## PENGUKURAN LAJU PENGERINGAN JERAMI NANGKA PADA KONDISI PENGERINGAN VAKUM DAN ATMOSFERIK

## Jaka Rukmana
Program Studi Teknologi Pangan, Fakultas Teknik, Universitas Pasundan, Jl. Dr.Setiabudi No 93, Bandung, 40153, Indonesia
Email: jakarukmana@unpas.ac.id

## Abtract
Drying  is  defined  as  the  application  of  heat  under  controlled  conditions  to  remove  most  of  the  water  by evaporation or in the case of freeze drying by sublimation. The aim of the research is to produce jackfruit straw flour and compare the rate of drying of jackfruit straw in atmospheric drying conditions and vacuum conditions. The  results  showed  that  the  rate  of  drying  of  jackfruit  straw  in  vacuum  condition  was  greater  than  the  rate  of drying of jackfruit straw in atmospheric conditions.
Key word: Drying, Jackfruit Straw, Vacuum Drying, Atmospheric Drying
1. Pendahuluan
Tanaman nangka termasuk tumbuhan tahunan (perennial) .
Dalam sistematika
(taksonomi) tumbuhan, kedudukan tanaman nangka diklasifikasikan  ke  dalam  kingdom plantae, divisi spermatophyte,  s ub  divisi  a ngiospermae, kelas dicotyledonae ,  ordo  m orales,  family m oraceae, genus  a rtocarpus, dan    spesies  A. Heterophyllus Lamk (Rukmana, 1997).
Berdasarkan  ukuran  buah,  pohon  nangka terbagi ke dalam dua golongan yaitu pohon nangka buah  besar  dan  pohon  nangka  buah  kecil.  Nangka buah  besar  memiliki  tinggi  mencapai  20-30  m, diameter  batang  mencapai  80cm,  dan  umur  mulai
berbuah  sekitar  5-10  tahun.  Nangka  buah  kecil memiliki  tinggi  mencapai  6-9  m,  diameter  batang mencapai  15-25cm,  dan  umur  mulai  berbuah sekitar 18-24 bulan (Prihatman, 2000).
Nangka  banyak  sekali  manfaatnya  untuk kehidupan  manusia.  Daging  buah  nangka  muda dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  makanan  dan sayuran.  Tepung  biji  nangka  digunakan  sebagai bahan  baku  industri  makanan.  Daun  muda  dapat dimanfaatkan  sebagai  pakan  ternak.  Kayu  nangka dianggap  lebih  unggul  daripada  jati  untuk pembuatan  mebel,  konstruksi  bangunan,  tiang kapal, dayung, perkakas, dan alat musik.
Gambar 1. Konsep Zero Waste Concept
Bahan pangan yang dikeringkan umumnya mempunyai nilai gizi yang lebih rendah dibandingkan  dengan  bahan  segarnya.  Selama
pengeringan dapat terjadi perubahan warna, tekstur, aroma, dan lain-lain.
Dengan  mengurangi  kadar  airnya,  bahan pangan akan mengandung senyawa-senyawa seperti  protein,  karbohidrat,  lemak,  dan  mineral dalam  konsentrasi  yang  lebih  tinggi,  akan  tetapi vitamin-vitamin
dan  zat  warna  pada  umumnya  menjadi  rusak  atau berkurang (Muchtadi, 1997).
Pemilihan metode dan jenis alat pengering ditentukan  oleh  beberapa  faktor,  diantaranya bentuk  bahan  yang  akan  dikeringkan  (cair,  pasta,
slury , pulp , cairan kental, agregat besar atau kecil), sifat  bahan  (sensitif  terhadap  oksidasi,  peka terhadap  suhu),  sifat  produk  yang  diinginkan (bubuk,  instan,  bentuk  tidak  berubah)  serta  harga produk akhir (murah, sedang, mahal).
Proses pengeringan dapat dilakukan melalui  beberapa  cara,  antara  lain  dengan penjemuran  maupun  dengan  pengeringan  buatan. Penjemuran merupakan pengeringan alamiah ( natural )  dengan  menggunakan  sinar  matahari langsung sebagai sumber energi panas. Pengeringan  buatan  ( artificial  drying )  atau  sering pula  disebut  pengeringan  mekanis  merupakan pengeringan  dengan  menggunakan  alat  pengering. Jenis pengeringan buatan dapat dibedakan  menjadi 2  kelompok,  yaitu  pengeringan  adiabatik  dan pengeringan isotermik. Pengelompokannya didasarkan  pada  prinsip  penghantaran  panas  yang digunakan, apakah melalui udara panas atau kontak
langsung. Pengeringan adiabatik adalah pengeringan  di  mana  panas  dibawa  ke  alat pengering  oleh  udara  panas.  Udara  yang  telah dipanaskan  memberi  panas  pada  bahan  yang  akan dikeringkan  dan  sekaligus  mengangkut  uap  air yang  dikeluarkan  oleh  bahan.  Udara  panas  dapat berupa  hasil  pembakaran  kayu,  minyak  atau pemanasan dengan tenaga listrik.
Pengeringan isotermik adalah pengeringan yang  didasarkan  atas  adanya  kontak  langsung antara bahan pangan dengan lembaran (plat) logam yang  panas.  Dalam  hal  ini  ada  juga  yang menggunakan  pompa  vakum  untuk  mengeluarkan uap air bahan. Alat-alat pengeringan yang termasuk dalam kelompok ini antara lain d rum dryer , vaccum shelf  dryer dan continuous  vaccum  dryer (Susanto dan Budi, 1994).

## 2. Metodologi
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian adalah  nangka  varietas  dulang  yang  berasal  dari Semarang,  Jawa  Tengah.  Bahan-bahan  kimia  yang digunakan pada penelitian ini adalah  CuSO 4 .5H 2 O, asam  sitrat, aquadest ,  Na 2 CO 3 .10H 2 O,  HCl  3%, batu  didih,  NaOH,  indikator  fenolfetalin,  larutan Luff Schrool, larutan KI 30%, H 2 SO 4 25%, larutan Na 2 S 2 O 3 , H 2 SO 4 6 N, 1 gram KI, HCl 9,5 N, NaOH
30%.
Alat-alat  yang  digunakan  pada  penelitian adalah  alat  pengering vaccum  indirect-heating , pisau,  gelas  kimia,  timbangan,  saringan  100 mesh , blender ,  cawan  porselain,  oven,  kertas  lakmus merah, kerta lakmus biru , Colourimeter , Aw Tester, Rapid Visco Analyzer dan alat-alat untuk analisis .
Laju pengeringan diukur pada kondisi laju pengeringan  konstan  dengan  cara  mengukur  berat jerami nangka selama selang waktu pengeringan.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Tabel 1. Pengukuran Laju Pengeringan Jerami Nangka Pada Kondisi Pengeringan Atmosferik
Waktu (jam) Berat Bahan (kg) RH (%) Suhu Bola Kering ( ⁰ C) Suhu Bola Basah ( ⁰ C) Jumlah Air yang Diupkan (Kg H 2 O/Kg Padatan Kering)
Laju Pengeringan (Kg H 2 O/jam.meter 2 ) 0.0 0.20 24.80 48.00 26.00 3.69 0.95 0.5 0.16 22.20 50.30 28.00 2.52 0.97 1.0 0.12 21.70 51.00 26.00 1.32 0.57 1.5 0.10 23.30 49.50 28.00 0.61 0.25 2.0 0.09 27.20 49.50 27.00 0.31 0.07 2.5 0.09 22.20 52.50 28.00 0.22 0.02 3.0 0.09 22.50 51.00 29.00 0.18 0.02 3.5 0.09 28.00 49.00 28.00 0.15 0.02 4.0 0.08 22.50 50.50 27.00 0.12 0.02 4.5 0.08 26.50 51.00 26.00 0.09 0.02 5.0 0.08 27.20 48.00 26.00 0.06 0.05 5.5 0.08 25.80 49.00 27.00 0.00 0.00 6.0 0.08 26.50 47.00 26.00 0.00 0.00
Perpindahan  panas  merupakan  proses pengaliran  panas  dari  benda  yang  memiliki  suhu tinggi ke benda yang memiliki suhu rendah karena adanya  perbedaan  suhu  ( temperature  difference driving  force )  pada  kedua  benda  tersebut (Geankoplis,  1993).  Air  pada  bahan  menguap ketika  terjadi  peristiwa  perpindahan  panas  dari sumber  panas  ke  permukaan  bahan.  Uap  air berdifusi  dan  terbawa  oleh  udara  yang  bergerak sehingga  menciptakan  perbedaan  tekanan  uap  air
antara  permukaan  bahan  dan  udara  kering. Perbedaan  tekanan  ini  memberikan driving  force untuk menghilangkan uap air dari bahan.
Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses perpindahan panas dan perpindahan  massa  yang  terjadi  secara  bersamaan (simultan).  Pertama-tama  panas  harus  ditransfer dari  medium  pemanas  ke  bahan.  Selanjutnya setelah  terjadi  penguapan  air,  uap  air  yang terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan
ke  medium  sekitarnya.  Proses  penguapan  air  akan melibatkan  aliran  fluida.  Air  harus  ditransfer melalui  struktur  bahan  selama  proses  pengeringan berlangsung. Panas harus disediakan untuk menguapkan  air  dan  air  harus  berdifusi  melalui berbagai  macam  tahanan  agar  dapat  lepas  dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas.
Pindah  massa  dalam  proses  pengeringan adalah perpindahan air dari bahan yang dikeringkan.  Mekanisme  perpindahan  massa  pada proses  pengeringan    dapat  berlangsung  secara difusi  cairan,  difusi  uap,  difusi  permukaan,  beda
tekanan  hidrostatik dan  kombinasi dari  mekanisme diatas (Christianto, 2008).
Mekanisme  keluarnya  air  dari  dalam bahan  selama  pengeringan  adalah  sebagai  berikut: air  bergerak  melalui  tekanan  kapiler,  penarikan  air disebabkan  oleh  perbedaan  konsentrasi  larutan disetiap bagian bahan, penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan permukaan  komponen  padatan  dari  bahan,  dan perpindahan  air  dari  bahan  ke  udara  disebabkan oleh perbedaan tekanan uap (Irawan, 2011).

## Tabel 2. Pengukuran Laju Pengeringan Jerami Nangka Pada Kondisi Pengeringan Vakum
Waktu (jam) Berat Bahan (kg) RH (%) Suhu Bola Kering ( ⁰ C) Suhu Bola Basah ( ⁰ C) Jumlah Air yang Diupkan (Kg H 2 O/Kg Padatan Kering) Laju Pengeringan (Kg H 2 O/jam.meter 2 ) 0.0 0.20 24.00 50.00 26.00 4.61 0.75 0.5 0.17 24.40 48.00 27.00 3.69 1.25 1.0 0.12 22.20 51.00 28.00 2.15 1.75 6.0 0.05 22.50 50.00 26.00 0.00 0.00 Pengeringan vakum adalah sistem pengeringan  suatu  bahan  dengan  memanfaatkan keadaan  vakum.  Pengeringan  dapat  dilakukan dalam  waktu  yang  lebih  singkat  dan  suhu  lebih rendah  dibanding  pengeringan  biasa.  Pengeringan vakum  merupakan  metode  pengeringan  untuk mengeluarkan  air  dari  bahan  yang  dikeringkan dengan  cara  menurunkan  tekanan  parsial  uap  air dari  udara  di  dalam  ruang  pengering.  Tekanan parsial uap air di dalam ruang pengering yang lebih rendah  dari  tekanan  atmosfer  dapat  berpengaruh terhadap kecepatan pengeringan, sehingga prosesnya  lebih  singkat  walaupun  suhu  yang digunakan  lebih  rendah  daripada  suhu  yang digunakan  pada  saat  pengeringan  di  dalam  ruang pengering  dengan  tekanan  atmosfer  (Sinaga,  2001; Ponciano dkk., 2001; dan Pinedo dkk. 2004).
Keuntungan  dari  pengeringan  vakum diantaranya  suhu  lebih  rendah,  kerusakan  karena panas dapat dikurangi, tidak terjadi oksidasi selama pengeringan,  dan  bahan  yang  dikeringkan  bisa berbentuk  cairan,  pasta,  tepung,  dan  produk  dalam bentuk  irisan.  Menurut  Histifarina    dan  Musaddad (2004),  dengan  tekanan  vakum  yang  lebih  rendah dari  tekanan  atmosfer,  maka  air  pada  bahan  dapat menguap  pada  suhu  yang  lebih  rendah  (titik  didih air  kurang  dari  100°C).  Hal  ini  menyebabkan produk  yang  dikeringkan  memiliki  kualitas  yang lebih  baik,  karena  tekstur,  citarasa,  dan  kandungan gizi  yang  terkandung  di  dalamnya  tidak  rusak akibat suhu pengeringan yang tinggi.
Berdasarkan perkembangan hasil penelitian yang telah dilakukan, pengeringan lobak secara  vakum  dapat  menghasilkan  lobak  kering berwarna  putih.  Suhu  dan  tekanan  vakum  yang optimum  pada  pengeringan  komoditas  tersebut ialah  50°C  dan  20  kPa  (Irawati  dkk.,  2008).
Penggunaan suhu 60°C dan tekanan vakum 20 kPa pada  proses  pengeringan  vakum  bawang  merah memberikan  hasil  terbaik  dengan  ditunjukkan  oleh sifat  fisiknya  yaitu  tidak  terjadi  penurunan intensitas  zat  warna  merah  pada  bawang  merah karena tidak terjadi reaksi antara antosianin dengan oksigen (Mulia, 2008).
Pengeringan  vakum  harus  dilakukan  pada tekanan  di  bawah  satu  atmosfer  dan  diatas triple point dari air (diatas 0,6 kPa).
Jumlah  air  yang  diuapkan  pada  kondisi pengeringan  gabungan  udara  panas  dan  vakum lebih  besar  dibanding  dengan  pengeringan  udara panas. Hal ini disebabkan karena sistem pengeringan  vakum  dapat  menguapkan  air  lebih banyak. Pada sistem pengeringan vakum titik didih air akan lebih rendah dari 100°C sehingga air akan lebih  cepat  menguap  pada  kondisi  pengeringan vakum  dibandingkan  pengeringan  pada  kondisi atmosferik.
Udara yang terdapat dalam proses pengeringan  mempunyai  fungsi  sebagai  pemberi panas  pada  bahan  pangan,  sehingga  menyebabkan terjadinya  penguapan  air.  Fungsi  lain  dari  udara adalah untuk mengangkut uap air yang dikeluarkan oleh  bahan  pangan  yang  dikeringkan.  Kecepatan pengeringan  akan  naik  apabila  kecepatan  udara ditingkatkan.  Kadar  air  akhir  apabila  mulai mencapai  kesetimbangannya,  maka  akan  membuat waktu pengeringan juga ikut naik atau dengan kata lain lebih cepat.
Faktor yang dapat mempengaruhi pengeringan  suatu  bahan  pangan  adalah  sifat  fisik dan  kimia  dari  bahan  pangan,  meliputi  bentuk, komposisi,  ukuran,  dan  kadar  air  yang  terkandung di  dalamnya,  pengaturan  geometris  bahan  pangan,
sifat  fisik  dari  lingkungan  sekitar  alat  pengering, meliputi  shut,  kecepatan  sirkulasi  udara,  dan kelembaban,  serta  karakteristik  dan  efisiensi pemidahan  panas  alat  pengering  (Buckle  dkk. 1985).
Proses pengeringan juga harus memperhatikan  suhu  udara  dan  kelembaban.  Suhu udara  yang  tinggi  dan  kelembaban  udara  yang relatif rendah dapat mengakibatkan air pada bagian permukaan  bahan  yang  akan  dikeringkan  menjadi lebih  cepat  menguap.  Hal  ini  dapat  berakibat terbentuknya  suatu  lapisan  yang  tidak  dapat ditembus  dan  menghambat  difusi  air  secara  bebas. Kondisi ini lebih dikenal dengan case hardening . Proses  pengeringan  dimulai  pada  saat makanan diletakkan pada alat pengering dan terjadi perpindahan  air  dari  bagian  bawah  bahan  pangan.
Perpindahan  ini  disertai  dengan  evaporasi  pada bagian  permukaan,  sehingga  bagian  permukaan makanan  tetap  dalam  keadaan  basah.  Keadaan  ini disebut  dengan constant  rate  period ,  di  mana keadaan  ini  tetap  akan  berlanjut  sampai  mencapai titik kandungan uap air tertentu.
Laju pengeringan pada kondisi vakum lebih tinggi dibandingkan laju pengeringan pada keadaan atmosferik.  Kurva  laju  pengeringan  dalam  periode laju pengeringan menurun berbeda-beda tergantung pada  jenis  bahan.  Pengendalian  laju  pengeringan merupakan  bagian  optimasi  proses  dalam  usaha mengendalikan  mutu  hasil  pengeringan.  Laju pengeringan  yang  terlalu  cepat  pada  bahan  pangan dengan  laju  pengeringan  menurun,  menyebabkan kerusakan  fisik  dan  kimia  pada  bahan  pangan. Terjadinya case hardening adalah bentuk kerusakan secara  fisik akibat  dari laju pengeringan yang  kurang  terkontrol.  Hal  ini  disebabkan terjadinya  kecepatan  difusi  dalam  bahan  pangan menuju  permukaan  tidak  dapat  mengimbangi kecepatan  penguapan  air  di  permukaan  bahan. Sedangkan permukaan bahan sudah tidak seluruhnya  jenuh  dengan  air,  bahan  makin berkurang  terus  sehingga  pada  permukaan  terjadi penguapan  sampai  menjadi  tidak  jenuh  dan merupakan  tahapan  dari  kecepatan  menurun  yang kedua di mana kecepatan aliran atau gerakan air di dalam bahan menentukan kecepatan laju pengeringan.

## Ucapan Terimakasih
Penulis  pengucapkan  terimakasih  yang sebesar-besarnya kepada Fakultas Teknik,
Universitas  Pasundan  yang  telah  membiayai kegiatan  yang  dilakukan  melalui  skema  Hibah Penelitian Tahun 2017

## Daftar Pustaka
1. Buckle,  K.A,  R.A.  Edward,  G.H.  Fleet, dan  M.  Wooton.  (1985):  Ilmu  pangan,  UI Press, Jakarta.
2. Christianto,  Brian.  (2008):  Pengeringan pada  produk  (tapel)  dengan  microwave, Skripsi Departemen Teknik Mesin,
Fakultas  Teknik,  Universitas  Indonesia, Depok.
3. Geankoplis, CJ. (1993): Transport processes  and  unit  operations.  2nd  ed. Allyn  and  Bacon,  Inc.,  7  Wells  Avenue, Newton, Massachusetts, USA.
4. Histifarina,  D  dan  Musaddad,  D.  (2004): Teknik  pengeringan  dalam  oven  untuk irisan wortel kering bermutu, J. Hort., vol. 14, no. 2, hlm. 107-12.
5. Irawan,  Anton.  (2011):  Pengeringan, Jurusan  Teknik  Kimia,  Fakultas  Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Banten.
6. Irawati,  B,  Raharjo  dan  Bintaro,  N. (2008): Perpindahan massa pada pengeringan  vakum  disertai  pemberian panas secara konvektif’, Prosiding
Seminar Nasional Teknik Pertanian, Yogyakarta, hlm. 1-16.
7. Mulia,  S.  (2008):  Pengeringan  bawang merah  dengan  cara  perlakuan  suhu  dan tekanan vakum. Buletin Teknik Pertanian, vol. 13, no. 2, hlm. 79-82.
8. Pinedo,  A,  Fernanda,  E,  Abraham,  D  dan Zilda,  D.  (2004):  Vacuum  drying  carrot: effect  of  pretreatments  and  parameters process,  Int.  Drying  Symposium,  vol.  C, pp. 2012-26.
9. Ponciano, S, Madamba,  A,  Ferdinand dan Loboon.  (2001):  Optimization  of  the vacuum  dehydration  of  celery  (Apium graveolens)  using  the  response  surface methodology.  J.Drying  Technol.,  vol.  19, no. 3, 611-26.
10. Prihatman, Kemal. (2000): Nangka, Menegristek  Bidang  Pendayagunaan  dan Pemasyarakatan  Ilmu  Pengetahuan  dan Teknologi, Jakarta.
11. Rukmana,  Rahmat.  (1997):  Budidaya nangka, Kansius, Jakarta.
12. Sinaga,  RM.  (2001):  Pengaruh  suhu  dan tekanan  vakum  terhadap  karakteristik seledri kering, J. Hort., vol. 11, no. 3, hlm. 215-22.
13. Susanto,  Tri  dan  Budi  Saneto.  (1994): Teknologi  pengolahan  hasil  pertanian, Bina Ilmu. Surabaya.