Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-12

Pemanfaatan Panas Buang Kondenser pada Pengering Beku Vakum

Awaludin Martin1, a*, Iwan Kurniawan2, b, Mintarto3, c

1,2,3Laboratorium Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Riau

Kampus Bina Widya km 12,5 Simpang Baru, Pekanbaru, IndonesiaaAwaludinmartin01@gmail.com, biwan.ktm@gmail.com, cmintarto.tito@gmail.com

AbstrakTeknologi pengeringan beku sangat berperan penting pada pengembangan dan produksi berbagaijenis produk inovatif terutama untuk keperluan ekspedisi luar angkasa, obat, vaksin, enzim, dan lainsebagainya. Pada prinsipnya berbagai bahan pangan yang cocok dan relatif mudah untuk prosespengeringan-beku adalah produk pangan larutan, lapis tipis daging, dan irisan buah dan sayuran,atau buah dan atau sayuran utuh yang berukuran kecil. Penelitian ini adalah penelitian lanjutanpengering beku vakum dimana pada penelitian sebelumnya di peroleh bahwa kehilangan kadar airmaksimum pada bengkuang sebesar 62% pada temperatur ruang pengering-18oC dengan tekanan66,7 Pa selama 24 jam. Penelitian lanjutan ini bertujuan untuk meningkatkan hilangnya kadar airpada bengkuang dengan melengkapi proses pengering beku vakum dengan proses penguapan(secondary drying) dengan memanfaatkan panas pada kondenser. Penelitian yang dilakukanmenghasilkan kehilangan kadar air maksimum sebesar 84% pada temperatur bengkuang -9oCdengan waktu secondary drying selama 6 jam pada temperatur air yang dialirkan 40oC.

Kata kunci: Pengering Beku Vakum, Panas Buang, Secondary Drying

1. Pendahuluan

Pada prinsipnya berbagai bahan panganyang cocok dan relatif mudah untuk prosespengeringan beku adalah produk panganlarutan, lapis tipis daging, dan irisan buahdan sayuran, atau buah dan atau sayuran utuhyang berukuran kecil.

Penelitian pengeringan beku telah banyakdilakukan oleh para peneliti sebelumnyaantara lain; Arlisdianto (2012) mengeringkanlidah buaya (aloevera) yang mengandungkadar air sebesar 98,7% [1], Pujihastuti(2009) mengeringkan tomat yangmengandung kadar air sebesar 93,4% [2],Marques dan Freire, 2004 mengeringkannenas yang mengandung kadar air sebesar85,30% [3], Kiman, 2004 mengeringkandengan pembekuan vakum terhadap dagingbuah durian yang mengandung kadar airsebesar 60,82% [4].

Pada penelitian sebelumnya di perolehbahwa kehilangan kadar air maksimum padabengkuang sebesar 62% pada temperaturbengkuang -18oC dan tekanan 66,7 Paselama 24 jam [5].

Penelitian ini bertujuan meningkatkanhilangnya kadar air pada bahan yang akandikeringkan dengan memanfaatkan panasbuang kondenser. Sehingga dengan demikianproses pengeringan beku vakum akandilengkapi dengan proses penguapan(secondary drying) yang memanfaatkanpanas buang kondenser tersebut.

2. Methodologi

Penelitian dilakukan dengan caraeksperimen di Laboratorium KonversiEnergy Jurusan Teknik Mesin, FakultasTeknik Universitas Riau. Skema alat ujipengering beku vakum seperti terlihat padaGambar 1.

2.1 Bahan

Pada penelitian ini material yangdigunakan untuk dikeringkan adalah buahbengkuang karena bengkuang memiikikandungan air sampai dengan 85% [1].

a. Alat

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-12

Adapun alat pengering beku vakum dapatdilihat pada Gambar 2.

Gambar 1 Skema Pengering Beku Vakum

Thermocouple type K digunakan untukmengukur temperatur dimana data akuisisiyang digunakan adalah Advantech Adam4018. Berat awal dan akhir bengkuang padaproses pengujian ditimbang dengantimbangan digital merk Camry dengantingkat akurasi 0.1 gr. Pompa vakum merkValue dengan flow rate 9 cubic feet perminute (CFM) dan daya 1 horse power (HP)digunakan untuk memvakum ruangpendingin selama proses vakum.

Gambar 2 Pengering Beku Vakum

b. Prosedur Penelitian

Bengkuang segar setelah dikupas kulitnya lalu di iris tipis selanjut nya di haluskandengan blender, adapun prosedur penelitianpengering beku vakum adalah sebagaiberikut:

Bengkuang yang telah dihaluskan ditimbang seberat 50 gr dan selanjut nyadimasukkan ke ruang pengering

Setelah ruang pengering tertutup rapat,system pendingin diaktifkan

Setelah temperatur ruang pengeringmencapai temperatur yang diinginkan(-6oC dan -9oC), pompa vakum diaktifkan

Pompa vakum diaktifkan selama 1 jamdan setelah satu jam pompa vakumdinon-aktifkan

Air panas yang dipanaskan oleh panasbuang kondenser dimana temperature nyadijaga antara 40oC-41oC dialirkan kedalam ruang pengering sesaat setelahpompa vakum dinon-aktifkan (prosessecondary drying)

Air panas yang dialirkan ke ruangpengering dihentikan setelah waktuproses yang diinginkan tercapai (1 jam, 2jam, 4 jam dan 6 jam)

Setelah proses secondary drying selesai,bengkuan dikeluarkan dari ruangpengering dan selanjutnya ditimbanguntuk dikertahui berapa banyak air yanghilang atau menguap dari bengkuang.

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-12

Gambar 3 Karakteristik Proses PengeringanBeku Vakum

Karakteristis dari proses pengeringanbeku vakum seperti prosedur tersebut di atasdapat dilihat pada gambar 3 [6].

3. Hasil dan Pembahasan

Penelitian pengeringan beku vakumdilakukan dengan mengkondisikantemperature ruang pengering pada temperatur-6oC dan -9oC. Proses pengeringan bekuvakum terdiri atas tiga tahap seperti yangterlihat pada gambar 4 yaitu;

Tahap 1 pembekuan (freezing area) Tahap 2 pengeringan utama (primary

drying area) Tahap 3 pengeringan atau penguapan

(secondary drying area).

Gambar 4 Proses pengeringan beku vakumpada temperatur -6oC dan -9oC

Pada gambar 4 terlihat bahwa prosespengeringan beku vakum memiliki trendgaris yang sama dengan seperti yang terlihatpada gambar 3. Pada gambar 4 juga dapatdilihat bahwa waktu yang dibutuhkan untukmencapai temperatur bengkuang -9oC lebihlama 60 menit dibanding waktu yangdibutuhkan untuk mencapai temperaturbengkuang -6oC. Temperatur yang lebihrendah dan waktu proses sampai mencapaitemperature yang lebih lama memungkinkanair pada bengkuang yang membeku menjadilebih banyak sehingga dengan demikianjumlah air yang menguap pada prosessecondary drying menjadi lebih besar.

Pada gambar 5 terlihat prosespengeringan beku vakum dengan temperatur

bengkuang yang sama yaitu -9oC namunwaktu proses secondary drying yangberbeda. Terlihat bahwa lama nya prosessecondary drying sangat mempengaruhi hasilpengeringan beku vakum dimana semakinlama proses nya maka jumlah air yangmenguap menjadi lebih banyak.

Sehingga dari gambar 4 dan 5 dapatdisimpulkan bahwa temperatur pembekuansampel (bengkuang) dan lama nya waktusecondary drying yang diberikan sangatmempengaruhi hasil akhir prosespengeringan beku vakum.

Gambar 5 Proses pengeringan beku vakumpada temperatur -9oC selama 4 jam dan 6

jam

Hasil perlakuan pengeringan beku vakumpada bengkuang dapat di lihat pada gambar6.

Gambar 6 Bengkuang hasil pengeringan

Penelitian yang dilakukan menghasilkankadar air maksimum yang hilang daribengkuang adalah sebesar 84% pada proses

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-12

pembekuan sampai dengan -9oC denganproses vakum selama 1 jam dan prosespenguapan atau secondary drying Selama 6jam. Hasil penelitian dapat dilihat padagambar 6 bahwa semakin rendah temperature

pembekuan sampel dan semakin lama prosessecondary drying maka kadar air yang hilangjuga semakin besar.

Gambar 7 Hasil Pengeringan Beku Vakum;■ -6oC, ♦-9oC

4. Kesimpulan

Penelitian pengering beku vakum denganmemanfaatkan panas buang kondenser telahdilakukan dimana panas buang tersebutdigunakan untuk memanaskan air sampaidengan temperatur 41oC dan selanjutnya airpanas tersebut dialirkan kedalam ruangpengering pada proses secondary drying.

Penelitian dilakukan denganmemvariasikan temperatur bengkuang -9oCdan -6oC dengan variasi waktu secondarydrying 1 jam, 2 jam, 4 jam dan 6 jam.

Penelitian yang dilakukan menghasilkankehilangan kadar air maksimum sebesar 84%pada temperatur bengkuang -9oC denganwaktu secondary drying selama 6 jam padatemperatur air yang dialirkan 40oC-41oC

5. Daftar Pustaka

[1] Arlisdianto, Julian, Pengaruh WadahMaterial Terhadap Laju PengeringanPada Alat Pengering Beku Vakum UntukAloevera, Skripsi, FT-UI,Depok, 2012

[2] Pujihastuti, Isti, Teknologi PengawetanBuah Tomat Dengan Metode FreezeDrying, Metana, Vol. 6, No. 01, 2009

[3] Awal Januari, Pengeringan Bbengkuangdengan Sistem pengeringan Beku Vakum(vacuum freeze drying system), Skripsi,Jurusan Teknik Mesin, FT-UR, 2014

[4]Marques, L. G dan Freire, J. T., AnalysisOf Freeze Drying Of Pineapple AndGuava Pulps. Brazil, Federal UniversityOf São Carlos, 2004

[5] Siregar, Kiman, Kajian PengeringanBeku Dengan Pembekuan Vakum DanPemanasan Terbalik Untuk Daging BuahDurian, IPB, Bogor, 2004.

[6] Alhamid, M. Idrus, M. Yulianto,Nasruddin, Engkos A. Kosasih,Development of a Compact VacuumFreeze Drying for Jelly Fish(Schypomedusae), Jurnal Teknologi(Sciences & Engineering), 58 Suppl 2,25–32, 2012