## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 123
Analisis Kinerja Pengering Heat Pump Kompresi Uap untuk Pengeringan Temu Putih ( Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe)
Hayatri Sali Setia 1* , Leopold Oscar Nelwan 1 , I Wayan Astika 1 , Rokhani Hasbullah 1
1 Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB University, Indonesia *Email korespondensi: hayatri_ss@apps.ipb.ac.id

## Info Artikel
Abstract
Diajukan: 15 Juni 2022 Diterima: 7 Agustus 2022 Diterbitkan: 31 Agustus 2022
Keyword: airflow rate; COP heatpump; SMER; vapor compression heat pump; zedoary drying
Kata Kunci: COP heatpump; heat pump kompresi uap; laju aliran udara; pengeringan temu putih; SMER
Zedoary (Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe) simplicia drying requires a proper treatment because it has high moisture content about 80–90 % that have perishable properties. Proper drying conditions need to be known so the quality of simplicia drying increases. Dryer with vapor compression heat pump (VCHP) system is one of alternative mechanical dryers to shorten drying time and maintain the quality. In VCHP system, the environmental airflow is passed through two components that is evaporator and condenser which the proportions need to be studied to increase its effect on drying air conditions. Airflow configuration is carried out before put in the material by adjusting the opening of the air input line before evaporator and condenser.  The study aims to find the best configuration of airflow that produce suitable dryer air conditions for zedoary drying then analyze the performance. The research was conducted by configuring the airflow before put in the material and analyzing dryer performance of VCHP system. The results obtained the best configuration of airflow for zedoary drying are: (i) the air inlet before evaporator is given a gauze, (ii) the air inlet before condenser is closed. VCHP performance test results for zedoary drying are: (i) Coefficient of Performance Heat Pump (COP hp) is 3.11, (ii) Specific Thermal Energy Consumption (STEC) value is 4.066 MJ/kg, (iii) Specific Moisture Extraction Rate Thermal (SMER T ) value is 0.870 kg/kWh, and (iv) Specific Moisture Extraction Rate Total (SMER Tot ) value is 0.449 kg/kWh. The STEC, SMER T and SMER Tot values obtained are affected by drying time.

## Abstrak
Pengeringan simplisia temu putih (Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe) memerlukan penanganan yang tepat karena memiliki kadar air yang tinggi berkisar 80–90 % sehingga memiliki sifat mudah rusak. Kondisi pengeringan yang tepat perlu diketahui agar kualitas pengeringan simplisia yang dihasilkan meningkat. Pengering dengan sistem heat pump kompresi uap (HPKU) merupakan metode pengeringan  mekanis  alternatif untuk mempersingkat waktu pengeringan dan menjaga kualitas produk. Pada sistem HPKU, aliran udara lingkungan dilewatkan melalui dua komponen yaitu evaporator dan kondensor yang perlu dikaji proporsinya untuk meningkatkan efeknya pada kondisi udara pengering. Konfigurasi aliran udara dilakukan sebelum bahan dimasukkan dengan mengatur bukaan saluran input udara sebelum evaporator dan kondensor. Penelitian ini bertujuan menemukan konfigurasi aliran  udara  terbaik  yang menghasilkan kondisi udara pengering yang sesuai untuk pengeringan temu putih kemudian menganalisis kinerjanya. Penelitian dilakukan dengan mengkonfigurasi aliran udara sebelum bahan dimasukkan, menerapkan konfigurasi aliran udara terbaik pada pengeringan temu putih dan menganalisis kinerja pengering HPKU. Hasil pengujian didapatkan konfigurasi aliran udara terbaik untuk pengeringan temu putih adalah: (i) inlet udara sebelum evaporator diberi kasa dan (ii) inlet udara sebelum kondensor ditutup. Hasil pengujian kinerja HPKU pada pengeringan temu putih adalah: (i) Coefficient of Performance Heat Pump (COP hp) sebesar 3,11, (ii) nilai Specific Thermal Energy Consumption (STEC) sebesar 4,066 MJ/kg, (iii) nilai Specific Moisture Extraction Rate Thermal (SMER T ) sebesar 0,870 kg/kWh, dan (iv) nilai Specific Moisture Extraction Rate Total (SMER Tot ) sebesar 0,449 kg/kWh. Nilai STEC, SMER T dan SMER Tot yang didapat dipengaruhi oleh waktu pengeringan.

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 124

## 1. Latar Belakang
Pengeringan tanaman obat umumnya berbentuk simplisia dimana bagian rimpang dari tanaman diiris tipis kemudian dikeringkan. Temu putih ( Curcuma zedoaria (Berg.) Roscoe) merupakan tanaman obat yang banyak dimanfaatkan dalam pengobatan  tradisional. Pengeringan simplisia  temu putih memerlukan penanganan yang tepat karena memiliki  kadar air tinggi berkisar 80–90 % sehingga mudah rusak. Kadar air akhir simplisia yang diharapkan berdasarkan Depkes (2008) adalah 10 %. Suhu, kelembapan nisbi dan laju aliran udara pengering serta kadar air awal bahan menjadi faktor- faktor yang paling berpengaruh pada proses pengeringan tanaman obat (Corzo et al . 2008). Pengeringan yang tepat akan menghasilkan mutu simplisia yang baik sehingga tahan disimpan untuk waktu yang lama dan tidak terjadi perubahan bahan aktif di dalamnya (Dixa dan Singh 2016). Untuk meningkatkan kualitas pengeringan tanaman obat, kondisi pengeringan yang tepat perlu diketahui.
Beberapa peneliti telah melakukan studi perilaku pengeringan tanaman obat di antaranya temu lawak (Manalu et al. 2012), jahe (Chapchaimoh et al . 2016), dan bangle (Nimnuan dan Nabnean 2020). Pengering dengan sistem heat pump kompresi uap (HPKU) merupakan metode pengeringan mekanis  alternatif untuk mempersingkat waktu pengeringan dan menjaga kualitas produk. Keunggulan pengering HPKU jika  dibandingkan dengan pengering konvensional ialah  higienis, pengoperasian dapat dilakukan pada suhu rendah (Claussen et al. 2007; Colak dan Hepbasli 2009), dan memiliki  nilai SMER yang  lebih tinggi jika  dibandingkan  dengan  metode pengeringan lainnya (Mujumdar dan Jangam 2011). Selain itu, produk yang dikeringkan memiliki kualitas lebih baik, tidak mengotori atmosfer karena tidak menghasilkan asap dan tidak dipengaruhi oleh kondisi cuaca luar (Perera dan Rahman 1997).
Salah satu tipe yang dikembangkan adalah pengering sistem HPKU oleh Nelwan et al. (2015) dimana udara lingkungan melewati evaporator kemudian mengalami peningkatan suhu dari panas yang dilepaskan di kondensor sehingga diperoleh udara dengan RH rendah. Beberapa penelitian menggunakan sistem HPKU ini telah dilakukan. Biksono et al. (2016) melakukan pengeringan gabah sistem terbuka dengan pengoperasian secara intermittent , memberikan nilai SMER T 7,06 kg/kWh dan nilai COP hp berkisar 3,2–3,8.  Effendy (2017)  melakukan  pengeringan jahe merah dengan mengkonfigurasi pengisian refrigeran R134a dan laju aliran udara yang berbeda, memberikan nilai SMER T 1,777–1,814 kg/kWh serta nilai COP mencapai titik maksimal yaitu 3,84. Nuraliza (2021) melakukan pengeringan kunyit menggunakan tiga tingkat laju aliran udara pada sistem HPKU dan menghasilkan nilai SMERT 0,83–0,91 kg/kWh dan nilai COP hp yang diperoleh berkisar 4,21–4,38. Pada sistem pengering HPKU ini, aliran udara lingkungan dilewatkan melalui evaporator dan kondensor. Untuk itu, konfigurasi aliran udara melalui kedua komponen ini dikaji proporsinya untuk meningkatkan efeknya pada kondisi udara pengering. Selanjutnya konfigurasi udara ini diterapkan pada  pengeringan temu putih untuk  dikaji karakteristik pengeringannya. Penelitian ini bertujuan menemukan konfigurasi aliran udara terbaik dari HPKU yang menghasilkan kondisi udara pengering yang sesuai untuk pengeringan temu putih  kemudian menganalisis kinerja alat pengering HPKU untuk pengeringan temu putih serta melakukan analisis mutu produk yang dihasilkan.

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 125

## 2. Metode Penelitian
Bahan yang digunakan rimpang temu putih dari Tasikmalaya, Jawa Barat. Pengambilan data dilaksanakan di Laboratorium Energi Terbarukan, Leuwikopo –  Institut Pertanian Bogor. Mesin pengering heat pump (Nelwan et al . 2015) yang digunakan mencakup kompresor torak Merk Tecumseh tipe AE.A.2.4.15Y-6, kondensor 0,5 kW dan 0,25 kW, 1 blower, TXV valve, heat exchanger, hand valve, receiver, suction accumulator, filter dryer, sight glass . Alat ukur yang digunakan adalah termokopel tipe T, pressure gauge , watt meter , clamp meter dan anemometer.  Pengambilan data suhu menggunakan termokopel dengan recorder NI sebagai alat akuisisi data dengan interval pengambilan data per detik.
2.1 Konfigurasi Aliran Udara Pengering HPKU Tanpa Bahan
Konfigurasi aliran udara dilakukan sebelum  bahan temu putih dimasukkan  dengan mengatur bukaan saluran input udara sebelum evaporator dan sebelum kondensor pada tiga variasi suhu lingkungan yang tidak dikontrol dalam rentang suhu 24–25 °C, 27–28 °C dan 30–31 °C. Pengambilan data dilakukan pada rentang suhu lingkungan yang telah ditentukan untuk melihat laju aliran udara dan kinerja yang dihasilkan.  Bukaan saluran input udara sebelum evaporator diatur dengan pemberian kasa dan tanpa diberi kasa, sedangkan bukaan saluran input udara sebelum kondensor diatur dengan menutup dan membuka penuh pintu saluran udara. Pemberian kasa pada inlet udara sebelum evaporator diharapkan membuat penurunan laju aliran udara dengan pola aliran yang lebih seragam pada penampang saluran inlet , sehingga udara yang didehumidifikasi di evaporator dapat mengalami penurunan kelembapan mutlak yang lebih tinggi. Konfigurasi aliran udara yang menghasilkan kondisi udara pengering terbaik selanjutnya akan diterapkan pada proses pengeringan temu putih. Kecepatan aliran udara diukur dengan menggunakan anemometer. Konfigurasi aliran udara dibagi menjadi empat konfigurasi seperti pada Tabel 1 dan skema konfigurasi aliran udara dapat dilihat pada Gambar 1.
Tabel 1 . Konfigurasi aliran udara Konfigurasi Keterangan I Inlet I tanpa penghambat dan inlet II tertutup II Inlet I tanpa penghambat dan inlet II tebuka III Inlet I dengan penghambat dan inlet II tertutup IV Inlet I dengan penghambat dan inlet II terbuka
Perhitungan laju aliran udara dinyatakan dengan persamaan berikut (Cengel dan Cimbala 2006): 𝑚𝑚̇ 𝑢𝑢 = 𝜌𝜌 × 𝐴𝐴 × 𝑉𝑉 (1)
Dimana 𝑚𝑚̇ 𝑢𝑢 adalah laju aliran udara (kg udara/s), ρ adalah densitas udara (kg/m 3 ), A adalah luas penampang saluran ke ruang pengering (m 2 ) dan V adalah kecepatan rata-rata fluida (m/s). Perhitungan besarnya laju pindah panas sensibel dihitung dengan persamaan berikut: 𝑄𝑄 𝑐𝑐𝑐𝑐 = 𝑚𝑚̇ × 𝐶𝐶 𝑝𝑝 × ∆𝑇𝑇 (2)
Dimana Q cs adalah laju pindah panas sensibel (kW), ṁ adalah laju aliran udara (kg/s), Cp adalah panas spesifik udara (kg/kJ °C) dan ∆T adalah selisih udara pengering dan udara lingkungan (°C).
Perhitungan laju uap yang diembunkan dihitung dengan persamaan berikut:

## j TEP
JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN 10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 126 𝑚𝑚̇ 𝑣𝑣 = 𝑚𝑚̇ 𝑢𝑢𝑢𝑢 �𝐻𝐻 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝑢𝑢𝑢𝑢𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 − 𝐻𝐻 𝑈𝑈𝑈𝑈𝐿𝐿𝑈𝑈𝐿𝐿 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐿𝐿𝐿𝐿𝑝𝑝𝑈𝑈𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 �
(3)
Dimana ṁ v adalah laju uap yang diembunkan (kg uk/s), ṁ uk adalah laju aliran udara (kg/s), H Lingkungan adalah  kelembapan  mutlak lingkungan (kg air/kg udara kering), H Udara pengering adalah  kelembapan mutlak udara pengering (kg air/kg udara kering).
Keterangan: 1. Titik pengukuran suhu sebelum evaporator, 2. Titik pengukuran suhu setelah evaporator, 3. Titik pengukuran suhu sebelum kondensor, 4. Titik pengukuran suhu setelah kondensor; a. Evaporator, b. Kompresor, c. Kondensor, d. Kondensor, e. Katup TXV, f. Receiver , g. Suction accumulator , h. Hand valve , i. Filter dryer , j. Gelas penduga, k. Rotameter , l. Blower, m. Ruang pengering, P. Pressure gauge, T. Termokopel, tbk. Suhu bola kering, dan tbb. Suhu bola basah.
Gambar 1 . Skematik bukaan saluran udara (inlet I dan II) dan sistem HPKU pengering dengan lokasi titik-titik pengukuran
2.2 Analisis Konfigurasi Aliran Udara Terhadap Kinerja Pengering HPKU Pengukuran kinerja alat pengering HPKU dinyatakan dengan Coefficient of Performance (COP). Pengukuran suhu aliran udara sistem HPKU dilakukan pada titik (1) sebelum melewati evaporator, (2) setelah melewati evaporator, (3) sebelum melewati kondensor dan (4) setelah melewati kondensor. Nilai entalpi untuk setiap  lokasi ditentukan berdasarkan suhu dan tekanan yang terukur dengan bantuan analisis software Coolpack versi 1.5 yang kemudian menghasilkan perhitungan nilai energi kompresor (W k ), energi kondensor (Q c ) dan energi evaporator (Q e ).
Pengukuran COP hp berdasarkan perbandingan jumlah rata-rata panas di kondensor (Q c ) terhadap rata-rata kerja kompresor (W k ) yang didefinisikan sebagai berikut (Cengel dan Boles 2008; Biksono et al. 2016):
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝐻𝐻𝑝𝑝𝐿𝐿𝐻𝐻 𝑃𝑃𝑢𝑢𝑃𝑃𝑝𝑝 = 𝑄𝑄 𝑒𝑒 +𝑊𝑊 𝑘𝑘 𝑊𝑊 𝑘𝑘 = 𝑄𝑄 𝑒𝑒 𝑊𝑊 𝑘𝑘 + 1 = 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑅𝑅𝑝𝑝𝑅𝑅 + 1 (4)
Dimana W k adalah energi kompresor (kJ/kg), Q c adalah laju pindah panas kondensasi (kJ/kg) dan Q e adalah laju pindah panas evaporator (kJ/kg).
2.3 Pengeringan Temu Putih dengan Pengering Heat Pump Kompresi Uap

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 127
Pengeringan temu putih dilakukan dengan menerapkan konfigurasi aliran udara terbaik. Parameter pengeringan temu putih yang diukur adalah sebagai berikut:
a. Kadar Air Bahan dan Jumlah Air yang Diuapkan
Pengukuran kadar air awal dan akhir dilakukan menggunakan metode oven dan untuk jumlah air yang diuapkan dihitung dengan persamaan berikut (Biksono et al . 2016):
𝑊𝑊 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑈𝑈 = � 1 − 100−𝑃𝑃 𝑓𝑓 100−𝑃𝑃 𝑖𝑖 � × 𝑊𝑊 𝐿𝐿 (5)
Dimana W air adalah jumlah air yang diuapkan (kg), W i adalah berat bahan (kg), m f adalah kadar air awal (%bb), m i adalah kadar air akhir (%bk).
b. Waktu Pengeringan
Lama waktu pengeringan dihitung mulai saat unit HPKU dinyalakan dan dimatikan sampai kadar air temu putih mencapai <10 %bb yang dapat dinyatakan dalam menit maupun jam.
c. Laju Pengeringan
Laju pengeringan dinyatakan dengan persamaan berikut:
𝑊𝑊̇ = ∆𝑀𝑀 ∆𝐻𝐻
(6)
Dimana 𝑊𝑊̇ adalah laju pengeringan (%bk/jam), ∆M adalah penurunan kadar air (%bk), ∆t adalah waktu pengeringan (jam).
2.4 Analisis Kinerja Pengering HPKU untuk Pengeringan Temu Putih Kinerja sistem HPKU ditentukan oleh nilai COP hp yang dihasilkan serta perhitungan konsumsi energi selama pengeringan.
a. Coefficient of Performance Heat Pump (COP hp ) Penentuan nilai COP hp berdasarkan nilai energi kompresor (W k ), energi evaporator (Q e ) dan energi kondensor (Q c ) yang dinyatakan sesuai dengan persamaan (4).
b. Specific Thermal Energy Consumption (STEC)
Konsumsi energi termal spesifik dihitung dengan persamaan berikut (Biksono et al. 2016): 𝑆𝑆𝑇𝑇𝑆𝑆𝐶𝐶 = 𝐸𝐸 𝐾𝐾 𝑊𝑊 𝑎𝑎𝑖𝑖𝑎𝑎
(7)
Dimana STEC adalah Specific Thermal Energy Consumption (MJ/kg), E K adalah konsumsi energi kompresor (kJ), W air adalah jumlah air yang diuapkan (kg).
c. Specific Moisture Extraction Rate (SMER)
Nilai energi efisiensi rata-rata selama proses pengeringan yang dinyatakan dengan dua ekspresi konsumsi energi (Biksono et al. 2016) yaitu konsumsi energi listrik untuk pemanasan:
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑇𝑇 = 𝑊𝑊 𝑎𝑎𝑖𝑖𝑎𝑎 𝐸𝐸 𝑇𝑇 (8)
Dimana SMER T adalah Specific Moisture Extraction Rate Thermal (kg/kWh), W air adalah jumlah massa air yang diuapkan (kg), E T adalah energi yang digunakan sistem HPKU (kWh) dan konsumsi energi listrik untuk total energi yang digunakan untuk pemanasan dan untuk menggerakkan blower, yaitu:
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑇𝑇𝑇𝑇𝐻𝐻 = 𝑊𝑊 𝑎𝑎𝑖𝑖𝑎𝑎 𝐸𝐸 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 128
Dimana SMER Tot adalah Specific Moisture Extraction Rate Total (kg/kWh), E Tot adalah energi yang digunakan sistem HPKU dan blower (kWh).

## 2.5 Analisis Mutu Produk Simplisia
Analisis dilakukan untuk mengetahui kadar kurkumin pada temu putih sebelum dan setelah dilakukan pengeringan. Penentuan kadar kurkumin secara umum dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer pada λ 530 μm. Analisis dilakukan di Laboratorium Analisis Mutu Balittro , Bogor.

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Pengaruh Konfigurasi Aliran Udara Terhadap Kondisi Udara Pengering Hasil konfigurasi aliran udara terhadap kondisi udara pengering disajikan pada Tabel 2. Hasil
pengujian menunjukkan bahwa konfigurasi III dimana: (i) inlet udara sebelum evaporator diberi kasa dan (ii) inlet udara sebelum kondensor ditutup, merupakan konfigurasi yang memberikan kondisi udara pengering terbaik. Konfigurasi tersebut memberikan efek pemanasan sensibel tertinggi serta penurunan  kelembapan  udara  pengering tertinggi. Pemberian kasa pada inlet udara sebelum evaporator menghasilkan penurunan kelembapan mutlak tertinggi. Pemberian kasa pada inlet udara sebelum evaporator diharapkan dapat memberikan penurunan laju aliran udara akan tetapi laju aliran udara yang dihasilkan hampir seragam. Dari hal tersebut bahwa kemungkinan adanya udara yang masuk melalui celah-celah alat (sebelum dan setelah blower) yang mengakibatkan udara tercampur sehingga laju aliran udara yang dihasilkan tidak berbeda jauh satu sama lain.
Tabel 2. Konfigurasi aliran udara terhadap kondisi udara pengering
Parameter Pengeringan Konfigurasi I II III IV Suhu rata-rata (°C) Lingkungan 25,2±0,6 24,9±0,7 25,2±0,3 24,7±0,2 Udara pengering 31,0±0,0 32,7±0,6 33,5±0,3 30,4±0,2 Kelembapan relatif rata-rata (%) Lingkungan 87,3±0,2 91,0±1,9 94,9±1,2 96,0±1,0 Udara pengering 59,2±2,1 55,1±1,3 53,8±1,2 67,8±0,4 Kelembapan mutlak rata-rata (kg air/kg udara kering) Lingkungan 0,0177±0,0007  0,0181±0,0004  0,0193±0,0002  0,0189±0,000074 Udara pengering 0,0168±0,0006  0,0172±0,0003  0,0176±0,0002  0,0186±0,0001 Laju aliran udara (kg/s) 0,1343 0,1341 0,1349 0,1345 Qcs (kW) 0,780 1,047 1,118 0,758 ṁ v (kg air/s) 0,00012 0,00012 0,00022 0,00004 Daya kompresor (watt) 428,0 429,7 418,7 419,3 Suhu rata-rata (°C) Lingkungan 27,8±0,4 28,1±0,5 28,0±0,3 27,9±0,5 Udara pengering 33,4±0,6 34,4±0,3 34,5±0,03 34,0±1,0

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 129 Parameter Pengeringan Konfigurasi I II III IV Kelembapan relatif rata-rata (%) Lingkungan 85,3±2,0 81,7±2,5 78,5±1,8 82,2±1,4 Udara pengering 55,7±1,9 51,6±2,3 49,1±1,1 51,6±1,3 Kelembapan mutlak rata-rata (kg air/kg udara kering) Lingkungan 0,0199±0,0001  0,0196±0,0001  0,0187±0,0007  0,0196±0,0009 Udara pengering 0,0180±0,0002  0,0178±0,0006  0,0169±0,0004  0,0173±0,0013 Laju aliran udara (kg/s) 0,1356 0,1329 0,1360 0,1359 Qcs (kW) 0,789 0,849 0,888 0,825 ṁ v (kg air/s) 0,00025 0,00023 0,00024 0,00031 Daya kompresor (watt) 487,0 478,3 471,7 476,6 Suhu rata-rata (°C) Lingkungan 30,6±0,2 31,1±0,6 31,0±0,5 31,3±0,2 Udara pengering 37,9±0,3 38,6±0,9 39,5±1,0 39,0±1,6 Kelembapan relatif rata-rata (%) Lingkungan 76,1±0,7 76,7±0,7 79,6±1,3 76,4±1,3 Udara pengering 43,9±1,23 41,8±1,3 40,9±1,6 40,5±2,1 Kelembapan mutlak rata-rata (kg air/kg udara kering) Lingkungan 0,0212±0,0002  0,0221±0,0009  0,0228±0,0003  0,0222±0,0006 Udara pengering 0,0183±0,0004  0,0181±0,0004  0,0186±0,0003  0,0179±0,0007 Laju aliran udara (kg/s) 0,1330 0,1330 0,1370 0,1360 Qcs (kW) 0,977 0,995 1,163 1,060 ṁ v (kg air/s) 0,00038 0,00052 0,00056 0,00057 Daya kompresor (watt) 563,7 557,3 562,0 559,7
Laju aliran udara yang semakin tinggi memberikan peningkatan suhu udara pengering karena panas yang diserap di evaporator sedikit sehingga panas yang dilepaskan oleh kondensor semakin besar serta memberikan penurunan kadar air yang lebih cepat karena cenderung membawa uap air dari dalam bahan lebih cepat sehingga bahan mencapai kadar air 8–10 % dalam waktu singkat.
3.2 Pengaruh Konfigurasi Aliran Udara Terhadap Kinerja HPKU
Hasil pengujian konfigurasi aliran udara pada variasi suhu lingkungan terhadap kinerja HPKU disajikan pada Tabel 3. Pada konfigurasi I dan III terjadi peningkatan energi kompresi dari suhu rendah ke suhu tinggi  karena semakin tinggi suhu udara  lingkungan, kerja yang dibutuhkan kompresor semakin besar. Pada konfigurasi II dan IV diperoleh energi kompresi yang meningkat dari suhu 24–25 °C ke suhu 27–28 °C, kemudian turun pada suhu 30–31 °C. Biksono et al. (2016) menyatakan hal ini terjadi karena efek penurunan laju aliran refrigeran terhadap suhu kondensasi  dimana peningkatan daya kompresi terjadi pada peningkatan suhu kondensasi pada tingkat suhu yang rendah dan cenderung akan menurun pada tingkat suhu yang tinggi. Pada konfigurasi III energi

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 130 kompresi meningkat seiring dengan peningkatan suhu evaporasi dan suhu kondensasi sedangkan rata-rata laju aliran refrigeran yang diperoleh pada suhu lingkungan 24–25 °C, 27–28 °C dan 30–31 °C berturut-turut sebesar  0,0052 kg/s, 0,0058 kg/s, dan  0,0067 kg/s. Terjadi peningkatan laju aliran refrigeran seiring dengan peningkatan suhu lingkungan.
Tabel 3 . Pengaruh konfigurasi aliran udara pada variasi suhu lingkungan terhadap kinerja HPKU
Konfi- gurasi Suhu Suhu (°C) Energi (kJ/kg) COP hp
Lingkungan (°C)  Evaporasi  Kondensasi  Evaporasi  Kondensasi  Kompresi
I 24-25 -7,46 38,69 189,610 261,121 71,511 3,65 27-28 -5,70 40,13 187,592 262,300 74,708 3,51 30-31 5,14 44,44 177,775 255,905 78,130 3,28 II 24-25 -3,12 39,61 184,607 263,947 79,340 3,33 27-28 -0,89 40,60 184,600 264,758 80,159 3,30 30-31 4,64 44,62 174,485 251,678 77,193 3,26 III 24-25 -1,24 36,67 185,007 265,324 80,317 3,30 27-28 -0,40 40,78 182,901 264,385 81,484 3,24 30-31 7,94 46,77 172,952 257,288 84,336 3,05 IV 24-25 -9,39 35,54 190,935 265,260 74,325 3,57 27-28 -5,14 39,41 185,879 266,727 80,848 3,30 30-31 5,55 45,27 173,256 248,438 75,182 3,30
Nilai COP hp yang dihasilkan pada konfigurasi III menurun seiring dengan peningkatan suhu lingkungan. Konfigurasi aliran udara dinilai kurang signifikan dalam mempengaruhi nilai COP hp yang diperoleh. Kenaikan suhu udara lingkungan mengakibatkan daya input kompresor meningkat, hal tersebut dipengaruhi oleh laju aliran massa refrigeran yang juga meningkat.  Peningkatan daya kompresi memberikan penurunan pada nilai COP hp yang dihasilkan. Laju aliran udara yang digunakan serta kondisi udara lingkungan tempat pengering diletakkan sangat berpengaruh terhadap kinerja pengering heat pump kompresi uap.
3.3 Heat Pump Kompresi Uap untuk Pengeringan Temu Putih
Pengeringan temu putih dilakukan dengan menerapkan konfigurasi aliran udara terbaik untuk proses pengeringan dengan kadar air awal 77,95 %bb dan laju aliran udara sebesar 0,129 kg/s selama lebih kurang 11 jam sampai kadar air akhir mencapai 8–10 %bb.
Ruang pengering memiliki lima rak, rak satu berada di posisi paling atas dan rak lima di posisi paling bawah. Dari grafik  pengeringan (Gambar 2) sampel temu putih pada rak lima lebih cepat mencapai kadar air akhir <10 %  sehingga waktu pengeringan lebih cepat dibanding rak lain. Hal tersebut karena posisi rak lima berada dekat dengan sumber udara panas dari pengering HPKU.

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 131
Gambar 2 . Hubungan kadar air bahan dan waktu pengeringan
Suhu lingkungan rata-rata selama  proses pengeringan sebesar  28,31 °C dengan standar deviasi sebesar ±1,73 dan suhu lingkungan berubah seiring waktu. Total waktu pengeringan yang dibutuhkan yaitu 11 jam dengan laju pengeringan sebesar 45,05 %bk/jam, massa awal bahan 7000 gram dan jumlah air yang diuapkan sebanyak 5318,81 gram.
3.4 Kinerja Heat Pump Kompresi Uap terhadap Pengeringan Temu Putih Pengaruh kondisi udara lingkungan terhadap performa  HPKU  selama proses pengeringan disajikan pada Tabel 4. Energi kompresi yang diperoleh mengalami peningkatan yang dipengaruhi oleh suhu evaporasi dan suhu kondensasi yang secara linear mengalami peningkatan terhadap suhu lingkungan dengan nilai COP hp yang menurun terhadap suhu lingkungan.
Tabel 4 . Pengaruh kondisi udara lingkungan terhadap kinerja HPKU selama proses pengeringan
Parameter Suhu lingkungan (°C) 24-27 27-30 30-keatas Suhu (°C) Evaporasi 0,81 1,08 2,20 Kondensasi 40,31 41,86 42,46 Udara pengering 33,753 35,468 36,781 Energi kompresi (kJ/kg) 83,715 83,913 84,862 COP hp 3,15 3,14 3,03
Performa HPKU terhadap pengeringan temu putih berdasarkan nilai COP hp , STEC dan SMER. Nilai STEC yang diperoleh sebesar 4,066 MJ/kg, dan nilai SMER T serta SMER Tot yang diperoleh secara berturut-turut sebesar 0,870 kg/kWh dan 0,449 kg/kWh. Nilai STEC yang didapat lebih tinggi dibanding nilai STEC oleh Effendy (2017) sebesar 2,205 MJ/kg dan lebih rendah dibanding nilai STEC oleh Nuraliza (2021) sebesar 4,15 MJ/kg. Perbedaan nilai STEC yang didapat dipengaruhi oleh waktu pengeringan yang berbeda. Nilai STEC yang didapatkan dipengaruhi oleh waktu pengeringan. Secara umum nilai STEC, SMER T dan SMER Tot dipengaruhi oleh waktu pengeringan, tidak dipengaruhi oleh konsumsi energi pada kompresor. Nilai COP hp selama pengeringan temu putih diperoleh sebesar 3,11. Energi yang digunakan selama pengeringan berturut-turut  diperoleh sebesar 179,653 kJ/kg untuk energi evaporasi, 264,657 kJ/kg untuk energi kondensasi dan 85,004 kJ/kg untuk energi kompresi.
0% 100% 200% 300% 400% 0% 100% 200% 300% 400% 0 2 4 6 8 10 12 Kad ar ai r ( % bk) Kad ar ai r ( % bk) Waktu (jam) Rak 1 Rak 2 Rak 3
Rak 4 Rak 5

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 132

## 3.5 Analisis Kadar Kurkumin
Hasil pengeringan temu putih dengan pengering HPKU diperoleh kadar kurkumin temu putih sebesar 0,074–0,120 %. Pada Farmakope Herbal Indonesia (FHI) Edisi II Tahun 2017, kunyit memiliki kadar kurkumin tidak kurang dari 3,82 % dan temulawak memiliki kadar kurkumin tidak kurang dari 2,3 %. Jika dibandingkan hasil kadar kurkumin temu putih yang diperoleh dengan pengering HPKU terhadap kadar kurkumin kunyit dan temulawak berdasarkan FHI, nilai kurkumin pada temu putih lebih rendah. Kadar kurkumin yang terdeteksi pada temu putih sangat kecil karena kadar kurkumin yang terkandung pada temu putih lebih sedikit dibanding bahan aktif lain seperti zingiberen dan zederon .

## 4. Kesimpulan
Konfigurasi aliran udara terbaik  untuk pengeringan temu putih adalah: (i) inlet udara sebelum evaporator diberi kasa  dan (ii) inlet udara sebelum kondensor ditutup. Konfigurasi tersebut memberikan efek pemanasan sensibel tertinggi  serta penurunan kelembapan  udara pengering tertinggi. Pengeringan temu putih dilakukan dengan menerapkan konfigurasi aliran udara terbaik. Laju aliran udara selama proses pengeringan sebesar 0,129 kg/s dengan waktu pengeringan 11 jam. Suhu pengeringan rata-rata 35,62 °C, kelembapan relatif rata-rata 48,23 % dan laju pengeringan rata- rata 45,05 %bk/jam. Hasil pengujian performa HPKU pada pengeringan temu putih memberikan nilai COP hp sebesar 3,11, nilai STEC sebesar 4,066 MJ/kg, nilai SMER T dan SMER Tot berturut-turut sebesar 0,870 kg/kWh dan 0,449 kg/kWh. Kadar kurkumin akhir pada sampel setelah pengeringan berkisar 0,74–0,120 %. Peningkatan laju aliran udara mempercepat waktu pengeringan tetapi kurang signifikan dalam mempengaruhi peningkatan pada nilai COP hp .
Pengeringan temu putih hanya dilakukan pada konfigurasi aliran udara terbaik saja sehingga tidak dapat dilihat pengaruhnya pada jumlah kadar kurkumin yang dapat dipertahankan. Untuk itu dapat disarankan melakukan pengeringan pada konfigurasi laju aliran udara dengan suhu dan kelembapan relatif yang berbeda untuk mendapatkan kadar kurkumin simplisia temu putih yang tinggi dengan kondisi pengeringan yang tepat. Perlu dilakukan pengkajian pengaruh pengeringan terhadap mutu dan penyusutan temu putih.

## 5. Daftar Pustaka
Biksono, D., L.O Nelwan, T. Mandang, D. Wulandani dan Y.S Gaos.  2016. Analisis sistem heat pump kompresi uap untuk pengeringan gabah. JTEP. Vol.4(2):139-146. doi:10.19028./jtep.04.2.139-146. Cengel, Y.A., M.A Boles. 2008. Heat Transfer . New York (US): McGraw-Hill Higher Education. Cengel, Y.A., J.M Cimbala. 2006. Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications . New York (US): McGraw-Hill.
Chapchaimoh, K., N. Poomsa-ad, L. Wiset, J. Morris. 2016. Thermal characteristics of heat pump dryer for ginger drying. Appl. Therm. Eng . Vol.95:491-498. ISSN 1359-4311. doi:10.1016/j.applthermaleng.2015.09.025.

## j TEP

## JURNAL KETEKNIKAN PERTANIAN
10(2) 123-132 2022 P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439 133
Claussen, I.C, T.S Ustad, I. Strommen, P.M Walde. 2007. Atmospheric freeze drying – a review. Dry. Technol . Vol.25:947-957. doi:10.1080/07373930701394845.
Colak, N., A. Hepbasli. 2009. A review of heat pump drying: part 1- system, models and studies. Energy Convers. Manag . Vol.50(09): 2180-2186. doi:10.1016/j.enconman.2009.04.031.
Corzo, O., N. Brach, A. Vasquez, A. Pereira. 2008. Energy and exergy analyses of thin layer drying of coroba slices. J. Food Eng . Vol.86(2):151–161. doi:10.1016/j.jfoodeng.2007.05.008.
[Depkes] Departemen Kesehatan Republik Indonesia. (2008). Farmakope Herbal Indonesia . Edisi I. Jakarta (ID): Departemen Kesehatan Republik Indonesia.
[Depkes] Departemen Kesehatan Republik Indonesia. (2017). Farmakope Herbal Indonesia .  Edisi II. Jakarta (ID): Departemen Kesehatan Republik Indonesia.
Dixa, S., V.S Singh. 2016. Isolation and characterization of flavonoids in urena lobata leaves. European J Med Plants . Vol.11:1-6. doi:10.9734/EJMP/2016/21502.
Effendy, M.I. 2017. Kajian heat pump kompresi uap terhadap jahe (Zingiber officinale) (Skripsi). Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Manalu, L.P., A.H Tambunan, dan L.O Nelwan. 2012. Penentuan kondisi proses pengeringan temu lawak untuk menghasilkan simplisia standar. JDPI. Vol.23(2):99-106. doi:10.28959/jdpi.v23i2.611.
Mujumdar A.S., Jangam S.V. 2011. Some innovative drying technologies for dehydration of foods. In:
Proceedings of ICEF. Athens. Greece. 555–556.
Nelwan, L.O., D. Wulandani, I.D.M Subrata, P. Widodo, M.J Djafar. 2015. Disain sistem pengeringan gabah mandiri energi menggunakan sistem heat pump kompresi uap dan pengoperasian terkendali berenergi gasifikasi sekam. Kerjasama Kemitraan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Nasional. Jakarta (ID): Kementrian Pertanian.
Nimnuan, P., S. Nabnean. 2020. Experimental and simulated investigations of the performance of the solar greenhouse dryer for drying cassumunar ginger (Zingiber cassumunar Roxb.). Case Stud. Therm. Eng . Vol.22:100745. doi:10.1016/j.csite.2020.100745.
Nuraliza. 2021. Uji perfomansi pengeringan heat pump kompresi uap tipe rak pada kunyit ( Curcuma Domestica Val .) (skripsi). Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Perera, C.O., M.S Rahman. 1997. Heat pump dehumidifier drying of food. Trends Food Sci. Technol .
Vol.8(3):75-79. doi:10.1016/S0924-2244(97)01013-3.