PENGERINGAN
PENGERINGAN
POKOK BAHASAN: SUMBER BELAJAR: Sing, R. P. dan D. R. Heldman. 2009. Engineering 4th Edition. Elservier.
✴
Introduction to Food
✴
Toledo, R. T. 2008. Fundamental of Food Process Engineering 3rd Edition. Springer.
✴
Fellows, P. 2009. Food Processing Technology: Principle and Practice 3rd Edition. Woodhead Publishing Ltd, Cambrigde.
•
Pengertian dan tujuan pengeringan
•
Kadar air dan Aw.
•
Psychometry.
•
Neraca panas dan massa pada proses pengeringan.
•
Prakiraan waktu dan tahap-tahap pengeringan.
•
Metode dan peralatan dehidrasi.
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
1
A.
2
PENGERTIAN DAN TUJUAN
PENGERTIAN: •
Mengeluarkan air dari suatu produk (padat) pada suhu dibawah titik didih air.
T UJ U A N : 1. Metode pengawetan bahan hasil pertanian. ➡ Mengurangi aktivitas mikroorganisme, enzim, rx biologis lainnya. 2. Mengurangi biaya transportasi dan penyimpanan. ➡ Mengurangi berat dan volume. 3. Produk lebih konvenien (lebih mudah digunakan)
B.
KADAR AIR DAN Aw
KA DA R A I R :
• Kadar
air berat basah (wet basis = wb) ➡ kadar air bahan dari berat keseluruhan ➡ KA (wb) = (berat air/berat total) x 100%
• Kadar
air berat kering (dry basis = db) ➡ kadar air dari berat padatan kering (tanpa air) ➡ KA (db) = (berat air/(berat total-berat air))x100%
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
3
4
432 Grafik 12. Dehydration hubungan
bahan pangan.
Aw dengan laju reaksi kerusakan pada
0.0 Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
5
0.1
0.2
0.3
0.4
ity ym eA ctiv
Mold
En z 0.5
aw
Sumber: Labuza, T.P. et al., 1972)
0.6
Acti vity Yeas t Acti vity Bacte rial A ctivity
xid
zy en No
n–
ERH Po Aw = ————— = ———— 100 Pw
ing
id O
ow n
Lip
Br
Rasio tekanan air parsial pada permukaan produk (Po) dengan tekanan air murni (Pw) pada suhu yang sama
tic
✓
ma
Kesetimbangan kelembaban relatif (Equilibrium Relative Humidity = ERH) dibagi dengan 100
Rate
✓
atio n
Aw:
0.7
0.8
0.9
1.0
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian
Fakultas Universitas Figure 12.1 Relationship between water activity and deteriorative reaction on Pertanian foods. (From LabuzaLampung T. P. et al. J. Food Sci. 37:154, 1972. Used with permission.)
6
C. P S Y C H RO M E T R Y
SOAL 1. Produk pangan terekspose dilingkungan dengan kelembaban relatif (RH) 30%. Setelah 5 jam, berat produk tersebut menjadi konstan (stabil) dan mengandung kadar air 7.5% (berat basah/wet basis). Produk pangan tersebut selanjutnya dipindahkan ke lingkungan dengan kelembaban relatif 50%. Setelah beberapa waktu, berat produk meningkatkan 0.1 kg/ kg produk dan berat tersebut stabil (setimbang). a) Hitung Aw produk pada masing-masing kelembaban (lingkungan).
✓
Penentuan sifat termodinamik campuran gas (udara) dan air (uap) air.
✓
Digunakan untuk menghitung sifat psychromatic yang berguna dalam berbagai pengolahan hasil pertanian dan mendesain sistem penyimpanan dan penggudangan.
✓
Psychrometric Chart: Grafik yang digunakan untuk menentukan sifat psikromatik udara.
b) Hitung kadar air produk (berat kering/dry basis) pada tiaptiap lingkungan. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
7
8
Relative Humidity (RH), %.
➡
Wet bulb temperature (Twb), T. bola basah, oC.
➡
Dry bulb temperature (Tdb), T. bola kering, oC.
➡
Dew Point, titik embun, kondisi pada RH 100%.
➡
Volume Jenis, m3/kg DA.
➡
Entalphy, Kj/kg DA.
A.5 PSYCHROMETRIC CHARTS
Humidity (H) = Kadar air, kg H20/kg DA.
➡
Psychrometric chart for high temperatures.
➡
Psychrometric Chart
■ Figure A.5.1
PARAMETER DLM PSYCHROMATIC CHART:
CATATAN: • •
Diperlukan minimum 2 parameter untuk menetukan sifat-sifat (parameter) udara lainnya. DA = dry air = udara kering (water free) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
797
9
10
g) in ry (d n na gi
Pen din g inan
nd
in
49
73
Pe
(c) Bila suhu udara pada soal (a) di atas ditingkatkan menjadi 73oC, hitung kelembaban udara dan suhu bola basah udara yang dipanaskan.
38
Pemana san
(b) Bila diketahui suhu bola kering 40oC dan RH 70%, hitung suhu bola basah, kadar air udara, dan titik embun.
Psychrometric chart for high temperatures.
(a) Bila diketahui suhu bola kering 38oC dan suhu bola basah 28oC, hitung kelembaban relatif (RH), kadar air, entalpi udara, dan titik embum (dew point).
Psychrometric Chart 28
A.5 PSYCHROMETRIC CHARTS
■ Figure A.5.1
SOAL 2.
(d) Selanjutnya udara panas tersebut didinginkan dengan dilewatkan pada air hingga suhu 49oC, tentukan RH dan kadar air udara dingin. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
11
797
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
12
SOAL 4.
Udara dengan suhu 35oC (Tdb) dan RH 55%, dipanaskan hingga suhu 70oC (Tdb). Hitung panas (energi) yang diperlukan untuk memanaskan udara tersebut per kg udara dan per m3 udara.
Psychrometric chart for high temperatures.
Udara dengan suhu bola kering 40oC dan suhu bola basah 20oC dipanaskan hingga 90oC. Udara panas selanjutnya digunakan untuk mengeringkan irisan buah apricot, dan keluar dari alat pengering pada suhu 60oC. Udara yang keluar alat pengering selanjutnya dilewatkan ke alat dehudifier untuk menurunkan RH-nya menjadi 10%. Tunjukan perubahan kondisi udara tersebut dalam phsychromatic chart.
A.5 PSYCHROMETRIC CHARTS
■ Figure A.5.1
SOAL 3.
1
4
3
2
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
13
14
SOAL 6. SOAL 5. (a) Hitung energi (entalpi) yang diperlukan untuk memanaskan udara dari suhu 30oC (bola kering-Tdb) dan RH 80% menjadi suhu 80oC (Tdb). (b) Udara dengan suhu 50oC (Tdb) dan RH 10% digunakan untuk mengeringkan padi. Udara keluar dari alat pengering dalam kondisi jenuh (pada titik embun). Hitung suhu udara keluar alat pengering dan kadar air udara keluar. (c) Bila 10 m3 udara dengan suhu 70oC dan RH 30% dicampur dengan 20m3 suhu 30oC dan RH 60%. Tentukan kodisi udara campuran tersebut.
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
15
SOAL 7.
Alat humidifier digunakan untuk meningkatkan kelembaban ruangan suhu 40oC dari RH 10% menjadi RH 40%. Hitung uap air yang diserap oleh per kg udara kering.
SOAL 8.
Sebuah tower untuk mendinginkan air dengan menghembuskan udara dingin melewati air yang Akan didinginkan. Udara memasuki tower pada suhu bola kering 25oC dan suhu bola basah 20oC dengan laju (flow rate) 75 m3/s, dan udara keluar dari tower pada suhu 30oC dan RH 80%. Air memasuki tower pendingin pada suhu 40oC dan keluar pada suhu 25oC. Hitung laju air (flow rate) air yang didinginkan dalam kg/s. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
16
SOAL 9.
Udara suhu 1oC dan RH 60% dengan laju 1,5 m3/s dipanaskan hingga suhu 50oC. Udara panas tersebut digunakan untuk mengeringkan potongan apel sebanyak 200 kg dengan kadar air awal 80% (wb). Udara keluar alat pengering dalam kondisi jenuh, bersuhu 21oC. 1. Jika harga energi (listrik) Rp 500/kWh, hitung biaya yang diperlukan untuk mengoperasikan alat pengering selama satu jam kerja. 2. Hitung jumlah air yang diserap oleh udara pengering selam satu jam pengeringan. 3. Hitung kadar air apel (berat basah), setelah dua jam pengeringan. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
17
Pada alat radiator pendingin, air dari suhu 100oC didinginkan hingga 50oC, hitung panas yang dilepaskan oleh air tersebut.
797
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
