BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penanganan pascapanen komoditas pertanian mejadi hal yang tidak kalah pentingnya dengan penanganan sebelum panen. Dengan penanganan yang tepat, bahan hasil pertanian dapat diolah dan disimpan dengan kualitas yang tidak berbeda dibandingkan sesaat setelah panen. Salah satu tahapan proses pascapanen biji-bijian yang penting adalah pengeringan. Pengeringan merupakan usaha mengurangi sejumlah massa air dari dalam bahan sampai dengan kondisi tertentu sehingga aman untuk disimpan. Berkurangnya kandungan air dalam bahan akan menurunkan resiko kerusakan bahan akibat aktivitas enzimatis dan biologi sehingga bahan pertanian dapat dipertahankan kualitasnya selama proses penyimpanan. Di Indonesia, pengeringan produk pertanian seperti biji-bijian pada umumnya masih dilakukan dengan memanfaatkan tenaga matahari. Namun, cara ini sangat tergantung pada musim, membutuhkan waktu pengeringan yang lama, tenaga kerja yang banyak, dan tempat yang luas. Pengeringan dengan waktu yang lama dan suhu yang rendah memberikan kesempatan bagi aktivitas mikroorganisme baik bakteri maupun jamur sehingga terjadi proses pembusukan. Sedangkan pengeringan yang dilakukan dengan cepat pada suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen bahan yang dikeringkan, baik secara fisik maupun kimia. Oleh karena itu, perlu dipilih cara 1
pengeringan yang efektif dan efisien agar tidak terjadi kerusakan pada produkproduk pertanian. Jagung merupakan salah satu tanaman pangan terpenting. Selain sebagai bahan makanan, jagung juga digunakan sebagai bahan pakan ternak, bahan baku tepung dan bahan baku industri. Oleh karena itu, pengembangan jagung sebagai komoditas perdagangan dan industri menyebabkan pentingnya aspek prapenggolahan pada tahap pascapanen menuju pengolahan industri, salah satunya yaitu aspek pengeringan. Pada saat dipanen jagung pipilan umumnya mempunyai kandungan air tinggi yaitu berkisar 25% - 35% (wb). Agar jagung pipilan dapat diolah dan disimpan untuk waktu lama perlu segera dikeringkan sampai kadar air di bawah 14%. Proses pengeringan tersebut digunakan untuk membuang sejumlah massa air yang terkandung di dalam jagung pipilan hingga kadar air yang aman untuk proses penyimpanan. Kualitas dan lama simpan jagung pipilan sangat bergantung pada mekanisme pengeringan seperti metode, lama pengeringan, serta faktor fisik dan lingkungan. Selama ini pengeringan jagung pipilan di Indonesia sebagian besar dilakukan dengan metode penjemuran langsung di bawah sinar matahari. Metode ini dinilai paling murah karena melimpahnya energi matahari. Pada umumnya masyarakat mengeringkan jagung pipilan selama dua hari penuh saat panas terik dan tiga hari saat tidak terlalu terik. Akan tetapi pengeringan dengan metode penjemuran langsung ini memiliki kekurangan seperti resiko tercemar kotoran, 2
kehilangan akibat di makan binatang, kehujanan, dan menurunnya aspek kualitas jagung pipilan akibat pengeringan yang tidak terkendali. Alternatif pengering mekanis yang cocok untuk proses pengeringan jagung pipilan adalah pengering rotari (rotary dryer). Pengering rotari terdiri atas cangkang silinder yang berputar sehingga bahan yang ada didalamnya akan ikut bergerak. Untuk dapat menganalisis dan merancang pengering rotari secara benar perlu dipahami peristiwa perpindahan panas dan massa yang terjadi di dalam pengering rotari. Hal ini telah diteliti oleh peneliti-peneliti terdahulu secara eksperimental, seperti Friedman & Marshall (1949), Liang-Tseng Fan et al (1961), McCormick (1962), dan Myklestad (1963). Mereka mengembangkan penelitiannya untuk mendapatkan korelasi koefisien perpindahan panas volumetrik pengering rotari dan hasilnya dimodelkan dengan menggunakan model empiris untuk mendapatkan parameter karakteristik pengeringannya. Penelitian secara experimental mempunyai keterbatasan yaitu data yang tersedia hanya pada kondisi eksperimen saja dan belum komprehensif (parsial). Oleh karena itu untuk mendapatkan kondisi yang lebih komprehensif diperlukan penelitian secara teoritis dengan pengembangan model matematis pengering rotari. Pengetahuan tentang fenomena pengeringan akan membantu pemahaman dalam mendesain proses dan menentukan kondisi operasi pengering rotari yang optimum. Dalam hal ini diperlukan model matematis dari proses perpindahan massa dan panas yang terjadi selama pengeringan di dalam pengering rotari. Penelitian ini akan mengkaji laju perpindahan massa dan perpindahan panas pada pengeringan jagung pipilan menggunakan pengering rotari. Selain itu 3
juga akan dilakukan analisis kinerja mesin pengring rotari dalam mengeringkan jagung pipilan dengan menghitung efisiensi pengering Hasil penelitian berupa jagung pipilan kering yang siap untuk disimpan dalam jangka waktu tertentu. 1.2. Tujuan Penelitian Secara umum tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan model perpindahan panas dan massa jagung pipilan selama pengeringan. Sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah : 1. Menentukan pemodelan matematis proses perpindahan panas pada pengeringan jagung pipilan dengan pengering rotari dengan menentukan koefisien perpindahan panas total (U) 2. Menentukan pemodelan matematis perubahan kadar air jagung pipilan selama pengeringan dengan menentukan laju pengeringan (k). 3. Menentukan efisiensi mesin pengering rotari berdasarkan jumlah energi yang dihasilkan oleh bahan bakar dan dan energi yang digunakan untuk mengeringkan bahan. 1.3. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan akan menghasilkan keluatan nilai laju pengeringan jagung pipilan kering sehingga dapat ditentukan nilai kadar air prediksi selama proses pengeringan, nilai koefisien pindah panas total di dalam dan di luar alat pengering sehingga dapat ditentukan nilai perpindahan panas yang menyertai pengeringan. Dengan dilakukan penelitian ini diharapkan pada massa 4
yang akan datang muncul penelitian yang sifatnya mengembangkan penelitian ini mungkin dari aspek kualitas warna, rasa, hasil penepungan jagung atau yang lainnya. 1.4. Batasan Penelitian Penelitian ini akan mengkaji perpindahan massa dari jagung pipilan basah yang baru dipanen selama proses pengeringan dengan variasi suhu pengeringan dan kapasitas bahan yang dikeringkan. Selain itu juga akan dikaji perpindahan panas yang menyertai proses pengeringan. Perubahan warna, kandungan kimia serta nutrisi jagung yang dihasilkan tidak dikaji. 5