browser icon
You are using an insecure version of your web browser. Please update your browser!
Using an outdated browser makes your computer unsafe. For a safer, faster, more enjoyable user experience, please update your browser today or try a newer browser.

STUDI MEKANISME ALAT PENGERING SPRAY DRYER DAN MICROWAVE

Posted by on May 2, 2012

Disusun oleh :

Detya Pitaloka Sari 105100501111016
Ellen Demi Winata 105100401111018
Mawar Sarastuti 105100807111002
Farida Kautsar Dapha 105100301111010
Ariani Eka Pratiwi 104100401111026

 

 

 

 
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas Mata Kuliah Alat dan Mesin Pengolahan tentang “Studi mekanisme alat pengering spray dryer dan microwave oven”.

Penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Dan penulis juga menyadari bahwa dalam makalah ini masih banyak kekurangannya. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun demi kemajuan di masa yang akan datang.

 
Penulis

 

 

 

 

 

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Hakekat dasar pemgolahan dan pengembangan industri produk makanan dan minuman dalam negeri bertujuan untuk memenuhi kebutuhan pasar, pengawetan dan diversifikasi pangan.
Salah satu proses pengolahan termal yaitu proses pengeringan. Proses pengeringan telah lama digunakan sebagai salah satu bentuk teknologi pengawetan. Menurut Estiasih (2009), proses pengeringan merupakan teknologi pengawetan dengan cara pengurangan kadar air dari bahan pangan sehingga daya simpan menjadi lebih panjang. Perpanjangan daya simpan terjadi karena aktivitas mikroorganisme dan enzim menurun sebagai akibat dari air yang dibutuhkan untuk aktivitasnya tidak cukup.
Pemilihan jenis pengeringan yang sesuai untuk suatu produk pangan ditentukan oleh kualitas produk akhir yang diinginkan, sifat bahan pangan yang dikeringkan, dan biaya produksi atau pertimbangan ekonomi. Beberapa jenis pengeringan telah digunakan secara komersial, dan jenis pengeringan tertentu cocok untuk produk pangan tertentu, tetapi belum tentu cocok untuk produk pangan yang lain.
Banyak sekali jenis pengeringan yang digunakan dalam industry makanan. Dalam makalah ini kami akan membahas 2 jenis alat pengering serta aplikasinya dalam pengolahan bahan pangan, yaitu oven pengering dan spray dryer atau pengering semprot.

1.2 Tujuan
a. Untuk mengetahui prinsip kerja microwave oven pengering dan Spray dryer
b. Untuk memahami desain pengering yang cocok dengan bahan pangan tertentu
c. Memahami proses pengolahan yang baik dengan cara meminimalisir dampak negative pada produk setelah melewati proses pengolahan

 

 

BAB II
PEMBAHASAN

SPRAY DRYING

Spray drying telah menjadi metode yang paling aplikatif untuk dehidrasi makanan/produk cair. Pengembangan proses berkaitan erat dengan industri susu yaitu pembuatan susu bubuk. Teknologi telah diperluas mencakup kelompok makanan besar yang sekarang sudah berhasil menggunakan spray drying.
Pada proses spray drying, cairan disemprotkan mealui nozel pada udara panas. Butiran halus cairan secara cepat mengering menghasilkan produk kering yang bersifat bubuk. Proses pengeringan dengan pengering semprot banyak digunakan untuk menghasilkan susu bubuk dan bubuk buah.
Ada dua tipe pengering semprot, yaitu tipe horizontal dan tipe vertical. Konstruksi alat pengering semprot secara umum terdiri dari :
1. Pemanas dengan satu atau lebih kipas untuk menghasilkan udaran panas dengan suhu dan kecepatan tertentu.
2. Atomizer, nozel, atau jet untuk menghasilkan partikel-partikel cairan dengan ukuran tertentu.
3. Chamber atau wadah pengering di mana partikel-partikel cairan kontak dengan udara pengering.
4. Wadah penampung untuk menampung produk yang sudah dikeringkan.

Aplikasi
Aplikasi Spray Drying
Pisang Telur (utuh) Protein (hewan)
Darah Telur (putih) Protein (susu)
Kue Mixes Telur (kuning telur) Protein (tanaman)
Jeruk Juice Ikan konsentrat Shortening (roti)
Kopi Bayi formula Pati derivative
Jagung sirup Susu (keseluruhan) The
Krim Susu (skim) Tomat pure
Creamers (kopi) Susu (replacers) Ragi
Cremes (pharmac.) Kentang Yogurt

Suhu yang relatif tinggi diperlukan untuk operasi spray drying. Namun, kerusakan akibat panas pada produk umumnya hanya sedikit, karena diminimalisir oleh efek pendinginan evaporative selama periode pengeringan kritis dan waktu kontak bahan kering dengan suhu tinggi sangat singkat. Suhu permukaan partikel dalam zona pengeringan konstan yaitu 45-50 C. Hal tersebut akan meminimalisir kerusakan pada. Sifat fisik produk sangat berkaitan erat dengan struktur bubuk yang dihasilkan selama spray drying. Hal ini dimungkinkan untuk mengendalikan factor-faktor yang mempengaruhi struktur bubuk untuk mendapatkan sifat yang diinginkan.

Sistem Pengeringan Spray Drying
Diagram menunjukkan representasi skematik dari sistem semprot khas pengeringan susu bubuk. Untuk spray drying, biasanya untuk memompa konsentrat dari produk cair ke perangkat atomisasi mana ini dibagi menjadi tetesan kecil. Tetesan ini memenuhi aliran udara panas dan mereka kehilangan kelembaban mereka sangat cepat sementara masih ditangguhkan di udara pengeringan. Bubuk kering dipisahkan dari udara lembab di siklon oleh tindakan sentrifugal. Tindakan sentrifugal disebabkan oleh peningkatan besar dalam kecepatan udara saat campuran partikel dan udara memasuki sistem siklon. Partikel bedak padat dipaksa menuju dinding siklon sedangkan udara, lebih ringan lembab diarahkan jauh melalui pipa-pipa knalpot. Serbuk mengendap ke bagian bawah siklon di mana ia diangkat melalui perangkat pemakaian.Kadang-kadang ber-saluran untuk menyampaikan bubuk kering yang terhubung dengan sistem pendingin yang mengakui udara dingin untuk pengangkutan produk melalui pipa menyampaikan. Topan pengering, seperti ditampilkan di sini telah dirancang untuk jadwal produksi besar yang mampu pengeringan ton-banyak bubuk per jam.

Cyclone Spray Dryer
Berikut ini adalah diagram dari operasi semprot khas pengeringan memanfaatkan alat penyemprot sentrifugal dan pemisah siklon.

 

 

 

 
PENJELASAN

 

Box Spray Dryer
Dalam proses ini, udara disaring dipanaskan dengan uap atau gas dan dihembuskan ke membutuhkan saluran kerja (A) dan kemudian ke kepala mendistribusikan khusus proporsional (B), melewati lubang udara ke ruang pengering (C). Udara panas menyerap kelembaban dari halus yang terpisah, dikabutkan semprot cair dan lewat di bawah penyekat udara (D) untuk tas kain saring (E) dimana 100% setiap sisa bubuk yang terperangkap dari udara knalpot. Kantong-kantong filter sesekali terguncang oleh perangkat mekanik untuk melepaskan bubuk menaati yang kemudian turun ke lantai dan menyatu dengan bubuk yang tersisa.

Rogers Spray Drying Process.

Udara lembab kemudian habis ke atmosfir melalui exhaust fan (S). Cairan harus dikeringkan dipanaskan di pemanas (G), melewati ke pompa tekanan tinggi (H), melalui saluran tekanan tinggi (I) untuk menyemprot nozel terletak di inlet udara (C). Tetesan cairan dikabutkan dikeringkan sementara ditangguhkan dalam ruang dan bubuk mengendap ke lantai di mana ia disampaikan oleh pengerik reciprocating (J) ke conveyor sekrup (K). Serbuk bergerak ke outlet ruang (L) di mana ia dapat dihapus secara manual atau dijemput oleh sistem pneumatik opsional untuk pemisah siklon (M) yang mendinginkan bedak dengan udara segar. Sebuah ayakan terletak di bawah debit topan.

KELEBIHAN METODE SPRAY DRYING
• Ekonomi operasi (penguapan lebih murah)
• Peningkatan kapasitas (jumlah penguapan air adalah konstan)
• Meningkatkan ukuran partikel (tetesan masing-masing berisi padatan lebih)
• Meningkatkan kepadatan partikel (pengurangan ukuran vakuola)
• Lebih efisien bubuk pemisahan (terkait dengan kepadatan meningkat)
• Peningkatan redispersibilitasnya produk (pengurangan luas permukaan)

KEKURANGAN METODE SPRAY DRYING
• Biaya pemasangan alat yang mahal
• Efisiensi termal buruk
• Timbulnya pencoklatan pada produk bubuk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
CONTOH APLIKASI
Proses Produksi Kopi menggunakan Metode Spray Drying

1.Sortasi
Setelah melalui proses seleksi, biji kopi akan disortasi lagi menurut bobot dan ukuran. Selama proses ini, terjadi proses pembersihan dari benda asing pada biji kopi hijau sebelum mengalami proses produksi.
2.Penyimpanan
Biji kopi disimpan sesuai dengan keperluan penggorengan berikutnya.
3.Penggorengan
4.Pencampuran
5.Ekstraksi
Ekstraksi menggunakan pelarut air. Prosesnya melalui dua tahap yaitu Perkolasi ( di-ngin) dan Ekstraksi ( panas). Alatnya seperti yang dibawah ini :

 

Perkolasi

 

Ekstraksi per Batch

6. Filtrasi ( Penyaringan)

7. Sentrifugasi
Aroma kopi dipertahankan dengan cara reverse osmosis menggunakan membran filtasi. Selain itu, proses ekstraksi dengan panas juga akan mempengaruhi aroma, untuk itu pasca ekstraksi proses berikutnya adalah pendinginan ekstrak hingga suhu di bawah nol derajat celcius.

8. Evaporasi ( Penguapan) :
Fungsinya adalah untuk mendapatkan kadar ekstrak ideal

 

9. Pemisahan :
Dipisah sesuai dengan kebutuhan hasil akhir olahan kopi yang dibutuhkan yaitu :
a. Spray Dried
b. Aglomerasi
c. Ekstraksi Biasa

 

1. Spray Drying
Prinsipnya adalah untuk menghilangkan air, dengan cara ekstrak dilewatkan dalam sebuah kolom; temperatur tinggi dalam kolom tersebut akan menguapkan air hingga didapatkan bubuk kopi. Bubuk kopi dikumpulkan pada bagian bawah kolom. Karbondioksida bertekanan tinggi disemburkan via nozzle dengan butiran halus kopi.

 

Alat spray drier seperti ini :

 

 

2. Aglomerasi
Bubuk kopi spray dried direbus lagi untuk mendapatkan gumpalan antar partikel bubuk yang lebih besar, fungsinya adalah untuk mendapatkan rasa yang lebih kaya dan aroma yang lebih kuat.

Alat aglomeratornya seperti ini :
3. Ekstraksi
Kopi hasil ekstraksi awalan tidak mengalami proses lagi, dan langsung dikemas.

Visualisasi proses mulai dari pemilihan hingga pengepakan minuman kopi

 

 

 

 

 

 

Diagram Alir Metode Spray Drying

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
MICROWAVE OVEN
Prinsip Dasar Microwave Oven
Ada dua konsep yang menjadi dasar dalam pemanfaatan gelombang mikro untuk memanaskan benda. Dua konsep tersebut adalah :
1. Radiasi gelombang
Microwave oven menggunakan gelombang radio berfrekuensi 2,5GHz untuk memanaskan makanan. Gelombang tersebut merambat secara radiasi.
2. Pemanasan dielektrik <dielectric heating>
Fenomena dimana gelombang radio memanaskan material dielektrik. Material disini berupa air, lemak, dan gula. Jenis material ini berkaitan erat dengan frekuensi gelombang radio yang berada pada frekuensi 2,5GHz. Gelombang radio pada frekuensi tersebut, akan diserap oleh material-material tadi. Hal ini akan menyebabkan atom-atom pada material tadi berotasi dan saling bertabrakan. Dari sinilah akan timbul panas sehingga makanan yang kita masukkan ke dalam microwave tadi bisa menjadi panas atau hangat.
Cara Kerja
Pada bagian ini, kami akan menjelaskan definisi, bentuk dan cara kerja microwave oven. Beberapa istilah yang berkaitan dengan solarcell juga akan kami jelaskan.
Definisi
Microwave adalah sebuah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 1 milimeter sampai 1 meter dan berfrekuensi antara 300 megahertz sampai 300 gigahertz. Oven adalah sebuah peralatan dapur yang digunakan untuk memasak atau memanaskan makanan. Microwave oven adalah adalah sebuah peralatan dapur yang menggunakan radiasi gelombang mikro untuk memasak atau memanaskan makanan.
Bentuk Fisik
Microwave oven yang sekarang beredar dipasaran sangat banyak bentuknya. Teknologi yang digunakan juga sudah semakin beragam. Pada Gambar dibawah menunjukan sebuah microwave oven dan komponen-komponen penyusun dari sebuah microwave oven.
 Gambar microwave oven
Berikut adalah gambar dari sebuah microwave oven yang biasa digunakan di rumah tangga untuk memasak.

 Komponen-komponen microwave oven
• Magnetron

Gambar 1 Sanyo Magnetron
Magnetron merupakan bagian inti dari microwave oven. Komponen ini akan mengubah energi listrik menjadi radiasi gelombang mikro. Pada bagian dalam magnetron, electron dipancarkan dari sebuah terminal central yang disebut katode. Kutub positif yang disebut anode mengelilingi katode menarik elektron-elektron. Selama perjalanan pada garis lurus, magnet permanen memaksa elektron untuk bergerak dalam jalur melingkar. Seiring elektron-elektron melewati resonansi di dalam ruangan oven, elektron-elektron tersebut menghasilkan gelombang medan magnet yang terus-menerus.

Gambar 2 Skema Magnetron
• Waveguide

Gambar 3 Waveguide dalam Microwave Oven
Waveguide adalah sebuah komponen yang didesain untuk mengarahkan gelombang. Untuk tiap jenis gelombang waveguide yang digunakan tidak sama. Waveguide untuk gelombang mikro dapat dibangun dari bahan konduktor.

• Microwave Stirrer

Gambar 4 Microwave Stirrer
Komponen yang menyerupai baling-baling ini digunakan untuk menyebarkan gelombang mikro di dalam microwave oven. Biasanya dikombinasikan dengan sebuah komponen seperti piringan yang dapat diputar pada bagian bawah. Kombinasi ini memungkinkan kecepatan tingkat kematangan yang merata saat memasak.

Cara Kerja
Berikut adalah cara kerja dari sebuah microwave oven dalam memanaskan sebuah objek:
1. Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial tinggi diubah dalam bentuk arus searah.
2. Magnetron menggunakan arus ini untuk menghasilkan gelombang mikro dengan frekuensi 2,45 GHz.
3. Gelombang mikro diarahkan oleh sebuah antenna pada bagian atas magnetron ke dalam sebuah waveguide.
4. Waveguide meneruskan gelombang mikro ke sebuah alat yang menyerupai kipas, disebut dengan stirrer. Stirrer menyebarkan gelombang mikro di dalam ruang oven.
5. Gelombang mikro ini kemudian dipantulkan oleh dinding dalam oven dan diserap oleh molekul –molekul makanan.
6. Karena setiap gelombang mempunyai sebuah komponen positif dan negatif, molekul-molekul makanan didesak kedepan dan kebelakang selama 2 kali kecepatan frekuensi gelombang mikro, yaitu 4,9 juta kali dalam setiap detik.
Gelombang mikro merupakan hasil radiasi yang dapat ditransmisikan, dipantulkan atau diserap tergantung dari bahan yang berinteraksi dengannya. Oven microvawe memanfaatkan 3 sifat dari gelombang mikro tersebut dalam proses memasak. Gelombang mikro dihasilkan oleh magnetron, gelombang tersebut ditransmisikan ke dalam waveguide, lalu gelombang tersebut dipantulkan ke dalam fan stirrer dan dinding dari ruangan didalam oven, dan kemudian gelombang tersebut diserap oleh makanan.
Microwave oven dapat membuat air berputar, putaran molekul air akan mendorong terjadinya tabrakan antar molekul. Tabrakan antar molekul inilah yang akan membuat molekul-molekul tersebut memanas. Perlu diingat bahwa sebagian besar makanan memiliki kadar air didalamnya dan jika makanan tersebut memiliki kadar air berarti efek yang sama akan terjadi jika makanan tersebut dimasukan dalam microwave oven. Selain itu harus dingat juga bahwa molekul makanan yang lain akan menjadi panas karena ada kontak langsung antara molekul tersebut dengan molekul air yang memanas.
Melalui perpindahan energi, panas disebabkan oleh pergerakan molekul-molekul. Perpindahan energi ini dapat terjadi dengan 3 cara berbeda, yaitu:
• Konduksi
Terjadi karena adanya kontak langsung dengan sumber panas, contoh papan pengorengan yang menjadi panas setelah bersentuhan dengan sumber api pada kompor.
• Konveksi
Konveksi terjadi ketika uap panas naik atau uap berputar di dalam ruangan tertutup seperti oven. Panas uap ini akan memanaskan bagian luar makanan dan diteruskan sampai bagian dalam makanan tersebut.
• Radiasi
Terjadi karena adanya gelombang elektromagnetik yang membuat molekul-molekul air bergerak.

Tipe Microwave Oven
Dipasaran ada beberapa tipe dari microwave oven, pembagian tipe microwave oven tersebut didasarkan pada ukuran dari microwave tersebut. Klasifikasinya dapat disebutkan sebagai berikut:
1. Compact Microwave
Compact microwave disebut juga sebagai portable microwave, yaitu tipe terkecil dari mikrowave oven. Ukuran dari oven jenis ini sekitar 46 cm untuk lebarnya, 35 cm untuk tebalnya dan 30 cm untuk tingginya. Tenaga yang digunakan untuk mengoperasikan oven jenis ini antara 500 sampai 1000 watt. Harga dari microwave oven jenis ini kurang dari $100 US.

2. Medium Capacity Microwave
Microwave jenis ini empunyai ukuran lebih besar dari compact microwave. Untuk tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini sekitar 1000-1500 watt. Jenis microwave ini mempunyai kemampuan untuk memasak dan menghangatkan makanan lebih cepat dibanding dengan compact microwave.

3. Large Capacity Microwave
Jenis oven ini adalah jenis yang terbesar dengan ukuran lebih besar daripada medium microwave. Tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini mencapai 2000 watt. Large microwave cocok digunakan untuk restoran ataupun tempat-tempat yang membutuhkan makanan dalam jumlah yang besar.

Dampak Penggunaan Microwave
A. Dampak Positif
 Cepat panasnya makanan yang dipanaskan.
 Pemanasan bisa merata pada semua bagian makanan yang dipanaskan.
 Praktis dalam penggunaannya sehingga bisa mengefisienkan waktu.

B. Dampak Negatif
 Membutuhkan energi (listrik) yang cukup besar untuk mengoperasikan microwave oven.
 Menimbulkan resiko jika tidak mengerti cara penggunaannya.

Diagram Alir Microwave
(dihubungkan dengan jurnal microwave oven)

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Diagram Alir Mekanisme Microwave Oven

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Prinsip pengeringan spray driying adalah menghilangkan air dengan cara ekstrak dilewatkan dalam sebuah kolom; temperatur tinggi dalam kolom tersebut akan menguapkan air hingga didapatkan bubu. Bubuk dikumpulkan pada bagian bawah kolom. Karbondioksida bertekanan tinggi disemburkan via nozzle dengan butiran halusbubuk yang sudah terbentuk.
Pada microwave oven, ada dua konsep yang menjadi dasar dalam pemanfaatan gelombang mikro untuk memanaskan benda. Dua konsep tersebut adalah radiasi gelombang yaitu menggunakan gelombang radio berfrekuensi 2,5GHz untuk memanaskan makanan. Gelombang tersebut merambat secara radiasi. Dan konsep kedua yaitu pemanasan dielektrik <dielectric heating> dimana gelombang radio memanaskan material dielektrik.

3.2 Saran
Dari pembuatan makalah ini diharapkan bahwa pembaca dapat mengerti dan memahami tentang mekanisme kerja alat pengering semprot dan microwave. Pembaca juga diharapkan dapat mengambil manfaat dari makalah yang telah kami susun. Kritik dan saran sangat kami harapkan untuk memperbaiki penulisan makalah yang selanjutnya.

 

 

 

 

 
DAFTAR PUSTAKA
Belitz, H. D. And W. Grosch, 1987. Food Chemistry. Springer Verlag Berlin. Heidelberg.
Fitrotin, Ulyatu. dkk. 2010. Pembuatan Bubuk Sari Buah Tomat dengan Metode Spray Drying. Kajian Dari pH Awal, Konsentrasi Dekstrin, Tween 80 Dan Lama Penyimpanan. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTB : Fakultas Teknologi Hasil Pertanian, UNIBRAW
Histifarina, D., D. Musaddad, dan E. Murtiningsih. 2004. Teknik Pengeringan dalam Oven untuk Irisan Wortel Kering Bermutu. Jurnal Hortikultura 14(2):107-112,2004. Balai Penelitian Tanaman Sayuran Bandung.
Maharani, 2012. Pemilihan dan Desain Alat Pengering. Malang : Universitas Brawijaya
Winarno, F. G. 1991. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

 

2 Responses to STUDI MEKANISME ALAT PENGERING SPRAY DRYER DAN MICROWAVE

  1. Issac Maez

    Hands down, Apple’s app store wins by a mile. It’s a huge selection of all sorts of apps vs a rather sad selection of a handful for Zune. Microsoft has plans, especially in the realm of games, but I’m not sure I’d want to bet on the future if this aspect is important to you. The iPod is a much better choice in that case.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *


*

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>