Upload
anisse-alami
View
46
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PENENTUAN NILAI KONDUKTIVITAS PANASDAN PERMEABILITAS UAP AIR PADALAPISAN KERING DAGING SAPI GILING SELAMA PROSES PENGERINGAN BEKU Determination of Thermal Conductivity andWater VapourPermeability Within the Dried Layer of Minched Beef During Freeze Drying MuktiWidodo1 dan ArmansyahH.Tambunan2 ABSTRACT Freezedryinghashadagr2atimpactuponthetheproductionof dehydratedfood because of thesuperior quality of the product obtained.However,the processisonly feasi-ble if thecost of productioncanbe lowered byoptimum plant operations.Thisrequiresnot onlyagoodengineeringdesignandcontroltominimizethedryingtime,butalsodetail knowledgeonthe transport properties of material tobe dried and itscharacteristic behavior during freezedrying.Theobjective of thisstudywastodeterminethermalconductivityand permeability withinthe dried layer of minched beef during freezedrying. Effectsof freezingrateof freezingprocessontthedryingtimewerenotappearred definitelyunderexperimentalcondition.Thedryingtimewas foundtobedependedmainly ontheheaterplateandexternalcoldtraptemperature.Thedryingtimedecreasedwith increasing heater plate temperature and decreasingexternalcoldtraptemperature. Effectsof freezingrateof thedriedlayeronthermalconductivitywerenot appearred definitelyunder experimentalcondition.Theaverageof thermalconductivitywithin4.62-O.79em/hourrangeof freezingratewasassessedtobe0.0563W/mK.Thepermeability increased withdecreasing freezingrateoffreezingprocess.Watervapor permeabilityvalue found inthisstudywasrange at 0.0013 - 0.0024 m2/second. PENDAHULUAN Oagingsapigilingmerupakansalah satuhahanpanganyanghanyakdibutuhkan sebagaihahanpembuatjenismakananter-tentu.Padakondisinormaldagingsapigi-ling,akanmengalamikerusakanataupenu-runanmutu. Pengeringanmerupakansalahsatu teknikyangdapatdigunakanuntukmenga-wetkandaging.Akantetapipenggunaansu-huyangterlalutinggidalampengeringan akanmenyehabkankerusakanproduk.Pe-ngeringanbekumerupakansuatucarape-ngeringanyangdapatmenghasilkanproduk keringhermututinggi.Agarpenerapanpe-ngeringanbekulayaksecaraekonomis, makahiayaoperasiharusditekanserendah mungkindenganoptimalisasiproses.Op-timalisasiprosesmemhutuhkantidakhanya disaindansistemkendaliyangbaikuntuk meminimumkanwaktupengeringan,tetapi jugapengetahuantentangsifattranspor hahan.Sifattransporadalahsifatperpinda-hanpanasdanmassasuatubahan,diantara-nyaadalahkonduktivitaspanasdanpermea-bilitasuapairnya.Sehinggapengukuran konduktivitaspanasdanpermeabilitasda-gingsapiselamapengeringanbekumerupa-kaninformasiyangdiperlukanuntukopti-malisasiproses. Tujuanpenelitianiniadalahmenentu-kan nilai konduktivittas panas dan permeabili-tasuapairpadalapisankeringdagingsapi gilingselamaprosespengeringanbekupada berbagai laju pembekuan dan membandingkan karakteristik pengeringan heku pada herbagai lajupembekuan. BAHAN DANMETODA Bahan danAlat Bahandanalatyangdigunakanpada penelitianiniadalah:(1)daging sapigiling, 1AlumnusJurusanMekanisasiPcrtanianIPIl.Tahun1995 2Star Pcngajar JurusanMckanisasiI'crtanianII'Il 52 (2)wadaheontohberbentuksiIwdersatu alasberdiameter5.3emdantinggi1em, (3)termokopelCC(CopperConstantant) tipeT,(4)gabusinsulasisiIindersatualas berdiameter9emdantinggi5em,(5) perekamdataberupaperangkatNEC,(6) mUltiplexer/ ADCberupaGreenkit88dan (7)alatpengeringbeku"KYOWA"tipeRL-50MBW(5). MetodaPenelitian Tiga eontoh daging sapi giling dengan ketebalan1 emdibekukanpadakondisilaju pembekuanyangberbeda.Padaprosessu-blimasitekananyangdiberikanpadaruang pengeringanadalah13.3Pa.Sedangkan suhukontrolpermukaansublimasinya(Ps) adalah40C. PengolahanData Padapenelitianiniperhitunganfraksi airyangtersisadalambahanpadasaattdi-dekatidengan persamaan berikut: m-m IIIII X=---- (1) m-m 10In Pergerakandaerahlapisankeringpada bahanselamaprosessublimasidinyatakan denganpersamaansebagaifungsiwaktu (Sagara,1984). x(t)=(l- X)I(2) Persamaanuntukmenyatakanaliran massapadaprosessublimasibahanadalah sebagaiberikut (Sagara,1984): KM w rn=--- (3) Rr.rx(t) Lajupindahmassadapatjugadihu-hungkandenganlajupengeringandengan persamaanherikut(Sagara,1984): dX m=P 1(-) Wdt (4) PadaGambar1adan1bditunjukkan modelpengeringanbekudanirisanwadah eontohyang digunakanpada penelitian. Persamaanyangdigunakanuntuk menghitunglajupindahpanasyangmelalui lapisankering bahanpada prosessublimasi INSULASI . DAERAHES Ir- LAPISANKERING ( PERMUKAAN PINDAHPANAS - q PINDAHMASSA p.fllihan Gamhar1a.Modelpengeringhekuuntuk analisa sifattranspor / // ,I,/" " /--/I"I'/ ", ,~ ;I" Gambarlb.lrisanwadaheontohyang digunakan 53 adalahsebagaiberikut(MasseydanSunder-land(1967) dalamSagara.1984): ~ITS q= - (T -T)- mCdT(5) X(/)SITfP Lajupindahpanaspadalapisan keringdapatjugadinyatakansebagaiberi-kut: q=mAH(6) Darirumus-rumusdiatasdapatditur-unkanpersamaanyangmenunjukannilai konduktivitas: Ts A = O!r/2(t. H+reliT)(7) wJ TfP dimana: dX (1- X)(--) dl O!=--------(8) Sedangkanpermeabilitasdapatdinya-takandenganpersamaanherikut: K=.PfwPR dimana: dX (l-X)(- -) dt .lJ=-------(Ps - P) HASILDANPEMBAHASAN (9) (10) Darihasilpenelitiandidapatkan3 contohdenganlajupembekuanyangberbe-da,yaitumasing-masing64.62cm/jam, 1.82cm/jamdan0.79cm/jam.Ketiganya masing-masingtergolongkedalamlaju pemhekuancepat,lamhatdanlambat.Laju pemhekuan4.62cm/jamdidapatkandengan menyentuhkancontohkeplatpembeku.Se-dangkanlInlllklajupcmhckllan1.82cm/jam didapatkandenganmenyentuhkanbahande-nganplatpemheku,tetapidiantarakeduanya disisipkanbahanisolatorplastikdengan ketebalan2mm.Kemudianuntuklaju pembekuanQ.79cm/jamdidapatkandengan memeberikanjarakantaracontohdengan plat pembekusekitar3 mm. PadaGambar2dapatdilihatbahwa prosessublimasipadadasarnyadapatdikla-sifikasikanmenjadiduaperioda.yaitukon-disialirantidakmantap(unsteadystate)dan kondisiali ranmantap(steadystate).Kon-disialirantidakmantapdimulaipadaawal proses pengeringanhingga saat gradiensuhu padapermukaanhahanpertamakalimenea-paisuhukontrolpermukaansublimasi(T). Kondisialiranmantapdimulaipadasaat berakhirnyakondisialirantidakmantap sampaiherakhirnyaprosessuhlimasi.Kon-disialiranmantapditandaidengangradien suhupadapermukaancontohyangkonstan padasuhukontrolpermukaansuhlimasi (T).Darihasilpenelitianditunjukanada-nyaperhedaanwaktupadamasing-masing contoh. PadaGamhar2dapatdilihatjuga hahwagradiensuhupadabagiantengah contohakanherangsurnaikseiringdengan naiknyagradiensuhupadapermukaanba-han.Keherhasilanprosessuhlimasidapat dilihatdarikarakteristiksuhupadabagian tengahbahan.Apabilagradiensuhupada hagiantengahhahansudahmeneapaiQoe sementarapadasaatbersamaangradienpada permukaancontohbelummencapaikondisi ali ranmantap,makaprosessublimasitidak herhasilatauterjadipencairanlapisanheku contohyangdisehutCollapse. Sedangkangradiensuhupadadasar contohbeberapasaatlamanyaakankonstan sehelumnaikmenujusuhukontrolpermu-kaansublimasi(T).Suhupadasaatkea-daangradienkonstiminilahyangdinamakan suhukesetimbanganpadasaatbeku(Tf). Penurunanmassadanfraksiairtersi-sadalambahandapatdilihatmasing-masing padaGamhar3 dan4.Massadanfraksiair tersisadalambahanakanmenurunsecara tajamsampaisaatsublimasibelumherlang-sungsetengahnya,dankemudianpenurun-annyarelatif landaisampaikonstan.Fraksi airtersisadalamhahanmenggamharkan kandunganairhehasdalamhahanyang hclllmdisuhlimasikanpadasaarIcrlenlu. 54 150r-------------------------------,...... lfl ::J lJ) -Q) U I...J :;) I :;) VJ 100 50 0 -50 ---------------------------------------.... PEr'oJI.XA-..NeAH6..N *1l4.5ARB"HI