Analisa Pengeringan Secara Konveksi Butiran Teh pada Fluidized Bed Dryer Menggunakan Computational Fluid Dynamic (CFD)

Abstract

Simulasi numerik perpindahan panas pada teh dilakukan dengan menempatkan material teh pada domain komputasi sebuah aliran eksternal. Penurunan massa pada teh dihitung secara analitik dengan menggunakan persamaan laju penurunan massa. Teh dimodelkan dengan bentuk menyerupai bola setelah dilakukan pelayuan untuk kemudian dikeringkan. Kecepatan masuk aliran udara divariasikan sesuai dengan batas kecepatan minimum dan maksimum fluidisasi pada fluidized bed dryer. Kecepatan yang divariasikan yaitu 3 m/s, 5 m/s, dan 7 m/s. Temperatur masuk aliran udara juga divariasikan berdasarkan temperatur pengeringan teh untuk fluidized bed dryer yaitu 92⁰C, 95⁰C, dan 100⁰C. Model aliran yang digunakan yaitu aliran laminar dengan Re < 10⁵ untuk aliran external. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perpindahan panas dan perpindahan massa terjadi dengan cepat untuk material teh. Berdasarkan variasi kecepatan aliran udara dan temperatur, maka semakin tinggi kecepatan dan temperatur masuk aliran udara mengakibatkan semakin menurunnya waktu yang dibutuhkan untuk mengurangi kadar air pada teh. Waktu yang digunakan untuk menurunkan kadar air hingga 3% berdasarkan temperatur pada kecepatan 3 m/s secara berurutan adalah 515 s (92⁰C), 455 s (95⁰C), dan 380 s (100⁰C). Sementara pada kecepatan 5 m/s waktu yag dibutuhkan adalah 400 s (92⁰C), 355 s (95⁰C), dan 295 s (100⁰C) serta untuk kecepatan 7 m/s berturut-turut 340 s (92⁰C), 300 s (95⁰C), dan 250 s (100⁰C). Untuk pengeringan teh lebih optimal dilakukan dengan menaikkan kececepatan masuk aliran fluida dibandingkan dengan menaikkan temperatur.