Analisis pengeringan vakum disertai pemberian panas secara konvektif

IRAWATI, Prof. Dr. Ir. Budi Rahardjo, M.SAE

2008 | Tesis | S2 Teknik Pertanian

Pengeringan merupakan perpindahan panas dan massa air dari bahan ke udara sekeliling dengan tujuan mengurangi sebagian air sampai kadar air tertentu agar produk dapat disimpan lebih lama. Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan model matematik perpindahan panas dan massa pada pengeringan gabah menggunakan pengering vakum disertai pemberian panas secara konveksi. Variasi tekanan yang digunakan adalah 75 kPa, 61 kPa, dan 48 kPa dan variasi suhu adalah 30ºC, 45ºC, dan 60ºC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengeringan gabah menggunakan pengering vakum disertai pemberian panas secara konvektif dengan variasi tekanan (P) dan suhu ruang pengering (Tu) memiliki nilai koefisien perpindahan panas konveksi (h) antara 0,0086 - 0,034 kJ/m2 oC. Pada suhu konstan, semakin rendah tekanan ruang pengering maka nilai (h) semakin kecil, sedangkan pada tekanan konstan, semakin rendah suhu ruang pengering maka nilai (h) semakin besar. Nilai suhu observasi dengan suhu prediksi tidak berbeda jauh. Diperoleh persamaan model matematika hubungan antara P dan Tu terhadap nilai (h) adalah: h = 0,0157P0,9381T-0,9692 Semakin tinggi (P) maka panas penguapan (qv) gabah akan semakin kecil dan semakin tinggi (Tu) maka qv semakin besar. Dan semakin tinggi (P) maka panas sensibel (qp) gabah akan semakin kecil dan semakin tinggi (Tu) maka qp semakin besar. Keseimbangan energi selama pengeringan menunjukkan kehilangan yang relatif kecil Nilai konstanta laju pengeringan (k) antara 0,02/menit - 0,05/menit atau setara dengan 1,2/jam hingga 3/jam. Pada suhu konstan, semakin rendah (P) maka nilai (k) semakin besar dan pada tekanan konstan, semakin rendah (Tu) maka nilai (k) juga semakin kecil. Nilai suhu observasi dengan suhu prediksi tidak berbeda jauh dan diperoleh persamaan model matematika hubungan antara (P) dan (Tu) terhadap nilai (k), yaitu : k = 0,00074 P -0,034 T1 Model matematis ini dapat diaplikasikan untuk mengkaji perpindahan panas dan perpindahan massa pada pengeringan bijian menggunakan pengering vakum dengan pemberian panas secara konvektif. Tekanan dan suhu yang optimal untuk dilakukan pengeringan vakum disertai panas konvektif adalah P=61 kPa, Tu=60 oC.

Drying is a heat and mass transfer process from a product to its surface by evaporation that resulting in the removal of water until an optimum moisture content was obtain, so that its product can be store more longer. The objective of this research is to develop a mathematic model of heat and mass transfer on gabah (unhulled paddy separated from the stalks) draining using the vacuum drier along with heat distribution by convection. The pressure variations are 75 kPa, 61 kPa, and 48 kPa while the temperature variations are 30ºC, 45ºC, dan 60ºC. The result of this research shows that gabah draining using the vacuum drier along with heat distribution by convection with the pressure variations (P) and draining room temperature (Tu) has the convection heat transfer coefficient (h) between 0,0086-0,034 kJ/m2oC. In constant temperature, the lower the pressure of the drier room, the smaller the (h) value. In constant pressure, the lower the draining room temperature, the bigger the (h) value. The value of observation temperature isn’t far from the prediction temperature. The mathematic model equation obtained of the relationship between the P and Tu to the (h) value is : h = 0,0157P0,9381T-0,9692 The higher the (P), the smaller the gabah evaporation heat (qv). The higher the (Tu), the bigger the qv. The higher the (P), the smaller the sensible heat (qp). The higher the (Tu), the bigger the qp. The energy balance during the draining process shows that the loss is relatively small. The constant value of draining rate (k) is between 0,02/minute 0,05/minute or equal with 1,2/jam to 3/jam. In constant temperature, the lower the (P), the bigger the (k). In constant pressure, the lower the (Tu), the smaller the (k). The value of the observation temperature isn’t far from the prediction temperature and the mathematic model equation obtained of the relationship between the (P) and (Tu) to the (k) value is: k = 0,00074 P -0,034 T1 This mathematic model can be applied to analyze the heat and mass transfer on the seeds draining using the vacuum drier with the heat distribution by convection. Optimal pressure and temperature to the vacuum draining with the convective heat is P = 61 kPa,Tu = 60 oC.

Kata Kunci : Vakum,Gabah,Konvektif, gabah, vacuum, convective