Laporan Praktikum 9 - Pengeringan Bahan Hasil Pertanian.docx

Nilai :

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PENANGANAN HASIL PERTANIAN Pengeringan Bahan Hasil Pertanian

Oleh : Nama

: Muhammad Yafie Z.A.

NPM

: 240110090131

Hari, Tgl Praktikum

: Selasa, 22 November 2011

Waktu

: 15.00 WIB

Co.Ass

: R. Asri Noor Pratiwi

LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2011

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Penanganan pasca panen merupakan suatu rangkaian proses yang ditujukan untuk mengawetkan bahan-bahan hasil pertanian dari kerusakan akibat serangan serangga, mikroorganisme dan kerusakan akibat dari proses fisiologis yang kurang tepat dan beberapa faktor diantaranya karena pengaruh iklim dan penyimpanan yang kurang baik sehingga diperlukan suatu usaha penanganan dan pengelolaan yang sangat serius. Produk pertanian dan bahan pangan umumnya memiliki sifat rawan terhadap kerusakan (perishable), dimana sifat ini akan dapat menurunkan nilai ekonomis dari produk tersebut. Kerawanan terhadap kerusakan sangat berperan untuk menentukan metode yang dilakukan dalam proses penanganan hasil pertanian atau bahan pangan. Pada umumnya bahan pertanian mengandung air dengan tingkat kadar air yang tinggi sehingga bahan pertanian mudah mengalami pembusukan karena bakteri cepat mengalami pertumbuhan dalam bahan pertanian. Selain itu bahan pertanian tidak dapat disimpan dalam waktu yang lama. Oleh karena itu diperlukan suatu cara untuk mengurangi kadar air bahan pertanian tanpa merusak bahan pertanian tersebut sehingga bahan pertanian dapat disimpan dengan waktu yang lebih lama. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan pengeringan. Kadar air bahan hasil pertanian memegang peranan yang sangat penting dalam

menjaga kualitas dari bahan hasil pertanian. Terjadinya

kerusakan pada bahan-bahan hasil pertanian selepas panen secara biologis, fisiologis, dan kimia disebabkan karena masih tingginya kadar air di dalam bahan. Informasi kadar air dari suatu bahan hasil pertanian sangat diperlukan untuk mengetahui kondisinya apakah telah memenuhi syarat dalam proses penanganan pasca panen, misalnya untuk proses perontokan, penyimpanan dan lain-lain. Untuk dapat memilih teknik penanganan hasil pertanian yang tepat perlu dipahami pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap kualitas bahan hasil pertanian. Jenis bahan yang akan dikeringkan dan hasil pengeringan yang

diinginkan juga mempengaruhi pemilihan alat dan kondisi pengeringan yang akan dipergunakan. Kondisi pengeringan untuk setiap untuk setiap bahan tidak sama antara bahan yang satu dengan bahan yang lain, karena ikatan air dan jaringan ikatan dari tiap bahan tersebut berbeda. Kadar air bahan hasil pertanian perlu untuk diketahui agar dapat diketahui hasil pengeringan yang diinginkan sehingga dengan kadar air bahan yang sedikit, bakteri sulit atau tidak mangalami pertumbuhan di dalam bahan pertanian dan bahan dapat disimpan lebih lama lagi tanpa mengalami pembusukan.

1.2 Tujuan Praktikum Tujuan dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut : 1. Mengukur kadar air bahan dengan metode dasar (metode oven) 2. Mempelajari proses pengeringan dengan menggunakan oven dan mencari kurva laju pengeringan pada biji-bijian.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pengeringan Secara umum, pengeringan merupakan proses pemindahan air dari dalam bahan melalui penguapan dengan menggunakan energi panas. Selama pengeringan berlangsung, energi panas dipindahkan (ditransfer) dari udara sekeliling ke permukaan bahan, sehingga terjadi peningkatan suhu dan terbentuknya uap air. Kandungan air dari bagian dalam bahan berdifusi ke permukaan bahan, dan juga uap air yang terkandung di dalam udara sekeliling bahan secara kontinyu dialirkan ke luar dari mesin pengering. Proses

pengeringan

pengaliran udara

dapat

pengering dan

dipercepat atau

melalui

melalui

peningkatan

peningkatan suhu

laju udara

pengering. Pada awalnya pengeringan berlangsung pada bagian permukaan bahan, dan setelah itu laju pengeringan ditentukan oleh laju perpindahan kandungan air dari bagian dalam bahan menuju permukaan, dan secara alami ditentukan

oleh

tipe

bahan

yag dikeringkan. Untuk

tipe

bahan

non

higroskopis, seperti biji - bijian, buah - buahan dan pangan lainnya akan menyisakan kadar air yang masih terikat di dalam bahan. Menurut Henderson (1976), pengeringan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari bahan dengan menggunakan media pengering (udara, cair atau padat) sampai pada tingkat kadar air kesetimbangan (equilibrium moisture content = EMC) dengan kondisi udara luar (atmosfer) normal atau tingkat kadar air yang setara dengan nilai aktivitas air (a w) yang aman dari kerusakan oleh mikrobiologi, enzimatis, dan kimia. Mengenai kandungan air dalam bahan-bahan hasil pertanian perlu dikendalikan, karena terjadinya kerusakan

kandungan

air

yang

tinggi

dapat

yang dimulai dari dalam hasil

mempercepat

tanaman, terutama

sewaktu dalam penyimpanan. Hubungan antara kadar air biji secara umum dengan perubahan biji dan kehidupan organisme pengrusak.

Tabel 1. Pengaruh kadar air terhadap biji tanaman. Terjadi proses perkecambahan biji di tempat penyimpanan. > 45 %

Kondisi ruang yang gelap akan memacu proses perkecambahan biji. Di dalam ruang penyimpanan akan timbul uap panas. Biji

18 - 20 %

dapat berkecambah, tetapi cendawan dan bakteri yang terbawa akan berkembang subur dan merusak biji.

12 - 18 %

Cendawan, bakteri, dan serangga akan merusak biji dalam simpanan.

8-9 %

Kehidupan serangga dan patogen gudang dapat dihambat.

4-8 %

Keadaan aman untuk menyimpan biji.

2.2 Kadar Air Kandungan air di dalam bahan hasil pertanian biasanya dinyatakan dalam persentase basis basah (m) dan persentase basis kering (M). Kandungan air basis basah dapat dinyatakan sebagai berikut : M = __100 Wm _ (Wm + Wd)

Sedangkan kandungan air basis kering dapat dinyatakan sebagai berikut : M = 100 _Wm_ Wd M = _100 m_ 100 – m dimana : m = kadar air basis basas (%) M = kadar air basis kering (%) Wm = berat air dalam bahan (kg) Wd = berat bahan padat (bagian yang tidak mengandung air) (kg) Dalam perhitungan teknik, kadar air basis kering lebih sering dipakai karena pembagi pada perhitungan kadar air basis kering adalah bahan setelah dikeringkan

sehingga beratnya tetap dan perubahan penurunan kandungan air lebih terlihat dengan jelas.

2.3 Prinsip Dasar Pengeringan Mekanisme pengeringan bahan hasil pertanian meliputi dua proses perpindahan yaitu perpindahan massa air dari dalam bahan secara difusi dan perpindahan energi panas yang digunakan untuk menguapkan air dari permukaan bahan. Proses pengeringan yang umum digunakan di industri terbagi dalam beberapa kategori, yaitu : 1. Pengeringan konveksi Dalam pengeringan ini aliran udara panas dan kelembaban relatifnya rendah dengan kecepatan tinggi dialirkan pada bahan yang akan dikeringkan. 2. Pengeringan konduksi Bahan yang akan dikeringkan ditempatkan pada permukaan benda panas sehingga terjadi penguapan air ke lingkungan. 3. Pengeringan hampa udara (vakum) Bahan yang akan dikeringkan ditempatkan pada ruang yang terdapat sumber panas pada tekanan rendah. Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada proses penguapan air. Penguapan air akan terjadi lebih cepat pada tekanan udara rendah jika dibandingkan dengan tekanan udara tinggi. 4. Pendinginan beku Pada pengeringan beku, uap air disublimasikan keluar dari bahan pada suhu dan tekanan yang rendah. Struktur bahan tetap dipertahankan dengan baik pada kondisi proses pengeringan beku.

2.4 Mekanisme Pengeringan Pada proses pengeringan penting sekali untuk menguapkan kelembaban dari biji-bijian dan kandungan air yang terkandung didalamnya. Ada dua mekanisme dasar yang terjadi dalam proses pengeringan, yaitu perpindahan kelembaban dari kandungan bahan dalam biji ke permukaan luar, dan penguapan kelembaban dari permukaan ke lingkungan sekitar. Laju pengeringan ditentukan oleh kelembaban biji, kelembaban relative dan kecepatan udara yang berinteraksi dengan biji-bijian.

Tabel 1. tabel tingkat kelembaban equilibrium Relative Humidity (%) Grain

30

40

50

60

70

80

90

100

Equilibrium Moisture Content (%wb) at 25 C Barley

8.5

9.7

10.8

12.1

13.5

15.8

19.5

26.8

8.3

9.8

11.2

12.9

14.0

15.6

19.6

23.8

Paddy

7.9

9.4

10.8

12.2

13.4

14.8

16.7

Milled Rice

9.0

10.3

11.5

12.6

12.8

15.4

18.1

23.6

Sorghum

8.6

9.8

11.0

12.0

13.8

15.8

18.8

21.9

Wheat

8.6

9.7

10.9

11.9

13.6

15.7

19.7

25.6

Shelled Maize

Source: Brooker et al (1974)

Hubungan antara EMC, kelembaban relative dan suhu untuk berbagai bijibijian telah dimodelkan oleh beberapa nomor penelitian diantaranya oleh Brooker et al. (1974). Amatlah penting untuk memperhatikan EMC. Dalam keadaan yang tidak pasti sangatlah dimungkinkan untuk mengeringkan menuju suatu tingkat kelembaban dibawah EMC yang dihubungkan dengan suhu dan kelembaban dari udara yang dikeringkan, sebagai contoh data pada tabel 1 menunjukan bahwa beras hanya dapat kering pada tingkat kelembaban 16.7% pada suhu udara 25°C dan kelembaban relative 90%. Jika beras berada pada tingkat kelembaban kurang dari 16.7% ketika kelembabannya berkurang. Pengeringan biji-bijian pada beberapa lapisan dimana setiap bagian yang dikeringkan oleh udara dapat diperlihatkan dalam bentuk MR = f(T, h, t); (1)

Dimana (Rasio kelembaban) :  MC adalah tingkat kelembaban pada biji-bijian pada berbagai tingkat dan tiap waktu, % basis kering (%db);  MCe adalah tingkat kelembaban equilibrium (%db);  MCo adalah inisial tingkat kelembaban dari biji-bijian yang basah (%db)

 T adalah temperatur (°C);  h adalah kelembaban relatif  t adalah waktu pengeringan

2.5 Sifat Fisik Biji-bijian Data komperehensif pada penomoran Sifat, Fisik dan Termal pada bijibijian yang diperlihatkan oleh Brooker et al. (1974) dan Brook & Foster (1981). Diktat konveksi menunjukan bahwa tingkat kembaban dari biji biasanya diukur pada basis yaitu massa pada kelembaban perunit massa dari bijian basah dan ditulis sebagai X % (wb). Pengukuran alternative mengacu pada pengukuran pada basis kering (X%(db)) dimana massa dari kelembaban perunit massa biji-bijian kering. Konversi antara dua pengukuran ditunjukan dalam tabel 2. semua tingkat kelembaban ynag diberikan pada daftar dalam basis basah, kecuali ada yang memulai sewaktu , kecuali apabila digunakan cara lain.

2.6 Efek pengeringan pada kualitas biji Operasi

pengeringan

tidak

memperhitungkan

perpindahan

dari

kelembaban karena ada beberapa factor kualitas yang dapat terlibat dengan pemilihan yang keliru dalam pengkondisian pengeringan maupun perlatannya. Syarat biji-bijian berkualitas tinggi meliputi :  Tingkat kelembabannya rendah dan seragam  Jumlah patah dan rusaknya minimal  Kemungkinan kecil untuk retak, dan tinggi nilai nutrisinya  Penerimaan dari konsumen dan pembuktian melalui organoleptik

BAB III METODOLOGI

3.1. Alat dan Bahan a. Biji-bijian b. Cawan untuk wadah bahan praktikum. c. Desikator untuk menstabilkan suhu. d. Refrigerator untuk proses pendinginan. e. Oven untuk proses pengeringan bahan. f. Moisture tester untuk mengukur kadar air bahan. g. Timbangan analitik untuk menimbang bahan.

3.2. Prosedur Percobaan 1. Kadar air  Menentukan kadar air bahan dengan menggunakan moisture tester 2. Laju pengeringan 1. Mengukur kadar air awal bahan. 2. Memasukkan cawan dalam oven pada suhu pengeringan (130oC) selama ± 20 menit. Mengeluarkan dan menempatkan pada desikator sampai stabil (sudah dilakukan) (10 menit). 3. Menyiapkan bahan sebanyak 6 buah dan menandai untuk tiap interval waktu (5, 10, 15, 20, 25, 30 menit). 4. Memasukkan sampel bahan dalam cawan sebanyak ± 5 gram untuk masing-masing cawan. 5. Memasukkan bahan dan cawan ke dalam oven (pengeringan) pada suhu 60-70 oC. 6. Mengukur kadar air bahan untuk interval 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 dan 30 menit kemudian 1 jam. 7. Membuat kurva laju pengeringan dari data-data tersebut di atas. Data yang digunakan merupakan rata-rata dari semua kelompok. 8. Menentukan persamaan kurva laju pengeringan bahan

BAB IV HASIL

4.1. Grafik pengeringan jagung Menit

Rata –

Kadar air

Ln

Massa

1

2

3

rata Mt

M /t

MR

MR

Bahan (g)

0

12,3

11,1

11,9

11,76

0

0

0

5,02

1

12

12,4

12,7

12,36

0,206

0,5161

- 0.66

5,11

2

12,3

12,1

12,4

12,26

0,102

0,5967

- 0.51

5,03

3

12,1

12,2

12,3

12,22

0,067

0,6290

- 0.46

5,10

4

12,1

12,6

12,3

12,33

0,051

0,5403

- 0.62

5,05

5

12,2

12,2

12,1

12,16

0,04

0,6774

- 0.38

5

15

11,9

11,5

11,7

11,7

0,013

1,0483

0,09

5,05

30

10,3

10,9

10,8

10,8

0,0059

1,879

0,63

5,09

45

9,2

9,3

8,9

9,13

0,0033

3,1451

1,14

5,07

60

8,7

9,0

9,1

9,1

0,0025

3,2822

1,18

5

4.2. Perhitungan dan grafik : 1. Menghitung MR : Me merupakan kadar air jagung setimbang, yaitu 13 % MRo =

=

=0

MR5 =

MR1 =

=

= 0,5161

MR15 =

=

= 1,0483

MR2 =

=

MR30 =

=

= 1,879

MR3 =

=

= 0,6290

MR45 =

=

= 3,1451

MR4 =

=

= 0,5403

MR60 =

=

= 3,2822

= 0,5967

2. Perhitungan K (konstanta) Rumus: Ln MR = - K. t Dimana : t adalah waktu (detik), sehingga nilai K adalah ; K = -

)

=

= 0,6774

K0 = -

)=-( )=0

K5 = -

K1 = -

)=-(

) = 0,011

K15 = -

)=-(

) = -0,0001

K 2= -

)=-(

) = 0,0043

K30 = -

) = -(

) = -0,0003

K3 = -

)=-(

) = 0,00257

K45 = -

)=-(

) = -0,0004

K4 = -

)=-(

) = 0,00256

K60 = -

)=-(

) = -0,0003

Grafik a. Grafik waktu terhadap M/t

Grafik waktu terhadap M/t 0.25 0.2 0.15 M/t

Y-Values 0.1 Linear (YValues)

0.05 0 0

1000

-0.05

2000

3000

waktu (sekon)

3600, 0.0025 4000y = -3E-05x + 0.09 R² = 0.404

b. Garfik kadar terhadap M/t

Grafik kadar air terhadap M/t 0.25 0.2 M/t

3.

)=-(

0.15 Y-Values

0.1

Linear (Y-Values)

0.05 0 0

5

9.1, 0.0025 10 15 y = -0.0137x + 0.1987

kadar air rata -rata

R² = 0.5135

) = 0,0013

c. Grafik waktu terhadap kadar air

Grafik waktu terhadap Kadar air 14

kadar air rata-rata

12 10 3600, 8.93

8 6

Y-Values

4

Linear (Y-Values)

2

y = -0.0011x + 12.471 R² = 0.9742

0 0

1000

2000

3000

4000

waktu (sekon)

d. Grafik waktu terhadap ln MR

Grafik waktu terhadap Ln MR 2 1.5 3600, 1.18

Ln MR

1

Y-Values

0.5

Linear (Y-Values) 0 0

1000

2000

3000

-0.5 -1

4000

y = 0.0006x - 0.5723 R² = 0.951

waktu (sekon)

Nilai Konstanta (K) berdasarkan grafik : Nilai konstanta berdasarkan grafik yang diperoleh yaitu : Persamaan linear dari grafik adalah y = b x + a dimana b adalah konstanta. Pada grafik dapat dilihat persamaan garis y = 0.000x + 1.170 sehingga nilai b (konstanta) adalah sebesar 0,000.

BAB V PEMBAHASAN

Pada praktikum pengeringan bahan hasil pertanian kali ini berdasarkan data yang diperoleh dapat diketahui bahwa adanya penurunan kadar air yang tidak terlalu terlihat atau signifikan, bahkan kadar airnya cenderung naik pada saat pengukuran kadar air jagung pada menit pertama. Hal ini semakin jelas terlihat pada grafik laju pengeringan pada jagung. Peningkatan kadar air pada percobaan menit pertama dapat terjadi karena jagung menyesuaikan dengan kondisi disekitarnya, hal ini bisa disebut sebagai kondisi penyesuaian. Dari grafik diperoleh fungsi kuadrat, sedangkan dalam literatur grafik tersebut dapat dibagibagi menjadi beberapa bagian, yaitu pada awal pengeringan termasuk laju pengeringan konstan, kemudian laju pengeringan mulai terjadi penurunan dari menit pertama hingga menit ke-60. Berdasarkan data yang diperoleh pada praktikum pengeringan kali ini, dapat dilihat bahwa kadar airnya cenderung naik turun. Hal ini tidak dapat disimpulkan bahwa semakin lama dikeringkan semakin sedikit kandungan airnya. Seharusnya dengan melakukan pengeringan dapat dilihat bahwa kadar air mengalami penurunan. Artinya, semakin lama waktu pengeringan atau dimasukkan ke dalam oven, maka kadar yang hilang akan semakin besar. Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa dari awal pengeringan merupakan laju pengeringan konstan adalah penguapan air yang berada pada permukaan bahan hasil pertanian, sedangkan pada laju pengeringan menurun mulai dari menit ke-1 (12.36%) hingga menit ke-2 (12.26%) merupakan proses penguapan air dari dalam bahan, sehingga prosesnya sangat lambat dikarenakan air yang berada terlebih dahulu dalam bahan bergerak secara horisontal menuju permukaan bahan. Proses naik turunnya kadar air terjadi karena kadar air awal bahan yang digunakan tidak seragam sehingga menimbulkan perbedaan variasi linear pada grafik yang seharusnya semakin lama bahan dikeringkan maka kadar airnya semakin kecil. Berdasarkan literatur laju pengeringan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu luas permukaan bahan, distribusi aliran udara, struktur molekul bahan, distribusi suhu dalam tenunan bahan, tekanan uap air pada to pengeringan,

tekanan luar udara dan uap air, kecepatan pindah panas ke permukaan bahan, tekanan uap keseimbangan dalam bahan, kadar air bahan, dll (Earle, 1969). tetapi dari hasil praktikum tidak terbukti seperti itu, dikarenakan adanya interval waktu pengeringan yang sangat kecil, suhu oven yang digunakan besar, waktu pengeringan yang terlalu cepat dan seringnya membuka dan menutup oven menyebabkan suhu oven tidak konstan.