Teknik Pengeringan dengan Fluidized Bed Dryer


disusun oleh:

Ulya Rahmawati : G1F008048

Tri Rahayu Renggani : G1F008057

Giva Olviana Yudhista: G1F008083

Jurusan Farmasi, Fakultas Kedokteran dan Ilmu-Ilmu Kesehatan, Universitas Jenderal Soedirman (UNSOED), Jln. Dr. Soeparno Karangwangkal, Purwokerto, Banyumas, Jawa Tengah.

ABSTRAK

Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan sehingga mengurangi kandungan/sisa cairan di dalam zat padat itu sampai suatu nilai yang dikehendaki. Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida. Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering.

Bagian-bagian mesin pengering sistem fluidisasi adalah kipas (blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran udara. Selanjutnya adalah elemen pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara, plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Kemudian ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan dikeringkan ditempatkan. Terakhir adalah hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan ke ruang pengering.

Kata Kunci: Teknik Pengeringan, FBD (Fluidized Bed Drying), Teknologi Farmasi.

Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan sehingga mengurangi kandungan/sisa cairan di dalam zat padat itu sampai suatu nilai yang dikehendaki. Jika pengeringan berlangsung pada tekanan uap dan suhu rendah, maka akan terjadi pengeringan penguapan, sebaliknya jika suhu dan tekanan uap mendekati titik didih lembab disebut pengeringan pendidihan. Suplai dan perpindahan panas dapat berlangsung secara konveksi (pengeringan konveksi), penyinaran (pengeringan penyinaran) atau penghantaran (pengeringan kontak) (Voight, 1995).

Pengeringan biasanya merupakan suatu tahapan dari sederetan operasi, sehingga material tersebut siap untuk mengalami pemrosesan berikutnya atau bahkan merupakan produk akhir dari sederetan tahapan yang siap dikemas.

Sebagai contoh, proses pengeringan dalam bidang teknologi formulasi dilakukan pada:

  1. Pengeringan bahan baku
  2. Proses pencampuran
  3. Granulasi basah
  4. Pembuatan tablet salut gula
  5. Pembuatan preparat bahan baku, seperti:
  • Spray dried lactose
  • Alumunium hidroxida kering
  • Ekstrak kering

Manfaat dari pengeringan antara lain:

  1. Melindungi obat dari pengaruh degradasi
  2. Melindungi obat dari pengaruh mikroorganisme
  3. Memperbaiki sifat alir
  4. Memudahkan proses pengecilan partikel
  5. Meningkatkan stabilitas produk yang dikemas (Kurniawan, 2009).

Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida (Kunii dan Levenspiel, 1977).

Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah (Mujumdar, 2000). Proses pengeringan dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas sampai bahan terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan sehingga memperbesar luas kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan kalor konveksi, dan peningkatan laju difusi uap air.

Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran udara terendah dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan baik, sedangkan kecepatan udara maksimum adalah tingkat kecepatan tertinggi dimana pada tingkat kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering (Andayani, 1988 dalam Sawitri, 2003).

Flow diagram proses:

Image

Mekanisme kerja: Bahan yang akan dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu kedalam ruang pengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol dengan volume dan tekanan tertentu. Bahan yang telah kering (karena bobotnya sudah lebih ringan) akan keluar dari ruang pengeringan menuju siklon untuk ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan yang halus akan ditangkap oleh pulsejet bag filter.

Berikut ini adalah bagian-bagian mesin pengering sistem fluidisasi:

  1. Kipas (Blower)

Kipas (Blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran udara, yang akan digunakan pada proses fluidisasi. Kipas juga berfungsi sebagai penghembus udara panas ke dalam ruang pengering juga untuk mengangkat bahan agar proses fluidisasi terjadi.

  1. Elemen Pemanas (heater)

Elemen Pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara sehingga kelembaban relatif udara pengering turun, dimana kalor yang dihasilkan dibawa oleh aliran udara yang melewati elemen pemanas sehingga proses penguapan air dari dalam bahan dapat berlangsung.

  1. Plenum

 Plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Bagian saluran udara ini dapat berpengaruh terhadap kecepatan aliran udara yang dialirkan, dimana arah aliran udara tersebut dibelokkan menuju ke ruang pengering dengan bantuan sekat-sekat yang juga berfungsi untuk membagi rata aliran udara tersebut.

  1. Ruang Pengering.

Ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan dikeringkan ditempatkan. Perpindahan kalor dan massa uap air yang paling optimal terjadi diruang ini. Menurut Mujumdar (2000), tinggi tumpukan bahan yang optimal untuk pengering dengan menggunakan fluidized bed dryer adalah 2/3 dari tinggi ruang pengering.

  1. Hopper.

Hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan ke ruang pengering.

Adapun gambaran alat dan mekanisme kerja alat Fluidized Bed Dryer dapat dilihat pada video berikut:

video 1.1

 

Kelebihan pengering sistem fluidisasi:

  1. Aliran bahan yang menyerupai fluida mengakibatkan bahan mengalir secara kontinyu sehingga otomatis memudahkan operasinya.
  2. Pencampuran atau pengadukan bahan menyebabkan kondisi bahan hampir mendekati isothermal.
  3. Sirkulasi bahan diantara dua fluidized bed membuatnya memungkinkan untuk mengalirkan sejumlah besar kalor yang diperlukan ke dalam ruang pengering yang besar.
  4. Pengering tipe fluidisasi cocok untuk skala besar.
  5. Laju perpindahan kalor dan laju perpindahan massa uap air antara udara pengering dan bahan sangat tinggi dibandingkan dengan pengering metode kontak yang lain.
  6. Pindah kalor dengan menggunakan pengering tipe fluidisasi membutuhkan area permukaan yang relatif kecil.
  7. Sangat ideal untuk produk panas sensitif dan non-panas sensitif

Kekurangan pengering sistem fluidisasi:

  1. Sulit untuk menggambarkan aliran dari udara panas yang dihembuskan ke ruang pengering, dikarenakan simpangan yang besar dari aliran udara yang masuk dan bahan terlewati oleh gelembung udara, menjadikan sistem kontak/singgungan tidak efisien.
  2. Pencampuran atau pengadukan bahan padatan yang terus menerus pada hamparan akan menyebabkan ketidakseragaman waktu diam bahan di dalam ruang pengering, karena bahan terus menerus terkena hembusan udara panas.
  3. Tidak dapat mengolah bahan yang lengket atau berkadar air tinggi dan abrasive.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam sistem Fluidized Bed Dryer adalah pengaturan yang baik antara: tekanan udara, tingkat perpindahan panas dan waktu pengeringan, sehingga tidak timbul benturan/gesekan bahan/material pada saat proses pengeringan berlangsung. Untuk bahan yang lengket atau berkadar air tinggi sangat beresiko mengaplikasikan sistem ini, situasi seperti ini perlu dilakukan pengkondisian awal yaitu mencampurnya dengan bahan/material keringnya terlebih dahulu, agar tidak menimbulkan masalah pada unit siklon,demikian pula halnya untuk produk ahir yang halus dan ringan, sangat perlu menggunakan pulse jet bag filter, dikarenakan siklon penangkap produk umumnya tidak mampu berfungsi dengan baik, bahkan dapat menimbulkan polusi udara. Penentuan dimensi ruang bakar, suhu yang diaplikasikan serta volume dan tekanan udara sangat menentukan keberhasilan proses pengeringan, sehingga perlu diketahui data pendukung untuk merancang sistim ini diantaranya kadar air input, kadar air output, densiti material, ukuran material, maksimum panas yang diizinkan, sifat fisika/kimia, kapasitas output/input dan sebagainya.

Daftar Pustaka

Kunii, D. and Levenspiel, O., 1977, Fluidization Engineering, Original Edition, Robert E/ Krieger Publishing Co. New York.

Mujumdar (Ed.) 2000. Handbook of Industrial Drying, 2nd Ed., Marcel Dekker, New York.

Kurniawan, D.W dan Sulaiman, T.N.S. 2009. Teknologi Sediaan Farmasi. Graha Ilmu, Yogyakarta.

Voigt, R., 1995, Buku Pelajaran Teknologi Farmasi (terjemahan), Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

http://www.youtube.com/watch?v=nB4_L61-XWA

This entry was posted in TSF Mahasiswa 2010. Bookmark the permalink.

20 Responses to Teknik Pengeringan dengan Fluidized Bed Dryer

  1. Ayu Lestari says:

    Thanks ilmu nya🙂

  2. maaf mau tanya, yg dimaksud migrasi inter dan migrasi intra pada FBD itu bagaimana ?
    terimakasih

  3. maaf mau tanya, yg di maksud migrasi inter dan migrasi intra pada FBD itu bagaimana ?
    terimakasih

  4. klo untuk mesin pengerig coklat bisa di pake sistem ini gak mas..
    mohon pencerahannya…

  5. Nugroho 08 says:

    saya tertarik dengan artikel di atas,,
    saya masih kurang tahu…di industri penggunaan real metode iini diterapkan pada apa saja.?
    didalam prosesnya.,,alat ini menggunakan beberapa rumus farmasi fisik y?sebenarnya alat ini menggunakan dasar apa?

  6. ratnaajeng says:

    wah bagus infonya..
    terimakasih-terimakasih..🙂

  7. Tri Rahayu RA (G1F008057) says:

    @Titah
    Sesuai namanya, Fluidized Bed Dryer (FBD) ini adalah pengering yang menggunakan prinsip fluidisasi. Prinsip kerja mesin pengering ini adalah penghembusan udara panas oleh kipas peniup (blower) melalui suatu saluran ke atas bak pengering yang menembus hamparan bahan sehingga bahan tersebut dapat bergerak dan memiliki sifat seperti fluida. Pengeringan bahan padat terjadi dalam keadaan melayang.
    Untuk teknisnya, seperti yang telah dijelaskan di atas: bahan yang akan dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu kedalam ruang pengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol dengan volume dan tekanan tertentu. Bahan yang telah kering (karena bobotnya sudah lebih ringan) akan keluar dari ruang pengeringan menuju siklon untuk ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan yang halus akan ditangkap oleh pulsejet bag filter.

    -Tri Rahayu Renggani A (G1f008057)-

  8. Titah says:

    mau tanya,
    kalo prinsip kerja dr alat pengering tsb sndri gmn sih?

  9. Pharmassip says:

    nice info, apakah FBD ini dapat digunakan untuk skala lab ? dan sepertinya alat ini masih jarang digunakan di Indonesia ya ?

  10. @ratih_teah
    hanya ingin menambahkan,,,pengeringan dengan FBD sangat sering digunakan dalam industri farmasi karena memiliki banyak kelebihan, diantaranya yaitu waktu pengeringan jauh lebih sedikit dibandingkan model konvensional (proses pengeringan sangat cepat, secara umum waktu pengeringan setiap container memerlukan waktu sekitar 20-30 menit), suhu stabil, minimal keterlibatan pengguna tenaga kerja pemeliharaan disederhanakan dan menggunakan teknik konstruksi modular untuk memberikan pilihan instalasi yang fleksibel.
    adapun kelebihan lain dari metode pengeringan dengan FBD adalah, materi yang terfluidisasi fluida secara teratur,kelembaban produk yang ditarik keluar oleh kipas sehingga produk yang ditarik keluar oleh kipas sehingga produk menjadi kering dan menjadi rata di setiap butiran dengan kadar kekeringan yang sama (di bawah 1%).
    Di dalam container FBD diberikan penambahan optional pengaduk/stirrer yang berfungsi untuk menghindari aglomerasi bahan basah dan aliran saluran membentuk selama pengeringan.

    _Giva Olviana (G1F008083)_

  11. @ratih_teah
    hanya ingin menambahkan,,,pengeringan dengan FBD sangat sering digunakan dalam industri farmasi karena memiliki banyak kelebihan, diantaranya yaitu waktu pengeringan jauh lebih sedikit dibandingkan model konvensional (proses pengeringan sangat cepat, secara umum waktu pengeringan setiap container memerlukan waktu sekitar 20-30 menit), suhu stabil, minimal keterlibatan pengguna tenaga kerja pemeliharaan disederhanakan dan menggunakan teknik konstruksi modular untuk memberikan pilihan instalasi yang fleksibel.
    adapun kelebihan lain dari metode pengeringan dengan FBD adalah, materi yang terfluidisasi fluida secara teratur,kelembaban produk yang ditarik keluar oleh kipas sehingga produk yang ditarik keluar oleh kipas sehingga produk menjadi kering dan menjadi rata di setiap butiran dengan kadar kekeringan yang sama (di bawah 1%).
    Di dalam container FBD diberikan penambahan optional pengaduk/stirrer yang berfungsi untuk menghindari aglomerasi bahan basah dan aliran saluran membentuk selama pengeringan.

  12. Tri Rahayu RA (G1F008057) says:

    @ratih_teah
    terimakasih sebelumnya, kami juga berharap artikel ini bermanfaat untuk semua😀
    untuk pertanyaannya, jadi begini… seperti yang sudah kita ketahui, teknik pengeringan dalam bidang farmasi bermacam-macam. Pemilihan metode yang akan digunakan mempertimbangkan antara lain kualitas yang diinginkan, sifat bahan dasar, dan biaya. Pengeringan dengan sistem FBD sangat sering digunakan dalam industri farmasi terutama pada pengeringan granul pada pembuatan tablet dengan metode granulasi basah, karena alat ini dapat digunakan dalam skala besar.. Namun untuk skala laboratorium sepertinya cenderung jarang digunakan mengingat faktor biaya..

    -Tri Rahayu Renggani A (G1F008057)-

  13. ratih_teah says:

    wow kereeen artikelnya.. ini ilmu baru yang bisa saya dapatkan dan semoga bermanfaat untuk semuanya. yang ingin saya tanyakan apakah Teknik Pengeringan dengan Fluidized Bed Dryer sudah sering digunakan?

  14. Kira Abigail says:

    Ok, Terima Kasih atas tanggapan dan jawaban dari kalian

    Good Luck🙂

  15. ulyarahma says:

    @Kira Abigail
    berikut mekanisme kerja FBD dalam mengeringkan bahan: Bahan/material yang akan dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu kedalam ruang pengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol dengan volume dan tekanan tertentu, selanjutnya bagi bahan/material yang telah kering (karena bobotnya sudah lebih ringan) akan keluar dari ruang pengeringan menuju siklon untuk ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan/material yang halus akan ditangkap oleh pulsejet bag filter.
    —> Untuk bahan yang lengket atau berkadar air tinggi sangat beresiko mengaplikasikan sistim ini, situasi seperti ini perlu dilakukan pengkondisian awal yaitu mencampurnya dengan bahan/material keringnya terlebih dahulu, agar tidak menimbulkan masalah pada unit siklon.
    semoga menjawab…🙂
    (Ulya Raahmawati, G1F008048)

  16. Kira Abigail says:

    @Tri Rahayu RA
    Terimakasih untuk jawaban yang anda berikan
    Tapi, FBD ini kan menggunakan fluida, mengapa jumlah fluida tidak ditambah atau diganti dengan fluida lain agar proses pengeringan tidak terhambat dalam mengeringkan suatu bahan yang berkadar air tinggi?
    Maaf bila FBD ini tidak bisa menggunakan fluida lain, hanya menginspirasikan saja, agar pembaca yang lain dapat membuat inovasi baru…😉

  17. silvy caem says:

    good

  18. Tri Rahayu RA (G1F008057) says:

    @Kira Abigail..
    terimakasih untuk pertanyaannya..
    FBD tidak dapat mengolah bahan yang yang lengket karena akan menyebabkan jumlah fluida dalam ruang pengering berkurang sehingga proses pengeringan pun terhambat..
    Demikian sedikit jawaban dr kami semoga membantu.. :’)

    -Tri Rahayu Renggani A (G1F008057)-

  19. Pingback: Teknik Pengeringan dengan Fluidized Bed Dryer « what a wonderful world

  20. Kira Abigail says:

    Mengapa FDB ini tidak dapat mengolah bahan yang lengket atau berkadar air tinggi dan abrasive?
    Tolong dijelaskan!
    Ada beberapa bagian yg blm saya mengerti, trutama dibagian kekurangan FDB ini?
    Terima Kasih bila anda mau menjelaskan

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s