Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama)
Intermittent Microwave Convective Drying (IMCD) adalah salah satu teknologi pengeringan yang sedang berkembang pesat, khususnya dalam konteks pengeringan media berpori yang mengandung kelembaban tinggi. Penelitian numerik yang dilakukan ini mengeksplorasi performa IMCD dengan menggunakan model aliran multifasa pada subdomain media berpori yang dikombinasikan dengan model perpindahan panas konvektif di luar media. Simulasi ini dilakukan dengan bantuan COMSOL Multiphysics, pada rasio pulsa (pulse ratio/PR) sebesar 3. Tujuannya adalah membandingkan karakteristik pengeringan IMCD dengan metode pengeringan konveksi (Convection Drying/CD) yang lebih tradisional.
Hasil menunjukkan bahwa IMCD memberikan keunggulan signifikan dibandingkan CD, terutama dalam hal efisiensi waktu dan performa pengeringan. Pada tahap awal, IMCD memiliki kecepatan pengeringan yang lebih tinggi, berkisar antara 0,0166 hingga 0,02 m/s dibandingkan dengan CD. Ini menyebabkan total waktu pengeringan IMCD menjadi 81,35% lebih singkat dibandingkan CD. Penurunan waktu yang drastis ini tentu menjadi terobosan, mengingat pengeringan media berpori umumnya membutuhkan waktu yang lama karena distribusi kelembaban yang tidak merata di dalam material.
Keunggulan utama IMCD terletak pada bagaimana panas dan uap air didistribusikan. Pada tahap akhir pengeringan, meskipun kelembaban di permukaan material sudah rendah, konsentrasi uap dan suhu di bagian inti material tetap tinggi. Hal ini memungkinkan proses evaporasi berlangsung lebih efisien dan mempertahankan laju penguapan di permukaan. Dengan mekanisme ini, uap air yang terperangkap di bagian dalam material dapat dengan cepat berdifusi keluar, sehingga menghindari akumulasi uap di dalam material yang sering terjadi pada metode pengeringan konveksi.
Studi ini juga mengevaluasi performa model dengan berbagai variasi lengkungan dinding inlet dan outlet. Parameter keseragaman pengeringan, yang dilambangkan dengan K, menjadi salah satu kriteria utama dalam menentukan kualitas proses pengeringan. Dari tiga tipe model yang diuji, model tipe III memiliki keseragaman pengeringan tertinggi, mencapai 89,28%. Ini menandakan bahwa desain aliran udara yang optimal dapat meningkatkan distribusi aliran udara secara signifikan, yang pada gilirannya meningkatkan efisiensi pengeringan.
Jika dilihat dari perspektif teknik sistem termal dan energi terbarukan, hasil penelitian ini sangat relevan dalam mengembangkan teknologi pengeringan yang hemat energi dan efektif. Pengeringan yang lebih cepat berarti konsumsi energi yang lebih rendah, sementara keseragaman pengeringan yang lebih baik membantu menghindari kehilangan kualitas produk akibat pengeringan yang tidak merata. IMCD, dengan keunggulan dalam hal efisiensi waktu dan distribusi panas, dapat diterapkan pada berbagai jenis industri pangan atau bioproduk yang memerlukan proses pengeringan.
Inovasi dalam teknologi pengeringan, seperti yang ditunjukkan dalam penelitian ini, juga sangat mendukung upaya global dalam mengurangi jejak karbon. Dengan memanfaatkan teknologi microwave intermiten, pengeringan dapat dilakukan pada suhu yang lebih rendah dan waktu yang lebih singkat, sehingga mengurangi energi yang dibutuhkan dibandingkan dengan metode konvensional. Selain itu, penelitian ini membuka peluang untuk pengembangan lebih lanjut, terutama dalam mengoptimalkan desain peralatan pengeringan berbasis microwave untuk skala industri yang lebih besar.
Secara keseluruhan, studi ini menegaskan bahwa IMCD memiliki potensi besar untuk menggantikan metode pengeringan konveksi yang kurang efisien. Dengan peningkatan dalam hal kecepatan pengeringan, efisiensi energi, dan keseragaman distribusi panas, IMCD menawarkan solusi yang lebih ramah lingkungan dan efektif dalam pengolahan bahan berpori. Implementasi teknologi ini diharapkan dapat meningkatkan produktivitas industri serta menjaga kualitas produk yang lebih baik.
