laporan semiar drying
TRANSCRIPT
LAPORAN SEMINAR
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
DRYING
D-2
Disusun Oleh
Safira Rachmania Anggriani/121130043
Tania Gita Junifardilla/121130044
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
YOGYAKARTA
2015
ii
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN SEMINAR
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
Disusun oleh
Safira Rachmania Anggriani 121130043
Tania Gita Junifardilla 121130044
Yogyakarta, Juni 2015
Disetujui
Asisten Pembimbing
Amanda Dhirgandini
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga makalah Praktikum Dasar Teknik
Kimiadapat tersusun dengan baik.
Laporan ini disusun sebagai tugas akhir dari Praktikum Dasar Teknik
Kimia, Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Yogyakarta. Penyusun
mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu
sehingga tersusunnya makalah ini:
1. Ir. Danang Jaya,MT selaku Kepala Laboratorium Praktikum Dasar Teknik
Kimia.
2. Amanda Dhirgandini selaku asisten pembimbing Praktikum Dasar Teknik
Kimia.
3. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini.
Penyusun juga mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan penyusunan laporan ini. Semoga laporan ini
dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca.
Yogyakarta, Juni 2015
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ ii
KATA PENGANTAR ................................................................................ iii
DAFTAR ISI ............................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ....................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. vi
DAFTAR LAMBANG ............................................................................... vii
INTISARI .................................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Tujuan Percobaan ................................................................................. 1
I.2 Latar Belakang ...................................................................................... 1
I.3 Tinjauan Pustaka ................................................................................... 1
I.4 Hipotesis.................................................................................................9
BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN
II.1 Alat dan Bahan Percobaan................................................................... 10
II.2 Rangkaian Alat Drying ........................................................................ 11
II.3 Cara Kerja ............................................................................................ 12
II.4 Bagan Alir ........................................................................................... 13
II.5 Analisa Perhitungan..............................................................................14
BAB III HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
III.1.Hasil Percobaan ................................................................................... 13
III.2.Pembahasan ......................................................................................... 15
BAB IV PENUTUP
IV.1 KESIMPULAN..................................................................................32
IV.2 KRITIK DAN SARAN......................................................................32
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 33
LAMPIRAN
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Data percobaan pengeringan silinder pejal ................................... 15
Tabel 2. Data percobaan pengeringan bola pejal ........................................ 16
Tabel 3.Data percobaan pengeringan silinder berlubang ............................ 17
Tabel 4. Kadar air (X) dankecepatan pengeringan (R) silinder pejal ........ 18
Tabel 5. Kadar air (X) dankecepatan pengeringan (R) bola pejal .............. 20
Tabel6. Kadar air (X) dankecepatan pengeringan (R) silinder
berlubang .................................................................................... 22
Tabel 7. Waktu pengeringan (t) dan kecepatan pengeringan (R) silinder
pejal ............................................................................................ 23
Tabel 8. Waktu pengeringan (t) dankecepatan pengeringan (R)
bola pejal .................................................................................... 25
Tabel 9. Waktu pengeringan (t) dan kecepatan pengeringan (R)
silinder berlubang ....................................................................... 26
Tabel 10. Waktu pengeringan (t) dankadar air (X) silinder pejal .............. 28
Tabel 11. Waktu pengeringan (t) dankadar air (X) bolapejal ..................... 29
Tabel12. Waktu pengeringan (t) dankadar air (X) silinder berlubang ........ 30
Tabel 13. Harga koefisien kecepatan pengeringan (KG) ............................. 31
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Alat pengering cawan ................................................................ 3
Gambar 2. Alat pengering rak hampa ......................................................... 4
Gambar 3. Alat pengering terowongan ....................................................... 5
Gambar 4. Kurva kadar air (X) dengan waktu pengeringan (t) .................. 6
Gambar5. Kurva kecepatan pengeringan (R) dengankadar air(X) .............. 7
Gambar 6. Kurva kecepatan pengeringan (R) dengan waktu (t) ................. 8
Gambar 7. Rangkaian alat drying................................................................ 11
Gambar 8. Kurva kadar air (X) dengan kecepatanpengeringan (R)
silinder pejal ........................................................................... 19
Gambar 9. Kurva kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R)
bola pejal ................................................................................ 21
Gambar 10. Kurva kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R)
silinder berlubang .................................................................. 23
Gambar 11. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kecepatan
pengeringan (R)silinder pejal ................................................. 24
Gambar 12. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kecepatan
pengeringan(R) bola pejal ...................................................... 26
Gambar 13. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kecepatan
pengeringan (R)silinder berlubang ........................................ 27
Gambar 14. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kadar air(X)
silinder pejal ........................................................................... 29
Gambar 15.Kurva waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X)
bola pejal ................................................................................ 30
Gambar 16. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X)
silinder berlubang .................................................................. 31
vii
DAFTAR LAMBANG
A = Luas permukaan aktif (cm2)
D = Diameter (cm)
KG = Koefisien kecepatan pengeringan (menit-1
)
Pa = Tekanan uap jenuh (gr/cm2)
Pai = Tekanan jenuh pada Twet(gr/cm2)
Pt = Tekanan total (atm)
R = Kecepatan pengeringan (gr/cm2.menit)
T = Tinggi silinder(cm)
t = Selang waktu(menit)
Wd = Berat konstan(gram)
Wn =Berat bahan sebelum dikeringkan(gram)
Wn+1 = Berat bahan setelah dikeringkan(gram)
Ya = Molal humidity(mol uap H2O / mol uap kering)
y’ = Kelembaban absolut (lb uap air / lb udara kering)
viii
INTISARI
Salah satu cara yang digunakan untuk menghasilkan suatu produk yang mempunyai
kandungan air yang diinginkan dalam indutri adalah dengan pengeringan (drying). Pengeringan
(drying) zat padat berarti pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair lain dari bahan padat, sehingga
mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai mencapai suatu nilai rendah
yang dapat diterima.
Pada percobaan ini menggunakan alat pengering, yaitu oven dan cara pemberian
panasnya adalah secara langsung. Operasi pengeringan terputus–putus (batch). Per o aan ini
menggunakan sampel kayu yang er entuk silinder pejal, ola pejal dan silinder erongga. Hal
pertama yang dilakukan adalah menim ang ahan padat asah se agai erat mula–mula,
kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu . Pada selang waktu 4 menit, bahan diambil
untuk di timbang sebagai berat setelah pengeringan. Caraini dilakukan berulang–ulang sampai
diperoleh berat konstan.
Dari percobaan pengeringan bahan padat silinder pejal diperoleh kadar air rata–rata (X)
0.22%, kecepatan pengeringan rata – rata 0,0001gram/cm2.menit, koefisien pengeringan
(KG)2.17435 x 10-5
menit-1
. Untuk bola pejal kadar air rata – rata (X) 0.178 %, kecepatan
pengeringan rata–rata 0.000523 gram/cm2.menit, koefisien pengeringan (KG) 1.4762x 10
-5 menit
-1.
Untuk silinder berlubang kadar air rata-rata (X) 0.0564 %, kecepatan pengeringan rata-rata
0.000075 gram/cm2, koefisien pengeringan (KG) 1,1762 x 10
-5 menit
-1. Dari hasil didapatkan
kesimpulan bahwa semakin lama waktu pengeringan yang dilakukan maka akan semakin
berkurang kadar air yang ada dalam bahan. Semakin lama waktu pengeringan, maka kecepatan
pengeringan akan semakin berkurang, dan semakin besar kadar air dalam bahan maka kecepatan
pengeringan akan semakin bertambah besar atau sebaliknya.
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1.Latar Belakang
Proses pengeringan zat padat merupakan salah satu operasi teknik kimia
yang paling banyak dijumpai di Industri terutama pada industri bahan makanan,
pada industri ini pengeringan bertujuan untuk pemurnian bahan yang dihasilkan
agar lebih awet, karena mikroba tidak dapat hidup dengan kondisi yang kering.
Selain itu, proses pengeringan meumudahkan dalam pengemasan.
Dalam mempelajari proses pengeringan perlu memperhatikan beberapa
yang harus dianggap sebagai satu kesatuan yaitu variasi bentuk dan ukuran bahan,
jenis bahan serta metode pemberian kalor yang diperlukan untuk penguapan. Dari
hal tersebut dapat ditentukan kondisi fisik bahan dan operasi.
Pengeringan adalah suatu usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar
air pada suatu bahan padat sampai dengan batas tertentu yang bertujuan untuk
proses pengawetan, dan tanpa merusak jaringan aslinya.
I.2. Tujuan Percobaan
Menentukan hubungan antara kadar air dalam bahan dengan waktu
pengeringan (X vs t). Menentukan hubungan antara kecepatan pengeringan
dengan waktu pengeringan (R vs t). Menentukan hubungan antara kecepatan
pengeringan dengaan kandungan air dalam bahan (R vs X) dan menentukan
koefisien kecepatan pengeringan (KG).
I.3. Tinjauan Pustaka
Transfer massa adalah gerakan molekul-molekul atau elemen fluida yang
disebabkan karena adanya suatu gaya pendorong. Beda konsentrasi , beda
tekanan, dan beda suhu merupakan gaya pendorong dalam proses transfer
massa(Hardjono,1989).
2
Pengeringan (drying) zat padat berarti pemisahan sejumlah kecil air atau
zat cair lain dari bahan padat, sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair
didalam padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima(McCabe, 1993).
Pengeringan merupakan suatu cara mengurangi kandungan air suatu bahan
dengan jalan memasukannya ke dalam alat pengering atau oven, sehingga terjadi
penguapan dari zat cair yang ada dalam bahan tersebut. Tidak semua pengeringan
dilakukan dengan oven(Treyball,1985).
Operasi pengeringan secara garis besar dapat dibagi ke dalam dua
golongan yaitu pengeringan terputus-putus (batch) dan pengeringan kontinyu. Di
dalam pengeringan terputus-putus, bahan yang dikeringkan berada pada suatu
tempat tertentu didalam alat pengering, sedangkan udara secara terus menerus
mengalir melaluinya dan menguapkan air dari bahan yang dikeringkan. Dalam
pengeringan kontinyu, baik bahan yang dikeringkan dan udara, keduanya
bergerak secara terus-menerus di dalam alat pengering.
Berdasarkan cara pemberian panas yang diperlukan untuk menguapkan
cairan dalam bahan yang dikeringkan, alat pengering terputus-putus dapat dibagi
menjadi 2 yaitu :
1. Alat pengering langsung, dimana panas diberikan dengan cara kontak
langsung antara gas panas dengan bahan yang dikeringkan. Sebagai contoh
dari alat pengering langsung adalah alat pengering cawan, dimana bahan
yang dikeringkan harus ditempatkan di atas cawan, gambar 1-1. Bahan-
bahan yang dapat dikeringkan dengan alat pengering ialah antara lain
kuwih saringan tekan dan bahan padat berbutir-butir. Alat pengering ini
mempunyai sebuah ruangan dimana cawan-cawan ditempatkan. Udara
panas akan mengalir antara cawan-cawan melintasi permukaan bahan
yangdikeringkan. Pengeringan semacam ini disebut pengeringan sirkulasi
melintang.
3
Gambar 1. Alat pengering cawan
2. Alat pengering tak langsung, dimana panas diberikan secara terpisah
dengan gas yang digunakan untuk mengangkut uap cairan. Sebagai contoh
dari alat pengering tak langsung ialah alat pengering rak hampa, seperti
terlihat pada gambar 1-2. Alat pengering ini mempunyai rak-rak yang
berongga dan selama bekerja rak-rak ini diisi dengan kukus atau air panas.
Pada bagian depan alat pengering ini pada kedua sisinya, terdapat manipol
B untuk mengeluarkan kondensat dan gas tak terembunkan. Manipol
dihubungkan dengan rak-rak oleh pipa-pipa C yang pendek. Bahan yang
dikeringkan ditempatkan pada cawan dan selanjutnya cawan-cawan ini
ditempatkan di atas rak-rak.Pintu ditutup dan ruangan alat pengering
dihampakan dengan menggunakan pompa hampa. Alat pengering ini
digunakan untuk mengeringkan bahan yang tidak tahan temperatur tinggi,
misalnya bahan-bahan farmasi atau bahan yang tidak boleh berkontak
dengan udara(Hardjono, 1989).
4
Gambar 2. Alat pengering rak hampa
Salah satu contoh alat pengering kontinyu yaitu alat pengering
terowongan. Alat pengeringan terowongan sesungguhnya adalah alat pengering
kereta, yang dikenakan kepada operasi pengeringan kontinyu, gambar 1-3. Pada
dasarnya alat pengering ini berupa terowongan yang relatif panjang, dimana
didalam terowongan ini kereta yang telah diisi dengan bahan yang akan
dikeringkan bergerak dan berkontak dengan arus gas panas. Waktu tinggal kereta
di dalam alat pengering ini harus cukup untuk menurunkan kandungan cairan zat
padat sampai harga yang diinginkan. Gerakan kereta dan gas dalam alat pengering
ini dapat searah atau berlawanan. Alat pengering terowongan ini biasanya
digunakan untuk mengerinngkan batu bata, bahan keramik, kayu dan bahan lain
yang harus dikeringkan dengan agak lambat namun jumlahnya relatif
besar(Hardjono, 1989).
5
Gambar 3. Alat pengering terowongan
Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pengeringan:
1. Luas Penampang (A), dimana semakin besar luas penampang maka
kecepatan pengeringan akan semakin kecilatau sebaliknya
2. Kelembaban (H), dimana semakin lembab udara di dalam ruang pengering
dan sekitarnya maka akan semakin lama proses pengeringan
3. Tekanan (P), jika proses pengeringan bahan dilakukan pada suhu konstan dan
tekanan diturunkan maka kecepatan penguapan lebih tinggi
4. suhu (T), semakin besar perbedaan suhu (antara medium pemanas dengan
bahan yang dikeringkan) maka akan semakin cepat proses pindah panas.
6
Dalam proses pengeringan dapat dibuat suatu kurva hubungan sebagai berikut :
a. Hubungan antara kadar air ( X ) dan waktu pengeringan ( t )
Gambar 4. Kurva kadar air ( X ) dengan waktu pengeringan (t)
Keterangan :
A’ :Daerah permukaan bagian atas yang basah
A – B :Periode yang terjadi setelah analisa pengeringan
B – C :Daerah bagian kecepatan yang konstan, setelah ditambah kelembabannya
C – D : Periode pengeringan mendekati jenuh
D – E : Daerah pada saat kecepatan pengeringan mulai menurun lebih cepat dari
sebelumnya.
E : Daerah dimana kadar air bahan padat sudah mendekati kandungan air
padakesetimbangan, setelah pengeringan dapat dihentikan dapat
dihentikan karena keadaan telah konstan.
Dari grafik dapat diketahui bahwa semakin lama waktu pengeringan(t) yang
dilakukan maka semakin berkurang kadar air (X) dalam suatu bahan.
b. Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) dengan kadar uap air ( X )
7
Gambar 5. Kurva kecepatan pengeringan (R) dengan kadar uap air (X)
Keterangan :
A – B : Kecepatan pengeringan mungkin naik atau turun tergantung kandungan
airnya
B : Kecepatan pengeringan konstan
B-C : Proses pngeringan terjadi, yaitu cairan yang terdapat dalam bahan padat
teruapkan
C – D : Periode dimana kadar air makin kecil
8
c. Hubungan antara kecepatan pengeringan (R) dengan waktu pengeringan
(T)
Gambar 6. Kurva hubungan antara kecepatan pengeringan (R) dengan waktu
pengeringan (t)
Keterangan :
A – B : Daerah laju pengeringan naik jika waktu ditingkatkan
B – C : Daerah kecepatan pengeringan konstan
C :Titik dimana kecepatan konstan berakhir dan kecepatan pengeringan
mulai turun
C – D :Kecepatan pengeringan turun drastis
Pada percobaan ini digunakan bahan padat yang berbentuk silinder pejal,
silinder berongga dan bola pejal.Pengeringan dilakukan dengan mangalirkan
udara panas secara langsung terhadap bahan padat dalam oven.
9
I.4 Hipotesis
1. Hubungan antara kadar air dalam bahan dengan waktu pengeringan
dimana semakin lama waktu pngeringan yang dilakukan maka akan
semakin berkurang kadar air dalam bahan.
2. Hubungan waktu pengeringan dengan kecepatan pengeringan dimana
semakin lama waktu pengeringan maka kecepatan pengeringan semakin
berkurang.
3. Hubungan kadar air dalam bahan dengan waktu pengeringan dimana
semakin besar kadar air dalam bahan maka kecepatan pengeringan akan
semakin bertambah besar waktu pengeringan atau sebaliknya.
Dimana dalam proses pengeringan terdapat beberapa faktor yang
mempengaruhi kecepatan pengeringan yaitu :
1. Luas Penampang (A), dimana semakin besar luas penampang
maka kecepatan pengeringan akan semakin kecilatau sebaliknya.
2. Kelembaban (H), dimana semakin lembab udara di dalam ruang
pengering dan sekitarnya maka akan semakin lama proses
pengeringan.
3. Tekanan (P), jika proses pengeringan bahan dilakukan pada suhu
konstan dan tekanan diturunkan maka kecepatan penguapan lebih
tinggi.
4. Suhu (T), semakin besar perbedaan suhu (antara medium pemanas
dengan bahan yang dikeringkan) maka akan semakin cepat proses
pindah panas.
10
BAB II
PELAKSANAAN PERCOBAAN
II.1. Alat dan Bahan Percobaan
II.1.1 Bahan Percobaan
a. Silinder pejal
b. Bola pejal
c. Silinder berongga
d. Air
11
II.1.2 Alat Percobaan
a. Neraca Ohaus
b. Penjepit
c. Stopwatch
d. Baskom
e. Lap basah
II.2. Rangkaian Alat Percobaan Pengeringan
7 1
2
5 6 3 4
Gambar 7. Rangkaian Alat Drying
Keterangan :
1. Oven
2. Tdry
3. Twet
4. Pompa vacum
12
5. Heater
6. Termostat
7. Termometer
II.3. Cara Kerja
Mengambil bahan yaitu silinder pejal, silinder berlubang dan bola pejal
yang terbuat dari kayu, lalu merendam bahan di dalam air selama 10 menit.
Setelah mengambil bahan tersebut kemudian ditimbang, dan mencatat beratnya
sebagai berat awal. Kemudian memanaskan oven hinga men apai suhu ˚ dan
menjaga suhu tetap konstan, lalu memasukkan bahan ke dalam oven dan
menghidupkan pompa vakum bersamaan dengan stopwatch. Setelah itu
mematikan pompa vakum setelah 4 menit dan mencatat Twet dan Tdry. Kemudian
mengeluarkan bahan dari oven lalu menimbangnya dan mengulangi percobaan
hingga mendapat berat bahan konstan.
13
II.4. Bagan Alir
Mengambil bahan yaitu silinder pejal, silinder berlubang,
dan bola pejal yang terbuat dari kayu
Merendam bahan di dalam air selama 10 menit
Mengambil bahan yaitu silinder pejal, silinder berlubang,
dan bola pejal yang terbuat dari kayu
Memanaskan oven hingga mencapai suhu 80C dan
menjaga suhu tetap konstan
Memasukkan bahan ke dalam oven, lalu menghidupkan
pompa vakum bersamaan dengan stopwatch.
Mematikan pompa vakum selama 4 menit, mencatat Twet
dan Tdry.
Mengeluarkan bahan dari oven lalu menimbangnya.
Mengulangi percobaan hingga mendapat berat bahan
konstan.
14
II. 5. Analisa Perhitungan
1. Kecepatan pengeringan (R)
R =
2. Kandungan air yang diuapkan
Xn =
. 100%
3. Koefisien kecepatan pengeringan
KG =
Pa = Ya.P
15
BAB III
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
III.1. Hasil Percobaan
1. Silinder Pejal
Berat mula-mula : 40.490 gr
Diameter : 3.303 cm
Tinggi : 9.4 cm
Suhu oven : 80 °C
Berat bahan basah : 40.92 gr
Tabel 1. Data percobaan pengeringan silinder pejal
N
o
Waktu(me
nit)
Berat
bahan(gra
m)
Twet(°
C)
Tdry(°
C)
R(gr/cm2.me
nit) X(%)
1 4 40,815 27 33 0,0002 0,79
2 8 40,715 28 35 0,0002 0,543
3 12 40,67 30 35 0,0002 0,432
4 16 40,605 27 36 0,0002 0,272
5 20 40,56 27 33 0,0002 0,161
6 24 40,54 27 32 0,0001 0,111
7 28 40,535 28 32 0,0001 0,099
8 32 40,5 27 32 0,0001 0,012
9 36 40,495 26 32 0,0001 0
10 40 40,495 27 35 0.00009 0
11 44 40.495 27 33 0.00008 0
16
2. Bola Pejal
Berat mula-mula : 60.61 gr
Diameter : 5.226 cm
Suhu oven : 80 °C
Berat bahan basah : 60.90 gr
Tabel 2. Data percobaan pengeringan bola pejal
No Waktu(m
enit)
Berat
bahan(g
ram)
Twet(
°C)
Tdry(
°C)
R(gr/cm2.meni
t) X(%)
1 4 60,89 27 33 2,9x10-5
0,4537
2 8 60,84 28 35 8,7x10-5
0,3712
3 12 60,82 30 35 7,8x10-5
0,3382
4 16 60,805 27 36 6,9x10-5
0,3135
5 20 60,79 27 33 6,4x10-5
0,2887
6 24 60,77 27 32 6,3x10-5
0,2557
7 28 60,67 28 32 9,6x10-5
0,0907
8 32 60,625 27 32 0,0001 0,0165
9 36 60,62 26 32 9,1x10-5
0,0082
10 40 60,615 27 35 8,3x10-5
0
11 44 60,615 27 33 7,6x10-5
0
12 48 60,615 29 32 6,9x10-5
0
17
3. Silinder Berlubang
Berat mula-mula : 100.18 gr
Diameter dalam : 0.725 cm
Diameter luar : 4.938 cm
Tinggi : 10.5 cm
Suhu oven : 80 °C
Berat bahan basah : 100.485 gr
Tabel 3.Data percobaan pengeringan silinder berlubang
No Waktu(men
it)
berat
bahan(gra
m)
Twet(°
C)
Tdry(°
C)
R(gr/cm2.men
it) X(%)
1 4 100,4 27 33 9,8x10-5
0,2166
2 8 100,29 28 35 0,00012 0,10481
3 12 100,28 30 35 8,1x10-5
0,09482
4 16 100,21 27 36 8,1x10-5
0,02495
5 20 100,2 27 33 6,9x10-5
0,00998
6 24 100,19 27 32 5,9x10-5
0
7 28 100,19 28 32 5,1x10-5
0
8 32 100,19 27 32 4,4x10-5
0
18
III.2. Pembahasan
A. Pengaruh kadar air (X) terhadap kecepatan pengeringan (R)
1. Silinder Pejal
Tabel 4. Hubungan kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R)
silinder pejal
No Kadar Air, X(x) Kecepatan Pengeringan, R(y)
1 0,79 0,0002
2 0,543 0,0002
3 0,432 0,0002
4 0,272 0,0002
5 0,161 0,0002
6 0,111 0,0001
7 0,099 0,0001
8 0,012 0,0001
19
9 0 0,0001
10 0 0.00009
11 0 0.00008
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air dalam
bahan (X) dengan kecepatan pengeringan (R) pada silinder pejal dengan
persamaan y = 0.000213x + 0.0000986.
Gambar 8. Hubungan kadar air (X) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder
pejal
Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) diatas,
terlihat bahwa semakin besar kadar air suatu bahan maka kecepatan
pengeringannya juga semakin cepat. Pada saat mula-mula, kadar air (X) tertentu
tetapi belum terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan sama dengan nol.
Setelah bahan dimasukkan ke dalam oven, terjadi penguapan sehingga kecepatan
pengeringan dapat dicari. Kecepatan pengeringan akan semakin menurun seiring
dengan berkurangnya kadar air dalam bahan hingga saat tertentu dimana
kandungan air dalam bahan sama dengan kandungan air dalam udara.
y = 0.0002x + 0.0001 R² = 0.9055
0
0.00005
0.0001
0.00015
0.0002
0.00025
0.0003
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Ke
cep
atan
pe
nge
rin
gan
Kadar air
Ydata
Yhitung
Linear (Ydata)
20
2. Bola Pejal
Tabel 5. Hubungan kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan
(R)bolapejal
No Kadar Air, X(x) Kecepatan Pengeringan, R(y)
1 0,4537 2,9x10-5
2 0,3712 8,7x10-5
3 0,3382 7,8x10-5
4 0,3135 6,9x10-5
5 0,2887 6,4x10-5
6 0,2557 6,3x10-5
7 0,0907 9,6x10-5
8 0,0165 0,0001
9 0,0082 9,1x10-5
10 0 8,3x10-5
11 0 7,6x10-5
12 0 6,9x10-5
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air dalam bahan (X)
dengan kecepatan pengeringan (R) pada bola pejal dengan persamaan y=-
0.0018x+0.00084.
21
Gambar 9. Hubungan kadar air (X) terhadapkecepatan pengeringan (R) bola
pejal
Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) di atas,
berdasarkan teori bahwa semakin besar kadar air suatu bahan maka kecepatan
pengeringannya juga semakin cepat. Hal tersebut disebabkan, zat padat yang
dikeringkan mempunyai temperatur yang lebih rendah daripada temperature
kesetimbangan dan kecepatan penguapanya akan naik selama temperatur
permukaannya naik sampai temperature kesetimbangan yang dicapai.
y = -0.0018x + 0.0008 R² = 0.993
0
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
0.0006
0.0007
0.0008
0.0009
0.001
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Ke
ceap
atan
pe
nge
rin
gan
Kadar air
y data
y hitung
Linear (y data)
22
3. Silinder Berlubang
Tabel 6. Hubungan kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R)
silinder berlubang
No Kadar Air, X(x) Kecepatan Pengeringan, R(y)
1 0,2166 9,8x10-5
2 0,10481 0,00012
3 0,09482 8,1x10-5
4 0,02495 8,1x10-5
5 0,00998 6,9x10-5
6 0 5,9x10-5
7 0 5,1x10-5
8 0 4,4x10-5
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air (X) dengan
kecepatan pengeringan (R) pada silinder berongga dengan persamaan
y=0.00023645x + 0.00061390.
23
Gambar 10. Hubungan kadar air (X) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder
berongga
Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) di atas,
terlihat bahwa semakin besar kadar air suatu bahan maka kecepatan
pengeringannya juga semakin cepat. Pada saat mula-mula, kadar air (X) tertentu
tetapi belum terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan sama dengan nol.
Setelah bahan dimasukkan ke dalam oven, terjadi penguapan sehingga kecepatan
pengeringan dapat dicari. Kecepatan pengeringan akan semakin menurun seiring
dengan berkurangnya kadar air dalam bahan hingga saat tertentu dimana
kandungan air dalam bahan sama dengan kandungan air dalam udara.
B. Pengaruh waktu pengeringan (t) dengankecepatan engeringan (R)
1. Silinder Pejal
Tabel 7. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan
(R) silinder pejal
No Waktu(x) Kecepatan Pengeringan, R(y)
1 4 0,0002
2 8 0,0002
3 12 0,0002
y = 0.0002x + 6E-05 R² = 0.5819
0
0.00002
0.00004
0.00006
0.00008
0.0001
0.00012
0.00014
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
Ke
cep
atan
[p
en
geri
nga
n
Kadar air
Ydata
Yhitung
Linear (Ydata)
24
4 16 0,0002
5 20 0,0002
6 24 0,0001
7 28 0,0001
8 32 0,0001
9 36 0,0001
10 40 0.00009
11 44 0.00008
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan
(t) dengan kecepatan pengeringan (R) untuk silinder pejal dengan persamaan
y=-0.000065 lnx+0.00034.
Gambar 11. Waktu pengeringan (t) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder
pejal
Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) terhadap waktu pengeringan (t)
pada silinder pejal terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka
kecepatannya akan semakin kecil. Pada saat t = 0 kecepatan pengeringan sama
y = 0.0003e-0.026x R² = 0.9923
0
0.00005
0.0001
0.00015
0.0002
0.00025
0.0003
0 10 20 30 40 50
Ke
cep
atan
pe
nge
rin
gan
Waktu pengeringan
Ydata
Yhitung
Expon. (Ydata)
25
dengan nol karena belum terjadi proses penguapan. Setelah bahan dimasukkan
dalam oven terjadi penguapan dimana kecepatan pengeringannya besar. Namun
semakin lama waktu pengeringan maka kecepatan pengeringan semakin kecil
disebabkan kandungan air dalam bahan berkurang sehingga kecepatan
pengeringannya juga menurun.
2. Bola Pejal
Tabel 8. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan
(R) bola pejal
No Waktu(x) Kecepatan Pengeringan, R(y)
1 4 2,9x10-5
2 8 8,7x10-5
3 12 7,8x10-5
4 16 6,9x10-5
5 20 6,4x10-5
6 24 6,3x10-5
7 28 9,6x10-5
8 32 0,0001
9 36 9,1x10-5
10 40 8,3x10-5
11 44 7,6x10-5
12 48 6,9x10-5
26
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan
(t) dengan kecepatan pengeringan (R) untuk bola pejal dengan persamaan y=
0.000392 ln x + (-0,000674)
Gambar 12. Waktu pengeringan (t) terhadapkecepatan pengeringan (R) bola pejal
Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) terhadap waktu pengeringan (t)
pada bola pejal, berdasarkan teori bahwa semakin lama waktu pengeringan maka
kecepatannya akan semakin kecil. Namun dari hasil perhitungan yang didapat,
semakin lama waktu pengeringan kecepatan pengeringan yang didapat semakin
naik, hal tersebut disebabkan karena kandungan air dalam bahan masih
banyak.Karena bahan bola pejal yang digunakan sudah berongga sehingga
mempengaruhi terhadap kecepatan pengeringan.
3. Silinder Berlubang
Tabel 9. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan
(R) silinder berlubang
No Waktu(x) Kecepatan Pengeringan, R(y)
1 4 9,8x10-5
2 8 0,00012
y = 6E-05e0.0103x R² = 0.2085
0
0.00002
0.00004
0.00006
0.00008
0.0001
0.00012
0 20 40 60
kece
pat
an p
en
geri
nga
n
waktu
y data
y hitung
Expon. (y data)
27
3 12 8,1x10-5
4 16 8,1x10-5
5 20 6,9x10-5
6 24 5,9x10-5
7 28 5,1x10-5
8 32 4,4x10-5
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan
(t) dengan kecepatan pengeringan (R) untuk silinder berongga dengan persamaan
Y=-0.000029lnx + 0.00015
Gambar 13. Waktu pengeringan(t) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder
berlubang
Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) terhadap waktu pengeringan (t)
pada silinder berongga terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka
kecepatannya akan semakin kecil. Namun, semakin lama waktu pengeringan
maka kecepatan pengeringan semakin kecil disebabkan kandungan air dalam
bahan berkurang sehingga kecepatan pengeringannya juga menurun.
C. Pengaruh waktu pengeringan (t) terhadap kadar air (X)
1. Silinder Pejal
y = 0.0001e-0.032x R² = 0.9287
0
0.0002
0.0004
0.0006
0.0008
0.001
0.0012
0.0014
0.0016
0 10 20 30 40
y data
y hitung
Expon. (y data)
28
Tabel 10. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X)
silinder pejal
Dari data diatas dapat dibuat
grafik hubungan antara waktu
pengeringan (t) dengan
kadar air (X) untuk silinder pejal
dengan persamaan y= -0,3507 ln x+ 1,2645
Gambar 14. Waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) silinder pejal
Hubungan waktu pengeringan ( t ) dengan kadar air ( X ) pada silinder
pejal, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin
y = -0.351ln(x) + 1.2643 R² = 0.9817
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50
Kad
ar a
ir
Waktu pengeringan
Ydata
Yhitung
Log. (Ydata)
No Waktu(x) Kadar air, X (y)
1 4 0,79
2 8 0,543
3 12 0,432
4 16 0,272
5 20 0,161
6 24 0,111
7 28 0,099
8 32 0,012
9 36 0
10 40 0
11 44 0
29
kecil.Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin berkurang
karena adanya transfer panas dan transfer massa antara air dalam bahan dengan
udara
2. Bola Pejal
Tabel 11. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kadar Air (X)
untukBola Pejal
Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t)
dengan kadar air (X) untuk bola pejal dengan persamaan y=-0,00215lnx + 0.0083
No Waktu(x) Kadar Air, X (y)
1 4 0,4537
2 8 0,3712
3 12 0,3382
4 16 0,3135
5 20 0,2887
6 24 0,2557
7 28 0,0907
8 32 0,0165
9 36 0,0082
10 40 0
11 44 0
12 48 0
30
Gambar 15. Waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) bola pejal
Hubungan waktu pengeringan ( t ) dengan kadar air ( X ) pada bola pejal,
terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin kecil.
Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin berkurang karena
adanya transfer panas dan transfer massa antara air dalam bahan dengan udara.
3. Silinder Berlubang
Tabel 12. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X)
silinder berlubang
No Waktu(x) Kadar Air, X (y)
1 4 0,2166
2 8 0,10481
3 12 0,09482
4 16 0,02495
5 20 0,00998
6 24 0
7 28 0
8 32 0
Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t)
dengan kadar air (X) untuk silinder berongga dengan persamaan y=-0.1070lnx +
0.3465.
y = -0.002ln(x) + 0.0083 R² = 0.8617
0
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0 20 40 60
kad
ar a
ir
waktu
y data
y hitung
Log. (y data)
31
Gambar 16. Waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) silinder berlubang
Hubungan waktu pengeringan ( t ) dengan kadar air ( X ) pada silinder
berlubang, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya
semakin kecil. Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin
berkurang karena adanya transfer panas dan transfer massa antara air dalam bahan
dengan udara.
D. Koefisien Kecepatan Pengeringan (KG)
Dengan mengetahui kecepatan rata-rata dan tekanan uap jenuhnya, maka
akan diperoleh koefisien kecepatan pengeringan (KG) sebagai berikut :
Tabel 13. Harga Koefisien Kecepatan Pengeringan (KG)
Sampel Harga Kɢ ( menitˉ¹)
Silinder berlubang 1,1762 x 10-5
Bola Pejal 1.4762x 10-5
Silinder pejal 2.17435 x 10-5
y = -0.107ln(x) + 0.3466 R² = 0.9403
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 10 20 30 40
kad
ar a
ir
waktu
Series1
Series2
Log. (Series1)
32
BAB IV
PENUTUP
IV.1 KESIMPULAN
1. Semakin lama waktu pengeringan yang dilakukan maka akan semakin
berkurang kadar air yang ada dalam bahan.
2. Semakin lama waktu pengeringan, maka kecepatan pengeringan akan
semakin berkurang.
3. Semakin besar kadar air dalam bahan maka kecepatan pengeringan akan
semakin bertambah besar atau sebaliknya.
4. Dari hasil percobaan diperoleh harga-harga sebagai berikut
Tabel 14. Hasil Percobaan dari Data Perhitungan
Sampel A (cm2) Xrata-rata
(%)
R rata-rata
(gram/cm.mnt)
KG (menit-1
)
Silinder
pejal 114,6197 0,22 0,0001
1,1762 x
10-5
Bola pejal 85,7568 0,178 7,5x10
-5
1.4762x 10-
5
Silinder
berlubang 211,5915 0,0564 7,5x10
-5
2.17435 x
10-5
IV.2 KRITIK DAN SARAN
1. Kritik: Alat yang tersedia kurang memadai, terutama pada
timbangan atau neraca analitik, serta alat yang tidak berfungsi
dengan baik.
2. Saran : Semoga Laboratorium Praktikum Dasar Teknik Kimia
kedepannya lebih baik lagi, terutama dalam ketersediaan alat dan
fungsi alat tersebut, sehingga praktikum dapat berjalan dengan baik.
33
DAFTAR PUSTAKA
Hardjono,Ir,19 9, “Operasi Teknik Kimia II”, edisi ke-1, hal. 192-240,
Universitas GadjahMada, Yogyakarta
M a e,W.L.,Smith,J. .,and Harriot, P.,1993,”Operasi Teknik Kimia”,
Jilid 2, edisi 4, hal 204,249-267, Erlangga, Jakarta
Perry,R,H,19 4,” hemi al Engineer’s Hand ook”,6th ed, M Graw Hill
Book Company,Inc,New York
Trey al, R.E, 19 1,”Mass Transfer Operation”,4th ed, p.66 , M Graw
Hill BookCompany,Tokyo
LAMPIRAN
Perhitungan
A. Hubungan kadar air (x) dengan kecepatan pengeringan (R)
1) Silinder Pejal
Berat mula-mula (Wn) : 40,92 gr
Diameter (D) : 3,303 cm
Tinggi (L) : 9,4 cm
A =
= 3.14 . 3.303 cm . 9.4 cm + ½ . 3.14 . (3.303)2
= 114,6197 cm2
R =
=
= 0,0002 gr/cm2.menit
X =
. 100%
=
. 100%
= 0,79%
Dengan cara yang sama, maka didapat hasil sebagai berikut :
Tabel 1. Data kecepatan pengeringan (R) dan kadar air (X) silinder pejal
N
o
Waktu(me
nit)
Berat
bahan(gra
m)
Twet(°
C)
Tdry(°
C)
R(gr/cm2.me
nit) X(%)
1 4 40,815 27 33 0,0002 0,79
2 8 40,715 28 35 0,0002 0,543
3 12 40,67 30 35 0,0002 0,432
4 16 40,605 27 36 0,0002 0,272
5 20 40,56 27 33 0,0002 0,161
6 24 40,54 27 32 0,0001 0,111
7 28 40,535 28 32 0,0001 0,099
8 32 40,5 27 32 0,0001 0,012
9 36 40,495 26 32 0,0001 0
10 40 40,495 27 35 0.00009 0
11 44 40.495 27 33 0.00008 0
Tabel 2. Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R)
silinder pejal
No X(x) R(y) Xy x2
1 0,79 0,0002 0,0002 0,624449
2 0,543 0,0002 0,0001 0,29515
3 0,432 0,0002 8x10-5
0,186755
4 0,272 0,0002 5x10-5
0,073787
5 0,161 0,0002 3x10-5
0,025765
6 0,111 0,0001 2x10-5
0,012349
7 0,099 0,0001 1x10-5
0,009757
8 0,012 0,0001 1x10-6
0,000152
9 0 0,0001 0 0
10 0 9x10-5
0 0
11 0 8x10-5
0 0
Σ 2,42 0,0016 0,0005 1,228
Dengan metode Least-Square =
Y = ax + b
Σy = aΣx + n
Σxy = aΣx + Σx
Sehingga,
0.0016 = 2,42a + 11b x2,42
0.0005 = 1,228a + 2,42b x11
3,872x10-3
= 5,8564a + 26,62b
5,5x10-3
= 13,508a + 26,62b _
-1,63x10-3
= -7,6516a
a = 2,13x10-4
0.0016 = 2,42(2,13x10-4
) + 11b
5,1546.10-3
= 11b
b = 9,86x10-5
Maka diperoleh persamaan :
y = (2x10-4
)x + (9,86x10-5
)
Untuk data pertama dengan x=0,79
y hitung = (2x10-4
)(0,79) + (9,86x10-5
)
= 0.0003
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 16.548 %
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 3. Data R hitung dan % kesalahan silinder pejal
No X(x) R(y data) Y hitung %kesalahan
1 0,79 0,0002 0,0003 16,548
2 0,543 0,0002 0,0002 4,1363
3 0,432 0,0002 0,0002 4,8899
4 0,272 0,0002 0,0002 8,9103
5 0,161 0,0002 0,0001 15,443
6 0,111 0,0001 0,0001 11,487
7 0,099 0,0001 0,0001 0,2687
8 0,012 0,0001 0,0001 11,597
9 0 0,0001 1x10-4
4,2696
10 0 9x10-5
1x10-4
6,3671
11 0 8x10-5
1x10-4
17,004
Σ 100,92
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 100,92%
11
= 9,1746%
2) Bola Pejal
Berat mula-mula (Wn) : 60.9 gr
Diameter (D) : 5.226 cm
A =
= 3.14 (5.4cm)2
= 85,7568 cm2
R =
=
= 0.00002 gr/cm2.menit
X =
. 100%
=
. 100%
= 0.4537%
Dengan cara yang sama, maka didapat hasil sebagai berikut :
Tabel 4. Data kecepatan pengeringan (R) dan kadar air (X) bola pejal
No
Berat
bahan(gram
)
Twet(°
C)
Tdry(°
C) R(gr/cm
2.menit) X(%)
1 60,89 27 33 2,9x10-5
0,4537
2 60,84 28 35 8,7x10-5
0,3712
3 60,82 30 35 7,8x10-5
0,3382
4 60,805 27 36 6,9x10-5
0,3135
5 60,79 27 33 6,4x10-5
0,2887
6 60,77 27 32 6,3x10-5
0,2557
7 60,67 28 32 9,6x10-5
0,0907
8 60,625 27 32 0,0001 0,0165
9 60,62 26 32 9,1x10-5
0,0082
10 60,615 27 35 8,3x10-5
0
11 60,615 27 33 7,6x10-5
0
12 60,615 29 32 6,9x10-5
0
Tabel 5. Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) bola
pejal
No X(x) R(y) xy x2
1 0,4537 2,9x10-5
9x10-6
0,2058
2 0,3712 8,7x10-5
6x10-5
0,1378
3 0,3382 7,8x10-5
7x10-5
0,1144
4 0,3135 6,9x10-5
9x10-5
0,0983
5 0,2887 6,4x10-5
9x10-5
0,0834
6 0,2557 6,3x10-5
1x10-4
0,0654
7 0,0907 9,6x10-5
6x10-5
0,0082
8 0,0165 0,0001 1x10-5
0,0003
9 0,0082 9,1x10-5
7x10-6
7x10-5
10 0 8,3x10-5
0 0
11 0 7,6x10-5
0 0
12 0 6,9x10-5
0 0
Σ 2,1364 0,00627 5x10-4
0,7136
Dengan metode Least-Square =
Y = ax + b
Σy = aΣx + n
Σxy = aΣx + Σx
Sehingga,
0.00627 = 2,1364a + 12b x 2,1364
0.0005 = 0,7136a + 2,1364b x 12
0.0134 = 4,5642a + 25,6368b
0.006 = 8,5632a + 25,6368b _
0,0074 = -3,999a
a = -0,0018
0.00627 = 2,1364(-0,0018) + 12b
-2,4.10-5
= 12b
b = 0.00084
Maka diperoleh persamaan :
y =- 0.0018x+0.00084
Untuk data pertama dengan x=0,4537
Y hitung = -0.0018(0,4537) + 0.00084 = 0.000023
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 16.85%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut :
Tabel6. Data R hitung dan % kesalahan bola pejal
No X(x) R(y) Y hitung %kesalahan
1 0,4537 0,00002 2x10
-5 16,85226
2 0,3712 0,00017 0,0002 1,087384
3 0,3382 0,0002 0,0002 15,6199
4 0,3135 0,0003 0,0003 8,072259
5 0,2887 0,00032 0,0003 0,102079
6 0,2557 0,0004 0,0004 5,070527
7 0,0907 0,00067 0,0007 0,996133
8 0,0165 0,0008 0,0008 1,288048
9 0,0082 0,0009 0,0008 8,316423
10 0 0,00083 0,0008 1,204819
11 0 0,00083 0,0008 1,204819
12 0 0,00083 0,0008 1,204819
Σ 61,01947
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 61,01947%
12
= 5,084%
3) Silinder berlubang
Berat mula-mula (Wn) : 100,485 gr
Diameter dalam (D2) : 0,725 cm
Diameter luar (D1) : 4,938 cm
Tinggi (t) : 9,7 cm
A =
= ((
) (
) ) (
)
= 211,5915cm²
R =
=
= 9,8E-05 gr/cm2.menit
X =
. 100%
=
. 100%
= 0,2166%
Dengan cara yang sama, maka didapat hasil sebagai berikut :
Tabel 7. Data kecepatan pengeringan (R) dan kadar air (X) silinder
berlubang
No Waktu(meni
t)
Berat
bahan(gra
m)
Twet(°
C)
Tdry(°
C)
R(gr/cm2.men
it)
X(%)
1 4 100,4 27 33 9,8x10-5
0,2166
2 8 100,29 28 35 0,00012 0,10481
3 12 100,28 30 35 8,1x10-5
0,09482
4 16 100,21 27 36 8,1x10-5
0,02495
Tabel 8. Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R)
silintabder berongga
No X(x) R(y) xy X2
1 0,2166 9,8x10-5
2x10-5
0,0469
2 0,1048 0,00012 1x10-5
0,011
3 0,0948 8,1x10-5
8x10-6
0,009
4 0,025 8,1x10-5
2x10-6
0,0006
5 0,01 6,9x10-5
7x10-7
1x10-4
6 0 5,9x10-5
0 0
7 0 5,1x10-5
0 0
8 0 4,4x10-5
0 0
Σ 0,4512 0,0006 4x10-5
0,0676
Dengan metode Least-Square =
Y = ax + b
Σy = aΣx + n
Σxy = aΣx + Σx
Sehingga,
0.0006 = 0,4512a + 8b x 0,4512
0.00004 = 0.0676a + 0.4512b x 8
5 20 100,2 27 33 6,9x10-5
0,00998
6 24 100,19 27 32 5,9x10-5
0
7 28 100,19 28 32 5,1x10-5
0
8 32 100,19 27 32 4,4x10-5
0
0,000271 = 0,2036a + 3,6096b
0,00032 = 0,5408a + 3,6096b _
-0.0,00004928 = 0,3372a
a = -0,000146
0.0006 = 0,4512(-0,000146) + 8b
0,0006659 = 8b
b = 0.0000832
Maka diperoleh persamaan :
y = -0,000146x + 0,0000832
Untuk data pertama dengan x=0,2166
Y hitung = -0,000146(0,2166) + 0,0000832
= 0.000052
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 47,407%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 9. Data R hitung dan % kesalahan silinder berongga
No X(x) R(y data) Y hitung %kesalahan
1 0,2166 9,8x10
-5 5,2x10
-5 47,407
2 0,1048 0,00012 6,8x10
-5 41,06
3 0,0948 8,1x10
-5 6,9x10
-5 14,097
4 0,025 8,1x10
-5 8x10
-5 2,0595
5 0,01 6,9x10
-5 8,2x10
-5 19,283
6 0 5,9x10
-5 8,3x10
-5 40,835
7 0 5,1x10
-5 8,3x10
-5 64,308
8 0 4,4x10
-5 8,3x10
-5 87,78
Σ 316,83%
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 316,83%
8
= 39,60%
B. Hubungan antara waktu (t) dengan kecepatan pengeringan (R)
1) Silinder pejal
Tabel 10. Data hubungan waktu (t) dengan kecepatan pengeringan (R)
silinder pejal
No Waktu(x) R(y) ln x y ln x (ln x)2
1 4 0,0002 1,3863 0,0003 1,9218
2 8 0,0002 2,0794 0,0005 4,3241
3 12 0,0002 2,4849 0,0005 6,1748
4 16 0,0002 2,7726 0,0005 7,6872
5 20 0,0002 2,9957 0,0005 8,9744
6 24 0,0001 3,1781 0,0004 10,1
7 28 0,0001 3,3322 0,0004 11,104
8 32 0,0001 3,4657 0,0004 12,011
9 36 0,0001 3,5835 0,0004 12,842
10 40 0.00009 3,6889 0,0003 13,608
11 44 0.00008 3,7842 0,0003 14,32
Σ 264 0,0016 32,752 0,0044 103,07
Dengan metode Least-Square =
Y = a lnx + b
Σy = aΣ lnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σ lnx
Sehingga,
0.0016 = 32,752a + 11b x 32,752
0,0044 = 103,07a + 32,752b x11_____
0.0052 = 1072,69a +360,272b
0.0484 = 1133,77a + 360,272b _
0.004 = -61,08a
a = -0,000065
0.0016 = 32,752(-0,000065) + 11b
0,00373 = 11b
b = 0.00034
Maka diperoleh persamaan :
Y = -0.000065 lnx + 0.00034
Untuk data pertama dengan x=4
Y hitung = -0.000065 (1,3863) + 0.00034
=0,0002
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 0.15%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut
Tabel11. Data hubungan R hitung dan %kesalahan silinder pejal
No Waktu(x) R(y data) Y hitung %kesalahan
1 4 0,00023 2x10-4
9,1226
2 8 0,00022 2x10-4
8,5552
3 12 0,00018 2x10-4
1,9335
4 16 0,00017 2x10-4
7,1036
5 20 0,00016 1x10-4
7,4666
6 24 0,00014 1x10-4
3,3141
7 28 0,00012 1x10-4
2,8389
8 32 0,00012 1x10-4
0,2372
9 36 0,0001 1x10-4
3,9527
10 40 9,3E-05 1x10-4
8,1152
11 44 8,4E-05 9x10-5
11,539
Σ 64,179
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 64,179%
11
= 5,8345%
2) Bola pejal
Tabel12. Data hubungan waktu (t) dengan kecepatan pengeringan (R)
bola pejal
No Waktu(x) R(y) ln x y ln x (ln x)2
1 4 0,00002 1,3863 3x10-5
1,9218
2 8 0,00017 2,0794 0,0004 4,3241
3 12 0,0002 2,4849 0,0005 6,1748
4 16 0,0003 2,7726 0,0008 7,6872
5 20 0,00032 2,9957 0,001 8,9744
6 24 0,0004 3,1781 0,0013 10,1
7 28 0,00067 3,3322 0,0022 11,104
8 32 0,0008 3,4657 0,0028 12,011
9 36 0,0009 3,5835 0,0032 12,842
10 40 0,00083 3,6889 0,0031 13,608
11 44 0,00083 3,7842 0,0031 14,32
12 48 0,00083 3,8712 0,0032 14,986
Σ 312 0,00627
36,623 0,0216 118,05
Dengan metode Least-Square =
Y = a lnx + b
Σy = aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx
Sehingga,
0.00627 =36,623a + 12b x 36,623
0.0216 = 118,05a + 36,623b x 12_
0.2296 = 1341,24a +439,476b
0,2592 = 1416,6a + 439,476b _
-0,0296 = -75,36a
a = 0,000392
0,00627 = 36,623(0,000392) + 12b
-0,00809 = 12b
b =-0,000674
Maka diperoleh persamaan :
Y = 0,000392 lnx + (-0.000674)
Untuk data pertama dengan x=4
Y hitung = 0,000392(1.3863) + (-0.000674)
= 0.00006
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 114.2158%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut
Tabel13. Data hubungan R hitung dan %kesalahan bola pejal
No Waktu(x) R(y data) Y hitung %kesalahan
1 4 2.9x10-5
6x10-5
114.2158
2 8 8.7x10-5
6x10-5
25.68061
3 12 7.8x10-5
7x10-5
12.97853
4 16 6.9x10-5
7x10-5
1.695869
5 20 6.4x10-5
7x10-5
14.26574
6 24 6.3x10-5
8x10-5
20.75869
7 28 9.6x10-5
8x10-5
17.11948
8 32 0.0001 8x10-5
17.54607
9 36 9.1x10-5
9x10-5
5.17774
10 40 8.3x10
-5 9x10
-5 7.733989
11 44 7.6x10
-5 9x10
-5 23.34377
12 48 6.9x10
-5 1x10
-4 40.0482
Σ 300.5645
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 300.5645%
12
= 25.047%
3) Silinder berlubang
Tabel14. Data hubungan waktu (t) dengan kecepatan pengeringan (R)
silinder berlubang
No Waktu(x) R(y) ln x y lnx (ln x)2
1 4 9,8x10-5
1.3863 0.0004 1.9218
2 8 0,00012 2.0794 0.0009 4.3241
3 12 8,1x10-5
2.4849 0.001 6.1748
4 16 8,1x10-5
2.7726 0.0013 7.6872
5 20 6,9x10-5
2.9957 0.0014 8.9744
6 24 5,9x10-5
3.1781 0.0014 10.1
7 28 5,1x10-5
3.3322 0.0014 11.104
8 32 4,4x10-5
3.4657 0.0014 12.011
Σ 144 0.0006 21.695 0.00152 62.297
Dengan metode Least-Square =
Y = a lnx + b
Σy = aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx
Sehingga,
0.0006 =21.695a + 12b x 21.695
0.00152 = 62.297a + 21.695b ____ x12__
0.0130 = 470.6730a +260.34b
0.01824 = 747.564a + 260.3b _
-0.00524 = -276.891a
a = -2.9364x10-5
0.0006 = 21.695(-0.000029364) + 12b
b =1.5438x10-4
Maka diperoleh persamaan :
Y = -0.000029364lnx + 0.00015438
Untuk data pertama dengan x=4
Y hitung = -0.000029364 (1.3863) + 0.00015438
=0.000114
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 15.91%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut :
Tabel15. Data hubungan R hitung dan %kesalahan silinder berongga
No Waktu(x) R(y data) Y hitung %kesalahan
1 4 9,8x10-5
0.00014 15.91
2 8 0,00012 9x10-5
19.00928
3 12 8,1x10-5
8x10-5
0.913249
4 16 8,1x10-5
7x10-5
13.82455
5 20 6,9x10-5
7x10-5
3.689386
6 24 5,9x10-5
6x10-5
3.256652
7 28 5,1x10-5
6x10-5
10.59182
8 32 4,4x10-5
5x10-5
17.36275
Σ 84.895
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 84.895%
8
= 10.34%
C. Hubungan antara waktu (t) dengan kadar air (X)
1) Silinder pejal
Tabel16. Data hubungan waktu (t) dengan kadar air (X) silinder pejal
No Waktu(x)
Kadar
air(y) ln x y lnx (ln x)2
1 4 0,79022 1,3863 1,0955 1,9218
2 8 0,54328 2,0794 1,1297 4,3241
3 12 0,43215 2,4849 1,0739 6,1748
4 16 0,27164 2,7726 0,7531 7,6872
5 20 0,16051 2,9957 0,4809 8,9744
6 24 0,11113 3,1781 0,3532 10,1
7 28 0,09878 3,3322 0,3291 11,104
8 32 0,01235 3,4657 0,0428 12,011
9 36 0 3,5835 0 12,842
10 40 0 3,6889 0 13,608
11 44 0 3,7842 0 14,32
Σ 264 2,420 32,752 5,2581 103,07
Dengan metode Least-Square =
Y = a lnx + b
Σy = aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx
Sehingga,
2,42 =32,752a + 11b x 32,752
5,2581 = 103,07a + 32,752b x 11_____
79,260 = 1072,69a+360,272b
57,839 = 1133,77a + 360,272b -
21,421 = -61,08a
a = -0,3507
2,42 =32,752 (-0,3507) + 11b
13,91 = 11b
b =1,2645
Maka diperoleh persamaan :
Y = -0,3507lnx + 1,2645
Untuk data pertama dengan x=4
Y hitung = -0,3507(1,3863)+ 1,2645
= 0,778
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 1,5052%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 17. Data kadar air hitung dengan %kesalahan silinder pejal
No Waktu(x) Kadar
air(y)
Y hitung %kesalahan
1 4 0,79022 0,778 1,5052
2 8 0,54328 0,535 1,4794
3 12 0,43215 0,393 9,0498
4 16 0,27164 0,292 7,5524
5 20 0,16051 0,214 33,257
6 24 0,11113 0,15 34,944
7 28 0,09878 0,096 2,9178
8 32 0,01235 0,049 297,4
9 36 0 0,008 0
10 40 0 -0,03 0
11 44 0 -0,06 0
Σ 388,1
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 388,1%
11
=35,282%
2) Bola pejal
Tabel 18. Data hubungan waktu (t) dengan kadar air (X) bola pejal
No Waktu(x) kadar air(y) ln x y lnx (ln x)2
1 4 0.0045 1.3863 0.0063 1.9218
2 8 0.0037 2.0794 0.0077 4.3241
3 12 0.0034 2.4849 0.0084 6.1748
4 16 0.0031 2.7726 0.0087 7.6872
5 20 0.0029 2.9957 0.0086 8.9744
6 24 0.0026 3.1781 0.0081 10.1
7 28 0.0009 3.3322 0.003 11.104
8 32 0.0002 3.4657 0.0006 12.011
9 36 8E-05 3.5835 0.0003 12.842
10 40 0 3.6889 0 13.608
11 44 0 3.7842 0 14.32
12 48 0 3.8712 0 14.986
Σ 312 0.0214 36.623 0.0518 118.05
Dengan metode Least-Square =
Y = a lnx + b
Σy = aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx
Sehingga,
0.0214 =36.623a + 12b x 36.623
0.0518` = 118.05a + 36.623b ______x 12_
0.7837 = 1341.2441a + 439.476b
0.6216 = 1416.6a + 439.476b _
0.1621 = -75.3559a
a = -0.00215
0.0214 =36.623(-0.00215) + 12b
0.10014 = 12b
b =0.00834
Maka diperoleh persamaan :
Y = -0.00215lnx + 0.00834
Untuk data pertama dengan x=4
Y hitung = -0.00215(1.3863) + 0.00834
= 0.0054
% kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 18.132%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 19. Data kadar air hitung dengan %kesalahan bola pejal
No Waktu(x) kadar air(y) Y hitung %kesalahan
1 4 0.0045 0.0054 18.132
2 8 0.0037 0.0039 4.2363
3 12 0.0034 0.003 11.371
4 16 0.0031 0.0024 24.106
5 20 0.0029 0.0019 34.218
6 24 0.0026 0.0015 41.059
7 28 0.0009 0.0012 29.579
8 32 0.0002 0.0009 43.867
9 36 8x10-5
0.0006 67.034
10 40 0 0.0004 0
11 44 0 0.0002 0
12 48 0 2x10-5
0
Σ 273.6
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 273.6%
12
= 22.8%
3) Silinder berlubang
Tabel 20. Data hubungan waktu (t) dengan kadar air (X) silinder berlubang
No Waktu(x)
Kadar
air(y) ln x y lnx (ln x)2
1 4 0,2166 1,3863 0.3003 1.9218
2 8 0,10481 2,0794 0.2179 4.3241
3 12 0,09482 2,4849 0.2356 6.1748
4 16 0,02495 2,7726 0.0692 7.6872
5 20 0,00998 2,9957 0.0299 8.9744
6 24 0 3,1781 0 10.1
7 28 0 3,3322 0 11.104
8 32 0 3,4657 0 12.011
Σ 144 0,45117 21,695 0.8529 62.297
Dengan metode Least-Square =
Y = a lnx + b
Σy = aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx
Sehingga,
0.45117 = 21.695a + 8b x 21.695
0.8539 = 62.297a + 21.695b _ x 8
9.7881 = 470.673a +173.56b
6.8312 = 498.376a + 173.56b _
2.9569 = -27.703a
a = -0.1070
0.45117 = 21.695(-0.1070) + 8b
2.7725 = 8b
b = 0.3465
Maka diperoleh persamaan :
Y = -0.1070lnx + 0.3465
Untuk data pertama dengan x=4
Y hitung = -0.1070(1.3863) + 0.3465
= 0.198167
%kesalahan =
|x 100%
=|
|x 100%
= 8.49%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut :
Tabel21. Data kadar air hitung dengan %kesalahan silinder berongga
No Waktu(x) Kadar air(y) Y hitung %Kesalahan
1 4 0.2166 0.1982 8.494622
2 8 0.10481 0.124 18.31371
3 12 0.09482 0.0806 15.00094
4 16 0.02495 0.0498 99.56852
5 20 0.00998 0.0259 159.4792
6 24 0 0.0064 0
7 28 0 -0.0101 0
8 32 0 -0.0243 0
Σ 300.8569
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan
n
= 300.8569%
8
= 37.60712%
D. Konstanta kecepatan pengeringan (KG)
1) Silinder pejal
Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut :
Twet rata-rata = Σ
=
= 27.3636°C = 81.2545°F
Tdry rata-rata = Σ
=
= 33.6363°C = 92.5454°F
R rata-rata = Σ
=
= 0.0001
Dari diagram kelembaban system udara-uap air pada 1atm
didapat :
Y’ = 0.028
Molal humadity = ya= y’ .
= 0.028 .
= 0.045014
Pa = ya . pt
= 0.045014 . 1atm
= 0.045014 . 1033.5 gr/cm2
= 46.521969 gr/cm2
Dari tabel appendix
T (°F) P (psia)
90 0.6982
95 0.8153
95
92.5454
90
0.8153 Pai 0.6982
=
0.49092 =
0.05749 = 0.8153-Pai
Pai = 0.7578 psia
Pai = 0.7578 psia .
. 1033.5 gr/cm
2
= 53.278 gr/cm
2
KG =
=
= 2.17435 x 10-5
menit-1
2) Bola pejal
Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut :
Twet rata-rata = Σ
=
= 27.5°C = 81.5°F
Tdry rata-rata = Σ
=
= 33.083°C = 91.5464°F
R rata-rata = Σ
=
= 0.000075
Dari diagram kelembaban system udara-uap air pada 1atm
didapat :
Y’ = 0.028
Molal humadity = ya = y’ .
= 0.028 .
= 0.045014
Pa = ya . pt
= 0.045014 . 1atm
= 0.045014 . 1033.5 gr/cm2
= 46.521969 gr/cm2
Dari table appendix
T (°F) P (psia)
90 0.6982
95 0.8153
95
91.5464
90
0.8153 Pai 0.6982
=
Pai = 0.7344 psia
Pai = 0.7344 psia .
. 1033.5 gr/cm
2
= 51.6328 gr/cm
2
KG =
=
= -1.4762 x 10-5
menit-1
3) Silinder berongga
Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut :
Twet rata-rata = Σ
=
= 37.625°C = 81.725°F
Tdry rata-rata = Σ
=
= 33.5°C = 92.3°F
R rata-rata = Σ
=
= 0.000075
Dari diagram kelembaban system udara-uap air pada 1atm
didapat :
Y’ = 0.028
Molal humadity = ya = y’ .
= 0.028 .
= 0.045014
Pa = ya . pt
= 0.045014 . 1atm
= 0.045014 . 1033.5 gr/cm2
= 46.521969 gr/cm2
Dari table appendix
T (°F) P (psia)
90 0.6982
95 0.8153
95
92.3
90
0.8153 Pai 0.6982
=
Pai = 0.752066 psia
Pai = 0.752066 psia .
. 1033.5 gr/cm
2
= 52.8748 gr/cm
2
KG =
=
= 1.1762 x 10-5
menit-1
Tanya Jawab Seminar
1. Pertanyaan :
Jenis – jenis alat pengering? (Firdaus H. 121130194)
Jawaban :
Operasi pengeringan secara garis besar dapat dibagi ke dalam dua
golongan yaitu pengeringan terputus-putus (batch) dan pengeringan
kontinyu. Di dalam pengeringan terputus-putus, bahan yang dikeringkan
berada pada suatu tempat tertentu didalam alat pengering, sedangkan udara
secara terus menerus mengalir melaluinya dan menguapkan air dari bahan
yang dikeringkan. Dalam pengeringan kontinyu, baik bahan yang
dikeringkan dan udara, keduanya bergerak secara terus-menerus di dalam
alat pengering.
2. Pertanyaan :
Pada saat penimbangan apakah bahan langsung ditimbang dalam keadaan
panas? (Desi A.121130261)
Jawaban :
Dalam praktikum yang telah kami lakukan pada proses penimbangan
bahan, kami menaruhnya di dalam baskom yang ditutupi oleh lap basah.
Hal itu bertujuan untuk menjaga kelembaban dari bahan tersebut agar air
tidak menguap dari bahan tersebut karena praktikum ini mencari kadar air
yang hilang dalam waktu 4 menit hingga berat bahan tersebut konstan.
3. Pertanyaan :
Contoh alat pengering dalam pabrik dan industri? (Ghagah B. 121130024)
Jawaban :
Contoh alat pengering dalam industri adalah spray dryer yang biasa
ditemui pada industri pembuatan susu bubuk. Proses terjadinya susu bubuk
ada 2 tahap yaitu:
a. Penyebaran konsentrat dalam bentuk tetesan-tetesan halus dengan
memakai nozzle
b. Dengan menguapkan kandungan air dari partikel yang terbentuk
dengan mengalirkan udara panas yang kering.
4. Pertanyaan :
Untuk skala industri jenis alat pengering apa yang lebih baik dipakai?
Batch atau Kontinyu? Mengapa? (Dicky M. 121130058)
Jawaban :
Kontinyu, karena pengeringan kontinyu, baik bahan yang
dikeringkan dan udara, keduanyabergerak secara terus-menerus di dalam
alat pengering. Keunggulan alat pengering kontinyu adalah produk bisa
memiliki kadar air yang seragam, operasinya dapat diintegrasikan dengan
proses lain yang kontinyu tanpa memerlukan alat penyimpan antara,
alatnya berukuran kecil terhadap banyaknya produk dan ongkos
pengeringan per satuan produk relatif kecil.
5. Pertanyaan :
Apa fungsi pompa vakum? (Qibthiyyah, 121120007)
Jawaban :
Untuk menghampakan udara dan untuk menguapkan air dalam bahan
tersebut.
6. Pertanyaan :
Bagaimana benda bisa dikatakan kering? (Anira, 121120135)
Jawaban :
Pada saat kelembaban udara pada sekeliling bahan sama dengan
kelembaban bahan tersebut.