Date post: | 02-Jul-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | iffa-mnisa |
View: | 530 times |
Download: | 6 times |
LABORATORIUM SATUAN OPERASI
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013
MODUL
PEMBIMBING
Kelompok
Nama
Kelas
PROGRAM STUDI DIPLOMA III
JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG
LABORATORIUM SATUAN OPERASI
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013
MODUL : SPRAY DRYER
PEMBIMBING : Dianty Rosirda, MT
Oleh :
Kelompok : V (Lima)
: Agi Iqbal Velayas NIM.11141104
Iffa Ma’rifatunnisa NIM.1114110
: 2B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2013
Praktikum : 24 Mei 2013
Penyerahan : 30 Mei 2013
(Laporan)
LABORATORIUM SATUAN OPERASI
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013
NIM.111411042
NIM.111411046
TEKNIK KIMIA
SPRAY DRYING
I. TUJUAN PRAKTIKUM
a) Mahasiswa mampu memisahkan solute dalam larutan tersuspensi dari pelarutnya
b) Mahasiswa mampu menghitung % perolehan produk
c) Mahasiswa mampu menghitung efisiensi alat dan mengevaluasi kerja alat
II. LANDASAN TEORI
Pada umumnya spray dryer merupakan pengering (drying) zat padat bahan
padatan, sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai
suatu nilai rendah yang dapat diterima.
Alat pengering yang digunakan jenisnya bermacam-macam, salah satunya
adalah alat pengering hambur (spray dryer) adalah suatu alat pengering yang dapat
menguapkan larutan sampai bening dengan cara termal. Pengering hambur merupakan
menara berbentuk silinder tegak yang bagian dasarnya pada sebagian peralatan dibentuk
sebagai kerucut terbalik. Ruangan silinder tersebut dipanaskan oleh hembusan udara
panas yang cukup untuk menguapkan cairan suspensi atau uap cairan dan bahan
dipisahkan dengan alat pemisah berupa kolektor debu atau dengan siklon.
Operasi hambur akan menghasilkan kabut cairan suspensi atau pasta yang
homogen melalui nozel. Alat cakram pada umumnya berdiamater 50-350 mm yang
berputar dengan kecepatan tinggi yang berfrekuensi putarannya disesuaikan dengan
produk yang dihamburkan.
Alat ini sesuai untuk cairan tersuspensi dan pasta melalui nozel dapat dihasilkan
kabut homogen. Nozel tunggal hamburannya dibantu oleh tekanan udara cairan, tetapi
pada nozel ganda hamburannya dibantu oleh tekanan udara. Penggunaan Nozel sesuai
untuk pengeringan suatu emulsi cairan dan suspensi halus.
Proses pengeringan dengan alat hambur pada umumnya dilakukan terhadap
bahan larutan suspensi atau pasta yang memenuhi kriteria sebagai berikut :
a) Secara mekanik tidak dapat dipisahkan dengan cairan
b) Bahan yang sensitif terhadap panas dan tidak tahan pada temperatur tinggi
dalam waktu yang lama.
c) Mengandung partikel-partikel halus.
Berikut ini adalah seperangkat alat spray dryer beserta bagian
Gambar 2.
Berikut ini adalah seperangkat alat spray dryer beserta bagian-bagiannya:
Gambar 1. Skema Alat Spray Dryer
Gambar 2. Alat Spray Drayer Laboratorium Satuan Operasi Politeknik Negeri Bandung
bagiannya:
Laboratorium Satuan Operasi Politeknik
III. PROSEDUR PERCOBAAN
3.1 Alat
a) Seperangkat alat pengering hambur (spray dryer)
b) Stop watch
c) Gelas kimia 1000 ml
d) Gelas ukur 100 ml
e) Spatula dan poliseme
f) Cawan
g) Kaca arloji
3.2 Bahan
a) Susu
IV. PROSEDUR KERJA
4.1 Persiapan alat
4.2 Proses Pengeringan Spray Dryer
Alat Spray Drayer di
rangkai
Mengatur bukaan
valve udara
Pemanas dinyalakan
sebesar
Set temp udara
masuk ke dalam
Proses pengeringan terhadap umpan selama waktu tertentu
Larutan Umpan dimasukkan kedalam bejana umpan
Pompa dinyalakan pada suhu udara masuk ± 75 o C
Diamati keluaran umpan pada nozel
Diamati keluaran umpan pada nozel
Larutan dari bejana umpan, perpipaan, dan penampungan di keluarkan
Volume umpan yang tak teruapkan diukur
Penimbangan produk dari labu penampung
Sisa produk dipanaskan hingga berat konstan
Larutan Umpan dimasukkan kedalam bejana umpan
Pompa dinyalakan pada suhu udara masuk ± 75 o C
Diamati keluaran umpan pada nozel
Diamati keluaran umpan pada nozel
V. DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA
5.1 Kondisi Operasi
Temperatur :
- Udara panas : 170 0C (proses)
175 0C (diset)
- Silinder : 50 0C -80 0C (proses)
75 0C (diset)
Tekanan udara masuk : 2 bar
Pengaturan skala pompa : 3, 4, 5, 6
5.2 Perhitungan Massa Jenis Larutan Sampel Susu
Temperatur sampel = 25oC
Berat piknometer kosong = 28,92 gram
Volume piknometer = 25 mL
Berat piknometer + sampel susu = 52,72 gram
Berat sampel = 52,72 gram – 28,92 gram
= 23,8 gram
Massa jenis susu cair (ρ) = �����������������������������
������������������������������
Massa Jenis susu cair (ρ = ��,�����
����
= 0,952 gram/mL
5.3 Perhitungan Massa Susu Bubuk Dalam Umpan
Berat susu bubuk = 54 gram
Volume air = 500 mL
Konsentrasi susu (M) = ������
�����
= 0,108 gram/mL
Waktu Pengeringan : 102 menit
Volume Awal Pengeringan : 6,9 ml
Volume Akhir Pengeringan : 2,7 ml
Volume terpakai saat pengeringan = ����� − ���ℎ��
=6,9�� − 2,7��
= 4,2 ml
Diameter bejana umpan = 9 cm
Volume = 4,2 x (0,25 x 3,14 x (4,5) 2)
= 267, 057 mL
Massa dalam umpan = ���������������������������
= 0,108g/ml�267, 057mL
= 28,842 gram
5.4 Perhitungan Massa Produk Yang Dihasilkan
Berat kaca arloji kosong = 20,06 gram
Berat kaca arloji kosong + produk = 23,89 gram
Berat produk =��������������������� −
�����������������������������
= 23,06���� − 23, 89����
= 3,83 gram
5.5 Perhitungan Kadar Air Sampel Susu Bubuk
Berat kaca arloji kosong = 22,25 gram
Berat kaca arloji + susu bubu = 22,86 gram
Berat susu bubuk sebelum pemanasan = 0,61 gram
Berat kaca arloji + susu bubuk setelah pemanasan= 22,84 gram
Berat susu bubuk setelah pemansan = (22,84 gram - 22,25 gram)
= 0,59 gram
Sehingga
Kadar Air Sampel =(���������������������������������������������)
�����������������������100%
=(�,��������,������)
�,�������100%
= �, ��%
5.6 Perhitungan Kadar Air Sampel (Basah)
Kaca arloji Di oven 10 menit pada temperatur = 1050 C
Berat Kaca arloji Kososng = 15,04
Kaca arloji + Sampel
Sebelum Pemanasan 15,68 gram
Setelah Pemanasan (1) 15,42 gram
Setelah Pemanasan (2) 15,14 gram
Setelah Pemanasan (3) 15,14 gram
Setelah Pemanasan (4) 15,14 gram
- Berat sampel sebelum pemanasan
Berat sampel sebelum pengeringan = Berat sempel dan kaca arloji sebelum
pemanasan–berat kaca arloji kosong
= 15,68 gram – 15,04 gram
= 0,64 gram
- Berat sampel setelah pemansan
Berat sampel sebelum pengeringan = Berat sempel dan kaca arloji setelah
pemanasan–berat kaca arloji kosong
= (15,14 gram – 15,04 gram)
= 0,10 gram
Sehingga :
Kadar Air Sampel =(���������������������������������������������)
�����������������������100%
= (�,����,��)
�,���100%
= 84,38 %
5.7 Perhitugan Kadar air produk
Berat kaca arloji kosong =20,06 gram
Berat kaca arloji + produk =24,32 gram
Berat sampel sebelum pemanasan =(24,32 gram – 20,06 gram)
= 4,26 gram
Berat kaca arloji + sampel setelah pemanasan=23,89 gram
Berat sampel setelah pemanasan =(23,89 gram – 20,06 gram)
= 3,83 gram
Sehingga
Kadar air =(���������������������������������������������)
�����������������������100%
= (�,����,��)
�,���100%
= 10,09 %
5.9 Yield Produk
Yield = ������������������������
�������������������������%
= �,����
��,����� x 100%
= 13,2 %
VI. PEMBAHASAN
Pembahsan Oleh :Agi Iqbal Velayas
NIM : 111411032
Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan salah satu modul dari praktikum
Satuan Proses yaitu percobaan terhadap alat Spray Dryer. Sebelumnya praktikan selalu
mengalami kendala-kendala di setipa kesempatan praktikum. Pada praktikum pertama,
praktikan menggunakan larutan bayam dengan berat bayam sebesar 200 gram dan kemudian
dibuat menjadi larutan bayam sebanyak 600 ml. Tetapi praktikum tersebut gagal, disebabkan
oleh Injector tidak berfungsi secara maksimal sehingga larutan bayam tidak bisa
disemprotkan atau mampat sehingga larutan bayam tidak kontak dengan udara panas.
Selanjutnya praktikan melakukan praktikum modul yang sama pada 2 minggu setelah
jadwal praktikum praktikan. Larutan yang digunakan adalah larutan susu yang telah dibuat
oleh kelompok yang praktikum pada minggu tersebut. Saat proses berlangsung, praktikan
mengalami kendala lain yaitu selang silikon yang digunakan terjadi kebocaran yang terletak
pada bagian pompa peristaltik. Setelah diperbaiki, kebocoran terjadi lagi dan praktikum
diakhiri.
Selanjutnya pada praktikum akhir, praktikan mendapatkan kesempatan terakhir. Pada
praktikum akhir ini, praktikan menggunakan larutan susu. Kendala yang dialami pada
praktikan yaitu sulitnya mencapai kondisi proses yang diharapkan yaitu suhu operasi di atas
700C. Selama proses berlangsung tidak ada sama sekali kendala tetapi di akhir-akhir
praktikan mengalami kendala yaitu suhu operasi menurun drastis hingga 400C. Hal ini
menyebabakan kontak larutan susu dengan udara panas tidak berjalan optimal sehingga
praktikan menutup kembali nozzle hingga kondisi operasi siap untuk dijalankan kembali.
Setelah itu proses berjalan lancar hingga berakhir.
Kemudian kadar air susu bubuk sebelum proses pengeringan sebesar 3,28 % dan
setelah proses didapatkan kadar air produk setelah proses pengeringan sebesar 10,09 %.
Kadar air yang terlalu tinggi melebihi batas maksimal yang ditentukan dapat menyebabkan
timbulnya atau tumbuhnya mikroorganime pada produk sehingga mengakibatkan produk
yang dihasilkan tidak tahan lama atau mudah rusak. Hal itu tidak sesuai dengan SNI yang
seharusnya memenuhi batas maksimal yaitu 5%
Selain itu, akhirnya praktikan mendapat produk dari praktikum ini (susu bubuk)
sebanyak 3,82 gram. Setelah perhitungan dilakukan, maka Yield yang didapatkan dari
praktikum ini sebesar 13,2 %.
Pembahasan Oleh : Iffa Ma’rifatunnisa
NIM : 111411046
Pengeringan (drying) zat padat berarti pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair lain
dari bahan padat, sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai
suatu nilai yang rendah. Spray dryer ialah pengering semprot yang dapat menguapkan larutan
sampai kering dengan cara termal. Prinsip kerja spry drayer adalah larutan yang didispersikan
ke dalam arus gas panas dalam bentuk kabut atau tetesan halus. Larutan menguap dengan
cepat dari tetesan itu, dan meninggalkan partikel zat padat kering, yang lalu dipisahkan dari
arus gas. Tetesan-tetesan itu dibentuk didalam pengering berbentuk silinder dengan nosel
tekanan dua fluida atau lebih di dalam pengering ukuran besar.
Bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah 54 gram susu yang dilarutkan
dalam air 500 ml. Setelah itu larutan susu dimasukkan kedalam tangki penampung yang akan
dikeringkan menjadi serbuk susu. Kondisi operasi yang digunakan adalah 70 oC – 75 oC dan
tekanan udara 2 bar dengan tujuan agar produk yang dihasilkan tidak mengalami kerusakan
bahan, seperti rusaknya protein. Susu yang akan dikeringkan dilewatkan pada nozzle
sehingga dihasilkan berupa keluaran berbentuk butiran halus yang kemudian masuk kedalam
ruang pengering yang dilewati oleh aliran udara panas.
Produk yang dihasilakan kemudian dianilisa untuk menentukan penentuan kadar air
pada sempel dan produk. Berdasarkan data pengamatan yang diperoleh, produk susu bubuk
spray srayer sebelum pemansan 4,26 gram dan produk susu bubuk spray srayer setelah
pemansan adalah 3,83 gram dengan kadar air produk sebesar 10,09% dan yield produk yang
dihasilkan adalah 6,015%. Berdasarkan literatur yang diperoleh menurut Standar Nasional
Indonesia (SNI), kadar air maksimal dari susu adalah 5%. Kadar air sampel susu bubuk
Adalah sebesar 3,28% sedangkan kadar air produk yang dihasilkan adalah 10,09%. Kadar
air produk yang diperoleh tidak sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI). Kadar air
yang terlalu tinggi melebihi batas maksimal yang ditentukan dapat menyebabkan timbulnya
atau tumbuhnya mikroorganime pada produk sehingga mengakibatkan produk yang
dihasilkan tidak tahan lama atau mudah rusak. Tingginya kadar air dalam produk dapat
disebabkan oleh pengaturan suhu pada saat percobaan. Pada saat praktikum suhu yang
diinginkan adalah 750C namun tidak sesuai dan bahkan sempat mengalami penurunan drastis
sehingga proses penguapan dan pemisahan larutan menjadi produk susu bubuk tidak
maksimal dan optimal. Selain itu pengaturan nozzle sangat mempengaruhi produk yang
dihasilkan. Berdasarkan pengamatan praktikum, pengaturan nozzle yang terlalu besar akan
mempercepat proses pemisahan antara pelarut dan susu namun sayangnya akan membuat
suhu menjadi semakin menurun sehingga prosuk yang dihasilkan berupa tetesan-tetesan
larutan bukan berupa produk bubu yang diinginkan. Akibatnya produk yang dihasilkan tidak
maksimal dan kadar air produk menjadi tinggi. Selain itu adapun faktor-faktor lain yang
menyebbakan masih tingginya kadar air pada produk yang dihasilkan, yaitu jumlah padatan
yang terlarut, viskositas bahan (larutan) yang masuk, serta tingkat volatilitas bahan pelarut.
Yield produk yang dihasilkan pada praktikum adalah sebesar 13,2%. Yield yang
dihasilkan sangat tidak maksimal. Hal ini disebebkan karena kondisi operasi yang tidak
stabil dimana suhu menurun drastis jauh dari kondisi optimumnya ketika proses pengeringan
yaitu 750C yang menyebabkan produk yang dihasilkan kurang maksimal ehingga yield
produk yang dihasilkan pun tidak sesuai.
VII. KESIMPULAN
Berdasarkan data pengamatan yang diperoleh, produk susu bubuk spray srayer
sebelum pemansan 4,26 gram dan produk susu bubuk spray srayer setelah
pemansan adalah 3,83 gram dengan kadar air produk sebesar 10,09% dan yield
produk yang dihasilkan adalah 6,015%. Menurut Standar Nasional Indonesia
(SNI), kadar air maksimal dari susu adalah 5%. Kadar air sampel susu bubuk
Adalah sebesar 3,28% sedangkan kadar air produk yang dihasilkan adalah
10,09%
Tingginya kadar air dalam produk dapat disebabkan oleh pengaturan suhu pada
saat percobaan
Pengaturan nozzle sangat mempengaruhi produk yang dihasilkan. Berdasarkan
pengamatan praktikum, pengaturan nozzle yang terlalu besar akan mempercepat
proses pemisahan antara pelarut dan susu namun sayangnya akan membuat suhu
menjadi semakin menurun sehingga prosuk yang dihasilkan berupa tetesan-
tetesan larutan bukan berupa produk bubu yang diinginkan.
Faktor-faktor lain yang menyebabkan masih tingginya kadar air pada produk
yang dihasilkan, yaitu jumlah padatan yang terlarut, viskositas bahan (larutan)
yang masuk, serta tingkat volatilitas bahan pelarut.
DAFTAR PUSTAKA
Earle, R.L. 1982. Satuan Operasi dalam Pengolahan Pangan. Terjemahan Z. Nasution.
Sastra Hudaya, Jakarta.
Henderson, S. M. and R. L. Perry. 1976. Agricultural Proses Engineering. The AVI
Publishing Co. Inc Westport, USA.