Advance Drying Technology for Heat Sensitive Products

This book presents the advance drying technology for heat sensitive products cited from international journals, handbooks, and current research of authors. In the first edition, the printing and publication was funded Diponegoro University. In this second edition, the publication was supported from Directory of Higher Education under competitive research grant. The topic discusses the current drying technology for heat sensitive product, challenges, development and application in accordance with high quality product as well as efficient energy usage. Unlike first edition, this book observes and evaluates several food products drying under air dehumidification. The conceptual process has been also submitted to Indonesian Patent 2014. In the first edition, the book consisted of 7 chapters. Whereas, in this second edition, the book was extended up to 10 chapters completed with application of air dehumidification for food drying. Chapter 1 discusses about the challenge and progress on drying technology development. Chapter 2 describes the application and research of vacuum and freezes dryer. It is followed by the concept of air dehumidified by zeolite for efficient drying, depicted in Chapter 3. Chapter 4 evaluates the conventional condenser and adsorption dryer for low temperature drying. Chapter 5 is an overview of microwave and radio frequency dryer. After that, Chapter 6 presents the types of dryers applied in industries involving tray, spray, fluidized, moving bed, and drum dryer. Chapter 7 evaluates the future possible development for innovative dryer namely adsorption dryer with zeolite for industry. Chapters 8, 9 and 10 present the application of air dehumidification for agriculture and food drying. These chapters are results of the research conducted during 2012 – 2014

Tinjauan Efisiensi Panas pada PengeringanPadi dengan Menggunakan Pengering Fluidisasi Berbahan Bakar Sekam

Currently, paddy drying with fluidized bed dryer has been widely applied. However, to achieve high efficiency and shorten drying time the drying was operated at high temperatures with external heating. As a result, the process reduced the paddy quality. This research used husk as fuel for heating in the fluidized bed dryer. Husk was burned in a burner integrated with the dryer. Husk combustion heated up air for drying that was kept ranging 60 - 70oC by regulating the oxygen supply. The result showed that about 1.4 kg of husk was required for drying 2.0 kg/batch of paddy up to moisture 14% (wet basis). In this process, the drying time was about 60 minutes and the thermal efficiency 80.0%. The thermal efficiency increased with the increase of paddy capacity but the drying time was longer. Moreover, rice quality after drying process can be also retained. It was proved by comparing the data with SNI 6128: 2008

INOVASI DAN HILIRISASI SISTEM PENGERING MELALUI DEHUMIDIFIKASI UDARA DENGAN ZEOLITE UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS BAHAN PANGAN

Pengeringan merupakan tahap yang menentukan dalam pengolahan produk bahan pangan. Peranan teknologi pengeringan semakin strategis dalam kehidupan manusia dimana pola konsumsi masyarakat moderen telah menyebabkan permintaan produk-produk makanan dan minuman dalam bentuk kering atau pun ekstrak kering dengan mutu yang hampir sama atau bahkan sama dengan kondisi naturalnya mengalami peningkatan yang signifikan. Tercatat banyak sekali aneka produk makanan instan atau ekstrak kering yang beredar di pasaran mulai dari ekstrak minuman, sari buah, mie instant (cepat saji), sayuran kering, ekstrak jamu dan bahkan suplemen. Meski demikian, saat ini, teknologi pengeringan masih terkendala dengan rendahnya kualitas produk dan borosnya penggunaan energi. Rendahnya kualitas produk disebabkan oleh terdegradasinya kandungan nutrisi, vitamin, dan bahan aktif akibat intervensi suhu yang tinggi. Sebagai contohnya adalah: browning (berubah warna menjadi coklat), karbonasi (sehingga warna menjadi hitam), de-naturasi protein, perubahan fisik dan kimia karena reaksi enzimatis, penguapan (untuk bahan aktif yang mudah menguap), serta karamelisasi (kerusakan gula, glukosa, dan turunanannya menjadi karamel). Sementara itu, penggunaan energi dalam proses pengeringan juga cukup besar. Untuk pengolahan bahan pangan lebih dari 50% total energi proses hanya digunakan untuk pengeringan, sedangkan untuk pasca panen kebutuhan energi bahkan mencapai porsi 70% dari seluruh rangkaian proses. Hal ini disebabkan oleh tidak efisiennya sistem pengeringan. Saat ini, efisiensi energi sistem pengering berkisar 30 - 60%, yang berarti bahwa energi yang harus disediakan 2 - 3 kali dari kebutuhan riilnya. Dengan jumlah sebesar itu, proses pengeringan menyerap 20 - 30% dari biaya operasi pengolahan produk. Beberapa sistem pengering moderen seperti pengering vakum, freeze dryer (pengering berhawa dingin), mikrowave, radio frekuensi, mampu mempertahankan mutu produk, namun penggunaan energinya tidak efisien. Bahkan dalam 25 tahun terakhir belum dihasilkan sistem pengeringanan yang efisien dan mampu beroperasi pada suhu yang rendah atau medium. Dengan terbatasnya sumber energi terutama bahan bakar fosil, harga bahan bakar dunia yang sulit diprediksi, pesatnya industrialisasi, perubahan iklim dunia, dan kenaikan emisi gas rumah kaca, maka sistem pengering yang efisien menjadi urgen dibutuhkan. Sistem pengering menggunakan media udara yang didehumidifikasi dengan zeolite berpotensi meningkatkan kualitas produk dengan kebutuhan energi yang efisien. Pada sistem ini, udara sebagai media pengering dikontakkan dengan zeolite. Akibatnya, kadar air di udara terserap, dan kelembaban relatif (RH) turun hingga mendekati 0.0%. Udara berkelembaban rendah ini, mampu meningkatkan driving force penguapan air, sehingga proses pengeringan berlangsung lebih cepat dan efisien, terutama pada suhu rendah. Potensi ini sangat tepat untuk pengeringan bahan pangan, aditif, maupun obat yang sensitif terhadap panas. Keuntungan komparatif dari sistem ini adalah adanya potensi penghematan bahan bakar untuk penyediaan panas, serta dihasilkannya produk bahan pangan atau aditif dengan kualitas tinggi. Naskah pidato ini, berisi tentang hasil-hasil penelitian sistem pengering dengan media udara yang didehumidifikasi zeolite, mulai dari skala laboratorium, skala menengah, serta hilirasisi pada industri dan UKM. Beberapa produk telah diujicobakan antara lain jagung, padi, bawang merah, rumput laut, ekstrak rumput laut (karaginan), eksktrak kayu secang dan bunga rosela. Hasil menunjukkan bahwa proses pengeringan dengan zeolite mampu mempertahankan kualitas nutrisi dan senyawa aktif dalam bahan pangan. Selain itu, sistem pengering dengan media udara yang didehumidifikasi zeolite mampu bekerja secara efektif dengan efisiensi energi 75%. Bahkan untuk proses multistage (multi tahap), efisiensi energinya mencapai 90% (30% di atas sistem pengering tanpa zeolite). Keuntungan komparatif yang dapat diperoleh adalah berpotensi menghemat biaya operasi dan waktu pengembalian investasi yang lebih cepat. Dengan hasil tersebut, telah nampak bahwa gagasan ini sangat berpotensi dikembangkan baik pada industri kecil, menengah maupun besar. Penghematan bahan bakar akan menurun biaya operasi. Dengan biaya yang lebih rendah, maka harga produk yang dihasilkan akan lebih kompetitif. Selain itu, kualitas produk pangan yang dihasilkan juga tinggi karena dikeringkan pada suhu rendah. Hal ini menjadi potensi dimana produk akan memiliki daya guna dan saing yang tinggi pada pasaran lokal, nasional, maupun ekspor, sehingga akan mendorong pengembangan iklim usaha dalam negeri. Sementara dari lingkungan dan keberlanjutan, penghematan bahan bakar akan mendorong terciptanya udara yang lebih bersih, karena mampu menurunkan emisi gas rumah kaca, serta turut menjaga keberlangsungan sumber bahan bakar fosil yang masih terbatas. Dalam riset ini, bahan bakar alternatif yaitu sekam padi juga telah diujicobakan sebagai sumber panas, dengan hasil yang sangat positif. Penggunaan bahan bakar terbarukan ini, mendorong kemandirian energi dalam menghasilkan produk pangan berkualitas. Produk pangan yang bermutu tinggi merupakan faktor penting dalam pembentukan karakter bangsa (sumber daya manusia)

A Novel Energy Efficient Adsorption Drying with Zeolite For Food Quality Product: A Case Study in Paddy and Corn Drying

Nowadays, the importance of powdered food products as for example soups, sauces, dried yeasts, and herbal medicine is increasing for consumer convenience. Mostly, these products have been produced with drying process either, direct sunlight, conventional, or modern dryer. The direct sunlight dryer depends on the daily weather extremely both in the product drought and process continuity. Meanwhile,conventional dryer results high energy consumption as well as low product quality due to the introduction of hot air. In addition, modern dryer process can improve the product quality, but the energy efficiency was fair. This paper discusses the design and application of adsorption dryer with zeolite for food. Here, the air as drying medium was dehumidified by zeolite to enhance the driving force. Thus, the drying can be well conducted in low or medium temperature. The dryer was designed in single and multi stage system. Result showed that energy efficiency of single stage dryer was 70 - 72% (10% higher than that of conventional dryer). While in multi stage, the energy efficiency can reach 80% (for two stage) and 90% (for three stage). In corn and paddy drying, the dryer with zeolite can speed up drying time and retain the nutrition and physical quality

SISTEM PENGERING DENGAN MEDIA UDARA YANG DIDEHUMIDIFIKASI ZEOLITE SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN MUTU PRODUK BAHAN PANGAN

Pengeringan merupakan tahap yang menentukan dalam pengolahan produk bahan panga dan aditif. Meski demikian, proses pengeringan masih terkendala dengan rendahnya kualitas produk dan borosnya penggunaan energi. Untuk pengolahan bahan pangan lebih dari 50% total energi digunakan untuk pengeringan, sedangkan untuk pasca panen kebutuhan energi mencapai 70% dari seluruh rangkaian proses. Sementara itu, degradasi kualitas produk seperti rusaknya nutrisi dan vitamin, perubahan tekstur, hilangnya komponen aktif dan volatil,serta perubahan warna, terjadi akibat intervensi suhu yang tinggi selama proses. Sistem pengering adsorpsi dengan zeolite berpotensi untuk mengatasi kendala tersebut. Pada sistem ini, udara sebagai media pengering didehumidifikasi dengan zeolite. Akibatnya, kadar air di udara turun sampai 0.1 ppm, dan suhunya naik 5 - 10oC lebih tinggi. Udara kering dan hangat ini akan mampu mempertahankan driving force pengeringan tetap tinggi, serta mempertahankan mutu produk. Pada penelitian ini, produk pangan yaitu padi, dan karaginan diujicobakan untuk mengevaluasi kinerja sistem pengeringan dengan adsorpsi. Hasil menunjukkan bahwa pada suhu 50 – 60oC, waktu pengeringan padi dua kali lebih cepat dari pengeringan biasa. Sedangkan untuk pengeringan karaginan yang dioperasikan pada suhu 60 – 80oC, penghematan waktu bisa 1 – 2 jam lebih cepat. Disamping itu, warna, tekstur, dan kandungan nutrisi, dapat dipertahankan tetap tinggi

Aplikasi Sistem Pengering Adsorpsi Untuk Bahan Pangan dan Aditif

Hasil berbagai literatur dan experimen yang telah dilakukan penulis, menunjukkan bahwa pengeringan dengan zeolite cukup propspektif dikembangkan. Walaupun demikian masih perlu dikaji terus secara intensif agar dapat diketahui betul kendala-kendala yang timbul dalam aplikasinya nanti. Sampai saat ini baru sedikit sekali aplikasi pengeringan yang menggunakan sistem adsorpsi ini, rata-rata dikarenakan regenerasi zeolitenya memerlukan suhu yang tinggi. Penelitian lanjutan perlu dilakukan berapa energi real yang digunakan untuk regenerasi, dan berapa energi yang dapat dimanfaatkan secara langsung untuk penguapan air pada proses pengeringan. Perhitungan-perhitungan matematis telah dilakukan pada beberapa artikel dan buku yang ditulis oleh peneliti, namun demikian verifikasi lanjutan dalam praktek nyata perlu dilakukan terutama untuk mendesain demonstrasi unit yang dapat digunakan untuk percontohan industri dan UKM. Unit ini nantinya dapat digunakan untuk pembelajaran maupun pelatihan pihak-pihak yang memerlukan sekaligus sebagai promosi kemampuan peneliti UNDIP di bidang teknologi pengeringan. Secara umum dapat dikatakan bahwa ide penggunaan zeolite ini telah memberikan inspirasi bagi pengembangan baru di dunia teknologi pengeringan. Dampaknya juga cukup signifikan karena hal ini juga akan merangsang modifikasi zeolite terutama dari alam Indonesia agar dapat sesuai digunakan dalam proses ini. Belum lagi perluasan aplikasi pada produk pertanian pangan dan tanaman obat, peternakan, dan perikanan, serta produk-produk yang sensitive terhadap panas menjadikan hasanah ilmu di dunia pengeringan berkembang

PEMANFAATAN MINYAK GORENG BEKAS MENJADI DETERGEN ALAMI MELALUI KOMBINASI REAKSI TRANS-ESTERIFIKASI DAN SULFONASI

Deterjen adalah produk yang banyak digunakan oleh masyarakat untuk membersihkan pakaian. Mengingat efek buruk detergen sintetis bagi alam yaitu susah terdegradasi oleh alam, maka perlu di cari inovasi pengganti bahan pembuatan detergen yang ramah lingkungan dan juga pengurangan limbah minyak goreng bekas yang cukup melimpah. Dengan dilakukannya studi ini diharapkan dapat mengetahui kondisi optimum pembuatan detergen alami dari minyak goreng bekas dengan teknologi tepat guna, serta mengetahui variabel yang berpengaruh dalam pembuatannya. Penelitian dilakukan dengan memproduksi Metil ester sulfonat (MES) sebagai bahan aktif dalam detergen dengan proses kombinasi trans-esterifikasi dan sulfonasi dengan bahan baku minyak goreng bekas yang selanjutnya di pelajari kondisi operasi dalam pembuatan detergen alami dari MES yang di campurkan bahan lain sebagi komposisi detergen tersebut. Penelitian ini mengkaji suhu operasi, %zeolit, dan kecepatan pengadukan sehingga di dapat kondisi operasi optimum dalam pembuatan detergen alami dari minyak goreng bekas. Variabel tetap yang digunakan dalam penelitian ini adalah volume MES sebanyak 100ml, berat CMC sebanyak 20%, berat soda ash sebanyak 45%, dan jenis bahan penunjang yaitu zeolit Na . Sedangkan variabel berubahnya adalah suhu operasi pada 60oC, 80oC dan 100oC, % zeolit sebanyak 10%, 20%, dan 30%, serta kecepatan pengadukan 120 rpm, 180 rpm dan 240 rpm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum pada suhu 105°C, kecepatan pengadukan 260 rpm, dan % zeolit sebanyak 32% sehingga menghasilkan daya detergensi sebesar 46% mendekati daya detergensi surfaktan LAS murni sehingga detergen dari minyak goring bekas ini layak di gunakan. Variabel bebas yang paling berpengaruh adalah kecepatan pengadukan, di ikuti oleh %zeolit kemudian suhu

PENINGKATAN KAPABILITAS UNIT USAHA TAHU SEHAT SARI MELALUI PERBAIKAN PENANGANAN PASCA PANEN KEDELAI DAN PENGEMASAN PRODUK

Kendala yang dialami oleh UKM Tahu umumnya adalah masalah kontinyuitas bahan baku, proses produksi yang belum cepat, pemanfaatan dan pengolahan limbah belum maksimal, serta minimnya diversifikasi produk, pemasaran dan manajemen usaha yang masih konvensional. Program ini bertujuan untuk meningkatkan kapabilitas UKM Tahu Sehat Sari, melalui aplikasi penanganan pasca panen kedelai, peningkatan efisiensi proses produksi, pengemasan dan diversifikasi produk. Hasil menunjukkan alat utama yang diintroduksikan telah sukses digunakan UKM Mitra. Pengering kedelai kombinasi UV (ultra violet)-zeolite-silika telah terpasang dengan kapasitas 20 Ton mampu mengeringkan kedelai secara lebih cepat. Unit ini sekaligus berfungsi sebagai tempat penyimpanan kedelai berkelembaban rendah, sehingga mampu menjaga tingkat kekeringan kedelai. Sedangkan unit pengepakan/packaging tahu otomatis dilengkapi sistem vacuum mampu mengemas tahu secara lebih cepat dan rapi. Tim juga berhasil mendorong UKM mitra mengembangkan usaha, berupa outlet Kafe berbasis olahan Tahu di Wisata Argabumi, Selo, Boyolali

Corn Drying with Zeolite in The Fluidized Bed Dryer under Medium Temperature

Drying is an important step to find high quality of corn. Based on Standard of National Industry, populer as SNI, number 01-3920-1995, the corn was well stored at moisture content 14% or below (wet basis). However, conventional corn drying dealed with in-efficient energy process and corn quality degradation. This research evaluated the performance of corn drying assisted by zeolite as moisture adsorbent. In this process, the zeolite and corn were placed in the dryer fluidized by warm air as drying medium under 40 - 50oC. The air evaporated water product from corn, and at same time the zeolite adsorbed moisture in air. So, the relative humidity of air in dryer can be kept low in which enhanced the driving force for drying. Beside that, the moisture adsoprtion by zeolite was exothermic process that can supply the energy for drying or keep the dryer temperature. Thus, the drying rate can be faster. This work foccussed to observe the effect of drying temperature, air velocity, and corn to zeolite ratio on drying time as well as corn quality. As indicators, the drying rate was estimated and the proxymates content such as protein, fat, and carbohydrate content were analyzed. The results showed that compared with conventional fluidised bed dryer, corn drying with zeolite, can speed up drying time as well as improving the constant of drying rate. In addition, the corn proximate nutrition content can be well retained. At operating temperature 40oC, air velocity 9 m.s-1, and zeolite to corn ratio 1:2, the drying time can be 60 minutes shorter compared to that without zeolite