alat pengeringan (spray dryer)

8/16/2019 Alat Pengeringan (Spray Dryer)

1/10

SATUAN OPERASI II

ALAT PENGERINGAN

“SPRAY DRYER”

Oleh :

REZA ZAMZAMI AMINJ1A014103

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI

UNIVERSITAS MATARAM

01!


2/10

ALAT PENGERINGAN

“SPRAY DRYER”

A" PENGERINGAN

Teknologi pemprosesan bahan pangan terus berkembang dari waktu

ke waktu. Perkembangan teknologi ini didorong oleh kebutuhan pangan

manusia yang terus meningkat yang diakibatkan oleh semakin meningkatnya

jumlah penduduk dunia. Pada saat yang sama, luas lahan penghasil bahan

pangan makin menyempit. Hal tersebut menyebabkan dibutuhkannya

teknologi-teknologi pemrosesan pangan yang mampu meningkatkan

kualitas dan kuantitas produk makanan; salah satunya adalah teknologi

pengeringan bahan makanan.

Pengeringan adalah suatu peristiwa perpindahan massa dan

energi yang terjadi dalam pemisahan cairan atau kelembaban dari suatu

bahan sampai batas kandungan air yang ditentukan dengan menggunakan

gas sebagai fluida sumber panas dan penerima uap cairan (Sumber:

Treybal, 1980!Pengeringan makanan memiliki dua tujuan utama. Tujuan pertama

adalah sebagai sarana pengawetan makanan. Mikroorganisme yang

mengakibatkan kerusakan makanan tidak dapat berkembang dan bertahan

hidup pada lingkungan dengan kadar air yang rendah. Selain itu, banyak

enzim yang mengakibatkan perubahan kimia pada makanan tidak dapat

berungsi tanpa kehadiran air (Sumber : "eank#plis, 199$. Tujuan kedua

adalah untuk meminimalkan biaya distribusi bahan makanan karena

makanan yang telah dikeringkan akan memiliki berat yang lebih rendah

dan ukuran yang lebih ke!il.

Pengeringan merupakan proses penghilangan sejumlah air dari

material. "alam pengeringan, air dihilangkan dengan prinsip perbedaan

kelembaban antara udara pengering dengan bahan makanan yang dikeringkan.

Material biasanya dikontakkan dengan udara kering yang kemudian terjadi

perpindahan massa air dari material ke udara pengering.


3/10

"alam beberapa kasus, air dihilangkan se!ara mekanik dari material

padat dengan !ara di- press, sentriugasi dan lain sebagainya. #ara ini lebih

murah dibandingkan pengeringan dengan menggunakan panas. $andungan air

dari bahan yang sudah dikeringkan ber%ariasi bergantung dari produk yang

ingin dihasilkan. &aram kering mengandung '.() air, batu bara

mengandung *) air dan produk makanan mengandung sekitar () air.

+iasanya pengeringan merupakan proses akhir sebelum pengemasan dan

membuat beberapa benda lebih mudah untuk ditangani.

#" KONSEP DASAR PEGERINGANPengeringan zat padat adalah pemisahan sejumlah ke!il air atau

zat !air dari bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat !air di dalam

zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima. Pengeringan

biasanya merupakan langkah terakhir dari sederetan operasi dan hasil

pengeringan biasanya siap dikemas. Pemisahan air dari bahan padat dapat

dilakukan dengan memeras zat tersebut se!ara mekanik sehingga air keluar,

dengan pemisah sentriugal, atau dengan penguapan termal. Pemisahan air

se!ara mekanik biasanya lebih murah biayanya, sehingga biasanya

kandungan zat !air itu diturunkan terlebih dahulu sebanyak-banyaknya

dengan !ara mekanik sebelum diumpankan ke dalam pengering termal.

$andungan zat !air dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan

ke bahan lain. da bahan yang tidak mempunyai kandungan zat !air sama

sekali bone dry. Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit raksi

air sebagai air terikat. /at padat yang akan dikeringkan biasanya terdapat

dalam bentuk serpih lake, bijian granule, kristal !rystal, serbuk

powder, lempeng slab, atau lembaran sinambung !ontinous sheet

dengan siat-siat yang berbeda satu sama lain. /at !air yang akan

diuapkan mungkin terdapat pada permukaan zat padat seperti pada kristal;

dapat pula seluruh zat !air terdapat di dalam zat padat seperti pada pemisahan

pelarut dari lembaran polimer; atau dapat pula sebagian zat !air sebagian di

luar dan sebagian di dalam. 0mpan pengering mungkin berupa zat !air di

mana zat padat melayang sebagai partikel, atau dapat pula berbentuk larutan.


4/10

$adar air atau m#isture c#ntent adalah jumlah air yang terkandung

dalam suatu bahan. $adar air dari padatan bisa akan mengalami penurunan

selama proses pengeringan berlangsung, yang kemudian akan menurunkan

densitasnya. Pada beberapa kasus, bahan kering akan menyusut. $adar air

yang terkandung dalam bahan bisa dihitung dengan beberapa !ara,

diantaranya, susu kedelai bubuk bisa ditentukan dengan dua basis, yaitu basis

basah dan basis kering.

Perhitungan basis basah 1

2 bb 3 kadar air basis basah ) 1

Perhitungan basis kering 1

2bk 3 kadar air basis kering) 1 Mw 3 berat bahan basah

Md 3 berat bahan kering

$" KLASIFIKASI PENGERINGAN DAN MEKANISME PENGERINGAN• $lasiikasi Pengeringan

"itinjau dari pergerakan bahan padatnya, pengeringan dapat dibagi

menjadi dua, yaitu pengeringan batch dan pengeringan kontinyu.

Pengeringan batch adalah pengeringan dimana bahan yang dikeringakan

dimasukan ke dalam alat pengering dan didiamkan selama waktu yang

ditentukan. Pengeringan kontinyu adalah pengeringan dimana bahan

basah masuk se!ara sinambung dan bahan kering keluar se!ara sinambung

dari alat pengering.+erdasarkan kondisi isik yang digunakan untuk memberikan panas

pada sistem dan memindahkan uap air, proses pengeringan dapat

dibagi menjadi tiga, yaitu1 (Sumber: "eank#plis, 199$

1" Pe%&e'(%&)% *+%,)* l)%&-.%&

Menggunakan udara panas sebagai medium pengering pada tekanan

atmoserik. Pada proses ini uap yang terbentuk terbawa oleh udara.

" Pe%&e'(%&)% /)*.


5/10

Menggunakan logam sebagai medium pengontak panas atau

menggunakan eek radiasi. Pada proses ini penguapan air berlangsung

lebih !epat pada tekanan rendah.

3" Pe%&e'(%&)% e*.

Pengeringan yang melibatkan proses sublimasi air dari suatu material

beku

• Me*)%(-e Pe%&e'(%&)%

$etika benda basah dikeringkan se!ara termal, ada dua proses yang

berlangsung se!ara simultan, yaitu 1

1" Pe'2(%)h)% e%e'&( )'( l(%&*.%&)% .%,.* e%&.)2*)%

)(' )%& ,e')2), ( 2e'.*))% e%) 2)),Perpindahan energi dari lingkungan ini dapat berlangsung se!ara

konduksi, kon%eksi , radiasi, atau kombinasi dari ketiganya. Proses ini

dipengaruhi oleh temperatur, kelembapan, laju dan arah aliran udara,

bentuk isik padatan, luas permukaan kontak dengan udara dan

tekanan. Proses ini merupakan proses penting selama tahap awal

pengeringan ketika air tidak terikat dihilangkan. Penguapan yang

terjadi pada permukaan padatan dikendalikan oleh peristiwa diusi uap

dari permukaan padatan ke lingkungan melalui lapisan ilm tipis udara

" Pe'2(%)h)% )--) )(' )%& ,e')2), ( )l) e%) *e

2e'.*))%

$etika terjadi penguapan pada permukaan padatan, terjadi

perbedaan temperatur sehingga air mengalir dari bagian dalam

benda padat menuju ke permukaan benda padat. Struktur benda

padat tersebut akan menentukan mekanisme aliran internal air.

D" S2') D'(%&Spray drying merupakan suatu proses pengeringan untuk mengurangi

kadar air suatu bahan sehingga dihasilkan produk berupa bubuk melalui

penguapan !airan. Spray drying menggunakan atomisasi !airan untuk

membentuk droplet, selanjutnya droplet yang terbentuk dikeringkan

menggunakan udara kering dengan suhu dan tekanan yang tinggi. +ahan

yang digunakan dalam pengeringan spry drying dapat berupa suspensi,

dispersi maupun emulsi. Sementara produk akhir yang dihasilkan dapat


6/10

berupa bubuk, granula maupun aglomerat tergantung siat isik-kimia bahan

yang akan dikeringkan, desain alat pengering dan hasil akhir produk yang

diinginkan.

De-)(% S2') D'e'

to m iz e r

tomizer merupakan bagian terpenting pada spray drier dimana memiliki

ungsi untuk menghasilkan droplet dari !airan yang akan dikeringkan. "roplet

yang terbentuk akan didistribusikan disemprotkan se!ara merata pada alat

pengering agar terjadi kontak dengan udara panas. 0kuran droplet yang

dihasilkan tidak boleh terlalu besar karena proses pengeringan tidak akan

berjalan dengan baik. "isamping itu ukuran droplet juga tidak boleh terlalu

ke!il karena menyebabkan terjadinya o%er heating.

#h a mber

#hamber merupakan ruang dimana terjadi kontak antara droplet !airan yang

dihasilkan oleh atomizer dengan udara panas untuk pengeringan. $ontak udara panas dengan droplet akan menghasilkan bahan kering dalam bentuk

bubuk. +ubuk yang terbentuk akan turun ke bagian bawah !hamber dan akan

dialirkan dalam bak penampung.

Hea te r

Heater berungsi sebagai pemanas udara yang akan digunakan sebagai

pengering. Panas yang diberikan harus diatur sesuai dengan karakteristik


7/10

bahan, ukuran droplet yang dihasilkan dan jumlah droplet. Suhu udara

pengering yang digunakan diatur agar tidak terjadi o%er heating.

# y ! lo n e

#y!lone berungsi sebagai bak penampung hasil proses pengeringan. +ubuk

yang dihasilkan akan dipompa menuju #y!lone.

+ a g 4 il ter

+ag 4ilter berungsi untuk menyaring atau memisahkan udara setelah

digunakan pengeringan dengan bubuk yang terbawa setelah proses

Me*)%(-e *e'5) -2') '(%&Prinsip dasar Spray drying adalah memperluas permukaan !airan yang

akan dikeringkan dengan !ara pembentukan droplet yang selanjutnya

dikontakkan dengan udara pengering yang panas. 0dara panas akan

memberikan energi untuk proses penguapan dan menyerap uap air yang

keluar dari bahan.

+ahan !airan yang akan dikeringkan dilewatkan pada suatu

nozzle saringan bertekanan sehingga keluar dalam bentuk butiran droplet

yang sangat halus. +utiran ini selanjutnya masuk kedalam ruang pengering

yang dilewati oleh aliran udara panas. Hasil pengeringan berupa bubuk akan

berkumpul dibagian bawah ruang pengering yang selanjutnya dialirkan ke bak

penampung.

Se!ara umum proses pengeringan dengan metode spray drying melalui

( tahap 1

1" Pe%e%,.)% *+%-e%,')-( : konsentrasi bahan yang akan dikeringkan

harus tepat, kandungan bahan terlarut 5') hingga ('). 6ika bahan

yang digunakan sangat en!er dengan total padatan terlarut yang sangat

rendah maka harus dilakukan pemekatan terlebih dahulu melalui proses

e%aporasi. 6ika kadar air bahan yang akan dikeringkan terlalu tinggi

maka proses spray drying kurang maksimal dimana bubuk yang

dihasilkan masih mengandung kadar air yang tinggi. Selain itu juga

menyebabkan kebutuhan energi yang tinggi dalam proses pengeringan.


8/10

Perbandingan konsumsi energy yang akan dibutuhkan sesuai

dengan Total Solid konsentrasi eed bahan yang masuk ke dalam

spray drying1

- 7' ) 3 85.9(' k6:kg powder *') 3 5.


9/10

dibuang, dan serpihan bahan dikembalikan dengan !ara di blow sehingga

bergabung lagi dengan produk dalam line proses.

P)')e,e' *'(,(- -2') '(%&

7. Suhu pengering yang masuk 1 Semakin tinggi suhu udara yang digunakan

untuk pengeringan maka proses penguapan air pada bahan akan

semakin !epat, namun suhu yang tinggi memungkinkan terjadinya

kerusakan se!ara isik maupun kimia pada bahan yang tidak tahan panas.

8. Suhu pengering yang keluar 1 Suhu pengering yang keluar mengontrol

kadar air bahan hasil pengeringan bubuk yang terbentuk.5. @iskositas bahan larutan yang masuk 1 @iskositas bahan yang akan

dikeringkan mempengaruhi partikel yang keluar melalui nozel. @iskositas

yang rendah menyebabkan kurangnya energi dan tekanan dalam

menghasilkan partikel pada at#mi%ati#n.

*. 6umlah padatan terlarut 1 6umlah padatan terlarut pada bahan yang

masuk diatas 5') agar ukuran partikel yang terbentuk tepat.

(. Tegangan permukaan 1 Tegangan permukaan yang tinggi dapat

menghambat proses pengeringan, umumnya untuk menurunkan tegangan

permukaan dilakukan penambahan emulsiier. Amulsiier juga dapat

menyebabkan ukuran partikel yang keluar dari nozzle lebih ke!il sehingga

memper!epat proses pengeringan.

9. Suhu bahan yang masuk 1 Peningkatan suhu bahan yang akan dikeringkan

sebelum memasuki alat akan membawa energi sehingga proses

pengeringan akan lebih !epat.

=. Tingkat %olatilitas bahan pelarut 1 bahan pelarut dengan tingkat

%olatilitas yang tinggi dapat memper!epat proses pengeringan. Bamun

dalam prakteknya air menjadi pelarrut utama dalam bahan pangan yang

dikeringkan.

>. +ahan dasar nozzle umumnya terbuat dari stainless steel karena tahan

karat sehingga aman dalam proses penggunaannya.

Kele(h)% -(-,e S2') '(%&


10/10

• $apasitas pengeringan besar dan proses pengeringan terjadi dalam

waktu yang sangat !epat. $apasitas pengeringan men!apai 7''ton:jam.

• Tidak terjadi kehilangan senyawa %olatile dalam jumlah besar aroma

• #o!ok untuk produk yang tidak tahan pemanasan tinggi protein

• Memproduksi partikel kering dengan ukuran, bentuk, dan kandungan

air serta siat-siat lain yang dapat dikontrol sesuai yang diinginkan

• Mempunyai kapasitas produksi yang besar dan merupakan system

kontinyu yang dapat dikontrol se!ara manual maupun otomatis

Ke*.')%&)% -(-,e S2') D'(%&

• Memerlukan biaya yang !ukup tinggi

• Hanya dapat digunakan pada produk !air dengan tingkat

kekentalan tertentu

• Tidak dapat diaplikasikan pada produk yang memiliki siat

lengket karena akan menyebabkan penggumpalan dan

penempelan pada permukaan alat

alat pengeringan (spray dryer)

Documents