3.20x10-5 n=1.52. Sifat kadar keseimbangan penting dalam pengeringan dan penyimpanan. Apabila rh udara > kadar air keseimbangan bahan, kadar air bahan akan meningkat dan sebaliknya. 2

3 Periode laju pengeringan konstan (constant drying rate period) : pada bahan yang mengandung banyak air atau air di permukaan bahan yang dapat diuapkan dengan mudah. Pengeringan kadar air ini terjadi dengan peningkatan laju yang konstan. Laju pengeringan konstan berhenti ketika air bebas dipermukaan telah habis menguap. Periode laju pengeringan semakin menurun (falling rate period) : terjadi pada bahan pertanian pada umumnya. Proses pengeringan pada periode laju pengeringan semakin menurun terdiri dari proses pergerakan uap air dari dalam bahan ke permukaan dan penguapan air dari permukaan bahan. Sehubungan dengan hal ini dalam pengeringan produk pertanian tidak dapat langsung diaplikasikan suhu tinggi dan perlu tempering (berhenti pengeringan sementara) agar pengeringan sempurna tetapi tidak terjadi overdried. Kurva Laju Pengeringan Kurva laju pengeringan menunjukkan pembuangan air dari produk yang dikeringkan. Terdapat hubungan antara laju pengeringan, waktu pengeringan, dan kadar air. Pada saat pengeringan, produk tidak kehilangan air secara konstan dari waktu ke waktu, walaupun pada kondisi dengan panas yang konstan. Misal pada 2 jam pertama dapat mengeringkan 90 %, bisa terjadi 2 jam selanjutnya tidak bisa selesai mengeringkan sisanya (10 %). Hal tersebut seperti terlihat pada kurva hubungan laju pengeringan dengan waktu pengeringan. 3

4 Hubungan Laju Pengeringan dengan Waktu Pengeringan Hubungan Kadar Air dengan Laju Pengeringan Hubungan Kadar Air dengan Waktu Pengeringan Prosedur dan tipe alat pengeringan yang digunakan tergantung pada ketahanan bahan terhadap suhu,respon bahan terhadap kelembaban, ketahanan terhadap tekanan, dan daya alir bahan. Tembakau, misalnya, peka terhadap kelembaban dan suhu, serta tidak tahan terhadap tekanan, serta tidak punya kemampuan mengalir. Sebaliknya jagung, tahan terhadap suhu, tekanan, kelembaban, dan bahan mudah dialirkan. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeringan produk hortikultura: Komposisi bahan mentah Ukuran, bentuk, dan susunan pada prosedur penumpukan Suhu, kelembaban relatif, dan aliran udara Tekanan dan pemindahan panas ke permukaan produk. Prosedur Pengeringan Buah dan Sayuran: minimal terdiri dari tiga tahap: prapengeringan, pengeringan, dan perlakuan pasca pengeringan. Perlakuan pra-pengeringan: meliputi preparasi bahan baku dan pengawetan warna. Preparasi bahan baku meliputi: sortasi (ukuran, kematangan, dan penampilan), penccucian, pemotongan, dan blanching (perebusan untuk menghentikan reaksi enzimatik). Pengawetan warna dilakukan dengan sulfuring (SO2) misalnya untuk mencegah browning. 4

5 Sistem Pengeringan Konduksi/Adiabatik/Tidak Langsung : Kontak langsung antara produk dengan permukaan panas atau partikel panas. Sistem Pengeringan Konveksi: udara dipanaskan sampai level tertentu dan kemudian udara sebagai media mengalirkan panas pada produk. Sistem radiasi: produk menjadi kering karena menyerap energi dari suatu sumber yang memancarkan (mengemisikan) radiasi elektromagnetik. Energi yang diserap kemiudian dikonversi menjadi panas untuk menguapkan air dari dalam sel produk tersebut. Application of hot air (convective or direct drying). Air heating increases the driving force for heat transfer and accelerates drying. It also reduces airrelative humidity, further increasing the driving force for drying. In the falling rate period, as moisture content falls, the solids heat up and the higher temperatures speed up diffusion of water from the interior of the solid to the surface. However, product quality considerations limit the applicable rise to air temperature. Excessively hot air can almost completely dehydrate the solid surface, so that its pores shrink and almost close, leading to crust formation or "case hardening" Indirect or contact drying (heating through a hot wall), as drum drying, vacuum drying. higher wall temperatures will speed up drying but this is limited by product degradation or case-hardening. Drum drying belongs in this category. Dielectric drying (radiofrequency or microwaves being absorbed inside the material). It may be used to assist air drying or vacuum drying. Freeze drying or lyophilization is a drying method where the solvent is frozen prior to drying and is then sublimed, i.e., passed to the gas phase directly from the solid phase, below the melting point of the solvent. 5

6 Freeze Drying increasingly applied to dry foods, beyond its already classical pharmaceutical or medical applications. It keeps biological properties of proteins, and retains vitamins and bioactive compounds. Pressure can be reduced by a high vacuum pump (though freeze drying at atmospheric pressure is possible in dry air). If using a vacuum pump, the vapor produced by sublimation is removed from the system by converting it into ice in a condenser, operating at very low temperatures, outside the freeze drying chamber. Tipe pengering bak (batch atau bin dryer). Bahan yang dikeringkan ditaruh pada bak atau kontainer. Sistem pengeringan ini sederhana, agak murah, dan dapat digunkan sebagai tempat penyimpanan. Bahan yang dikeringkan harus memiliki ketahanan terhadap tekanan atau tidak mudah pecah BED OR BIN DRYER 6

7 Beberapa tipe pengering sistem bak : sumber panas dari bawah, sumber panas dari samping, sumber panas dari bawah dengan bidang mriing, dan sumber panas dari tengah. Modifikasi tersebut ditujukan untuk menjamin keseragaman pengeringan dan kemudahan bungkar-muat produk. Continuous Gravity Flow Driers : Berbentuk semacam silo, biasanya untuk mengeringkan bahan/produk yang berbentuk granular. Bahan basah dimasukkan melalui hoper dari atas, kemudian bergerak ke bawah dengan gravitasi dan diangkat ke atas kembali dengan bucket elevator. Sementara bahan bergerak ke bawah, udara panas dialirkan dari sisi silo menembus bahan. 7

8 8

9 Pengering Energi Surya Energi surya dikumpulkan di dalam unit pengering yang cukup memiliki lubang ventilasi penguapan untuk membuang uap air. Suhu dalam alat ini sekitar derajad lebih tinggi daripada di tuang terbuka dengan cahaya matahari sehingga waktu pengeringan lebih pendek. Kelemahan alat ini hanya tergantung pada cuaca. Pengering Energi Surya Pengering Tipe Rak (Tray Drier) Produk yang dikeringkan disebarkan tipis pada rakrak pengering. Pemanasan dapat berasal dari aliran udara melintasi tray, atau dengan konduksi dari pemanasan tray, atau radiasi dari suatu permukanaan panas, tetapi umumnya secara konveksi dengan aliran udara panas. Aliran udara umumnya berkisar 5 sampai 5 m/s/m2 melintasi tray dan sekaligus membuang uap air. Pengering tipe ini untuk skala kecil sekitar 1-20 t/hari. Pengering Tipe Rak (Tray) 9

10 Pengering Tipe Lorong (Tunnel) Merupakan salah satu alat pengering komersial yang fleksibel, efisien, dan digunakan secara luas. Pengering Tipe Lorong (Tunnel Drier) 10

11 11