LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN L1.1 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 1 Tabel L1.1 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1 cm Percobaan 1 Menit ke0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 Massa bahan (gr) ISD OSD 500 500 495 500 488 496 483 490 477 486 468 478 460 473 456 467 449 463 445 454 440 447 435 443 432 440 426 434 419 428 416 425 411 419 407 416 400 411 395 404 391 402 385 396 379 393 375 389 371 386 366 381 361 376 358 369 354 363 351 359 348 356 342 349 338 344 Menit ke330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 Massa bahan (gr) ISD OSD 335 339 332 335 331 333 328 333 325 331 322 325 318 321 316 320 311 319 308 319 304 316 301 314 295 308 291 306 286 302 283 299 281 297 278 296 276 295 274 294 270 291 266 288 264 284 259 281 256 279 253 278 249 273 244 272 242 270 240 269 241 272 239 270 235 267 49 Menit ke660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 Massa bahan (gr) ISD OSD 234 265 233 263 229 262 226 260 223 257 221 254 219 253 216 251 214 249 211 247 209 245 202 244 199 244 197 242 195 240 194 239 192 238 190 236 188 234 187 233 186 230 185 225 184 223 181 222 178 220 177 216 176 212 175 210 174 207 173 206 172 205 168 202 166 201 Menit ke990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 Massa bahan (gr) ISD OSD 164 198 161 196 158 194 156 190 154 189 152 185 148 183 147 182 146 181 145 180 143 177 142 174 141 172 140 168 140 166 139 165 138 163 137 160 136 159 135 158 134 158 134 157 133 156 133 154 133 153 133 152 151 150 148 145 143 139 138 Menit ke1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 Massa bahan (gr) ISD OSD 137 135 134 133 133 132 130 130 130 50 Tabel L1.2 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1,5 cm Percobaan 1 Menit ke0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 Massa bahan (gr) ISD OSD 500 500 497 499 494 498 488 494 484 488 480 484 478 481 475 475 469 468 462 465 457 461 452 457 449 452 446 447 438 444 432 438 426 436 419 431 415 429 412 424 408 417 405 415 403 413 401 411 396 407 388 404 384 401 380 396 383 392 380 388 379 386 377 383 371 377 369 374 366 372 360 367 355 363 350 361 346 354 Menit ke390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 Massa bahan (gr) ISD OSD 342 350 340 346 337 343 334 338 328 335 324 333 322 333 315 329 311 325 308 321 305 319 302 314 297 309 292 307 288 305 286 299 284 295 282 293 279 289 275 285 269 282 265 279 263 275 261 273 258 271 251 266 244 262 241 261 235 258 231 255 228 251 225 250 223 249 220 247 218 245 216 243 214 242 211 241 206 240 51 Menit ke780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 1140 1150 1160 Massa bahan (gr) ISD OSD 205 240 204 239 202 238 201 236 198 234 197 233 195 232 193 230 191 229 189 228 185 227 182 227 181 224 180 222 179 218 178 216 174 212 173 210 172 208 171 207 168 206 165 202 160 198 159 193 158 190 157 187 156 185 156 183 154 179 153 177 151 173 149 170 148 167 147 165 146 163 145 161 142 160 139 158 139 157 Menit ke 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 Massa bahan (gr) ISD OSD 138 156 137 155 136 154 135 153 135 151 134 151 134 149 134 148 134 148 134 147 141 138 135 134 132 131 131 131 Tabel L1.3 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 2 cm Percobaan 1 Menit ke0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 Massa bahan (gr) ISD OSD 500 500 495 499 492 496 489 492 485 489 479 487 472 483 468 478 465 473 461 467 457 464 453 461 450 460 447 458 444 456 439 452 434 450 431 448 428 446 424 443 418 439 415 435 409 429 406 425 403 422 399 419 396 416 392 414 389 411 387 410 384 408 379 405 374 402 371 397 369 393 367 389 365 387 363 384 360 381 Menit ke390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 Massa bahan (gr) ISD OSD 358 379 357 377 355 376 353 374 348 371 345 369 342 367 338 364 335 361 333 357 331 355 329 352 325 351 321 350 319 349 317 348 315 343 313 341 310 338 308 336 305 332 303 329 299 326 296 322 294 320 292 318 289 315 286 311 284 309 280 307 277 306 273 304 269 301 266 298 263 294 261 290 259 288 256 286 254 283 52 Menit ke780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 1140 1150 1160 Massa bahan (gr) ISD OSD 252 281 250 279 249 276 248 274 245 273 242 270 240 269 236 267 232 262 230 257 228 253 226 251 222 247 219 244 217 240 216 237 215 234 214 234 212 232 210 231 207 227 205 224 202 221 199 219 195 216 192 214 191 213 190 210 188 207 187 205 185 201 184 198 183 197 182 196 180 193 178 191 177 189 176 187 175 183 Menit ke1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 Massa bahan (gr) ISD OSD 174 181 174 180 171 179 169 177 168 176 166 175 164 175 162 173 160 171 159 170 156 168 153 165 149 162 147 160 145 157 144 154 141 152 138 149 136 146 135 144 135 142 135 139 136 134 134 132 132 132 L1.2 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 2 Tabel L1.4 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1 cm Percobaan 2 Menit ke0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 Massa bahan (gr) ISD OSD 500 500 497 498 495 492 490 489 487 486 482 482 480 476 477 474 473 469 469 462 466 458 463 454 456 449 452 445 449 442 443 436 439 430 435 427 432 422 425 421 422 417 418 414 413 410 411 404 405 398 399 394 394 393 391 388 385 381 378 377 373 374 369 371 366 368 364 367 362 363 356 359 352 354 348 349 Menit ke380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 Massa bahan (gr) ISD OSD 344 346 338 341 331 338 327 335 323 330 319 328 316 326 312 321 309 320 306 315 301 312 299 308 297 306 291 304 287 302 284 300 281 297 276 292 274 289 270 288 267 287 264 285 260 281 257 280 254 279 252 279 250 275 248 274 246 273 244 272 241 269 238 267 234 263 231 262 226 259 225 256 224 251 223 249 53 Menit ke760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 Massa bahan (gr) ISD OSD 218 247 213 243 210 243 207 241 205 239 201 238 198 237 196 236 193 235 190 231 189 229 187 227 186 226 185 224 182 222 178 221 176 220 175 217 171 214 170 213 169 210 168 209 167 207 165 203 164 199 160 196 158 192 155 190 152 187 148 184 147 180 146 177 145 174 144 173 143 171 141 169 141 168 140 164 Menit ke1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 Massa bahan (gr) ISD OSD 138 161 137 158 136 158 135 157 133 154 133 152 131 149 128 147 126 146 124 145 124 145 124 143 124 141 138 135 133 133 131 128 127 127 127 127 Tabel L1.5 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1,5 cm Percobaan 2 Menit ke0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 Massa bahan (gr) ISD OSD 500 500 495 498 491 494 487 490 480 483 471 480 468 478 465 476 462 473 459 470 454 467 452 465 448 459 442 457 439 453 437 449 435 447 428 444 421 439 418 437 412 435 407 433 403 429 397 427 395 426 392 422 390 418 387 412 382 407 378 402 376 395 373 391 370 385 367 383 363 379 359 376 356 372 354 368 Menit ke380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 Massa bahan (gr) ISD OSD 353 363 349 357 345 354 342 352 338 349 333 348 329 345 323 344 320 343 317 338 312 334 304 332 302 328 300 326 298 324 297 322 294 320 291 316 288 314 285 308 283 301 279 298 277 293 271 289 266 287 261 284 254 281 250 279 246 276 242 274 239 269 237 266 235 262 234 261 233 259 230 255 225 251 221 249 54 Menit ke760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 Massa bahan (gr) ISD OSD 219 247 216 244 214 243 213 243 209 240 206 239 202 237 200 236 198 236 195 234 191 232 187 229 185 224 183 223 181 219 178 217 175 216 174 216 173 214 172 211 171 210 170 209 169 208 168 207 167 203 164 201 161 199 159 196 158 193 157 191 156 190 155 189 154 186 153 182 152 181 151 178 148 176 146 174 Menit ke 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 Massa bahan (gr) ISD OSD 145 171 145 168 144 167 143 166 142 165 141 163 140 159 139 158 138 158 137 157 136 156 135 155 134 154 132 152 131 150 130 148 130 145 130 144 130 141 138 136 136 135 134 133 132 132 132 132 Tabel L1.6 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 2 cm Percobaan 2 Menit ke0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 Massa bahan (gr) ISD OSD 500 500 498 498 493 495 488 492 485 489 479 484 477 482 475 480 471 477 468 472 462 468 459 466 456 464 451 458 448 456 446 452 443 448 440 441 438 439 434 436 429 433 422 431 418 430 415 428 413 424 411 420 409 418 404 415 400 412 396 410 394 406 392 404 390 402 387 397 383 393 379 391 377 389 375 387 Menit ke380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 Massa bahan (gr) ISD OSD 373 384 369 382 368 382 367 380 366 377 361 375 358 371 353 367 351 365 346 364 341 361 339 358 337 356 336 354 335 349 334 345 331 343 325 341 322 338 321 336 320 333 316 330 311 326 309 325 307 324 306 322 304 320 300 316 297 314 294 311 291 309 288 307 287 305 286 303 285 299 282 298 279 297 277 297 55 Menit ke760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 Massa bahan (gr) ISD OSD 273 295 267 291 264 288 261 287 258 284 256 283 254 281 253 279 250 277 246 274 242 271 241 268 240 265 239 260 236 258 234 256 231 253 226 252 222 250 220 249 218 248 217 247 214 244 212 241 210 239 207 238 204 238 202 235 198 230 197 228 196 226 195 225 194 222 191 219 189 216 187 212 185 209 181 206 Menit ke1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 1460 1470 1480 Massa bahan (gr) ISD OSD 179 204 178 202 176 199 175 198 172 197 169 196 166 195 164 193 163 189 162 186 160 183 159 180 158 178 154 175 149 174 145 170 142 166 139 162 136 160 134 157 132 154 131 152 130 151 130 148 129 145 129 142 129 140 129 139 138 136 136 135 134 134 134 L1.3 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH) DAN SUHU PERCOBAAN 1 Tabel L1.7 Data Relative Humidity (RH) dan Suhu Percobaan 1 Waktu 18/12/2015 08:43 18/12/2015 08:53 18/12/2015 09:03 18/12/2015 09:13 18/12/2015 09:23 18/12/2015 09:33 18/12/2015 09:43 18/12/2015 09:53 18/12/2015 10:03 18/12/2015 10:13 18/12/2015 10:23 18/12/2015 10:33 18/12/2015 10:43 18/12/2015 10:53 18/12/2015 11:03 18/12/2015 11:13 18/12/2015 11:23 18/12/2015 11:33 18/12/2015 11:43 18/12/2015 11:53 18/12/2015 12:03 18/12/2015 12:13 18/12/2015 12:23 18/12/2015 12:33 18/12/2015 12:43 18/12/2015 12:53 18/12/2015 13:03 18/12/2015 13:13 18/12/2015 13:23 18/12/2015 13:33 18/12/2015 13:43 18/12/2015 13:53 18/12/2015 14:03 18/12/2015 14:13 18/12/2015 14:23 18/12/2015 14:33 Menit ke 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 Suhu (°C) 37,0 37,0 42,0 40,5 44,5 42,0 45,5 46,0 49,5 48,5 49,0 49,0 47,5 49,5 52,5 53,0 53,5 53,5 56,0 54,5 55,0 50,5 52,5 51,0 53,5 51,5 51,0 51,0 48,5 47,0 46,0 44,5 43,5 40,5 40,0 40,5 RH (%) 53,5 53,0 43,0 48,5 41,0 42,5 40,0 39,0 36,5 38,5 36,5 36,0 38,5 36,5 33,0 32,5 31,0 31,5 26,5 29,5 27,5 37,0 33,5 35,5 31,0 35,0 34,5 35,0 38,5 36,0 36,0 40,0 39,5 45,0 45,5 45,0 56 Waktu 18/12/2015 14:43 18/12/2015 14:53 18/12/2015 15:03 18/12/2015 15:13 18/12/2015 15:23 18/12/2015 15:33 18/12/2015 15:43 19/12/2015 9:09 19/12/2015 9:19 19/12/2015 9:29 19/12/2015 9:39 19/12/2015 9:49 19/12/2015 9:59 19/12/2015 10:09 19/12/2015 10:19 19/12/2015 10:29 19/12/2015 10:39 19/12/2015 10:49 19/12/2015 10:59 19/12/2015 11:09 19/12/2015 11:19 19/12/2015 11:29 19/12/2015 11:39 19/12/2015 11:49 19/12/2015 11:59 19/12/2015 12:09 19/12/2015 12:19 19/12/2015 12:29 19/12/2015 12:39 19/12/2015 12:49 19/12/2015 12:59 19/12/2015 13:09 19/12/2015 13:19 19/12/2015 13:29 19/12/2015 13:39 19/12/2015 13:49 Menit ke 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 Suhu (°C) 41,0 39,0 38,5 38,0 38,5 38,0 38,0 35,5 36,5 36,0 37,5 37,0 38,0 41,5 40,0 39,5 38,0 40,5 44,5 45,0 43,5 43,0 41,0 41,0 42,5 46,5 45,5 48,0 47,5 50,5 52,0 51,0 49,5 48,0 48,0 45,5 RH (%) 44,5 50,5 48,0 49,0 48,5 50,0 50,0 56,0 56,0 58,0 56,5 56,5 54,0 43,5 44,5 48,5 49,0 43,0 41,0 40,5 43,5 43,0 43,0 44,5 45,5 39,5 38,0 35,5 33,5 29,5 28,0 30,0 32,0 32,5 32,0 36,5 Waktu 19/12/2015 13:59 19/12/2015 14:09 19/12/2015 14:19 19/12/2015 14:29 19/12/2015 14:39 19/12/2015 14:49 19/12/2015 14:59 19/12/2015 15:09 19/12/2015 15:19 19/12/2015 15:29 19/12/2015 15:39 19/12/2015 15:49 19/12/2015 15:59 20/12/2015 09:42 20/12/2015 09:52 20/12/2015 10:02 20/12/2015 10:12 20/12/2015 10:22 20/12/2015 10:32 20/12/2015 10:42 20/12/2015 10:52 20/12/2015 11:02 20/12/2015 11:12 20/12/2015 11:22 20/12/2015 11:32 20/12/2015 11:42 20/12/2015 11:52 20/12/2015 12:02 20/12/2015 12:12 20/12/2015 12:22 20/12/2015 12:32 20/12/2015 12:42 20/12/2015 12:52 20/12/2015 13:02 20/12/2015 13:12 20/12/2015 13:22 20/12/2015 13:32 20/12/2015 13:42 20/12/2015 13:52 Menit ke 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 Suhu (°C) 44,5 42,0 41,5 41,5 40,0 43,5 41,0 40,0 40,5 40,0 39,5 39,5 40,0 35,5 35,5 35,0 36,5 36,5 37,5 38,5 37,0 38,5 38,0 40,5 39,5 39,0 39,5 40,0 40,5 43,5 42,0 46,5 46,0 44,0 44,5 44,0 45,5 41,0 42,5 RH (%) 41,0 42,0 44,5 44,0 47,5 41,5 45,0 47,5 50,0 50,5 53,5 53,0 50,0 57,5 58,0 61,0 56,5 56,0 54,0 53,0 55,5 53,0 53,5 50,5 52,5 53,0 53,5 51,0 51,0 43,5 42,0 38,0 37,5 40,5 40,0 40,5 40,0 52,0 42,5 57 Waktu 20/12/2015 14:02 20/12/2015 14:12 20/12/2015 14:22 20/12/2015 14:32 20/12/2015 14:42 20/12/2015 14:52 20/12/2015 15:02 20/12/2015 15:12 20/12/2015 15:22 20/12/2015 15:32 20/12/2015 15:42 20/12/2015 15:52 20/12/2015 16:02 20/12/2015 16:12 20/12/2015 16:22 20/12/2015 16:32 21/12/2015 09:31 21/12/2015 09:41 21/12/2015 09:51 21/12/2015 10:01 21/12/2015 10:11 21/12/2015 10:21 21/12/2015 10:31 21/12/2015 10:41 21/12/2015 10:51 21/12/2015 11:01 21/12/2015 11:11 21/12/2015 11:21 21/12/2015 11:31 21/12/2015 11:41 21/12/2015 11:51 21/12/2015 12:01 21/12/2015 12:11 21/12/2015 12:21 Menit ke 1110 1120 1130 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 Suhu (°C) 43,5 41,5 40,5 40,5 40,0 40,5 40,5 39,0 39,5 39,5 38,5 38,0 38,5 39,0 38,0 37,5 36,5 38,0 38,0 37,5 38,0 38,5 40,5 41,5 39,5 39,0 38,0 38,0 39,0 39,5 39,5 40,5 41,5 43,5 RH (%) 43,0 53,0 55,5 55,0 55,0 53,0 52,5 57,5 57,0 57,5 59,0 59,5 59,0 58,5 59,0 61,5 62,0 59,5 59,0 61,0 59,5 59,0 54,5 51,5 57,5 58,5 59,5 59,0 58,5 57,5 57,0 53,0 51,0 43,0 L1.4 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH) DAN SUHU PERCOBAAN 2 Tabel L1.8 Data Relative Humidity (RH) dan Suhu Percobaan 2 Waktu 09/01/2016 09:14 09/01/2016 09:24 09/01/2016 09:34 09/01/2016 09:44 09/01/2016 09:54 09/01/2016 10:04 09/01/2016 10:14 09/01/2016 10:24 09/01/2016 10:34 09/01/2016 10:44 09/01/2016 10:54 09/01/2016 11:04 09/01/2016 11:14 09/01/2016 11:24 09/01/2016 11:34 09/01/2016 11:44 09/01/2016 11:54 09/01/2016 12:04 09/01/2016 12:14 09/01/2016 12:24 09/01/2016 12:34 09/01/2016 12:44 09/01/2016 12:54 09/01/2016 13:04 09/01/2016 13:14 09/01/2016 13:24 09/01/2016 13:34 09/01/2016 13:44 09/01/2016 13:54 09/01/2016 14:04 09/01/2016 14:14 09/01/2016 14:24 09/01/2016 14:34 09/01/2016 14:44 09/01/2016 14:54 09/01/2016 15:04 Menit ke 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 Suhu (°C) 33,5 34,5 35,5 37,5 38,0 43,5 46,5 48,5 48,5 48,0 46,5 47,0 51,0 52,5 53,0 54,5 55,0 55,0 55,5 56,0 56,5 56,0 55,0 56,0 52,5 50,0 48,5 50,0 52,0 53,0 53,5 53,5 52,5 52,0 52.5 50,0 RH (%) 58,0 57,5 56,0 52,0 51,5 48,5 40,5 39,5 38,0 38,0 39,0 37,0 35,0 30,5 29,0 28,0 27,5 27,0 26,5 26,0 25,5 28,0 30,0 29,5 32,0 33,5 36,5 33,5 32,0 33,0 36,0 35,0 33,0 32,0 31,5 33,5 58 Waktu 09/01/2016 15:14 09/01/2016 15:24 09/01/2016 15:34 09/01/2016 15:44 09/01/2016 15:54 09/01/2016 16:04 09/01/2016 16:14 10/01/2016 09:03 10/01/2016 09:13 10/01/2016 09:23 10/01/2016 09:33 10/01/2016 09:43 10/01/2016 09:53 10/01/2016 10:03 10/01/2016 10:13 10/01/2016 10:23 10/01/2016 10:33 10/01/2016 10:43 10/01/2016 10:53 10/01/2016 11:03 10/01/2016 11:13 10/01/2016 11:23 10/01/2016 11:33 10/01/2016 11:43 10/01/2016 11:53 10/01/2016 12:03 10/01/2016 12:13 10/01/2016 12:23 10/01/2016 12:33 10/01/2016 12:43 10/01/2016 12:53 10/01/2016 13:03 10/01/2016 13:13 10/01/2016 13:23 10/01/2016 13:33 10/01/2016 13:43 Menit ke 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 Suhu (°C) 49,0 48,0 46,5 46,5 43,5 40,0 38,5 32,5 38,0 43,5 46,5 48,5 48,5 48,0 46,5 48,5 51,0 52,5 53,0 54,5 55,0 55,0 55,5 57,0 57,.5 58,0 59,0 56,0 52,5 50,0 48,5 50,0 52,0 53,0 53,5 53,5 RH (%) 34,0 36,5 38,5 38,0 39,5 42,5 48,0 52,5 51,0 39,5 40,5 39,5 38,0 38,0 40,5 36,5 33,5 31,5 31,0 29,0 28,5 28,5 24,0 23,5 23,0 21,5 20,5 24,0 31,5 33,5 36,5 33,5 32,0 31,0 30,0 30,5 Waktu 10/01/2016 13:53 10/01/2016 14:03 10/01/2016 14:13 10/01/2016 14:23 10/01/2016 14:33 10/01/2016 14:43 10/01/2016 14:53 10/01/2016 15:03 10/01/2016 15:13 10/01/2016 15:23 10/01/2016 15:33 10/01/2016 15:43 10/01/2016 15:53 11/01/2016 08:26 11/01/2016 08:36 11/01/2016 08:46 11/01/2016 08:56 11/01/2016 09:06 11/01/2016 09:16 11/01/2016 09:26 11/01/2016 09:36 11/01/2016 09:46 11/01/2016 09:56 11/01/2016 10:06 11/01/2016 10:16 11/01/2016 10:26 11/01/2016 10:36 11/01/2016 10:46 11/01/2016 10:56 11/01/2016 11:06 11/01/2016 11:16 11/01/2016 11:26 11/01/2016 11:36 11/01/2016 11:46 11/01/2016 11:56 11/01/2016 12:06 11/01/2016 12:16 11/01/2016 12:26 11/01/2016 12:36 Menit ke 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 Suhu (°C) 52,5 52,0 52,5 51,0 50,0 50,5 48,0 46,0 44,5 42,5 39,0 38,5 37,0 37,0 37,0 38,5 38,0 38,5 38,5 39,0 40,0 41,0 42,0 43,5 45,5 47,0 48,5 47,0 46,0 45,0 46,0 45,5 46,5 49,5 45,0 49,0 50,0 46,5 45,0 RH (%) 31,5 32,0 31,5 27,5 28,5 33,0 35,0 37,5 39,5 43,5 46,0 47,0 51,5 52,0 51,0 49,0 51,0 49.5 48,0 47,0 45,5 43,5 37,0 36,0 34,5 33,0 32,0 37,5 39,5 38,0 40,0 36,5 37,0 34,5 35,0 35,0 33,5 36,5 32,0 59 Waktu 11/01/2016 12:46 11/01/2016 12:56 11/01/2016 13:06 11/01/2016 13:16 11/01/2016 13:26 11/01/2016 13:36 11/01/2016 13:46 11/01/2016 13:56 11/01/2016 14:06 11/01/2016 14:16 11/01/2016 14:26 11/01/2016 14:36 11/01/2016 14:46 11/01/2016 14:56 11/01/2016 15:06 11/01/2016 15:16 11/01/2016 15:26 11/01/2016 15:36 11/01/2016 15:46 11/01/2016 15:56 11/01/2016 16:06 11/01/2016 16:16 12/01/2016 09:10 12/01/2016 09:20 12/01/2016 09:30 12/01/2016 09:40 12/01/2016 09:50 12/01/2016 10:00 12/01/2016 10:10 12/01/2016 10:20 12/01/2016 10:30 12/01/2016 10:40 12/01/2016 10:50 12/01/2016 11:00 12/01/2016 11:10 12/01/2016 11:20 12/01/2016 11:30 12/01/2016 11:40 Menit ke 1110 1120 1130 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 1460 1470 1480 Suhu (°C) 44,5 46,0 47,5 48,0 50,0 49,0 49,0 50,5 49,0 48,0 47,0 50,0 50,0 47,0 45,5 45,0 45,0 43,0 40,5 39,5 38,0 37,5 37,0 37,5 38,0 38,5 38,5 38,5 41,5 44,0 41,0 45,5 48,5 53,5 50,0 51,5 47,5 47,0 RH (%) 31,5 33,5 33,0 32,0 30,0 32,0 31,0 30,0 31,0 33,0 35,5 34,0 34,5 36,0 34,5 38,5 36,0 40,5 43,5 46,0 47,0 50,0 53,5 53,0 51,5 51,5 51,0 50,5 44,5 41,0 43,0 40,5 38,5 30,5 33,5 32,5 39,0 39,0 LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN L2.1 PERHITUNGAN BERAT KERING Berat kering = 100 - kadar air akhir x berat akhir konstan 100 [32] L2.1.1 Perhitungan Berat Kering Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) Kadar air akhir sampel = 5,08 % Berat akhir konstan = 124 gr Berat kering = 100 - 5,08 x 124 gr 100 =117,70 gr L2.2 PERHITUNGAN KADAR AIR Kadar air = berat awal - berat kering x 100% berat awal [33] L2.2.1 Perhitungan Kadar Air Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) Berat Awal = 500 gr Berat kering = 117,70 gr Kadar air = berat awal - berat kering x 100% berat awal = (500 - 117,70) gr x 100% 500 gr = 76,46% L2.3 PERHITUNGAN LAJU PENGERINGAN Laju pengeringan dihitung dengan persamaan: DR = Selisih berat tiap selang waktu dm = Perubahan Waktu dt 60 [21] Keterangan: DR = Drying rate / Laju Pengeringan (kg H2 O/kg Berat Kering.jam) dm = Selisih berat tiap selang waktu (kg) dt = Perubahan waktu (jam) L2.3.1 Perhitungan Laju Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit ∆t = 600 detik m1 = 500 gr m2 = 497 gr DR = (500 - 497) gr (600 - 0) detik = 0,0180 kg H2O/kg Berat Kering.jam L2.4 PERHITUNGAN MOISTURE RATIO MR = Mt - Mc M0 - Mc Keterangan: MR [34] = Moisture Ratio Mt = Berat bahan pada saat t (gr) M0 = Berat awal bahan (gr) Mc = Berat kering bahan (gr) L2.4.1 Perhitungan Moisture Ratio Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit M t = 497 gr M 0 = 500 gr M c = 194,84 gr MR = (497 - 117,70) gr (500 - 117,70) gr = 0,9922 Hasil perhitungan MR di atas digunakan sebagai MR exp 61 L2.5 MODEL MATEMATIKA PENGERINGAN L2.5.1 Perhitungan MR pred Pada penelitian ini digunakan model matematika Logaritma, Page, Newton, dan Henderson – Pabis sebagai penentu karakteristik pengeringan kentang. Untuk mendapatkan nilai MR untuk setiap model, bentuk eksponesial setiap model dilinierkan terlebih dahulu, seperti pada tabel L2.1 berikut: Tabel L2.1 Bentuk Linear Model Kinetika Karakteristik Pengeringan [22] Model Bentuk Eksponensial Bentuk Linear Logaritma MR = a exp (-kt) + c Ln MR = ln a – kt + ln c Page MR = exp (-ktn) Newton MR = exp (-kt) ln MR = -kt MR = a exp (-kt) ln MR = ln a – kt Pengeringan Henderson Pabis ln (-ln MR) = ln k + (n) ln (t) Setelah setiap model dilinierkan kemudian plotkan dalam bentuk grafik sebagai berikut: • Model Page Untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit Untuk Model Page, plotkan nilai Ln (-Ln MR) vs Ln t sehingga diperoleh persamaan liniernya, seperti pada gambar L2.1 berikut: Ln(Ln(MR)) MR Page -2.0 5.0 0.0 -5.0 0.0 -10.0 2.0 4.0 MR Page Linear (MR Page) y = 1.3361x - 3.0084 Ln(t) R² = 0.9893 Gambar L2.1 Grafik Ln (-Ln MR) vs Ln t untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 62 Dari gambar L2.1 diperoleh nilai R2 (Coefficient of Determinat) = 0,989 dan bentuk persamaan liniernya y = 1,336x – 3,008. Dari persamaan linier tersebut kita dapat menetukan nilai k dan n. Nilai k = exp (-3,008) = 0,049 Nilai n = 1,336 Nilai - nilai konstanta tersebut disubstitusi ke dalam rumus MR bentuk eksponesial dari Model Page: MR = exp (-ktn). sehingga diperoleh nilai MR pred untuk Model Page adalah 0,99550. • Model Newton Untuk Sampel dengan ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit Untuk Model Newton, plotkan nilai Ln MR vs Waktu dengan intercept = 0 sehingga diperoleh persamaan liniernya, seperti pada gambar L2.3 berikut: MR-Newton 0.0 Ln (MR) -1.0 0 5 10 15 20 MR-Newton -2.0 -3.0 y = -0.1354x R² = 0.8686 -4.0 -5.0 25 Linear (MRNewton) Waktu (jam) Gambar L2.2 Grafik Ln MR vs Waktu dengan intercept = 0 untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) Dari gambar L2.2 di atas diperoleh nilai R2 (Coefficient of Determinat) = 0,868 dan bentuk persamaan liniernya y = -0,135x. Dari persamaan linier tersebut kita dapat menetukan nilai k. Nilai k = 0,135 Nilai k tersebut disubstitusi ke dalam rumus MR bentuk eksponesial dari Model Newton: MR = exp (-kt) sehingga diperoleh nilai MR pred untuk Model Newton adalah 0,97775. 63 • Model Henderson – Pabis Untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit Untuk Model Henderson - Pabis, plotkan nilai Ln MR vs Waktu sehingga diperoleh persamaan liniernya, seperti pada gambar L2.3 berikut: MR Henderson-Pabis 1.0 Ln (MR) 0.0 -1.0 0 10 20 30 -2.0 MR HendersonPabis Linear (MR Henderson-Pabis) -3.0 y = -0.1684x + 0.4627 R² = 0.9154 -4.0 -5.0 Waktu (jam) Gambar L2.3 Grafik Ln MR vs Waktu untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) Dari gambar L2.3 diatas diperoleh nilai R2 (Coefficient of Determinat) = 0,915 dan bentuk persamaan liniernya y = -0,168x + 0,462. Dari persamaan linier tersebut kita dapat menetukan nilai k dan a. Nilai k = 0,168 Nilai a = exp (0,462) Nilai- nilai konstanta tersebut disubstitusi ke dalam rumus MR bentuk eksponesial dari Model Henderson - Pabis: MR = a exp (-kt). sehingga diperoleh nilai MR pred untuk Model Henderson - Pabis adalah 1,6435. • Model Logaritma Untuk Sampel dengan ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit Untuk Model Logaritma, plotkan nilai MR vs Waktu sehingga diperoleh persamaan logaritmanya, seperti pada gambar L2.4 berikut: 64 MR-Logaritmic 2.0 MR 1.5 y = -0.299ln(x) + 1.0266 R² = 0.8753 1.0 MR Logaritmic Log. (MR Logaritmic) 0.5 0.0 0 10 20 Waktu (jam) 30 Gambar L2.4 Grafik MR vs Waktu untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) Untuk Model Logaritma diperoleh dengan salah satu fungsi trendline Ms.excel sehingga persamaan logaritmanya menjadi: -0,29 ln x+1,026. Lalu substitusi nilai t dengan x, sehingga didapat nilai MR pred untuk logaritma adalah 1,5456. L2.5.2 Perhitungan RSME (Root Mean Square Error) 1 2 RMSE = ∑ (MRpred, i - MRexp, i ) N i-1 N Keterangan: 1 2 RSME = Root Mean Square Error N = Jumlah Data MR pred = MR prediksi pada model tertentu MR exp = MR hasil percobaan [36] • Untuk Sampel dengan ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit Model Logaritma N = 125 RSME 1 1 = (1,17487 ) 2 125 = 0,09695 65 L2.5.3 Perhitungan χ2 (Chi Square) N χ = 2 ∑ (MR (exp, i) - MR(pred, i) ) 2 i =1 [36] N-z Keterangan: χ2 = chi square N = Jumlah Data MR pred = MR prediksi pada model tertentu MR exp = MR hasil percobaan z = Jumlah data konstan • Untuk Sampel dengan ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) pada t = 10 menit Model Logaritma N = 125 z =4 χ2 = 1,17487 = 0,00971 125 − 4 L2.6 PERHITUNGAN DIFFUSIVITAS EFEKTIF 2 8 π D eff .t Ln MR = Ln 2 - π 4L [24] L2.6.1 Perhitungan Diffusivitas Efektif Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) Untuk mendapatkan nilai D eff, diplotkan Ln MR vs t sebagai berikut: 2.0 Ln MR 0.0 0 20000 40000 60000 80000 100000 -2.0 -4.0 -6.0 Waktu (menit) y = -5E-05x + 0.4627 R² = 0.9154 Gambar L2.5 Grafik Ln MR vs t untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 66 Dari gambar L2.5 diatas diperoleh nilai slope = -5 x 10-5 m2/detik Slope = D eff Deff.π 2 Slope.π 2 → D eff = 4L2 4L2 = [35] 5x10 -5.4(0,005) 2 = 5,07 x 10-10 m2/detik 2 (3,14) Maka nilai D eff untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) adalah 5,07 x 10-10 m2/detik 67 LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN L3.1 FOTO RANGKAIAN ALAT PENELITIAN Gambar L3.1 Foto Rangkaian Alat Penelitian L3.2 FOTO SAMPEL KENTANG SEBELUM PENGERINGAN Gambar L3.2 Foto Sampel Kentang Sebelum Pengeringan 68 L3.3 FOTO SAMPEL KENTANG SESUDAH PENGERINGAN Gambar L3.3 Foto Sampel Kentang Sesudah Pengeringan dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) Gambar L3.4 Foto Sampel Kentang Sesudah Pengeringan dengan Metode Open Sun Drying (OSD) 69 LAMPIRAN 4 HASIL ANALISIS L4.1 HASIL ANALISIS KADAR AIR KENTANG Gambar L4.1 Hasil Analisis Kadar Air Kentang Keterangan: Run 1-1 = Hasil Pengeringan Metode Indirect Solar Drying (ISD) dengan Ketebalan Sampel 1 cm Run 1-2 = Hasil Pengeringan Metode Open Sun Drying (OSD) dengan Ketebalan Sampel 1 cm Run 2-1 = Hasil Pengeringan Metode Indirect Solar Drying (ISD) dengan Ketebalan Sampel 1,5 cm Run 2-2 = Hasil Pengeringan Metode Open Sun Drying (OSD) dengan Ketebalan Sampel 1,5 cm Run 3-1 = Hasil Pengeringan Metode Indirect Solar Drying (ISD) dengan Ketebalan Sampel 2 cm Run 3-2 = Hasil Pengeringan Metode Open Sun Drying (OSD) dengan Ketebalan Sampel 2 cm 70 L4.2 HASIL ANALISIS KANDUNGAN KARBOHIDRAT, PROTEIN, DAN LEMAK KENTANG Gambar L4.2 Hasil Analisis Kandungan Karbohidrat, Protein, dan Lemak Kentang 71 DAFTAR PUSTAKA [1] Putro, Andry Tyas Asmoro Marhery. “Budidaya Tanaman Kentang (Solanum tuberosum L.) Di Luar Musim Tanam. Program Diploma III D-III Agribisnis Holtikultura dan Arsitektur Pertamanan”. Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret, Surakarta. 2010. [2] Hani, Agus M. “Pengeringan Lapis Tipis Kentang (Solanum tuberosum L.) Varietas Granola”. Program Studi Teknik Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin, Makassar. 2012. [3] Sijabat, Andri M. “Rancang Bangun dan Analisa Kolektor Surya Tipe Plat Datar Bersirip Untuk Penghasil Panas Pada Pengering Hasil Pertanian dan Perkebunan. Program Pendidikan Sarjana Ekstensi, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan. 2014. [4] Rahman, Mulia, Budianto Lanya, dan Tamrin. “Rancang Bangun Alat Pengumpul Panas Energi Matahari dengan Sistem Termosifon”. Jurnal Teknik Pertanian Lampung – Vol. 2, No. 2 : 95 – 104. 2013. [5] Sharma, Atul, C.R Chen, dan Nguyen Vu Lan. “Solar-energy drying systems: A review”. Journal Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (2009) 1185–1210. 2008. [6] Chayjan, R. Amiri. “Modeling Some Drying Characteristics of High Moisture Potato Slices in Fixed, Semi Fluidized and Fluidized Bed Conditions”. J. Agr. Sci. Tech. (2012) Vol. 14: 1229-1241. 2013. [7] Deshmukh, A. Waheed, Mahesh N. Varma, Kyoo Yoo Chang, dan Kailas L. Wasewar, “Investigation of Solar Drying of Ginger (Zingiber officinale) : Emprical Modelling, Drying Characteristics, and Quality Study”. Hindawi 44 Publishing Corporation, Chinese Journal of Engineering, Volume 2014, Article ID 305823. 2014. [8] Darvishi, Hosain, Abbas Rezaie Asl, Ali Asghari, Gholamhassan Najafi, dan Heshmat Allah Gazori. “Mathematical Modeling, Moisture Diffusion, Energy consumption and Efficiency of Thin Layer Drying of Potato Slices”. J Food Process Technol 2013, 4 : 3. 2013. [9] Direktorat Gizi Departemen Kesehatan R.I. “Daftar Komposisi Bahan Makanan”. Bhantara Karya Aksara. Jakarta. 1979. [10] Jangam, S.V., Law, C.L.,and Mujumdar A.S. “Drying of Foods, Vegetables, and Fruits”. Volume 1, ISBN: 978-981-08-6759-1. TPR Group : Singapore. 2010. [11] Burlian, Firmansyah dan Aneka Firdaus. “Kaji Eksperimental Alat Pengering Kerupuk Tenaga Surya Tipe Box Menggunakan Kosentrator Cermin Datar”. ISBN : 979-587-395-4. 2011. [12] Suryanto, Adi dan Guntur Aditya. “Modifikasi Plat Penyerap Kalor Matahari dan Alat Pendukungnya Untuk Proses Pengeringan “Plat Galvanis Dan Plat Seng Gelombang”. Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang. 2012. [13] Pinem, Muhamad Daud. “Rancang Bangun Alat Pengering Ikan Teri Kapasitas 12 kg/jam”. Jurnal Simetrika Vol. 3 No.3 Desember 2004 : 249-253. 2004. [14] Belessiotis,V. dan E. Delyannis. “Solar Drying”. Laboratory of Solar & Other Energy System, NSRC. Aghia Paraskevi, Greece. 2011. [15] Nelson, Vaughn C. “Introduction To Renewable Energy”. CRC Press. Taylor and Francis Group : London, New York. 2011. Hal. 88. 45 [16] Yani, E., Abdurrachim dan A. Pratoto,. “Analisis Efisiensi Pengeringan Ikan Nila Pada Pengering Surya Aktif Tidak Langsung”. Jurusan Teknik Mesin Universitas Andalas, Padang. 2009. [17] Rigit, A.R., A.Q. Jakhrani, S.A Kamboh, dan P.L. Kie. “Development of An Solar Dryer with Biomass Backup Burner for Drying Pepper Berries”. Faculty of Engineering University Malaysia Sarawak, Kota Samarahan, Sarawak, Malaysia. 2013. [18] IITA. “Low-Cost Sustainable Cassava Drying Technologies In West Africa”. International Institute of Tropical Agriculture. Nigeria. 2012. [19] Hossain, Muhammad Zakaria, M.A. Hossain, Md. Abdul Awal, Md.Masud Alam, dan A.H.M Maniruzzaman Rabbani. Design and Development of Solar Dryer for Chilli Drying. International Journal of Research (IJR), Vol-2, Issue-1, ISSN 2348-6848. 2015. [20] Dina, Sari Farah, Farel H. Napitupulu, dan Himsar Ambarita. “Efektifitas Pengeringan Kontinu Biji Kakao Indonesia Menggunakan Energi Surya dan Termokimia”. Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan. 2014. [21] Clement, Akmel Djedjro, Assidjo N. Emmanuel, Kouame Patrice, dan Yao K., Benjamin, “Mathematical Modelling of Sun Drying Kinetics of Thin Layer Cocoa (Theobroma Cacao) Beans. Jounal of Applied Science Reasearch, 5(9) 1110-1116, 2009. [22] Chayjan, R. Amiri, J. Amiri Parian, dan Ashari, M. Esna. Modeling Of Moisture Diffusivity, Activation Energy And Specific Energy Consumption Of High Moisture Corn In A Fixed And Fluidized Bed Convective Dryer. Spanish 46 Journal of Agricultural Research 2011 9(1), 28-40, ISSN: 1695-971-X, ISSN: 2171-9292. 2011. [23] Chong, Chien Hwa, Chung Lim Law, Michael Cloke, Ching Lik Hii, Luqman Chuah Abdullah, dan Wan Ramli Wan Daud. “Drying kinetics and product quality of dried Chempedak”. Journal of Food Engineering 88 (2008) 522–527. 2008. [24] Setyopratomo, Puguh. Model Matematik Pengeringan Lapis Tipis Wortel. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Surabaya, Surabaya. 2012. [25] Siagian, Puntanata S. “Pengeringan Pada Produk (Tapel) dengan Microwave (Pre-Treatment : Kamar Pendingin). Departemen Teknik Mesin. Universitas Indonesia. Jakarta. 2008. [26] Mujumdar, Arun S. “Handbook of Industrial Drying”. Third Edition. Taylor and Francis Group, uc: Singapore. 2006. [27] Humair, Nurfajar. “Kesesuaian Model Pengeringan Lapisan Tipis Kunyit (Curcuma Domestica Val)”. Program Studi Keteknikan Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin, Makassar. 2014. [28] Garavand-Amin Taheri, Shahin Rafiee dan Alireza Keyhani. “Mathematical Modeling Of Thin Layer Drying Kinetics Of Tomato Influence Of Air Dryer Conditions”. Department Of Agricultural Machinery Engineering University Of Tehran, Karaj, Iran. International Transaction Journal Of Engineering, Management, & Applied Science & Technologies Vol. 2, No. 2, Page 147-160. 2011. [29] Asgar, A., A. Kartasih, A. Supriyadi., H. Trisyani. “Pengaruh Lama Penyimpanan, Suhu, dan Lama Pengeringan Kentang Terhadap Kualitas Keripik Kentang Putih. Balai Penelitian Tanaman Sayuran, Jakarta. 2010. 47 [30] Mercer, Donald G., Ph.D., P.Eng. “A Basic Guide to Drying Fruits and Vegetables”. Department of Food Science University of Guelph, Ontario, Canada. 2012. [31] Simamora, Aprilia S.K.Y. “Pengaruh Lama Pengeringan Kentang dan Perbandingan Tepung Terigu dan Tepung Kentang Terhadap Mutu Cookies Kentang. Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. 2014. [32] Bautista, R. dan S. Sadaka. “ Grain Drying Tools: Equilibrium Moisture Content Table And Psychometric Chart”. Division Of Agriculture Research And Extension University Of Arkansa, United State. 2014. [33] Anisa, N., R. Hayati, dan Nurhayati. “Effect Of Drying Temperature On Quality Of Dried Rosella (Hibiscus Sabdariffa)”. Prodi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala Darussalam, Banda Aceh. 2011. [34] I., Ayim, Amankwah E.A., dan Dzisi K.A. “Effect Of Pretreatment And Temperature On The Air Drying Of French And False Horn Plantain Slices”. Journal Of Animal & Plant Sciences, Vol. 13, Issue 2: 1771-1780. 2012. [35] Ajala, A.S., A.O. Aboiye, J.O. Popoola, dan J.A. Adeyanju. Drying Characteristics And Mathematical Modelling Of Cassava Chips. “Chemical And Process Engineering Research”. ISSN 2224-7467 (Paper) ISSN 2225-0913 (Online) Vol 4. 2012. [36] Nursten, Harry. “The Maillard Reaction, Chemistry, Biochemistry And Implications”. The University Of Reading. The Royal Society Of Chemistry, United Kingdom. ISBN 0-85404-964-9. 2005. 48 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Penguji, Balai Riset dan Standarisasi Industri, Medan selama 2 bulan. Kegiatan penelitian ini mencakup pengujian sampai dengan pengambilan dan pengolahan data. 3.2 PERALATAN DAN BAHAN 3.2.1 Bahan Kentang segar diperoleh dari pasar lokal. Setelah dilakukan pengupasan kulitnya terlebih dahulu, kentang kemudian dipotong - potong sehingga dihasilkan potongan berupa lapisan tipis dengan ukuran (1 cm x 1 cm x 1 cm), (1 cm x 1 cm x 1,5 cm), dan (1 cm x 1 cm x 2 cm). Gambar 3.1 Kentang 3.2.2 Peralatan Pengeringan Alat pengering surya telah dibuat dan digunakan dalam percobaan. Pengering surya ini terdiri dari tiga komponen utama : pengeringan ruang, kolektor surya, dan penyimpanan energi panas. Ruang pengering memiliki dimensi 50 cm × 50 cm × 50 cm. Penyimpanan panas ditempatkan di dalam wadah terbuka terbuat dari baja dengan dimensi 30 cm x 30 cm x 5 cm. Kolektor surya yang digunakan adalah jenis plat datar dengan dimensi 2 m × 0,5 m × 0,1 m. Absorber yang dicat hitam terbuat dari 1 mm lembaran baja galvanis. Dua jendela dipisahkan oleh 16 celah udara 2 cm digunakan sebagai transparan penutup untuk mencegah hilangnya panas dari atas. Kolektor surya berorientasi ke utara dengan sudut kemiringan 60 °C. 3.2.3 Peralatan Pengukuran 1. Laptop Laptop digunakan untuk menyimpan dan mengolah data yang telah diperoleh. Gambar 3.2 Laptop 2. USB Humidity and Temperature Data Logger USB Humidity and Temperature Data Logger digunakan untuk merekam suhu dan kelembaban kabinet pengering secara real time. Setelah selesai melakukan pengambilan data alat ini kemudian disambung ke laptop untuk memperoleh perubahan data suhu dan kelembaban. Gambar 3.3 USB Humidity and Temperature Data Logger 17 3. Load cell Load Cell digunakan untuk mengukur berat produk yang akan dikeringkan setiap waktu yang diinginkan. Tujuannya adalah untuk mengetahui seberapa besar pengurangan berat produk setelah mengalami proses pengeringan dengan alat pengering. Gambar 3.4 Load cell 3.3 DIAGRAM PENELITIAN Kentang segar dikupas dan dipotong Ukur massa bahan awal Alat Pengering Ukur massa bahan setelah dikeringkan Gambar 3.5 Diagram Kerja Pengeringan Kentang 3.4 PROSEDUR PENELITIAN 3.4.1 Prosedur Pengeringan 1. Lapisan tipis kentang disusun di atas suatu tray. Lapisan kentang disusun sedemikian rupa sehingga sebagian besar permukaan tray terisi. 2. Tray yang telah terisi kemudian dimasukan di dalam pengering surya tak langsung (Indirect Solar Dryer), proses pengeringan dijalankan dan penguapan air dari bahan ke udara pengering praktis dianggap hanya terjadi dari permukaan atas bahan. 3. Perubahan kandungan air bahan dari waktu ke waktu diukur dengan menimbang berat bahan selama pengeringan. 4. Tentukan laju pengeringan, dengan persamaan: [8] 18 DR = Selisih berat tiap selang waktu dm = Perubahan Waktu dt (3.1) 5. Tentukan laju penurunan kadar air yang dinyatakan dalam Moisture Ratio terhadap waktu dengan dengan membuat plot [(X-X e )/(X o -X e )] terhadap t. 6. Tentukan model matematika yang sesuai dengan formulasi berikut: [22] Tabel 3.1 Model Kinetika Karakteristik Pengeringan Kentang Model Name Model Equation Logarithmic Model MR = a exp (-kt + c) Pages’s Model MR = e-ktn Newton MR = exp (-kt) Henderson & Pabis MR = a exp (-kt) 7. Linierkan bentuk eksponesial dari keempat persamaan model matematika lalu plotkan sehingga diperoleh konstantan masing- masing model matematika dan masukan kedalam bentuk eksponen keempat persamaan model matematika sehingga diperoleh MR prediksi untuk setiap model. 8. Tentukan kesesuaian dari keempat persamaan model matematika tersebut dengan mencari nilai koefisien determinasi (R2), chi-square (χ2) dan Roat Mean Square Error (RSME) dari keempat persamaan model matematika dengan persamaan sebagai berikut: 1 2 1 N 2 RMSE = ∑ (MRpred, i - MRexp, i ) N i-1 Keterangan: RSME = Root Mean Square Error N = Jumlah Data MR pred = MR prediksi pada model tertentu MR exp = MR hasil percobaan N χ2 = (3.2) ∑ (MR(exp, i) - MR(pred, i) ) 2 (3.3) i =1 N-z Keterangan: χ2 N = chi square = Jumlah Data MR pred = MR prediksi pada model tertentu 19 MR exp = MR hasil percobaan z = Jumlah data konstan model matematika yang memiliki nilai R2 mendekati 1, RSME dan χ2 yang terkecil menunjukan tingkat keseuaian yang paling tinggi. 9. Dari data kandungan air dari waktu ke waktu tentukan difusivitas efektif dengan persamaan berikut: ln � X−Xe Xo −Xe � = ln 8 2 − π π2 .Deff.t (3.4) 4L2 Kemudian plotkan hasil linier dari persamaan 3.3 yang kemudian membentuk grafik Ln MR versus waktu. Lalu slope dari grafik Ln MR versus waktu digunakan untuk menetukan nilai difusivitas efektif bahan dengan persamaan berikut: Slope = − [21] π2 .Deff (3.5) 4 L2 3.4.2 Prosedur Pengukuran Dalam semua percobaan, suhu, massa kentang dan kelembaban relatif dicatat setiap 10 menit. Untuk mengukur suhu dan kelembaban di kabinet pengering digunakan USB Humidity and Temperature Data Logger. Massa kentang diukur dengan menggunakan berat beban sel dengan akurasi 0,001 kg. Pada load cell alat untuk mencatat data perubahan massa dari sampel dipasang di dalam ruang pengering, lalu perubahan massa sampel dicatat setiap 10 menit selama proses pengeringan berlangsung. Sementara itu, pada USB Humidity and Temperature Data Logger dihubungkan ke laptop untuk mengatur waktu, batas suhu, dan batas kelembaban yang diinginkan kemudian diletakkan di dalam kabinet pengering. Setelah proses perekaman selesai, data dari alat ukur ini dapat dilihat kembali dalam bentuk .txt dan grafik pada laptop. Data-data yang telah dikumpulkan tersebut kemudian diolah dengan Ms. Excel. 20 Gambar 3.6 Rangkaian Peralatan Percobaan Adapun dari gambar diatas, dapat diberikan tabel informasi pengukuran yang dilakukan sebagai berikut: Tabel 3.2 Tabel Pengukuran yang Dilakukan dalam Penelitian Yang akan diukur Massa Kentang Humidifitas Relatif Satuan Alat yang digunakan Posisi gr Load cell Rak sampel % T, RH Kabinet pengering pengukuran 21 3.4.3 Flowchart Prosedur Pengeringan Kentang Mulai Alat pengering dipersiapkan Pengukuran suhu, kelembaban relatif kabinet pengering, dan massa kentang Kentang dipotong dengan ukuran yang telah ditetapkan Kentang dimasukkan ke dalam pengering dengan kapasitas yang telah ditentukan Perubahan massa bahan, suhu, dan udara pengeringan dicatat tiap 10 menit Pengeringan dihentikan saat massa bahan konstan Pengolahan data Uji kualitas dari hasil pengeringan kentang Selesai Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Pengeringan Kentang 22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 HUBUNGAN LAJU PENGERINGAN TERHADAP KADAR AIR DENGAN VARIASI KETEBALAN BAHAN Laju pengeringan merupakan jumlah perubahan massa bahan tiap waktu selama proses pengeringan berlangsung. Laju pengeringan dipengaruhi oleh kadar air suatu bahan dimana semakin rendah kadar air bahan maka semakin lambat laju pengeringannya. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan selama 4 hari terhadap pengeringan kentang dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) dan Open Sun Drying (OSD) diperoleh hubungan laju pengeringan terhadap kadar air pada berbagai ukuran bahan yang dapat dilihat pada gambar 4.1, 4.2, dan 4.3 berikut ini: Laju Pengeringan ((kg H2O/jam) / kg Bahan Kering) 0.05 0.04 ISD OSD 0.03 0.02 0.01 0.00 0 20 40 Kadar Air (%) 60 80 Gambar 4.1 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Kadar Air Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 23 Laju Pengeringan ((kg H2O/jam) / kg Berat Kering) 0.05 0.04 ISD OSD 0.03 0.02 0.01 0.00 40 60 80 Kadar Air (%) Gambar 4.2 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Kadar Air Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm Laju Pengeringan ((kg H2O/jam) / kg Bahan Kering) 0 20 0.04 ISD 0.03 OSD 0.02 0.01 0 0 20 40 Kadar Air (%) 60 80 Gambar 4.3 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Kadar Air Untuk Ketebalan Bahan 2 cm Gambar 4.1, 4.2, dan 4.3 menunjukkan bahwa laju pengeringan menurun seiring dengan berkurangnya kadar air di dalam bahan. Hal ini disebabkan oleh kandungan air bebas yang perlahan menghilang dan menyisakan air terikat di dalam bahan. Air terikat merupakan air yang membentuk hidrat dan ikatannya bersifat ionik sehingga relatif sukar diuapkan. 24 Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh laju pengeringan ratarata untuk masing-masing sampel dengan ketebalan 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm pada metode ISD adalah 0,018 kg H2 O/kg berat kering.jam, 0,017 kg H2 O/kg berat kering.jam, dan 0,016 kg H 2 O/kg berat kering.jam sedangkan pada metode OSD untuk ukuran yang sama adalah 0,016 kg H 2 O/kg berat kering.jam, 0,016 kg H2 O/kg berat kering.jam, dan 0,015 kg H 2 O/kg berat kering.jam. Dalam proses pengeringan, semakin lama bahan dikeringkan, maka kadar air dalam bahan akan semakin berkurang sampai suatu batas keseimbangan kebasahan bahan tersebut [26]. Pada penelitian ini laju pengeringan akhirnya konstan pada kadar air 5,08%, 5,33%, dan 6,25% untuk masing-masing sampel dengan ketebalan 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm metode ISD sedangkan untuk metode OSD pada ukuran yang sama adalah 5,28%, 5,53%, dan 6,74%. Oleh sebab itu, berdasarkan kadar air akhir dan laju pengeringan rata-rata yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa hasil pengeringan terbaik adalah sampel dengan ketebalan 1 cm pada metode ISD. Hal ini disebabkan oleh jarak dan waktu yang dibutuhkan air dalam bahan ke permukaan lebih singkat dibanding ukuran yang lebih tebal sehingga lebih mudah berdifusi. Selain itu, pada metode ISD suhu udara di dalam kabinet pengering lebih tinggi hingga mencapai 59 oC yang menyebabkan tingginya laju penguapan pada bahan yang dikeringkan. 4.2 HUBUNGAN LAJU PENGERINGAN TERHADAP WAKTU DENGAN VARIASI KETEBALAN BAHAN Laju pengeringan dipengaruhi oleh waktu pengeringan dimana semakin lama waktu pengeringan maka laju pengeringan semakin kecil. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan terhadap pengeringan kentang dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) dan Open Sun Drying (OSD) diperoleh hubungan laju pengeringan terhadap waktu pada berbagai ukuran bahan yang dapat dilihat pada gambar 4.4, 4.5, dan 4.6 berikut ini: 25 Laju Pengeringan ((kg H2O/jam) / kg Bahan Kering) 0.05 ISD 0.04 OSD 0.03 0.02 0.01 0.00 0 5 10 15 Waktu (jam ke-) 20 25 Laju Pengeringan ((kg H2O/jam) / kg Bahan Kering) Gambar 4.4 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 0.04 ISD 0.03 OSD 0.02 0.01 0.00 0 5 10 15 20 25 Waktu (jam ke-) Gambar 4.5 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm 26 Laju Pengeringan ((kg H2O/jam) / kg Bahan Kering) 0.04 ISD 0.03 OSD 0.02 0.01 0.00 0 5 10 15 20 Waktu (jam ke-) 25 30 Gambar 4.6 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 2 cm Berdasarkan gambar 4.4, 4.5, dan 4.6 dapat dilihat bahwa laju pengeringan mengalami penurunan terhadap waktu. Laju pengeringan yang menurun menjelaskan bahwa air dalam bahan masih berpotensi untuk mengalami penguapan selama periode akhir pengeringan. Hal tersebut terjadi sebab selama proses pengeringan, selain adanya air bebas yang cenderung lebih mudah menguap selama periode awal pengeringan, ada pula air terikat yaitu air yang sulit untuk bergerak naik ke permukaan bahan selama pengeringan sehingga laju penguapan air semakin lama semakin menurun [27]. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai laju pengeringan konstan untuk masing-masing sampel dengan ketebalan 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm pada metode Open Sun Drying (OSD) adalah 22,67 jam ; 24 jam dan 24,67 jam dan pada metode Indirect Solar Drying (ISD) adalah 21 jam ; 22 jam dan 23,67 jam. Waktu pengeringan yang cukup lama ini disebabkan oleh suhu dan RH selama proses pengeringan mengalami fluktuasi sehingga laju pengeringannya rendah. Oleh karena itu, berdasarkan waktu pengeringan dan laju pengeringan rata-rata yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa hasil pengeringan terbaik adalah sampel dengan ketebalan 1 cm pada metode ISD. Hal ini disebabkan oleh jarak dan waktu yang dibutuhkan air dalam bahan ke permukaan lebih singkat 27 dibanding ukuran yang lebih tebal sehingga lebih mudah berdifusi. Selain itu, pada metode ISD suhu udara di dalam kabinet pengering lebih tinggi hingga mencapai 59 oC yang menyebabkan tingginya laju penguapan pada bahan yang dikeringkan. 4.3 HUBUNGAN MOISTURE RATIO TERHADAP WAKTU DENGAN VARIASI KETEBALAN BAHAN Moisture Ratio merupakan jumlah perbandingan kadar air tiap selisih waktu. Moisture Ratio dipengaruhi oleh waktu pengeringan dimana semakin lama waktu pengeringan maka Moisture Ratio semakin rendah. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan terhadap pengeringan kentang dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) dan Open Sun Drying (OSD) diperoleh hubungan Moisture Ratio terhadap waktu pada berbagai ukuran bahan yang dapat dilihat pada gambar 4.7, 4.8, dan 4.9 berikut ini: 1.0 0.8 ISD OSD MR 0.6 0.4 0.2 0.0 0 5 10 15 Waktu (jam ke-) 20 25 Gambar 4.7 Hubungan Moisture Ratio terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 28 1.0 0.8 0.6 MR ISD OSD 0.4 0.2 0.0 0 5 10 15 Waktu (jam ke-) 20 25 Gambar 4.8 Hubungan Moisture Ratio terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm 1.0 0.8 MR 0.6 ISD OSD 0.4 0.2 0.0 0 5 10 15 Waktu (jam ke-) 20 25 Gambar 4.9 Hubungan Moisture Ratio terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 2 cm Pengeringan kentang dilakukan pada waktu yang sama untuk tiga variasi ketebalan 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm dengan lama waktu pengeringan masingmasing untuk metode Open Sun Drying (OSD) adalah 22,67 jam ; 24 jam dan 24,67 jam dan untuk metode Indirect Solar Drying (ISD) adalah 21 jam ; 22 jam 29 dan 23,67 jam. Dari ketiga gambar grafik di atas dapat disimpulkan bahwa Moisture Ratio dari bahan akan terus menurun terhadap waktu. Menurut Garavand et al., 2011, ratio kelembaban mengalami penurunan selama proses pengeringan. Perubahan nilai Moisture Ratio ini dipengaruhi oleh kadar air basis basah. Nilai Moisture Ratio di atas, selanjutnya akan digunakan untuk menentukan model pengeringan terbaik untuk pengeringan kentang. 4.4 MODEL MATEMATIKA PENGERINGAN KENTANG Model matematika pengeringan pada berbagai kondisi operasi sangat penting untuk diketahui agar diperoleh profil kurva pengeringan yang tepat untuk digunakan dalam pengendalian proses dan meningkatkan perbaikan menyeluruh terhadap kualitas produk akhir. Dalam proses pengeringan kentang ini digunakan model Logaritma, Newton, Page, dan Henderson- Pabis untuk mempelajari pengaruh variabel – variabel dalam proses, memprediksi kinetika pengeringan produk dan mengoptimumkan parameter - parameter dan kondisi operasi [24]. 4.4.1 Analisis Model Pengeringan Dari hasil perhitungan nilai MR (Moisture Ratio) observasi, ada empat jenis model yang digunakan untuk gambaran penurunan nilai MR (Moisture Ratio) tersebut yaitu Model Logaritma, Page, Newton, dan Henderson and Pabis. Sebelum menghubungkan antara model tersebut dengan hasil perhitungan MR observasi dan menentukan model terbaik dari ketiga model tersebut, maka dilakukan analisis model pengeringan. dengan melinearkan persamaan dari ketiga model yang ada, yaitu Model Logaritma, Page, Newton, dan Henderson and Pabis. Bentuk linear keempat model tersebut sebagai berikut: Tabel 4.1 Bentuk Linear Model Kinetika Karakteristik Pengeringan [22] Model Pengeringan Logaritma Bentuk Eksponensial Bentuk Linear MR = a exp (-kt) + c Page MR = exp (-ktn) Newton Henderson Pabis MR = exp (-kt) ln MR = ln a – kt + ln c ln (-ln MR) = ln k + (n) ln (t) ln MR = -kt MR = a exp (-kt) ln MR = ln a – kt 30 Selanjutnya, dari bentuk linear persamaan tersebut dalam Excel dimasukkan nilai MR observasi dalam setiap bentuk linear dari model di atas. Untuk mendapatkan nilai MR setiap model maka digunakan nilai ln MR vs t untuk model Newton dan Henderson - Pabis, nilai ln (-ln MR) vs ln (t) untuk Model Page dalam Ms.Excel dilakukan plot data ke dalam grafik. Garis linear akan ditunjukkan dalam grafik setelah ditambahkan trendline yang terdapat pada option box Ms. Excel. Hasil grafik ini ditunjukkan pada lampiran. Berdasarkan hasil pengujian trendline pada setiap grafik model pengeringan, diperoleh nilai konstanta dan R2 yang ada pada masing-masing model seperti yang dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut ini: Tabel 4.2 Nilai Konstanta dan R2 Model Pengeringan Bahan Tebal (cm) 1 Kentang 1,5 2 Konstanta Model Logaritma Model Page Model Newton R2 k a n R2 k a n R2 k a n 0,875 0,871 0,830 - 0,989 0,049 1,336 0,977 0,066 1,222 0,972 0,049 1,221 0,868 0,135 0,892 0,136 0,801 0,105 - Model Henderson - Pabis 0,915 0,168 1,58725 0,935 0,167 1,57602 0,850 0,133 1,54651 - Berdasarkan tabel di atas, persamaan Model Page untuk ketiga ukuran yang berbeda menunjukkan nilai R2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan dua persamaan model lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa Model Page memiliki nilai kesesuaian yang lebih mendekati terhadap karakteristik pengeringan kentang. Nilai R2 (Coefficient of Determinat), χ2 (chi square) dan RMSE (Root Mean Square Error) yang terdapat pada tabel 4.3 digunakan untuk melihat tingkat kesesuaian model pengeringan dengan hasil observasi. Tingkat kesesuaian model pengeringan dengan hasil observasi ditunjukkan dengan nilai R2 yang mendekati 1 31 serta nilai χ2 dan RMSE yang mendekati nol [21]. Berdasarkan dari ketiga nilai kesesuaian tersebut, maka Model Page adalah model yang terbaik yang dapat merepresentasikan karakteristik pengeringan lapisan tipis kentang. Tabel 4.3 Nilai R2, χ2 dan RMSE Ketebalan R2 χ2 RMSE 0,875 0,00971 0,09695 0,989 0,00474 0,06778 Newton 0,868 0,01823 0,13285 Henderson - Pabis 0,915 0,03105 0,17339 Logaritma 0,871 0,01057 0,10122 0,977 0,00745 0,08500 Newton 0,892 0,02441 0,15385 Henderson - Pabis 0,935 0,01532 0,12190 Logaritma 0,830 0,00856 0,09024 0,972 0,00535 0,07136 Newton 0,801 0,01996 0,13780 Henderson - Pabis 0,850 0,01436 0,11690 Model (cm) Logaritma Page Page Page 1 1,5 2 4.4.2 Kesesuaian Model Pengeringan Berdasarkan hasil analisis model pengeringan yang telah diuraikan sebelumnya diperoleh bahwa Model Page memiliki tingkat kesesuaian terbaik berdasarkan nilai RMSE, R2 dan χ2 masing- masing yang diperoleh dari Model Logaritma, Model Page, Model Newton, dan Model Henderson – Pabis. Oleh sebab itu, untuk lebih memperjelas kesesuaian Model Page dengan hasil eksperimen, MR masing - masing model matematika dan eksperimen dibuat dalam bentuk grafik. Grafik MR Model Logaritma, Model Page, Model Newton, Model Henderson – Pabis dan MR eksperimen seperti yang ditunjukan pada gambar 4.10, 4.11, dan 4.12 berikut: 32 1.6 1.4 MR Exp MR 1.2 MR Logaritmic 1.0 MR Page 0.8 MR Newton MR Henderson & Pabis 0.6 0.4 0.2 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Waktu (jam ke-) Gambar 4.10 Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Logaritmic, Page, Newton, dan Henderson - Pabis dengan MR Observasi Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 1.6 MR Exp 1.4 MR Logaritmic 1.2 MR Page MR 1.0 MR Newton 0.8 MR Henderson & Pabis 0.6 0.4 0.2 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 Waktu (jam ke-) 16 18 20 22 Gambar 4.11 Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Logaritmic, Page, Newton, dan Henderson - Pabis dengan MR Observasi Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm 33 1.6 1.4 MR Exp 1.2 MR Logaritmic MR 1.0 MR Page 0.8 MR Newton 0.6 MR Henderson-Pabis 0.4 0.2 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Waktu (jam ke-) 18 20 22 24 Gambar 4.12 Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Logaritmic, Page, Newton, dan Henderson - Pabis dengan MR Observasi Untuk Ketebalan Bahan 2 cm Berdasarkan ketiga gambar di atas tampak bahwa kecenderungan nilai prediksi model Page terhadap nilai hasil observasi yang semakin dekat. Gambar ini semakin menunjukkan bahwa model pengeringan yang sesuai dengan karakteristik pengeringan kentang dalam penelitian ini adalah Model Page. Berikut ini adalah persamaan MR Model Page yang diperoleh: • MR = exp (-0,049 t1,336) untuk sampel dengan ketebalan 1 cm • MR = exp (-0,066 t1,222) untuk sampel dengan ketebalan 1,5 cm • MR = exp (-0,049 t1,221) untuk sampel dengan ketebalan 2 cm 4.5 DIFUSIVITAS EFEKTIF Difusivitas efektif merupakan suatu sifat perpindahan massa air secara keseluruhan pada pengeringan bahan, didalamnya termasuk difusi larutan, difusi uap, aliran hidrodinamik dan kemungkinan mekanisme perpindahan massa lainnya. Pada umumnya studi pengeringan menggunakan penyelesaian analitik melalui model persamaan difusi dari Hukum Fick’s kedua. Sehingga dapat digunakan persamaan difusivitas fick untuk perhitungan difusivitas efektif. Sehingga persamaan dapat dinyatakan sebagai berikut: 34 8 MR = 2 π (2n - 1) 2 π 2 D eff .t 1 ∑ (2n -1)exp - 4L2 n =1 ∞ (4.1) Koefisien difusivitas dapat dihitung dengan memplotkan data pengeringan eksperimental dalam Ln (MR) terhadap waktu pengeringan. Sehingga persamaan menjadi: 2 8 π D eff .t Ln MR = Ln 2 - π 4L (4.2) Keterangan : DR = Drying Rate (kg air/kg kering.menit) n = Banyak data t = Waktu (detik) L = Ketebalan bahan (cm) D eff = Difusivitas efektif (m2/s) Sesuai dengan persamaan 4.2, Ln MR hasil penelitian diplotkan terhadap waktu. Berikut nilai persamaan difusivitas untuk berbagai ketebalan sampel dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD), Open Sun Drying (OSD), dan Model Page seperti terlihat pada gambar 4.13, 4.14, 4.15 4.16, 4.17, 4.18, 4.19, 4.20 dan 4.21 berikut: 2.0 Ln MR 0.0 0 20000 40000 60000 80000 100000 -2.0 -4.0 -6.0 y = -5E-05x + 0,462 Waktu (menit) Gambar 4.13 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1 cm dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) 35 Ln MR 2.0 0.0 0 20000 40000 60000 80000 -2.0 y = -3E-05x + 0,219 -4.0 Waktu (menit) Gambar 4.14 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1 cm dengan Metode Open Sun Drying (OSD) Ln MR 2.0 0.0 0 20000 -2.0 40000 60000 80000 y = -4E-05x + 0.2448 -4.0 Waktu (menit) Gambar 4.15 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1 cm Model Page Ln MR 2.0 0.0 -2.0 0 20000 40000 60000 80000 100000 y = -5E-05x + 0,459 -4.0 -6.0 Waktu (detik) Gambar 4.16 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1,5 cm dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) Ln MR 2.0 0.0 -2.0 -4.0 -6.0 0 20000 40000 60000 80000 100000 y = -4E-05x + 0,442 Waktu (detik) Gambar 4.17 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan1,5 cm dengan Metode Open Sun Drying (OSD) 36 Ln MR 1.0 0.0 -1.0 0 -2.0 -3.0 -4.0 20000 40000 60000 80000 100000 y = -4E-05x + 0.1757 Waktu (detik) Gambar 4.18 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1,5 cm Model Page Ln MR 2.0 0.0 -2.0 0 20000 40000 60000 80000 100000 y = -4E-05x + 0,436 -4.0 -6.0 Waktu (detik) Gambar 4.19 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 2 cm dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) Ln MR 2.0 0.0 0 20000 40000 60000 80000 100000 -2.0 y = -3E-05x + 0,417 -4.0 Waktu (detik) Gambar 4.20 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 2 cm dengan Metode Open Sun Drying (OSD) Ln MR 1.0 0.0 -1.0 0 -2.0 -3.0 20000 40000 60000 80000 100000 y = -3E-05x + 0.1414 Waktu (detik) Gambar 4.21 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 2 cm Model Page 37 Dari gambar di atas ditentukan nilai dari difusivitas efektif dari kentang dengan rumus berikut : Slope = Deff.π 2 Slope.π 2 → D eff = 4L2 4L2 Nilai difusivitas efektif dari kentang untuk Indirect Solar Drying (ISD) dan Open Sun Drying (OSD) masing-masing ukuran dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut ini: Tabel 4.4 Nilai Difusivitas Efektif Pengeringan Kentang Metode Indirect Solar Drying (ISD) Open Sun Drying (OSD) Model Page Ketebalan (cm) Difusivitas Efektif (m2/detik) 1 5,07 x 10-10 1,5 1,14 x 10-9 2 1,62 x 10-9 1 3,04 x 10-10 1,5 9,12 x 10-10 2 1,22 x 10-9 1 4,06 x 10-10 1,5 9,12 x 10-10 2 1,22 x 10-9 Difusivitas efektif kentang pada umumnya berbeda-beda karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah luas permukaan bahan yang dikeringkan. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan model matematika yang paling tepat adalah Model Page, sehingga model ini dijadikan acuan dalam menetukan nilai difusivitas efektif kentang yang paling mendekati nilai realnya. Tabel 4.4 menunjukkan bahwa nilai difusivitas efektif yang diperoleh dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) dan Open Sun Drying (OSD) telah mendekati nilai difusivitas efektif Model Page. Difusivitas efektif pengeringan kentang pada tabel 4.4 berada pada rentang nilai diffusivitas efektif yang dilaporkan oleh Jangam and Mujumdar, 2010 yakni 2,8 x 10-10 m2/detik – 5,3x 10-9 m2/detik untuk suhu pengeringan 60-100 oC. Berikut nilai difusivitas efektif dari penelitian kentang terdahulu sebagai pembanding yang dapat dilihat pada tabel 4.5. 38 Tabel 4.5 Difusivitas Efektif Pengeringan Kentang pada Penelitian Terdahulu Alat Pengering Difusivitas Suhu Ukuran Referensi yang Efektif Pengeringan (oC) Bahan (mm3) 2 Digunakan (m /detik) Fixed, [6] Semifluidized, 40-70 1,57×10-8 (3 x 3 x 3) Fluidized Bed Dryer 1,013×10-8 [8] (5 x 5 x 5) Microwave 102-104 -8 3,799 ×10 4.6 PERBANDINGAN KUALITAS KENTANG DENGAN METODE INDIRECT SOLAR DRYING (ISD) DAN METODE OPEN SUN DRYING (OSD) Pengeringan dengan Metode Open Sun Drying (OSD) masih menjadi pilihan petani Indonesia untuk mengeringkan hasil pertanian dibandingkan dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) padahal pengeringan dengan metode OSD memiliki banyak kekurangan, salah satunya adalah penurunan kualitas hasil produksi. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, hasil dari pengeringan kentang dengan metode Open Sun Drying (OSD) memiliki tekstur yang lebih keras dibandingkan dengan metode Indirect Solar Drying (ISD). Hal ini disebabkan karena terjadinya case hardening. Case hardening adalah suatu keadaan yang terjadi saat proses pengeringan dimana bagian luar bahan yang dikeringkan sudah kering namun di bagian dalam bahan masih basah [29,30]. Pada metode OSD, intensitas radiasi matahari langsung menuju permukaan bahan, sehingga permukaan bahan menjadi kering dan pori-pori bahan tertutup. Hal ini menyebabkan air yang terdapat dalam bahan sulit berdifusi ke permukaan. Selain itu hasil pengeringan kentang dengan metode OSD dan ISD mengalami penciutan yang disebabkan oleh penurunan kadar air. Selain itu, hasil pengeringan kentang dengan metode ISD memiliki warna yang lebih baik dibandingkan dengan metode OSD. Warna dari hasil pengeringan juga mempengaruhi kualitas. Hasil pengeringan kentang dengan metode ISD berwarna cokelat muda sedangkan dengan metode OSD berwarna hitam. Warna 39 cokelat pada hasil pengeringan dengan metode ISD telah sesuai dengan standard warna pada olahan hasil pengeringan kentang pada umumnya. Perubahan warna pada hasil pengeringan ini disebut dengan efek pencoklatan (browning effect). Efek ini disebabkan oleh reaksi oksidasi enzimatik dan reaksi non enzimatik. Reaksi oksidasi enzimatik terjadi apabila temperatur pengeringan tidak mencukupi sehingga dapat mengaktifkan enzim oksidasi seperti polyphenol. Temperatur pengeringan yang tidak mencukupi disebabkan adanya efek pendinginan yang terjadi akibat penguapan air dalam bahan [25]. Hasil pengeringan kentang dapat dilihat pada gambar 4.22 dan 4.23 berikut: Gambar 4.22 Hasil Pengeringan Kentang dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) Gambar 4.23 Hasil Pengeringan Kentang dengan Metode Open Sun Drying (OSD) Sementara itu, kandungan bahan seperti karbohidrat, protein, dan lemak dari uji hasil pengeringan kentang disajikan pada tabel. 4.6 sebagai berikut: Tabel 4.6 Hasil Uji Komponen Kimia Pengeringan Kentang Metode Open Sun Drying (OSD) Indirect Solar Drying (ISD) Parameter Satuan Hasil Metode Lemak % (b/b) 0,41 SNI 01-2891-1992 Protein % (b/b) 11,6 SNI 01-2891-1992 Karbohidrat % (b/b) 77,9 SNI 01-2891-1992 Lemak % (b/b) 0,36 SNI 01-2891-1992 Protein % (b/b) 11,8 SNI 01-2891-1992 Karbohidrat % (b/b) 76,6 SNI 01-2891-1992 40 Hasil uji ini menunjukkan bahwa proses pengeringan tidak mempengaruhi kandungan protein, karbohidrat, dan lemak dalam bahan namun mempengaruhi persentase komposisinya. Persentase protein, karbohidrat, dan lemak mengalami peningkatan yang disebabkan oleh menurunnya kadar air dalam bahan [31]. 41 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan adalah: 1. Ketebalan bahan berpengaruh pada hubungan laju pangeringan terhadap kadar air, semakin kecil ketebalan bahan maka laju pengeringannya semakin tinggi dan menurun seiring dengan berkurangnya kadar air bahan. Kadar air paling kecil dicapai pada pengeringan kentang dengan ketebalan bahan 1 cm dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) yaitu 5,02% 2. Ketebalan bahan berpengaruh pada hubungan laju pangeringan terhadap waktu, semakin kecil ketebalan bahan maka laju pengeringannya semakin tinggi sehingga waktu yang diperlukan untuk pengeringan semakin singkat. Waktu paling singkat dicapai pada pengeringan kentang dengan ketebalan bahan 1 cm pada metode Indirect Solar Drying (ISD) yaitu 21 jam 3. Moisture Ratio terus menurun seiring dengan berjalannya waktu hingga akhirnya konstan dengan waktu konstan metode Indirect Solar Drying (ISD) lebih cepat dari pada metode Open Sun Drying (OSD). 4. Model matematika yang paling sesuai untuk pengeringan kentang dengan variasi ketebalan bahan ini adalah Model Page. 5. Difusivitas efektif dari hasil pengeringan kentang dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) berada pada rentang 1,14 x 10-9 - 5,07 x 10-10 (m2/detik) sedangkan dengan metode Open Sun Drying (OSD) berada pada rentang 1,22 x 10-9 - 3,04 x 10-10 (m2/detik). 6. Hasil pengeringan kentang dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) memiliki warna dan tekstur yang lebih baik dibandingkan dengan dengan metode Open Sun Drying (OSD). 7. Persentase komposisi karbohidrat, protein, dan lemak dari hasil pengeringan kentang dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) dan Open Sun Drying 42 (OSD) mengalami peningkatan yang disebabkan oleh pengurangan kadar air di dalam bahan. 5.2 SARAN Adapun saran yang dapat diberikan dari penelitian yang telah dilakukan untuk penelitian selanjutnya adalah: 1. Sebaiknya dilakukan pre-treatment sebelum pengeringan dilakukan, misalnya dengan metode blanching untuk mendapatkan hasil pengeringan kentang yang lebih baik. 2. Sebaiknya dilakukan variasi luas permukaan sebagai pembanding. 3. Sebaiknya dilakukan analisis pengaruh suhu, RH, kecepatan udara, dan sifat bahan terhadap difusivitasnya untuk melihat proses perpindahan massa dan panas yang akurat dalam pengeringan kentang. 43 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 KENTANG (SOLANUM TUBEROSUM L.) Tumbuhan kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan komoditas sayuran yang dapat dikembangkan dan bahkan dipasarkan di dalam negeri maupun di luar negeri. Sebagai bahan makanan, kandungan nutrisi yang ada pada kentang sudah cukup baik. Oleh karena kandungan karbohidratnya yang tinggi, kentang dikenal sebagai bahan pangan pengganti bahan pangan lainnya yang mengandung karbohidrat seperti nasi dan gandum. Produktivitas tanaman kentang di Indonesia termasuk rendah dan tidak stabil, yakni berkisar antara 13-17 ton ha-1. Hasil tersebut masihlah jauh dibanding negara-negara maju. Kentang adalah tanaman sayuran semusim berumur pendek sekitar 90-180 hari saja. Pertumbuhan kentang ini memang dipengaruhi oleh cuaca. Tanaman ini akan tumbuh dengan baik apabila berada di daerah dengan suhu rendah, yaitu 15-20oC, sinar matahari yang cukup dan tentunya dengan kelembaban udara 80-90% [1]. Tabel 2.1 Komposisi kimia yang terdapat pada 100 g kentang [9] Komponen Jumlah Protein (g) 2,00 Lemak (g) 0,10 Karbohidrat (g) 19,10 Kalsium (mg) 11,00 Fosfor (mg) 56,00 Serat (g) 0,30 Zat besi (mg) 0,70 Vitamin B1 (mg) 0,11 Vitamin B2 (mg) 0,03 Vitamin C (mg) 17,00 Hidrat-arang (g) 19,10 Energi (kal) 83,00 6 Kentang memiliki kadar air yang cukup tinggi yakni sekitar 80% dari seluruh kandungan kentang tersebut. Hal inilah yang menyebabkan tumbuhan kentang mudah rusak saat penyimpanan setelah panen [2]. Oleh karena itu, untuk menghindari kerusakan dan meningkatkan kualitas dari kentang itu sendiri perlu dilakukan pengeringan pasca panen. Difusivitas dari kentang yaitu 2,8 x 10-10 – 5,3 x 10-9 m2/s dan suhu pada proses pengeringan kentang berkisar antara 60-100 o C [10]. Suhu ini harus tetap dijaga agar kualitas dari kentang itu sendiri tidak menurun. Suhu yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan kualitas tidak dapat diterima. Perubahan seperti kasus pengerasan, kehilangan rasa, kehilangan nutrisi dan degradasi warna. Nutrisi pada kentang diantaranya adalah protein, vitamin C, B1, dan B2. Pengeringan yang melibatkan panas dan kelembaban simultan transfer dapat menjadi proses penghancuran untuk vitamin yang larut dalam air dan lemak. Sementara itu, suhu yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan denaturasi protein. 2.2 PENGERINGAN Pengeringan merupakan salah satu cara efektif untuk mengolah hasil-hasil pertanian seperti sayur-sayuran dan buah-buahan sebelum disimpan. Pengeringan adalah suatu proses perpindahan panas dan uap air secara simultan dari bahan dengan menggunakan media pengering berupa panas yang dihasilkan oleh kolektor [11]. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengeringan adalah sebagai berikut : suhu, tekanan, kelembaban, udara lingkungan kecepatan aliran udara pengering, kandungan air yang diinginkan, energi pengering, luas permukaan bahan, dan kapasitas pengering. Proses pengeringan yang terlalu cepat nyatanya dapat merusak bahan. Permukaan bahan yang terlalu cepat kering kurang diimbangi dengan kecepatan gerakan air di dalam bahan yang menuju permukaan bahan tersebut. Pengeringan yang terlalu cepat ini menyebabkan pengerasan pada permukaan bahan sehingga air di dalam bahan tidak dapat lagi menguap [12]. Pengeringan pada dasarnya adalah proses pemindahan energi yang digunakan untuk mencapai kadar air tertentu sehingga dapat memperlambat kerusakan 7 bahan. Kelembaban udara yang memenuhi syarat untuk ruang alat pengering sekitar 55-60% [13]. Pada proses pengeringan ada 2 peristiwa yang terjadi, yakni : a. Proses perpindahan panas, yaitu suatu proses yang terjadi karena adanya perbedaan suhu, panas yang dialirkan akan meningkatkan suhu bahan yang lebih rendah sehingga menyebabkan tekanan uap air di dalam bahan lebih tinggi dari tekanan uap air di udara. b. Proses perpindahan massa, yaitu suatu proses yang disebabkan oleh kelembaban relatif udara pada alat pengering lebih rendah dibandingkan dengan kelembaban relatif bahan dimana panas yang di alirkan diatas permukaan bahan akan meningkatkan uap air bahan sehingga tekanan uap air lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan uap udara ke alat pengering [11]. 2.3 PENGERINGAN SURYA Pengeringan surya adalah suatu proses sederhana untuk menghilangkan kandungan air dari suatu bahan hingga moisture content yang diinginkan. Pengeringan ini bertujuan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi enzimatik melalui peningkatan suhu, pengurangan kadar air kesetimbangan dan peningkatkan kadar air bebas [14]. Kualitas bahan hasil pengeringan dapat ditingkatkan melalui pengendalian kondisi lingkungan dan bahan selama proses pengeringan [15]. Beberapa parameter yang harus dikontrol selama proses pengeringan, yaitu kecepatan aliran udara, temperatur udara pengering dan kelembaban relatif udara [16]. Pada kasus tertentu pengeringan dilakukan hingga kandungan airnya hilang secara keseluruhan. Berdasarkan prinsip kerjanya, pengeringan terbagi tiga jenis yaitu Penjemuran Langsung (Open Sun Drying), Pengeringan Surya dengan Metode Langsung (Direct Solar Drying) dan Pengeringan Surya dengan Metode Tidak Langsung (Indirect Solar Drying). 8 2.3.1 Penjemuran Langsung (Open Sun Drying) Pada penjemuran langsung (Open Sun Drying), bahan yang akan dikeringkan disebar di atas tanah atau lantai semen. Jumlah panas yang diterima bahan tergantung pada intensitas radiasi matahari [17]. Bahan akan menerima panas/ energi matahari pada siang hari dan mengalami sirkulasi udara secara alami. Selama proses penjemuran sebagian energi matahari akan diradiasikan ke permukaan bahan dan sebagian lagi dipantulkan kembali ke udara bebas. Kemudian sebagian panas yang dipantulkan tersebut memanaskan udara di sekitar bahan dan terjadi perpindahan massa air dari bahan ke udara sekitar atau perpindahan secara konveksi alami, seperti yang ditunjukan pada gambar 2.1 [15]. Gambar 2.1 Prinsip Kerja Open Sun Drying [5] Pada saat intensitas radiasi matahari berlebih, proses pengeringan berlangsung cepat. Hal ini dapat merusak kualitas bahan. Permukaan bahan yang terlalu cepat kering kurang diimbangi dengan kecepatan gerakan air di dalam bahan yang menuju permukaan bahan yang menyebabkan pengerasan pada permukaan bahan, sehingga air di dalam bahan tidak dapat lagi menguap. Ini yang menyebabkan bahan yang dikeringankan dengan metode ini berwarna kecoklatan [13]. Adapun keuntungan dan kerugian dari metode ini adalah sebagai berikut [18]: Keuntungan Open Sun Drying : • Modal operasi dan biaya yang murah. • Tidak membutuhkan keahlian dalam pengoperasiannya. 9 Kerugian Open Sun Drying : • Produk rentan terhadap kontaminasi, pencurian, kerusakan oleh burung dan hewan pengerat. • Pengeringan lambat dengan kelembaban relatif tinggi yang dapat mendorong pertumbuhan jamur. • Membutuhkan lahan yang luas. • Produk harus dibalik secara teratur dan dipindahkan jika hujan 2.3.2 Pengeringan Surya dengan Metode Langsung (Direct Solar Drying) Pengeringan surya dengan metode langsung dikenal juga dengan pengeringan kabinet. Pada pengeringan ini, radiasi matahari akan memanaskan permukaan kabinet dan udara di dalamnya. Panas pada permukaan kabinet berpindah secara konduksi menuju permukaan bawah bahan sehingga mengalami perpindahan massa air ke bagian tengah bahan. Selanjutnya, air berpindah secara difusi menuju permukaan bahan dan menguap. Uap air pada permukaan bahan dibawa oleh udara panas dan keluar melalui suatu bukaan. Dari keseluruhan radiasi matahari yang menimpa penutup kaca kabinet, sebagian ditransmisikan ke dalam kabinet dan sisanya dipantulkan kembali ke atmosfer. Radiasi yang ditransmisikan tersebut akan memanaskan udara di dalam kabinet dan permukaan bahan, seperti pada gambar 2.2. Gambar 2.2 Prinsip Kerja Direct Solar Drying [5] Penutup kaca di pengering kabinet ini berfungsi untuk mengurangi kerugian panas konvektif yang memainkan peran penting dalam peningkatkan suhu kabinet dan bahan yang akan dikeringkan [15]. 10 Keuntungan pengeringan surya dengan metode langsung (Direct Solar Drying) adalah sebagai berikut : 1. Pengoperasiannya sederhana dan murah. 2. Bahan yang dikeringkan lebih terlindungi. 3. Tidak membutuhkan lahan yang luas . Kerugian pengeringan surya dengan metode langsung (Direct Solar Drying) adalah sebagai berikut : 1. Sering terjadi over heat local yang menyebabkan kerusakan bahan. 2. Secara keseluruhan waktu pengeringan berlangsung relatif lambat. 3. Kapasitas terbatas. 4. Pemudaran warna bahan akibat kontak langsung dengan radiasi matahari. 5. Kelembaban di dalam penutup kaca dapat mengurangi transmisinya. 2.3.3 Pengeringan Surya dengan Metode Tidak Langsung (Indirect Solar Drying) Pengeringan Surya dengan Metode Tidak Langsung (Indirect Solar Drying) berbeda dari pengeringan langsung. Bahan yang akan dikeringkan diletakkan di atas nampan atau rak di dalam box pengering. Pengeringan ini disebut juga sebagai pengeringan dengan kolektor surya. Radiasi matahari yang diterima dan diserap kolektor digunakan untuk memanaskan udara di dalamnya. Udara panas yang dihasilkan kolektor akan dialirkan ke dalam box pengering melalui saluran udara. Saluran udara ini dilengkapi dengan dua buah katup. Pada saat pengeringan sedang berlangsung, katup dibuka, sehingga udara dari kolektor dapat mengalir ke dalam box pengering dan apabila pengeringan dihentikan katup akan ditutup. Tujuannya agar udara luar tidak masuk ke dalam box pengering, karena hal ini dapat mempengaruhi kadar air pada bahan yang sedang dikeringkan. Udara panas dari kolektor akan berpindah secara konduksi menuju permukaan bawah bahan sehingga mengalami perpindahan massa air ke bagian tengah bahan. Selanjutnya, air akan berdifusi menuju permukaan bahan dan menguap. Uap air pada permukaan bahan dibawa oleh udara panas yang berasal dari radiasi matahari pada 11 permukaan box pengering dan keluar melalui sebuah bukaan atau cerobong diatas pengering, seperti pada gambar 2.3. Gambar 2.3 Prinsip Kerja Indirect Solar Drying [5] Pengeringan surya dengan metode tidak langsung (Indirect Solar Drying) ini memiliki kelebihan sebagai berikut : 1. Proses pengeringan dapat dikontrol dan menghasilkan produk yang lebih berkualitas. 2. Tidak terjadi karamelisasi (pencoklatan) dan kerusakan akibat panas lokal. 3. Dapat dioperasikan pada suhu yang lebih tinggi, disarankan untuk lapisan pengeringan dalam. 4. Memiliki efisiensi yang lebih besar daripada proses penjemuran langsung dan pengeringan surya dengan metode langsung. Selain keuntungan, pengering ini juga memiliki kelemahan yaitu struktur yang relatif rumit sehingga membutuhkan investasi modal yang lebih dalam peralatan dan biaya pemeliharaan lebih besar dari unit pengeringan langsung [15]. Metode Indirect Solar Drying menghasilkan produk lebih baik dibandingkan dengan Open Sun Drying ataupun metode lainnya seperti pada penelitian yang dilakukan oleh Deshmukh, et al., Hasil pengeringan dengan metode ini lebih baik dibanding penjemuran langsung (Open Sun Drying) dari warna maupun kapasitas rehidrasi. Kapasitas rehidrasi metode Indirect Solar Drying mencapai 52,32 sedangkan Open Sun Drying hanya 2,12 [7]. 12 2.4 KINETIKA PENGERINGAN 2.4.1 Laju Pengeringan Laju pengeringan sebanding dengan perbedaan kadar air antara bahan yang akan dikeringkan dan keseimbangan kadar air [19]. Ada dua tahap utama dalam proses pengeringan yakni laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun [2]. a. Laju pengeringan konstan Laju pengeringan ini hanya terjadi pada lapisan air bebas di permukaan bahan. Proses terjadinya laju pengeringan konstan sangat singkat. Kecepatan penguapan air pada tahap ini sama dengan kecepatan penguapan air bebas. Besar atau kecilnya laju pengeringan ini ditentukan oleh empat faktor yakni : lapisan yang terbuka, perbedaan kelembaban antara aliran udara dan daerah basah, koefisien perpindahan massa, dan kecepatan aliran udara pengering. b. Laju pengeringan menurun Laju pengeringan konstan terjadi setelah laju pengeringan konstan. Laju pengeringan ini sangat bergantung kepada sifat alami bahan. Pada tahap ini kecepatan aliran air bebas dari dalam bahan ke permukaan lebih kecil dari kecepatan pengambilan uap air maksimum dari bahan. Ada 2 proses yang meliputi periode laju pengeringan ini yaitu perpindahan air dari dalam bahan ke permukaan dan perpindahan uap air dari permukaan ke udara sekitar. Kadar air kritis (critical moisture content) menjadi batas antara laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun. Kadar air kritis adalah kadar air terendah pada saat kecepatan aliran air bebas dari dalam bahan ke permukaan sama dengan kecepatan pengambilan uap air maksimum dari bahan. Laju pengeringan secara matematis ditulis: [8] DR = Mt + Δt − Mt Δt (2.1) Keterangan : DR = Drying Rate (kg air/kg kering.menit) M t + Δt = Kadar air waktu tertentu (kg air/kg kering) M t = Kadar air awal (kg air/kg kering Δt = Selisih waktu (menit) 13 2.4.2 Model Matematika Model Semi-teori telah digunakan oleh banyak penulis untuk menggambarkan kinetika pengeringan bahan pertanian. Model ini termasuk Model Page, Model Newton, Model Two term exponential, Model Henderson and Pabis, dan Model Logaritmik. Model-model matematika tersebut memiliki persamaan sebagai berikut : Tabel 2.2 Model Kinetika Karakteristik Pengeringan [22] Model Name Model Equation Logarithmic Model MR = a exp (-kt + c) Pages’s Model MR = e-ktn Newton MR = exp (-kt) Henderson & Pabis MR = a exp (-kt) Parameter a, c, k dan n dihitung dengan analisis regresi non-linear menggunakan program Excel Solver (Microsoft Office Excel, Professional Edition). Kesesuaian antara data prediksi dan eksperimen dievaluasi berdasarkan analisis statistik. Semakin tinggi koefisien determinasi (R2) dan semakin rendah chi-square (χ2) maka Roat Mean Square Error (RSME), Mean Bias Error (MBE) dan Standard Error of Estimation (SEE) akan semakin sesuai atau baik [23]. Dimana : MR = Moisture Ratio a,c,k,n = Parameter pada model 2.4.3 Difusivitas Efektif Pada umumnya studi pengeringan menggunakan penyelesaian analitik melalui model persamaan difusi dari Hukum Fick’s kedua. Difusivitas efektif merupakan suatu sifat perpindahan massa air secara keseluruhan pada pengeringan bahan, didalamnya termasuk difusi larutan, difusi uap, aliran hidrodinamik dan kemungkinan mekanisme perpindahan massa lainnya. Penyelesaian umum untuk difusi keadaan tidak tunak satu-dimensi menggunakan beberapa asumsi yang wajar maka penyelesaian analitik dapat diturunkan terhadap beberapa bentuk geometri yang standar seperti lempeng, 14 silinder dan bola [20]. Pada kasus penelitian yang akan dilaksanakan, bentuk geometri yang digunakan adalah lempeng: MR = 8 π2 (2n - 1) 2 π 2 D eff .t 1 exp ∑ (2n -1) 2 4L n =1 ∞ (2.2) Pada pengeringan yang berlangsung lama, persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi: [21] 8 Ln MR = Ln 2 π 2 π D eff .t 4L (2.3) Difusivitas efektif diperoleh dengan mem-plot data Ln MR dan t (detik) dengan slope sebagai berikut: [20] Slope = - π 2 .D eff . 4L2 (2.4) Keterangan : DR = Drying Rate (kg air/kg kering.menit) n = Banyak data t = Waktu (detik) L = Ketebalan bahan (cm) D eff = Difusivitas efektif (m2/s) 15 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Indonesia dikenal sebagai negara agraris dimana mata pencaharian mayoritas penduduknya adalah bercocok tanam. Namun, kualitas produk dari para petani Indonesia masih sangat kurang karena proses pengolahan hasil pertanian yang tidak tepat. Para petani di Indonesia masih menggunakan cara konvensional atau penjemuran langsung. Pengeringan dengan cara ini sangatlah tidak efektif dan memiliki banyak kekurangan mengingat faktor cuaca yang tidak dapat diprediksi. Hampir seluruh hasil pertanian membutuhkan proses pengeringan agar hasil pertanian tersebut dapat bertahan lama, tidak ditumbuhi oleh mikroba dan jamur ketika disimpan. Salah satu hasil pertanian yang membutuhkan proses pengeringan adalah kentang (Solanum tuberosum L.). Produktivitas tumbuhan kentang di Indonesia masih sangat kurang dibanding negara lain yakni sekitar 1317 ton ha-1. Pertumbuhan kentang sangat dipengaruhi oleh cuaca. Tumbuhan ini hanya tumbuh dengan baik di daerah dengan suhu rendah yaitu 15-20 oC [1]. Kentang memiliki kadar air sebanyak 80% dari kandungan keseluruhannya sehingga cepat mengalami pembusukan [2]. Oleh sebab itu, pengolahan pasca panen dengan cara pengeringan perlu dilakukan. Salah satu contoh pengolahan pasca panen yang dapat dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya adalah pembuatan tepung kentang. Proses pengeringan konvensional terhadap kentang membutuhkan waktu yang lama untuk mendapatkan kadar air yang diinginkan, lahan pengeringan yang luas serta menyebabkan produk yang tidak higienis dikarenakan terkontaminasi oleh debu di sekitarnya sehingga dibutuhkan sebuah alat pengeringan yang mampu meningkatkan kualitas dan harga jual dari produk tersebut. Alat pengeringan ini membutuhkan sumber energi yang ekonomis, ramah lingkungan, dan tentunya dapat diperbarui mengingat saat ini ketersediaan energi dunia semakin menipis sehingga dibutuhkan energi alternatif yang mampu 1 memenuhi kebutuhan. Salah satunya adalah energi matahari yang dapat dimanfaatkan untuk proses pengeringan hasil pertanian [3]. Berdasarkan data, potensi energi matahari Indonesia cukup besar dengan rata-rata sekitar 4,8 kWh/m2 dengan variasi bulanan sekitar 9% [4]. Salah satu jenis pengeringan surya yang dapat digunakan untuk pengeringan kentang adalah alat pengering dengan metode tidak langsung (Indirect Solar Drying). Alat pengering dengan metode ini mempunyai banyak kelebihan dibanding dengan pengeringan secara konvensional (Open Sun Drying) maupun pengeringan dengan metode langsung (Direct Solar Drying). Pengeringan secara konvensional dan metode langsung tidak dapat menjaga mutu dari bahan, misalnya terjadi perubahan warna setelah pengeringan [5]. Berikut beberapa penelitian terdahulu tentang pengeringan hasil pertanian: Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu Tentang Pengeringan Hasil Pertanian Bahan yang Jenis Alat Dikeringkan Pengering Metodologi dan Hasil Referensi Ukuran kentang yang digunakan pada penelitian ini adalah (3 x 3 x 3) mm3. Variasi suhu pengeringan adalah 40, 50, 60, Fixed, Kentang dan 70 oC. Hasil terbaik dengan Semifluidized, menggunakan Fluidized Bed dryer. Dryer Nilai 1,57×10-8 kecepatan fluidized D eff m2/s udara dengan suhu 70 bed Chayjan, sebesar 2012 [6] dengan 4,12 m/s o C. Model kinetika yang paling mendekati adalah Midilli. Ketebalan jahe yang digunakan Solar Dryer Jahe pada penelitian ini adalah 5,5; 6; Deshmukh (Indirect Solar dan 6,5 mm3 dengan kapasitas 5 et al., 2014 Drying) kg. Suhu yang tercapai pada ruang pengering adalah 70 oC. 2 [7] Nilai D eff yang diperoleh dari penelitian ini adalah 1,789 x 10-9 m2/s. Model kinetika yang paling sesuai adalah Page karena nilai R2 yang diperoleh adalah 0,9823. Hasil pengeringan dengan metode ini lebih baik dibanding penjemuran langsung (Open Sun Drying) dari warna maupun kapasitas Kapasitas rehidrasi. rehidrasi metode Indirect Solar Drying mencapai 52,32 sedangkan Open Sun Drying hanya 2,12. Metode Indirect Solar Drying menghasilkan produk lebih baik dibandingkan dengan Open Sun Drying ataupun metode lainnya. Ukuran kentang yang digunakan pada penelitian ini adalah (5 x 5 x 5) mm3. Pada penelitian ini diperoleh nilai dari konstanta Darvishi et Kentang Microwave laju pengeringan adalah antara al., 2013 0,105 – 0,322. Nilai D eff nya [8] adalah 1,013×10-8 - 3,799 ×10-8 m2/s. Model matematika yang sesuai adalah Page. Berdasarkan uraian di atas dapat dilihat bahwa pengembangan terhadap proses pengeringan kentang masih dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengering lainnya untuk memperoleh hasil terbaik, misalnya dalam hal ini digunakan pengering surya metode tidak langsung disertai dengan kajian tentang ukuran yang sesuai ditinjau dari kinetika pengeringannya. 3 1.2 PERUMUSAN MASALAH Proses pengeringan pasca panen adalah salah satu cara yang dapat dilakukan agar hasil-hasil pertanian yang diperoleh berkualitas dan dapat bertahan lama, contohnya adalah kentang. Kentang adalah umbi yang memiliki kadar air tinggi yakni sebesar 80% [2] sehingga lebih cepat mengalami pembusukan. Proses penjemuran secara langsung merupakan metode yang sering dilakukan oleh petani di Indonesia namun produk yang dihasilkan tidak memiliki mutu yang baik sehingga perlu dilakukan proses pengeringan dengan metode lain, salah satunya adalah pengeringan dengan metode tidak langsung. Proses pengeringan pada kentang bukan hanya tentang pengurangan kadar air saja tetapi juga tentang bagaimana agar kualitasnya tetap terjaga secara fisika maupun kimia, seperti warna, tekstur, karbohidrat, protein, dan lemak. Untuk tujuan tersebut maka perlu diketahui ukuran dan kapasitas bahan yang tepat pada saat dikeringkan di dalam alat pengering. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui hubungan laju pengeringan terhadap kadar air dengan variasi ketebalan bahan. 2. Mengetahui hubungan laju pengeringan terhadap waktu dengan variasi ketebalan bahan. 3. Mengetahui hubungan moisture ratio terhadap waktu dengan variasi ketebalan bahan. 4. Menetukan model kinetika pengeringan yang cocok dari empat model yang divariasikan, yaitu Model Logaritma, Model Page, Model Newton, dan Model Henderson – Pabis. 5. Menentukan laju difusivitas pengeringan kentang yang dinyatakan dalam satuan m2/detik. 6. Membandingkan mutu hasil pengeringan Indirect Solar Drying dengan Open Sun Drying. 4 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai acuan permodelan pengeringan lapisan tipis kentang dan menjadi bahan informasi untuk industri pengolahan kentang. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di kota Medan yang terletak pada posisi 3,43 ºLU– 98,44 ºBT dan ketinggian 37,5 meter dari permukaan laut tepatnya di Laboratorium Penguji, Balai Riset dan Standarisasi Industri. Adapun bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah kentang. Variabel- variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah: • Variabel tetap yang dilakukan dalam penelitian : 1. Pengujian dilakukan pada pukul 09.00 WIB–17.00 WIB. 2. Pengujian dilakukan pada kondisi cuaca cerah. 3. Sudut kemiringan kolektor yang dipakai dalam penelitian adalah 60o. 4. Ukuran wadah pada ruang pengering pada penelitian ini adalah (30 x 30 x 5) cm3. 5. Panjang dan lebar ukuran bahan masing-masing 1 cm. • Variabel berubah dalam penelitian ini : Ketebalan bahan yang digunakan : 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm. • Analisis yang dilakukan : 1. Perubahan massa kentang. 2. Kualitas hasil pengeringan dengan metode Indirect Solar Drying (ISD) dan Open Sun Drying (OSD). Dari hasil analisa perubahan massa kentang terhadap waktu akan diperoleh kurva laju pengeringan dan Moisture Ratio (MR) selanjutnya nilai dari Ln Moisture Ratio (Ln MR) diplotkan terhadap Waktu (detik) nilai slope dari kurva ini akan digunakan untuk menentukan nilai difusivitas efektif bahan dan sebagai dasar penentuan model kinetika yang cocok untuk pengeringan dengan metode Indirect Solar Drying (ISD). 5 ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan laju pengeringan terhadap kadar air dan waktu, mengetahui hubungan moisture ratio terhadap waktu dengan variasi ketebalan bahan, menetukan model kinetika pengeringan kentang, menentukan laju difusivitas pengeringan kentang, dan membandingkan mutu hasil pengeringan Indirect Solar Drying dengan Open Sun Drying. Bahan yang digunakan adalah potongan kentang. Variabel berubah dalam penelitian ini adalah ketebalan sampel yaitu 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm. Pengeringan dilakukan menggunakan energi surya selama siang hari yang dilakukan mulai pukul 09.00 sampai dengan pukul 16.00 dengan Indirect Solar Dryer. Pengeringan dihentikan pada saat dicapai berat konstan. Sebagai pembanding dilakukan juga pengeringan konvensional dengan cara penjemuran langsung (Open Sun Drying). Hasil pengeringan terbaik diperoleh sampel dengan ketebalan 1 cm menggunakan Metode Indirect Solar Drying. Laju pengeringan rata-rata untuk ketebalan ini adalah 0,018 (kg H 2 O/jam) / kg Bahan Kering dengan kadar air akhir 5,02% serta waktu pengeringan 21 jam. Model kinetika yang paling sesuai untuk pengeringan kentang dengan variasi ketebalan sampel ini adalah Model Page dengan MR = exp (-0,049 t1,336) untuk ketebalan bahan 1 cm, MR = exp (-0,066 t1,222) untuk ketebalan bahan 1,5 cm, dan MR = exp (-0,049 t1,221) untuk ketebalan bahan 2 cm. Difusivitas efektif dari pengeringan kentang dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) berada pada rentang 1,14 x 10-9 - 5,07 x 10-10 (m2/detik) sedangkan dengan Metode Open Sun Drying (OSD) berada pada rentang 1,22 x 10-9 - 3,04 x 10-10 (m2/detik). Hasil pengeringan kentang dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan dengan Metode Open Sun Drying (OSD). Kata Kunci : kentang, pengeringan surya, pengeringan metode tidak langsung, penjemuran langsung, laju pengeringan, kinetika pengeringan. vi ABSTRACT The purpose of this research are to find out the relation between drying rate toward moisture content and time, the relation between moisture ratio towards time with a material thickness variations, determine the kinetics model of potatoes drying, and determine the diffusivity rate of drying potatoes. The materials used were slices of potato with thickness 1 cm, 1,5 cm and 2 cm. Drying with solar energy during the day was done from 09.00 until 16.00 with Indirect Solar Dryer. Drying was stopped when reached the constant weight. As a comparison conventional drying (Open Sun Drying) was done too. Best drying results obtained samples with material thickness 1 cm using Indirect Solar Dryer. Drying rate average for this thickness was 0,018 (kg H2 O/hour) / kg d.m. with final moisture content 5,02% and 21 hours drying time. The most suitable kinetic model for drying potatoes with these material thickness variation was Page with MR = exp (-0,049 t1,336) for thickness 1 cm, MR = exp (-0,066 t1,222) for thickness 1,5 cm, and MR = exp (-0,049 t1,221) for thickness 2 cm. Effective diffusivity of drying potatoes with Indirect Solar Dryer (ISD) was in the range of 1,14 x 10-9 – 5,07 x 10-10 (m2 / sec), while with Open Sun Drying (OSD) was in the range 1,22 x 10-9 – 3,04 x 10-10 (m2 / sec). Results of drying potatoes with Indirect Solar Dryer (ISD) had a better quality compared to the Open Sun Drying (OSD). Keywords: potato, solar drying, indirect solar drying, open sun drying, drying rate, drying kinetic. vii PENGARUH KETEBALAN BAHAN TERHADAP KINETIKA PENGERINGAN KENTANG (Solanum Tuberosum L.) MENGGUNAKAN PENGERING SURYA METODE TIDAK LANGSUNG (Indirect Solar Dryer) DAN PENJEMURAN LANGSUNG (Open Sun Drying) SKRIPSI Oleh HAPPY LIANI BR KARO 110405056 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN JULI 2016 PENGARUH KETEBALAN BAHAN TERHADAP KINETIKA PENGERINGAN KENTANG (Solanum Tuberosum L.) MENGGUNAKAN PENGERING SURYA METODE TIDAK LANGSUNG (Indirect Solar Dryer) DAN PENJEMURAN LANGSUNG (Open Sun Drying) SKRIPSI Oleh HAPPY LIANI BR KARO 110405056 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JULI 2016 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: PENGARUH KETEBALAN BAHAN TERHADAP KINETIKA PENGERINGAN KENTANG (Solanum tuberosum L.) MENGGUNAKAN PENGERING SURYA METODE TIDAK LANGSUNG (Indirect Solar Dryer) DAN PENJEMURAN LANGSUNG (Open Sun Drying) dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, Juli 2016 Happy Liani Br. Karo NIM 110405056 i PENGESAHAN Skripsi dengan judul: PENGARUH KETEBALAN BAHAN TERHADAP KINETIKA PENGERINGAN KENTANG (Solanum tuberosum L.) MENGGUNAKAN PENGERING SURYA METODE TIDAK LANGSUNG (Indirect Solar Dryer) DAN PENJEMURAN LANGSUNG (Open Sun Drying) dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Juli 2016 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Mengetahui, Medan, Juli 2016 Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing Ir. Renita Manurung, MT NIP.19681214 199702 2 002 Dr. Ir. Fatimah, MT NIP. 19640617 199403 2 001 Dosen Penguji I Dosen Penguji II Ir. Bambang Trisakti, MT NIP. 19660925 199103 1 003 Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT NIP. 19680808 199403 2 003 ii PRAKATA Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pengaruh Ketebalan Bahan Terhadap Kinetika Pengeringan Kentang (Solanum tuberosum L.) Menggunakan Pengering Surya Metode Tidak Langsung (Indirect Solar Dryer) dan Penjemuran Langsung (Open Sun Drying)”, berdasarkan hasil penelitian yang Penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik. Hasil penelitian ini memberikan informasi mengenai pengaruh ketebalan bahan terhadap kinetika pengeringan kentang dengan metode tidak langsung dan penjemuran langsung serta sebagai acuan permodelan pengeringan lapisan tipis untuk industri pengolahan kentang. Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT dan Ibu Dr. Ir. Sari Farah Dina, MT. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Medan, Juli 2016 Penulis Happy Liani Br Karo iii DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada : 1. Kedua orang tua tercinta, Budi Utama Karo-karo dan Rosida br Sembiring serta kakak-kakak tercinta, Pryma dan Dian yang telah banyak mendukung dan mendoakan penulis sampai saat ini. 2. Dr. Ir. Fatimah, M.T, selaku dosen pembimbing dan Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU. 3. Dr. Ir. Sari Farah Dina, M.T, selaku dosen pembimbing lapangan yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. 4. Ir. Bambang Trisakti, M.T dan Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. 5. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU. 6. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T, selaku Koordinator Skripsi Departemen Teknik Kimia USU. 7. Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia sebagai Dosen Pembimbing Akademik. 8. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia USU yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang sangat berharga kepada penulis. 9. Dessy M.P.T atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini. 10. Keponakan-keponakan tercinta (Sandiaga dan Sandro), Tigan, serta seluruh keluarga yang selalu mendoakan penulis. 11. Sahabat-sahabat terbaik yang selalu memberikan dukungan serta doa untuk penulis yaitu Atalia, Pagit Maria, Lola, dan Rio. 12. Sahabat-sahabat stambuk 2011 di Teknik Kimia USU khususnya Nora, Fitri, Klaudia, Henni, Fahmi, dan Edy yang telah memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis. iv RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama NIM Tempat, tanggal lahir Nama orang tua Alamat orang tua : Happy Liani Br Karo : 110405056 : Medan, 16 Agustus 1993 : Budi Utama Karo-karo dan Rosida Br Sembiring : Jalan Ngumban Surbakti Gang Bunga Sedap Malam III D No.31 Kel. Sempakata Kec. Medan Selayang, Medan Asal Sekolah: • SD Swasta Katolik Assisi Medan tahun 1999 – 2005 • SMP Swasta Katolik Putri Cahaya Medan tahun 2005 – 2008 • SMA Negeri 17 Medan tahun 2008 – 2011 Pengalaman Kerja dan Organisasi: 1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2014/2015 sebagai Anggota Bidang Hubungan Masyarakat. 2. Panitia Natal Teknik Kimia 2014 sebagai Anggota Seksi Dana. 3. Kerja Praktek di PTPN IV Unit Usaha Pabatu 2015. Prestasi yang pernah diperoleh : 1. Peserta Olimpiade Matematika Tingkat SMA Se-Kota Medan Tahun 2008. 2. Peserta Cerdas Cermat Tingkat SMA Se-Kota Medan Tahun 2011. Artikel yang akan dipublikasikan pada : 1. Jurnal Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang berjudul “Pengaruh Ketebalan Bahan Terhadap Laju Pengeringan Kentang (Solanum tuberosum L.) Menggunakan Pengering Surya Metode Tidak Langsung dan Penjemuran Langsung” v ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan laju pengeringan terhadap kadar air dan waktu, mengetahui hubungan moisture ratio terhadap waktu dengan variasi ketebalan bahan, menetukan model kinetika pengeringan kentang, menentukan laju difusivitas pengeringan kentang, dan membandingkan mutu hasil pengeringan Indirect Solar Drying dengan Open Sun Drying. Bahan yang digunakan adalah potongan kentang. Variabel berubah dalam penelitian ini adalah ketebalan sampel yaitu 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm. Pengeringan dilakukan menggunakan energi surya selama siang hari yang dilakukan mulai pukul 09.00 sampai dengan pukul 16.00 dengan Indirect Solar Dryer. Pengeringan dihentikan pada saat dicapai berat konstan. Sebagai pembanding dilakukan juga pengeringan konvensional dengan cara penjemuran langsung (Open Sun Drying). Hasil pengeringan terbaik diperoleh sampel dengan ketebalan 1 cm menggunakan Metode Indirect Solar Drying. Laju pengeringan rata-rata untuk ketebalan ini adalah 0,018 (kg H 2 O/jam) / kg Bahan Kering dengan kadar air akhir 5,02% serta waktu pengeringan 21 jam. Model kinetika yang paling sesuai untuk pengeringan kentang dengan variasi ketebalan sampel ini adalah Model Page dengan MR = exp (-0,049 t1,336) untuk ketebalan bahan 1 cm, MR = exp (-0,066 t1,222) untuk ketebalan bahan 1,5 cm, dan MR = exp (-0,049 t1,221) untuk ketebalan bahan 2 cm. Difusivitas efektif dari pengeringan kentang dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) berada pada rentang 1,14 x 10-9 - 5,07 x 10-10 (m2/detik) sedangkan dengan Metode Open Sun Drying (OSD) berada pada rentang 1,22 x 10-9 - 3,04 x 10-10 (m2/detik). Hasil pengeringan kentang dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan dengan Metode Open Sun Drying (OSD). Kata Kunci : kentang, pengeringan surya, pengeringan metode tidak langsung, penjemuran langsung, laju pengeringan, kinetika pengeringan. vi ABSTRACT The purpose of this research are to find out the relation between drying rate toward moisture content and time, the relation between moisture ratio towards time with a material thickness variations, determine the kinetics model of potatoes drying, and determine the diffusivity rate of drying potatoes. The materials used were slices of potato with thickness 1 cm, 1,5 cm and 2 cm. Drying with solar energy during the day was done from 09.00 until 16.00 with Indirect Solar Dryer. Drying was stopped when reached the constant weight. As a comparison conventional drying (Open Sun Drying) was done too. Best drying results obtained samples with material thickness 1 cm using Indirect Solar Dryer. Drying rate average for this thickness was 0,018 (kg H2 O/hour) / kg d.m. with final moisture content 5,02% and 21 hours drying time. The most suitable kinetic model for drying potatoes with these material thickness variation was Page with MR = exp (-0,049 t1,336) for thickness 1 cm, MR = exp (-0,066 t1,222) for thickness 1,5 cm, and MR = exp (-0,049 t1,221) for thickness 2 cm. Effective diffusivity of drying potatoes with Indirect Solar Dryer (ISD) was in the range of 1,14 x 10-9 – 5,07 x 10-10 (m2 / sec), while with Open Sun Drying (OSD) was in the range 1,22 x 10-9 – 3,04 x 10-10 (m2 / sec). Results of drying potatoes with Indirect Solar Dryer (ISD) had a better quality compared to the Open Sun Drying (OSD). Keywords: potato, solar drying, indirect solar drying, open sun drying, drying rate, drying kinetic. vii DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii PRAKATA iii DEDIKASI iv RIWAYAT HIDUP v ABSTRAK vi ABSTRACT vii DAFTAR ISI viii DAFTAR GAMBAR x DAFTAR TABEL xiii DAFTAR LAMPIRAN xiv DAFTAR SINGKATAN xvi DAFTAR SIMBOL xvii BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH 4 1.3 TUJUAN PENELITIAN 4 1.4 MANFAAT PENELITIAN 5 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6 2.1 KENTANG (SOLANUM TUBEROSUM L.) 6 2.2 PENGERINGAN 7 2.3 PENGERINGAN SURYA 8 2.3.1 Penjemuran Langsung (Open Sun Drying) 9 2.3.2 Pengeringan Surya dengan Metode Langsung (Direct Solar Drying) 10 2.3.3 Pengeringan Surya dengan Metode Tidak Langsung (Indirect Solar Drying) 11 2.4 KINETIKA PENGERINGAN 13 viii 2.4.1 Laju Pengeringan 13 2.4.2 Model Matematika 14 2.4.3 Difusivitas Efektif 14 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16 3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN 16 3.2 PERALATAN DAN BAHAN 16 3.2.1 Bahan 16 3.2.2 Peralatan Pengeringan 16 3.2.3 Peralatan Pengukuran 17 3.3 DIAGRAM PENELITIAN 18 3.4 PROSEDUR PENELITIAN 18 3.4.1 Prosedur Pengeringan 18 3.4.2 Prosedur Pengukuran 20 3.4.3 Flowchart Prosedur Pengeringan Kentang 22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 23 4.1 HUBUNGAN LAJU PENGERINGAN TERHADAP KADAR AIR DENGAN VARIASI KETEBALAN BAHAN 23 4.2 HUBUNGAN LAJU PENGERINGAN TERHADAP WAKTU DENGAN VARIASI KETEBALAN BAHAN 25 4.3 HUBUNGAN MOISTURE RATIO TERHADAP WAKTU DENGAN VARIASI KETEBALAN BAHAN 4.4 MODEL MATEMATIKA PENGERINGAN KENTANG 28 30 4.4.1 Analisis Model Pengeringan 30 4.4.2 Kesesuaian Model Pengeringan 32 4.5 DIFUSIVITAS EFEKTIF 34 4.6 PERBANDINGAN KUALITAS KENTANG DENGAN METODE INDIRECT SOLAR DRYING (ISD) DAN OPEN SUN DRYING (OSD) 39 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 42 5.1 KESIMPULAN 42 5.2 SARAN 43 DAFTAR PUSTAKA 44 ix DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Prinsip Kerja Open Sun Drying 9 Gambar 2.2 Prinsip Kerja Direct Solar Drying 10 Gambar 2.3 Prinsip Kerja Indirect Solar Drying 12 Gambar 3.1 Kentang 16 Gambar 3.2 Laptop 17 Gambar 3.3 USB Humidity and Temperature Data Logger 17 Gambar 3.4 Load cell 18 Gambar 3.5 Diagram Kerja Pengeringan Kentang 18 Gambar 3.6 Rangkaian Peralatan 21 Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Pengeringan Kentang 22 Gambar 4.1 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Kadar Air Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 23 Gambar 4.2 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Kadar Air Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm 24 Gambar 4.3 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Kadar Air Untuk Ketebalan Bahan 2 cm 24 Gambar 4.4 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 26 Gambar 4.5 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm 26 Gambar 4.6 Hubungan Laju Pengeringan terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 2 cm 27 Gambar 4.7 Hubungan Moisture Ratio terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 28 Gambar 4.8 Hubungan Moisture Ratio terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm 29 Gambar 4.9 Hubungan Moisture Ratio terhadap Waktu Untuk Ketebalan Bahan 2 cm 29 Gambar 4.10 Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Logaritmic, Page, x Newton, dan Henderson - Pabis dengan MR Observasi Untuk Ketebalan Bahan 1 cm 33 Gambar 4.11 Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Logaritmic, Page, Newton, dan Henderson - Pabis dengan MR Observasi Untuk Ketebalan Bahan 1,5 cm 33 Gambar 4.12 Grafik Nilai MR (Moisture Ratio) Model Logaritmic, Page, Newton, dan Henderson - Pabis dengan MR Observasi Untuk Ketebalan Bahan 2 cm 34 Gambar 4.13 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1 cm dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) 35 Gambar 4.14 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1 cm dengan Metode Open Sun Drying (OSD) 36 Gambar 4.15 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1 cm Model Page 36 Gambar 4.16 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1,5 cm dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) 36 Gambar 4.17 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1,5 cm dengan Metode Open Sun Drying (OSD) 36 Gambar 4.18 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 1,5 cm Model Page 37 Gambar 4.19 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 2 cm dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) 37 Gambar 4.20 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 2 cm dengan Metode Open Sun Drying (OSD) 37 Gambar 4.21 Grafik Difusivitas Efektif Ketebalan Bahan 2 cm Model Page 37 Gambar 4.22 Foto Sampel Kentang Sesudah Pengeringan dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) 40 Gambar 4.23 Foto Sampel Kentang Sesudah Pengeringan dengan Metode Open Sun Drying (OSD) 40 Gambar L2.1 Grafik Ln (-Ln MR) vs t untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) xi 62 Gambar L2.2 Grafik Ln MR vs Waktu dengan intercept = 0 untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 63 Gambar L2.3 Grafik Ln MR vs Waktu untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 64 Gambar L2.4 Grafik MR vs Waktu untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 65 Gambar L2.5 Grafik Ln MR vs t untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 66 Gambar L3.1 Foto Rangkaian Alat Penelitian 68 Gambar L3.2 Foto Sampel Kentang Sebelum Pengeringan 68 Gambar L3.3 Foto Sampel Kentang Sesudah Pengeringan dengan Metode Indirect Solar Drying (ISD) 69 Gambar L3.4 Foto Sampel Kentang Sesudah Pengeringan dengan Metode Open Sun Drying (OSD) 69 Gambar L4.1 Hasil Analisis Kadar Air Kentang 70 Gambar L4.2 Hasil Analisis Kandungan Karbohidrat, Protein, dan Lemak Kentang 71 xii DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu tentang Pengeringan Hasil Pertanian 2 Tabel 2.1 Komposisi Kimia yang Terdapat Pada 100 g Kentang 6 Tabel 2.2 Model Kinetika Karakteristik Pengeringan 15 Tabel 3.1 Model Kinetika Karakteristik Pengeringan Kentang 19 Tabel 3.2 Pengukuran yang Dilakukan dalam Penelitian 21 Tabel 4.1 Bentuk Linear Model Kinetika Karakteristik Pengeringan 30 2 Tabel 4.2 Nilai Konstanta dan R Model Pengeringan 31 Tabel 4.3 Nilai R2, χ2 dan RMSE 32 Tabel 4.4 Nilai Difusivitas Efektif Pengeringan Kentang 38 Tabel 4.5 Diffusivitas Efektif Pengeringan Kentang pada Penelitian Terdahulu 39 Tabel 4.6 Hasil Uji Komponen Kimia Pengeringan Kentang 40 Tabel L1.1 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1 cm Percobaan 1 49 Tabel L1.2 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1,5 cm Percobaan 1 51 Tabel L1.3 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 2 cm Percobaan 1 52 Tabel L1.4 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1 cm Percobaan 2 53 Tabel L1.5 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 1,5 cm Percobaan 2 54 Tabel L1.6 Data Hasil Pengeringan Sampel dengan Ketebalan 2 cm Percobaan 2 55 Tabel L1.7 Data Relative Humidity (RH) dan Suhu Percobaan 1 56 Tabel L1.8 Data Relative Humidity (RH) dan Suhu Percobaan 2 58 Tabel L2.1 Bentuk Linear Model Kinetika Karakteristik Pengeringan 62 xiii DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 49 L1.1 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 1 49 L1.2 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 2 53 L1.3 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH) DAN SUHU PERCOBAAN 1 56 L1.4 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH) DAN SUHU PERCOBAAN 2 LAMPIRAN 2 58 CONTOH HASIL PERHITUNGAN 60 L2.1 PERHITUNGAN BERAT KERING 60 L2.1.1 Perhitungan Berat Kering Untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 60 L2.2 PERHITUNGAN KADAR AIR 60 L2.2.1 Perhitungan Kadar Air Untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 60 L2.3 PERHITUNGAN LAJU PENGERINGAN 60 L2.3.1 Perhitungan Laju Pengeringan Untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 61 L2.4 PERHITUNGAN MOISTURE RATIO 61 L2.4.1 Perhitungan Moisture Ratio Untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) 61 L2.5 MODEL MATEMATIKA PENGERINGAN 62 L2.5.1 Perhitungan MR pred 62 L2.5.2 Perhitungan RSME (Root Mean Square Error) 65 L2.5.3 Perhitungan χ2 (Chi Square) 66 L2.6 PERHITUNGAN DIFUSIVITAS EFEKTIF xiv 66 L2.6.1 Perhitungan Difusivitas Efektif Untuk Sampel dengan Ketebalan 1 cm Metode Indirect Solar Drying (ISD) LAMPIRAN 3 66 DOKUMENTASI PENELITIAN L3.1 FOTO RANGKAIAN ALAT PENELITIAN 68 68 L3.2 FOTO SAMPEL KENTANG SEBELUM PENGERINGAN 68 L3.2 FOTO SAMPEL KENTANG SESUDAH LAMPIRAN 4 PENGERINGAN 69 HASIL ANALISIS 70 L4.1 HASIL ANALISIS KADAR AIR KENTANG 70 L4.2 HASIL ANALISIS KANDUNGAN KARBOHIDRAT, PROTEIN, DAN LEMAK KENTANG xv 71 DAFTAR SINGKATAN DR Drying Rate RH Relatif Humudity ISD Indirect Solar Drying OSD Open Sun Drying MR Moisture Ratio RSME Root Mean Square Error SNI Standar Nasional Indonesia xvi DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Satuan A Luas Bahan m dm Perubahan massa sampel gram dt Perubahan waktu m Massa sampel gram W Berat sampel gram t waktu Mo Berat awal bahan Jam atau menit gram Mt Berat saat t gram Mc Berat bahan saat setimbang gram T Suhu L Setengah tebal bahan cm D eff R2 Difusivitas Efektif Koefisien determinan m2/detik - a Konstanta model pengeringan - k Konsanta model pengeringan - n Konstanta model pengeringan - χ Chi square - N Jumlah data - Z Jumlah data konstan - MR exp MR percobaan - MR pred MR prediksi - 2 xvii o C