Bab Iv Drying.docx

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 4.1.1

Data Hasil Percobaan Data Pengamatan Moisture Content Awal Sampel A dan B Tabel 4.1. Data Pengamatan moisture content awal (sampel A)

No 1 2 3 4 5 6 7 8

Drying time (menit) 60 120 180 240 300 360 420 480

Massa awal sampel (gram) 2,44 0,99 0,69 0,59 0,54 0,52 0,51 0,51

Massa akhir sampel (gram) 0,99 0,69 0,59 0,54 0,52 0,51 0,51 0,51

Tabel 4.2. Data Pengamatan moisture content awal (sampel B) No 1 2 3 4 5 6 7 8

Drying time (menit) 60 120 180 240 300 360 420 480

Massa awal sampel (gram) 2,25 0,92 0,58 0,57 0,55 0,54 0,53 0,53

Massa akhir sampel (gram) 0,92 0,58 0,57 0,55 0,54 0,53 0,53 0,53

4.1.2

Data Pengamatan Moisture Content Pada Waktu t Sampel A dan B

Tabel 4.3. Data Pengamatan moisture content pada waktu t (sampel A) No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Drying time (menit) 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

Massa awal sampel (gram) 2,36 2,18 2,03 1,89 1,75 1,65 1,55 1,49 1,33 1,27

Massa akhir sampel (gram) 2,18 2,03 1,89 1,75 1,65 1,55 1,49 1,33 1,27 1,18

Tabel 4.4. Data Pengamatan moisture content pada waktu t (sampel B) No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4.1.3

Drying time (menit) 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

Massa awal sampel (gram) 2,49 2,29 2,15 2,00 1,80 1,72 1,62 1,53 1,42 1,32

Massa akhir sampel (gram) 2,29 2,15 2,00 1,80 1,72 1,62 1,53 1,42 1,32 1,25

Perhitungan Moisture content awal

Berdasarkan persamaan 2.2 dapat dihitung : Sampel A : Mo =

2,44 gram−0,51 gram 2,44 gram

x 100% = 79,26%

Sampel B : Mo =

2,23 gram−0,53 gram 1,81 gram

x 100% = 76,50%

Mo rata-rata Mo = Mo =

4.1.4

Mo (sampel 1)+Mo (sampel 2) 2 79,26% +76,50% 2

= 77,88% = 0,78

Perhitungan untuk kecepatan pengeringan (rate of drying)

5. Berdasarkan persamaan 2.4 dapat dihitung : Sampel A : a) 16 menit = 2,18 gram 2,18 gram

N = 10 cm2 x 16 menit = 1,36𝑥10−2 gram/cm2.menit b) 32 menit = 2,03 gram 2,03 gram

N = 10 cm2 x 32 menit = 6,34𝑥10−3 gram/cm2.menit c) 48 menit = 1,89 gram 1,89 gram

N = 10 cm2 x 48 menit = 3,94𝑥10−3 gram/cm2.menit d) 64 menit = 2,73 gram 2,73 gram

N = 10 cm2 x 64 menit = 2,73𝑥10−3 gram/cm2.menit e) 80 menit = 1,65 gram 1,65 gram

N = 10 cm2 x 80 menit = 2,06𝑥10−3 gram/cm2.menit f) 96 menit = 1,55 gram 1,55 gram

N = 10 cm2 x 96 menit = 1,61𝑥10−3 gram/cm2.menit g) 112 menit = 1,49 gram 1,49 gram

N = 10 cm2 x 112 menit = 1,33𝑥10−3 gram/cm2.menit h) 128 menit = 1,33 gram 1,33 gram

N = 10 cm2 x 128 menit = 1,04𝑥10−3 gram/cm2.menit i) 144 menit = 8,82 gram 8,82 gram

N = 10 cm2 x144 menit = 8,82𝑥10−4 gram/cm2.menit j) 160 menit = 1,18 gram 1,18 gram

N = 10 cm2 x 160 menit 7,38𝑥10−4 gram/cm2.menit Sampel B : a) 16 menit = 2,29 gram 2,29 gram

N = 10 cm2 x 16 menit = 1,43𝑥10−2 gram/cm2.menit

b) 32 menit = 2,15 gram 2,15 gram

N = 10 cm2 x 32 menit = 6,72𝑥10−3 gram/cm2.menit c) 48 menit = 2,00 gram 2,00 gram

N = 10 cm2 x 48 menit = 4,17𝑥10−3 gram/cm2.menit d) 64 menit = 1,80 gram 1,80 gram

N = 10 cm2 x 64 menit = 2,18𝑥10−3 gram/cm2.menit e) 80 menit = 1,65 gram 1,72 gram

N = 10 cm2 x 80 menit = 2,15𝑥10−3 gram/cm2.menit f) 96 menit = 1,55 gram 1,62 gram

N = 10 cm2 x 96 menit = 1,69𝑥10−3 gram/cm2.menit g) 112 menit = 1,49 gram 1,53 gram

N = 10 cm2 x 112 menit = 1,37𝑥10−3 gram/cm2.menit h) 128 menit = 1,33 gram 1,42 gram

N = 10 cm2 x 128 menit = 1,11𝑥10−3 gram/cm2.menit i) 144 menit = 8,82 gram 1,32 gram

N = 10 cm2 x144 menit = 9,17𝑥10−4 gram/cm2.menit j) 160 menit = 1,18 gram 1,25 gram

N = 10 cm2 x 160 menit 7,81𝑥10−4 gram/cm2.menit Tabel 4.5. Rate of Drying Sampel A No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waktu (menit) 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

Luas Permukaan (cm2) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Massa sampel (gram) 2,18 2,03 1,89 1,75 1,65 1,55 1,49 1,33 1,27 1,18

N (gram/cm2.menit) 1,36 x10-2 6,34 x10-3 3,94 x10-3 2,73 x10-3 2,06 x10-3 1,61 x10-3 1,33 x10-3 1,04 x10-3 8,82 x10-4 7,38 x10-4

Tabel 4.6. Rate of Drying Sampel B Waktu (menit) 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

5.1.1

Luas Permukaan (cm2) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Massa sampel (gram) 2,29 2,15 2,00 1,80 1,72 1,62 1,53 1,42 1,32 1,25

N (gram/cm2.menit) 1,43 x10-2 6,72 x10-3 4,17 x10-3 2,81 x10-3 2,15 x10-3 1,69 x10-3 1,37 x10-3 1,11 x10-3 9,17 x10-4 7,81 x10-4

Perhitungan untuk Moisture content equilibrium (MCE)

HR (Relative Humidity) : 10% T (suhu oven) : 45° Dimana : A = (727,44 HR + 559,9 HR2 + 475,64 HR3) B = ((-0,0143 – 0,071 HR) + (0,132 HR2 – 0,157 HR3) + 0,0931 HR4) C = (T + 81,64) Berdasarkan persamaan 2.11 dapat dihitung : Me = 0,01 ((727,44(10%) + 559,9 (10%)2 + 475,64(10%)3) exp (0,0143 – 0,071(10%) + 0,132(10%)2 – 0,157(10%)3 + 0,0931 (10%)4)(45 + 81,64) = 0,02 4.1.6

Perhitungan nilai moisture content wet basis

Berdasarkan 2.8 dapat dihitung : Sampel A : a) 16 menit M=

2,36 gram−2,18 gram 2,36 gram

= 7,63𝑥10−2

b) 32 menit M=

2,18 gram−2,03 gram 2,18 gram

= 6,88𝑥10−2

c) 48 menit M=

2,03 gram−1,89 gram 2,03 gram

= 6,90𝑥10−2

d) 64 menit M=

1,89 gram−1,75 gram 1,89 gram

= 7,41𝑥10−2

e) 80 menit M=

1,75 gram−1,65 gram 1,75 gram

= 5,71𝑥10−2

f) 96 menit M=

1,65 gram−1,55 gram 1,65 gram

= 6,06𝑥10−2

g) 112 menit M=

1,55 gram−1,49 gram 1,55 gram

= 3,87𝑥10−2

h) 128 menit M=

1,49 gram−1,33 gram 1,49 gram

= 1,07𝑥10−1

i) 144 menit M=

1,33 gram−1,27 gram 1,33 gram

= 4,51𝑥10−2

j) 160 menit M=

1,27 gram−1,18 gram 1,27 gram

= 7,09𝑥10−2

Sampel B : a) 16 menit M=

2,36 gram−2,18 gram 2,36 gram

= 7,63𝑥10−2

b) 32 menit M=

2,18 gram−2,03 gram 2,18 gram

= 6,88𝑥10−2

c) 48 menit M=

2,03 gram−1,89 gram 2,03 gram

= 6,90𝑥10−2

d) 64 menit M=

1,89 gram−1,75 gram 1,89 gram

= 7,41𝑥10−2

e) 80 menit M=

1,75 gram−1,65 gram 1,75 gram

= 5,71𝑥10−2

f) 96 menit M=

1,65 gram−1,55 gram 1,65 gram

= 6,06𝑥10−2

g) 112 menit M=

1,55 gram−1,49 gram 1,55 gram

= 3,87𝑥10−2

h) 128 menit M=

1,49 gram−1,33 gram 1,49 gram

= 1,07𝑥10−1

i) 144 menit M=

1,33 gram−1,27 gram 1,33 gram

= 4,51𝑥10−2

j) 160 menit M=

1,27 gram−1,18 gram 1,27 gram

= 7,09𝑥10−2

Tabel 4.7. Moisture Content Wet Basis Sampel A No.

Waktu (menit)

1

16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Massa Awal Sampel (gram) 2,36

Massa Akhir Sampel (gamr) 2,18

2,18

2,03

2,03

1,89

1,89

1,75

1,75

1,65

1,65

1,55

1,55

1,49

1,49

1,33

1,33

1,27

1,27

1,18

M

7,63 x10-2 6,88 x10-2 6,90 x10-2 7,41 x10-2 5,71 x10-2 6,06 x10-3 3,87 x10-2 1,07 x10-1 4,51 x10-2 7,09 x10-2

Tabel 4.8. Moisture Content Wet Basis Sampel B No

Waktu (menit)

1

16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Massa Awal Sampel (gram)

Massa Akhir Sampel (gram)

2,49

2,28

2,28

2,15

2,15

2,00

2,00

1,80

1,80

1,72

1,72

1,62

1,62

1,53

1,53

1,42

1,42

1,32

1,13

1,25

M

8,23 x10-2 5,91 x10-2 6,98 x10-2 1,00 x10-2 4,44 x10-1 5,81 x10-3 5,56 x10-2 7,19 x10-2 7,04 x10-2 5,03 x10-2

4.1.7

Perhitungan nilai MR

Berdasarkan persamaan 2.7 dapat dihitung : Sampel A : a) 16 menit 7,63x10−2 − 0,02 MR = = 7,65x10−2 0,78 − 7,63x10−2 b) 32 menit 6,88x10−2 − 0,02 MR = = 6,67x10−2 0,78 − 6,88x10−2 c) 48 menit 6,90x10−2 − 0,02 MR = = 6,69x10−2 0,78 − 6,90x10−2 d) 64 menit 7,41x10−2 − 0,02 MR = = 7,36x10−2 0,78 − 7,41x10−2 e) 80 menit 5,71x10−2 − 0,02 MR = = 5,14x10−2 0,78 − 5,71x10−2 f) 96 menit 6,06x10−2 − 0,02 MR = = 5,59x10−2 0,78 − 6,06x10−2 g) 112 menit 3,87x10−2 − 0,02 MR = = 2,71x10−2 0,78 − 3,87x10−2 h) 128 menit 1,07x10−1 − 0,02 MR = = 1,17x10−1 0,78 − 1,07x10−2 i) 144 menit 4,51x10−2 − 0,02 MR = = 3,55x10−2 −2 0,78 − 4,51x10 j) 160 menit 7,09x10−2 − 0,02 MR = = 6,94x10−2 0,78 − 7,09x10−2 Sampel B : a) 16 menit 8,23x10−2 − 0,02 MR = = 8,45x10−2 −2 0,78 − 8,23x10

b) 32 menit 5,91x10−2 − 0,02 MR = = 5,39x10−2 0,78 − 5,91x10−2 c) 48 menit 6,98x10−2 − 0,02 MR = = 6,80x10−2 0,78 − 6,98x10−2 d) 64 menit 1x10−1 − 0,02 MR = = 1,08x10−1 −1 0,78 − 1x10 e) 80 menit 4,44x10−2 − 0,02 MR = = 3,47x10−2 0,78 − 4,44x10−2 f) 96 menit 5,81x10−2 − 0,02 MR = = 5,27x10−2 0,78 − 5,81x10−2 g) 112 menit 5,56x10−2 − 0,02 MR = = 4,93x10−2 0,78 − 5,56x10−2 h) 128 menit 7,19x10−1 − 0,02 MR = = 7,08x10−1 0,78 − 7,19x10−2 i) 144 menit 7,04x10−2 − 0,02 MR = = 6,88x10−2 −2 0,78 − 7,04x10 j) 160 menit 5,30x10−2 − 0,02 MR = = 4,60x10−2 0,78 − 5,30x10−2 Tabel 4.9. Nilai MR Sampel A No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waktu (menit)

16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

M (gram) -2

7,63 x10 6,88 x10-2 6,90 x10-2 7,41 x10-2 5,71 x10-2 6,06 x10-3 3,87 x10-2 1,07 x10-1 4,51 x10-2 7,09 x10-2

MR

7,65 x10-2 6,67 x10-2 6,69 x10-2 7,36 x10-2 5,14 x10-2 5,59 x10-3 2,71 x10-2 1,17 x10-1 3,55 x10-2 6,94 x10-2

Tabel 4.10. Nilai MR Sampel B No

Waktu (menit)

M (gram)

MR

1

16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

8,23 x10-2 5,91 x10-2 6,98 x10-2 1,00 x10-2 4,44 x10-1 5,81 x10-3 5,56 x10-2 7,19 x10-2 7,04 x10-2 5,03 x10-2

8,45 x10-2 5,39 x10-2 6,80 x10-2 1,08 x10-1 3,47 x10-2 5,27 x10-3 4,93 x10-2 7,08 x10-2 6,88 x10-2 4,60 x10-2

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tabel 4.11 Perhitungan Nilai k dengan Pemodelan Newton dan Henderson Pabis Sampel A No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waktu (menit)

16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

MR

LN MR -2

7,65 x10 6,67 x10-2 6,69 x10-2 7,36 x10-2 5,14 x10-2 5,59 x10-3 2,71 x10-2 1,17 x10-1 3,55 x10-2 6,94 x10-2

-2,57 -2,71 -2,70 -2,61 -2,97 -2,88 -2,61 -2,14 -3,34 -2,67

Tabel 4.12. Perhitungan Nilai k dengan Pemodelan Newton dan Henderson Pabis Sampel B No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waktu (menit)

16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

MR

LN MR -2

8,45 x10 5,39 x10-2 6,80 x10-2 1,08 x10-1 3,47 x10-2 5,27 x10-3 4,93 x10-2 7,08 x10-2 6,88 x10-2 4,60 x10-2

-2,47 -2,92 -2,69 -2,23 -3,36 -2,94 -3,01 -2,65 -2,68 -3,08

Tabel 4.13. Perhitungan Nilai k dengan Pemodelan Page Sampel A No

MR

LN t

LN (-LN MR)

1

7,65 x10-2 6,67 x10-2 6,69 x10-2 7,36 x10-2 5,14 x10-2 5,59 x10-3 2,71 x10-2 1,17 x10-1 3,55 x10-2 6,94 x10-2

2,77 3,47 3,87 4,16 4,38 4,56 4,72 4,85 4,97 5,08

0,94 1,00 0,99 0,96 1,09 1,06 1,28 0,76 1,21 0,98

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tabel 4.13. Perhitungan Nilai k dengan Pemodelan Page Sampel B No

MR -2

7,65 x10 6,67 x10-2 6,69 x10-2 7,36 x10-2 5,14 x10-2 5,59 x10-3 2,71 x10-2 1,17 x10-1 3,55 x10-2 6,94 x10-2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

LN t

LN (-LN MR)

2,77 3,47 3,87 4,16 4,38 4,56 4,72 4,85 4,97 5,08

0,90 1,07 0,99 0,80 1,21 1,08 1,10 0,97 0,98 1,12

Laju Pengeringan (gram/cm2.menit)

4.2 Grafik 0.0160 0.0140 0.0120 0.0100 0.0080

Sampel A

0.0060

Sampel B

0.0040 0.0020 0.0000 0

50

100 Waktu (s) 150

200

Grafik 4.1 Waktu pengeringan sampel A dan B terhadap Laju Pengeringan

Moisture (gram)

0.12 0.1 0.08 0.06

Sampel A

0.04

Sampel B

0.02

0 0

50

100

150

200

Waktu (s) Grafik 4.2 Waktu pengeringan sampel A dan B terhadap Moisture content 0

LN MR

-0.5

0

50

100

150

200

-1

Sampel A

-1.5

Sampel B

-2 -2.5

y = 0.0048x - 3.5621 R² = 0.1035

-4

Linear (Sampel A) Linear (Sampel B)

-3 -3.5

Linear (Sampel A)

y = 0.0038x - 3.5221 R² = 0.0516 Waktu (s)

Linear (Sampel B)

Grafik 4.3 Hubungan antara drying time terhadap nilai ln MR pemodelan Newton sampel A dan B

Dari grafik 4.3 diperoleh persamaan : MR = exp (-kt) Ln MR = -kt Maka diperoleh nilai : k (sampel A) = 0,0038 k (sampel B) = 0,0048

0 0

50

100

150

200

-1

Sampel A

-1.5

Sampel B

-2

Linear (Sampel A)

y = 0.0048x - 3.5621 R² = 0.1035

-2.5

Linear (Sampel A) Linear (Sampel B)

-3 -3.5

Linear (Sampel B)

y = 0.0038x - 3.5221 R² = 0.0516 Waktu (t)

-4

Grafik 4.4 Hubungan antara drying time terhadap nilai ln MR pemodelan Henderson Pabis sampel A dan B

Dari grafik 4.4 diperoleh persamaan : MR = a exp (-kt) ln MR = -kt + ln a Maka diperoleh nilai : k (sampel A) = 0,0038 k (sampel B) = 0,0048 y = -0.0155x + 1.1663 R² = 0.0062

1.4

1.2

LN(-LN MR)

LN MR

-0.5

1

Sampel A

y = -0.0431x + 1.2675 R² = 0.0521

0.8

Sampel B

0.6

Linear (Sampel A)

0.4

Linear (Sampel A)

0.2

Linear (Sampel B) Linear (Sampel B)

0 0

1

2

3

4

5

6

LN(t)

Grafik 4.5 Drying time terhadap Nilai ln MR pemodelan Page sampel A dan B

Dari grafik 4.5 diperoleh persamaan: MR = exp (-ktn) ln (-ln MR ) = n ln t + ln k Maka diperoleh nilai :

Sampel A : n = -0,0155x k = exp (1,1663) = 3,2101 Sampel B : n = -0,0431x k = exp (1,2675) = 3,5519

4.3 Pembahasan Pada praktikum drying ini, dengan waktu 16 menit, ukuran sampel yang digunakan yaitu dengan tebal 2 cm x 1 cm x 1 cm untuk semua sampel, dengan bahan yang digunakan adalah kentang. Kentang yang digunakan dipotongpotong hingga mendapatkan 2 sampel yang akan digunakan. Masing-masing dari kedua sampel kentang menggunakan variabel suhu yang sama pada setiap sampel kentang yang akan digunakan yaitu pada suhu T = 45 oC.

Menentukan critical moisture content pada kentang yang dikeringkan di dalam oven. Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah cawan porselin, oven dan desikator. Sebelum melakukan pengovenan, oven yang akan digunakan diatur terlebih dahulu untuk mencapai suhu yang sudah ditentukan, yaitu pada suhu T = 45 oC.

Sebelum memasukkan kentang kedalam oven, cawan kosong yang akan digunakan ditimbang terlebih dahulu, kemudian kedua sampel kentang dimasukkan dalam masing-masing cawan dan ditimbang berat cawan yang berisi kentang, untuk mengetahui berapa berat kentang murni. Kenudian dimasukkan ke dalam oven, dengan tujuan untuk menghilangkan uap air yang terkandung dalam kentang, dan proses pengeringan bisa lebih cepat. Untuk setiap interval 16 menit sampel tadi diambil dan dimasukkan kedalam desikator selama 5 menit yang bertujuan mendinginkan sampel dan berat kentang akan tetap saat ditimbang.

Selanjutnya sampel ditimbang, untuk mengetahui penurunan berat kentang selama proses drying berjalan, dan untuk mengetahui penurunan kadar air

didalam kentang tersebut. Penimbangan sampel kentang dengan interval 21 menit selama 160 menit ini, mengalami penurunan yang dapat dilihat pada tabel 4.3 dan 4.4.

Berdasarkan grafik 4.1 pada sampel A dan B nilai N mengalami penurunan. Hal ini terlihat dari semakin lama waktu pengeringan akan menyebabkan nilai N akan menurun. Laju pengeringan dipengaruhi oleh penurunan kadar air, karena semakin banyak kadar air yang menguap maka kandungan air yang terdapat dalam bahan akan semakin rendah sehingga menyebabkan laju pengeringan menurun.

Dari grafik 4.2 menunjukkan kurva yang dihasilkan naik dan turun. Seharusnya, semakin lama waktu pengeringan maka nilai moisture content akan semakin turun karena semakin lama waktu untuk mengeringkan sampel, maka berat sampel akan semakin turun, dan kadar air sampel akan berkurang. Kecepatan udara pengering mempengaruhi perubahan moisture content pada kentang. Semakin besar kecepatan udara pengering maka semakin besar koefisien perpindahan massa, yang mengakibatkan massa air dari kentang yang dibawa oleh udara akan semakin besar. Dari grafik 4.3 dan grafik 4.4 dapat dilihat bahwa proses pengeringan kentang mengalami naik dan turun kadar air dan laju pengeringan terhadap lama pengeringan. Konstanta laju pengeringan adalah nilai yang menyatakan tingkat kecepatan air berdifusi keluar meninggalkan bahan.

Dalam percobaan ini digunakan model proses pengeringan yaitu Newton, model Page, model Henderson-Pabis. Berdasarkan nilai koefisien determinasi (R2) terlihat bahwa tidak ada pemodelan yang memenuhi kinetika pengeringan. Karena nilai R2 untuk semua pemodelan dibawah 0,1. Hal ini dapat dilihat pada grafik 4.3, grafik 4.4 dan grafik 4.5.