Makalah Teknik Penanganan Pasca Panen

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Pengeringan merupakan salah satu unit operasi energi paling intensif dalam pengolahan pasca panen. Unit operasi ini diterapkan untuk mengurangi kadar air produk seperti berbagai buah-buahan, sayuran, dan produk pertanian lainnya setelah panen. Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan yang memerlukan panas untuk menguapkan air dari permukaan bahan tanpa mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Dasar dari proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dan bahan yang dikeringkan. Laju pemindahan kandungan air dari bahan akan mengakibatkan berkurangnya kadar air dalam bahan tersebut.

Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan ini air diuapkan menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang akan dikeringkan. Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang antar-muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut medium pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus membawa air keluar. Air juga dapat dipisahkan dari bahan padat, secara mekanik menggunakan cara pengepresan sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal, dengan penguapan termal ataupun dengan metode lainnya. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih murah biayanya dan lebih hemat energi dibandingkan dengan pengeringan.

Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama sekali (bone dry). Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air sebagai air terikat. Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas dasar basah (% berat) atau dasar kering, yaitu perbandingan jumlah air dengan jumlah bahan kering.

Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini, kandungan uap air udara lebih sedikit atau udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah sehingga terjadi penguapan. Kemampuan udara membawa uap air bertambah besar jika perbedaan antara kelembaban nisbi udara pengering dengan udara sekitar bahan semakin besar. Salah satu faktor yang mempercepat proses pengeringan adalah kecepatan angin atau udara yang mengalir. Udara yang tidak mengalir menyebabkan kandungan uap air di sekitar bahan yang dikeringkan semakin jenuh sehingga pengeringan semakin lambat.

1.2  Rumusan Masalah

1.         bangaimana teknik pengeringan dengan kontak langsung ?

2.         Bagaimana teknik pengeringan dengan energi radiasi ?

3.         Bagaimanateknik pengeringan dengan mikrowave?

1.3  Tujuan Pembahasan Masalah

1.         Mengetahui teknik pengeringan dengan kontak langsung.

2.         Mengetahui teknik pengeringan dengan energi radiasi.

3.         Mengetahui teknik pengeringan dengan mikrowave.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Pengeringan Produk Pangan Dengan Kontak Langsung.

A.    Tray dryer

Pengering baki (tray dryer) disebut juga pengering rak atau pengering kabinet, dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm. Pengeringan jenis baki atau wadah adalah dengan meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang lansung berhubungan dengan media pengering. Cara perpindahan panas yang umum digunakan adalah konveksi dan perpindahan panas secara konduksi juga dimungkinkan dengan memanaskan baki tersebut.

Rangka bak pengering terbuat dari besi, rangka bak pengerik di bentuk dan dilas, kemudian dibuat dinding untuk penyekat udara dari bahan plat seng dengan tebal 0,3mm. Dinding tersebut dilengketkan pada rangka bak pengering dengan cara di revet serta dilakukan pematrian untuk menghindari kebocoran udara panas. Kemudian plat seng dicat dengan warna hitam buram,agar dapat menyerap panas dengan lebih cepat. Pada bak pengering dilengkapi dengan pintu yang berguna untuk memasukan dan mengeluarkan produk yang dikeringkan. Di pintu tersebut dibuat kaca yang mamungkinkan kita dapat mengetahui temperature tiap rak, dengan cara melihat thermometer yang sengaja digantungkan pada setiap rak pengering. Di bagian atas bak pengering dibuat cerobong udara, bertujuan untuk memperlancar sirkulasi udara pada proses pengeringan.

Spesifikasi Alat Dan Cara Kerja Alat

Alat pengering tipe rak (tray dryer) mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Pada umumnya rak tidak dapat dikeluarkan. Beberapa alat pengering jenis itu rak-raknya mempunyai roda sehingga dapat dikeluarkan dari alat pengering. Ikan-ikan diletakkan di atas rak yang terbuat dari logam dengan alas yang berlubang-lubang. Kegunaan dari lubang tersebut untuk mengalirkan udara panas dan uap air.

Ukuran rak yang digunakan bermacam-macam, ada yang luasnya 200 cm² dan ada juga yang 400 cm². Luas rak dan besar lubang-lubang rak tergantung pada bahan yang akan dikeringkan. Selain alat pemanas udara, biasanya juga digunakan kipas (fan) untuk mengatur sirkulasi udara dalam alat pengering. Kipas yang digunakan mempunyai kapasitas aliran 7-15 fet per detik. Udara setelah melewati kipas masuk ke dalam alat pemanas, pada alat tersebut udara dipanaskan lebih dahulu kemudian dialirkan diantara rak-rak yang sudah berisi bahan. Arah aliran udara panas di dalam alat pengering dapat dari atas ke bawah dan juga dari bawah ke atas. Suhu yang digunakan serta waktu pengeringan ditentukan menurut keadaan bahan. Biasanya suhu yang digunakan berkisar antara 80-1800C. Tray dryer dapat digunakan untuk operasi dengan keadaan vakum dan seringkali digunakan untuk operasi dengan pemanasan tidak langsung. Uap air dikeluarkan dari alat pengering dengan pompa vakum.

Alat tersebut juga digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian berupa biji-bijian. Bahan diletakkan pada suatu bak yang dasarnya berlubang-lubang untuk melewatkan udara panas. Bentuk bak yang digunakan ada yang persegi panjang dan ada juga yang bulat. Bak yang bulat biasanya digunakan apabila alat pengering menggunakan pengaduk, karena pengaduk berputar mengelilingi bak. Kecepatan pengadukan berputar disesuaikan dengan bentuk bahan yang dikeringkan, ketebalan bahan, serta suhu pengeringan. Biasanya putaran pengaduk sangat lambat karena hanya berfungsi untuk menyeragamkan pengeringan.

Alat pengering tipe bak terdiri atas beberapa komponen sebagai berikut :

a.       Bak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak            pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas (plenum chamber).

b.      Kipas, digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke plenum chamber dan melewati tumpukan bahan di atasnya.

c.       Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar kelembapan nisbi udara pengering menjadi turun sedangkan suhunya naik.

Keuntungan dari alat pengering jenis itu sebagai berikut :

a.       Laju pengeringan lebih cepat

b.      Kemungkinan terjadinya over drying lebih kecil.

c.       Tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan yangdikeringkan. (Revitasari, 2010).

B.     Drum (Rotary) Dryer

Rotary dryer atau bisa disebut drum dryer merupakan alat pengering berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan dengan tungku atau gasifier. Alat pengering ini dapat bekerja pada aliran udara melalui poros silinder pada suhu 1200-1800 ^oF tetapi pengering ini lebih seringnya digunakan pada suhu 400-900 ^oF.Rotary dryer sudah sangat dikenal luas di kalangan industri karena proses pengeringannya jarang menghadapi kegagalan baik dari segi output kualitas maupun kuantitas. Namun sejak terjadinya kelangkaan dan mahalnya bahan bakar minyak dan gas, maka teknologi rotary dryer mulai dikembangkan untuk berdampingan dengan teknologi bahan bakar substitusi seperti burner batubara, gas sintesis dan sebagainya.

Pengering rotary dryer biasa digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk bubuk, granula, gumpalan partikel padat dalam ukuran besar. Pemasukkan dan pengeluaran bahan terjadi secara otomatis dan berkesinambungan akibat gerakan vibrator, putaran lubang umpan, gerakan berputar dan gaya gravitasi. Sumber panas yang digunakan dapat berasal dari uap listrik, batubara, minyak tanah dan gas. Debu yang dihasilkan dikumpulkan oleh scrubber dan penangkap air elektrostatis.

Secara umum, alat rotary dryerterdiri dari sebuah silinder yang berputar di atas sebuah bearing dengan kemiringan yang kecil menurut sumbu horisontal, rotor, gudang piring, perangkat transmisi, perangkat pendukung, cincin meterai, dan suku cadang lainnya.. Panjang silinder biasanya bervariasi dari 4 sampai lebih dari 10 kali diameternya (bervariasi dari 0,3 sampai 3 m). Feed padatan dimasukkan dari salah satu ujung silinder dan karena rotasi, pengaruh ketinggian dan slope kemiringan, produk keluar dari salah satu ujungnya. Pengering putar ini dipanaskan dengan kontak langsung gas dengan zat padat atau dengan gas panas yang mengalir melalui mantel luar, atau dengan uap yang kondensasi di dalam seperangkat tabung longitudinal yang dipasangkan pada permukaan dalam selongsong.Pada alat pengering rotary dryer terjadi dua hal yaitu kontak bahan dengan dinding dan aliran uap panas yang masuk ke dalam drum. Pengeringan yang terjadi akibat kontak bahan dengan dinding disebut konduksi karena panas dialirkan melalui media yang berupa logam. Sedangkan pengeringan yang terjadi akibat kontak bahan dengan aliran uap disebut konveksi karena sumber panas merupakan bentuk aliran. Pada pengeringan dengan menggunakan alat ini penyerapan panas mudah dilakukan dan terjadi penyusutan bobot yang lebih tajam dibandingkan dengan penurunan pembobotan yang dialami tray dryer.

Pengeringan pada rotary dryer dilakukan pemutaran berkali-kali sehingga tidak hanya permukaan atas yang mengalami proses pengeringan, namun juga pada seluruh bagian yaitu atas dan bawah secara bergantian,  sehingga pengeringan yang dilakukan oleh alat ini lebih merata dan lebih banyak mengalami penyusutan. Selain itu rotary ini mengalami pengeringan berturut-turut selama satu jam tanpa dilakukan penghentian proses pengeringan. Pengering rotary ini terdiri dari unit-unit silinder, dimana bahan basah masuk diujung yang satu dan bahan kering keluar dari ujung yang lain.

Proses pengeringan terjadi ketika bahan dimasukkan ke dalam silinder yang berputar kemudian bersamaan dengan itu aliran panas mengalir dan kontak dengan bahan. Didalam drum yang berputar terjadi gerakan pengangkatan bahan dan menjatuhkannya dari atas ke bawah sehingga kumpulan bahan basah yang menempel tersebut terpisah dan proses pengeringan bisa berjalan lebih efektif. Pengangkatan memerlukan desain yang hati-hati untuk mencegah dinding yang asimetri. Selain itu bahan bergerak dari bagian ujung dryer keluar menuju bagian ujung lainnya akibat kemiringan drum. Bahan yang telah kering kemudian keluar melalui suatu lubang yang berada di bagian belakang pengering drum. Sumber panas didapatkan dari gas yang diubah menjadi uap panas dengan cara pembakaran.

Kontak yang terjadi antara padatan dan gas pada alat pengering rotary dryerdilengkapi dengan flights, yang diletakkan di sepanjang silinder rotary dryer. Volume material yang ditransport oleh flights antara 10 sampai 15 % dari total volume material yang terdapat di dalam rotary dryer. Mekanismenya sebagai berikut, pada saat silinder pengering berputar, padatan diambil keatas oleh flights, terangkat pada jarak tertentu kemudian terhamburkan melalui udara.

Kebanyakan pengeringan terjadi pada saat seperti proses ini, dimana padatan berkontak dengan gas. Flights juga berfungsi untuk mentransfer padatan melalui silinder.

2.2  Pengeringan Bahan Pangan Dengan Energi Radiasi Dan Microwave

Pada microwave dan pemanas frekuensi radio, gelombang elektromagnetik digunakan sebagai pemanas produk pangan. Frekuensi itu terbagi 2, yaitu 915 dan 2,450 MHz untuk frekuensi pada microwave, sedangkan 13.56, 27.12, dan 40.68 MHz untuk frekuensi radio. Secara singkat, mekanismenya yaitu panas dihasilkan dari dielektrik dan ionik. Pemanas dielektrik menggerakkan molekul air dalam pangan dan kemudian memicu pergerakan dari ion-ion dalam bahan pangan sehingga menghasilkan panas. Hal tersebut dipengaruhi oleh gerakan medan elektrik dari alat tersebut. Kelebihan yang sangat nyata dari microwave ini disbanding dengan metode konvensional adalah keefisienan waktu (lebih cepat), mudah dikontrol, dan hemat energy. Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz).

Pengolahan Pangan dengan Microwave meliputi thawing dan tempering, reheating, drying, cooking, baking, sterilization, pasteurization, dan blanching

a.       Thawing dan tempering.

Dahulu kala untuk tempering dan thawing bahan pangan masih menggunakan metode konvensional. Hal ini sangat tidak efisien. Banyak sekali kekurangan. Dengan adanya microwave, kekurangan tersebut dapat dihilangkan.
Dengan metode konvensional, suhu akhir tempering dan thawing tidak dapat diketahui secara pasti, yaitu ± -2oC. Dengan demikian jika suhu tersebut meningkat dengan sendirinya tanpa disadari, maka salah satu resiko adalah pertumbuhan mikroba. Sedangkan dengan metode microwave, kita mampu mengontrol suhu tersebut dengan kisaran suhu -4 – (-2oC). Dengan demikian bahanpangan beku masih tetap kokoh dan bagus. Gelombang yang digunakan pada tempering dan thawing pada microwave adalah 915 Mhz.

b.       Reheating

Kemampuan microwave dalam meningkatkan suhu pangan dari suhu normal menjadi lebih tinggi dengan kecepatan yang efisien merupakan kelebihan microwave.

c.       Drying

Banyak kelebihan yang dimiliki microwave dalam pengeringan. Pada metode pengeringan konvensional, panas harus dikontrol dan dikondisikan terhadap jenis bahan. Panas tersebut menguapkan bagian dalam bahan dan kemudian air menguap ke permukaan dan kemudian menguap keluar. Hal ini membutuhkan waktu yang sangat lama. Dengan menggunakan microwave, frekuensi dari alat ini langsung menuju ke polar system, yaitu air. Sehingga mampu dengan cepat menggerakkan air tersebut menuju permukaan dengan panas yang dihasilkan.
Selain itu, metode frekuensi microwave ini juga melindungi dari pengerasan bahan pangan dan reaksi browning.

d.      Cooking.

Pada pemasakan, microwave dapat menghindarkan cookingloss pada produk pangan. Ada 2 cara untuk menghindari cookingloss yaitu, dengan cara memberikan pereheating untuk proses selanjutnya yang salah satunya menggunakan microwave atau dengan cara menggunakan microwave saja untuk proses awal sampai akhir.

e.       Baking.

Kelebihan microwave adalah dapat menghindari adanya crust dan browning sehingga produk pangan berkesan segar. Hal ini berlawanan dengan proses baking. Proses baking adalah proses dimana crust dan browning sangat dibutuhkan. Dengan demikian, hal tersebut merupakan masalah besar. Oleh karena itu dibutuhkan gabungan teknik pemanasan, yaitu frekuensi microwave dan ditambah suplai udara panas sesuai suhu baking. Kombinasi 2 teknik tersebut mampu menghemat 66% waktu total. Selain itu juga dapat memperpanjang daya simpan produk bakery karena suhu akhir proses lebih rendah.
Selain itu juga dapat digunakan untuk mempercepat pertumbuhan yeast pada adonan roti. Waktu normalnya 25 – 30 menit, dengan microwave hanya 4 menit.Sterilization dan Pasteurization Dengan keefisiensian panas yang dihasilkan oleh frekuensi terhadap reaksi pada bahan pangan, microwave dapat menekan waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi dan pasteurisasi. Pada konteks ini, frekuensi yang digunakan adalah 2450 Mhz.

f.       Blanching.

Pada proses blanching, yang diharapkan adalah menghindari enzim aktif dan jumlah mikroba awal. Selain itu juga tidak dikesampingkan masalah off flavor dan off color. Dengan menggunakan microwave, frekuensi dapat menghasilkan panas untuk menginaktifkan enzim dan tidak membuat off flavor dan off color. Hal ini sudah ada bukti penelitian tentang tomat. Diberikan suuhu 105oC selama 2 menit, enzim inhibitor mampu di non-aktifkan. Padahal dengan metode konvensional setidaknya membutuhkan watu 30 menit dengan suhu yang sama untuk menginaktifkan enzim inhibitor.

g.      Precooking

Pada saat precooking, dapat meningkatkan efisiensi proses dan meningkatkan hasil dengan rendah limbah.

a.        Mekanisme dan Prinsip Kerja

Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave.

1.      Radiasi            gelombang
Microwave oven menggunakan gelombang radio berfrekuensi 2,5GHz untuk memanaskan makanan. Gelombang tersebut merambat secara radiasi.

2.      Pemanasan dielektrik  <dielectric       heating>
Microwave bekerja dengan melewatkan radiasi gelombang mikro pada molekul air, lemak, maupun gula yang sering terdapat pada bahan makanan. Molekul-molekul ini akan menyerap energi elektromagnetik tersebut. Proses penyerapan energi ini disebut sebagai pemanasan dielektrik (dielectric heating). Jenis material ini berkaitan erat dengan frekuensi gelombang radio yang berada pada frekuensi 2,5GHz. Molekul-molekul pada makanan bersifat elektrik dipol (electric dipoles), artinya molekul tersebut memiliki muatan negatif pada satu sisi dan muatan positif pada sisi yang lain. Akibatnya, dengan kehadiran medan elektrik yang berubah-ubah yang diinduksikan melalui gelombang mikro pada masing-masing sisi akan berputar untuk saling mensejajarkan diri satu sama lain. Pergerakan molekul ini akan menciptakan panas seiring dengan timbulnya gesekan antara molekul yang satu dengan molekul lainnya.

b.      Komponen-komponen microwave oven:

1.      Magnetron.

Magnetron merupakan bagian inti dari microwave oven. Komponen ini akan mengubah energi listrik menjadi radiasi gelombang mikro. Pada bagian dalam magnetron, electron dipancarkan dari sebuah terminal central yang disebut katode. Kutub positif yang disebut anode mengelilingi katode menarik elektron-elektron. Selama perjalanan pada garis lurus, magnet permanen memaksa elektron untuk bergerak dalam jalur melingkar. Seiring elektron-elektron melewati resonansi di dalam ruangan oven, elektron-elektron tersebut menghasilkan gelombang medan magnet yang terus-menerus.

2.      Waveguide.

Waveguide adalah sebuah komponen yang didesain untuk mengarahkan gelombang. Untuk tiap jenis gelombang waveguide yang digunakan tidak sama. Waveguide untuk gelombang mikro dapat dibangun dari bahan konduktor.

3.      Microwave Stirrer.Komponen yang menyerupai baling-baling ini digunakan untuk menyebarkan gelombang mikro di dalam microwave oven. Biasanya dikombinasikan dengan sebuah komponen seperti piringan yang dapat diputar pada bagian bawah. Kombinasi ini memungkinkan kecepatan tingkat kematangan yang merata saat memasak.

c.       Keuntungan.

Keuntungan pengeringan dengan menggunakan oven microwave adalah kemerataan energi pada keseluruhan sebuah bahan pangan dan kemampuannya untuk mencapai tingkat kadar air tertentu secara otomatis.
Waktu yang digunakan juga lebih singkat daripada metode konvensional lainnya.

BAB III

PENUTUP

1.1  Kesimpulan.

Ø  Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial tinggi diubah dalam bentuk arus searah.

Ø  Magnetron menggunakan arus ini untuk menghasilkan gelombang mikro dengan frekuensi 2,45 GHz.

Ø  Gelombang mikro diarahkan oleh sebuah antenna pada bagian atas magnetron ke dalam sebuah waveguide.

Ø   Waveguide meneruskan gelombang mikro ke sebuah alat yang menyerupai kipas, disebut dengan stirrer. Stirrer menyebarkan gelombang mikro di dalam ruang oven.

Ø  Gelombang mikro ini kemudian dipantulkan oleh dinding dalam oven dan diserap oleh molekul –molekul makanan.

Ø  Karena setiap gelombang mempunyai sebuah komponen positif dan negatif, molekul-molekul makanan didesak kedepan dan kebelakang selama 2 kali kecepatan frekuensi gelombang mikro, yaitu 4,9 juta kali dalam setiap detik.

Daftar Pustaka

http://Westryan Tindaon,org.blogspot.ed.