Kelebihan dan Kekurangan Pengering Sistem Fluidisasi

Kelebihan pengering sistem fluidisasi

1. Aliran bahan yang menyerupai fluida mengakibatkan bahan mengalir secara kontinyu sehingga otomatis memudahkan operasinya.
   
2. Pencampuran atau pengadukan bahan menyebabkan kondisi bahan hampir mendekati isothermal.
   
3. Sirkulasi bahan diantara dua fluidized bed membuatnya memungkinkan untuk mengalirkan sejumlah besar kalor yang diperlukan ke dalam ruang pengering yang besar.
   
4. Pengering tipe fluidisasi cocok untuk skala besar.
5. Laju perpindahan kalor dan laju perpindahan massa uap air antara udara pengering dan bahan sangat tinggi dibandingkan dengan pengering metode kontak yang lain.
   
6. Pindah kalor dengan menggunakan pengering tipe fluidisasi membutuhkan area permukaan yang relatif kecil.

Kekurangan pengering sistem fluidisasi

1. Sulit untuk menggambarkan aliran dari udara panas yang dihembuskan ke ruang pengering, dikarenakan simpangan yang besar dari aliran udara yang masuk dan bahan terlewati oleh gelembung udara, menjadikan sistem kontak/singgungan tidak efisien.
2. Pencampuran atau pengadukan bahan padatan yang terus menerus pada hamparan akan menyebabkan ketidakseragaman waktu diam bahan di dalam ruang pengering, karena bahan terus menerus terkena hembusan udara panas.

Bagian Mesin Pengering Sistem Fluidisasi

Pengering sistem fluidisasi (fluidized bed dryer, FBD) adalah pengering yang menggunakan prinsip fluidisasi. Prinsip kerja mesin pengering sistem fluidisasi adalah penghembusan udara panas oleh kipas peniup (blower) melalui suatu saluran ke atas bak pengering. Berikut ini adalah bagian-bagian mesin pengering sistem fluidisasi yang akan digunakan :

1. Kipas (Blower). Kipas (Blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran udara, yang akan digunakan pada proses fluidisasi. Kipas juga berfungsi sebagai penghembus udara panas ke dalam ruang pengering juga untuk mengangkat bahan agar proses fluidisasi terjadi.
2. Elemen Pemanas (heater). Elemen Pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara sehingga kelembaban relatif udara pengering turun, dimana kalor yang dihasilkan dibawa oleh aliran udara yang melewati elemen pemanas sehingga proses penguapan air dari dalam bahan dapat berlangsung.
3. Plenum. Plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Bagian saluran udara ini dapat berpengaruh terhadap kecepatan aliran udara yang dialirkan, dimana arah aliran udara tersebut dibelokkan menuju ke ruang pengering dengan bantuan sekat-sekat yang juga berfungsi untuk membagi rata aliran udara tersebut.
4. Ruang Pengering. Ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan dikeringkan ditempatkan. Perpindahan kalor dan massa uap air yang paling optimal terjadi diruang ini. Menurut Mujumdar (2000), tinggi tumpukan bahan yang optimal untuk pengering dengan menggunakan fluidized bed dryer adalah 2/3 dari tinggi ruang pengering.
5. Hopper. Hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan dikeringkan ke ruang pengering.

Ditulis oleh : Derry Ariadi, STP

Pengering Sistem Fluidisasi

Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut memiliki sifat seperti fluida (Kunii dan Levenspiel, 1977).

Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah (Mujumdar, 2000). Proses pengeringan dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran udara panas sampai bahan terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan bahan sehingga memperbesar luas kontak pengeringan, peningkatan koefisien perpindahan kalor konveksi, dan peningkatan laju difusi uap air.

Kecepatan minimum fluidisasi adalah tingkat kecepatan aliran udara terendah dimana bahan yang dikeringkan masih dapat terfluidisasi dengan baik, sedangkan kecepatan udara maksimum adalah tingkat kecepatan tertinggi dimana pada tingkat kecepatan ini bahan terhembus ke luar ruang pengering (Andayani, 1988 dalam Sawitri, 2003).

Menurut Kunii dan Levenspiel (1976), kecepatan minimum fluidisasi dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Fluidisasi tercapai apabila kecepatan aliran udara lebih besar dari kecepatan minimum fluidisasi. Selama proses pengeringan apabila kecepatan aliran udara ditingkatkan, tekanan statik udara pengering meningkat dan bahan yang dikeringkan akan terangkat sampai ketinggian tertentu dan menyebabkan bahan terfluidisasi. Pada kondisi ini bahan teraduk secara merata dan bantalan udara yang menyangga bahan pada ketinggian tertentu disebut dalam keadaan fluidisasi minimum (Brooker dkk, 1992).

Jika batas fluidisasi minimum terlampaui maka akan terbentuk bantalan gelembung udara yang mengakibatkan terjadinya letupan-letupan udara pada permukaan lapisan, hal ini terjadi terus menerus (Supriyanto, 2000 dalam Sawitri, 2003).

Aliran Udara Pengeringan

Udara merupakan salah satu komponen yang penting di dalam proses pengeringan bahan pertanian. Pada proses pengeringan secara mekanik, udara membawa kalor ke dalam ruang pengering untuk menguapkan air yang terkandung di dalam bahan pertanian, kemudian membawa uap air tersebut ke luar dari ruang pengering.

Brooker dkk (1992) mengemukakan bahwa tekanan statik aliran udara pengering yang melalui tumpukan biji-bijian tergantung pada:

1. Kecepatan aliran udara pengering
2. Karakteristik bentuk dan permukaan biji-bijian
3. Ukuran dan konfigurasi ruang antar biji-bijian
4. Variasi ukuran biji-bijian
5. Persentase lubang lantai ruang pengering
6. Panjang pipa saluran udara pengering

Untuk mendapatkan hasil pengeringan yang baik diperlukan kombinasi antara suhu, kecepatan aliran udara dan ketebalan produk yang tepat. Suhu yang tinggi membutuhkan kecepatan aliran udara yang tinggi dan pengadukan produk untuk mencegah overdrying (Andayani, 1988 dalam Sawitri, 2003).