Teknologi Pengeringan Drum (Drum Drying)
Pengeringan adalah suatu cara untuk
mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air suatu bahan pangan dengan atau
tanpa bantuan energi panas. Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap
air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan
air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media
pengering yang biasanya berupa panas.
Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar
air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim
yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian
bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama. Biasanya
kandungan air bahan pangan dikurangi sampai batas tertentu dimana
mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi pada bahan pangan tersbut. Keuntungan pengeringan
adalah bahan pangan menjadi lebih awet dan volume bahan pangan menjadi lebih
kecil, sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan
pengepakan, berat bahan menjadi kurang dan mempermudah tranport.
Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan
air ke udara karena perbedaan kandungan air antara udara dengan bahan yang
dikeringkan. Dalam hal ini kandungan uap air udara lebih kecil atau udara
mempunyai kelembaban nisbi yang relatif rendah sehingga terjadi penguapan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu: (1) Faktor
yang berhubungan dengan udara pengering, seperti: suhu, kecepatan volumetrik
aliran udara pengering, dan kelembaban udara; dan (2) Faktor yang berhubungan
dengan sifat bahan, seperti: ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial
dalam bahan.
Bahan pangan yang dihasilkan dari
produk-produk pertanian pada umumnya mengandung kadar air. Kadar air tersebut
apabila masih tersimpan dan tidak dihilangkan, maka akan dapat mempengaruhi
kondisi fisik bahan pangan. Contohnya, akan terjadi pembusukan dan penurunan
kualitas akibat masih adanya kadar air yang terkandung dalam bahan tersebut.
Pembusukan terjadi akibat dari penyerapan enzim yang terdapat dalam bahan
pangan oleh jasad renik yang tumbuh dan berkembang biak dengan bantuan media
kadar air dalam bahan pangan tersebut. Untuk mengatasi hal tersebut,
diperlukan adanya suatu proses penghilangan atau pengurangan kadar air yang
terdapat dalam bahan pangan sehingga terhindar dari pembusukan ataupun penurunan
kualitas bahan pangan.
Hal-hal yang mempengaruhi pengeringan
adalah luas permukaan bahan pangan, suhu pengeringan, aliran udara, tekanan uap
air di udara dan lama pengeringan. Suhu pengeringan sangat penting karena
apabila terlalu rendah maka pengeringan akan makan waktu yang sangat lama dan
dapat menurunkan mutu bahan pangan serta memberikan bau yang tidak normal. Jika
proses pengeringan dilakukan pada suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan
terjadinya case hardening dan reaksi browning.
Ada beberapa mekanisme yang dapat terjadi
pada saat bahan basah dikeringkan sampai mempunyai kandungan air tertentu yang
cukup rendah. Hal itu dapat diketahui dari kurva pengeringan. Kurva pengeringan
menunjukkan hubungan antara kandungan air di dalam padatan sebagai fungsi waktu.
Selain itu dapat pula dinyatakan dalam hubungan antara laju pengeringan dan
kandungan air. Secara umum kurva pengeringan terdiri atas dua bagian, yaitu
periode laju pengeringan konstan dan periode laju pengeringan menurun.
Tipe dan jenis pengering yang digunakan
untuk pengeringan bahan pangan bermacam-macam. Pada umumnya pemilihan tipe
pengering ditentukan oleh jenis komoditas yang akan dikeringkan, bentuk akhir
produk yang dikehendaki, faktor ekonomis dan kondisi jenis alat.
Drum Drying (Pengeringan Drum)
Pengeringan dengan drum (Drum Drying)
secara luas digunakan dalam pengeringan komersial di industri pangan untuk
berbagai jenis produk makanan berpati, makanan bayi, maltodekstrin, suspensi
dan pasta dengan viskositas tinggi (heavy pastes), dan dikenal sebagai metode
pengeringan yang paling hemat energi untuk jenis produk tersebut. Karena
terpapar pada suhu tinggi hanya dalam beberapa detik, drum drying sangat cocok
untuk kebanyakan produk yang sensitif terhadap panas.
Tujuan utama dari pengeringan ini adalah
memecah struktur granula pati sehingga meningkatkan daya larut (solubility)
produk dan penyerapan air (water absorption) dalam air dingin pada pasta dari
pati (Panuwat S. and Athapol N., 2003).
Pengering drum dikembangkan pada awal tahun 1900-an dan hampir digunakan pada semua bahan makanan cair sebelum penggunaan pengeringan semprot. Saat ini pengering drum digunakan dalam industri makanan untuk mengeringkan berbagai produk seperti produk susu, makanan bayi, sereal, buah dan sayur, pure kentang, dan pati masak.
Pengering drum dikembangkan pada awal tahun 1900-an dan hampir digunakan pada semua bahan makanan cair sebelum penggunaan pengeringan semprot. Saat ini pengering drum digunakan dalam industri makanan untuk mengeringkan berbagai produk seperti produk susu, makanan bayi, sereal, buah dan sayur, pure kentang, dan pati masak.
Dalam operasional pengeringan, cairan,
bubur, atau materi yang dihaluskan diletakan sebagai lapisan tipis pada
permukaan luar drum berputar yang dipanaskan oleh uap. Setelah sekitar tiga per
empat dari titik putaran, produk sudah kering dan dipindahkan dengan
pisau/scraper statis. Produk kering kemudian ditumbuk menjadi serpih atau
bubuk. Pengeringan drum adalah salah satu metode pengeringan yang paling hemat
energi dan khususnya efektif untuk mengeringkan cairan dengan viskositas tinggi
atau bubur makanan.
Sistim Kerja Drum Dryer
Drum dryer umumnya terdiri dari satu atau
dua silinder berongga yang dipasang horizontal yang terbuat dari besi cor
bermutu tinggi atau stainless steel, bingkai penunjang, sistim aliran produk,
dan scraper. Diameter drum berkisar khas dari 0.5 – 6 m dan panjang antara 1 –
6 m (sesuai skala produksi).
Dalam operasional pengering drum,
keseimbangan harus dibentuk antara laju umpan, tekanan uap, kecepatan roll, dan
ketebalan film/lapisa bahan. Hal ini bertujuan untuk mempertahankan
film/lapisan bahan yang seragam pada permukaan drum agar throughput bisa
maksimal.
Sistim kerja, uap sampai suhu 200oC akan
memanaskan permukaan bagian dalam drum. Bahan/material yang seragam diletakan
dalam lapisan tipis (0,5 – 2 mm) ke luar drum permukaan. Waktu tinggal produk
pada drum berkisar antara beberapa detik sampai puluhan detik untuk mencapai
kadar air akhir kurang dari 5%. Konsumsi energi dalam pengering drum berkisar
antara 1,1 kg uap per kg air yang diuapkan dan 1,6 kg uap per kg air menguap,
sesuai dengan efisiensi energi sekitar 60% – 90%.
Dalam kondisi ideal, kapasitas penguapan
maksimum pengering drum dapat mencapai 80 kg H2O/hr m2. Pengering drum dapat
menghasilkan produk pada tingkat antara 5 kg hr-1 m-2 dan 5 kg hr-1 m-2,
tergantung pada jenis makanan, kadar air awal dan akhir, serta kondisi
operasional lainnya.
Beberapa permasalahan yang timbul pada
drum dryer yang mengakibatkan kinerja pengeringan tidak konsisten antara lain:
(1) terjadi fluktuasi kadar air dan ketebalan bahan; (2) akumulasi
noncondensable gas dalam tabung yang mempengaruhi keseragaman pengeringan; dan
(3) suhu permukaan drum mungkin berbeda-beda sepanjang drum.
Klasifikasi Drum Dryer
Pengering Drum diklasifikasikan menjadi 3,
yaitu single drum dryer, double drum dyer, dan twin drum dryer seperti terlihat
pada gambar berikut.
Double drum dyer memiliki dua drum yang
berputar terhadap satu sama lain pada bagian atas. Gap antara dua drum akan
mengontrol ketebalan lapisan bahan yang diletakan pada permukaan drum. Twin
drum dyer juga memiliki dua drum, tetapi berputar berlawan satu sama lain pada
bagian atas.
Diantara tiga jenis drum dryer, single dan
double drum druer paling sering digunakan untuk buah-buahan dan sayuran.
Misalnya untuk keripik kentang (single drumdryer) dan pasta tomat (double drum
dryer). Sedangkan twin drum druer digunakan untuk pengeringan bahan yang
menghasilkan produk berupa butiran/debu.
Untuk bahan yang sensitif terhadap panas,
modifikasi dengan vakum drum dryer dapat digunakan untuk mengurangi suhu/panas
pengeringan. Vakum drum dryer pada prinsipnya mirip dengan drum dryer, hanya
drum tertutup dalam ruang kedap udara/vakum.
Metode Feeding
Metode penyaluran bahan produk pada
permukaan drum berbeda-beda, tergantung pada susunan drum, konsentrasi zat
padat, viskositas, dan kemampuan membasahi pada bahan. Untuk skala industri,
pengeringan drum menggunakan 5 metode penyaluran bahan (feeding)
yaitu, roll feed, nip feed, pencelupan, penyemprotan, dan percikan.
Kelebihan drum dryer
Kelebihan atau keuntungan penggunaan drum dryer
antara lain:
1. Produk yang dihasilkan
memiliki porositas yang baik sehingga sifat rehidrasi tinggi.
2. Bisa digunakan untuk makanan
kering yang sangat kental, seperti pasta dan pati gelatinized atau dimasak,
yang tidak dapat mudah dikeringkan dengan metode lain.
3. Efisiensi/hemat energi dan
kecepatan yang tinggi.
4. Produk/hasil yang diperoleh
lebih bersih dan higienis.
5. Mudah untuk mengoperasikan
dan memelihara.
6. Fleksibel dan cocok untuk
beberapa pengeringan tapi dalam jumlah kecil.
Kelemahan drum dryer
Kelemahan atau kekurangan penggunaan drum dryer
antara lain:
1. Tidak cocok untuk produk yang
tidak dapat membentuk film (lapisan tipis) yang bagus.
2. Khusus produk yang mengandung
kadar gula tinggi seperti tomat pure tidak mudah dipisahkan dari drum karena thermoplasticity
dari suhu bahan.
3. Throughput
(kecepatan hasil pengeringan per satuan waktu) relatif rendah dibandingkan
dengan spray drying.
4. Biaya tinggi untuk perubahan
permukaan drum karena presisi mesin sangat dibutuhkan.
5. Kemungkinan panas produk
dapat memberikan rasa ‘masak’ dan pudarnya warna karena kontak langsung dengan
suhu tinggi di permukaan drum.
6. Tidak dapat memproses
bahan/material yang mengandung garam tinggi (asin) atau bersifat korosif karena
berpotensi terjadi pitting pada permukaan drum.
7. Luas kontak permukaan bahan
dengan udara lebih rendah dibandingkan dengan jenis pengeringan lainnya seperti
spray drying atau fluidized bed drying.
Aplikasi Drum Dryer
Drum dryer antara lain diaplikasikan pada
pengeringan produk pangan seperti:
1. Susu
2. Makanan bayi
3. Sereal
4. Buah dan sayuran
5. Pure kentang
6. Pati masak
DAFTAR PUSTAKA
Juming Tang, Hao Feng, and Guo-Qi Shen. Drum
Drying. Washington State University, Pullman, Washington, U.S.A. and Shanxi
Agriculture University, Shanxi, People’s Republic of China.
Mahadi, 2007. Model Sistim dan Analisa Pengering
Produk Makanan. USU, Medan.
Marcel Bogers, 2002. The Drum Dryer. A STeMPJE
Analysis of the drum dryer used in the potato flake line manufactured by
Tummers Methodic. Eindhowen, Netherland.
Panuwat Supprung and Athapol Noomhorm, 2003.
Optimization of Drum Drying Parameters for Low Amylose Rice (KDML105) Starch
and Flour. Drying Technology, Vol. 21 No. 9, pp. 1781-1795.
Apakah ada kerugian yg diberian dari proses drying ini ?
BalasHapustergantung kalo soal itu, apabila semua sesuai prosedur pemakaian dan perawatan serta sanitasi alat terjaga kerugian mungkin bisa diminimalisir..
Hapus