Uploaded byIffa M.Nisa
Fluidized bed dryer
Dokumen ini membahas tentang praktikum penggunaan fluidized bed dryer dalam pengeringan, termasuk tujuan, teori dasar, dan metodologi. Pengeringan dengan metode ini memanfaatkan aliran udara panas untuk mempercepat proses dengan efisiensi tinggi, tetapi juga memiliki beberapa kelemahan. Aspek penting yang dibahas mencakup desain sistem, parameter kritis, dan pengamatan hasil eksperimen.
More Related Content
Fluidized bed dryer
- 1. LABORATORIUM PILOT PLANT SEMESTERGANJIL TAHUN AJARAN 2013/2014 MODUL : Fluidized Bed Dryer PEMBIMBING : Ir. Heriyanto Praktikum Penyerahan (Laporan) : 19 November 2013 : 26 November 2013 Oleh : Kelompok : IV (Empat) Nama : 1. Iffa Ma’rifatunnisa (111411046) 2. Imam Prasetya Utama (111411047) 3. M Lazuardi Hidayatulloh (111411048) 4. Mira Rahmi Fauziyah 5. Nadita Yuliandini Kelas : (111411049) (111411050) 3B PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2013
- 2. FLUIDIZED BED DRYER 1. TUJUANPRAKTIKUM a. Menjelaskan peralatan unit pengering fluidisasi dengan aman dan benar. b. Menghitung efisiensi panas / kalor dari peralatan unit pengering fluidisasi. c. Menjelaskan titik fluidisasi, laju fluida, dan perkiraan waktu yang dibutuhkan dengan optimum. 2. LANDASAN TEORI Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan sehingga mengurangi kandungan/sisa cairan di dalam zat padat itu sampai suatu nilai yang dikehendaki. Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida. Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Bagian-bagian mesin pengering sistem fluidisasi adalah kipas (blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran udara. Selanjutnya adalah elemen pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara, plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Kemudian ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan dikeringkan ditempatkan. Terakhir adalah hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan ke ruang pengering. Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan sehingga mengurangi kandungan/sisa cairan di dalam zat padat itu sampai suatu nilai yang dikehendaki. Jika pengeringan berlangsung pada tekanan uap dan suhu rendah, maka akan terjadi pengeringan penguapan, sebaliknya jika suhu dan tekanan uap mendekati titik didih lembab disebut pengeringan pendidihan. Suplai dan perpindahan panas dapat berlangsung secara konveksi (pengeringan konveksi), penyinaran (pengeringan penyinaran) atau penghantaran (pengeringan kontak) (Voight, 1995). Pengeringan biasanya merupakan suatu tahapan dari sederetan operasi, sehingga material tersebut siap untuk mengalami
- 3. pemrosesan berikutnya ataubahkan merupakan produk akhir dari sederetan tahapan yang siap dikemas. Sebagai contoh, proses pengeringan dalam bidang teknologi formulasi dilakukan pada: 1. Pengeringan bahan baku 2. Proses pencampuran 3. Granulasi basah 4. Pembuatan tablet salut gula 5. Pembuatan preparat bahan baku, seperti: Spray dried lactose Alumunium hidroxida kering Ekstrak kering Manfaat dari pengeringan antara lain: 1. Melindungi obat dari pengaruh degradasi 2. Melindungi obat dari pengaruh mikroorganisme 3. Memperbaiki sifat alir 4. Memudahkan proses pengecilan partikel 5. Meningkatkan stabilitas produk yang dikemas (Kurniawan, 2009). Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida (Kunii dan Levenspiel, 1977). Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah (Mujumdar, 2000). Proses pengeringan dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas sampai bahan terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan sehingga memperbesar luas kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan kalor konveksi, dan peningkatan laju difusi uap air. Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran udara terendah dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan baik, sedangkan kecepatan
- 4. udara maksimum adalahtingkat kecepatan tertinggi dimana pada tingkat kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering (Andayani, 1988 dalam Sawitri, 2003). Flow diagram proses: Mekanisme kerja: Bahan yang akan dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu kedalam ruang pengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol dengan volume dan tekanan tertentu. Bahan yang telah kering (karena bobotnya sudah lebih ringan) akan keluar dari ruang pengeringan menuju siklon untuk ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan yang halus akan ditangkap oleh pulsejet bag filter. Berikut ini adalah bagian-bagian mesin pengering sistem fluidisasi: 1. Kipas (Blower)
- 5. Kipas (Blower) berfungsiuntuk menghasilkan aliran udara, yang akan digunakan pada proses fluidisasi. Kipas juga berfungsi sebagai penghembus udara panas ke dalam ruang pengering juga untuk mengangkat bahan agar proses fluidisasi terjadi. 2. Elemen Pemanas (heater) Elemen Pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara sehingga kelembaban relatif udara pengering turun, dimana kalor yang dihasilkan dibawa oleh aliran udara yang melewati elemen pemanas sehingga proses penguapan air dari dalam bahan dapat berlangsung. 3. Plenum Plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Bagian saluran udara ini dapat berpengaruh terhadap kecepatan aliran udara yang dialirkan, dimana arah aliran udara tersebut dibelokkan menuju ke ruang pengering dengan bantuan sekat-sekat yang juga berfungsi untuk membagi rata aliran udara tersebut. 4. Ruang Pengering Ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan dikeringkan ditempatkan. Perpindahan kalor dan massa uap air yang paling optimal terjadi diruang ini. Menurut Mujumdar (2000), tinggi tumpukan bahan yang optimal untuk pengering dengan menggunakan fluidized bed dryer adalah 2/3 dari tinggi ruang pengering. 5. Hopper Hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan ke ruang pengering. Kelebihan pengering sistem fluidisasi: 1. Aliran bahan yang menyerupai fluida mengakibatkan bahan mengalir secara kontinyu sehingga otomatis memudahkan operasinya. 2. Pencampuran atau pengadukan bahan menyebabkan kondisi bahan hampir mendekati isothermal. 3. Sirkulasi bahan diantara dua fluidized bed membuatnya memungkinkan untuk mengalirkan sejumlah besar kalor yang diperlukan ke dalam ruang pengering yang besar.
- 6. 4. Pengering tipe fluidisasicocok untuk skala besar. 5. Laju perpindahan kalor dan laju perpindahan massa uap air antara udara pengering dan bahan sangat tinggi dibandingkan dengan pengering metode kontak yang lain. 6. Pindah kalor dengan menggunakan pengering tipe fluidisasi membutuhkan area permukaan yang relatif kecil. 7. Sangat ideal untuk produk panas sensitif dan non-panas sensitif Kekurangan pengering sistem fluidisasi: 1. Sulit untuk menggambarkan aliran dari udara panas yang dihembuskan ke ruang pengering, dikarenakan simpangan yang besar dari aliran udara yang masuk dan bahan terlewati oleh gelembung udara, menjadikan sistem kontak/singgungan tidak efisien. 2. Pencampuran atau pengadukan bahan padatan yang terus menerus pada hamparan akan menyebabkan ketidakseragaman waktu diam bahan di dalam ruang pengering, karena bahan terus menerus terkena hembusan udara panas. 3. Tidak dapat mengolah bahan yang lengket atau berkadar air tinggi dan abrasive. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam sistem Fluidized Bed Dryer adalah pengaturan yang baik antara: tekanan udara, tingkat perpindahan panas dan waktu pengeringan, sehingga tidak timbul benturan/gesekan bahan/material pada saat proses pengeringan berlangsung. Untuk bahan yang lengket atau berkadar air tinggi sangat beresiko mengaplikasikan sistem ini, situasi seperti ini perlu dilakukan pengkondisian awal yaitu mencampurnya dengan bahan/material keringnya terlebih dahulu, agar tidak menimbulkan masalah pada unit siklon,demikian pula halnya untuk produk ahir yang halus dan ringan, sangat perlu menggunakan pulse jet bag filter, dikarenakan siklon penangkap produk umumnya tidak mampu berfungsi dengan baik, bahkan dapat menimbulkan polusi udara. Penentuan dimensi ruang bakar, suhu yang diaplikasikan serta volume dan tekanan udara sangat menentukan keberhasilan proses pengeringan, sehingga perlu diketahui data pendukung untuk merancang sistim ini diantaranya kadar air input, kadar air output, densiti material, ukuran material, maksimum panas yang diizinkan, sifat fisika/kimia, kapasitas output/input dan sebagainya.
- 7. BAB III METODOLOGI 3.1 Alatdan Bahan Satu set alat pengering fluidized bed dryer Beras Aquadest Timbangan 3.2 Langkah Kerja a. Persiapan Penimbangan berat kering beras Basahi beras dengan air Penimbangan berat basah beras b. Pengeringan dengan Fluidized Bed Dryer Memasukan beras basah kedalam unggun fluidisasi Meletakkan tempat fluidisasi pada posisi yang benar Menekan tombol BS untuk menutup gasket bagian bawah dan HS untuk menutup gasket bagian atas Memulai proses dengan menekan tombol MULAI, K63 Mengatur temperature udara panas dengan menggunakan T11 Menghubungkan tempat fluidisasi dengan panel Mengatur laju alir udara samapai terjaid fluidisasi
- 8. c. Pengambilan Data Mengukurlaju udara masuk dan udara keluar Mengukur Tw dan Td udara masuk dan udara keluar Mengukur kelembaban udara masuk dan udara keluar
- 9. IV. DATA PENGAMATAN Waktu UdaraMasuk T dry RH Laju Laju H Densitas Udara Volumetrik Volumetrik (KJ/Kg) (kg/m3) (m/s) (oC) Kecepatan (m3/s) Y (L/s) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 28.4 70 1.88 131.6 131600 72.2 1.159 0.0171 20 27.6 81.4 6.77 551.078 551078 76.3 1.161 0.019 30 28.1 78.2 4.2 328.44 328440 76.3 1.159 0.0188 40 28.3 77 4.2 323.4 323400 76.3 1.158 0.0187 50 29.2 78.2 3.67 286.994 286994 76.3 1.155 0.0184 Y Waktu Udara Keluar T dry RH Laju Laju H densitas Udara Volumetrik Volumetrik (KJ/Kg) (kg/m3) (m/s) (oC) Kecepatan (m3/s) (L/s) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 28.9 73.4 2.35 172.49 172490 76.3 1.156 0.0185 20 31.5 59.7 6.42 383.274 383274 76.3 1.147 0.0174 30 30.7 59.7 4.9 292.53 292530 76.3 1.147 0.0174 40 30.4 59.7 4.77 284.769 284769 76.3 1.147 0.0174 50 32.6 54.7 4.93 269.671 269671 76.3 1.143 0.017
- 10. V. PERHITUNGAN Menentukandensitas beras Densitas beras = (62,281-58,436)/25 = 0,1538 gr/mL = 1538 kg/m3 Perhitungan beda tekanan (∆P) ΔP = (1 – ε) x (ρp – ρu) x L x g Porositas = Luas = πr2 U = Waktu 0 (menit) 1.64 Berat Unggun (Kg) 0.001066 Volume (m3) Waktu (menit) 0 10 20 30 40 50 Waktu 0 10 20 30 40 50 Tinggi Unggun (m) 0.0475 0.0356 0.0342 0.0321 0.0278 0.0278 10 20 30 40 50 1.08 1.02 0.96 0.86 0.86 0.000702 Luas Permukaan (m2) 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 Porositas Ɛ ∆P Log ∆P -1.05 -0.35 -0.275 -0.2 -0.075 -0.075 Udara 0 1.159 1.161 1.159 1.158 1.155 0.000663 0.000624 0.000559 0.000559 1467.675 723.834 656.736 580.151 450.099 450.1 3.16663 2.859639 2.817391 2.763541 2.653308 2.653309 Laju Volumetrik (m3/s) 0 0.033276 0.119829 0.07434 0.07434 0.064959 U Log U 0 1.88 6.77 4.2 4.2 3.67 0.274158 0.830589 0.623249 0.623249 0.564666
- 11. Kurva Log ∆Pvs Log U 3,2 3,1 Log ∆P 3 2,9 2,8 2,7 2,6 0 0,2 0,4 0,6 Log U 0,8 1
- 12. Perhitungan panasyang dilepaskan oleh steam(Q1) Rumus yang digunakan : Gu= Q x Densitas m1= Gu ( Y2-Y1) Q1= M x ( Hg + Hfg – Hf ) T dry densitas (oC) (kg/m3) 0 0 0 0 0 0 10 28.4 1.159 0.0171 0.473333 20 27.6 1.161 0.019 30 28.1 1.159 40 28.3 50 29.2 waktu y Gu m1 m2 m3 Hv Hl Hs Q2 0 0 0 0 0 0 0.03957 0.022 0.01757 2552.6 0.46 0.158598 0.01 0.148598 2551.21 115.701 2435.509 49058.93 0.0188 0.468333 0.097189 0.007167 0.090022 2552.11 117.791 2434.319 58925.65 1.158 0.0187 0.471667 0.096588 0.0055 0.091088 2552.48 118.627 2433.853 59049.16 1.155 0.0184 0.486667 0.082831 0.0046 0.078231 (Kg/menit (Kg/menit) (Kg/menit) 2554.1 119.045 2433.555 122.39 2431.71 72858.1 63228.58
- 13. Menghitung EfisiensiSteam U1 U2 H1 H2 (Kg/jam) (Kg/Jam (KJ/Kg) (KJ/Kg) (KJ/Jam 0 0 2602.9 0 138.8408 173.1018 72.2 76.3 2602.9 361388.7 500.8373 469.2175 76.3 76.3 2602.9 1303629 310.1762 358.1255 76.3 76.3 2602.9 807357.7 309.9086 348.6242 76.3 76.3 2602.9 806661.1 270.0995 359.0616 76.3 76.3 2602.9 703042 0 0 Q1 k1 Waktu Q1 Q2 Efisiensi (%) 0 0 0 0 10 358205.3 6424.585 98.20645 20 1306042 2922.611 99.77622 30 803699.1 2093.514 99.73952 40 803707.1 1606.343 99.80013 50 696254.2 1342.304 99.80721
- 14. VI. PEMBAHASAN Oleh IffaMa’rifatunnisa NIM 111411046 Pada praktikum kalin ini, praktikan melakukan pengeringan pada beras dengan menggunakan peralatan Fluidized Bed Dryer. Pengeringan dilakukan dalam suatu silinder pengering yang dialiri udara panas. Bagian mesin pengering fluidized bed dryer terdiri dari beberapa bagian yaitu blower berfungsi sebagai penghasil aliran udara, heater sebagai pemanas udara, pleneum berfungsi sebagai saluran masuknya udara panas yang dihembuskan blower serta sekatnya yang berfungsi dalam membagi rata aliran udara yang masuk, dan ruang pengering sebagai tempat mengeringkan bahan. Pada percobaan dilakukan lima kali pengambilan data setiap 10 menit sekali. Hal ini dilakukan dengan harapan agar ditemukannya titik fluidisasi, laju fluida, dan perkiraan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi optimal. Proses pengeringan yang dilakukan hanya dilakukan satu kali run (tanpa variasi). Beban yang digunakan yaitu beras yang sebelumnya sedikit dibasahi dengan tujuan agar beras dapat terangkat ketika didalam unggun fluidisasi. Berat beras setelah dibasahi adalah 1,64 kg dengan waktu pengeringan selama 50 menit. Berdasarkan pengamatan secara visual proses fluidisasi terjadi secara heterogen berupa peristiwa channeling (pembentukan kanal-kanal pada unggun). Pada awal percobaan menit ke-10 beras tidak terangkat dengan maksimal, hal ini disebabkan karena kandungan air pada beras yang masih banyak sehingga udara tidak mampu untuk mengangkat beras yang menyebabkan terjadinya peristiwa channeling. Pada menit ke 20-30 menit terjadi penurunan berat, namun kondisi unggun masih dalam keadaan channeling ketika proses berlangsung. Berat akhir dari beras setelah waktu ke 50 menit adalah 0,86 kg. Semakin lama waktu pengeringan maka semakin besar efisiensi yang dihasilkan. pada percobaan efisiensi maksimum yaitu sebesar 99.807% . Namun semakin lamanya waktu fluidisasi steam yang dihasilkan semakin sedikit bahkan cenderung fluktuatif. Hal ini dapat disebabkan karena pengaturan tekanan udara maupun kecepatan udara dan waktu pengeringan sehingga timbul benturan/gesekan bahan pada saat proses pengeringan berlangsung. Selain itu volume juga sangat berpengaruh pada proses pengeringan, semakin tinggi volume unggun maka akan semakin sulit beban beras terangkat dan dapat mengakibtakan aliran yang turbulen pada saat proses fluidisasi. Dari percobaan di dapatkan steam yang paling banyak dipatkan pada menit ke 20 sebanyak 0,16 kg/menit.
- 15. Efisisensi (%) Waktu vsEfisiensi 120 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 Waktu (menit) Selain itu dari data percobaan didapatkan kurva log ΔU vs log ΔP. Berdasarkan kurva belum didapatkan kondisi yang optimum. Untuk mendapatkan kondisi yang optimum diperlukan gaya dorong yang menyebabkan timbulnya puncak pada kurva. Log P A D 0 B log Umf log U0 Grafik antara log (P) terhadap log (U0) pada peristiwa fluidisasi. Kondisi fluidisasi seperti di atas adalah kondisi fluidisasi tidak ideal. Hal ini bisa disebabkan karena butiran partikel terdistribusi tidak merata dalam unggun sehingg porositas unggun tidak merata disetiap tempat, bentuk dan ukuran partikel yang tidak sama sehingga dalam proses pengeringan beras ini sebaiknya dihatumbuk/dihaluskan supaya beban dapat terangkat dengan baik oleh udara selain itu perlu teliti lagi dalam pengaturan dan menetapkan kondisi operasi agar proses fluidisasi dapat berjalan secara optimal.
- 16. Oleh Muhamad LazuardiH NIM 111411048 Fludisasi merupakan suatu metode pengeringan dengan cara mengontakan butiranbutiran padat dengan fluida gas atau cair. Melalui unggun padatan ini kemudian dialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yang demikian disebut unggun diam atau fixed bed. Prosess fluidisasi ini bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi dengan mengurangi kadar air pada suatu padatan dengan memanfaatkan udara panas yang dilewatkan pada butiran padatan tersebut. Pada praktikum kali ini menggunakan bahan baku berupa butiran beras seberat 1 kg yang kemudian dibasahkan sehingga beratnya menjadi 1,64 kg. Proses fluidisasi dengan menggunakan Fluidzed bed dryer dilakukan sebanyak 1 kali run selama 50 menit. Pada awal proses fluidisasi berlangsung terjadi fenomena chanelling. Fenomena chanelling ini terjadi diakibatkan karena butiran-butiran beras yang digunakan terlalu basah, sehingga udara panas yang digunakan hanya akan membentuk seperti saluran-saluran dan tidak mengankat seluruh bagian padatan beras. Fenomena chanelling ini dapat dicegah dengan terlebih dahulu beras tersebut ditumbuk menjadi butiran dan ketika dibasahi jangan terlalu basah agar ketika proses fluidisasi dapat terangkat seluruhnya. Berdasarkan grafik yang diperoleh antara hubungan log U dengan Log Delta P dapat dilihat pada pengamatan bahwa pada menit ke 0 log delta telah mencapai kondisi optimum dari proses. Hal tersebut bisa disebabkan oleh laju alir udara yang diberikan telah mencapai kondisi maksimum ketika awal proses. Setelah proses pengeringan terjadi kehilangan berat sebesar 0,78 gram. Kehilangan berat tersebut bisa terjadi karena berkurangnya kandungan air pada beras. Selain karena berkurangnya kandungan air pada beras hal tersbut juga disebabkan karena terbawanya butiran beras oleh aliran udara fenomena ini biasa disebut disperse fluidization. disperse fluidization terjadi karena laju alir udara dan ekspansi telah mencapai maksimum. Effisiensi maksimum pengeringan yang diperoleh adalah 99,80 % terjadi pada saat menit ke 50. Fenomena-fenomena yang terjadi seperti disperse fluidization dan chanelling dapat terjadi disebabkan oleh beberapa faktor seperti laju alir fluida dan jenis fluida, ukuran partikel dan bentuk partikel, jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel, porositas unggun dan lain sebagainya. Faktor-faktor itu lah yang akan menetukan karakteristik dari
- 17. proses fluidisasi tersebut. Hal-halyang perlu diperhatikan dalam sistem fluidized bed dryer adalah pengaturan yang baik antara tekanan udara, tingkat perpindahan panas dan waktu pengeringan, sehingga tidak timbul benturan/gesekan bahan/material pada saat proses pengeringan berlangsung. Penentuan dimensi ruang bakar, suhu yang diaplikasikan serta volume dan tekanan udara sangat menentukan keberhasilan proses pengeringan, sehingga perlu diketahui data pendukung untuk merancang sistim ini diantaranya kadar air input, kadar air output, densitas material, ukuran material, maksimum panas yang diizinkan, sifat fisika/kimia, kapasitas output/input dan sebagainya. Oleh Mira Rahmi Fauziyyah NIM 111411049 Percobaan kali ini adalah melakukan pengeringan bahan menggunakan alat fluidized bed dryer atau alat pengering unggun. Bahan yang akan dikeringkan adalah beras. Beras mempunyai kemampuan penyerapan air yang cukup baik sehingga dengan direndam sebentar dalam air, kadar air dalam beras meningkat. Setelah dilakukan pencucian beras, langkah selanjutnya yaitu dilakukan pengeringan. Pengeringan dilakukan dengan cara mengontakkan bahan yang akan dikeringkan dan dalam praktikum ini, bahan yang digunakan adalah beras sebanyak 1 kg. Beras yang telah dicuci sebelumnya, dikontakkan dengan udara panas dan kering sehingga diharapkan akan terjadi perpindahan massa air dari beras ke udara kering sehingga kadar air pada beras berkurang dan udara yang keluar dari alat pengering (Fluidized Bed Dryer) keluar menjadi lembab karena terdapat air didalamnya. Hal tersebut dapat terlihat dari perolehan data yang dihasilkan pada kecepatan udara dimana nilai kecepatan udara yang keluar semakin besar apabila dibandingkan dengan kecepatan udara yang masuk. Hal tersebut membuktikan bahwa udara keluar menjadi lebih lembab dikarenakan adanya air yang terdapat di dalam aliran keluar yang diperoleh dari perpindahan massa yang dihasilkan. Seperti perolehan data yang dihasilkan berikut ini: Waktu Udara Masuk 0 10 20 30 40 50 Kecepatan Udara (m/s) 0 1.88 6.77 4.2 4.2 3.67 Udara Keluar Kecepatan Udara (m/s) 0 2.35 6.42 4.9 4.77 4.93
- 18. Kontak antara berasdan udara kering dilakukan sampai terfluidisasi yaitu beras bersifat seperti fluida ketika dikontakkan dengan udara. Agar diperoleh kondisi beras terfluidisasi maka diperlukan laju alir udara yang cukup untuk membuat beras terfluidisasi maka dari itu laju alir udara diatur agar diperoleh kondisi tersebut. Sebelum dikontakkan dengan beras, udara disaring terlebih dahulu untuk menghilangkan debu-debu dan pengotornya lalu udara dipanaskan dengan menggunakan steam dan diharapkan udara setelah dipanaskan mempunyai kelembaban yang sekecil mungkin agar dapat menyerap air dari beras sebanyak-banyak nya sehingga proses pengeringan optimum. Parameter yang perlu diperhatikan dan mempengaruhi proses pengeringan adalah kecepatan udara, tinggi unggun, dan volume kondensat per satuan waktu. Semakin berat bahan maka nilai tekanannya harus semakin besar sehingga diperlukan laju alir udara yang lebih besar agar bahan dapat terfluidisasi sempurna. Kurva Log ∆P vs Log U 3,2 3,1 Log ∆P 3 2,9 2,8 2,7 2,6 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Log U Dari grafik dapat diperoleh kesimpulan bahwa log dari tekanan atau log ∆P berbanding lurus dengan log U dimana semakin kecil log ∆P yang dihasilkan maka semakin kecil pula log U yang dihasilkan. Dari hasil percobaan terjadi penurunan berat beras sebelum pengeringan dan setelah pengeringan. Hal ini menunjukan terjadinya proses pengeringan dengan berpindahnya massa air dari beras ke udara, hal ini juga terlihat dari kelembaban udaranya yang semakin besar. Efisiensi pengeringan dapat dilihat dari tabel hasil pengamatan berikut ini :
- 19. Waktu 0 10 20 30 40 50 Q1 0 358205.3 1306042 803699.1 803707.1 696254.2 Q2 0 6424.585 2922.611 2093.514 1606.343 1342.304 Efisiensi (%) 0 98.20645 99.77622 99.73952 99.80013 99.80721 Pada menitke-0, tidak diperoleh hasil nya dikarenakan tidak di catatnya keadaan awal dari beras tersebut. Namun, Efisiensi pengeringan yang di dapatkan sekitar 99% menunjukkan proses pengeringan berlangsung sangat baik. Oleh Nadita Yuliandini NIM 111411050 Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Dryer) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida. Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah. Dalam praktikum kali ini, menggunakan beras sebagai bahan yang akan difluidisasi yang sebelumnya telah ditambahkan air, kemudian beras tersebut ditimbang pada keadaan awal sebelum dibasahi air dan sesudah dibasahi air. Percobaan dilakukan satu run yaitu selama 50 menit sehingga dapat diamati pengaruh lamanya waktu pengeringan terhadap pengurangan kandungan air dalam bahan yang akan dikeringkan yaitu beras. Berat kering awal beras adalah 1 kg dan berat beras basah 1,64 kg sedangkan berat akhir beras adalah 0,86 kg Udara masuk akan saling berkontak dengan steam sehingga suhu udara pun akan meningkat. Udara ini didapat dari lingkungan yang dilalirkan dengan menggunakan blower. Kalor yang dihasilkan dari heat exchanger yang akan berkontak dengan unggun padatan sehingga kadar air dalam padatan berkurang. Pada praktikum kali ini praktikan mengambil data berupa laju volumetrik , kecepatan udara kelembaban relatif (Rh) serta suhu bola basah dan suhu bola kering aliran masuk dan keluaran yang diamati setiap 10 menit selama 50 menit. Data-data tersebut selanjutnya diplotkan ke dalam pshycometric chart maka akan
- 20. didapatkan data-data lainberupa enthalpy, densitas dan kelembaban mutlak (Y). Dari data yang didapat terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan, maka kadar air di dalam bahan pun cenderung berkurang karena semakin lama unggun berkontak dengan aliran udara panas, air yang berada dalam unggun akan teruapkan. Kurva antara log ∆P terhadap Log U didapat bisa dilihat jika semakin besar log U maka ∆P semakin menurun. Selain data-data di atas tersebut, dilakukan pula pengamatan terhadap suhu dan volume kondensat. Hal ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keefektifan dari proses pengeringan yang sedang berlangsung, Berdasarkan hasil perhitungan maka didapatkan efisiensi yang paling optimal yaitu pada waktu pengeringan 50 menit sebesar 99.80721%. Dengan tingkat efisiensi yang optimal tersebut, maka jumlah kalor yang diserap oleh bahan mencapai jumlah maksimumnya untuk menguapkan sejumlah kadar air pun menjadi lebih besar karena tingkat perpindahan massanya yang tinggi. Sedangkan, efisiensi pengeringan yang paling kecil terjadi pada waktu pengeringan 10 menit dengan efisiensi sebesar 98.20645%. Dalam berat awal sebesar 1 kg dan berat akhir beras 0,86 kg terdapat massa yang hilang akibat fluidisasi, hal ini mungkin terjadi karena beberapa faktor seperti beras yang ikut hilang keluar karena hamparan, laju alir fluida dan jenis fluida, densitas partikel, porositas unggun dll. Perlu diperhatikan ketika melakukan Fluidized Bed Dryer agar proses optimum dan tidak kehilangan massa unggun adalah menggunakan pulse jet bag filter, dikarenakan siklon penangkap produk umumnya tidak mampu berfungsi dengan baik, kadar air input, kadar air output, densiti material, ukuran material, maksimum panas yang diizinkan, sifat fisika/kimia, kapasitas output/input dan sebagainya.
- 21. VII. KESIMPULAN Semakinlama waktu pengeringan maka akan semakin besar efisieni yang dihasilkan Efisiensi pengeringan terbesar terjadi pada menit ke-50 yaitu sebesar 99.80721% Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian fluidized bed dryer adalah: Perlakuan bahan yang akan dikeringkan dengan menumbuknya atau merubahnya menjadi paertikel yang berukuran lebih kecil supaya mudah terangkat oleh udara pada saat fluidisasi Pengaturan suhu Pengaturan laju alir Penentuan tekanan
- 22. DAFTAR PUSTAKA Tim PengajarJurusan Teknik Kimia.1996. Panduan Praktikum Operasi Teknik Kimia II.Bandung:Pusat pengembangan Pendidikan Politeknik Geankoplis, Christi J. Transport Processes and Unit Operations : third edition. 1993, 1983, 1978. Prentice-Hall,Inc. Reklaitis."Introduction to Material and Energy Balances"