Drying

Drying adalah penghilangan sejumlah kecil air dari suatu zat padat dengan jalan menguapkannya kedalam suatu arus gas. Operasi pengeringan ini dlakukan dengan cara menghembuskan udara (gas) panas yang tidak jenuh pada bahan yang akan dikeringkan. Air (atau cairan lain) mennguap 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 gas.
Operasi pengeringan banyak dijumpai dalam industri kimia. Operasi ini dlakukan untuk tujuan sebagai berikut:

1.Memudahkan penanganan selanjutnya
2.Mengurangi biaya pengemasan dan transportasi
3.Mengawetkan bahan
4.Mengurangi bahaya korosi
5.Meningkatkan nilai guna suatu bahan atau agar dapat memberikan hasil yang baik pada suatu penggunaan.

Bila suatu zat padat basah dikontakkan dengan udara pengering yang memiliki kandungan moisture air tertentu, maka air pada bahan padat dan media pengering tersebut akan bergera menuju kesetimbangan. Bila tekanan uap air pada udara pengering lebih kecil dari tekanan uap air pada permukaan solid basah, maka air yang ada pada permukaan solid menuju kesetimbangan dengan mengeluarkan tekanan uap. Hal yang sama diikuti pula dari bagian dalam solid terhadap permukaannya tadi. Dengan kata lain, kita hanya dapat mengeringkan suatu solid hingga solid itu mengandung air 10 % dry basis bila digunakan udara pengering yang bertekanan uap 10 %. Panas yang harus disediakan pada alat pengering mencakup :
1.Pemanasan / pendinginan awal feed ke suhu penguapannya
2.Menguapkan liquid hingga kadar air yang diinginkan
3.Memanaskan solid ke temperatur akhirnya.
4.Memanaskan uap air ke temperatur akhirnya.

Bone Dry
Bone dry sering diartikan sebagai kering tulang yang pengertiannya adalah material solid yang benar-benar kering (kadar air = 0). Pada kenyataannya diperlukan waktu yang sangat panjang untuk mengeringkan bahan tersebut dan udara pengeringnya juga harus 100 % kering. Maka bila pada selang waktu tertenntu dalam periode pengeringan tersebut beratnya telah konstan, maka dapat diasumsikan kandungan airnya telah setimbang dengan kandungan air di udara pengering.

Critical Moisture Content
Seiring berkurangnya kadar air bahan, maka periode pengeringan dengan laju konstan akan berakhir pada kadar air bahan tertentu, yang diikuti dengan laju pengeringan menurun. Titik mengakhiri periode pengeringan konstan ini disebut dengan kandungan air kritis. Hal ini menandai saat dimana air pada permukaan solid tidak lagi mencukupi untuk dipertahankan jumlahnya pada seluruh permukaan yang dikeringkan.
Kandungan air kritis ini bervariasi sesuai dengan laju alir, ketebalan/diameter bahan bukanlah merupakan properties of materials, tetapi merupakan properties of constan drying condition ( kondisi pengeringan konstan).

Bahasa ilmiah pengeringan adalah penghidratan yang berarti menghilangkan air dari suatu bahan. Proses pengeringan atau penghidratan berlaku apabila bahan yang dikeringkan kehilangan sebagian atau keseluruhan air yang dikandungnya. Proses utama yang terjadi apabla air yang dikandung suatu bahan teruap yaitu apabila panas diberikan kepada bahan tersebut.
Pengeringan juga dapat berlangsung dengan cara lain yaitu dengan memecahkan ikatan molekul-molekul air yang terdiri dari unsur dasar oksigen dan hidrogen dipecahkan, maka molekul tersebut akan keluar dari bahan. Akibatnya bahan terebut akan kehilangan air yang dikandungnya. Cara ini disebut dengan pengeringan atau penghidratan. Untuk memecahkan ikatan oksigen dan hydrogen ini, biasanya digunakan gelombang mikro. Gelombang mikro merambat dengan frekuensi yang tinggi.apabila gelombang mikro disesuaikan setara dengan getaran molekul-molekul air maka akan terjadi resonasi yaitu ikatan molekul-molekul oksigen dan hydrogen digetarkan dengan kuat pada frekuensi gelombang mikro yang diberikan sehingga ikatannya pecah. Hal ini yang menyebabkan air tersebut menguap.
Pengeringan adalah operasi pemisahan atau pengeluaran air dari suatu bahan yang jumlahnya relative kecil, dengan menggunakan panas. Operasi pengeringan ini dilakukan dengan cara menghembuskan udara (gas) panas yang tidak jenuh pada bahan yang akan dikeringkan. Air atau cairan lain menguap pada suhu yang relative rendah dari titik didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut dengan medium pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus mmbawa air keluar. Perbedaanya dengan operasi penguapan (evaporasi) adalah jumlah air yang diuapkan dan cara pengeluaran uapnya , sehingga jenis peralatannya pun berbeda. Pada evaporasi jumlah air yang diuapkan jauh lebih besar dan tidak ada medium yang membawa uap airnya.
Laju pengeringan diperlukan untuk merencanakan jadwal (waktu ) pengeringan untuk memperkirakan ukuran alat yang digunakan untuk pengeringan suatu bahan tertentu. Percobaan pengeringan dilakukan dengan cara mengeringkan suatu bahan dengan kondisi (suhu, kelembaban, dan laju alir) udara yang tetap. Berat bahan diamati pada tiap selang waktu tertentu. Dari data berat bahan pada berbagai waktu pengeringan dapat ditentukan laju pengeringan pada berbagai saat. Percobaan ni dilangsungkan sampai ahan tidak lagi mengalami perubahan berat.

Prnsip pengeringan biasanya akan melibatkan dua kejadian, yaitu:
1.Panas yang diberikan pada bahan , dan
2.Air harus dikeluarkan dari bahan
Dua fenomena ini menyangkut transfer panas kedalam dan transfer massa keluar. Yang dimaksud dengan transfer massa adalah pemindahan air keluar dari bahan pangan. Dalam pengeringan pangan umumnya diinginkan kecepatan pengeringan maksimum. Perpindahan panas dalam proses pengeringan dapat terjadi dengan dua cara yaitu pengeringan langsung dan pengeringan tak langsung. Pengeringan langsung adalah sumber panas berhubung dengan bahan yang dikeringkan, sedangkan perngeringan tak langsung yaitu panas dari sumber panas dilewatkan melalui permukaan benda padat dan converter tersebut yang berhubungan dengan bahan pangan. Setelah panas sampai ke bahan pangan maka air dari sel-sel bahan pangan akan bergerak kepermukaan bahan kemudian keluar.

Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah sebagai berikut:
1.Air bergerak melalui tekanan kapiler
2.Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian bahan
3.Penarikan air kepermukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan permukaan komponen padatan dari bahan
4.Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pengeringan :

Luas permukaan
Untuk mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau diiris terlebih dahulu, hal ini terjadi karena:
1.Pemotongan /pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luar dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah keluar
2.Potongan-potongan kecil mengurangi jarak dimana panas bergerak sampai ke pusat bahan pangan.

Perbedaan suhu dan udara sekitarnya
Semakin tinggi suhu pengeringan, maka proses pengeringan, maka proses pengeringan akan semakin cepat.

Kecepatan aliran udara
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.

Tekanan udara
Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk menyangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kecepatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tertampung dan disingkirkan dari bahan.