makalah modul tray drying
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
1/46
LAPORAN PRAKTIKUM
UNIT OPRERASI BIOPROSES 2
TRAY DRYING
Disusun Oleh
KELOMPOK 6
Adithya Fernand Sitrus !"#6$$%%6$
Fa&hri Ra'i&i !"#6$$%%(!
Snia Li)es !"#6$!2!$2
Ulina Ayu Pan*esti !"#6$$%%26
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNI+ERSITAS INDONESIA
2#!6
1
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
2/46
KATA PEN,ANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan YME, karena berkat rahmat
dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini berisikan
tentang laporan percobaan pada praktikum ‘Tray Drying’ pada mata kuliah
Praktikum nit !perasi "ioproses. Percobaan ini dilakukan di #aboratorium
Proses, $epartemen Teknik %imia, ni&ersitas 'ndonesia.
Terima kasih kami ucapkan kepada dosen kami yang kami hormati Eny
%usrini selaku pembimbing mata kuliah Praktikum nit !perasi "ioproses yang
telah membimbing kami selama pembuatan makalah ini( asisten laboratorium dan
teman-teman $epartemen Teknik %imia khususnya angkatan )*+ yang selalu
mendukung dan membantu proses penyelesaian makalah ini( dan semua pihak
yang terlibat dalam pembuatan makalah yang tidak dapat kami sebutkan satu per
satu di sini.
emua ide dan isi dari karya ini terinspirasi dari keadaan masyarakat
'ndonesia dan kami bermaksud untuk meningkatkan kualitas lingkungan di
'ndonesia. emoga makalah ini akan bermanaat bagi /arga ni&ersitas
'ndonesia pada khususnya dan masyarakat 'ndonesia pada umumnya disamping
sebagai salah satu tugas mata kuliah Pencegahan Pencemaran
$epok, 0pril )*+1
Penulis,
1
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
3/46
DAFTAR ISI
%0T0 PEN20NT03.......................................................................................... i
$04T03 ''....................................................................................................... ii
"0" ' - PEN$05#0N ................................................................................ +
+.+ #atar "elakang ............................................................................................ +
+.) 3umusan Masalah......................................................................................... )
+. Tujuan............................................................................................................ )
+.6 Manaat......................................................................................................... )
"0" '' - TE!3' $003 ..................................................................................
).+ $einisi dan Mekanisme Pengeringan ......................................................... ).) Tray $rying .................................................................................................. 6
). Persamaan Tray $rying................................................................................. 1
).6 %ur&a Pengeringan........................................................................................ 7
"0" ''' - PE38!"00N ................................................................................... 9
.+. 0lat dan "ahan ............................................................................................ 9
.) :ariabel-:ariabel dalam Percobaan ............................................................. 9
. Prosedur Percobaan ...................................................................................... ;
"0" ': - $0T0 $0N PEN2!#050N $0T0 ................................................ ++
6.+ Pengaruh ukuran partikel terhadap pengeringan .......................................... ++
6.) Pengaruh kecepatan udara terhadap pengeringan ........................................ +9
6. Pengaruh Perubahan suhu terhadap Pengeringan ....................................... )<
"0" : = 0N0#''........................................................................................... )
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
4/46
BAB !
PENDA-ULUAN
!.! Latar Bela&an*
Percobaan ini berkaitan dengan teknik pengeringan dengan judul ‘Tray
$rying>. Pengeringan adalah proses untuk menghilangkan sejumlah cairan &olatil
yang terdapat dalam padatan dengan cara e&aporasi. $i 'ndustri kimia proses
pengeringan adalah salah satu proses yang penting. Proses pengeringan ini
dilakukan biasanya sebagai tahap akhir sebelum dilakukan pengepakan suatu
produk ataupun proses pendahuluan agar proses selanjutnya lebih mudah,
mengurangi biaya pengemasan dan transportasi suatu produk dan dapat
menambah nilai guna dari suatu bahan. $alam industri makanan, proses
pengeringan ini digunakan untuk penga/etan suatu produk makanan.
Mikroorganisme yang dapat mengakibatkan pembusukan makanan tidak dapat
dapat tumbuh pada bahan yang tidak mengandung air, maka dari itu untuk
mempertahankan aroma dan nutrisi dari makanan agar dapat disimpan dalam
/aktu yang lebih lama, kandungan air dalam bahan makanan itu harus dikurangi
dengan cara pengeringan. 8ontoh industri yang mengaplikasikan proses ini, yaitu
industri semen, armasi, dan susu. Pada proses ini terjadi perpindahan massa
?mass transer@ dan perpindahan kalor ?heat transer@ antara udara pengering
dengan bahan padat yang akan dikeringkan.
%onsep perpindahan massa dapat diterapkan dalam pengeringan ?drying @.
$alam percobaan ini pengeringan akan dilakukan untuk mengeringkan suatu
umpan solidAbutiran padat berupa pasir dengan berbagai ukuran menggunakan
unit operasi yang dinamakan tray dryer. Tray dryer adalah alat pengering yangdirancang untuk pengeringan bahan yang membutuhkan /adah. Pada alat ini
terdapat tray yang digunakan sebagai tempat umpan yang dikeringkan. Proses
pengeringan dilakukan pada tray kedua dari atas. Pengeringan dilakukan dengan
mengalirkan udara yang dipanaskan dengan heater dan kemudian mengalir ke
arah tray-tray umpan. dara panas inilah yang akan menguapkan air yang
terkandung dalam umpan yang berupa pasir hingga kering.
1
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
5/46
!.2 Ru)usan Masalah
Permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah mengenai studi
karakteristik laju pangeringan partikel pasir basah. Pada percobaan ini akan dilihat
pengaruh ukuran partikel, &ariasi temperatur, dan &ariasi laju alir terhadap laju
pengeringan.
!." Tu/uan
Tujuan penulisan makalah
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah
praktikum nit !perasi "ioproses.
Tujuan percobaan
0dapun tujuan dari percobaan yang dilakukan adalahB
+ Menentukan kondisi &ariabel-&ariabel proses operasi pengeringan yang
diperlukan untuk melakukan operasi pengeringan optimum pada proses
pengeringan menggunakan tray dryer .
) Mahasis/a mampu menggunakan Psychrometric Chart .
Mahasis/a mampu memprediksi laju pengeringan suatu padatan basah dalam
suatu persamaan empiris.
6 ntuk mengetahui pengaruh ukuran partikel, &ariasi temperatur, dan &ariasi
laju alir udara terhadap laju pengeringan.
!.$ Man'aat 0enulisan
Manaat dari penulisan makalah ini adalah untuk mendalami pemahaman
terhadap proses pengeringan menggunakan tray dryer. elain itu penulisan ini juga bisa memberikan inormasi mengenai pengaruh ukuran partikel, &ariasi
temperatur, dan &ariasi laju alir udara terhadap laju pengeringan pada tray dryer .
2
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
6/46
BAB 2
TEORI DASAR
2.! Teri Pen*erin*an
Pengeringan adalah suatu peristi/a perpindahan massa dan energi yang
terjadi dalam pemisahan cairan atau kelembaban dari suatu bahan sampai batas
kandungan air yang ditentukan dengan menggunakan gas sebagai luida sumber
panas dan penerima uap cairan (Sumber: Treybal, 198! . $asar proses
pengeringan adalah terjadi penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan
uap air antara udara dan bahan yang dikeringkan. 4aktor-aktor yang
mempengaruhi pengeringan ada ) golongan yaitu aktor yang berhubungan
dengan udara pengering seperti suhu, kecepatan udara, kelembapan, dimana
makin tinggi udara pengering makin cepat pula proses pengeringan berlangsung
dan aktor yang berhubungan dengan bahan yang dikeringkan seperti ukuran
bahan, kadar air a/al bahan. Pengeringan secara mekanis dapat dilakukan dengan
) metode yaituB
+. 8ontinuous drying
uatu pengeringan bahan dimana pemasukan dan pengeluaran bahan
dilakukan terus menerus.
). "atch drying
uatu pengeringan dimana bahan masuk ke alat pengering sampai pengeluaran
hasil kering, kemudian baru dimasukkan bahan yang berikutnya.
Menurut system proses pengeringan dibedakan menjadi ) yaituB
+. $irect drying
Pada system ini bahan dikeringkan dengan cara mengalirkan udara pengering
mele/ati bahan sehingga panas yang diserap diperoleh dari sentuhan langsung
antara bahan dengan udara pengering, biasanya disebut dengan pengeringan
kon&eksi.
). 'ndirect drying
Pada system ini panas pengeringan di dapat dari dinding pemanas yang
bersentuhan dengan bahan yang dikeringkan secara konduksi.
Pengeringan biasanya merupakan langkah terakhir dari sederetan operasi
dan hasil pengeringan biasanya siap dikemas. %andungan Cat cair dalam bahan
3
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
7/46
yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. 0da bahan yang tidak
mempunyai kandungan Cat cair sama sekali ?bone dry@. Pada umumnya Cat padat
selalu mengandung sedikit raksi air sebagai air terikat. Dat padat yang akan
dikeringkan biasanya terdapat dalam bentuk serpih, bijian, kristal, serbuk,
lempeng, atau lembaran sinambung dengan siat-siat yang berbeda satu sama
lain. Dat cair yang akan diuapkan bisa terdapat pada permukaan Cat padat seperti
pada kristal, dapat pula seluruh Cat cair terdapat di dalam Cat padat seperti pada
pemisahan pelarut dari lembaran polimer, atau dapat pula sebagian Cat cair di luar
dan sebagian di dalam. ika ditarik garis besarnya, tujuan pengeringan antara lainB
+. 0gar produk dapat disimpan lebih lama.
). Mempertahankan daya isiologik bahan. Mendapatkan kualitas yang lebih baik,
6. Menghemat biaya pengangkutan.
#aju pengeringan dipengaruhi oleh kondisi udara pengering, bentuk dan
ukuran partikel yang dikeringkan. Perpindahan massa terjadi bila terdapat kontak
antara solid dan udara pengering. Prosesnya adalah terjadi perpindahan massa dari
permukaan pertikel kedalam aliran udara pengering.
2.2 Tray Dryin*
$alam percobaan ini pengeringan akan dilakukan untuk mengeringkan
suatu umpan solidAbutiran padat berupa pasir dengan berbagai ukuran
menggunakan unit operasi yang dinamakan tray dryer. Tray dryer adalah alat
pengering yang dirancang untuk pengeringan bahan yang membutuhkan
/adahApan. Pada alat ini terdapat tray-tray yang digunakan sebagai tempat umpan
yang dikeringkan. Proses pengeringan dilakukan pada tray kedua dari atas.Pengeringan dilakukan dengan mengalirkan udara yang dipanaskan dengan heater
dan kemudian mengalir ke arah tray-tray umpan. dara panas inilah yang akan
menguapkan air yang terkandung dalam umpan hingga kering.
0lat pengering tipe rak ?tray dryer@ mempunyai bentuk persegi dan di
dalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan
dikeringkan. Pada umumnya rak tidak dapat dikeluarkan. "eberapa alat pengering
jenis itu rak-raknya mempunyai roda sehingga dapat dikeluarkan dari alat
4
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
8/46
pengering. 'kan-ikan diletakkan di atas rak yang terbuat dari logam dengan alas
yang berlubang-lubang. %egunaan dari lubang tersebut untuk mengalirkan udara
panas dan uap air.
0lat tersebut juga digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian berupa
biji-bijian. "ahan diletakkan pada suatu bak yang dasarnya berlubang-lubang
untuk mele/atkan udara panas. "entuk bak yang digunakan ada yang persegi
panjang dan ada juga yang bulat. "ak yang bulat biasanya digunakan apabila alat
pengering menggunakan pengaduk, karena pengaduk berputar mengelilingi bak.
%ecepatan pengadukan berputar disesuaikan dengan bentuk bahan yang
dikeringkan, ketebalan bahan, serta suhu pengeringan. "iasanya putaran pengaduk
sangat lambat karena hanya berungsi untuk menyeragamkan pengeringan.
%euntungan dari alat pengering jenis tray ini adalah B laju pengeringan lebih cepat,
kemungkinan terjadinya o&er drying lebih kecil, dan tekanan udara pengering
yang rendah dapat melalui lapisan bahan yang dikeringkan.
,a)1ar 2.! Tray $rier yang digunakan di laboratorium$epartemen Teknik %imia '
0lat pengering tipe bak terdiri atas beberapa komponen sebagai berikut B
+. "ak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak
pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas ?plenum chamber@.
). %ipas, digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke
plenum chamber dan mele/ati tumpukan bahan di atasnya.
5
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
9/46
. nit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar
kelembapan nisbi udara pengering menjadi turun sedangkan suhunya naik.
2." Persa)aan Tray Dryin*
Persamaan yang digunakan dalam percobaan ini adalahB
Menghitung kandungan airB
?+@
dengan
Fi G kandungan air dalam pasir ?gram airAgr padatan kering@
Hst G berat pasir kering dengan tray ?g@
Hi G berat pasir dalam tray selama pengamatan ?g@
Hs G padatan kering ?g@
Menghitung laju pengeringan airB
?)@
dengan, " G laju pengeringan ?g 5)!Amenit.cm)@
# G luas permukaan pengeringan ?cm)@
t G /aktu pengamatan ?menit@
# G )*, cm I * cm G1*; cm)
Menghitung laju penguapan
?@
dengan, m G laju penguapan ?gAs@
$i G kecepatan rata-rata udara pengering ?cmAs@
ρ G densitas udara ?gAcm@
# G luas permukaan ?cm)@
5G selisih kelembaban do%nstream & u'stream
6
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
10/46
• Menghitung nilai densitas udara
$ensitas udara dicari dengan menggunakan persamaan gas idealB
?6@
?
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
11/46
BAB "
PER3OBAAN
".! Alat dan Bahan
".!.! Alat
• Mesin tray $rier
• Tray
• Timbangan
• Psychrometer
• 0nemometer
top/atch
".!.2 Bahan
• Pasir dengan ukuran ?*. mm, *.< mm, dan *.7 mm@
• 0ir
".2 +aria1el4+aria1el dala) Per51aan
• $iameter Partikel ?pasir@
• Temperatur
• #aju alir udara
• Haktu
"." Prsedur Per51aan
".".! Prsedur Per51aan Pen*aruh u&uran 0arti&el
+. Menyediakan pasir dengan ) ukuran partikel yang berbeda, *. mm, dan *.<
mm sesuai screen analysis.
). Menimbang tray yang masih kosong dan mengukur luas permukaan tray.
. Mengisi tray ?satu@ dengan pasir berukuran *. mm ?bahan non porous
granular solid@, dan mengukur ketebalan pasir, kemudian menimbangnya.
6. Membasahi pasir kering yang telah ditimbang dengan menyemprotkan air keseluruh permukaan tray, catat jumlah semprotan, lalu menimbang kembali tray
yang terdapat pasir basah tersebut.
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
12/46
7. Mengulangi tahap-tahap percobaan seperti prosedur )-1 untuk pasir berukuran
*.< mm.
9. Membuat tabel dan kur&a hasil percobaan.
".".2 Prsedur Per51aan Pen*aruh Ke5e0atan Udara
+. Menyediakan pasir dengan ukuran partikel *.< mm sesuai screen analysis.
). Menimbang tray yang masih kosong dan mengukur luas permukaan tray.
. Mengisi tray ?satu@ dengan pasir berukuran *.< mm ?bahan non porous
granular solid@, dan mengukur ketebalan pasir, kemudian menimbangnya.
6. Membasahi pasir kering yang telah ditimbang dengan menyemprotkan air ke
seluruh permukaan tray, catat jumlah semprotan, lalu menimbang kembali tray
yang terdapat pasir basah tersebut.
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
13/46
10
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
14/46
BAB $
DATA DAN PEN,OLA-AN DATA
$.! Data dan Pen*lahan Pen*aruh Dia)eter Parti&el terhada0 La/u
Pen*erin*an
Tujuan Percobaan
Mengamati pengaruh ukuran partikel terhadap laju pengeringan.
Data Percobaan
a. #uas Tray ?0T@
Panjang B * cm
#ebar B +1 cm
AT =30×16=480cm2=0.048m2
b. :ariasi kuran Partikel *. mm
%ecepatan udaraB le&el <
Pemanas B le&el 1
i@ Tebal Pasir G 7 mm
ii@ umlah emprotan 0ir G )*
iii@ "erat Tray %osong ?Ht@ G +
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
15/46
ii@ umlah emprotan 0ir G )*
iii@ "erat Tray %osong ?Ht@ G +
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
16/46
?g@
671 616 +) *.*9< 6;; 699 1 *.*)7
1 67< 616 +) *.*
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
17/46
G laju pengeringan ?kg airAmenit.cm)@.
G luas permukaan penguapan ?cm)@.
G /aktu pengamatan ?menit@.
Melalui rumus tersebut, dapat diperoleh data untuk masing-masing
&ariasi ukuran partikelB
Ta1el $.(. Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Pengeringan
t
?menit
@
Jt
?menit@
kuran Partikel ?d@ G *. mm kuran Partikel ?d@ G *.< mm
Hi
?g@
JH
?g@
0s
?cm)@
?kg
5)!Amenit.cm)@
Hi
?g@
JH
?g@
0s
?cm)@
?kg
5)!Amenit.cm)@
671 ) 69* *.**+; 6;; ) 69* *.**+;
1 67< + 69* *.***1; 6;9 + 69* *.***1;
; 676 + 69* *.***1; 6;7 + 69* *.***1;
+) 67 + 69* *.***1; 6;1 + 69* *.***1;
+< 67) + 69* *.***1; 6;1 * 69* *
$ata yang diperoleh kemudian di plot bersama hasil perhitungan kedalam
graik ‘%ur&a #aju Pengeringan ? @ Terhadap %andungan 0ir ? @>.
Ta1el $.6. Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Pengeringan ntuk 2raik
?kg 5)!Amenit.cm)@
d G *. mm d G *.< mm d G *. mm d G *.< mm
*.*9< *.*)7 *.**+; *.**+;
*.*
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
18/46
0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 0.040
0
0
0
0
0
0
0
0
Kurva %a&u 'engeringan )(
Terhadap Kandungan Air )(
,a)1ar $.2 %ur&a #aju Pengeringan ?(@ Terhadap %andungan air ?Fi@
c. #aju Penguapan terhadap %andungan 0ir
#aju penguapan ?@ dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
berikutB
mi=V i . ρ . A .(∆ H )
$imanaB
G laju penguapan ?grAs@.
G kecepatan udara pengering ?cmAs@.
G densitas udara ?grAcm@.
ρ=
P . M
R . T =
(1atm ) .(28.8 gmol−1)
(82.5 cm3 . atm. gmol−1 . K −1)(300 K )=0.00117
g
cm3
G luas permukaan penguapan ?cm)@.
G selisih kelembaban antara do/nstream dan upstream.
%elembaban pada do/nstream dan upstream airlo/ dihitung dengan
persamaanB
H = ρ . c p . ∆ T
V i
$imanaBc
p G s'eciic heat ca'acity udara ?+*** kAkg.o
8 untuk suhu ruangan@.
15
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
19/46
∆T G elisih suhu kering dan basah pada airlo/.
Melalui rumus tersebut, dapat diperoleh data untuk masing-masing &ariasi
ukuran partikelB
Ta1el $.%. Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Penguapan
kuran Partikel ?d@ G *. mm
t
?menit
@
& rata-
rata
?mAs@
& rata-
rata
?cmAs@
K
?gAcm@
0s
?cm)
@
uhu pstream ?8@5 p-
stream
uhu $o/nstream ?8@5 $o/n-
streamJ5 mi ?gAs@
%ering "asah %ering "asah
).9 )9 *.**++7 69* )7 *.*);< 1 )7 *.*66) -*.*+ -+.;7+
1 ).61 )61 *.**++7 69* 1 )7.< *.*6*6 1 )7.< *.*6*6 * *
; ).6 )6* *.**++7 69* 1.< )9 *.*6+6 7 )9 *.*6; -* -*.);
+) ).9 )9 *.**++7 69* 1.< )9.< *.*; 1.< )9 *.*6+9 -* -*.);
+< ).)6 ))6 *.**++7 69* 7 )9 *.*67 7 )9 *.*67 * *
kuran Partikel ?d@ G *.< mm
t
?menit
@
& rata-
rata
?mAs@
& rata-
rata
?cmAs@
K
?gAcm@
0s
?cm)
@
uhu pstream ?8@5 p-
stream
uhu $o/nstream ?8@5 $o/n-
streamJ5 mi ?gAs@
%ering "asah %ering "asah
).)1 ))1 *.**++7 69* 1 )9.< *.*99 1 )9.< *.*99 * *
1 ).1 )1 *.**++7 69* 1 )9 *.*;7 7 )9 *.*661 -* -*.1.
Ta1el $.. Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Pengeringan ntuk di 2raik
?gAs@
d G *. mm d G *.< mm d G *. mm d G *.< mm
*.*9< *.*)7 -+.;7+ *
*.*
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
20/46
0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 0.04
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0.5
Kurva %a&u 'enguapan ) Terhadap Kandungan Air )( (
d # 0.3 $$ d # 0.5 $$
g*+)
,a)1ar $." %ur&a #aju Penguapan ?$@ Terhadap kandugan air ?Fi@
17
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
21/46
$.2 Data dan Pen*lahan Pen*aruh Ke5e0atan Udara terhada0 Pen*erin*an
Tujuan Percobaan
Mengamati pengaruh kecepatan udara pengering terhadap laju
pengeringan.
Data Percobaan
a. #uas Tray ?0T@
Panjang B * cm
#ebar B +1 cm
AT =30×16=480cm2=0.048m2
b. :ariasi %ecepatan le&el 1
Ta1el $.
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
22/46
+<
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
23/46
*.*7
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
24/46
*
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
25/46
,a)1ar $.( %ur&a #aju Pengeringan ?(@ Terhadap %andungan air ?Fi@
c. #aju Penguapan
#aju penguapan ?@ dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikutB
mi=V i . ρ . A .(∆ H )
$imanaB
G laju penguapan ?grAs@.
G kecepatan udara pengering ?cmAs@.
G densitas udara ?grAcm@.
ρ= P . M
R . T =
(1atm ) .(28.8 gmol−1)
(82.5 cm3 . atm. gmol−1 . K −1)(300 K )=0.00117
g
cm3
G luas permukaan penguapan ?cm)@.
G selisih kelembaban antara do/nstream dan upstream.
%elembaban pada do/nstream dan upstream airlo/ dihitung dengan persamaanB
H = ρ . c p . ∆ T
V i
$imanaBc p G s'eciic heat ca'acity udara ?+*** kAkg.o8 untuk suhu ruangan@.
∆T
G elisih suhu kering dan basah pada airlo/.
Melalui rumus tersebut, dapat diperoleh data untuk masing-masing &ariasi
ukuran partikelB
Ta1el $.!2. Tabel 5asil Perhitungan #aju Penguapan
#aju dara G l&.1
t
?menit
@
&
rata-rata
?mAs@
&
rata-
rata
?cmAs
@
K?gAcm@
0s
?cm)
@
uhu pstream
?8@ 5 p-stream
uhu
$o/nstream
?8@
5
$o/n-
stream
J5 mi ?gAs@
%ering"asa
h
%erin
g
"asa
h
).; );* *.**++7 69* 1 )9.< *.**)1 1 )9 *.*))9 -*.**) -*.)9<
1 ).76 )76 *.**++7 69* 1 )9 *.*6+1 1 )9 *.*6+1 * *
; ).;6 );6 *.**++7 69* 1.< )9 *.*9 1 )9 *.*+96 *.**+;; *.)9
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
26/46
@rata
?mAs@
rata
?cmAs
@
@
?8@ stream
%ering"asa
h
%erin
g
"asa
h
6.*) 6*) *.**++7 69* < )9.< *.*+9;) 6 )9 *.*+761 *.**+61 *.)9
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
27/46
Ta1el $.!". Tabel 5asil Perhitungan #aju Penguapan untuk 2raik
t
?menit@
Fi mi ?gAs@
& G l&.1& G l&.
9& G l&.1
& G l&.
9
*.*7
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
28/46
$." Data dan Pen*lahan Pen*aruh Suhu terhada0 La/u Pen*erin*an
Tujuan Percobaan
Mengamati pegaruh perubahan suhu terhadap laju pengeringan
Data Percobaan
a. Luas Tray (AT)
Panjang : 30 !
L"#ar : $% !
AT =30×16=480cm2=0.048m2
#. &ar'as' uu P"!anas L"*"+ ,
-""a/an uara: +"*"+ ,12uran Par/'2"+ 0, !!
') T"#a+ Pas'r 4 5 !!
'') 6u!+a "!r7/an A'r 4 $0
''') 8"ra/ Tray -7s7ng (9/) 4 $, gr
'*) 8"ra/ Tray an Pas'r -"r'ng (9s/) 4 3;< gr
*) 8"ra/ Tray an Pas'r 8asa (9s=/) 4 3>, gr
*') 8"ra/ A'r (9=) 4 ; gr
*'') 8"ra/ Pas'r -"r'ng (9s) 4W st −W t =237 gr
Ta1el $.!$ Tabel $ata Pengamatan Percobaan = :ariasi uhu ?#e&el
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
29/46
'*) 8"ra/ Tray an Pas'r -"r'ng (9s/) 4 3$$ gr
*) 8"ra/ Tray an Pas'r 8asa (9s=/) 4 3$< gr
*') 8"ra/ A'r (9=) 4 % gr
*'') 8"ra/ Pas'r -"r'ng (9s) 4W st −W t =159gr
Ta1el $.!( Tabel $ata Pengamatan Percobaan = :ariasi uhu ?#e&el 9@
Wakt
uBerat
Suhu
Laju Udara
Upstream
Downstrea
mKerin
g
Basa
h
Kerin
g
Basa
h 1 2 ! "
3 315 39 28.5 40 292.8
3.2
3.1
2.6
2.8
6 314 40.5 30 41 30
2.
7
3.
2
3.
5
2.
4
2.
5
9 313 41 30.5 42 30.5 3
3.
1
3.
3
2.
6
2.
7
12 312 41 30.5 40 30.5
2.
8
3.
1
3.
3
3.
2
2.
7
15 311 41 30.5 42 30.5
2.
9
3.
2
3.
8
2.
5
2.
7
Pengolahan Data dan Grafk
a. Perhitungan %andungan 0ir terhadap Haktu
%andungan air dapat dihitung dengan menggunakan persamaanB
X i=
W i−W
st
W s
$imanaB
G kandungan air dalam pasir ?kg airAkg padatan kering@. G berat pasir kering dengan tray ?kg@.
G berat pasir dalam tray selama pengamatan ?kg@.
G berat padatan kering ?kg@.
Melalui rumus tersebut, dapat diperoleh data untuk masing-masing &ariasi
ukuran partikelB
Ta1el $.!6 Tabel $ata 5asil Perhitungan= :ariasi uhu
Wakt #emanas Le$e% " #emanas Le$e% &
26
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
30/46
u
(men
it)
Wi
(g)
Ws
(g)
Wst
(g)
'i (gr air/gr
padatan
kering)
Wi
(g)
Ws
(g)
Wst
(g)
'i (gr air/gr
padatan
kering)
3 393 235 387 0.026 315 159 311 0.0256 392 235 387 0.021 314 159 311 0.019
9 391 235 387 0.017 313 159 311 0.013
12 391 235 387 0.017 312 159 311 0.006
15 391 235 387 0.017 311 159 311 0.000
$ata yang diperoleh kemudian di plot kedalam graik ‘%ur&a %andungan 0ir
? @ Terhadap Haktu ?Menit@>.
Ta1el $.!% Tabel $ata Pengamatan Percobaan = :ariasi uhu untuk 2raik
t ?menit@
Pemanas
#e&el <
Pemanas
#e&el 9
0.026 0.025
1 0.021 0.019
; 0.017 0.013
+) 0.017 0.006
+< 0.017 0.000
0
10
20
0
0.010.01
0.02
0.02
0.03
0.03
Kur$a Kandungan ir ) erhadap Waktu (*enit)(
%v 5
%v 8
waktu (menit)
Kandungan ir (gr air/gr padatan)
,a)1ar $.% %ur&a %andungan 0ir ? @ Terhadap Haktu ?Menit@
b. Perhitungan #aju Pengeringan terhadap %andungan 0ir
27
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
31/46
#aju pengeringan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikutB
Ri=∆ W
∆ t . 1
A s=
|W i−W i−1||t i−t i−1|
. 1
As
$imanaB
G laju pengeringan ?kg airAmenit.cm)@.
G luas permukaan penguapan ?cm)@ G 69* cm)
G /aktu pengamatan ?menit@.
Melalui rumus tersebut, dapat diperoleh data untuk masing-masing
&ariasi ukuran partikelB
Ta1el $.! Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Pengeringan
t
(men
it)
t
(men
it)
Suhu Le$e% " Suhu Le$e% &
Wi
(g)
+t (g
,2-/menit
.m2)
Wi
(g)
+t (g
,2-/menit
.m2)
3 3 393 0.00139 315 0.00139
6 3 392 0.00069 314 0.00069
9 3 391 0.00069 313 0.00069
12 3 391 0.00000 312 0.00069
15 3 391 0.00000 311 0.00069
$ata yang diperoleh kemudian di plot bersama hasil perhitungan kedalam
graik ‘%ur&a #aju Pengeringan ? @ Terhadap %andungan 0ir ? @>.
Ta1el $.!< Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Pengeringan unutk 2raik
?kg 5)!Amenit.cm)@
Pemanas
#e&el <
Pemanas
#e&el 9
Pemanas
#e&el <
Pemanas
#e&el 9
0.026 0.025 0.00139 0.001390.021 0.019 0.00069 0.00069
0.017 0.013 0.00069 0.00069
0.017 0.006 0 0.00069
0.017 0 0 0.00069
28
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
32/46
0.000 0.010 0.020 0.0300.00000
0.00020
0.00040
0.00060
0.00080
0.00100
0.00120
0.00140
0.00160
Kur$a Kandungan ir ) erhadap Laju #engeringan (+i)(
%v 5 %v 8
'i (gr air/gr padatan)
+i (g ,2-/menit .m2)
,a)1ar $. %ur&a %andungan 0ir ? @ Terhadap #aju Pengeringan?3i@
c. #aju Penguapan terhadap %andungan 0ir
#aju penguapan ?@ dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikutB
mi=V i . ρ . A .(∆ H )
$imanaB
G laju penguapan ?grAs@.
G kecepatan udara pengering ?cmAs@.
G densitas udara ?grAcm@. ρ=
P . M
R . T =
(1atm ) .(28.8 gmol−1)
(82.5 cm3 . atm. gmol−1 . K −1)(300 K )=0.00117
g
cm3
G luas permukaan penguapan ?cm)@.
G selisih kelembaban antara do/nstream dan upstream.
%elembaban pada do/nstream dan upstream airlo/ dihitung dengan persamaanB
H = ρ . c p . ∆ T
V i
$imanaB
29
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
33/46
c p G s'eciic heat ca'acity udara ?+*** kAkg.o8 untuk suhu ruangan@.
∆T G elisih suhu kering dan basah pada airlo/.
Melalui rumus tersebut, diperoleh data untuk masing-masing ukuran partikel.
Ta1el $.2# Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Penguapan = Pemanas le&el <
Wakt
u
(meni
t)
t
(.m/
s)
0
(g/.m
)
Upstream,
upstre
am
Downstream,
Downs
tream
,
Laju
#engua
pan m
(g/s)
Kerin
g
Basa
h
Kerin
g
Basa
h
3 2.90.0011
77
33 28 68.3 33 27.5 65.4 2.9 4.7506
6 2.860.0011
7733 27.5 65.4 33 27.5 65.4 0 0
9 2.940.0011
7733 28 68.3 33 27.5 65.4 2.9 4.8161
12 3.020.0011
7733 28 68.3 33 27.5 65.4 2.9 4.9472
15 3.020.0011
7733 28 68.3 33 27 62.7 5.6 9.5532
Ta1el $.2! Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Penguapan = Pemanas le&el 9
Wakt
u
(men
it)
t
(.m/
s)
0
(g/.m
)
Upstream ,
upstre
am
Downstrea
m
,
Downstre
am
,
Laju
#enguap
an m
(g/s)Keri
ng
Bas
ah
Keri
ng
Bas
ah
3 2.9
0.0011
77 39 28.5 45.3 40 29 44 1.3 2.1296
6 2.860.0011
7740.5 30 46.4 41 30 44.8 1.6 2.5849
9 2.940.0011
7741 30.5 46.8 42 30.5 43.5 3.3 5.4804
12 3.020.0011
7741 30.5 46.8 40 30.5 50.3 3.5 5.9707
15 3.020.0011
7741 30.5 46.8 42 30.5 43.5 3.3 5.6296
30
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
34/46
$ata yang diperoleh kemudian di plot bersama hasil perhitungan kedalam
graik ‘%ur&a #aju Penguapan ?@ Terhadap %andungan 0ir ? @>.
Ta1el $.22 Tabel $ata 5asil Perhitungan #aju Penguapan untuk 2raik
m g*/$2)Pemanas #e&el
<
Pemanas
#e&el 9
Pemanas
#e&el <
Pemanas #e&el
9
0.026 0.026 4.7506 2.1296
0.021 0.021 0 2.5849
0.017 0.017 4.8161 5.4804
0.017 0.017 4.9472 5.9707
0.017 0.017 9.5532 5.6296
0.000 0.020 0.0400
2
4
6
8
10
12
ra3k Kandungan ir $s Laju #enguapan
%v 5
%v 8
Kandungan ir (gr air/gr padatan)
Laju #enguapan air m (gr/s)
,a)1ar $.< %ur&a %andungan 0ir ? @ #aju Pengeringan ?3i@
31
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
35/46
BAB (
ANALISIS
(.! Analisis Per51aan Pen*aruh Dia)eter Parti&el terhada0 Pen*erin*an
(.!.! Analisis Per51aan
Percobaan Tray Drying dengan &ariasi ukuran partikel bertujuan untuk
mempelajari operasi pengeringan dengan menggunakan tray drier dan
menentukan kondisi suatu &ariabel untuk melakukan operasi pengeringan secara
optimum. Pada percobaan ini, &ariabel yang diamati dalam pengaruhnya terhadap
proses pengeringan adalah ukuran partikel yang dikeringkan dan airlo%. Pada
percobaan pertama digunakan ) ?dua@ jenis ukuran partikel ?pasir@ yaitu *, mm
dan *,< mm.
"erbagai pengukuran a/al dilakukan untuk memperoleh data yang
diperlukan dalam pengolahan data agar pengamatan dan analisis dapat
berlangsung. $ata yang diukur antara lain berat tray kosong yang ditimbang untuk
membantu pengukuran berat pasir kering dan berat kandungan air dan diukur luas
dari tray sebagai luas permukaan pengeringan atau area penguapan ? # s@, kemudian
tray yang diisi pasir kering ditimbang untuk mendapatkan berat dari pasir kering
yang digunakan, dan ditimbang kembali setelah dilakukan penyemprotkan air
untuk memperoleh berat kandungan air sebelum proses pengeringan.
Penyemprotkan air dilakukan dengan menggunakan s'rayer agar kandungan air
merata di seluruh permukaan pasir sehingga proses pengeringan dapat terjadi
secara merata pula.
ebelum proses pengeringan di dalam tray drier berlangsung, terlebih
dahulu dilakukan pengaturan le&el suhu dan aliran air dengan mengatur
pengontrol kecepatan airlo% pada skala le&el < dan suhu pengeringan pada skala
le&el 1. Proses ini dilakukan selama +< menit secara kontinyu untuk masing-
masing kuran partikel, dan selama proses berlangsung dilakukan pengambilan
beberapa data setiap menit tanpa pemberhentian alat pada inter&al pengambilan
data. Pengambilan ke-lima data tersebut bertujan agar perubahan kandungan air
dan keadaan airlo/ serta suhu selama proses berlangsung dapat diamati dengan
baik dan dapat memberikan gambaran mengenai perubahan yang terjadi secara
progresi.
32
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
36/46
$ata yang diambil pada setiap pengukuran adalah suhu aliran, baik dry
maupun %et pada u'stream dan do%nstream, serta laju udara pengering diukur
pada < ?lima@ titik. Pengukuran laju udara dilakukan pada titik-titik dengan skema
yang digambarkan pada gambar FF, karena diperlukan suatu pengambilan rata-
rata sebagai suatu asumsi laju udara pengering seragam disemua titik, sehingga
tidak bisa dilakukan pengukuran laju di satu atau dua titik saja. uhu dry maupun
%et diukur untuk memperoleh nilai kelembaban aliran udara dan perbedaan
kelembaban udara pada u'stream dan do%nstream.
,a)1ar (.! kema pengambilan data aliran udara
Proses pengeringan ini dilakukan secara kontinyu dan tidak ada
pemberhentian aliran untuk pengambilan data agar udara kering terus dialirkan
sehingga gradien konsentrasi tetap terjadi dan proses pengeringan dapat terus
berlangsung. ika udara kering dibiarkan diam maka lama kelamaan akan dicapai
kesetimbangan konsentrasi air pada pasir dan udara. Proses perpindahan massa
akan berhenti setelah kesetimbangan ?baik suhu maupun konsentrasi@ telah
tercapai. Proses pengeringan juga dilakukan satu persatu untuk tiap &ariasi agar
data aliran dan kandungan air yang berpindah lebih distincti$e antar &ariasi
sehingga pengamatan lebih mudah dilakukan.
(.!.2 Analisis Pen*lahan Data dan ,ra'i&
Pengolahan data untuk mengetahui pengaruh ukuran partikel terhadapoptimasi proses pengeringan menggunakan tray drier terbagi menjadi ?tiga@,
yaitu perhitungan kandungan air seiring /aktu pengeringan, perhitungan laju
pengeringan dibandingkan dengan kandungan air, dan laju penguapan yang juga
dibandingkan dengan kandungan air, sehingga pada analisis pengolahan data akan
dijabarkan dalam tiga sub-part diba/ah ini.
Perhitungan Kandungan Air terhadap aktu Pengeringan
33
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
37/46
$alam percobaan ini, pertama-tama ingin diamati pengaruh ukuran
partikel terhadap kandungan air selama proses pengeringan sehingga digunakan )
?dua@ jenis ukuran partikel sebagai &ariabel bebasnya yaitu partikel berukuran *.
mm dan *.< mm. 0nalisis percobaan ini dilakukan dengan mengabaikan
perbedaan kandungan air pada kedua &ariasi sejumlah + gr, sehingga diterapkan
asumsi kandungan air a/al berjumlah sama, agar dapat dibandingkan bagaimana
pengaruh ukuran partikel terhadap proses pengeringan yang dilakukan dengan
indikator kandungan air dalam partikel tersebut diiringi dengan perbandingan pola
pengeringan kedua ukuran partikel berbeda dalam proses pengeringan.
"erdasarkan graik yang dihasilkan dari perhitungan kandungan air seiring /aktu
pengeringan dapat dilihat bah/a tren yang dihasilkan oleh kedua kur&a dapat
dikatakan sama, dimana keduanya menunjukkan penurunan kandungan air seiring
berlangsungnya proses pengeringan. 5al ini membuktikan bah/a dalam
percobaan terjadi perpindahan massa air dari pasir ke aliran udara kering yang
mengakibatkan kandungan air dalam partikel terus berkurang seiring
berlangsungnya proses pengeringan. Perpindahan massa yang terjadi disebabkan
oleh peristi/a perpindahan panas, yaitu peristi/a perpindahan energi dari udara
ke dalam bahan yang dapat menyebabkan berpindahnya sejumlah massa, dimana
massa tersebut dalam proses pengeringan ini berupa kandungan air.
0ir dalam pasir yang mengalami proses tray drying berada pada dua
keadaan, yaitu unbounded %ater dan bounded %ater . )nbounded %ater ialah
sejumlah air yang berada di sela-sela padatan karena adanya tegangan permukaan,
dan memiliki tekanan uap dan panas laten penguapan yang sama dengan air
murni. ebaliknya, bounded %ater ialah air yang berada dalam bahan padat dan
mempunyai interaksi dengan Cat padat tersebut, yang memiliki tekanan uap lebihrendah dibandingkan air murni. Pada proses pengeringan, yang menguap pertama
kali adalah unbounded %ater meskipun tekanan uap dari bounded %ater lebih
kecil daripada tekanan uap air murni sehingga seharusnya energi untuk
menguapkannya lebih rendah dibandingkan dengan unbounded %ater . Namun,
akibat dari letak dari bounded %ater yang tertutup oleh unbounded %ater , serta
adanya gaya adhesi antara bounded %ater dan partikel pasir, bounded %ater
memerlukan energi lebih besar untuk mengalami penguapan.
34
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
38/46
Pada graik yang dihasilkan, dapat dilihat bah/a penurunan kandungan air
benar-benar mengalami perubahan yang sama hingga pada menit ke +< dimana
perununan secara konstan tetap terjadi seperti pada menit-menit sebelumnya untuk
partikel berukuran *. mm, namun pada partikel berukuran *.< mm tidak terjadi
penurunan air yang diindikasikan nilai * i yang sama dengan menit ke-+)-nya.
Perbedaan ini menunjukan bah/a semakin kecil ukuran partikel, maka nilai
kandungan air dalam partikel pasir juga semakin kecil dalam inter&al /aktu
proses pengeringan. Nilai penurunan kandungan air yang lebih konstan tersebut
menunjukkan banyaknya kandungan air yang teruapkan selama proses
pengeringan dan mengalami perpindahan massa ke udara, dengan perbandingan
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
39/46
Namun, saat menerapkan pengabaian perbedaan + gram kandungan air
a/al seperti halnya pada asumsi dalam pengamatan parameter kandungan air,
tercapainya nilai "i * pada partikel berukuran *.< mm saat partikel berukuran *.
mm tidak mencapai nilai tersebut, menunjukkan bah/a partikel yang berukuran
lebih besar mencapai batas pengeringan terlebih dahulu dibandingkan yang lebih
kecil. "erdasarkan perbedaan ukuran partikel yang dtunjukkan dalam graik diatas
menunjukkan bah/a semakin besar ukuran partikel, laju pengeringannya semakin
besar pula sehingga mencapai batas pengeringan terlebih dahulu. 5al ini
disebabkan ukuran partikel besar memiliki porositas yang lebih besar pula,
sehingga kandungan unbounded %ater semakin besar, dalam proses penguapan
yang menguap pertama kali adalah unbounded %ater , dan sebagian bounded
%ater .
!aju Penguapan terhadap Kandungan Air
2raik dengan plot antara laju penguapan dan kandungan air menunjukkan
bah/a secara umum untuk partikel berukuran *. mm dan *.< mm, laju
penguapan mengalami luktuasi dengan pola yang sama sekali berbeda.
Peningkatan laju penguapan yang terjadi pada beberapa bagian proses
pengeringan dapat dikarenakan pada bagian proses pengeringan tersebut jumlah
air yang dapat diuapkan atau terekspos oleh aliran udara berjumlah lebih banyak
sehingga molekul air yang terba/a oleh aliran lebih banyak dan laju penguapan
pun naik seiring dengan berkurangnya kandungan air dalam partikel berukuran
*. mm dan *.< mm. edangkan, saat laju penguapan mengalami penurunan pada
beberapa bagian proses, maka kandungan air yang terekspos oleh aliran udara
juga lebih sedikit. Yang seharusnya terjadi seiring proses pengeringan adalah
penurunan laju dari nilai yang a/alnya relati tinggi karena pada a/al proses
terdapat banyak air yang teruapkan, kemudian seiring /aktu laju penguapan pun
turun seiring dengan berkurangnya kandungan air dalam partikel, sesuai dengan
jumlah air yang terba/a aliran udara semakin lama semakin sedikit.
(.!." Analisis Kesalahan
Pada percobaan ini, perhitungan laju penguapan menggunakan metode
kelembaban sehingga menggunakan pengukuran suhu ?dry dan %et @ untuk
36
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
40/46
u'stream dan do%nstream. eharusnya, suhu u'stream akan selalu lebih tinggi
dibandingkan suhu do%nstream. 5al ini dikarenakan udara kering yang mele/ati
tray akan menyerap air dari partikel pasir sehingga suhu udara yang mengalir ke
do%nstream akan mengalami penurunan. 0kan tetapi, pada percobaan ini, suhu
u'stream yang didapat tidak selalu lebih tinggi dibandingkan do%nstream. 5al ini
yang mungkin menyebabkan graik laju penguapan yang didapat mengalami
luktuasi sehingga kurang tepat dan kurang &alid. Pengukuran suhu dilakukan
dengan thermometer alkohol. %ondisi ruangan praktikum dengan kondisi suhu
u'stream maupun do%nstream berbeda beberapa derajat 8elcius sehingga pada
saat pengukuran suhu diperlukan /aktu yang cukup lama sampai suhu yang
ditunjukan thermometer konstan
(.2 Analisis Per51aan Pen*aruh La/u Alir Udara terhada0 Pen*erin*an
(.2.! Analisis Per51aan
Percobaan dengan &ariasi laju udara bertujuan untuk menentukan kur&a
pengeringan berdasarkan laju pengeringan. Pada percobaan ini, &ariabel yang
di&ariasikan adalah laju udara sedangkan &ariabel lainnya dibiarkan sama yaitu
pemanas pada le&el 1, ukuran partikel *.< mm dan jumlah semprotan sebanyak )*
sehingga nanti akan didapatkan pengaruhnya terhadap proses pengeringan dalam
tray dryer. #aju udara yang digunakan adalah dengan le&el 1 dan le&el 9 yang
dapat diatur pada tray ryer.
Terdapat beberapa data yang diambil sebelum percobaan dilakukan seperti
luas permukaan tray, berat tray, berat tray dan pasir kering serta berat tray dan
pasir yang sudah dibasahi dengan semprotan air yang merata pada setiap bagian
tray. $ata-data ini akan membantu pengolahan data terutama saat melakukan
perhitungan kandungan air, laju pengeringan maupun laju penguapan.
etelah mengatur semua &ariabel pada alat, percobaan dilakukan selama
+< menit dengan pengambilan data, seperti suhu aliran pada upstream maupun
do/nstream, berat tray, dan laju udara pada < titik, setiap menit tanpa
menghentikan kerja alat agar perubahan dapat terus terjadi sebelum terjadi
kesetimbangan antara udara dan air dalam pasir. $ata yang dihasilkan adalah <
data dalam sekali percobaan. etiap data akan menunjukkan perubahan yang
terjadi setiap jangka /aktunya.
37
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
41/46
(.2.2 Analisis Pen*lahan Data dan ,ra'i&
$ata yang didapatkan dari percobaan kemudian diolah dengan perhitungan
kandungan air, laju pengeringan dan laju penguapan untuk mencapai suatu
kesimpulan bagaimana laju udara berpengaruh pada proses pengeringan dalam
tray dryer. ecara umum, dari data yang didapatkan dari percobaan ini berat tray
dan pasir terus berkurang dengan bertambahnya /aktu menunjukkan massa air
yang hilang selama proses pengeringan. uhu upstream dan do/nstream baik
suhu kering dan basah hanya memiliki perbedaan yang sangat kecil dan secara
umum menunjukkan suhu upstream lebih tinggi dibanding suhu do/nstream
karena suhu upstream menunjukkan suhu yang lebih dekat dari sumber pemanas
dan juga belum dilalui suatu penghalang yang dapat menurunkan suhunya seperti
yang terjadi pada suhu do/nstream. Perubahan suhu upstream dan do/nstream
juga lebih terlihat pada laju udara le&el 9 dikarenakan kemampuan udara yang
lebih cepat dapat lebih baik memindahkan massa air ke udara sehingga suhu udara
berubah menjadi lebih basah.
Perhitungan kandungan air bertujuan untuk mengetahui pengaruh laju alir
udara pengering terhadap kandungan air pada pasir dalam tray. ntuk perhitungan
kandungan air, dapat dilihat dari data tabel dan graik pada kedua le&el laju udara
bah/a kandungan air secara umum menurun terhadap /aktu pada kedua &ariabel
laju udara. Perubahan kandungan air pada le&el 9 sampai pada menit ke +<
menunjukkan perubahan yang lebih besar dibanding pada le&el 1 dikarenakan
jumlah massa air yang berpindah terba/a oleh udara lebih besar terjadi pada laju
udara le&el 9 sehingga kandungan air pada pasir menjadi lebih kecil. 5al ini
sesuai dengan teori bah/a pada suhu pemanas yang sama, aliran udara dengan
laju yang lebih besar akan memba/a massa air lebih banyak dari aliran udaradengan laju yang lebih rendah.
2raik menunjukkan penurunan kandungan air pada kedua laju udara.
"erdasarkan teori, laju udara yang lebih tinggi seharusnya menunjukkan gradien
penurunan kandungan air lebih besar daripada laju udara yang lebih lambat.
2raik hasil percobaan menunjukkan gradien yang hampir sama mulai dari menit
sampai ;, hanya saja pada laju le&el 9 dimulai dari menit +) gradiennya menjadi
38
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
42/46
lebih besar dibanding dengan pada laju le&el 1 menunjukkan hal yang sesuai
dengan teori.
Perhitungan laju pengeringan bertujuan untuk mengetahui pengaruh laju
udara terhadap laju pengeringan. "erdasarkan teori, laju udara yang lebih tinggi
menghasilkan laju pengeringan yang lebih tinggi juga karena banyaknya massa air
yang terba/a oleh udara.
Ri=∆ W
∆ t . 1
A s=
|W i−W i−1||t i−t i−1|
. 1
As
"erdasarkan hasil percobaan dan graik, dapat dilihat bah/a kedua laju
udara tidak menunjukkan gradien yang begitu jelas. Namun, laju pengeringan
pada laju udara le&el 9 berada di atas laju udara le&el 1 menunjukkan laju
pengeringan yang lebih besar dan sesuai dengan teori.
Perhitungan laju penguapan bertujuan untuk mengetahui pengaruh laju
udara terhadap laju penguapan. "erdasarkan teori, laju alir udara berbanding lurus
dengan laju penguapan sehingga dapat dikatakan bah/a semakin tinggi laju alir
udara maka semakin tinggi juga laju penguapan yang dihasilkan karena udara
yang membantu mempercepat proses penguapan air.
mi=V i . ρ . A .(∆ H )
"erdasarkan hasil percobaan dan graik, laju penguapan laju alir udara
le&el 9 berada di atas laju penguapan pada laju udara le&el 1 menunjukkan laju
penguapan yang lebih besar pada laju udara yang lebih tinggi yaitu laju udara
le&el 9 sesuai dengan teori.
(.2." Analisis Kesalahan
Terdapat beberapa kesalahan yang mungkin terjadi selama percobaan
sehingga hasil percobaan yang dihasilkan juga tidak begitu akurat. 0dapun
kesalahan yang mungkin terjadi adalah ketidakakuratan dan pembacaan skala
?paralaks error@ suhu pada termometer oleh praktikan, pengambilan data yang
tidak begitu tepat pada setiap menit percobaan dikarenakan harus menunggu
perubahan suhu pada termometer sampai titik yang sesuai.
39
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
43/46
(." Analisis Per51aan Pen*aruh Dia)eter Parti&el terhada0 Pen*erin*an
"441na%isis #er.o5aan
Percobaan Tray Drying dengan &ariasi suhu pemanas bertujuan untuk
mempelajari operasi pengeringan dengan menggunakan tray drier dan mengamati
pengaruh suhu pemanas pada proses pengeringan. Pada percobaan ini, &ariabel
yang diamati dalam pengaruhnya terhadap proses pengeringan adalah suhu
pemanas, dengan &ariasi suhu pemanas le&el < dan le&el 9 &ariabel lainnya seperti
kecepatan udara dan ukuran partikel dibuat tetap. Tujuan dilakukannya &ariasi
suhu pemanas adalah untuk menentukan suhu pemanas yang paling optimum
untuk proses pengeringan partikel.
(.2.2 na%isis #engo%ahan Data dan ra3k
Hubungan Kandungan Air terhadap Waktu Pengeringan
8"rasar2an a/a yang '"r7+" an yang sua '+7/ 2" a+a! ?ra@2 $
aa/ '+'a/ #a=a un/u2 s"/'a +"*"+ suu "!anas 2anungan a'r a+a! /ray as'r
a2an s"!a2'n #"r2urang s"'r'ng +a!anya =a2/u. a+ 'n' 's"#a#2an 2ar"na
/"rja'nya "r'naan !assa ar' a'r a+a! as'r 2" a+'ran uara !"+a+u' r7s"s"nguaan. P"r'naan !assa 'n' aa/ /"rja' 2ar"na aanya "r'naan "n"rg'
anas ar' uara "!anas 2" as'r s"'ngga !"ny"#a#2an "nguaan a'r !"nja'
uara.
Ba+a! "r7#aan *ar'as' suu "!anas a/a !"nunju22an #a=a suu +"*"+
; +"#' #a'2 a+a! !"ngurang' 2anungan a'r a+a! as'r '/unju22an "ngan
2anungan a'r yang /"rus !"nurun s"'r'ng =a2/u. La'n a+nya "ngan suu "!anas
+"*"+ , suu +"*"+ , anya !a!u un/u2 !"ngurang' 2anungan a'r aa !"n'/ 3
% an >. "/"+a +"=a/ ar' > !"n'/ 2anungan a'r a+a! as'r /'a2 !"nga+a!'
"nurunan +ag' '/unju22an "ngan s/agnas' aa ?ra@2 $. T'a2 #"r2urangnya
2anungan a'r aa !"n'/ 2" $ an $, "ngan suu "!anas +"*"+ , aa/
's"#a#2an 2ar"na suu as'r an suu uara "!anas sua s"raga! s"'ngga
/'a2 !"!ung2'n2an /"rja'nya "r'naan anas +ag'. "'ngga aa/
's'!u+2an #a=a s"!a2'n #"sar suu uara yang '#"r'2an =a2/u "ng"r'ngan
a2an s"!a2'n "a/. a+ 'n' s"sua' "ngan /"7r' -ur*a P"ng"r'ngan aa 8a# CC.
40
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
44/46
Hubungan Laju Pengeringan terhadap Kandungan Air
Bar' ?ra@2 -anungan A'r *s Laju P"ng"r'ngan aa/ '+'a/ #a=a +aju
"ng"r'ngan a2an #"r2urang s"'r'ng #"r2urangnya 2anungan a'r a+a! as'r. Bar'
gra@2 /"rs"#u/ juga aa/ /"r+'a/ #a=a suu "!anas +"*"+ ; !"!#"r'2an +aju
"ng"r'ngan yang +"#' #a'2 ar' aa suu "!anas +"*"+ ,. Paa suu "!anas
+"*"+ , r7s"s "ng"r'ngan #"r"n/' aa !"n'/ 2" $ an $, '/ana' "ngan #"sar
+aju "ng"r'ngan 0 g DE!"n'/.! aaa+ 2anungan a'r a+a! as'r #"+u!
s""nunya '+ang. a+ 'n' aa/ /"rja' 2ar"na aa !"n'/ 2" $ an $, sua
/"rja' 2"s"/'!#angan an/ara ua a'r yang '2anung 7+" as'r "ngan !"'u!
uara '/ana' "ngan +aju "ng"r'ngan !"nja' n7+.
Paa suu uara "!anas +"*"+ ; /"rja' "ngurangan 2anungan a'r s"ara
/"rus !"n"rus s"'r'ng =a2/u "nga!a/an s"'ngga a2'rnya 2anungan a'r a+a!
as'r sua /'a2 aa +ag'. a+ 'n' !"nunju22an r7s"s "ng"r'ngan #"r+angsung
"ngan #a'2 an suu +"*"+ ; +"#' #a'2 a+a! !"+a2u2an "ng"r'ngan
'#an'ng2an suu +"*"+ ,.
Hubungan Laju Penguapan terhadap Kandungan Air
Paa ?ra@2 Laju P"nguaan *s -anungan A'r /"r+'a/ #a=a suu +"*"+ ;
!"!#"r'2an "ng"r'ngan yang +"#' #"sar ar' suu +"*"+ ,. "!a2'n #"sar suu
yang '#"r'2an !a2a +aju "nguaan a2an s"!a2'n "a/. uu yang #"sar
!"!#a=a 2a+7r yang #"sar u+a s"'ngga +aju "nguaan !"nja' +"#' #"sar
2ar"na 2anungan a'r yang /"rua2an a2an +"#' #anya2. aa/ suu uara
!"n'ng2a/ 2"+"!#a#an r"+a/'*" a2an #"r2urang an a+ 'n' aa+a driving force
ar' r7s"s "nguaan a'r. P"nguaan yang /"rja' aa "r!u2aan as'r'2"na+'2an 7+" "r's/'=a 'Fus' ua ar' "r!u2aan as'r 2" +'ng2unan !"+a+u'
+a'san @+! /''s uara. Pr7s"s 'Fus' aa/ /"rja' 2ar"na 2anungan a'r aa as'r
#"raa ' #a=a /'/'2 j"nu a/!7sF"r'2 an as'r "ngan a'r ' a+a! s's/"! #"r'Fa/
mutually soluble, s"'ngga aa/ /"r'sa.
41
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
45/46
BAB 6
KESIMPULAN
"erdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan beberapa hal, yaituB
+. Partikel dengan ukuran lebih kecil membutuhkan /aktu pengeringan lebih
sebentar. emakin besar ukuran partikel, laju pengeringannya semakin
cepat mencapai batas pengeringan. Pada perhitungan, partikel ukuran *,<
mm memang memiliki laju pengeringan yang lebih besar dibandingkan
dengan *, mm, namun perbedaannya tidak begitu kentara, sehingga bisa
dikatakan laju pengeringan pada partikel *, mm dan *,< mm perobaan ini
relati sama.). Pengaruh perubahan laju alir menghasilkan kenaikan laju pengeringan.
emakin besar laju alir maka semakin besar laju pengeringan. Pada hasil
percobaan didapatkan laju pengeringan terbesar pada skala laju alir le&el 9.
5al ini disebabkan oleh terjadinya kontak yang lebih baik pada laju alir
yang lebih besar dan juga besar kalor yang terpindahkan semakin besar
karena gesekan yang terjadi pada kecepatan luida yang besar.
. Pengaruh perubahan temperatur udara pengering menghasilkan kenaikan
laju pengeringan. emakin tinggi temperatur udara pengering akan
menghasilkan laju pengeringan yang semakin besar. Pada percobaan, uu
uara +"*"+ ; !"!#"r'2an as'+ "ng"r'ngan yang +"#' #a'2 '#an'ng2an
suu uara +"*"+ ,.
42
-
8/17/2019 Makalah Modul Tray Drying
46/46
DAFTAR PUSTAKA
Tindaon, Hestryan. Teknik %imiaB Pengeringan. +estryantindaon.blogs'ot.
co.id . N.p., )*+. Heb. +) 0pr. )*+1.
$/iyanti, %ristina, and Nia Maulia. P-#")/ )0)"#- P#"T02
T"/#D#P 2#3) P-"-#- P)P)0 4# D D#2#5 T"#6 D"6" . +st
ed. urabayaB 'nstitut Teknologi epuluh Nopember %ampus 'T, )*+1. Heb. +)
0pr. )*+1.
Tim Penulis. 5odul Pra7ti7um )nit 'erasi i'roses . $epartemen Teknik
%imia, 4akultas Teknik, ni&ersitas 'ndonesia.
2eankoplis, . +;9. 5ass Transer 'eration nd dition. TokyoB 0llyn and
"acon 'nc.