Macam-macam Pengering TBM ke 9
Pengeringan adalah proses pengeluaran air dari suatu bahan dengan menggunakan energy panas sehingga kadar air dalam bahan menurun. Dalam proses pengeringan biasanya disertai dengan penguapan air di dalam bahan. Dengan demikian terdapat dua proses penting dalam proses pengeringan yaitu proses pindah panas yang mengakibatkan penguapan air serta proses pindah massa yang menyebabkan pergerakan air maupun uap air melalui bahan terjadi secara difusi karena perbedaan tekanan antara bagian dalam bahan dan permukaan bahan.
Perpindahan energy di dalam bahan berlangsung secara konduksi sedangkan perpindahan energy di permukaan bahan terjadi secara konveksi. Selain mencegah kebusukan bahan makanan, pengeringan juga berfungsi untuk memperkecil volume bahan, mnegefisienkan penyimpanan, pengemasan, dan distribusi bahan.
Pengeringan dengan kabinet Cabinet drying Cabinet drying merupakan alat pengeringan menggunakan prinsip konveksi dan konduksi. Pada cabinet dryer, pemanasan dilakukan secara konveksi dan konduksi. Secara konveksi, digunakan aliran udara kering yang mengalir secara alami. Secara konduksi, digunakan sejumlah tray (wadah penampung) secara bertingkat.
Tray dryer dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm. Cara perpindahan panas yang umum digunakan adalah konveksi dan perpindahan panas secara konduksi juga dimungkinkan dengan memanaskan baki tersebut. Cabinet drying dengan tipe tray drying, dilengkapi fan untuk menggerakkan arah udara kering sehingga alirannya merata dalam chamber.
Sistem pengering ini menggunakan udara pengering sebagai medium pemanas, ditambahkan air boiler untuk memanaskan udara yang masuk ke dalam sistem pengering dan juga menghembuskan udara dari luar. Komponen-komponen yang menyusun cabinet drying tersebut, disesuaikan dengan kapasitas bahan yang masuk dan juga diperhitungkan efisiensi dari system pengering tersebut. Oleh karena itu, juga diperlukan perhitungan berapa bahan bakar yang diperlukan untuk menyalakan boiler dan fan. Selain itu, juga diperlukan generator sebagai tenaga listrik cadangan.
Alat pengering tipe rak (tray dryer) mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya berisi rak-rak sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Rak terbuat dari logam dengan alas yang berlubanglubang. Kegunaan dari lubang tersebut untuk mengalirkan udara panas dan uap air. Luas rak dan besar lubang-lubang rak tergantung pada bahan yang akan dikeringkan. Selain alat pemanas udara, biasanya juga digunakan kipas (fan) untuk mengatur sirkulasi udara dalam alat pengering.
Udara setelah melewati kipas masuk ke dalam alat pemanas, pada alat tersebut udara dipanaskan kemudian dialirkan diantara rak-rak. Arah aliran udara panas di dalam alat pengering dapat dari atas ke bawah dan juga dari bawah ke atas. Biasanya suhu yang digunakan berkisar antara 80-1800 C. Tray dryer dapat digunakan untuk operasi dengan keadaan vakum dan seringkali digunakan untuk operasi dengan pemanasan tidak langsung. Uap air dikeluarkan dari alat pengering dengan pompa vakum.
Alat dan komponen-komponen yang terdapat dalam cabinet drying tipe tray drying 1. Tray Tray disesuaikan dengan kapasitas jumlah, berat dan ukuran produk. Tray disusun bertingkat. Tray drying tidak menggunakan pompa sehingga aliran udara yang dihasilkan tidak terlalu keras. Hembusan udara terlalu keras dapat mematahkan kulit dan memecahkan bentuk fisik bahan. Aliran konstan, mencegah timbulnya aliran turbulen, arah aliran udara dalam chamber tidak beraturan (pengeringan tidak maksimal). Suhu yang digunakan tidak terlalu tinggi agar tidak terjadi penyusutan berat yang terlalu banyak, mencegah kerusakan aroma dan flavor, dan mencegah kehilangan banyak nutrisi.
2. Boiler boiler berfungsi sebagai pemanas udara atau pengering udara dan penghembus udara kering yang akan digunakan dalam pengeringan. Boiler memiliki medium pemanas berupa steam. Kualitas steam yang digunakan adalah 90%, agar dapat mengeringkan udara secara optimal yang dapat memenuhi kebutuhan panas udara kering dalam pengering Suhu steam yang digunakan adalah 120 C. Suhu tersebut mampu menghasilkan kalor untuk mengeringkan udara secara optimal.
Boiler berfungsi sebagai pemanas udara yang masuk dari luar dengan RH=80% pada suhu kamar yaitu 30 C, sekaligus menghembuskan udara kering yang dihasilkan. Udara kering yang dihasilkan adalah suhu 60 C dengan RH= 10%, karena jika RH lebih tinggi, udara kering tersebut mengandung lebih banyak air sehingga tidak mampu menguapkan air dari produk pangan secara efektif. Selain itu, suhu yang tinggi menurunkan RH (kelembaban relatif) udara itu sendiri.
Penggunaan boiler menggunakan bahan bakar berupa solar Bahan bakar solar yang digunakan bergantung pada jumlah kalor yang diperlukan oleh steam sebagai medium pemanas udara. Oleh karena itu, diperhitungkan total kebutuhan air dan bahan bakar yang diperlukan serta daya yang dibutuhkan oleh boiler dalam system pengeringan. Efisiensi boiler ditentukan dari banyaknya kalor yang dibutuhkan
3. Fan Fan berfungsi sebagai pengatur arah dan sirkulasi udara panas dalam chamber. Daya yang digunakan biasanya 25 Watt dengan diameter silinder = 18 cm. Jumlah daya yang diperlukan untuk menggerakkan fan ditentukan oleh ukuran diameter silinder dan jumlah fan yang dibutuhkan. Total kebutuhan daya yang diperlukan ditentukan dari fan dan boiler adalah 467,88 W. Tipe vanexial fan mampu mengubah aliran udara dari sisi satu ke sisi lain sehingga dapat meneruskannya kearah yang diinginkan dalam chamber
Mekanisme Pengeringan pada Cabinet Drying Produk diletakkan di ruang pengering, kemudian diatur suhu ruang dan suhu pengeringan. Panas akan dihasilkan oleh gelombang listrik, kemudian dihembuskan oleh blower. Uap air akan dihisap oleh penghantar uap kemudian dikeluarkan melalui pipa penghantar uap. Produk yang dikeringkan dapat dilihat melalui kaca yang terdapat di bagian depan alat
Kelemahan dan kelebihan Kelemahan cabinet drying kurangnya pengontrolan aliran udara yang bergerak sehingga bila aliran udara terlalu kencang, menyebabkan aliran turbulen dalam chamber, yang menghambat pengeringan produk bahan pangan. Produk yang sesuai dikeringkan dengan alat ini adalah produk yang memiliki keseragaman yang tinggi. Kelebihan cabinet drying Harga murah, karena membutuhkan daya yang tidak terlalu tinggi Komponen Alat relative sederhana
Pengering terowongan (tunnel dryer) Tunnel dryer merupakan rangkaian tray secara seri yang bergerak lambat melewati terowongan panjang. Pengeringan terowongan dapat digunakan untuk mengeringkan bahan dalam jumlah besar dengan waktu singkat. (Fellows, 2000)
Prinsip Kerja Tunnel Dryer Dalam pengering ini, material yang akan dikeringkan dikirim ke terowongan udara panas untuk tujuan pengeringan. Bahan pangan dikeringkan pada sebuah nampan yang tersusun secara menumpuk pada proses pengangkutan. Pergerakan yang terjadi dilakukan secara semikontinu dengan melewati terowongan yang terisolasi. Terowongan tersebut tersusun atas 12-15 alat pengangkut, dimana kapasitas total adalah 5000 kg.
Prinsip Kerja Tunnel Dryer Materi yang masuk di satu ujung dan bahan kering dikumpulkan diujung terowongan. Bahan keluar bertemu udara yang masuk untuk memastikan pengeringan yang maksimal dan keluar akan kontak dengan udara basah sehingga udara tersebut hampir jenuh
Mekanisme Kerja Salah satu pintu terowongan dibuka dan material yang akan dikeringkan ditempatkan ke troli dan truk didorong perlahan di terowongan dan kemudian pintu ditutup. Udara panas beredar dan melewati truk kereta api dan troli berlubang. Udara panas disirkulasikan dengan bantuan kipas angin dan bahan menjadi kering. Udara lembab dilewatkan melalui pipa pembuangan uap setelah selesai pengeringan. Pintu dibuka dan troli dikeluarkan dari corong dan troli baru dengan bahan basah dimasukkan ke dalam truk dan proses ini diulang.
Aplikasi Penggunaan Tunnel Dryer Pengering terowongan ideal untuk pengeringan butiran / Extruded / Briket / Flakes / Bahan Dibentuk berserat Berikut beberapa aplikasinya : 1.Ceramic Fiber Boards 2.Molded Paper Products 3.Rayon Staple 4.Cotton linters 5.Noodles 6.Food products etc.
Tunnel dryers memiliki keuntungan 1. Operasinya terus-menerus. 2. Sejumlah besar bahan dapat dikeringkan. 3. Pengering terowongan digunakan untuk pengeringan lilin parafin, gelatin, sabun, tembikar, dll
Kerugian 1.Biaya tenaga kerja tinggi untuk memuat dan membongkar. 2.Zat yang kurang tahan panas tidak bias dikeringkan 3.Pengeringan rage lambat, sehingga memakan waktu 4.tidak cocok untuk produksi skala kecil.
Pengering Semprot Metode pengeringan untuk mengubah bahan cair menjadi bubuk kering tahun 1920an mulai digunakn utk susu bubuk Thn 1940 utk industry farmasi dalam pmbuatan antibiotik, analgesic dan aneka vitamin
Produk pengeringan semprot Susu bubuk Kopi instan Produk mikroenkapsulasi komponen bioaktif dan komponen fungsional Cth: senyawa flavor, antioksidan, enzim dan sel mikroba
Keuntungan pengeringan semprot Kapasitas pengeringan besar dan proses pengeringan terjadi dalam waktu yang sangat cepat (100 ton/jam). Tidak terjadi kehilangan senyawa volatile dalam jumlah besar (aroma) Cocok untuk produk yang tidak tahan pemanasan (tinggi protein) Suhu tetap rendah karena penguapan cepat Pengendalian sifat-sifat dan mutu produk cukup efektif Produk yang dihasilkan biasanya dalam bentuk tepung dengan ukuran seragam
Kerugian pengering semprot Investasi awal tinggi Biaya tinggi dlm pengadaan system pemanenan produk/productrecovery Bubuk yg dihslkn mempunyai densitas kamba/bulk density rendah Hanya dapat digunakan pada produk cair dengan tingkat kekentalan tertentu Tidak dapat diaplikasikan pada produk yang memiliki sifat lengket karena akan menyebabkan penggumpalan dan penempelan pada permukaan alat
Proses pengeringan semprot Ada 3 tahap proses utama 1. Proses atomisasi 2. Pengeringan bahan 3. Pengumpulan bubuk kering
Umpan Udara pengering Penebar Udara Atomizer Pembuangan udara Cyclone Ruang pengering Udara pengering Produk keluar Skema pengering semprot (Spray Dryer)
Atomisasi Spray drying menggunakan atomisasi cairan untuk membentuk droplet, selanjutnya droplet dikeringkan menggunakan udara kering dengan suhu dan tekanan yang tinggi. Bahan harus disiapkan dalam bentuk larutan, suspense/disperse atau emulsi agar pumpable, homogeny dan tdk terdapat kotoran Semakin halus ukuran droplet maka akan semakin cepat proses penguapan dan meningkatkan efisiensi pengeringan. Atomisasi menghasilkan partikel dengan ukuran sangat kecil sehingga luas permukaan total akan semakin besar dan evaporasi akan berlangsung lebih cepat dan singkat
Macam Alat Penyemprot Atomisasi (atomizer) 1. Rotary Wheel Atomizer Piringan yang berputar (energy sentrifugal) 2. Pressure Nozzle Atomizer Atomisasi dengan energy tekanan 3. Two Fluid Nozzle Atomisasi dengan energy kinetic Atomizer merupakan bagian terpenting pada spray drier dimana memiliki fungsi untuk menghasilkan droplet dari cairan yang akan dikeringkan.
Pengeringan Bahan Setelah disemprot butiran halus akan terpapar panas pada ruang pemanas dan mengalami penguapan yang cepat dan menghasilkan butiran kering Untuk pemanasan yang seragam perlu air disperser/penyebar udara panas agar pengeringan seragam dan serentak Pada Industri makanan, luas permukaan droplet setelah melalui atomizer adalah mencapai 1-400 micrometer adanya kontak droplet dengan udara panas menyebabkan evaporasi kadungan air pada droplet hingga 95% sehingga dihasilkan bubuk.
Pengumpulan Produk Bubuk kering Udara hasil pengeringan dan serpihan serbuk dipisahkan dengan menggunakan gaya sentrifulgal. Selanjutnya udara dibuang, dan serpihan bahan dikembalikan dengan cara di blow sehingga bergabung lagi dengan produk. Produk dikumpulkan dengan alat berbentuk corong dibagian bawah ruang pengering. Setelah jumlah tertentu akan di keluarkan dng system airlock pada ujung corong. Dikumpulkan untuk proses selanjutnya
Ditmbahkn system cyclone utk memisahkn butir halus dan kering dr udara sblm udara dibuang Cyclone : Cyclone berfungsi sebagai bak penampung hasil proses pengeringan. Bubuk yang dihasilkan akan dipompa menuju Cyclone. Bag Filter ; Bag Filter berfungsi untuk menyaring atau memisahkan udara setelah digunakan pengeringan dengan bubuk yang terbawa setelah proses.