## SAINTEKS: JURNAL SAIN DAN TEKNIK

## Volume 4 Nomor 1 Tahun 2022

## E-ISSN : 2685-8304
Optimasi Pengolahan Limbah Cair Textile Menggunakan Metode Sono-Fenton Riza Rizkiah, Luciana
1 –10
Pemilihan Alternatif Strategi Bisnis Pada Line Bisnis Merhandise di PT. Caladi Lima Sembilan (C-59) Bandung – Jawa Barat Dini Yulianti
11 –24
Analisis Stabilitas Tanggul Penahan TanahPedestrian Zona II Situ Bagendit
Tiara Nurhuda 25 –32
Pengujian Konsentrasi Uji Aktivitas Anti Bakteri Terhadap Eschericia Coli dan Staphyloous Aureus dari Ekstraki Etanol Daun Talas Bogor Rini Siskayanti, Muhamad Engkos Kosim, Muhammad Nitis Jiwana Ksatria 33 –37

## Pengoptimalisasian Persediaan Dengan Menggunakan
Sistem Distribution Requirement Planning (DRP) di PT XYZ Anggit Suryopratomo, R. Kiki Abdul Muluk
38 –44
Perancangan Enterprise Architecture E-Procurement Framework Architecture Development Method (ADM) Pada Krakatau Steel Cilegon
Roy Amrullah Ritonga, Anita Megayanti, Boy Muhammad Ridwan 45 –59
Pemodelan Pengeringan Menggunakan Microwave dengan Model Relative Energy Activation (REA) Untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere Johannes Martua Hutagalung
60 –68
Re-Layout of STNK Annual Tax Payment at The XXX Samsat Office by Promodel Simulation Tombak Gapura Bhagya
69 –79
Diterbitkan Oleh :
UNIVERSITAS INSAN CENDEKIA MANDIRI dh UNIVERSITAS BANDUNG RAYA Fakultas Teknik
Jl. Banten No. II Bandung – Jawa Barat
http://ejournal.uicm-unbar.ac.id/index.php/sainteks UICM – UNBAR www.uicm.ac.id
Volume 4 Nomor 1 Tahun 2022 http://ejournal.uicm-unbar.ac.id/index.php/sainteks/
Pemodelan Pengeringan Menggunakan Microwave Dengan Model Relative Energy Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
Johannes Martua Hutagalung )
1) Prodi Teknik Kimia Universitas Insan Cendekia Mandiri, Jalan Banten No. 11 Bandung, 40272 Email: johannesmartua52@gmail.com
Abstract : One of the advantages of the REA model is that the relative activation energy equation obtained from  the  experimental  data  can  be  used  for  other  drying  conditions  with  the  same  initial  material  and moisture content. Through convective data, an equation of activation energy is obtained which will be used for  drying  the  data  using  a  microwave.  The  simulation  carried  out  is  to  compare  the  model  data  with experimental data of a microwave with a power of 0.25 W/g and a drying air temperature of 50 0 C, then a power of 0.7 W/g and a drying temperature of 70 0 C. increasing with microwave, the higher the value of the heat transfer coefficient (h) the simulation results are getting closer to the experimental data for the  initial period of development, even making experimental data with increasing time.

## Keywords : Dry Processing, microwave, reaction engineering approach
Abstrak : Salah satu kelebihan model REA adalah persamaan energi aktifasi relatif yang diperoleh dari data percobaan dapat digunakan untuk kondisi pengeringan lain dengan kandungan material dan uap air mula- mula  yang  sama.  Melalui  data  pengeringan  secara  konvektif,  diperoleh  persamaan  energi  aktifasi  relatif yang  akan  digunakan  untuk  data  pengeringan  menggunakan microwave. Simulasi  yang  dilakukan  yaitu membandingkan  data  model  dengan  data  percobaan  pengeringan microwave berdaya  0,25  W/g  dan temperatur  udara  pengering  50 0 C,  kemudian  berdaya  0,7  W/g  dan  temperatur  udara  pengering  70 0 C. pengeringan  dengan microwave ,  semakin  tinggi  harga  koefisien  perpindahan  panas  (h)  hasil  simulasi semakin  mendekati  data  percobaan  untuk  periode  awal  pengeringan  tetapi  semakin  menjauhi  data percobaan seiring dengan bertambahnya waktu.
Kata kunci : Proses pengeringan, microwave , reaction engineering approach
DOI: https://doi.org/10.37577/sainteks.v3i1.386 Received: 02, 2022.  Accepted: 03, 2022 Published: 03, 2022

## PENDAHULUAN
Persamaan energi aktifasi relatif diperoleh dengan mengalurkan ∆𝐸𝑣 ∆𝐸𝑣𝑏 terhadap (X-Xe), di mana ∆𝐸𝑣 merupakan  energi  aktifasi  untuk  model  REA, ∆𝐸𝑣𝑏 merupakan  energi  aktifasi maksimum, X merupakan kandungan uap air (basis kering), dan Xe merupakan kandungan uap air pada saat kesetimbangan (basis kering). Temperatur udara kering yang digunakan adalah 50 0 C  dengan    kelembaban  0,013  kg  H 2 O/kg  udara  kering.  Beberapa  kurva  hasil  regresi  untuk persamaan energi aktifasi relatif dapat dilihat Gambar 1.
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
Gambar 1   Persamaan energi aktifasi rata-rata untuk data pengeringan secara konvektif
Persamaan energi aktifasi yang diperoleh dari regresi tersebut adalah sebagai berikut:
∆𝐸𝑣 ∆𝐸𝑣𝑏 = 1,1212 𝑒 −0,574(𝑋−𝑋𝑒) ..................................................................................................................... (1)
∆𝐸𝑣
∆𝐸𝑣𝑏 = −0,0631(𝑋 − 𝑋𝑒) 2 − 0,2124(𝑋 − 𝑋𝑒) + 0,9963 ............................................................. (2) ∆𝐸𝑣
∆𝐸𝑣𝑏 = 0,1143(𝑋 − 𝑋𝑒) 3 − 0,4416(𝑋 − 𝑋𝑒) 2 + 0,1108(𝑋 − 𝑋𝑒) + 0,9362 ........................ (3)
∆𝐸𝑣 ∆𝐸𝑣𝑏 = 0,177(𝑋 − 𝑋𝑒) 4 − 0,6587(𝑋 − 𝑋𝑒) 3 + 0.6266(𝑋 − 𝑋𝑒) 2 − 0,4056(𝑋 − 𝑋𝑒) + 1,0047 .............................................................................................................................................................................. (4)
Dari Gambar 1, dapat dilihat bahwa persamaan polinomial pangkat 4 memiliki ketepatan yang  lebih  tinggi  (R 2 paling  besar).  Selain  menggunakan  model  eksponensial  dan  persamaan polinomial, persamaan energi aktivasi relatif juga dicari dengan menggunakan model pangkat dan ekponensial sebagai berikut:
∆𝐸𝑣 ∆𝐸𝑣𝑏 = [1 + 1,701891821(𝑋 − 𝑋𝑒) 1,501245571 ][𝑒 −1,313681679(𝑋−𝑋𝑒) 1,166368476 ] .................... (5)

## METODOLOGI
Pengeringan  yang  dilakukan  terhadap  kacang  hijau  bentuk  sphere  yaitu  memperoleh persamaan  energi  aktifasi  relative  di  atas  (1  sampai  5),  kemudian  lakukan  simulasi  dengan program  Matlab  untuk  membandingkan  data  percobaan  yang  ada  dengan  hasil  model  REA, pertama simulasi pengeringan menggunakan microwave dengan daya 0,25 W/g dan temperatur udara  pengering  50 0 C,  kemudian  percobaan  kedua  yaitu  simulasi  pengeringan microwave
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
berdaya  0,7  W/g  dan  temperatur  udara  pengering  70 0 C.  Persamaan  energi  aktivasi  yang digunakan adalah persamaan (3) dan (4), Hasil simulasi untuk kandungan uap air dan temperatur produk dapat dilihat dalam Gambar 2 dan Gambar 3.

## Gambar 2 Perbandingan kandungan uap air data percobaan dengan simulasi model REA
Gambar 3   Perbandingan temperatur data percobaan dengan simulasi model REA
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
Dari  Gambar  2,  dapat  dilihat  bahwa  hasil  simulasi  kandungan  uap  air  produk  yang menggunakan  persamaan  energi  aktifasi  relatif  polinomial  pangkat  4  (persamaan  (4)),  lebih mendekati data percobaan dibandingkan dengan persamaan polinomial pangkat 3 (persamaan (3)).  Untuk  temperatur  produk  (Gambar  3),  hasil  simulasi  persamaan  energi  aktifasi  relatif polinomial pangkat 4 menunjukkan lebih mendekati data percobaan di periode awal pengeringan, sedangkan persamaan polinomial pangkat 3 lebih mendekati data percobaan di periode terakhir pengeringan.  Dengan  demikian,  hasil  simulasi  yang  menggunakan  persamaan  energi  aktifasi relatif polinomial pangkat 4 lebih baik dari pada persamaan polinomial pangkat 3. Berdasarkan hasil tersebut, persamaan energi aktifasi relatif yang akan digunakan untuk simulasi pengeringan menggunakan microwave adalah polinomial pangkat 4.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Perbandingan data percobaan pengeringan microwave dengan daya 0,25 W/g
Pada  data  percobaan  pengeringan  menggunakan microwave  dengan  daya  0,25  W/g  dan temperatur  udara  pengering  50 0 C,  diperoleh  data  temperatur  akhir  produk  pada  saat kesetimbangan (Tf) adalah 327,3010753 K (54,3010753 0 C). Berdasarkan data tersebut, dapat diperoleh kandungan uap air pada kesetimbangan (Xe), energi aktifasi maksimum (ΔEvb), dan koefisien  perpindahan  panas  untuk microwave  (h)  berturut-turut  adalah  0,0108;  5431,72678 J/mol; dan 32,44190504 W/m 2 K.
Untuk  simulasi  pengeringan  dengan  microwave  0,25  W/g  digunakan  persamaan  energi aktifasi relatif polinomial pangkat 4 (persamaan (4)) dan persamaan pangkat dan eksponensial (persamaan (5)). Perbandingan hasil simulasi untuk kandungan uap air dan temperatur produk dapat dilihat dalam Gambar 4 dan Gambar 5.
Gambar 4 Perbandingan kandungan uap air data percobaan dengan simulasi model REA untuk pengeringan dengan microwave 0,25 W/g
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
Gambar 5. Perbandingan temperatur data percobaan dengan simulasi model REA untuk pengeringan dengan microwave 0,25 W/g
Berdasarkan  Gambar  4  dan  Gambar  5,  dapat  dilihat  bahwa  hasil  simulasi  menggunakan persamaan (4) dan (5) hampir sama, tetapi masih belum mendekati data percobaan. Oleh karena itu, dilakukan beberapa simulasi dengan variasi harga koefisien perpindahan panas microwave. Hasil  simulasi  kandungan  uap  air  dan  temperatur  produk  untuk  persamaan  (4)  dapat  dilihat dalam  Gambar  6  dan  Gambar  7.  Sedangkan  hasil  simulasi  untuk  persamaan  (5)  dapat  dilihat dalam Gambar 8 dan Gambar 9.
Gambar 6. Hasil simulasi kandungan uap air model REA (polinomial pangkat 4) dengan berbagai harga
h untuk pengeringan dengan microwave 0,25 W/g
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
Gambar 7. Hasil simulasi temperatur model REA (polinomial pangkat 4) dengan berbagai harga h untuk pengeringan dengan microwave 0,25 W/g
Gambar 8. Hasil simulasi kandungan uap air model REA (pangkat dan eskponensial) dengan berbagai harga h untuk pengeringan dengan microwave 0,25 W/g
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
Gambar 9. Hasil simulasi temperatur model REA (pangkat dan eskponensial) dengan berbagai harga h untuk pengeringan dengan microwave 0,25 W/g
Untuk persamaan energi aktifasi relatif polinomial pangkat 4 (persamaan (4)), variasi harga h harus di atas 40 W/m 2 K. Jika digunakan harga h di bawah 40 W/m 2 K, hasil simulasi yang diperoleh mengandung bagian kompleks imajiner. Berdasarkan Gambar 6 dan Gambar 7,  dapat  dilihat  bahwa  dengan  memperbesar  nilai  koefisien  perpindahan  panas  (h),  hasil simulasi kandungan uap air produk dan temperatur akan semakin mendekati data percobaan di  tahap  awal  pengeringan,  tetapi  seiring  dengan  bertambahnya  waktu  malah  semakin menjauhi data percobaan.
Untuk persamaan energi aktifasi relatif pangkat dan eksponensial (persamaan (5)), variasi harga h harus di bawah 40 W/m 2 K. Jika digunakan harga h di atas 40 W/m 2 K, hasil simulasi yang diperoleh mengandung bagian kompleks imajiner. Berdasarkan Gambar 8 dan Gambar 9, dapat dilihat bahwa dengan memperkecil nilai koefisien perpindahan panas (h), hasil  simulasi  kandungan  uap  air  produk  dan  temperatur  akan  semakin  menjauhi  data percobaan  di  tahap  awal  pengeringan,  tetapi  seiring  dengan  bertambahnya  waktu  malah semakin mendekati data percobaan.
Berdasarkan  hal  tersebut  di  atas,  baik  persamaan  energi  aktifasi  relatif  polinomial pangkat 4 maupun persamaan pangkat dan eksponensial, menunjukkan kecenderungan yang sama, yaitu dengan semakin besar harga koefisien perpindahan panas, hasil simulasi semakin mendekati  data  percobaan  di  tahap  awal  pengeringan  tetapi  akan  semakin  menjauhi  data percobaanseiring dengan bertambahnya waktu.
2. Perbandingan data percobaan pengeringan microwave dengan daya 0,7 W/g
Simulasi  selanjutnya  dilakukan  untuk  membandingkan  data  model  dengan  data percobaan pengeringan microwaveberdaya 0,7 W/g dan temperatur udara pengering 70 0 C. Pada  data  percobaan  ini,  data  yang  tersedia  hanya  kandungan  uap  airnya,  sehingga  untuk menghitung koefiesien perpindahan panas microwave dengan daya 0,7 W/g menggunakan
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere
data  dengan  temperatur  udara  pengering  50 0 C.  Berdasarkan  data  ini,  diperoleh  bahwa temperatur akhir produk adalah 341,8172043 K (68,8172 0 C), sehingga kandungan uap air pada  kesetimbangan  (Xe),  energi  aktifasi  maksimum  (ΔEvb),  dan  koefisien  perpindahan panas  untuk microwave  (h)  berturut-turut  adalah  0,00531;  7557,290556  J/mol;  dan 20,42167249 W/m 2 K.
Harga  h  tersebut  kemudian  digunakan  untuk  menghitung  temperatur  akhir pengeringan  dengan  temperatur  udara  pengering  70 0 C.  Berdasarkan  harga  h  tersebut, diperoleh  temperatur  akhir  pengeringan  untuk  temperatur  udara  pengering  70 0 C  adalah 362,7002801 K (89,70028 0 C). Berdasarkan data tersebut, diperoleh bahwa kandungan uap air  pada  kesetimbangan  (Xe)  dan  energi  aktifasi  maksimum  (ΔEvb)  berturut -turut  adalah 0,00222 dan 10.577,55509 J/mol.
Persamaan  energi  aktifasi  relatif  yang  digunakan  untuk  simulasi  pengeringan microwave dengan daya 0,7 W/g adalah persamaan polinomial pangkat 4. Persamaan energi aktifasi  relatif  pangkat  dan  eksponensial  menghasilkan  data  simulasi  yang  mengandung bagian kompleks imajiner.
Hasil perbandingan data percobaan dengan simulasi model REA untuk pengeringan microwave dengan daya 0,7 W/g dan temperatur udara pengering 70 0 C dapat dilihat dalam Gambar 10.
Gambar 10 Perbandingan data percobaan kandungan uap air dengan simulasi model REA untuk pengeringan dengan microwave 0,7 W/g dan temperatur udara pengering 70 0 C
Berdasarkan  Gambar  10,  hasil  simulasi  yang  menggunakan  harga  h  yang  diperoleh dari  hasil  perhitungan  (20,42167249  W/m 2 K)  mendekati  data  percobaan  di  periode  akhir pengeringan. Sedangkan di periode awal pengeringan, hasil simulasinya tidak mendekati data percobaan. Dengan memperbesar harga h, hasil simulasi semakin mendekati data percobaan di  awal  periode  pengeringan  tetapi  semakin  menjauhi  data  percobaan  seiring  dengan bertambahnya waktu.
Pemodelan  Pengeringan  Menggunakan Microwave Dengan  Model Relative  Energy  Activation (REA) untuk Pengeringan Kacang Hijau Berbentuk Sphere

## KESIMPULAN
• Pengeringan  secara  konvektif,  simulasi  model  REA  menggunakan  persamaan  energi aktifasi  polinomial  pangkat  3  dan  pangkat  4.  Hasil  simulasi  model  REA  menggunakan persamaan energi aktifasi relatif polinomial pangkat 4 lebih mendekati data percobaan.
• Pengeringan dengan microwave berdaya 0,25 W/g dan temperatur udara pengering 50
0 C, simulasi model REA menggunakan persamaan polinomial pangkat 4 dan persamaan pangkat dan eksponensial. Hasil simulasi model REA kurang mendekati data percobaan walaupun bentuk kurvanya sudah mendekati.
• Pengeringan dengan microwave berdaya 0,70 W/g dan temperatur udara pengering 70 0 C,  simulasi  model  REA  menggunakan  persamaan  polinomial  pangkat  4.  Hasil  simulasi model  REA  kurang  mendekati  data  percobaan  walaupun  bentuk  kurvanya  sudah mendekati.
• Pengeringan dengan microwave, semakin tinggi harga koefisien perpindahan panas (h) hasil simulasi semakin mendekati data percobaan untuk periode awal pengeringan tetapi semakin menjauhi data percobaan seiring dengan bertambahnya waktu.

## DAFTAR PUSTAKA
Diza, Helmi Yulia. “Penentuan Waktu dan Suhu Pengeringan Optimal Terhadap Sifat Fisik Bahan Pengisi  Bubur  Kampiun  Instan  Menggunakan  Pengering Vakum”(online),  Balai  Riset dan Standardisasi Industri Padang, diakses 3 Juli 2021.
Jannah  Miftahul.  “Pengeringan  Osmotik  Pada  Irisan  Buah  Mangga  Arumanis  Dengan  Pelapisan Kitosan” (online)
( http://repository.ipb.ac.id/jspui/bitstream/
123456789/53691/8/F11mja.pdf), diakses 4 Agustus 2021)
Rozana, R. (2016). “Response of Drying Temperature on Drying Rate and Quality of Dried Candied Mango” (Online), Research Gate Publication Journal, diakses 3 July 2021)