Drying

Drying merupakan salah satu proses pengambilan sejumlah cairan yang terkandung didalam suatu bahan (padatan) dengan menggunakan medium berupa gas atau udara yang dilewatkan melalui bahan tersebut sehingga kandungan cairan menjadi berkurang karena menguap (Badger,1955).

Drying banyak digunakan dalam berbagai macam industri, baik industri besar maupun kecil. Tujuan dari proses pengeringan ini berbeda antara lain adalah untuk mengawetkan suatu bahan, menghilangkan uap beracun, mengurangi biaya pengangkutan, membuat bahan dengan kandungan air tertentu, membunuh mikroorganisme dalam bahan dan memperingan bahan. Sebagian besar industri yang menghasilkan produk padatan menggunakan proses drying, antara lain : Industri pigmen, kertas, polymer, ceramik, kulit, kayu, dan makanan (McKetta,1983).

Proses pengeringan sangat erat hubungannya dengan alat pengering. Pemilihan alat pengering berdasarkan pertimbangan kondisi operasi, kebutuhan energi, biaya perawatan, hasil yang diinginkan, kapasitas, bahan yang diolah, jenis sumber energi alat, efisiensi energi serta pertimbangan-pertimbangan ekonomis (McKetta,1983)

Di industri alat-alat drying sangat berfariasi tergantung pada kebutuhan industri yang bersangkutan. Mekanisme transfer panas pada alat pengering dapat secara langsung ataupun tak langsung. Jenis-jenis alat pengering yang terdapat di industri dapat dilihat dilihat pada daftar berikut.

Pada percobaan ini dipakai bahan CaCO3 dan silinder kayu karena bahan tersebut murah dan mudah diperoleh. Pengeringan pada percobaan ini dilakukan secara kontinyu dengan kompresor. Kecepatan aliran udara pengering dijaga konstan dengan mengeset oven pada suhu 1100 C. Suhu oven diset pada 1100 C karena suhu tersebut lebih tinggi dari suhu didih air yaitu 1000 C. Semakin tinggi suhu medium pengering yang digunakan maka waktu pengeringan akan semakin cepat, akan tetapi untuk menghemat energi pada percoaan ini hanya digunakan suhu 1100 C.

Pada proses pengeringan cairan yang dapat diuapkan adalah cairan bebas. Cairan bebas yaitu cairan total dalam bahan dikurangi cairan kesetimbangan ( Perry, 1997 ). Cairan kesetimbangan adalah cairan yang terkandung dalam bahan yang setimbang dengan tekanan uap parsial dalam udara setelah bahan dikenai proses pengeringan yang cukup lama pada kondisi pengeringan konstan (Badger,1955). Cairan terikat (bound moisture) adalah kandungan cairan dari suatu bahan yang berkesetimbangan tekanan uap kurang dari kesetimbangan cairan murni pada temperatur yang sama. Apabila tetap dilakukan proses pengeringan maka akan terjadi kerusakan pada struktur bahan ( Perry, 1997). Cairan tak terikat (unbound moisture ) adalah kandungan cairan dalam suatu bahan yang berkesetimbangan tekanan uap yang sama dengan tekanan uap cairan murni pada temperatur yang sama (Treybal, 1981). Sedangkan yang disebut kandungan air kritis adalah kandungan air pada saat akir kecepatan pengeringan konstan (McKetta, 1983).

Gambar 1. Tipe-Tipe Kandungan Air (Treybal,1981)

            Pada proses pengeringan terjadi transfer panas dan transfer masa secara simultan. Pada proses transfer masa terjadi perpindahan massa air dari dalam  menuju ke permukaan bahn kemudian terjadi transfer massa antar fase dimana air akan mendifusi ke udara kering. Sedangkan pada proses transfer panas terjadi secara  konduksi didalam bahan dan transfer panas antar fase secara konveksi dan radiasi pada permukaan bahan yang dikeringkan.

Pada proses pengeringan dikenal adanya suhu bola basah (wet bulb temperature) dan suhu bola kering (dry bulb temperature). Suhu bola basah adalah suhu kesetimbangan dinamis dimana laju transfer panas ke permukaan oleh peristiwa radiasi dan konveksi setimbang dengan dengan laju transfer panas menjauhi permukaan. Suhu bola kering dari campuran udara uap adalah suhu dari campuran udara uap yang ditentukan dengan meletakkan termometer dalam campuran udara uap hingga mencapai keadaan setimbang atau lebih dikenal sebagai suhu lingkungan.

Kecepatan pengeringan suatu bahan dipengaruhi oleh sifat bahan dan kondisi operasi pengeringan. Sifat bahan meliputi luas permukaan bahan, kandungan cairan bahan, bentuk bahan, porositas bahan difusivitas air dalam bahan, viskositas dan rapat massa fluida. Kondisi operasi yang menjadi variable pengeringan terdiri dari kecepatan aliran gas pengering, suhu dan tekanan operasi, kelembaban udara, arah aliran udara pengering dan waktu pengeringan.

Pada suatu bahan yang dikenai proses pengeringan akan diperoleh data-data kandungan air (X) dan waktu peneringan (t) Hubungan antara kadar air dengan waktu pengeringan dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 2. Hubungan Antara kadar cairan (x) dan waktu (t) (Perry,1981)

            Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa kurva terdiri dari tiga bagian, atau apabila diamati menurut waktu terbagi atas tiga periode, yaitu penyesuaian awal (AB), periode kecepatan pengeringan konstan (BC) dan periode akhir pengeringan (CD).

Hubungan antara kandungan air (x) dan waktu (t) dapat dikembangkan menjadi perhitungan kecepatan pengeringan (N). Perhitungan dilakukan dengan menghitung garis singgung atau gradien pada periode waktu tertentu. Hubungan antara kecepatan pengeringan dengan kadar air dapat digambarkan  seperti pada gambar 3.

Gambar 3. Hubungan antara Kecepatan Pengeringan dan Kandungan Air (Treybal,1981)

Gambar 3 menunjukan bahwa pada umumnya kecepatan pengeringan suatu bahan terbagi dalam empat peroide, yaitu:

► Initial adjustment, yaitu periode awal dimana kecepatan pengeringan naik atau turun dengna cepat.

► Constan rate, yaitu periode dimana panas yang keluar dari sekeliling permukaan pengeringan sama dengan panas yang diserap bahan sehingga kecepatan pengeringa tetap.

► Unsaturated surface drying, yaitu periode dimana kecepatan pengeringan turun secara linier.

► Internal movement of moisture control, yaitu periode dimana kecepatan pengeringan turun secara tajam atau tidak beraturan (Tryball,1981)

Hubungan antara kecepatan pengeringan dengan waktu pengeringan dapat digambaran seperti gambar 4.

Gambar 4. Hubungan Kecepatan Pengeringan (N) dengan Waktu Pengeringan (t) (Perry,1984)

 

 

  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: