METODE PENGERINGAN ROTARY DRYER


METODE PENGERINGAN ROTARY DRYER

Disusun Oleh:
Bella Martha Heriana ( G1F009055 )
Asih Fitri Rohani         ( G1F009056 )
Sri Afriani M                ( G1F009057 )
Jurusan Farmasi, Fakultas Kedokteran dan Ilmu-Ilmu Kesehatan, Universitas Jenderal Soedirman (UNSOED), Jln. Dr. Soeparno Karangwangkal, Purwokerto, Jawa Tengah
_____________________________________________________________

Abstrak

Pengeringan adalah suatu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan penguapan melalui pengunaan energi panas. Kandungan air tersebut dikurangi sampai batas tertentu sehingga mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi didalamnya. Pengeringan pada industri biasanya menggunakan suatau alat salah satunya dengan menggunakan rotary dryer. Rotary dryer bekerja menggunakan aliran panas yang mengalir dimana terjadi kontak dengan bahan yang akan dikeringkan. Pengering rotary dryer digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk bubuk, granula, gumpalan partikel padat dalam ukuran besar. 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 menggunakan alat ini lebih merata dan lebih banyak mengalami penyusutan.
Kata kunci : Pengeringan; Rotary Dryer; Aliran panas

Proses pengeringan terjadi melalui penguapan air karena perbedaan tekanan dan potensial uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Penguapan kandungan air yang terdapat dalam bahan juga terjadi karena adanya panas yang dibawa oleh media pengering yaitu udara. Uap air tersebut akan dilepaskan dari permukaan bahan ke udara pengering. Penguapan air dari bahan meliputi empat tahap yaitu :
1)      Pelepasan ikatan dari bahan
2)      Difusi air dan uap air ke permukaan bahan
3)      Perubahan tahap menjadi uap air
4)      Perpindahan uap air ke udara (Sumarsono, 2004).
Peristiwa yang terjadi selama proses pengeringan meliputi dua proses, yaitu perpindahan panas dan perpindahan massa. Perpindahan panas yaitu proses pemberian panas pada bahan untuk menguapkan air dari dalam bahan atau proses perubahan bentuk cair ke bentuk gas. Sedangkan perpindahan massa yaitu pengeluaran massa uap air dari permukaan bahan ke udara.
Saat ini telah dikenal banyak sekali jenis mesin pengering yang bekerja dengan berbagai prinsip pindah panas dan massa yang sangat beragam. Diantara sekian banyak jenis mesin pengering terdapat beberapa yang paling sering digunakan untuk mengeringkan produk farmasi salah satunya rotary dryer.
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 1200-1800oF tetapi pengering ini lebih seringnya digunakan pada suhu 400-900oF (Earle, 1969).
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 (Anonim, 2009).
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 (Anonim, 2009).
Secara umum, alat rotary dryer terdiri 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 (Jumari, A dan Purwanto A., 2005). 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 (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).
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 dryer dilengkapi 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 (Earle, 1969). 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.
Proses yang terjadi di dalam rotary dryer sangat kompleks dan masih sedikit dimengerti dengan baik sehingga menjadi obyek penelitian dari banyak peneliti. Untuk dapat menganalisis dan mendesain sistem rotary dryer secara benar dan meyakinkan, perlu difahami fenomena perpindahan panas, perpindahan massa dan transportasi partikel padat di dalam rotary dryer. Mula-mula panas dipindahkan dari gas ke padatan basah, karena adanya driving force suhu, dan temperatur padatan akan naik dan kehilangan uap air. Uap air berpindah ke aliran gas karena adanya gradien tekanan uap. Hal ini merupakan proses simultan dari perpindahan massa dan perpindahan panas yang terjadi pada saat partikel padat bergerak secara kontinyu membentuk pancaran berputar di seluruh silinder dari masukan sampai keluaran (Earle,1989). Metoda perpindahan panas yang terjadi adalah konveksi dan konduksi.
Pada umumnya kebanyakan alat pengering, panas dipindahkan dengan lebih dari satu cara, tetapi pengering industri tertentu (misalnya pengeringan makanan) mempunyai satu metoda perpindahan panas yang dominan. Sedangkan pada rotary dryer, perpindahan panas yang dominan adalah perpindahan panas konveksi, panas yang diperlukan biasanya diperoleh dari kontak langsung antara gas panas dengan padatan basah. Pengeringan dalam rotary dryer menggunakan suhu tidak lebih dari 70oC dengan lama pengeringan 80-90 menit, dan putaran rotary dryer 17-19 rpm. Untuk memperoleh hasil pengeringan yang baik selain ditentukan oleh suhu dan putaran mesin juga ditentukan oleh kapasitas mesin pengering. Kapasitas per batch mesin pengering ditentukan oleh diameter mesin itu.

Rotary dryer diklasifikasikan sebagai direct, indirect-direct, indirect dan special types. Istilah tersebut mengacu pada metode transfer panasnya, istilah direct digunakan pada saat terjadi kontak langsung antara gas dengan solid. (Perry, 1984). Peralatan rotary dryer dapat diaplikasikan untuk pemrosesan material solid secara batch maupun kontinyu. Material solid harus mempunyai sifat dapat mengalir bebas dan berwujud granular (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).
Dalam merencanakan alat pengering rotary dryer hendaklah diketahui kadar air input, kadar air output, densiti material, ukuran material, maksimum panas yang diijinkan, sifat fisika atau kimia, kapasitas output, dan ketersediaan jenis bahan bakar sehingga dapat ditentukan dimensi rotary dryer, sistem pemanas (langsung atau tidak langsung), arah gas panas (co-current atau counter current), volume dan tekanan udara, kecepatan dan tenaga putar, dan dimensi siklon (Anonim, 2009).
Pengering  rotari telah menjadi andalan bagi banyak industri yang menghasilkan produk dalam tonase yang tinggi. Pengeringan ini biasanya membutuhkan  modal yang besar dan kurang efisien, tetapi sangat fleksibel. Penggunaan tabung uap yang dibenamkan dalam  sel yang berputar membuat pengeringan pancuran (cascanding rotary dryer) lebih efisien secara termal.
Pengering rotary memiliki keuntungan dari struktur yang wajar, manufaktur yang sangat baik, output tinggi, konsumsi energi yang rendah, operasi yang mudah digunakan dan sebagainya. Pengering rotary berlaku untuk bahan partikel, dan juga berlaku untuk bahan pasta dan kental yang bercampur dengan bahan partikel, atau bahan yang kadar air tinggi. Ini memiliki keuntungan dari volume produksi yang besar, berbagai aplikasi, hambatan aliran kecil, rentang disesuaikan besar, dan operasi yang mudah digunakan, dll (Anonim, 2008).
Secara umum, unit pemanas langsung merupakan unit yang sederhana dan paling ekonomis. Unit ini digunakan pada saat kontak langsung antara padatan dan flue gas dapat ditoleransi. Karena beban panas total harus diberikan dan diambil, sejumlah volume total gas yang besar dan kecepatan yang tinggi diperlukan. Kecepatan gas yang ekonomis biasanya kurang dari 0,5 m/s (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).

Bagian dalam alat yang berbentuk silindris ini, semacam sayap yang banyak. Melalui antara sayap-sayap tersebut dialirkan udara panas yang kering sementara silinder pengering berputar. Dengan adanya sayap-sayap tersebut bahan seolah-olah diaduk sehinga pemanasan meratadan akhirnya diperoleh hasil yang lenih baik. Alat ini dilengkapi 2 silinder, yang satu ditempatkan di bagian dekat pemasukan bahan yang akan dikeringkan, dan yang satu lagi di bagian dekat tempat pengeluaran bahan hasil pengeringan. Masing- masing silinder tersebut berhubungan dengan sayap-sayap (kipas) yang mengalirkan secara teratur udara panas disamping berfungsi pula sebagai pengaduk dalam proses pengeringan, sehingga dengan cara demikian pengeringan berlangsung merata.
Keuntungan penggunaan rotary/drum dryer sebagai alat pengering adalah :
  1. Dapat mengeringkan baik lapisan luar ataupun dalam dari suatu padatan
  2. Penanganan bahan yang baik sehingga menghindari terjadinya atrisi
  3. Proses pencampuran yang baik, memastikan bahwa terjadinya proses pengeringan bahan yang seragam/merata
  4. Efisiensi panas tinggi
  5. Operasi sinambung
  6.  Instalasi yang mudah
  7. Menggunakan daya listrik yang sedikit
Kekurangan dari penggunaan pengering drum diantaranya adalah :
  1. Dapat menyebabkan reduksi kuran karena erosi atau pemecahan
  2. Karakteristik produk kering yang inkonsisten
  3. Efisiensi energi rendah
  4. Perawatan alat yang susah
  5. Tidak ada pemisahan debu yang  jelas

    Referensi :

    Anonim, 2008, Rotary Dryer, http://www.zcrusher.com/rotary-dryer.html, , diakses 11 Juni 2012.
    Anonim, 2009, Rotary Dryer, http://www.artech.co.id, diakses 11 Juni 2012.
    Earle, R. L. 1969. Satuan Operasi dalam Pengolahan Pangan. Penerjemah Z. Nasution. Sastra Hudaya, Bogor.
    Franky, 2010, Cara Kerja Rotary Dryer, http://fajareko-fs.blogspot.com, diakses 11 Juni 2012.
    Jumari, A dan Purwanto A., 2005, Design of Rotary Dryer for Improving the Quality of Product of Semi Organic Phospate Fertilizer, Jurusan Teknik Kimia F.T. UNS : Solo
    Sumarsono, 2004, Kajian Perilaku Suhu Udara Dalam Ruang Pengering, Jurnal Penelitian UNIB, Vol. X, No.1, Hlm. 20-25.


This entry was posted in TSF 2009-B. Bookmark the permalink.

4 Responses to METODE PENGERINGAN ROTARY DRYER

  1. Pingback: METODE PENGERINGAN ROTARY DRYER | Yomo23setiawan's Blog

  2. wahyudi says:

    KAlo buat pengering bahan semacam kunyit slice gitu bisa gak pak… Terimakasih pencerahan..

  3. Nurhafis says:

    Terima kasih om infonya….

  4. ClickSini says:

    mantab sekali brow infonya,
    jadi tahu cara kerja rotary dryer.
    cuman rotary yang di tempat saya kok vertikal ya?

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