Origanum vulgare, umumnya dikenal sebagai oregano atau daun jinten, merupakan tanaman aromatik yang digunakan secara global untuk bumbu, rempah-rempah berbagai hidangan maupun daging olahan untuk salad, pizza, dan sosis (Gambar 1). Daun oregano, herbal aromatik lainnya didehidrasi menggunakan suhu yang berkisar antara 40 hingga 60°C. Suhu pengeringan tersebut dipilih karena kegunaannya saat pengeringan beragam tanaman herbal. Telah ditemukan bahwa penurunan kualitas minimal terjadi pada suhu sekitar 50°C saat mengeringkan bumbu dan rempah-rempah seperti jahe mallow, spearmint, dan peterseli dikeringkan menggunakan Heat Pump Dryer (HPD) pada suhu udara pengering 55°C dengan kecepatan 2,7 m/s. Herbal dalam berbagai ukuran dikeringkan dengan dan tanpa batang.
Gambar 1. Oregano (Daun jinten kering) dan Aplikasinya untuk Pizza
Oregano mengandung bahan fungsional dan senyawa aromatik. Oleh karena itu dimanfaatkan juga sebagai treatment untuk beberapa penyakit seperti penyakit pernapasan: batuk, bronkitis dan asma. Oregano kaya akan senyawa bioaktif unik seperti carvazole dan timol yang juga memiliki kandungan asam folat yang tinggi, beta karoten, dan vitamin (A, C, E, K), zea-xanthin, pigenin, lutein, luteolin dan timonin. Oregano dilaporkan mempunyai sifat anti-oksidasi, anti-bakteri, dan anti-jamur (Eqbal et al., 2017).
Teknik pengeringan yang paling umum dan komersial yang biasa digunakan untuk mengeringkan daun Oregano adalah dengan pengeringan matahari. Bahkan pengeringan matahari merupakan proses yang bersih tetapi memiliki banyak keterbatasan karena sangat bergantung pada kondisi cuaca. Selain itu, pengeringan matahari dapat menghasilkan produk yang tidak konsisten dalam kualitas, risiko fisik dan kontaminasi mikrobiologis yang tinggi. Teknologi pengeringan lainnya seperti membekukan dan pengeringan udara dapat menjadi alternatif yang baik untuk pengeringan matahari dalam menghindari cacat kualitas dengan pengeringan surya (Antal, 2015). Praktek ini membuat sulit untuk mengontrol suhu dan waktu dalam proses pengeringan.
Komponen dan Spesifikasi Sistem Heat Pump Dryer (HPD)
Gambar 2. (a) Diagram skema HPD yang digunakan untuk analisis eksperimental; (b) Pengaturan eksperimental untuk pengeringan Oregano (Salazar-Hincapié et al. 2020)
Tabel 1 Komponen dan spesifikasi sistem Heat Pump Dryer (HPD)
No. Komponen Tipe Spesifikasi Teknis 1 Kompresor Piston hermetis alternatif, Embraco FFU model 100 HAK 248,56 W, 115-127 V, 5 A, 60 Hz 2 Evaporator Evaporator Penukar panas aliran silang bersirip 8 sirip/in 3 Kompresor udara Peniup Kipas sentrifugal SunFlow, 172*150*50 mm Model HBL 0,37 kW, 2,1 m3/jam 4 Suhu display dan unit registrasi Antarmuka elektronik dibuat dengan Arduino 5 V, 1,5 A 5 Suhu tekanan tinggi dan rendah Manometer Bourdon 0–3447,3 kPa; 0–827 kPa 6 Pipeline untuk air resirkulasi Pipa terisolasi termal 4” = 0,10 m, aluminium, serat 7 Tray 1 Panggangan 34 cm 34,5 cm 8 Tray 2 Panggangan 34 cm 34,5 cm 9 Baffle Aluminium deflektor Derajat kemiringan 45° 10 Kondensor Penukar panas aliran silang Bersirip 8 sirip/in 
Gambar 3. Proses pengeringan daun jinten segar: (a) Daun jinten sebelum proses pengeringan (kiri) dan setelah prose pengeringan (kanan), (b) termografi untuk produk akhir pada 1380 kPa.
Rasio Kelembaban Udara
Gambar 4. Rasio kelembaban udara di pintu masuk ruang pengering untuk setiap tekanan dengan menggunakan Psikometrik Chart (Salazar-Hincapié et al. 2020)
Rasio kelembaban udara di pintu masuk ruang pengering untuk setiap tekanan yang dievaluasi (Gambar 4). Ketika pelepasan tekanan kompresor adalah 827 kPa, rasio kelembaban 0,012 kg H2O/kg udara kering, sedangkan untuk 1380 kPa rasio kelembaban udara 0,009 kg H2O/kg udara kering. Nilai rasio kelembaban udara yang lebih rendah ini menyebabkan kapasitas besar udara pengering untuk menyerap uap air dari daun Oregano, meningkatkan SMER dari sistem pengering pompa panas karena pengurangan waktu pengeringan.
Efisiensi Proses Pengeringan Oregano dengan Heat Pump Dryer
Gambar 5. Koefisien Kinerja (CoP) untuk HPD dalam pengeringan Oregano
Sebagai indikator performa heat pump ditentukan oleh CoP dan SMER untuk menentukan efisiensi sistem tersebut. Secara umum, CoP yang diperoleh menghasilkan pengurangan hampir 20% ketika tekanan pelepasan kompresor menurun dari 1380 kPa menjadi 1100 kPa. CoP dan SMER menurun seiring dengan tekanan pelepasan kompresor (Gambar 5 dan 6), terutama karena peningkatan energi yang dibutuhkan oleh kompresor. Permintaan ini disebabkan oleh peningkatan di ketinggian isentropik kompresor, karena pelepasan tekanan menurun. Saat pelepasan tekanan 1380 kPa, diperoleh rasio kompresi 6,34, sedangkan 1100 kPa menyebabkan peningkatan rasio 9,61; berarti 51,6% lebih tinggi dari casing dasar, menyebabkan peningkatan 73% dalam daya yang diserap oleh kompresor.
di mana: W* comp dan W* fan adalah daya yang dikonsumsi oleh kompresor dan kipas pengering yang dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini:
Tingkat ekstraksi kelembaban spesifik (SMER) adalah rasio kelembaban yang diuapkan dari input energi produk basah ke HPD dan dihitung sebagai berikut:
Waktu pengeringan terpendek hampir 150 menit, diikuti oleh kasus di mana tekanan pelepasan kompresor 1100 dan 827 kPa, dengan hampir 270 dan 450 menit waktu pengeringan, sekitar dua kali dan tiga kali nominal kapasitas waktu pengeringan dengan HPD. Ini karena gradien yang lebih rendah dalam tingkat dehumidifikasi dan kontrol kecepatan udara membuat tingkat penghilangan kelembaban sangat tergantung pada suhu. Kecenderungan ini bisa dijelaskan dengan mempertimbangkan profil suhu pengeringan.
Gambar 6. Tingkat ekstraksi kelembaban spesifik (SMER)
Gambar 7. Diagram P-h untuk pompa kalor pengering.
Ketika sebuah drying heat pump berdasarkan siklus kompresi uap pendingin digunakan untuk mengeringkan herbal, tekanan pada debit kompresor menentukan suhu pengeringan. Tekanan rendah pada pelepasan kompresor menyebabkan dehidrasi dalam waktu lama, dan konsumsi energi yang tinggi, sementara tekanan yang sangat tinggi menghasilkan suhu pengeringan yang tinggi, menghilangkan lebih banyak air dari tumbuh-tumbuhan daripada yang diperlukan, ini mengurangi kualitas produk. Konsekuensi lain terkait dengan suhu tinggi di motor kompresor, menyebabkan kerusakan pada belitan dan perubahan viskositas oli pelumas. Seperti dapat dilihat pada Gambar 5, pengaruh penurunan tekanan pelepasan zat pendingin di kompresor menyebabkan penurunan tekanan hisap, dan pada gilirannya suhu penguapan sangat rendah. Ketika tekanan pelepasan sebesar 827 kPa, suhu penguapan menurun menjadi 36°C, menyebabkan obstruksi parsial evaporator karena pembentukan es di permukaannya dan karenanya pengurangan aliran udara ke kondensor dan ruang pengering, yang mempengaruhi koefisien konveksi udara dan meningkatkan kelembaban absolutnya, mengurangi kemampuan udara untuk menyerap uap air dari produk di ruang pengering. 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a) sebagai refrigeran sebagai salah satu alternatif sifat yang baik, tidak beracun, tidak mudah terbakar dan relatif stabil.
Apa saja keunggulan pengeringan oregano dengan heat pump?
1. Metode yang layak untuk pengeringan oregano,
2. Mengkalibrasi tekanan pada inlet dan outlet kompresor,
nilai yang tinggi untuk CoP, SMER dapat dicapai,
3. Dapat menurunkan biaya operasional.
4. Menggunakan HPD dan menyesuaikan pelepasan tekanan kompresor, suhu udara pengeringan yang berbeda dapat dicapai.
5. Dapat digunakan untuk mengatur suhu pengeringan udara untuk jenis herbal dan produk lain tanpa dampak yang tinggi terhadap lingkungan (karena bahan bakar fosil umum tidak digunakan).
Bagaimana aspek keteknikan pangan yang baik untuk membuat daun oregano kering?
- Kadar air Oregano awal sekitar 70%
- 100 g Oregano masing-masing digunakan dari dua baki
- Proses pengeringan dimulai dengan memasukkan nampan di dalam pompa kalor, yang memiliki suhu mendekati suhu pengeringan, dengan mempertimbangkan tekanannya
- Posisi baki digeser posisinya dan diputar 180° searah jarum jam, untuk memastikan kecepatan seragam dan pola fluks panas di setiap nampan
- Melalui peredam, udara segar yang masuk dalam HPDS digunakan untuk mempertahankan tekanan dan memastikan suhu pengeringan konstan, setiap kali nilai kompresor yang tinggi tekanan pelepasan diperhatikan, peredam benar-benar dibuka sampai tekanan tinggi tercapai nilai nominalnya
- Variasi tekanan pelepasan kompresor ditetapkan dengan memvariasikan pengisian refrigeran ke dalam siklus, untuk mendapatkan tekanan yang sesuai misalnya 1380 kPa, 1100 kPa dan 827 kPa.
- Selama prosedur pengeringan, arus listrik kompresor dan pengeringan blower, tekanan manometrik (sisi tinggi dan rendah), subcooling dan superheating, suhu rumah kompresor, suhu dan kelembaban di bagian tertentu dari pompa panas diperhatikan. Gambar 3 menunjukkan proses pengeringan bahan (daun jinten segar) dan termografi untuk produk akhir pada tekanan 1380 kPa. (Salazar-Hincapié et al. 2020)
- Kadar air yang diizinkan untuk berbagai herbal aromatik sekitar 14%, waktu pengeringan meningkat seiring pelepasan kompresor tekanan menurun (Salazar-Hincapié et al. 2020). Waktu pengeringan tercepat adalah hampir 150 menit, di mana tekanan pelepasan kompresor 1100 dan 827 kPa, dengan hampir 270 dan 450 menit waktu pengeringannya masing-masing.
Bagaimana cara untuk mempercepat pengeringan?
Semakin tinggi tekanan pelepasan kompresor, semakin tinggi suhu pengeringan, juga semakin cepat waktu pengeringan yang diperoleh, tetapi energi yang digunakan akan semakin besar.(Adhitya Yudha Pradhana, Mahasiswa Pascasarjana Ilmu Pangan IPB Peneliti Balitbangtan)
