Pengantar Analisis Sistem Pengeringan Alas Tetap

Proses pengeringan

Udara pengering bergerak dari dasar ke atas alas.pertukaran kadar air dari biji ke udara terjadi pada kedalaman yang tetap atau pada daerah bijian. Pada awal proses pengeringan daerah pengeringan terdapat pada dasar alas. Setelah pengeringan berlangsung terus, daerah ini bergerak keatas dan bila daerah telah melampaui semua bijian,keseluruhan masa bijian dikeringkan dalam kesetimbangan dengan udara pengering. Pada gambar skema terbentuk daerah pengeringan yang bergerak pada posisi antara  bagian bawah dan atas dari alas bijian.

Bijian di bawah daerah pengeringan mencapai kondisi kesetimbangan dengan udara yang masuk dan memiliki kandungan air sebesar M_e . Bijian di atas daerah pengeringan dan tetap mempunyai kadar air sebesar M_O. Udara melewati bijian diatas daerah pengeringan dalam kesetimbangan dengan kadar air awal bijian.  Saat melewati daerah pengerigan udara membawa uap air dari biji secara evaporasi dan didinginkan dengan proses evaporasi dari T_a ke T_g .

        Terdapat dua gradient melintas daerah pengeringan : (1). Gradien kadar air dari M_e ke M_O , dan (2). Gradient suhu dari T_a ke T_g . Pada analisis yang disederhanakan ini,bijian dianggap mempunyai suhu yang sama dengan udara pada semua tempat. Jika alas bijian adalah dangkal dan/atau kecepatan udara adalah tinggi,daerah pengeringan bisa berkembag meliputi seluruh alas. Rata-rata kadar akhir yang diinginkan bisa dicapai sebelum lapisan biji bawah mencapai kesetimbangan dengan udara pengering

Parameter – Parameter Persamaan Kesetimbangan Panas

Laju aliran udara

            Laju aliran udara (Q) melalui suatu sistem pengeringan bisa diperoleh dengan menggambarkan kurva sistem versus kurva kipas angin, laju aliran udara ke sistem yang bekerja bisa juga diperoleh dengan pengukuran tekanan statis pada sistem dan menghitung aliran udara dari tekanan.

Suhu udara dan volume spesifik

            Volume spesifik udara (v) dan penurunan suhu melalui masa bijian (T_a – T_g ) diperoleh dari diagram psikometrik. Sebelum nilai-nilai ini didapat ditentukan,dipilih kondisi udara sekitar daerah tersebut serta musim yang berlaku. Nilai yang di pilih ini mempunyai pengaruh penting kondisi pada perhitungan-perhitungan,terutama bila udara biasa digunakan untuk pengeringan.

Peta Suhu Bola Basah

            Waite and Bern (1987) dan Schmidt and Waite ( 1962) menggambarkan peta-peta daerah di Amerika Serikat dan Kanada Selatan yang menunjukan garis-garis dengan suhu sama tiap bulan dalam satu tahun dari rata-rata suhu bola basah dan rata-rata penurunan suhu bola basah beserta simpangan bakunya. Peta untuk bulan juli sampai desember.

            Dari data Waite and Bern atau Schmidt and Waite digunakan dengan memilih peta yang sesuai dengan bulan dimana pengeringan akan dilakukan,dan kemudian dibaca suhu rata-rata  bola basah dan rata-rata penurunan bola basah untuk daerah dimana pengeringan akan ditempatkan. Dari hal ini titik dari diagram psikrometrik dapat ditentukan,serta bisa ditentukan suhu bola kering dan kelembaban relative. Simpangan baku dihitung untuk suhu tiap jam terhadap rata-rata nilai suhu bulanan.

Suhu Udara Plenum Dan Volume Spesifik

            Kondisi udara plenuem yang merupakan masukan (input) pada persaaman tergantung pada apakah udara telah mengalami pemanasan,selama pengeringan udara alami,udara tidak dipanaskan oleh kondisi plenuem dan sekitarnya dianggap sama. Jika udara di panaskan,pemanasan dianggap terjadi pada perbandingan kelembaban yang tetap dan kondisi udara pada plenuem dijelaskan pada volume spesifik adalah nilai untuk kondisi plenum.

Kondisi Udara Luar

            Data kadar air kesetimbangan ditunjukan sebagai garis-garis dengan suhu yang sama (isotherm). Suhu udara keluar diperoleh dengan mengikuti garis suhu bola basah tetap pada grafik dari T_g ke garis memotong kurva kelembaban relative kesetimbangan untuk bijian pada kadar air awal. Anggapan yang digunakan adalah bahwa proses pengeringan terjadi pada suhu bola basah yang tetap.

Panas Penguapan

            Panas yang diperlukan untuk meguapkan satu pound air dari bijian adalah merupakan fungsi kadar air bijian dan suhu dimana terjadi penguapan. Melintas daerah pengeringan. Penguapan terjadi pada suhu dan kadar air biji yang berubah terus menerus,oleh sebab itu nilai panas penguapan juga berubah terus. Panas penguapan tertinggi terjadi pada bagian bawah dari daerah pengeringan dimana kadar air bijian adalah paling rendah,dan panas penguapan paling rendah terjadi pada bagian atas dari daerah pengeringan dimana kadar air bijian adalah tertinggi.

Kadar Air Bijian

            Pernyataan kadar air M_o dan M_e (basis kering decimal) menyatakan kadar air awal pengeringan (M_o) dan kadar air saat bijian mencapai kesetimbangan dengan kondisi udara plenuem (M_e). Bila pengeringan dilaksanakan pada alas yang dalam (beberapa kali dari kedalaman daerah pengeringan). Daerah pengeringan berada di atau dekat bagian massa bijian pada akhir operasi dan keseluruhan massa bijian mempunyai kadar air M_g  . Bila bijian akan disimpan pada bangunan panyimpanan setelah dikeringkan,daerah pengeringan harus mencapai bagian puncak dari massa bijian sehingga tidak ada biji dengan kadar air tinggi yang tersimpan.

            Hasil kali DM dan (M_O – M_e) adalah jumlai air yang dihilangkan pada proses pengeringan. Berat air hilang ini adalah bagian utama dari apa yang disebut”penyusutan” dan jumlahnya besar jika kadar air awal bijian adalah tinggi. Sebagai cotoh,jika gandum dikeringkan dari 18% kadar basis basah menjadi 14% basis basah,besar kehilangan ini adalah (100368) (0,220-0,163)= 5271 kg. kadar air dikonversi menjadi basis sering untuk tujuan perhitungan. Di Amerika Serikat,gandum yang dipasarkan pada satuan 60lb/bushel. Kehilangan (12612 lb) menyatakan suatu penyusutan sebesar 210 bushel.