## Aplikasi Cooling Dehumidification pada Mesin Pengering untuk Mengeringkan Hasil Panen Tanaman Herbal
Sudirman 1 , I Nyoman Gede Baliarta 1 , I Made Sudana 1 , Made Ery Arsana 1 , Avicenna An-Nizhami 2 , Nanang Apriandi 2*) 1 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bali, Jln. Kampus Bukit Jimbaran, Badung, Bali, Indonesia, 80364
2 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Semarang, Jln. Prof. Soedarto, S.H., Kota Semarang, Jawa Tengah, Indonesia, 50275 *Email: nanang.apriandi@polines.ac.id
Diajukan: 08-12-2022; Diterima: 16-04-2023; Diterbitkan: 20-04-2023

## Abstrak
Pengeringan merupakan alternatif yang cocok untuk pengelolaan pasca panen, terutama di negara seperti Indonesia yang fasilitas distribusi dan penanganan pasca panennya kurang baik. Produk pertanian berupa tanaman herbal memerlukan penanganan pasca panen khusus, agar produk dapat disimpan dalam waktu yang lama tanpa mengurangi aroma. Salah satu  produk  pertanian  tanaman  herbal  adalah  jahe.  Dalam  proses  pengolahan  pasca  panen,  untuk  mendapatkan  jahe kering, dibutuhkan teknik pengeringan dengan temperatur yang rendah agar tekstur dari produk akhir yang dihasilkan tidak banyak berubah. Tujuan dari penelitian ini adalah mengaplikasikan sistem dehumidifikasi pada mesin pengering jahe  untuk  mendapatkan  temperatur  pengeringan  jahe  yang  sesuai  namun  efisien.  Metode  yang  digunakan  di  dalam penelitian ini adalah  metode eksperimental, dimana temperatur pengeringan dikontrol  pada suhu 40°C dengan  waktu pengeringan selama 7 jam. Hasilnya, jahe segar yang dikeringkan dengan pengering sistem dehumidifikasi menghasilkan penurunan berat rata-rata 80,66% dengan kandungan kadar air rata-rata sebesar 9,2%.
Kata kunci : dehumidifikasi; jahe; kadar air; pengeringan

## Abstract
Drying is suitable alternative for post-harvest management, especially in countries like Indonesia where post-harvest handling and distribution facility are poor. Agricultural product like herbal plants need special treatment post-harvest, so that it can be stored for a long time without reducing the aroma. One of the herbal plant agricultural products is ginger. In the post-harvest processing, to get dried ginger, drying techniques are needed at low temperatures so that the texture of the final product did not change much. The purpose of this research was to applied a dehumidification system to a ginger drying machine to obtain an appropriate yet efficient ginger drying temperature. The method used in this study was an experimental method, where the drying temperature was controlled at 40°C with a drying time of 7 hours. As a result, fresh ginger which was dried using a dehumidification system dryer resulted in an average weight loss of 80,66% with an average water content of 9,2%.
Keywords: dehumidification; ginger; moisture content; drying.
1. Pendahuluan
Menjaga  produk  pertanian  tetap  segar  adalah  cara  terbaik  untuk  mempertahankan  nilai  gizi  produk.  Akan  tetapi, sebagian besar teknik penyimpanan produk pertanian segar memerlukan suhu rendah yang sulit dipertahankan di seluruh rantai  distribusi.  Di  sisi  lain,  pengeringan  merupakan  alternatif  yang  cocok  untuk  pengelolaan  pasca  panen  terutama  di negara-negara seperti Indonesia yang memiliki fasilitas distribusi dan penanganan pasca panen yang buruk. Perlu dicatat bahwa untuk mempetahankan lebih dari 20% hasil panen dari rusak atau membusuk dilakukan pengolahan lanjutan dengan melakukan pengeringan secara langsung di bawah sinar matahari. Pengolahan lanjutan ini dimaksudkan untuk mengurangi kadar air dari produk guna meningkatkan umur simpan [1]. Teknik pengeringan secara langsung ini merupakan metode tertua dan paling efektif untuk menurunkan kadar air untuk memperlambat pembusukan oleh mikroorganisme [2].
Proses  pengeringan  juga  dapat  dilakukan  dengan  mengalirkan  udara  panas  pada  bahan  di  dalam  ruangan  tertutup ( close drying ) yang kita kenal dengan istilah mesin/alat pengering [3-8]. Salah satu metode pengeringan sistem tertutup yang  banyak  digunakan  untuk  mengeringkan  produk  pertanian  adalah  sistem dehumidifikasi ,  dimana  proses  tersebut
dilakukan  pada  suhu  yang  tidak  terlalu  tinggi,  sekitar  40°C  –  60°C  [9].  Ada  banyak  keuntungan  dari  pengeringan  tipe tertutup menggunakan mesin pengering, yaitu bahan bersih, warna alami, dan yang terpenting terhindar dari kontaminasi kotoran. Selain itu, pengeringan tertutup memungkinkan untuk dilakukan pengontrolan terhadap laju pengeringan.
Pengontrolan terhadap laju pengeringan dimaksudkan untuk menghindari proses pengeringan yang terlalu cepat. Salah satu teknik yang dapat digunakan untuk mengontrol laju pengeringan yaitu dengan melakukan kontrol terhadap temperatur pengeringan.  Operasi  pengeringan  dengan  temperatur  yang  terlalu  tinggi  dapat  merusak  bahan  [10],  karena  permukaan bahan  mengering  terlalu  cepat  sehingga  tidak  dapat  diimbangi  dengan  kecepatan  gerakan  air  dalam  bahan  menuju permukaan bahan, terlebih untuk bahan tanaman herbal.
Salah  satu  produk  pertanian  berupa  tanaman  herbal  yang  membutuhkan  penanganan  khusus  untuk  mengurangi dampak penurunan mutu produk adalah jahe. Tahapan pengolahan rimpang jahe segar menjadi simplisia jahe dilakukan melalui  beberapa  tahapan  yaitu  proses  sortasi,  pencucian,  pencacahan  atau  pemotongan,  pengeringan,  sortasi  akhir, pengemasan  dan  penyimpanan  [11].  Selain  itu,  pemanenan  yang  tidak  tepat  dapat  menyebabkan  rimpang  jahe  mudah mengalami kerusakan fisiologis sehingga dapat menurunkan mutu, oleh karena itu perlu dilakukan penanganan lebih lanjut, salah satunya adalah proses pengeringan [12]. Salah satu tujuan pengeringan tidak hanya untuk meningkatkan nilai jual tetapi juga untuk mengatasi terjadinya pembusukan dan kelebihan pasokan pada saat musim panen [13].
Kadar air dalam produk pertanian segar adalah penyebab dasar pembusukan. Penghapusan  atau pengurangan kadar air dari makanan dapat  menghambat banyak reaksi deteriorasi yang dimediasi kelembaban dan mencegah pertumbuhan dan reproduksi mikroorganisme [14]. Jika kadar air di dalam produk dikurangi atau dihilangkan, maka umur simpan produk pertanian dapat ditingkatkan. Pengurangan atau penghilangan kadar air juga berarti mengurangi berat dan volume produk akhir yang nantinya berdampak pada berkurangnya biaya penyimpanan dan transportasi.
Kualitas  produk  pangan  yang  mengalami  dehidrasi  selama  proses  pengeringan  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor, diantaranya:  kondisi pengeringan seperti suhu dan kecepatan udara, laju aliran udara, kelembaban relatif, ketebalan dan permukaan  yang  terpapar pengeringan  [15]. Proses  menghilangkan  kadar air dari bahan  pertanian  sangat  membutuhkan penggunaan energi yang intensif. Sebagai catatan, proses pengeringan memakan energi yang cukup besar. Sekitar 20-25% dari energi yang digunakan oleh industri pengolahan makanan atau 10-25% dari energi yang digunakan di semua industri di negara maju dihabiskan untuk proses ini. Oleh karena itu, energi bersama dengan efisiensi waktu adalah salah satu desain dan parameter operasi yang paling signifikan dalam pengolahan makanan [16].
Dalam  proses  pengolahan  pasca  panen,  untuk  mendapatkan  jahe  kering,  dibutuhkan  teknik  pengeringan  dengan temperatur yang rendah agar tekstur dari produk akhir yang dihasilkan tidak banyak berubah. Konduktivitas termal yang rendah dan kasus pengerasan bahan adalah faktor utama yang bertanggung jawab untuk memperlambat pengeringan secara konvektif. Oleh karenanya, guna  menghasilkan diskusi ilmiah dalam persfektif  yang  berbeda terkait hal tersebut, kajian terkait pengolahan pasca panen dengan penyesuaian kondisi operasi menarik untuk dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah  mengaplikasikan  sistem cooling  dehumidification pada  mesin  pengering  jahe  untuk  mendapatkan  temperatur pengeringan  jahe  yang  sesuai  namun  efisien.  Investigasi  dan  analisis  difokuskan  pada  evaluasi  karakteristik  mesin pengering dan performansi dari pengeringan.

## 2. Material dan metodologi
2.1. Peralatan
Konsep  mesin  pengering  yang  diaplikasikan  adalah,  udara  yang  masuk  ke  evaporator  mengandung  uap  air  yang diambil  dari  bahan  yang  dikeringkan.  Udara  yang  masuk  ke  evaporator  akan  mengembun  dan  berubah  menjadi  air,
kemudian air tersebut ditampung di safety tray di bawah evaporator dan mengalir keluar melalui pipa pembuangan. Udara kering  yang  keluar  dari  evaporator  dialirkan  ke  saluran  udara  dan  dipanaskan  menggunakan  pemanas  listrik.  Sehingga cukup panas untuk menguapkan kandungan air pada bahan yang dikeringkan. Udara panas yang mengandung uap air dari bahan kering dialirkan ke evaporator untuk dikondensasikan kembali, sehingga uap air berubah menjadi air dan dikeluarkan melalui pipa pembuangan.
Komponen  utama  sistem  refrigerasi  yang  digunakan  adalah  kompresor,  katup  ekspansi  kondensor  dan  evaporator.
Refrigeran yang digunakan adalah R134a. Konsep tersebut diterapkan pada skema mesin pengering pada Gambar 1.

## Gambar 1. Skema mesin pengering sistem dehumidifikasi
2.2. Prosedur Eksperimen
Jahe segar yang akan dikeringkan adalah jahe lokal. Sebelum dipotong-potong dengan ketebalan 2 mm, jahe segar dicuci bersih untuk mendapatkan spesimen uji sesuai ukuran. Panel kontrol pintar diatur dengan pengaturan suhu ruang pengering pada suhu 40°C, sedangkan kelembaban relatif pada 40 persen.
Mesin pengering jahe ini diuji dengan 3 (tiga) percobaan, masing-masing percobaan dilakukan selama 7 (tujuh) jam. Lamanya waktu pengeringan 7 jam untuk setiap percobaan mengacu pada hasil percobaan pengeringan jahe yang dilakukan oleh Phoungchandang, et al. (2013) [17] dengan beberapa penyesuaian. Terdapat 6 (enam) rak pengeringan yang masing- masing diisi 500 gram jahe segar dengan total 3 kg. Total massa jahe dipilih 3 kg dengan masing-masing 500 gram setiap rak untuk mendapatkan kondisi pengeringan lapis tipis guna memperoleh model pengeringan yang sesuai yang nantinya dapat  digunakan  secagai  acuan  untuk  memprediksi  laju  pengeringan  [8].  Setelah  7  jam,  masing-masing sample pada masing-masing rak pengeringan akan ditimbang untuk mengetahui seberapa besar penurunan berat jahe yang terjadi. Untuk
memudahkan  pengukuran  kadar  jahe  kering,  jahe  kering  pada  setiap  percobaan  dibuat  serbuk  menggunakan blender . Dengan moisture meter, kadar air bubuk jahe diukur.

## 3. Hasil dan pembahasan
Evaluasi kinerja mesin pengering dengan 3 kali pengujian pada kondisi yang sama didapatkan hasil seperti pada Tabel 1. Sedangkan kondisi ruang pengeringan, suhu maupun kelembabannya, terlihat seperti pada Gambar 2(a). Selama proses pengujian,  kontrol  mesin  pengering  menggunakan  ON/OFF  kontrol.    Mesin  beroperasi  selama  7  jam.  ON/OFF  mesin refrigerasi  dikontrol  oleh Humidystat ,  diatur  pada  kelembaban  40%.  Suhu  ruangan  dikontrol  dengan thermostat ,  suhu setting adalah 40°C yang didapat dengan mengontrol ON/OFF dari elektric heater . Tabel 1 menunjukkan performa dari mesin  pengering  dengan  memanfaatkan  sistem cooling  dehumidification . Persentase  penurunan  berat  jahe  selam  proses pengeringan rata-rata sebesar 80,66% dengan kadar air akhir rata-rata untuk 3 kali pengujian sebesar 9,2%.

## Tabel 1. Hasil Pengujian
Peng-ujian Rak Jahe Segar (Grams) Jahe Kering (Grams) Penu-runan Berat (Grams) Penurunan Berat (%) Kadar Air % 1 1 500 99 401 80%
9
2 500 97 403 81% 3 500 94 406 81% 4 500 92 408 82% 5 500 92 408 82% 6 500 90 410 82% 2 1 500 111
386 78% 9,2 2 500 107 391 79% 3 500 104 399 79% 4 500 98 402 80% 5 500 93 406 81% 6 500 91 407 82% 3 1 500 107
391 79% 9,4 2 500 103 399 79% 3 500 95 403 81% 4 500 92 408 82% 5 500 90 410 82% 6 500 89 411 82%
Karakteristik mesin pengering, khususnya pada ruang pengering, dievaluasi melalui pengukuran suhu dan kelembaban (Gambar  2(a)).  Selama  7  jam  operasi,  proses  OFF  pada  elektrik heater terjadi  selama  12  kali.  Pada  saat heater dan kompresor hidup pertama kali, suhu dan kelembaban ruangan meningkat, saat heater OFF, suhu masih naik dari 40°C ke 45°C diiukuti dengan kenaikan kelembaban. Setelah suhu ruangan turun kelembabannya juga turun, demikian seterusnya. Dari kondisi ini, setting temperatur ruang pengering 40°C memberikan fluktuasi suhu ruang pengering ±5°C.
Gambar 2(b) mendiskripsikan penurunan berat jahe selama proses pengeringan untuk masing-masing rak pada 3 kali percobaan. Tren pengurangan berat jahe yang paling optimum untuk semua tahapan pengujian terjadi pada rak nomor 6. Rak 6 adalah rak terbawah, dimana di bawah rak 6 adalah lokasi elektric heater . Hal ini menyebabkan sebaran temperatur di ruang pengering paling tinggi berada pada rak 6 yang dikonfirmasi dengan hasil pengukuran. Dengan sebaran suhu yang tertinggi pada ruang pengering, sangat logis bahwa pengurangan berat jahe basah yang paling besar terjadi pada rak nomor 6 dengan persentase pengurangan rata-rata sebesar 82% yang digambarkan pada Gambar 3(a) dan Gambar 3(b).
Gambar 2 . Karakteristik pengeringan: (a) suhu dan kelembaban ruang pengering; dan (b) berat jahe kering setelah proses pengeringan pada masing-masing perlakuan dan masing-masing rak.
Gambar 3. Performa pengeringan pada masing-masing perlakuan dan masing-masing rak: (a) persentase pengurangan berat jahe segar; dan (b) persentase penurunan berat basah.
Jahe kering hasil dari proses pengeringan dikeluarkan, kemudian dihancurkan menjadi bubuk jahe untuk mendapatkan nilai moisture content . Moisture content jahe kering pada setiap pengujian diukur kandungan menggunakan moisture meter.
Hasilnya adalah pengujian pertama menghasilkan kadar air yang paling kecil dengan kandungan rata-rata untuk total 6 rak sebesar 9%, diikuti berturut-turut pengujian kedua dan ketiga dengan kandungan kadar air sebesar 9,2 dan 9,4% (Gambar 4). Rata-rata kandungan uap air hasil pengujian yang dilakukan adalah sebesar 9,2 %, dengan catatan bahwa diharapkan kadar air akhir produk yang dikeringkan untuk jahe segar dibawah 10%. Hal ini untuk menghindari tumbuhnya jamur pada produk olahan jahe tersebut [18]. Sedangkan pengurangan bobot jahe segar rata-rata untuk semua tahapan pengujian rata- rata mencapai 80,66%.

## 4. Kesimpulan
Pengaplikasian  sistem cooling  dehumudification pada  mesin  penggering  yang  dilengkapi  kontrol  ON/OFF  sudah dievaluasi  performanya.  Suhu  diruangan  pengering  dikontrol  dengan thermostat dengan  mengontrol  elemen elektric heater ,  dimana  temperatur  ruang  pengering  diatur  40°C.  Kelembaban  ruang  pengering  dikontrol  dengan humiditystat dengan  mengontrol  mesin refrigerasi, dimana kelembaban  diatur sebesar 40%. Hasil akhir pengujian pengeringan  jahe segar  adalah  rata-rata  kandungan  uap  air  untuk  semua  tahapan  pengujian  yang  dilakukan  adalah  9,2  %.  Sedangkan pengurangan bobot jahe segar rata-rata setelah dikeringkan mencapai 80,66%.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  yang  sebesar-besarnya  kepada  Pusat  Penelitian  dan  Pengabdian  kepada Masyarakat (P3M) Politeknik Negeri Bali atas bantuan teknis dan administrasinya. Penulis juga mengucapkan terima kasih yang  sebesar-besarnya  atas  dukungan  dana  dari  Politeknik  Negeri  Bali  melalui  skema  pendanaan  kelembagaan:  DIPA Politeknik Negeri Bali 2022.

## Daftar Pustaka
[1] Pragati, S., Preeti, B. Technological revolution in drying of fruit  and  vegetables. International Journal of Science and Research  (IJSR); 2014. 3(10).
[2] Jayashree,  E.,  Visvanathan,  R.,  Zachariah,  T.J.  Quality  of  dry  ginger  (Zingiber  Officinale)  by  different  drying methods. Journal of Food Science and Technology. 2017. 51(11), p.3190-3198.
[3] Hardi,  A.,  Ichwana,  Khathir,  R.  Kajian  pengering  kopi  gayo  basah  menggunakan  alat  penegering  tipe  hohenheim. Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pertanian. 2019. 4(4), p. 353-361.
[4] Puswadi, H. A., Sunyoto. Rancang bangun alat penegring bahan makanan berbasis wings drying system dengan dua sumber panas. Jurnal Ilmiah Teknosains. 2021. 7(2), p. 36-43.
[5] Johanes, S., Siswantoro, S., Bahiuddin, I. Rancang bangun alat pengering produk pertanian tipe tray berputar. Jurnal Rekayasa Mesin. 2020. 15(2), p. 89-98.
[6] Panggabean, T., Triana, A. N., Hayati, A. Kinerja pengeringan gabah menggunakan alat pengering tipe  rak dengan energi surya, biomassa, dan kombinasi. Agritech. 2017. 37(2), p. 229-235.
[7] Jading, A., Tethool, E., Payung, P., Gultom, S. Karakteristik fisikokimia pati sagu hasil pengeringan secara fluidisasi menggunakan alat pengering cross flow fluidized bed bertenaga surya dan biomassa. Reaktor. 13(3), p. 155-164.
[8] Apriandi, N., Herlambang, Y. D., Khoryanton, A., Safarudin, Y. M., Baskara, Z. W., Raharjanti, R. The newton model for seaweed drying: an investigation of a cabinet dryer using biomass energy. Eksergi. 2023. 19(1), p. 1-4.
[9] Jayashree, E., Visvanathan R., Zachariah, J. T. Quality of dry ginger (Zingiber officinale) by different  drying methods. J Food Sci Technol. 2014. 51(11), p. 3190–3198.
[10] Kumar, M., Sansaniwal, S.K., Khatak, P. Progress in solar dryers for drying various commodities. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. 55, p. 346-360.
[11] Sembiring,  B.  S.,  Yuliani,  Sri.  Penanganan  dan  pengolahan  rimpang  jahe.    Teknologi  Hasil  Penelitian  Jahe.  Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik Bogor. 2012.
[12] Ananingsih,  K.,  Arsanti,  G.,  Nugrahedi,  P.  Pengaruh  pra  perlakuan  terhadap  kualitas  kunyit  yang  dikeringkan menggunakan  solar  tunnel  dryer.  Program  Studi  Teknologi  Pangan,  Fakultas  Teknologi  Pertanian,  Unika Soegijapranata. Semarang. 2017. 22 (2), p. 79-86.
[13] Harold, D. O., Edwar, L. P. Qualitative test of vitamin C in various foods and their  effects on heating temperature. Nutrition Journal. 2016. 10, p. 47-57.
[14] Muliterno, M. M., Rodrigues, D., de Lima, F. S., Ida, E. I., Kurozawa, L. E. Conversion/degradation of isoflavones and color alterations during the drying of okara. LWT - Food Science and Technology. 2017. 75, p. 512–519.
[15] da Silva, G. D., Barros, Z. M. P., de Medeiros, R. A. B., de  Carvalho, C. B. O., Brandão, S. C. R., Azoubel, P. M. Pretreatments for melon drying implementing ultrasound and vacuum. LWT - Food Science and Technology. 2016. 74, p. 114–119.
[16] Apriandi, N., Sumarno, F. G., An-Nizhami, A., Luthfiana, N. T. A., Kholifah, N. N., A’tohillah, M. K., Prakoso, R. G. A. Karakterisasi alat pengering tipe kabinet berbahan bakar liquified petrolium gas (LPG) dengan penambahan low cost material heat storage (LCMHS). Jurnal Rekayasa Mesin. 2022. 17(2), p. 281-288.
[17] Phougchandang,  S.,  Nongsang,  S.,  Sanchai,  P.  The  development  of  Ginger  drying  using  tray  drying,  heat  pump- dehumidified  drying,  and  mixed-mode  solar  drying.  Drying  Technology:  An  International  Journal.  2013.  27(10), p.1123-1131.
[18] Marnoto, T., Sulistyowati, E., Mahreni, Syahri, M. The characteristic of heat pump dehumidifier drier in the drying of red chili (Capsium annum L). Internat. J. of Sci. and Eng. 2012. 3(1), p. 22-25.