PENGERINGAN JAHE MENGGUNAKAN PENGERING RAK DESICCANT PDF

11d ago
1 Views
0 Downloads
346.45 KB
6 Pages
Transcription

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014ISSN : 1411-4216PENGERINGAN JAHE MENGGUNAKAN PENGERING RAKDESICCANTSuherman Suherman, Abdullah Busairi, Slamet Priyanto, Rosalin Martya Wardhani,Thias Hamas AssaffahJurusan Teknik Kimia, Falkutas Teknik, Universitas Diponegoro SemarangJl. Prof. Sudarto SH, Kampus Undip Tembalang, Semarang, Indonesia, Telp : 024-7460058*)E-mail: [email protected] rak berbahan bakar LPG dan dilengkapi dengan sistem dehumudifikasi udara pengeringmenggunakan silika gel telah berhasil dirancang. Pengering ini diujicobakan untuk mengeringkan irisan Jahe.Jahe merupakan salah satu produk biofarmaka andalan ekspor. Standar mutu SNI simplisia jahe mengharuskanantara lain kadar air maksimum 10% dan minyak atsiri minimum 1,5%. Penelitian dilakukan dengan mengkajipengaruh perbedaan suhu (40; 50; 60 0C), ketebalan irisan jahe (3; 5; 7 mm), dan perbedaan massa desiccant(200; 400; 600 g) terhadap kurva pengeringan jahe serta kualitas produk simplisia jahe. Hasil eksperimenmenunjukkan bahwa semakin tinggi suhu, semakin banyak massa desiccant, dan semakin tipis irisan jahe makasemakin cepat laju pengeringan. Dalam waktu 240 menit, produk bisa kering dengan kadar air sisa di jahe dibawah 10%, sedangkan kadar minyak atsiri bisa mencapai 3%.Kata kunci: pengeringan, desiccant, jahe, simplisia, minyak atsiriPENDAHULUANJahe merupakan salah satu produk biofarmaka andalan ekspor, yang juga termasuk dalam FokusKomoditas Program PPHP Tahun 2010 s.d. 2014 (Kementerian Pertanian, 2012). Salah satu produsen jaheterbesar di Indonesia adalah Klaster Biofarmaka Karanganyar Jawa Tengah. Klaster ini memproduksi berbagaiproduk biofarmaka sebagai bahan baku jamu tradisional (Sidajateng, 2012). Konsumsi jahe sebagai bahan bakujamu tradisional bersumber dari jahe segar maupun jahe yang telah dikeringkan (selanjutnya disebut simplisiajahe). Salah satu bentuk produk jahe adalah dalam bentuk simplisia. Simplisia jahe adalah jahe yang telahdikeringkan. Proses pengeringan ini bertujuan agar produk dapat disimpan dalam bentuk lebih lama dengan tidakmengurangi kandungan zat aktifnya. Beberapa parameter penting berdasarkan Standar Mutu Simplisia Jahe (SNI01-7084-2005) adalah kadar air maksimum 10% berat dan kadar minyak atsiri minimum 1,5% berat.Saat ini klaster menghadapi kendala utama yakni memerlukan teknologi dan inovasi mesin pengering.Seringkali klaster tidak mampu mencapai permintaan pasar akibat ketidak mampuan meningkatkan kapasitasproduksi. Hal ini dikarenakan lambat dan gagalnya tahap proses pengeringan produk. Selain itu, akibat metodapengeringan produk yang masih konvensional, yakni dijemur di lantai, kualitas produk rendah dan tingkatkekeringan produk tidak seragam. Metoda konvensional ini juga sangat tergantung pada kondisi cuaca sekitar.Akibatnya, pengeringan tidak dapat dilanjutkan selama waktu matahari sudah tenggelam atau cuaca buruk atauhujan (Boughali, dkk, 2009). Untuk mengatasi masalah ini maka pengeringan dapat dilakukan denganmenggunakan pengering mekanik.Pengering mekanik adalah pengering yang sumber energi panasnya berasal dari hasil pembakaran bahanbakar ataupun listrik. Laju pengeringan dengan cara mekanik lebih besar dibandingkan pengeringan dengan caradijemur. Pengering mekanik juga dapat menghasilkan produk dengan kualitas tinggi, tidak tergantung padacuaca, serta operasinya mudah dikontrol (Sharma dkk., 2009). Selanjutnya, penambahan sistem dehumidifikasiudara pengering akan meningkatkan laju pengeringan karena udara akan lebih kering akibat kontak dengandesiccant. Sehingga, proses pengeringan dapat berjalan pada suhu lebih rendah serta dapat mengurangi konsumsibahan bakar (Scovazzo dkk, 2013). Pengeringan suhu rendah ini cocok untuk bahan pangan seperti jahe (Juliantiet al., 2010).Oleh karena itu, dalam penelitian ini, telah dikembangkan pengering rak yang dilengkapi dengan unitdehumidifikasi udara pengering menggunakan desiccant (adsorber) menggunakan silika gel dengan sumber pansJURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANGA-5-1

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014ISSN : 1411-4216dari hasil pembakaran gas LPG. Selanjutnya akan dipelajari pengaruh peningkatan suhu udara pengering, jumlahdesiccant dan ketebalan simplisia jahe yang dikeringkan, terhadap kurva pengeringan dan kualitas produk.METODE PENELITIANBahan & AlatBahan baku Jahe diperoleh dari Pasar Banyumanik, Semarang. Sebagai desiccant digunakan silika gel.Sedangkan LPG sebagai bahan bakar alat pengeringan. Gbr 1 menunjukkan alat pengering rak desiccant yangdigunakan dalam penelitian ini.Gbr 1. Pengering rak desiccantProsedur PenelitianProsedur penelitian dibagi menjadi 3 tahapan, yaitu: 1) persiapan bahan baku jahe, 2) tahap pengeringandengan desiccant tray dryer, dan 3) analisis kualitas produk. Pada tahap pertama, Jahe segar yang akandikeringkan terlebih dahulu dibersihkan lalu dicuci. Kemudian dilakukan penyortiran ukuran jahe, agar jaheyang digunakan selama pengeringan seragam. Untuk variabel kondisi bahan dengan pengirisan, jahe yang sudahbersih kemudian diiris melintang menggunakan pisau sesuai dengan variabel. Kemudian timbang jahe yang akandikeringkan. Pada tahap kedua silika gel ditimbang sesuai variabel dan dimasukkan pada alat pengering. Suhudiatur sesuai variabel, setelah suhu mencapai yang diinginkan, masukkan jahe sesuai variabel yang sudahditimbang sebelumnya. Setiap 10 menit sampel dikeluarkan dan ditimbang untuk mengetahui kadar air sisa padabahan sampai kadar air mencapai maksimum 10%. Tahap selanjutnya adalah analisis kualitas produk.Analisa Kualitas ProdukAnalisis kualitas produk meliputi analisis kadar air dan minyak atsiri. Analisis kadar air menggunakanmetoda Gravimetri (Yonanda, R.J., 2011). Analisis kadar minyak atsiri menggunakan metoda Soxlhet(Harborne, 1987).Prosedur analisa kadar minyak sebagai berikut. Mengeringkan labu ekstraksi dalam oven pada suhu 105s.d. 110oC lalu didinginkan. Sampel ditimbang 10 gram lalu dihaluskan. Lalu bungkus bahan dengan kertassaring dan diikat dengan benang dan dimasukkan dalam tabung soxhlet. Memasukkan 150 ml n-hexane dalamlabu alas bulat. Melakukan ekstraksi selama 1 jam. Diusahakan jumlah tetes sekitar 150 tetes per menit. Suhuyang tertera pada thermostat yaitu 100 oC. Setelah ekstraksi selesai, sampel yang ada di dalam soklet diambil.Lalu mengeringkan sampel dalam oven pada suhu 110oC selama beberapa saat dan setelah kering laludidinginkan dan ditimbang. Setelah itu ambil labu ekstraksi dan sisa solvent, kemudian dilakukan pemisahanmenggunakan destilasi pendingin leibig, dan kemudian akan didapatkan residu berupa minyak dan distilatberupa n-hexane. Selanjutnya, kadar minyak atsiri dihitung dengan rumus:,dimana W1: Berat awal bahan; W2: Berat beaker glass penampung minyak, dan W3: Berat beaker glass sertaminyak.HASIL DAN PEMBAHASANTipikal Kurva PengeringanGbr 2 menunjukkan gradien penurunan kadar air jahe tidak memiliki nilai konstan. Pada awal prosespengeringan kadar air jahe mengalami penurunan secara cepat, selanjutnya penurunan kadar air ini terus semakinlandai. Hal ini dikarenakan dengan berjalannya waktu pengeringan, maka uap air yang diuapkan berasal dariJURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANGA-5-2

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014ISSN : 1411-4216bagian yang lebih dalam jahe, sehingga proses penguapan air semakin lebih sulit. Tren hasil eksperimen inisesuai dengan hasil penelitian pengeringan jahe oleh peneliti lain yakni Phoungchandang, dkk, (2011), danPrasad, dkk, (2005).Gbr 2. Kurva kadar air jahe versus waktu pengeringan (Massa bahan tiap rak 150 g, suhu 50 0C, tebal irisan jahe5 mm, dan berat silika gel 400 g)Gbr 3 memperlihatkan bahwa dalam proses pengeringan jahe tidak ditemukan laju pengeringankonstan. Hal ini menunjukkan bahwa laju pengeringan jahe sepenuhnya dipengaruhi oleh laju difusi internaldalam jahe. Hal ini umum terjadi untuk produk pangan dan pertanian dimana pada umumnya tidak memiliki lajupengeringan konstan. Hasil ini sejalan dengan hasil penelitian lainnya yakni Phoungchandang, dkk, (2011), danPrasad, dkk, (2005). Selain itu, hal ini menunjukkan juga bahwa moisture yang di jahe adalah moisture terikat.Gbr 3. Kurva laju pengeringan versus kadar air jahe (Massa bahan tiap rak 150 g, suhu 50 0C, tebal irisan jahe 5mm, dan berat silika gel 400 g)Selain itu, berdasarkan hasil Gbr 2 dan Gbr 3, menunjukkan bahwa pengaruh letak rak terhadap prosespengeringan tidak signifikan. Hal ini menunjukkan bahwa distribusi udara pengering di setiap rak hampirseragam. Dan ini menunjukkan pula bahwa rancangan hidrodinamika udara pengering pada alat pengering sudahcukup baik.Pengaruh Suhu Terhadap Kurva PengeringanGbr 4. menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu udara pengeirng maka laju pengeringan akan semakintinggi. Hal ini dikarenakan dengan semakin tinggi suhu maka energi yang diberikan untuk memutus ikatan uapair di dalam jahe, akan semakin besar, sehingga jumlah uap air yang dilepaskan semakin besar. Selain itu,peningkatan suhu juga akan meningkatkan konstanta difusi uap air di dalam bahan, sehingga laju pengeringansemakin tinggi dan produk semakin kering. Selain itu, dengan meningkatnya suhu maka relativ humiditi udarapengering pun semakin rendah, sehingga kadar uap air kesetimbangan bahan pun semakin rendah. Hasil inisejalan dengan hasil penelitian lainnya yakni Phoungchandang, dkk, (2011), dan Prasad, dkk, (2005).JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANGA-5-3

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014ISSN : 1411-4216Gbr 4. Pengaruh suhu udara pengeringan terhadap kurva pengeringan jahe (Massa bahan 150 g, tebal irisan jahe5 mm, dan berat silika gel 400 g)Pengaruh Jumlah Silika Gel Terhadap Kurva PengeringanGbr 5. Pengaruh jumlah silika gel terhadap kurva pengeringan jahe (Massa bahan 150 g, suhu 500C, dan tebalirisan jahe 5 mm)Gbr 5 memperlikatkan semakin banyak massa silika gel maka laju pengeringan semakin tinggi. Dengansemakin bertambahnya jumlah silika gel, maka humiditi udara akan semakin rendah. Dengan semakin rendahhumiditi udara, maka beda konsentrasi uap air di permukaan jahe dengan udara sekitar akan semakin besar,sehingga meningkatkan driving force dan selanjutnya akan meningkatkan laju pengeringan. Menurunnyahumiditi udara ini juga secara otomatis akan menurunkan relative humiditi udara pengering. Dengan semakinmenurunnya relativ humiditi udara pengering, maka kadar uap air kesetimbangan bahan pun akan semakinrendah, dengan kata lain, produk semakin kering. Namun demikian, bila dibandingkan dengan pengaruh suhuudara pengering, maka pengaruh penambahan desiccant ini lebih rendah.Pengaruh Ketebalan Jahe Terhadap Kurva PengeringanGbr 6. memperlihatkan pengaruh ketebalan jahe terhadap kurva pengeringan. Dengan semakin tebaljahe maka laju pengeringan akan semakin rendah, sehingga kadar uap air sisa di bahan semakin banyak. Hal inidikarenakan hambatan uap air dari pusat bahan ke permukaan bahan akan semakin besar, sehingga menurunkanlaju difusi uap air di bahan. Hal ini juga sesuai dengan hasil Feng Gao (2010), bahwa semakin tebal sampel yangdikeringkan maka kebutuhan energi thermal semakin besar dan waktu pengeringan yang semakin lama.JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANGA-5-4

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014ISSN : 1411-4216Gbr 6. Pengaruh tebal jahe terhadap kurva pengeringan jahe (Massa bahan 150 g, suhu 500C, dan jumlah silikagel 400 g)Kadar Minyak AtsiriGbr 7. Memperlihatkan pengaruh suhu udara pengeringan terhadap kadar minyak atsiri dai jahe yangdihasilkan. Semakin tinggi suhu udara pengeringan, maka kadar minyak atsiri semakin rendah. Hal inidikarenakan sifat minyak atsiri yang volatil. Selain itu, secara keseluruhan kualitas produk memenuhi standarSNI yakni kadar minyak atsiri minimum 1,5%.Gbr 7. Pengaruh suhu pengeringan terhadap kadar minyak atsiriKESIMPULANBerdasarkan hasil penelitian didapatkan bahwa semakin tinggi suhu, semakin banyak massa desiccant,dan semakin tipis irisan jahe maka semakin cepat laju pengeringan. Kualitas produk memenuhi standar SNIyakni kadar air bisa mencapai dibawah 10% dan kadar minyak atsiri diatas 1,5%.UCAPAN TERIMA KASIHPenelitian ini didanai oleh DIPA Fakultas Teknik Universitas Diponegoro TA 2014.DAFTAR PUSTAKABoughali, S., Benmoussa, H., Bouchemia, B., Mennouche, D., Bouguettaia, H., Bechki, D., (2009) Crop dryingby indirect active hybrid solar – Electrical dryer in the eastern Algerian Septentrional Sahara. Solar Energy.2009. 83: p. 2223-2232.Julianti, Elisa., Ridwansyah., dan Nurminah, Mimi. 2010. Pengeringan Kemoreaksi dengan Kapur Api (CaO)untuk Mencegah Kehilangan Minyak Atsiri pada Jahe. J. Teknol. Dan Industri Pangan, Vol. XXI No. 1.Kementrian Pertanian. (2012). Percepatan Pelaksanaan dan Peningkatan Manajemen Program PeningkatkanNilai Tambah, Daya Saing, Industri Hilir, Pemasaran, dan Ekspor Hasil Pertanian TA. 2012. DepartemenPertanian.JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANGA-5-5

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014ISSN : 1411-4216Phoungchandang, S., S. Nongsang, and P. Sanchai (2009), The Development of Ginger Drying Using TrayDrying, Heat Pump–Dehumidified Drying, and Mixed-Mode Solar Drying. Drying Technology. 27: p. 1123–1131.Prasad J.V.K. Vijay, (2005), Experimental studies on drying of Zingiber officinale, Curcuma longa l. andTinosporacordifolia in solar-biomass hybrid drier, Renewable Energy 30 (2005) 2097–2109Scovazzo, Paul., Scovazzo, J. Anthony. (2013), Isothermal dehumidification or gas drying using vacuum sweepdehumidification. Applied Thermal Engineering. 50:p. 225-233Sharma, S., Ray, R. A., and Sharma, K., (2009), Solar-energy drying systems: A review. Renewable andSustainable Energy Reviews, Vol.13(6-7), pp.1185–1210.Sidajateng. 2012. Klaster Biofarmaka Kab. Karanganyar. farmaka-karanganyar.html. 1 Oktober 2013SNI 01-7084-2005. Standar Mutu Simplisia Jahe. Badan Standarisasi Nasional. JakartaYonanda, R. J., (2011). Formulasi Ekstrak Sambiloto (Andrographis Paniculata) dan Brotowali (TinosporaCrispa) Sebagai Inhibitor Α-Glukosidase dan Analisis Sidik Jari Menggunakan Teknik Kromatografi.Departemen Kimia, Intitut Pertanian Bogor.JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANGA-5-6

Pengering rak berbahan bakar LPG dan dilengkapi dengan sistem dehumudifikasi udara pengering menggunakan silika gel telah berhasil dirancang. Pengering ini diujicobakan untuk mengeringkan irisan Jahe. Jahe merupakan salah satu produk biofarmaka andalan ekspor. Standar mutu SNI simplisia jahe mengharuskan