TK-40Z2 PENELITIAN Semester II − 2006/2007

Judul PENGERINGAN BAHAN PANGAN

Kelompok B.56.3.33 Garry Nathaniel (13003031) Meiti Pratiwi (13003056)

Pembimbing Dr. Danu Ariono

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

April 2007

LEMBAR PENGESAHAN TK-40Z2 PENELITIAN Semester II − 2006/2007

PENGERINGAN BAHAN PANGAN

Kelompok B.56.3.33

Garry Nathaniel (13003031) Meiti Pratiwi (13003056)

Catatan

Bandung, April 2007 Disetujui Pembimbing

Dr. Danu Ariono

B.56.3.33 i

TK-40Z2 PENELITIAN

Pengeringan Bahan Pangan

Kelompok B.56.3.33

Garry Nathaniel (13003031) dan Meiti Pratiwi (13003056)

Pembimbing

Dr. Danu Ariono

ABSTRAK

Pengeringan vakum adalah sistem pengeringan suatu bahan dengan memanfaatkan keadaan vakum. Pada keadaan vakum, titik didih moisture lebih rendah daripada titik didih pada keadaan atmosferik sehingga mempercepat waktu pengeringan dan menurunkan jumlah kandungan nutrisi yang rusak pada bahan yang dikeringkan akibat pengeringan. Metode pengeringan ini sesuai untuk bahan yang memiliki sensitivitas terhadap temperatur, salah satunya adalah bahan pangan. Pada pengeringan temperatur tinggi, kandungan vitamin dalam bahan pangan mudah terdegradasi dan rusak. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik pengeringan bahan pangan pada kondisi vakum, serta membandingkan karakteristik tersebut dengan karakteristik pengeringan pada kondisi atmosferik. Karakteristik pengeringan ini berguna untuk menentukan waktu pengeringan pada proses pengeringan batch dan menentukan ukuran pengering pada proses pengeringan pada temperatur rendah secara kontinu. Bahan pangan yang dikeringkan adalah wortel, cabe merah, dan daun bawang. Pengeringan dilakukan pada tekanan vakum (absolut 22 cmHg) dengan variasi temperatur 50, 55, dan 60 oC serta pada tekanan atmosferik pada temperatur 60 oC. Dari penelitian ini diperoleh bahwa karakteristik pengeringan vakum sama dengan karakteristik pengeringan atmosferik.

Kata kunci : pengeringan vakum, bahan pangan, dan krakteristik pengeringan

B.56.3.33 ii

TK-40Z2 FINAL RESEARCH PROJECT

Food Drying

Group B.56.3.33

Garry Nathaniel (13003031) and Meiti Pratiwi (13003056)

Advisor

Dr. Danu Ariono

ABSTRACT

Vacuum drying is a process of drying material by using vacuum condition. In vacuum, moisture’s boiling point is lower than in atmosferic condition so it will reduce drying time and preserve nutrition contents in material. This drying method is suitable for materials which have high temperature sensitivity, such as food. In high temperature drying, vitamin contents in food can be easily degraded and spoiled. This research is conducted in order to study the drying characteristics of food in vacuum condition and compare those characteristics to the characteristics in atmospheric condition. These drying characteristics are useful to determine drying time in batch drying process and to determine the size of dryer in low temperature continous drying. Carrots, chillies peppers, and scallions are the materials that will be dried. The drying operating condition pressure. Drying done in vacuum pressure (absolute 22 cmHg) with temperature variation of 50, 55, 60 oC, and at atmosferic pressure and temperature of 60 oC. This research resulting that vacuum drying has a similar characteristic with atmosferic drying. Key words: vacuum drying, food, drying characteristics

B.56.3.33 iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-

Nya sehingga penulisan laporan ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Laporan

ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah TK-40Z1 Penulisan Laporan

dan Seminar. Selain itu, penulisan laporan ini merupakan prasyarat untuk mengambil

mata kuliah TK-40Z2 Penelitian.

Selama menyusun laporan ini, penyusun mempelajari berbagai literatur, baik buku-buku

ilmiah, maupun internet (elektronik). Banyak kesulitan yang dihadapi dalam menyusun

laporan ini. Namun, penyusun juga telah mendapat dorongan, bimbingan, dan masukan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penyusun hendak

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Danu Ariono selaku dosen pembimbing, atas bimbingan dan bantuan yang

diberikan selama proses penelitian.

2. Dr. IDG Arsa Putrawan selaku dosen koordinator mata kuliah TK-40Z2

Penelitian, atas petunjuk dan arahan dalam proses penelitian.

3. Dr. Melia Laniwati G selaku kepala laboratorium Analis, atas izin dan

pengarahan dalam peminjaman ruangan dan alat.

4. Melli selaku asisten laboratorium Analis atas bantuan peminjaman alat dan

pengarahan selama pemakaian alat

5. Perpustakaan Teknik Kimia ITB, atas kesediannya meminjamkan buku-buku

ilmiah yang membantu dalam penyusunan laporan ini.

Penyusun menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran

bagi perbaikan laporan ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga laporan ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak.

Bandung, Maret 2007 Penyusun

B.56.3.33 iv

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN i

ABSTRAK ii

ABSTRACT iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan

1.4 Ruang Lingkup

1

1

2

4

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Perpindahan Panas pada Pengeringan

2.1.1 Pengeringan Konveksi

2.1.2 Pengeringan Kontak

2.1.3 Pengeringan Radiasi

2.2 Perpindahan Massa pada Pengeringan

2.2.1 Kandungan Air dalam bahan

2.2.2 Laju Pengeringan

2.3 Unjuk Kerja Pengeringan

2.4 Pengeringan Bahan Pangan

2.4.1 Tujuan Pengeringan Bahan Pangan

2.4.2 Keuntungan Pengeringan Bahan Pangan

2.4.3 Dasar-Dasar Pengeringan Bahan Pangan

5

5

6

6

7

7

8

11

14

15

15

15

16

B.56.3.33 v

2.4.4 Bahan Pangan yang Dapat Dikeringkan

2.4.5 Jenis Pengeringan Bahan Pangan

2.5 Pengeringan Beku (Freeze Drying)

2.6 Pengeringan Vakum (Vacuum Drying)

18

18

19

21

BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1 Metodologi

3.2 Pelaksanaan Percobaan

3.2.1 Bahan

3.2.2 Alat

3.2.3 Prosedur

3.2.3.1 Bagan Cara Kerja Penelitian

3.2.3.2 Cara Kerja Penelitian

3.2.4 Variabel Percobaan

3.3 Interpretasi Data

3.4 Jadwal

25

25

26

26

26

27

27

30

31

32

32

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 33

4.1 Penurunan Berat selama Pengeringan 33

4.1.1 Penurunan Berat Wortel selama Pengeringan 33

4.1.2 Penurunan Berat Cabe Merah selama Pengeringan 35

4.1.3 Penurunan Berat Daun Bawang selama Pengeringan 37

4.1.4 Pembahasan Penurunan Berat selama Pengeringan 39

4.2 Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun 40

4.2.1 Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun pada Wortel 41

4.2.2 Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun pada Cabe

Merah 43

4.2.3 Penentuan Laju Pengeringan Konstan dan Menurun pada Daun

Bawang 46

4.3 Penentuan Kandungan Air Kritik (X kritik) 48

4.3.1 Penentuan Kandungan Air Kritik (X kritik) pada Wortel 48

B.56.3.33 vi

4.3.2 Penentuan Kandungan Air Kritik (X kritik) pada Cabe Merah 50

4.3.3 Penentuan Air Kritik (X kritik) pada Daun Bawang 51

4.4 Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Fasa (hc) 53

4.4.1 Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) pada Wortel 53

4.4.2 Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) pada Cabe

Merah 55

4.4.3 Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) pada Daun

Bawang 57

4.4.4 Hubungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) dengan

Temperatur Pengeringan pada Pengeringan Vakum 59

4.4.5 Hubungan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (hc) dengan

Tekanan Pengeringan pada Temperatur Pengeringan 60 oC 60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 62

5.1 Kesimpulan 62

5.2 Saran 62

DAFTAR PUSTAKA 63

DAFTAR SIMBOL 64

LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN 65

B.56.3.33 vii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kemampuan sayuran untuk dikeringkan 18Tabel 3.1 Nilai tekanan dan temperatur uap air (steam table) 32Tabel 3.2 Jadwal tentatif kegiatan penelitian 32Tabel 4.1 Laju pengeringan konstan dan menurun pada wortel 43Tabel 4.2 Laju pengeringan konstan dan menurun pada cabe merah 45Tabel 4.3 Laju pengeringan konstan dan menurun pada daun bawang 48Tabel 4.4 Nilai kandungan air kritik untuk wortel 48Tabel 4.5 Nilai kandungan air kritik untuk cabe merah 50Tabel 4.6 Nilai kandungan air kritik untuk daun bawang 51Tabel 4.7 Penentuan hc untuk wortel 53Tabel 4.8 Penentuan hc untuk cabe merah 55Tabel 4.9 Penentuan hc untuk daun bawang 57Tabel 4.10 Nilai hc tiap sampel pada tekanan absolut 22 cmHg 59Tabel 4.11 Nilai a dan b tiap sampel pengeringan 60Tabel 4.12 Nilai hc tiap sampel pada temperatur pengeringan 60 oC 60Tabel 4.13 Nilai c dan d sampel pengeringan 61Tabel A.1 Data waktu dan berat wortel pada pengeringan vakum dan

temperatur 50 oC 65Tabel A.2 Data tekanan, panas laten dan saturated temperature 67

B.56.3.33 viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Kandungan air dalam bahan 10

Gambar 2.2 Kurva laju pengeringan 12

Gambar 2.3 Proses rekonstitusi pada freeze drying 20

Gambar 2.4 Triple point air 21

Gambar 2.5 Diagram fasa air 22

Gambar 2.6 Proses pengeringan 23

Gambar 3.1 Skema alat pengeringan vakum 26

Gambar 4.1 Penurunan berat wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan

temperatur 60 oC 33

Gambar 4.2 Penurunan berat wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan

temperatur 55 oC 34

Gambar 4.3 Penurunan berat wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan

temperatur 50 oC 34

Gambar 4.4 Penurunan berat wortel pada tekanan atmosferik dan temperatur

60 oC 35

Gambar 4.5 Penurunan berat cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan

temperatur 60 oC 35

Gambar 4.6 Penurunan berat cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan

temperatur 55 oC

36

Gambar 4.7 Penurunan berat cabe merah pada tekanan absolut 22 cmHg dan

temperatur 50 oC 36

Gambar 4.8 Penurunan berat cabe merah pada tekanan atmosferik dan

temperatur 60 oC 37

Gambar 4.9 Penurunan berat daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg

dan temperatur 60 oC 37

Gambar 4.10 Penurunan berat daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg

dan temperatur 55 oC 38

B.56.3.33 ix

Gambar 4.11 Penurunan berat daun bawang pada tekanan absolut 22 cmHg

dan temperatur 50 oC 38

Gambar 4.12 Penurunan berat daun bawang pada tekanan atmosferik dan

temperatur 60 oC 39

Gambar 4.13 Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk

wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC 41

Gambar 4.14 Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk

wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC 41

Gambar 4.15 Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk

wortel pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC 42

Gambar 4.16 Laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun untuk

wortel pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC 42

Gambar 4.17 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada

tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC 43

Gambar 4.18 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada

tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC 44

Gambar 4.19 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada

tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC 44

Gambar 4.20 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk cabe merah pada

tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC 45

Gambar 4.21 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang

pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 60 oC 46

Gambar 4.22 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang

pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 55 oC 46

Gambar 4.23 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang

pada tekanan absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC 47

Gambar 4.24 Laju pengeringan konstan dan menurun untuk daun bawang

pada tekanan atmosferik dan temperatur 60 oC 47

Gambar 4.25 Pengaruh temperatur terhadap kandungan air kritik untuk wortel

pada pengeringan vakum (tekanan absolut 22 cmHg) 49

B.56.3.33 x

Gambar 4.26 Pengaruh temperatur terhadap kandungan air kritik untuk cabe

merah pada pengeringan vakum (tekanan absolut 22 cmHg) 50

Gambar 4.27 Pengaruh temperatur terhadap kandungan air kritik untuk daun

bawang pada pengeringan vakum (tekanan absolut 22 cmHg) 52

Gambar 4.28 Hubungan hc terhadap temperatur untuk wortel pada tekanan

absolut 22 cmHg 54

Gambar 4.29 Hubungan hc terhadap tekanan untuk wortel pada temperatur

60 oC 54

Gambar 4.30 Hubungan hc terhadap temperatur untuk cabe merah pada

tekanan absolut 22 cmHg 56

Gambar 4.31 Hubungan hc terhadap tekanan untuk cabe merah pada

temperatur 60 oC 56

Gambar 4.32 Hubungan hc terhadap temperatur untuk daun bawang pada

tekanan absolut 22 cmHg 58

Gambar 4.33 Hubungan hc terhadap tekanan untuk daun bawang pada

temperatur 60 oC 58

Gambar 4.34 Pengaruh temperatur terhadap hc untuk berbagai sampel

pengeringan pada pengeringan vakum (tekanan absolut

22cmHg) 59

Gambar 4.35 Pengaruh tekanan terhadap hc untuk berbagai sampel

pengeringan pada temperatur pengeringan 60 oC 61

Gambar A.1 Laju pengeringan konstan pada wortel dengan kondisi tekanan

absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC 66

Gambar A.2 Laju pengeringan menurun pada wortel dengan kondisi tekanan

absolut 22 cmHg dan temperatur 50 oC 66

Gambar A.3 Pengaruh tekanan absolut terhadap panas laten air 68

Gambar A.4 Pengaruh tekanan absolut terhadap saturated temperature 68

B.56.3.33 xi