Analisa Pengujian Alat Pengering Padi Dengan Menggunakan Bahan Bakar Sekam Padi Rio Andanil, Kaidir, Wenny Program Studi Teknik mesin-Fakultas Teknologi-Industri- Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No.19 Olo Nanggolo Padang 25143 Telp. 0751-7054257 Fax. 0751-7051341 Email :
[email protected]
ABSTRAK Penelitian tentang pengeringan gabah padi dengan memanfaatkan sumber panas dari pembakaran tabung reactor dengan bahan bakar sekam padi, pengeringan ini menghitung variable-variabel kinerjanya, jenis komoditi yang di uji pada peda pengering ini adalah gabah padi IR-42 pengujian ini dilakukan dengan menvariasikan bukaan katup dan sehingga memperoleh berapa laju penguapan kadar air dengan menvariasikan bukaan blower, dari bukaan blower 0 laju penguapan kadar air sebesar 6,5%, pada bukaan blower 1/2/ laju penguapan kadar air sebesar 8,5%, dan pada bukaan blower 1 laju penguapan kadar air sebesar 9,5%, pengujjian ini dilakukan dengan lama jangka waktu pengujian selama 60 menit sekali pengujjian. Kata Kunci: Gabah, Batch dryer, Pengeringan, Bahan bakar, Sekam padi
ABSTRACT Research on drying grain of rice by utilizing the heat source of the combustion tube reactor fuel with rice husk, This drying performance compute variables, type of commodity in the test on the bike dryers are the grain of rice IR-42 testing is done by vary the valve opening and thus obtain how the rate of evaporation of water to vary the blower openings, 0 of openings blower evaporation rate of water content of 6.5%, the blower opening half / rate of evaporation of water content of 8.5%, and the blower opening 1 the rate of evaporation of water content of 9.5%, this is done with pengujjian long testing period for 60 minutes once the testing. Keywords: Rough rice, Batch dryer, Drying, Fuel, Husk of rice.
PENDAHLUAN
tempat yang luas. Pengeringan butiran yang
Hasil pertanian setelah dipanen merupakan
berkadar air tinggi, dapat dilakukan dengan
bahan
memiliki
dua cara, yaitu pengeringan dalam jangka
kandungan air yang tinggi. Oleh sebab itu,
waktu lama pada suhu udara pengering yang
bahan tersebut masih akan melangsungkan
rendah atau pengeringan dalam jangka waktu
proses kehidupan yang jika tidak dikendalikan
yang lebih pendek pada suhu yang lebih
akan dapat menurunkan mutunya sendiri.
tinggi. Akan tetapi, jika pengeringan dilakukan
Kerusakan hasil pertanian dapat disebabkan
terhadap suatu bahan berlangsung terlalu lama
oleh dua faktor yaitu factor dalam (internal)
pada suhu yang rendah, maka aktivitas
dan faktor luar (eksternal). Kerusakan tersebut
mikroorganisme
mengakibatkan penurunan mutu baik secara
jamur atau pembusukan menjadi sangat cepat.
kuantitatif maupun kualitatif yang berupa
Sebaliknya, pengeringan yang dilakukan pada
susut berat karena rusak, memar, cacat dan
suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan
lain-lain.
kerusakan pada komponen-komponen bahan
biologis
yang
masih
yang
berupa
tumbuhnya
Kemajuan teknologi pascapanen di
yang dikeringkan, baik secara fisik maupun
Indonesia menuntut tersedianya bahan baku
kimia. Oleh karena itu, perlu dipilih cara
yang bermutu tinggi untuk industri pengolahan
pengeringan yang efektif dan efisien agar tidak
hasil pertanian. Produk-produk pertanian yang
terjadi
berbentuk butiran, seperti: jagung, padi,
pertanian. Karena padi/ gabah merupakan
kacang-kacangan,
komoditas vital bagi Indonesia,
kopi,
dan
lain-lain
memerlukan perhatian yang lebih serius,
kerusakan
Pengolahan
pada
hasil
pertanian
(gabah)
pengeringan
penting
(teknologi turun temurun). Proses pengolahan
Proses
gabah menjadi beras diawali dari penjemuran
pengeringan juga membantu mempermudah
dengan menggunakan cahaya matahari. Proses
penyimpanan produk pertanian dalam rangka
ini membutuhkan waktu tiga hari supaya dapat
pendistribusian baik dalam skala domestik
diolah menjadi beras. Pada proses pengeringan
maupun ekspor. Proses pengeringan butiran
gabah para petani sering mengalami kesulitan
bertujuan untuk mengurangi kandungan airnya
karena cuaca tidak panas (musim hujan) dan
sampai batas-batas tertentu, agar tidak terjadi
dapat memperlama proses produksi beras.
kerusakan akibat aktivitas metabolisme oleh
Dalam hal ini proses pengeringan gabah
mikroorganisme.
merupakan salah satu faktor penentu kualitas
dalam
pengawetan
suatu
peranan bahan.
Di Indonesia, pengeringan butiran
teknologi
padi
terutama pada proses pengawetan. Proses memegang
menggunakan
produk-produk
lama
beras.
pada umumnya masih dilakukan dengan
Salah
satu
kegiatan
yang
dapat
memanfaatkan tenaga matahari. Namun, cara
memperpanjang daya simpan hasil pertanian
ini sangat tergantung pada musim, waktu
adalah
pengeringan, tenaga kerja yang banyak, dan
merupakan usaha untuk menurunkan kadarair
dengan
pengeringan.Pengeringan
sampai batas tertentu sehingga reaksi biologis terhenti dan mikroorganisme serta serangga tidak bisa hidup di dalamnya. Proses
pengeringan
hasil-hasil
pertanian yang dilakukan oleh para petani di Indonesia, matahari
masih
memanfaatkan
sebagai
tenaga
1
tenaga
pengeringnya
.Namun, pada saat musim hujan tiba, mereka
2
mengalami kesulitan dalam mengeringkan 5
hasil pertanian mereka karena tidak ada 3
cahaya matahari yang mempunyai intensitas yang cukup sebagai sumber panas. Bila hasilhasil
pertanian
tersebut
tidak
berhasil
4
dikeringkan sampai kandungan air tertentu, maka hasil-hasil pertanian tersebut akan
Gambar1 . Alat pengering gabah padi
berkecambah atau bahkan membusuk karena
Keterangan Gambar:
aktivitas metabolisme oleh mikroorganisme.
1. Tempat masuknya bahan bakar
Tentu saja, hal ini akan mengurangi mutu hasil
2. Tabung pembakaran
pertanian mereka. Sebagai salah satu alternatif
3. Tempat masuknya gas panas dari
pemecahan masalah tersebut, maka perlu
tabung pembakaran
dilakukan suatu alat pengering yang dapat
4. Blower
membantu para petani dalam mengeringkan
5. Lemari Pengering padi
hasil pertanian, khususnya gabah. II Bahan Dan Metode Pengujian
2.2.
Prosedur Pengujian
Berikut ini adalah langkah-langkah dasar
2.1. Bahan dan Alat
dalam pengujian pengering gabah padi adalah: Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah lemari pengering gabah padi dengan menggunakan
tabung
pembakaran,
thermometer digital, thermometer batang, timbangan, blower, korek api, stop watch. Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah padi dengan tipe IR 42
1. Sebelum melakukan pengujian ini siapkan alat-alat dan bahan yang akan diuji, pastikan bahwa alat pengering gabah padi dalam kondisi baik. 2. Siapkan gabah padi yang akan diuji dan ukur
berat
gabah sesuai
yang telah
ditentukan sebelum pengujian 3. Masukan gabah padi tiap rak pengering dengan ukuran yang telah ditentukan pada tiap rak pengering.
4. Siapkan bahan bakar sekam padi sebanyak
Specific
Gasification Rate adalah
yang dibutuhkan dan masukan kedalam
jumlah bahan bakar yang dibakar di kompor
tabung pembakaran.
per satuan waktu. Ini ditentukan dengan
5. Masukan potongan-potongan kecil kertas
membagi tingkatan konsumsi bahan bakar
bekas kedalam tabung pembakaran untuk
dengan luas permukaan reactor (Belonio,
memancing nyala api hingga sekam padi
1985).
yang ada didalam tabung pembakaran ikut
SGR = FCR / Ar ................................. (2.2)
terbakar. 6. Saat nyala api pada tabung pembakaran menyala sempurna lalu hidupkan blower, dengan bukaan yang telah direncanakan. 7. Atur waktu pengujian sesuai dengan yang
Dimana: SGR = Specific Gasification Rate, kg/ jam-m2 FCR = Laju konsumsi Bahan Bakar, kg/ jam Ar
direncanakan. 8. Catat data pengujian yang ingin diketahui.
= Luas Permukaan Reaktor, m2
Kebutuhan Energi (Qt)
9. Lalukan pengujian selanjutnya dengan menvariasikan bukaan blower dan berat
2.3.
… (2.3)
Qt =
gabah pengujian.
Analisa Data
2.3.1. Laju Konsumsi Bahan Bakar 2.3.4. Percentase Ash/ Char Produced/
(FCR) Konsumsi bahan bakar adalah jumlah bahan
bakar
yang
dikomsumsi
Persentase abu (%A/C)
dalam
persamaan dibawah ini (Belonio,1985):
Percentase Ash/ Char Produced adalah jumlah persentase sisa ash/ char disimpan dalam tungku setelah operasi. Ini ditentukan dengan membagi berat char/ ash yang diperoleh dari kompor oleh masukan bahan bakar kemudian dikalikan dengan 100 (Belonio,1985):
FCR=Wf/OT .................................. (2.1)
% A/C = Wa/c x 100 / Wf ............. (2.4)
mengoperasikan kompor per satuan waktu. Ditentukan dengan membagi berat bahan bakar yang digunakan saat operasi. Hal ini dapat
dihitung
menggunakan
rumus
Dimana:
Dimana: FCR = Laju Konsumsi Bahan Bakar, kg/jam Wf
= Berat Bahan Bakar Yang Digunakan, kg
OT
= Waktu operasi, jam
2.3.2. Pecific Gasification Rate (SGR)
% A/C = Persentase Abu Yang Diproduksi, % Wa/c = Berat Abu Yang Diproduksi Setelah Operasi, kg Wf = Berat Bahan Bakar Yang Digunakan, kg
2.3.5. Biaya Bahan Bakar (Cf)
Biaya bahan bakar adalah biaya bahan bakar yang terjadi dalam mengoperasikan
mb = berat ember + berat bahan setelah melakukan pengujian
kompor persatuan waktu. Hal ini ditentukan
2.3.9. Energi Untuk Memanaskan
dengan mengalikan biaya bahan bakar dengan
Bahan (Q1)
laju konsumsi bahan bakar (Belonio,1985):
Q1 =
Cf = FCR x Pf ................................ (2.5)
.................... (2.9)
Dimana: Cf
Dimana :
= Biaya Bahan Bakar, Rp/ jam
FCR= Laju Konsumsi Bahan Bakar, kg/ jam Pf
Cp
= Untuk mendapatkan nilai Cp (Panas
= Harga Bahan Baku, Rp/ kg Bahan
spesifik) pada table A4
Bakar
thermophysical Properties of Gases Atmosphere Pressure”
2.3.6. Jumlah Air Yang Berkurang (Wa)
ΔT
= ( temperatur box – temperature lingkungan) 0K
T
= Lama waktu pengujian (jam)
Wa = W awal – W akhir ................ (2.6) Dimana: Wa = Selisih berat bahan setelah pengujian
2.3.10. Energi untuk menguapkan air bahan (Q2) Q2= W x hg ................................... (2.10)
W awal = Berat awal bahan pengujian
Dimana:
W akhir = Berat akhir bahan pengujian
Hg
= Untuk mendapatkan nilai hg pada table B. 1b” berbagai sifat H20 jenuh” table tekanan SI
W
= Selisih berat bahan setelah pengujian
2.3.7. Laju Penguapan Kadar Air (W) W=
.......................................... (2.7)
Dimana: Wa = Selisih berat bahan setelah pengujian T
2.3.11. Efisiensi pengeringan (Q)
= Waktu Pengujian
Q=
x 100%......................... (2,11)
2.3.8. Kadar Air Bahan Dimana:
K Air Bahan =
..(2.8)
Dimana: ma = berat ember + berat bahan sebelum melakukan pengujian mo = berat ember
Q1
= Energi Untuk Memanaskan Bahan
Q2
= Energi untuk menguapkan air bahan
yang dibutuhkan untuk pengeringan akan
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
sedikit pula.
Analisa dan pembahasan
Menurut Prasetyo (2001) kadar air
Untuk pengujian ini dilakukan dengan cara menvariasikan bukaan pada blower, pengujian pertama dilakukan tanpa ada bukaan pada blower dimana didapatkan hasil temperatur
gabah padi menurut standar pengeringan yaitu 13%-14%.
0
Dari pengujian bukaan blower 0 dengan
dalam ruang pengering yaitu sebesar38,7 C,
berat gabah padi 20 kg penguapan kadar
temperatur ini sangat baik untuk pengeringan
air sebesar 6,5% selama 60 menit, jadi
gabah padi, sehingga bisa mendapatkan hasil
untuk menghasilkan gabah dengan kadar
pengeringan yang bagus. Untuk pengujian
air 13% membutuhkan waktu 2 jam.
yang selanjutnya dilakukan dengan bukaan
blower ½ maka didapatkan temperatur ruang
Dari pengujian bukaan blower 1/2 dengan berat gabah padi 20 kg penguapan kadar
0
pengering sebesar 39,3 C dimana temperatur
air sebesar 8,5% selama 60 menit, jadi
terseut cukup baik juga digunakan pada
untuk menghasilkan gabah dengan kadar
pengering gabah padi, akan tetapi memakan
air 13% membutuhkan waktu 1,32 jam.
waktu pengering yang cukup lama. Untuk
Dari pengujian bukaan blower 1 dengan
pengujian selanjutnya dilakukan bukaan penuh
berat gabah padi 20 kg penguapan kadar
pada blower
air sebesar 9,5% selama 60 menit, jadi
dimana didapatkan temperatur
ruang pengering sebesar 42,30C temperatur ini juga baik digunakan dalam pengering gabah padi, tetapi akan memakan waktu yang cukup
Dari pengujain yang dilakukan dengan variasi bukaan blower sangat berpengaruh pada temperatur ruang pengering dimana blower
penuh
temperatur
ruang
pengering mencapai 42,30C dimana temperatur tersebut
cukup
baik
digunakan
dalam
Laju pengeringan gabah padi sangat tergantung pada kondisi lajunya aliran udara blower,
temperature,
Bila dibandingkan dengan cara manual untuk pengeringan gabah padi
yang saat ini
dilakukan butuh waktu ± 5 jam untuk mendapatkan kadar air 13%, dan untuk pengujian ini membutuhkan waktu 1,23 menit dengan
bukaan
blower
penuh
untuk
mendaptkan kadar air 13%
pengering gabah padi.
pada
kadar air 13% membutuhkan waktu 1,23 jam.
lama dalam pengeringannya.
bukaan
untuk menghasilkan gabah dengan
dan
lamanya
pengeringan, semakin besar udara panas yang di suplay pada suatu bahan maka laju pengeringan akan semakin cepat dan waktu
Untuk
pengujian
dengan
variasi
dengan berat gabah 5,10,15,20 dan 25 kg didapat kesimpulannya. Semakin banyak berat gabah pengujian maka temperatur lemari pengering semakin kecil, lama pengujian ini 60 menit.
Hasil
dari
pengujian
pembakaran
sebesar 12%, pada berat gabah 10 kg laju
dengan menggunakan bahan bakar sekam padi
penguapan kadar air sebesar 9.10%, pada berat
mampu
menit,
gabah 15 kg jumlah laju penguapan kadar air
kapasitas bahan bakar sekam padi dalam
sebesar 9,06%, pada berat gabah 20 kg maka
tabung
laju penguapan kadar air sebesar 9,05%, dan
beroperasi
selama
pembakaran
60-70
sebanyak
3
kg
menghasilkan abu sekitar 13%.
pada berat gabah 25 kg laju penguapan kadar air
sebesar9,08%.
Apabila
berat
gabah
semakin sedikit maka laju penguapan kadar air semakin besar pula.
Gambar 2 .grafik hubungan antara bukaan blower dengan laju penguapan kadar air Dari grafik diatas terlihat hubungan antara bukaan blower dengan laju penguapan
Gambar 4. Grafik berat gabah dengan energi
kadar air .menunjukan bahwa pada bukaan
menguapkan air bahan
blower 0 laju penguapan kadar air sebanyak
Dari grafik diatas menunjukan bahwa
6,5%, selanjutnya pada bukaan ½ laju
pada
penguapan kadar air sebanyak 8,5% dan pada
menguapkan air bahan sebesar 1,5541 kj/kg,
bukaan 1 (penuh) laju penguapan kadar air
pada berat gabah 10 kg energi untuk
sebanyak 9,5%. Ini berarti bahwa dengan
menguapkan air bahan sebanyak 2,3256 kj/kg,
bukaan blower semakin besar maka laju
pada berat gabah 15 kg energi untuk
penguapan kadar air juga meningkat.
menguapkan air bahan sebesar 3,6087 kj/ kg,
berat
gabah
5
kg
energi
untuk
pada berat 20 kg energi untuk menguapkan air bahan sebesar 4,8814 kj/ kg, dan pada berat gabah 25 kg energi untuk menguapkan air bahan sebesar5,9100 kj/ kg. jadi berat gabah semakin besar maka energi menguapkan air bahan semakin meningkat pula. Gambar 3 . Grafik antara berat gabah dengan laju penguapan kadar air
Dari grafik diatas menunjukan bahwa berat gabah 5 kg laju penguapan kadar air
pengeringan 10,206%. Sedangkan untuk tanpa bukaan penuh hasil temperature ruangan yaitu sebesar 38,7 dimana pengurangan kadar air sebesar
6,5%
dan
efisiensi
pengeringan
sebesar 10,1781%. Saran
Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dicoba dengan bahan pengering yang berbeda, seperti untuk pengering jagung
Gambar 5. Grafik berat gabah terhadap
dll
temperatur box pengering Dari grafik diatas menunjukan bahwa gabah 5 kg temperatur dalam box sebesar 51,5 0
C, pada berat gabah 10 kg temperatur dalam
dengan bahan bakar alternatif lainnya.
Pada perancangan selanjutnya dapat dikembagkan lebih lanjut dengan cara
box sebesar 47,8 0C, pada berat gabah 15 kg
penambahan tempat sirkulasi udara
temperatur dalam box sebesar 45,2 0C, pada
dalam ruang pengering.
berat gabah 20 kg temperatur dalam box sebesar 42,3 0C, dan pada berat gabah 25 kg
DAFTAR PUSTAKA
temperatur dalam box sebesar 40,1 0C. Jadi semakin sedikit berat gabah maka temperatur
Untuk bahan bakar sebaiknya dicoba
[1]
dalam box semakin meningkat pula.
Adinugrahani, D.D., Putri, C.M.V., Rahrajo
E.P.,
Andari
R.W.2013.
Continuous
Kesimpulan
Tunnel.Dryer.(http://www.slideshare.n Dari penelitian tentang pengeringan
et/carrie_mvp/continuous-26155402).
gabah padi dengan memanfaatkan sumber panas dari pembakaran dalam tabung reactor. Pengujian
ini
dilakukan
dengan
Diakses tanggal 25 Oktober 2013. [2]
cara
dalam Unggun Bergerak Dua Tahap.
menvariasikan bukaan pada blower, masingmasing bukaan dari blower adalah 0, ½, 1
Astuti, R. 2007.Pengeringan Padi
Skripsi ITB. Bandung [3]
Bakri. 2008. Komponen Kimia dan
didapatkan variasi beberapa temperatur dalam
Sekam Padi Sebagai SCM untuk
ruang pengering dimana dengan
Pembuatan Komposit Semen. Jurnal
bukaan
blower penuh menghasilkan panas sebesar 0
42,3 C, kadar air yang berkurang 11% dan
Perennial 5(1) : 9-14. [4]
Bala, B.K.1997. Drying and Storage
efisiensi pengeringan sebesar 10,226%. Untuk
of Cereal Grains. Science Publisher,
bukaan ½ didapatkan temperature ruang
Inc. United States of America.
0
pembakaran sebesar 39,3 C dimana kadar air yang berkurang sebesar 8,5% dan efisiensi
[5]
Balai
Besar
Penelitian
Pengembangan
dan
Pascapanen
Pertanian.2006. Giliran Sekam untuk Bahan
Bakar
Penelitian
Alternatif.
dan
Warta
pengembangan
Penelitian Vol 28 no 2 ; 1-3. [6]
Cakradinata,
R.
2010.
Modifikasi
Ruang Plenum dan Ruang Pengering Alat Pengering Gabah Tipe Silinder Vertikal. Skripsi. UNILA. Lampung. [7]
Daulay,
S.
B.
2005
Metode
Pengeringan Padi. Jurusan Teknologi Pertanian. Fakultas Pertanian. e-USU Repository
Universitas
Sumatera
Utara. Medan. [8]
Irawan, A. 2011. Modul Laboratorium Pengeringan. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik. Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.
[9]
Suharno. 1979. Sekam Padi Sebagai Sebagai Sumber Energi Alternatif. (www.smallcrab.com/).
Diakses
tanggal 1 Juni 2012. [10]
Wikipedia.
2012.
Gabah
Padi.
Diakses Tanggal 25 agustus 2012. .
