KATA
PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan
makalah mata kuliah Pengantar Teknologi Pertanian tentang “Teknologi
Pengeringan” dengan lancar dan tepat pada waktunya.
Dalam penyusunan makalah ini kami menyadari tidak
sedikit hambatan yang dihadapi. Untuk itu kami mengucapkan terima kasih kepada
Ir. Hj. Tri Rahayuni, MP selaku dosen pengajar yang telah memberikan tugas dan
memberikan bimbingan kepada kami, serta seluruh pihak yang telah banyak
membantu sehingga kendala-kendala yang ada dapat teratasi.
Kami menyadari sepenuhnya bahwa makalah ini masih
memiliki banyak kekurangan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun
sangat diharapkan demi sempurnanya makalah ini. Semoga makalah ini dapat
diterima dan bermanfaat bagi kita semua.
Pontianak, 12 Oktober 2015
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
A. 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.
Proses
pengeringan merupakan salah satu bagian penting dalam pengolahan produk
pertanian atau makanan. Lewat proses ini, kualitas produk meningkat demikian
pula nilai tambahnya. Pengeringan merupakan suatu proses menghilangkan air atau
sebagian air dari suatu bahan pangan dengan menguapkan air tersebut dengan
energi panas. Misalnya dijemur di bawah sinar matahari atau menggunakan alat
pengering seperti kipas ataupun freezer.
Tujuan
dari pengeringan adalah menurunkan kadar air sehingga bahan tersebut lebih aman
disimpan, mudah ditransportasikan dan memudahkan penanganan selanjutnya. Proses
pengeringan pada beberapa produk selama ini dilakukan dengan cara tradisional,
yaitu penjemuran langsung dibawah panas matahari.
Proses
pengeringan pada bahan makanan atau pangan bertujuan untuk mengurangi
pertumbuhan mikroba pada bahan makanan atau pangan tersebut atau yang lebih
dikenal sebagai fermentasi. Salah satu contoh fermentasi yang dilakukan dengan
teknik pengeringan adalah fermentasi pada biji kakao.
B. Rumusan Masalah
Dalam makalah ini ada beberapa masalah
yang akan dikaji, diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Apa
definisi dari pengeringan bahan pangan dan proses pengeringan?
2. Apa
saja macam-macam pengeringan?
3. Faktor-faktor
apa saja yang mempengaruhi proses pengeringan?
4. Bagaimana
mekanisme dalam pengeringan?
5. Apa
pengaruh pengeringan terhadap sifat bahan pangan?
C. Tujuan
Tujuan
penyusunan makalah ini diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Memaparkan
dan mengidentifikasi definisi proses pengeringan dan pengeringan bahan pangan.
2. Menjelaskan
macam-macam proses pengeringan.
3. Menjelaskan
faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengeringan.
4. Menjelaskan
mekanisme pengeringan.
5. Menjelaskan
pengaruh pengeringan terhadap sifat bahan pangan.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Definisi Pengeringan
Pengeringan adalah
suatu metode untuk mengurangi atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan
dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas. Biasanya
pengurangan kadar air tersebut dikurangi sampai suatu batas tertentu agar
mikroba tidak dapat tumbuh lagi didalamnya.
Pengeringan adalah
pengurangan sebagian kadar air dengan bantuan energi panas alami atau buatan.
Yaitu sampai mikroorganisme tidak dapat tumbuh /berkembang. (Winarno 1980).
Pengeringan adalah
proses perpindahan panas dan uap air secara simultan yang memerlukan energi
panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan yang
dikeringkan oleh media pengeringan yang biasanya berupa panas. (Thaib 1988).
Pegeringan adalah
proses penurunan kadar air suatu bahan sampai dengan tingkat K.A (kadar air)
tertentu. (Hartulistiyoso 2003).
Menurut Henderson (1976), pengeringan
merupakan proses pengeluaran air dari suatu bahan pertanian menuju kadar air
keseimbangan dengan udara sekeliling. Atau juga pada tingkat kadar air dimana
mutu bahan pertanian dapat dicegah dari serangan jamur, enzim, dan aktifitas
serangga.
Pengeringan juga didefinisikan sebagai
suatu proses perpindahan massa air atau pelarut lainnya dari suatu zat padat
atau semi padat dengan menggunakan penguapan. Proses ini seringkali merupakan
tahap akhir proses prduksi sebelum dikemas atau dijual ke konsumen. Benda yang
telah dikeringkan akan menjadi benda yang padat dalam wujud bubuk (misal susu
bubuk) maupun potongan besar (misal kayu) meski bahan awal sebelum pengeringan
adalah benda semi padat (misal keju "hijau"). Sumber panas dan cara
penghantaran panas dibutuhkan dalam pengeringan.
Dalam pengeringan konveksi, aliran gas
(misal udara) dipanaskan lalu dipaparkan ke bahan yang akan dikeringkan
sehingga gas tersebut membawa uap air. Pengeringan vakum memanaskan bahan
secara konduksi atau radiasi sementara uap air dihisap keluar. Metode tidak
langsung lainnya adalah pengeringan drum. Metode lain dalam ekstraksi cairan
seperti menggunakan sentrifugasi tidak disebut sebagai proses pengeringan.
Beberapa
bahan yang memiliki kadar air awal yang relatif tinggi, pengurangan kadar air
awal secara linear dapat dihitung berdasarkan fungsinya berdasarkan waktu pada
interval waktu tertentu, yang disebut dengan "periode laju pengeringan
konstan". Biasanya pada periode ini, kadar air permukaan di luar partikel
sedang berpindah dari bahan. Laju pengeringan pada periode ini bergantung pada
laju pindah panas dari bahan. Jika pengeringan dilanjutkan, kemiringan kurva
akan berubah menjadi lebih landai (laju pengeringan berkurang) dan tidak
menjadi linear, hingga akhirnya kurva menjadi datar. Kadar air produk lalu
berada pada kondisi konstan yang disebut dengan kadar air kesetimbangan. Selama
periode berkurangnya laju pengeringan, migrasi air dari bagian dalam ke
permukaan bahan terjadi secara difusi molekular di mana bagian yang lebih basah
(bagian dalam) memindahkan air ke bagian yang lebih kering (bagian permukaan).
Bahan yang dikeringkan umumnya akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran yang
signifikan, kecuali pada proses pengeringan beku.
B. Macam-Macam Pengeringan
Jenis-jenis
dari proses pengeringan dalam bahan pangan terbagi menjadi dua,diantaranya
adalah sebagai berikut :
1. Pengeringan
Alami (Sun Drying)
Sun
drying adalah suatu proses untuk mengurangi atau menghilangkan sebagian air
dari suatu bahan pangan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan
energi panas yang berasal langsung dari sinar matahari.
Penjemuran
secara alami memiliki beberapa keuntungan, diantaranya adalah sebagai berikut :
-
Biaya ekonomis
-
Energi matahari berlimpah
-
Praktis
-
Jumlah bahan yang dijemur tanpa batas
Sedangkan
kerugian penjemuran secara alami diantaranya adalah sebagai berikut :
-
Jumlah panas sinar matahari yang tidak
tetap sepanjang hari
- Tidak tepat waktu atau kurang efisien,
karena kenaikan suhu tidak dapat diatur sehingga waktu penjemuran sukar untuk ditentukan
dengan tepat.
- Kebersihan kurang terjaga karena
penjemuran dilakukan ditempat terbuka yang langsung berhubungan dengan sinar
matahari, energi panas yang diterima oleh bahan selama penjemuran merupakan
kombinasi panas yang berasal dari radiasi langsung sinar matahari dan konvensi
dengan pertolongan udara disekitarnya.
-
Tergantung musim.
-
Mutu pengeringan kurang terjaga,
-
Dapat terjadi case hardening, karena
suhu yang berlebihan.
2. Pengeringan
Buatan (Aartificial Drying)
Aartificial
drying adalah suatu metode untuk mengurangi atau menghilangkan sebagian air
dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi
panas yang berasal dari alat pengeringan. Keuntungan pengeringan secara alami ;
-
Kebersihan lebih terjaga
-
Lebih efisien karna suhu dan aliran
udara dapat diatur sehingga waktu pengeringan dapat ditentukan dengan tepat.
-
Tidak tergantung musim.
-
Suhu panas stabil.
Kerugian pengeringan buatan yaitu ;
-
Biaya mahal.
-
Memerlukan tempat khusus
-
Kapasitas pengeringan terbatas
C. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Pengeringan
Faktor-faktor
yang mempengaruhi proses pengeringan yang berhubungan dengan udara pengering,
diantaranya adalah :
1. Luas
Permukaan
Makin luas permukaan bahan makin
cepat bahan menjadi kering. Air menguap melalui permukaan bahan, sedangkan air
yang ada di bagian tengah akan merembes ke bagian permukaan dan kemudian
menguap. Untuk mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan
dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris terlebih dulu. Hal ini terjadi
karena:
-
Pemotongan atau pengirisan tersebut akan
memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luas dapat berhubungan dengan
medium pemanasan sehingga air mudah keluar.
-
Potongan-potongan kecil atau lapisan
yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus bergerak sampai ke pusat bahan
pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui massa air dari pusat
bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan kemudian keluar dari bahan
tersebut.
2. Perbedaan
Suhu dan Udara Sekitarnya
Semakin besar perbedaan
suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin cepat pemindahan panas ke
dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang keluar
dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk
menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka
proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan
bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut
"Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luar bahan sudah
kering sedangkan bagian dalamnya masih basah.
3. Kecepatan
Aliran Udara
Makin tinggi kecepatan
udara, makin banyak penghilangan uap air dari permukaan bahan sehinngga dapat
mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang bergerak dan
mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan
menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan
mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air.
Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses
pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air
terbawa dan teruapkan.
4. Tekanan
Udara
Semakin kecil tekanan
udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama
pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara
makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan disingkirkan
dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka udara
disekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air
terbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan.
5. Kelembapan
Udara
Makin lembab udara maka Makin lama kering sedangkan
Makin kering udara maka makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsobsi
dan menahan uap air Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi
masing-masing. kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan
air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir
(Supriyono, 2003).
Sedangkan faktor-faktor yang
mempengaruhi proses pengeringan yang berhubungan dengan sifat bahan diantaranya
adalah :
1. Ukuran
bahan
2. Kadar
air awal
3. Tekanan
parsial dalam bahan
D. Mekanisme Dan Metode Pengeringan
Beberapa bahan yang
memiliki kadar air awal yang relatif tinggi, pengurangan kadar air awal secara
linear dapat dihitung berdasarkan fungsinya berdasarkan waktu pada interval
waktu tertentu, yang disebut dengan "periode laju pengeringan
konstan". Biasanya pada periode ini, kadar air permukaan di luar partikel
sedang berpindah dari bahan. Laju pengeringan pada periode ini bergantung pada
laju pindah panas dari bahan. Jika pengeringan dilanjutkan, kemiringan kurva
akan berubah menjadi lebih landai (laju pengeringan berkurang) dan tidak
menjadi linear, hingga akhirnya kurva menjadi datar. Kadar air produk lalu
berada pada kondisi konstan yang disebut dengan kadar air
kesetimbangan. Selama periode berkurangnya laju pengeringan, migrasi
air dari bagian dalam ke permukaan bahan terjadi secara difusi molekular di
mana bagian yang lebih basah (bagian dalam) memindahkan air ke bagian yang
lebih kering (bagian permukaan). Bahan yang dikeringkan umumnya akan mengalami
perubahan bentuk dan ukuran yang signifikan, kecuali pada proses pengeringan
beku. Keunggulan pengeringan beku, dibandingkan metoda
lainnya, antara lain adalah (Melor, 1978) :
a. Dapat mempertahankan stabilitas produk
(menghindari perubahan aroma, warna, dan unsur organoleptik lain)
b. Dapat mempertahankan stabilitas struktur
bahan (pengkerutan dan perubahan bentuk setelah pengeringan sangat kecil).
c. Dapat meningkatkan daya rehidrasi (hasil
pengeringan sangat berongga dan lyophile sehingga daya rehidrasi sangat tinggi
dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang
hampir sama dengan sebelum pengeringan).
Keunggulan-keunggulan tersebut tentu saja dapat
diperoleh jika prosedur dan proses pengeringan beku yang diterapkan tepat dan
sesuai dengan karakteristik bahan yang dikeringkan. Kondisi operasional
tertentu yang sesuai dengan suatu jenis produk tidak menjamin akan sesuai
dengan produk jenis lain. Dalam hal ini, penelitian rinci mengenai
karakteristik pengeringan beku berbagai jenis produk sangat diperlukan karena
masih sangat terbatas, khususnya untuk produk-produk khas Indonesia. Pengeringan beku merupakan
prosedur yang umum diterapkan pada kategori bahan, sebagai berikut:
a)
Bahan pangan dan bahan farmasi (obatan)
b)
Plasma darah, serum, larutan hormon,
c)
Organ untuk transplantasi
d)
Sel hidup, untuk mempertahankan daya
hidupnya dalam jangka waktu yang lama.
Pengeringan beku bahan pangan masih jarang
dilakukan, karena biaya pengeringan yang relatif mahal dibandingkan harga bahan
pangan tersebut. Salah satu penyebabnya adalah tingginya resistensi terhadap
perpindahan panas selama periode akhir pengeringan yang menyebabkan lambatnya
laju pengeringan dan, sebagai konsekuensinya, meningkatnya biaya operasi. Akan
tetapi, disamping pembuatan kopi instan dengan pengeringan beku, yang sejak
lama telah dilakukan secara komersil, akhir-akhir ini produk hasil pengeringan
beku semakin marak di pasar internasional, seperti udang kering beku dan durian
kering beku.
Berbagai usaha telah dilakukan
untuk meningkatkan laju pengeringan tersebut, diantaranya dengan menerapkan
sistem pemanasan volumetrik menggunakan energi gelombang elektromagnetik
(gelombang mikro dan frekuensi radio), dan mengatur siklus tekanan dan
pemanasan selama pengeringan untuk meningkatkan konduktivitas panas dan permeabilitas
uap air bagian kering bahan (Tambunan, 1999; Araki et al, 1998). Terlepas dari
berbagai usaha tersebut, optimalisasi proses pengeringan beku harus dimulai
dari pemahaman mendalam mengenai mekanisme pengeringan beku tersebut. Tulisan
ini akan membahas tentang mekanisme pengeringan beku beberapa bahan pangan atau
produk pertanian.
E. Pengaruh Pengeringan Terhadap Sifat Bahan Pangan
Pengaruh pengeringan terhadap bahan makanan yang
dikeringkan mempunyai nilai gizi yang lebih rendah dibandingkan dengan bahan
segarnya selama pengeringan juga dapat terjadi perubahan warna, tekstur, aroma,
dan lain-lain, biasanya untuk mengurangi hal tersebut dilakukan perlakuan
pendahuluan terhadap bahan yang akan dikeringkan.
Bahan yang telah
dikeringkan mengandung senyawa-senyawa seperti protein, karbohidrat, lemak dan
mineral dalam konsentrasi yang lebih tinggi, akan tetapi lain halnya untuk
vitamin-vitamin dan zat warna pada umumnya akan menjadi rusak atau berkurang.
Perubahan warna seperti menjadi coklat, perubahan warna tersebut terjadi karena
reaksi-reaksi browning, non enzimatik yang paling sering terjadi reaksi antara
asam organic dengan gula pereduksi, reaksi antara asam-asam amino dengan gula
pereduksi, reaksi ini dapat menurunkan nilai gizi protein yang terkandung didalamnya.
Ada satu hal yang perlu
diperhatikan dalam pengeringan yaitu penggunaan panas, jika pengeringan
dilakukan dengan suhu yang terlalu tinggi maka bahan akan menyebabkan case
hardening yaitu dimana keadaan bahan dibagian luar sudah kering tapi dibagian
dalam masih basah, hal ini terjadi karena pengunaan suhu yang terlalu tinggi
sehingga permukaan bahan menjadi cepat kering dan mengeras, sehingga akan
menghambat pengeringan/penguapan dibagian tengah bahan karena terhalang oleh
bagian luar bahan yang sudah keras, case hardening juga bias terjadi karena
adanya perubahan-perubahan kimia tertentu misalnya terjadi pengumpalan protein
dipermukaan bahan karena panas atau terbentuknya dekstrin dari pati yang jika
dikeringkan akan menjadi bahan yang masif (keras), pada bahan case hardening
dibagian dalam bahan mikroba masih dapat tumbuh dan berkembang biak sehingga
bahan dapat menjadi busuk, untuk mencegah case hardening adalah dengan
mengunakan suhu yang tidak terlalu panas atau mengunakan tahapan-tahapan dalam
pengunaan suhu panas, misalnya memberikan pemanasan awal dengan suhu rendah.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
-
Pengeringan adalah suatu proses
menghilangkan air yang memerlukan energi panas untuk menguapkan air sampai batas tertentu agar mikroba tidak dapat
tumbuh kembali pada pangan.
-
Macam-macam pengeringan diantaranya
yaitu sun drying (pengeringan alami) dan aartificial drying (pengeringan
buatan).
-
Faktor-faktor yang mempengaruhi
pengeringan adalah luas permukaan, perbedaan suhu dan udara sekitarnya, kecepatan
aliran udara, tekanan udara serta kelembapan udara.
-
Pengeringan yang jika dilakukan dengan
suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan case hardening yaitu dimana keadaan
bahan dibagian luar sudah kering tapi dibagian dalam masih basah.
Ilham,
Fajri. 2014. Pengeringan Bahan Pangan. http://www.teknologi-pertanian.com/2014/11/pengeringan-bahan-pangan.html.
Diakses 09 Oktober 2015.
NN. 2010. Teori Pengawetan Pangan Dengan
Pengeringan. http://polisafaris.blogspot.co.id/2010/05/teori-pengawetan-pangan-pengeringan.html.
Diakses 09 Oktober 2015.
Tambunan, Armansyah.H, dan Lamhot P.Manulu.
Mekanisme Pengerigan Beku Produk Pertanian, Jurnal
Sains dan Teknologi Indonesia Vol.2, No.3, (Juni 2000), hal. 66-74
Humas-BPPT/ANY.
Tindaon, Westryan. 2013. Pengeringan. http://westryantindaon.blogspot.co.id/2013/07/pengeringan.html.
Diakses 09 Oktober 2015.
Winarno,F.G ,Srikandi fardiaz, dan Dedi
Fardia(1980). Pengantar Teknologi
Pertanian. PT. Gramedia. Jakarta Pusat.
