LAPORAN PENGENALAN ALAT PENGERING HYBRID

PENGENALAN ALAT PENGERING HYBRID

(Laporan Praktikum Mekanisasi Pertanian)

Oleh

Harina Wahyuningsih

1514121114

Kelomok 9

JURUSAN AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2016

I.                   PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Teknik pengolahan pangan cukup beragam mulai dari cara yang sederhana ,seperti penjemuran sampai yang canggih yang memerlukan peralatan yang rumit dan tenaga khusus yang terlatih. Pengetahuan dasar tentang metode pengawetan pangan, baik yang tradisional maupun yang merupakan hasil ilmu pengetahuan modern, akan membantu pemahaman tentang kedudukan iradiasi pangan diantara berbagai metode tersebut.

Pengeringan bermanfaat untuk melindungi pangan yang mudah rusak, Pengurangan air menurunkan bobot dan memperkecil volume pangan sehingga biaya pengangkutan dan penyimpanan rendah. Pengeringan juga memudahkan penanganan, pengemasan, pengangkutan dan konsumsi. pengeringan Produk pertanian bertujuan untuk mengurangi kandungan airnya, agar tidak terjadi kerusakan akibat aktivitas mikroorganisme

Di Indonesia, pengeringan masih dilakukan dengan memanfaatkan tenaga matahari. Namun, cara ini sangat tergantung pada musim, waktu, tenaga kerja yang banyak, dan tempat yang luas. Di Indonesia, pengeringan produk pertanian dengan menggunakan alat pengering masih jarang dilakukan.. penggunaan alat pengering buatan adalah untuk menghindari kelemahan yang ada pada  pengeringan alami (penjemuran)., pengeringan buatan dilakukan melalui pemberian panas yang relatif konstan terhadap produk pertanian,. Dengan pengeringan buatan diharapkan kandungan air mula-mula sekitar  30 % akan turun sedemikian rupa hingga mencapai kadar air 12 - 16  %.Pada kadar air tersebut , biji-bijian telah cukup siap untuk pengolahan Iebih Ianjut (penggilingan) ataupun untuk penyimpanan.

1.2         Tujuan Percobaan

1.        Mengetahui Prinsip-Prinsip Dasar Pengeringan.

2.         Mengetahui Pentingnya Pengeringan untuk Komoditi Biji-Bijian.

3.        Mengetahui  Berbagai Metode Pengeringan untuk Komoditi Biji-Bijian.

II.           TINJAUAN PUSTAKA

Metode pengawetan dengan cara pengeringan merupakan metode paling tua dari semua metode pengawetan yang ada. Contoh makanan yang mengalami proses pengeringan ditemukan di Jericho dan berumur sekitar 4000 tahun. Metode ini juga merupakan metode yang sederhana, aman, dan mudah. Dan dibandingkan dengan metode lain, metode ini memiliki daya tahan yang lama dan tidak memerlukan perlakuan khusus saat penyimpanan(Anonim, 2008).

Pengeringan adalah suatu cara untuk mengeluarkan atau mengilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan menguapkan sebagian besar air yang di kandung melalui penggunaan energi panas. Biasanya, kandungan air bahan tersebut di kurangi sampai batas sehingga mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi di dalamya. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih awet dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan transpor, dengan demikian di harapkan biaya produksi bahan pertanian menjadi lebih murah., pengeringan juga mempunyai beberapa kerugian yaitu setelah pengeringan produk pertanian dapat berubah secara fisik dan kimiawi sehingga dapat mengakibatkan penurunan mutu dan sebagainya. Kerugian yang lainya juga disebabkan beberapa bahan kering perlu pekerjaan tambahan sebelum di pakai, misalnya harus di basahkan kembali (rehidratasi) sebelum di gunakan. Agar pengeringan dapat berlangsung, harus di berikan energi panas pada bahan yang di keringkan, dan di perlukan aliran udara untuk mengalirkan uap air yang terbentuk keluar dari daerah pengeringan. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan terutama adalah luas permukaan benda, suhu pengeringan, aliran udara, tekanan uap di udara, dan waktu pengeringan (Hardjosentono, 2009).

Pengeringan merupakan proses mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Semakin banyak kadar air dalam suatu bahan, maka semakin cepat pembusukannya oleh mikroorganisme. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama dan kandungan nutrisinya masih ada. Akan tetapi misalnya pada ikan asin, dilakukan penggaraman terlebih dulu sebelum dikeringkan. Ini dilakukan agar spora yang dapat meningkatkan kadar air dapat dimatikan(Anonim, 2008).

Mikroorganisme menyukai tempat yang lembab atau basah mengandung air. Jadi teknik pengeringan membuat makanan menjadi kering dengan kadar air serendah mungkin dengan cara dijemur, dioven, dipanaskan, dan sebagainya. Semakin banyak kadar air pada makanan, maka akan menjadi mudah proses pembusukan makanan (Anonim, 2006).

Contoh makanan yang biasa diawetkan dengan menggunakan metode pengeringan adalah buah kering. Buah kering adalah buah yang telah dikeringkan baik sengaja maupun tidak sengaja. Misalnya kismis dan kurma. Selain itu juga ada mie instant. Di pabrik, terdapat suatu proses pengeringan mie sebelum dimasukkan ke dalam bungkus, dll(Anonim, 2008).

Pengeringan adalah proses mengurangi kadar air gabah hasil panen untuk keperluan simpan atau giling, urutan 2 proses ini dapat dibolak-balik. Pada padi hibrida. Teknologi Industri Pertanian didefinisikan sebagai disiplin ilmu terapan yang menitikberatkan pada perencanaan, perancangan, pengembangan, evaluasi suatu system terpadu (meliputi manusia, bahan, informasi, peralatan dan energi) pada kegiatan agroindustri untuk mencapai kinerja (efisiensi dan efektivitas) yang optimal. Disiplin ini menerapkan matematika, fisika, kimia/biokimia, ilmu-ilmu sosial ekonomi, prinsip-prinsip dan metodologi dalam menganalisis dan merancang agar mampu memperkirakan dan mengevaluasi hasil yang diperoleh dari sistem terpadu agroindustri. Sebagai paduan dari dua disiplin, teknik proses dan teknik industri dengan objek formalnya adalah pendayagunaan hasil pertanian (Wijanto,2002).

III.       METODOLOGI PERCOBAAN

3.1  Waktu dan Tempat

Praktikum Mata kuliah Mekanisasi  Pertanian yang berjudul pengenalan alat pengeringan hybrid ini dilaksanakan pada hari selasa, 8 november 2016 pukul 08:00 – 10:00 WIB. Tempat paktikum yaitu di Laboratorium Daya, Alat dan Mesin Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

3.2  Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain :

-        Alat pengering hybrid

-        alat tulis

-        kamera

1.1    Prosedur Kerja

Adapun langkah kerja yang dilakukan dalam praktikum ini adalah

Diperhatikan penjelasan asisten dosen mengenai alat pengeringan hybrid dan mekanisme kerjanya

Diamati bagian- bagian dari alat pengeringan hybrid

Di catat penjelasan asisten dosen tentang alat pengeringan hybrid mulai dari mekanisme kerjanya, fung bagian-bagian alat pengeringan hybrid dan lain lain

IV.  PEMBAHASAN

Pengeringan merupakan cara pengawetan makanan dengan biaya rendah. Tujuan pengeringan adalah menghilangkan air, mencegah fermentasi atau pertumbuhan jamur dan memperlambat perubahan kimia pada makanan (Gunasekaran et al., 2012). Selama pengeringan dua proses terjadi secara simultan seperti transfer panas ke produk dari sumber pemanasan dan perpindahan massa uap air dari bagian dalam produk ke permukaan dan dari permukaan ke udara sekitar. Esensi dasar dari pengeringan adalah mengurangi kadar air dari produk agar aman dari kerusakan dalam jangka waktu tertentu, yang biasa diistilahkan dengan periode penyimpanan aman (Rajkumar dan Kulanthaisami, 2006).

Pengeringan di bagi menjadi beberapa jenis yaitu:

1.    Pengeringan alamiah menggunakan panas matahari

Pengeringan hasil pertanian dengan menggunakan energi matahari biasanya dilakukan dengan menjemur bahan diatas alas jemuran atau lamporan, yaitu suatu permukaan yang luasnya dapat dibuat dari berbagai bahan padat. Sesuai dengan sistem dan peralatannya serta pertimbangan faktor ekonomis, alat jemur dapat dibuat dari anyaman tikar, anyaman bambu, lembaran seng, lantai batu bata atau lantai semen.Pengeringan ini adalah pengeringan yang paling sederhana (dengan cara penjemuran). Penjemuran adalah usaha pembuangan atau penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh tingkat kadar air yang cukup aman disimpan, yaitu yang tingkat kadar airnya seimbang dengan lingkungannya.

2.    Pengeringan menggunakan bahan bakar

Bahan bakar sebagai sumber panas (bahan bakar cair, padat,  listrik) misal : BBM, batu bara, limbah biomasa yaitu arang, kayu, sekam, serbuk gergaji dll. Pengeringan ini disebut juga dengan pengeringan mekanis. Jenis-jenis pengeringan mekanis adalah Tray Dryer,  Rotary Dryer, Spray Dryer, Freeze Dryer

a. Tray dryer (alat pengering berbentuk rak)

• Bentuknya persegi dan didalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat  bahan yang akan dikeringkan
• Cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran
• Sering digunakan untuk produk yang jumlahnya tidak terlalu besar
• Waktu pengeringan umumnya lama (1-6 jam)

b. Rotary Dryer (Pengering berputar)

• Pengering kontak langsung yang beroperasi secara kontinyu, terdiri atas cangkang silinder yang berputarperlahan, biasanya dimiringkan beberapa derajat dari bidang horizontal untuk membantu perpindahan umpan basah yang dimasukkan pada atas ujung drum.
• Bahan kering dikeluarkan pada ujung bawah
• Waktu pengeringan cepat ( 10 s/d 60 menit).
• Cocok untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran

c. Freeze dryer (Pengering beku)

• cocok untuk padatan yang sangat sensitif panas (bahan bioteknologis tertentu, bahan farmasi, pangan dengan kandungan flavor tinggi.
• Pengeringan terjadi di bawah titik triple cairan dengan menyublim air beku menjadi uap, yang kemudian dikeluarkan dari ruang pengering dengan pompa vakum mekanis
• Menghasilkan produk bermutu tinggi dibandingkan dengan teknik dehidrasi lain.

d. Spray dryer (pengering semprot)

• cocok untuk bahan yang berbentuk larutan yang sangat kental serta berbentuk pasta (susu,zat pewarna, bahan farmasi)
• Kapasitas beberapa kg per jam hingga 50 ton per jam penguapan (20000 pengering semprot)
• Umpan yang diatomisasi dala bentuk percikan disentuhkan dengan udara panas yang dirancang dengan baik

3. Pengeringan gabungan

• Pengeringan gabungan adalah pengeringan dengan menggunakan energi sinar matahari dan bahan bakar minyak atau biomass yang menggunakan konveksi paksa (udara panas dikumpulkan dalam kolektor kemudian dihembus ke komoditi).
• Latar belakang : karena Temperatur lingkungan hanya sekitar 33 °C, sedangkan temperatur pengeringan untuk komoditi pertanian kebanyakan berkisar 60-70°C
• Oleh karena itu perlu ditingkatkan temperatur lingkungan dengan cara mengumpulkan udara dalam suatu kolektor surya dan menghembuskannya ke komoditi. (digunakan blower atau kipas angin ).

Contoh:

1.        Alat pengering energi surya tipe lorong

2.        Alat pengering energi surya-biomassa tipe lorong

3.        Alat pengering rumah asap

4.        Unit prosesing kakao/rumah pengering surya.

a. Alat pengering energi surya tipe lorong

• terdiri atas kipas angin sentrifugal, pemanas udara (kolektor) dan lorong pengering.
• Kolektor dan lorong pengering dipasang paralel dan diatasnya ditutup dengan plastik transparan.
• Alat pengering dipasang dengan arah membujur utara-selatan dan diletakkan diatas tanah.
• Udara pengering yang dihasilkan dalam kolektor dihembuskan ke komoditi dengan kccepatan 400 – 900 m³/jam agar tercapai temperatur pengeringan 40 – 60 ^OC.

b.  Alat pengering energi surya-biomassa tipe lorong

• Alat pengering tipe lorong diatas dimodifikasi menjadi alat pengering energi surya dan biomass
• Ruang pengering dan kolektor dipasang pada satu sumbu supaya kehilangan tekanan udara menjadi lebih kecil. Kipas dengan tenaga listrik 60 watt dapat berfungsi secara efisien, bahkan kipas arus scarab 32 watt dengan penggerak photovoltaik dapat dipakai pada sistem tersebut
• Alat pengering tersebut dipasang diatas struktur kayu dan disangga dengan batako setinggi 60 cm dari tanah.
• Pada alat pengering yang dimodifikasi ini dilengkapi dengan tungku biomass dimana alat penukar panas yang terbuat dari plat baja, agar pada waktu hujan atau malam hari masih dapat dilakukan operasi pengeringan.

c. Alat pengering rumah asap

• Alat ini terdiri atas : plat pemanas matahari yang dihubungkan dengan ruang pengering. Di dalam ruang pengering yang berbentuk rumah yang pada bagian atasnya terdapat penggantung komoditas.
• Sebagian dari udara buang dikembalikan ke plat pemanas sehingga temperatur kembali dapat dinaikkan menjadi 45 – 60°C. Untuk mengurangi ketergantungan pada kondisi cuaca, alat ini dilengkapi dengan tungku biomass yang dipasang dibawah rumah asap.

d. Unit prosesing kakao/rumah pengering surya.

• atap seluas 100 m2 dan berfungsi juga sebagai kolektor matahari. Udara masuk ke kolektor sehingga menjadi panas. Dengan menggunakan kipas angin (blower), udara panas tersebut kemudian “ditarik” dan dihembus ke tempat pengering. Pemasangan atap dibuat dengan kemiringan 10° pada arah utara-selatan.
• Rumah pengering ini dirancang untuk memeroses 2-3 ton biji kakao basah, menggunakan 4 buah blower aksial.
• unit ini mampu berfungsi dengan efektif. Satu siklus pengolahan berlangsung selama 5 hari. Dengan pengoperasian tungku pada malam hari, waktu pengeringan lebih singkat yaitu sekitar 36-44 jam

Pengering hybrid merupakan pengering yang menggunakan dua atau lebih sumber energi untuk proses penguapan air. Teknologi ini merupakan alternatif teknologi untuk pengeringan produk pertanian. Pengering mekanis sistem hybrid pada prinsipnya sama seperti pengeringan mekanis pada umumnya. Radiasi matahari diubah menjadi energi panas, dikombinasikan dengan energi panas hasil pembakaran biomassa apabila radiasi matahari berkurang atau tidak ada. Mesin pengering sistem hybrid secara umum terdiri atas media penangkap radiasi, ruang pengering, tungku pembakaran, dan cerobong. Mesin pengering sistem hybrid juga menggunakan bantuan alat lain untuk membantu sirkulasi udara panas yang ditangkap dan disebar di dalam ruang pengering. Distribusi suhu pada ruang pengering sangat berpengaruh dalam mengeringkan bahan pangan yang dikeringkan (Dhanika, 2010). Apabila kondisi cuaca cerah pada siang hari maka pengeringan memanfaatkan penuh sumber energi matahari, sedangkan pada malam hari atau pada kondisi cuaca hujan atau mendung maka sumber energi dikombinasikan dengan energi hasil pembakaran bio-massa.

Mesin pengering hybrid bisa diartikan mesin pengering yang mempuyai atau memanfaatkan dua sumber energi dalam pengoperasiannya, biasanya kombinasi sumber energi yang sering digunakan adalah :
1. Mesin Pengering hybrid tenaga matahari dan biomassa.
2. Mesin Pengering hybrid tenaga matahari dan gas.
3. Mesin Pengering hybrid gas dan biomassa.

Mesin pengering hybrid dalam operasional akan memerlukan lebih sedikit biaya dan sangat membantu dalam hal proses pengeringan. Mesin pengering hybrid ini bisa dimanfaatkan untuk pengeringan hasil pertanian, laut maupun untuk hasil industri kecil seperti pengeringan kerupuk,tanaman herbal dan lainnya

Mekanisme kerja sistem pengering hibrida yaitu pada mesin pengering ini mempunyai komponen utama terdiri atas kolektor yang juga berfungsi sebagai vortex, distributor, ruang pengering, hopper, tungku biomassa konveyor dan pneumatik. Pertama-tama gabah dimasukkan kedalam hopper melalui pintu transparan. Pintu dibuat transparan dimaksudkan agar tenaga matahari dapat masuk kedalam hopper sehingga akan terjadi pemanasan/pengeringan pendahuluan dari gabah. Bagian bawah hopper mengerucut dengan sudut dengan bidang datar >30 derajat dan bersambung dengan pipa konveyor pneumatik dengan pipa, sehingga gabah dalam hopper akan jatuh secara gravitasi kedalam pipa konveyor. Udara panas dari tungku pemanas disalurkan melalui pipa pemanas masuk ke pipa konveyor melalui pipa pemasok. Gabah akan terdorong dan terangkut melalui pipa konveyor akibat dorongan kipas sentrifugal, Gabah akan terdistribusi dalam distributor  dan disebarkan secara merata kedalam kolektor surya-ruang pengering (KSP). Gabah yang tersebar kedalam KSP ini akan jatuh secara gravitasi kedalam hopper dan untuk seterusnya secara garavitasi masuk ke pipa konveyor melalui pipa mengulangi siklus resirkulasi.

Dalam KSP ini terjadi proses pengeringan dimana udara pengering masuk dari pintu berbentuk segi empat yang akibat pemanasan oleh kolektor surya akan bergerak keatas disebabkan karena kerapatannya menjadi ringan disamping daya hisap dari vortex yang terletak diatas distributor. Udara panas dari pipa pemanas juga memasok udara panas kotak penukar panas yang terletak di bagian bawah KSP untuk memasok panas saat cuaca buruk atau saat matahari tidak ada. Udara panas ini akan terbuang keluar dari cerobong dekat dibagian atas KSP dibawah distributor. Sumber panas dapat dipasok dari tungku pemanas dengan bahan bakar arang atau energi biomassa yang berasal dari limbah pertanian. Pada saat jatuh secara gravitasi pada ruang pengering bahan akan menggelinding secara turbulen yang menyebabkan proses pengeringan menjadi merata. Uap air hasil pengeringan akan terbuang melalui bukaan sepanjang ruang pengering yang diberi kawat kasa  untuk menghindari jatuhnya bahan ke luar ruang. Setelah keluar dari ruang pengering bahan akan jatuh ke hopper untuk mengulangi siklus pengeringan. Begitu seterusnya sampai bahan menjadi kering sempurna. Proses pengeringan berlangsung secara kontinyu serta mengalir secara turbulen dan teraduk merata sehingga akan mempercepat proses pengeringan dan menghasilkan kadar air akhir yang relative homogen.

Pengering hybrid  memiliki kelebihan dan kekurangan dalam penggunaanya. Kelebihannya yaitu  Biaya operasional yang sedikit, berlangsung secara kontinyu, tidak tergantung tempat, waktu dan cuaca, kadar air yang dihasilkan relative homogeny,  proses pengeringan yang cepat karena teraduk merata, menggunakan dua sumber energi yang berbeda. Sedangkan kelemahannya yaitu luas penampung pengeringan yang kecil dan terbatas pada pengeringan produk pertanian berbentuk padat.

Disamping berdasarkan pertimbangan – pertimbangan ekonomi, pemilihan alat pengering ditentukan oleh faktor – faktor berikut :

1. Kondisi bahan yang dikeringkan (bahan padat, yang dapat mengalir, pasta, suspensi)

2. Sifat – sifat bahan yang akan dikeringkan (misalnya apakah menimbulkan bahaya kebakaran, kemungkinan terbakar, ketahanan panas, kepekaan terhadap pukulan, bahya ledakan debu, sifat oksidasi).

3. Jenis cairan yang terkandung dalam bahan yang dikeringkan (air, pelarut organik, dapat  terbakar, beracun)

4. Kuantitas bahan yang dikeringkan

5. Operasi kontinu atau tidak kontinu.

metode pengeringan buatan dilakukan melalui pemberian panas yang relatif konstan terhadap bahan pangan atau biji-bijian, sehingga proses pengeringan dapat berlangsung dengan cepat dengan hasil yang maksimal. Dengan pengeringan buatan diharapkan kandungan air mula-mula sekitar 30 % akan turun sedemikian rupa hingga mencapai kadar air 12 – 16 %. Pengeringan buatan atau pengeringan mekanis dapat dilakukan dengan dua metode yaitu :

a. Pengeringan kontinyu/berkesinambungan (continuous drying), dimana pemasukan dan pengeluaran bahan berjalan terus menerus.

b. Pengeringan tumpukan (batch drying), bahan masuk ke alat pengering sampai pengeluaran hasil kering, kemudian baru dimasukkan bahan berikutnya.

Pada metode berkesinambungan, bahan bergerak melalui ruang pengering dan mengalami kontak dengan udara panas secara paralel atau berlawanan. Pada metode tumpukan terdapat tiga jenis yaitu :

(a) Pengeringan langsung (direct drying), bahan yang dikeringkan langsung berhubungan dengan udara yang dipanaskan.

(b)Pengeringan tidak langsung (indirect drying), udara panas berhubungan dengan bahan melalui perantara, umumnya berupa dinding-dinding atau tempat meletakkan bahan.  Bahan akan kontak dengan panas secara konduksi.

(c)Pengeringan beku (freeze drying), dalam hal ini bahan ditempatkan pada tempat hampa udara, lalu dialiri udara yang sangat dingin melalui saluran udara sehingga air bahan mengalami sublimasi yang kemudian dipompa ke luar ruang pendingin.

Cara pengeringan secara umum ke dalam empat golongan menurut suhu udara pengeringnya, yaitu :

a.Cara pengeringan dengan suhu sangat rendah (ultra low temperature drying system)

b.Cara pengeringan dengan suhu rendah (low temperature drying system)

c.Cara pengeringan dengan suhu tinggi (high temperature drying system)

d.Cara pengeringan dengan suhu sangat tinggi (ultra high temperature drying system). (Esmay dan Soemangat, 1973)

V. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum ini adalah:

1.         Pengeringan merupakan proses mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti.

2.        pengering hybrid merupakan pengering yang menggunakan dua atau lebih energy

3.        penggunakan pengering hybrid memiliki kelebihan berupa proses pengeringan yang cepat karena teraduk merata, tidak memerlukan tempat yang luas.

4.        pengering hybrid juga memiliki kelemahan yaitu luas penampung pengeringan yang kecil dan terbatas pada pengeringan produk pertanian berbentuk padat.

5.        .Mesin pengering hybrid mempunyai komponen utama terdiri atas kolektor yang juga berfungsi sebagai vortex, distributor, ruang pengering, hopper, tungku biomassa konveyor dan pneumatic

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Pengeringan. [online],(http://jut3x.multiply.com/journal/item/5/    Metode_Pengeringan, diakses   pada 14 november 2016.

Hardjosentono, dkk. 2009. Mesin-mesin Pertanian. Jakarta: Bumi Aksara.

.

LAMPIRAN