Secara umum, istilah drying digunakan untuk proses penghilangan moisture secara thermal dimana proses pengeringan pada solid terbagi menjadi tiga periode yaitu: warming up period, constant period dan falling period (Perry, 1997). Gambar 1 dan 2 menunjukkan kurva moisture content dan drying rate sebagai fungsi waktu. Garis AB menunjukkan warming up period saat terjadi proses pemanasan awal pada solid surface. Drying rate semakin lama akan semakin naik seiring dengan kenaikan temperatur. Garis BC menunjukkan constant period yaitu saat pergerakan moisture cukup tinggi untuk mempertahankan kondisi saturasi di solid surface. Moisture batubara turun dengan rate konstan sampai pada critical moisture content. Falling rate period dimulai saat moisture mencapai critical moisture content (garis CD).

Warmingup Period

Pada warmingup period, solid temperature mengalami kenaikkan dan solid moisture akan berkurang. Drying rate akan naik secara perlahan sampai pada constan period. Warmingup period normalnya sangat singkat bila dibandingkan dengan constant period dan falling period sehingga seringkali diabaikan saat menghitung drying time.

Constant Period

Pada constan period, drying rate dikontrol oleh heat transfer rate pada proses evaporasi. Proses drying terjadi secara diffusi dari saturated surface material melalui stagnant air film ke environment. Mass transfer rate balance dengan heat
transfer rate dan temperature saturated surface relatif konstan. Mekanisme penguapan sesuai dengan evaporasi body of water dan tidak tergantung pada kondisi solid. Jika heat transfer yang terjadi hanya konveksi maka surface temperature mendekati wet bulb temperature.

Falling Period

Periode ini terjadi karena pergerakan moisture sudah tidak dapat mempertahankan kondisi saturasi di permukaan solid. Drying rate akan menurun karena kondisi permukaan yang tidak lagi jenuh. Drying rate dipengaruhi oleh pergerakan internal dari moisture dan faktor eksternal tidak berpengaruh lagi. Periode ini biasanya sangat mendominasi pada perhitungan drying time untuk solid yang memiliki kandungan moisture rendah. Ada 2 theory dalam menganalisa falling period yaitu diffusion theory dan capillary theory.

Diffusion theory mengasumsikan proses mass transfer yaitu aliran vapor atau liquid mengikuti Fick’s Second Law of Diffusion. Pergerakan liquid karena diffusi terjadi pada kondisi kandungan equilibrium moisture dibawah atmospheric saturation point dimana liquid dan solid dalam kondisi mutually soluble. Liquid diffusivity dalam solid bisanya akan menurun bila konsentrasi moisture turun. Liquid dan vapor diffusivity akan berubah dan material akan mengalami
pengerutan (shrinks) selama proses drying. Yang termasuk golongan ini antara lain: textile, paper, wood, soap dan paste

Capillary theory mengasumsikan bahwa tumpukan batubara adalah sebuah kumpulan nonporous solid yang dilingkupi oleh ruang kosong (space) yang disebut pore. Moisture berada pada celah (interstice) solid sebagai liquid di surface atau sebagai free moisture di cell cavity. Moisture bergerak karena gravity dan capillary yang membentuk suatu jalan (passageway) untuk continuous flow. Pada proses drying, pergerakan moisture terjadi karena adanya suction pressure akibat keluarnya udara yang berada di dalam pore diantara lapisan batubara. Yang termasuk golongan ini antara lain adalah minerals, clay soil dan sand.

Sumber : Perry Robert H.(1976), Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, McGraw-Hill, Seventh Edition (1997)

Leave a Reply