Translate Bab 2 Jurnal Malaysia.docx

Proses Pengeringan Pengeringan adalah proses mengurangi kadar air atau kelembaban produk ke kisaran tertentu untuk mencegah pembusukan mikroba produk. Penerapan energi matahari yang ada dalam jumlah total dan jenis energi terbarukan telah digunakan sejak dahulu kala. Di antara produk dehidrasi adalah jamu, daging, buah-buahan dan sayuran. Alasan pengeringan produk-produk ini adalah untuk meningkatkan umur simpan produk, untuk mengontrol sifat tekstur seperti kerenyahan (biskuit), untuk membakukan komposisi, untuk mengurangi berat untuk transportasi dan yang paling penting adalah untuk mengontrol aktivitas air. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Tingkat Pengeringan Pengeringan adalah kombinasi dari operasi perpindahan panas dan massa. Tujuan utama pengeringan adalah untuk menghilangkan kelembaban secepat mungkin pada suhu yang tidak secara serius mempengaruhi rasa, tekstur, dan warna makanan. Di antara faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeringan adalah sifat kelembaban, sifat padatan dan suhu. Konten Kelembaban Padatan Kadar air dapat dinyatakan sebagai berat air sebagai proporsi dari berat total baik dari bahan basah (wb) atau bahan kering (db). Proses pengeringan berlangsung sampai tidak ada transfer bersih antara makanan dan udara. Dalam situasi ini, ini disebut sebagai kadar air kesetimbangan. Ini bervariasi tergantung pada jenis bahan atau produk. Menurut Mujumdar dan Menon, uap air di dalam produk dibagi menjadi tiga jenis yang terikat, tidak terikat dan bebas uap air seperti dijelaskan di bawah ini: Kelembaban terikat adalah uap air yang hadir sebagai larutan cair, terperangkap dalam struktur mikro padatan dan memberikan tekanan uap kurang dari cairan murni. Kelembaban yang melebihi batas kelembaban disebut kelembaban tidak terikat dan perlu dihilangkan dengan proses pengeringan. Kelembaban bebas dapat terikat atau tidak terikat dan dapat dihilangkan pada suhu yang berlaku. Bagian dari kelembaban tidak ditahan oleh reaksi kimia di dalam zat.

Ada dua metode untuk menghilangkan kelembaban tak terikat yaitu penguapan dan penguapan. Penguapan terjadi ketika tekanan uap air pada permukaan padat sama dengan tekanan atmosfer di mana hal itu dapat dilakukan dengan menaikkan suhu uap air ke titik didih. Dalam penguapan, pengeringan dilakukan dengan konveksi yaitu dengan mengalirkan udara hangat ke atas produk. Kelembaban dari produk ditransfer ke udara dan dalam hal ini, tekanan uap saturasi dari kelembaban di atas padatan lebih kecil dari tekanan atmosfer. Jenis Bahan Menurut Van Brackel padatan yang dikeringkan diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu nonhygroscopic, bahan higroskopis dan koloid seperti yang ditunjukkan di bawah ini: Dalam material non-higroskopis, tekanan parsial air dalam material sama dengan tekanan uap air. Semua kadar air dari bahan non-higroskopis adalah kelembaban yang tidak terikat Bahan higroskopis mencakup hampir semua bahan kering seperti makanan. Tekanan parsial air menjadi lebih rendah daripada tekanan uap air pada tingkat kritis kadar air. Dalam bahan koloid, cairan terikat secara fisik dan tidak memiliki ruang pori. Penguapan hanya terjadi di permukaan. Contoh bahan jenis ini adalah sabun, lem dan banyak lainnya. Mekanisme Pengeringan Produk yang mengandung air berperilaku berbeda pada pengeringan sesuai dengan kadar air dan struktur komposisinya. Mujumdar dan Menon keluar dengan tingkat khas kurva pengeringan produk higroskopis. Kurva pengeringan dibagi menjadi tiga tahap seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2. Tingkat pengeringan konstan selama tahap pertama. Penguapan terjadi sebagai permukaan mengandung kelembaban bebas dan menyebabkan penyusutan di mana permukaan uap air ditarik kembali ke permukaan padat. Pada akhir periode laju konstan, uap air harus diangkut dari dalam ke permukaan padatan. Pada tahap kedua, ketika kadar air rata-rata mencapai kadar air kritis, titik kering kemungkinan akan terjadi. Kelembaban terus menurun sampai cairan menguap sepenuhnya. Tahap pengeringan lebih lanjut menunjukkan bahwa laju pengeringan turun lebih

cepat dari sebelumnya. Pada tahap ini, transmisi panas terdiri dari perpindahan panas ke permukaan dan konduksi panas dalam produk. Ketika konsentrasi kelembaban diturunkan oleh pengeringan, laju pergerakan kelembaban internal menurun. Laju pengeringan berlanjut sampai kadar air turun ke nilai kesetimbangan untuk kelembaban udara yang berlaku dan kemudian pengeringan berhenti. Pengeringan Produk Makanan Tujuan dari kebanyakan petani pedesaan adalah mengeringkan makanan atau sayuran dalam waktu singkat untuk mendapatkan produk dan keuntungan yang tinggi. Berbagai jenis produk yang akan dikeringkan mungkin memerlukan kisaran suhu pengeringan yang berbeda karena perbedaan kadar air awal dan akhir. Umumnya, kadar air dari makanan kering juga beragam dari 5 hingga 25 persen. Asosiasi Energi Matahari El Paso memberikan pedoman dasar untuk mengeringkan makanan di mana suhu berkisar antara 37 ° C hingga 71 ° C secara efektif akan membunuh bakteri dan menonaktifkan enzim meskipun suhu sekitar 43 ° C direkomendasikan untuk pengering surya dan bertujuan untuk menghilangkan 80 hingga 90 % kelembaban dari makanan. Suhu panas yang diperbolehkan di bawah pembakar matahari atau biomassa yang disuplai untuk sebagian besar buah-buahan tropis, sayuran dan juga ikan yang dikeringkan ke dalam ruang pengering adalah sekitar 60 hingga 70ºC. Untuk penyimpanan yang aman, tanaman biasanya dikeringkan hingga kadar air akhir <14% dengan kadar air kesetimbangan ≤ 14% dan RH 80-90% lebih disukai. Suhu udara pengeringan di dalam ruang pengering tergantung pada jenis dan kadar air produk seperti yang ditunjukkan pada Lampiran A. Metode Pengeringan Tradisional (Pengeringan Matahari Langsung Terbuka) Aplikasi pengeringan yang paling disesuaikan yang diterapkan sejak zaman kuno adalah pengeringan matahari terbuka. Dalam metode pengeringan tradisional, yaitu dengan sinar matahari terbuka, semua produk tersebar pada permukaan yang tepat dan langsung dikeringkan di bawah matahari seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3. Meskipun ini adalah metode termurah dan paling banyak diterapkan tetapi jenis pengeringan ini membutuhkan tenaga kerja manual yang sangat besar dan sering mengakibatkan kontaminasi makanan oleh debu dan kotoran yang tertiup angin, merusak burung atau hewan pengerat, degradasi nutrisi dan kualitas

tidak teratur. Sinar matahari langsung menghancurkan beberapa vitamin, enzim, dan yang lebih rapuh menyebabkan makanan kehilangan warna. Amer et al. [36] keringkan 30 kg irisan pisang matang di bawah pengeringan matahari terbuka dan matahari pengeringan selama 8 jam di hari yang cerah. Kadar air berkurang dari awal 82% hingga 62% (wb) di bawah sinar matahari terbuka dan 18% (wb) di bawah pengeringan matahari. Tingkat pengeringan yang rendah pengeringan matahari terbuka menghasilkan produk kering berkualitas rendah dalam hal warna, aroma dan tekstur. Studi yang dilakukan oleh Mulozoki dan Svanberg [37] mengungkapkan bahwa jumlah provitamin A-karoten dalam sayuran berdaun hijau yang diperlakukan secara tradisional sangat tinggi dikurangi dengan pengeringan matahari terbuka. Dia menemukan bahwa karena paparan langsung ke sinar matahari, itu Sayuran kering-matahari terbuka memiliki all-trans-α- dan βkaroten dan 9-cis-karoten yang lebih rendah isinya dibandingkan dengan sayuran yang direbus dan dikeringkan dengan matahari. Mastekbayeva et al. [19] menggambarkan temuan mereka tentang pengeringan cabai dan jamur di bawah sinar matahari terbuka. Mereka menyatakan bahwa kualitas rendah dari produk kering dalam kondisi ini disebabkan oleh proses pengeringan yang terganggu. Kecenderungan jamur untuk tumbuh selama penyimpanan semalam disebabkan oleh penyerapan kembali kelembaban. Selain itu, retak cenderung berkembang dalam produk tertentu karena tekanan panas yang dihasilkan dari pemanasan dan pendinginan produk secara bergantian pada siang dan malam hari. Dapat disimpulkan bahwa pengeringan matahari terbuka bukanlah cara yang tepat untuk aplikasi pengeringan. Ramaswamy dan Marcotte [23] telah membuat daftar kerugian utama dari pengeringan matahari yang meliputi kesulitan dalam mengontrol kondisi pengeringan, ketergantungan pada elemen-elemen lain misalnya ketersediaan matahari, cuaca kering dan kecepatan angin, membutuhkan paparan sinar matahari yang memadai dan juga dari perlindungan hujan, serangga dan hewan. Solar Drying Solar Drying adalah alternatif yang tepat dari teknologi pengeringan. Telah terbukti menjadi alternatif yang efisien untuk sistem pengeringan tradisional, terutama di daerah yang baik sinar matahari seperti Indonesia. Solar mengacu pada metode

penggunaan energi matahari untuk pengeringan di zona tertutup yang membutuhkan suhu rendah hingga sedang di bawah 80ºC. Aplikasi pengering surya mampu mengurangi polusi atmosfer akibat bahan bakar fosil konvensional. Oleh karena itu, penggunaan sistem panas matahari untuk pengeringan telah terbukti praktis, ekonomis dan ramah lingkungan terutama di daerah terpencil di mana energi surya adalah satu-satunya sumber panas. Proses pengeringan pada dasarnya melibatkan 3 mode pemanasan yang terjadi secara bersamaan di dalam pengering surya. Panas ditransfer ke pengering surya melalui konveksi, konduksi dan iradiasi. Dalam konveksi, perpindahan panas terjadi gerakan asli dari benda yang dihangatkan. Kelembaban yang diuapkan dihilangkan dari permukaan padat oleh udara panas atau gas. Energi yang ditransfer dari partikel ke partikel disebut konduksi. Sumber panas disuplai dari permukaan yang dipanaskan dan membawa uap air yang menguap. Proses ini terjadi pada jenis pengering tidak langsung dan memiliki efisiensi termal yang lebih tinggi. Energi diangkut melalui ruang dari gelombang elektromagnetik dalam iradiasi. Ini terdiri dari berbagai sumber radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang mulai dari spektrum matahari ke microwave (0,2 m hingga 0,2 m). Bahan menyerap hanya sebagian dari iradiasi matahari tergantung pada panjang gelombangnya. Prinsip dasar pengeringan matahari adalah untuk memasok produk dengan lebih banyak panas daripada kondisi sekitar yang tersedia, serta meningkatkan tekanan uap dari kelembaban yang dipegang dalam tanaman dan mengurangi kelembaban relatif dari udara pengeringan. Proses-proses ini selanjutnya akan meningkatkan kapasitas pengangkutan kelembaban produk dan memastikan kadar air kesetimbangan rendah di dalam ruang pengering. Klasifikasi Pengering Tenaga Surya Berdasarkan skala produktivitas, David dan Whitfield telah mengklasifikasikan pengering surya menjadi tiga jenis dan meninjau masing-masing dari mereka dalam makalah yang disajikan dalam Konferensi Internasional tentang Memasak Solar, seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Unit keluarga individu.

Kegunaannya adalah untuk mendehidrasi sejumlah kecil buah-buahan, sayuran dan jamu untuk tujuan memperluas ketersediaan produk-produk ini di tingkat keluarga. Ini memiliki keuntungan menjadi portabel. Aplikasi komersial skala menengah. Cocok untuk individu, kelompok, koperasi dan asosiasi untuk memasok produk dalam jumlah yang lebih besar untuk mencapai permintaan pasar. Pengering ini mampu meningkatkan hasil komersial tanaman dan ekspor. Aplikasi komersial skala besar. Itu mampu menempati jumlah produk yang sangat besar dengan kontrol suhu yang baik dan kondisi higienis tetapi membutuhkan kapitalisasi yang lebih besar. Pengering ini memiliki kemampuan untuk mengendalikan iklim dan kebersihan produk yang mengarah pada keuntungan langsung. b. Berdasarkan mekanisme perpindahan panas, klasifikasi sistem pengeringan energi surya didasarkan pada mode pemanasan dan teknik panas matahari yang diterapkan. Sistem pengering surya yang tersedia dikategorikan ke dalam dua kelompok utama yaitu pengering surya aktif dan pasif. Aliran dalam pengering surya pasif atau alami disebabkan oleh fakta bahwa udara hangat di dalam pengering lebih ringan daripada udara dingin di luar dan bergerak naik di bawah kekuatan apung. Pengering surya konveksi aktif atau paksa menggunakan perangkat eksternal seperti kipas atau blower untuk menciptakan aliran udara. Hal ini juga dikenal sebagai pengering surya hibrida dan melakukan pengeringan sangat baik dibandingkan dengan pengering surya pasif. c. Berdasarkan mode pemanasan matahari, Ekechukwu memisahkan sistem pengeringan matahari aktif atau pasif menjadi tiga sub-kelas yang berbeda berdasarkan pengaturan desain komponen sistem serta mode pemanfaatan panas. Pengering matahari langsung. Bahan-bahan ditempatkan di selungkup kaca atau plastik transparan. Matahari memanaskan langsung ke bahan dan kandang dan menyebabkan penumpukan panas karena "efek rumah kaca". Pengering matahari tidak langsung. Matahari tidak bertindak langsung pada bahan yang akan dikeringkan tetapi produk dikeringkan dengan udara panas yang dipanaskan oleh matahari. Ini memberikan

suhu operasi yang lebih tinggi daripada pengering langsung dan dapat menghasilkan produk berkualitas lebih tinggi. Pengering matahari mode campuran. Jenis pengering ini memperoleh kombinasi panas dari iradiasi matahari langsung dan udara panas dari kolektor surya untuk operasi pengeringan. Tingkat pengeringan lebih tinggi daripada pengering surya tipe tidak langsung karena menerima panas dari lebih dari satu sumber. Studi banding telah menunjukkan bahwa itu adalah pengering paling efisien antara pengering surya konveksi alami.