BAB I PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Indonesia
merupakan
wilayah
yang
terletak
dalam
garis
khatulistiwa dan mempunyai iklim penghujan dan panas.Kedua iklim tersebut mempunyai pengaruh bagi kehidupan sehari-hari,baik dalam lingkungan keluarga dan masyarakat pada umumnya.Dari hal tersebut sekarang masyarakat banyak yang memanfaatkan sumber energi dari alam.Baik dari energi panas matahari dan panas bumi dirubah menjadi energi listrik melalui teknologi tapat guna. Apalagi saat ini banyak produsen yang menciptakan suatu peralatan yang berkaitan dengan teknologi tepat guna,akan tetapi masih minim dalam permintaan konsumen,itu disebabkan karena masih kurang efisiensi dan juga minim pemakaian.Maka disini kami akan melakukan inovasi pembuatan suatu alat mesin pengering pakaian.Proses pengeringan yang dilakukan banyak orang masih bersifat sederhana yaitu dengan metode penjemuran
secara langsung dibawah
sinar
matahari.(Thamrin,2011)
Metode ini kurang efektif karena membutuhkan waktu lama dan masih tergantung pada cuaca dan juga menimbulkan bau pada pakaian serta efek sinar ultraviolet yang dapat merusak warna pakaian.Mempertimbangkan kekurang efektifan metode tersebut maka perlu dicari suatu metode yang dapat menggantikan,namun masih memiliki fungsi yang sama yaitu sebagai pengering yang dapat menurunkan kadar air pada pakaian sampai 5%.
1
Pengeringan pakaian dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengeringan alami dan pengeringan buatan. Pengeringan alami banyak dipraktekkan oleh masyarakat pada umumnya, yang dilakukan dengan penyinaran matahari secara langsung (penjemuran). Sementara pengeringan buatan merupakan cara pengeringan dengan menggunakan alat yang memanfaatkan sumber panas sinar matahari (energi surya), kompor minyak, ataupun tenaga listrik. Alat pengering yang menggunakan sumber tenaga listrik biasanya berupa oven.(Darjat,2008) Upaya penyelamatan pengeringan pakaian adalah dengan melakukan pengeringan. Prinsip pengeringan pakaian adalah upaya menguapkan air karena ada perbedaan kandungan uap air diantara udara dan bahan yang dikeringkan. Udara mempunyai kandungan uap air yang lebih kecil dari pada bahan sehingga dapat menghisap uap air dari bahan yang dikeringkan. Salah satu faktor yang mempercepat proses pengeringan adalah angin atau udara yang mengalir. Dengan adanya aliran udara maka udara yang sudah jenuh dapat diganti oleh udara kering sehingga proses pengeringan dapat berjalan secara terus menerus.(Erlina,2009) Oleh karena itu kami akan membuat suatu alat pengering pakaian yang berbentuk kotak persegi sebagai tempat pakaian yang akan dikeringkan didalamnya terdapat sebuah kipas angin dan elemen pemanas sebagai sarana untuk menghasilkan udara panas.Proses pengeringan pakaian secara efektif, cucian digantungkan dengan hanger di ruangan lemari atau kotak tertutup ,tapi udara harus masih bisa bersirkulasi. Jarak antar hanger relatif cukup 2
rapat ( 8-10 cm ). Untuk pakaian dalam atau pakaian bayi, digunakan hanger bundar yang bentuknya seperti payung dibalik karena efektif tempat. Selain itu, cucian dikelompokkan menurut lamanya kering. Kemudian elemen pemanas dan kipas angin dihidupkan. Tiupan kipas angin diarahkan menuju cucian yang paling lama kering seperti handuk, jeans, sepatu, dsb dengan tujuan agar semua cucian akan kering dalam waktu yang relatif bersamaan untuk menghemat listrik. Selanjutnya pintu ditutup agar udara dapat menjadi lebih panas ( dapat mencapai 40-50 derajat Celsius ).Karena yang berpengaruh terhadap pengeringan adalah panas ( yang diberikan oleh elemen ) dan sirkulasi udara( yang diberikan oleh kipas angin ).
1.2. PERUMUSAN MASALAH Dari uraian diatas dapat ditarik suatu permasalahan yaitu bagaimana membuat suatu alat Pengering pakaian dengan elemen pemanas, penentuan sumber panas dan pengendali panas agar panas dalam ruangan dapat stabil serta bagaimana cara penentuan kadar air pada pakaian
3
1.3. BATASAN MASALAH Dalam penulisan proposal ini,agar tidak menyimpang dari inti pokok bahasan ,maka diberikan batasan masalah.Batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut: a. Pakaian yang dikeringkan sebanyak 5kg/13 potong dengan ketentuan sudah mengalami pemerasan tangan/mesin cuci b. Pakaian yang dikeringkan yaitu pakaian sehari-hari c. Elemen pemanas yang digunakan sebagai sumber panas berjumlah 1,satu elemen pemanas berdaya 300 watt d. Batasan setting Termostat pada suhu maksimal adalah 100 oC 1.4. TUJUAN Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan alat pengering pakaian ini yaitu: a. Dihasilkanya suatu alat pengering pakaian yang efisien dan ekonomis bagi masyarakat b. Mempercepat proses pengeringan c. Pengeringan tidak tergantung pada alam atau cuaca d. Sebagai syarat untuk menyelesaikan strata 1
4
1.5. MANFAAT Manfaat yang bisa diambil yaitu: a. Terciptanya suatu alat yang efisien,ekonomis dan sangat berguna bagi masyarakat b. Memperkecil biaya yang dikeluarkan dalam proses pengeringan c. Sebagai mesin penunjang wirausaha laundry d. Untuk pengeringan pakaian UKM Batik 1.6. SISTEMATIKA PENULISAN Dalam penulisan tugas akhir ini, sistematika penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini diberi penjelasan mengenai latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan tugas akhir. BAB II TINJAUAN PUSTA Pada bab ini dijelaskan mengenai dasar teori yang dipakai untuk membahas permasalahan didalam tugas akhir.
5
BAB III METODE PENELITIAN Pada bab ini tentang bagaimana proses perancangan dan pembuatan mesin pengering pakaian dengan menggunakan elemen pemanas BAB IV PERCOBAAN DAN ANALISA Pada bab ini dijelaskan/diuraikan mengenai proses kerja alat yang mencakup proses pengeringan pakaian. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini memberikan penjelasan mengenai hasil pengeringan dari mesin yang telah dibuat dengan memberikan kesimpulan dan saran. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Plywood atau sering disebut tripleks adalah sejenis papan pabrikan yang terdiri dari lapisan kayu (vener kayu) yang direkatkan bersamasama.Plywood merupakan salah satu produk kayu yang paling sering digunakan. Plywood bersifat fleksibel, murah, dapat dibentuk, dapat didaur ulang, dan tidak memiliki teknik pembuatan yang rumit.Plywood biasanya digunakan untuk menggunakan kayu solid karena lebih tahan retak, susut, atau bengkok. karena bahan penyekat triplek memiliki konduktivitas yang o
cukup 0.069 W/m C.(Moran,2004) dan tidak terlalu berat untuk dipasangkan pada sisi-sisi dinding alat pengering. Dengan ukuran 110 cm x 850 cm, tebal 4 mm, Alat penyekat ini digunakan agar panas yang dihasilkan dari pemanasan elemen tidak terbuang. Penyekat panas ini diletakkan di bagian samping kiri dan kanan alat pengering,Seperti ditunjukkan pada gambar 2.1
120 cm
70 cm Gambar 2.1 Bahan Penyekat Panas Triplek pada sisi kiri dan kanan
7
Untuk bahan penyekat pada bagian belakang alat pengering dibutuhkan triplek dengan ukuran 110 cm x 120 cm, tebal 4 mm,Seperti ditunjukkan pada gambar 2.2
120 cm
120 cm
Gambar 2.2 Bahan penyekat panas Triplek pada sisi bagian belakang
2.2 Besi siku merupakan logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari.Dalam tabel periodik besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26.Mempunyai titik leleh 1525Β°C dan berat jenisnya 7,86 (Yetri,2003). Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:
8
a. Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar b. Pengolahannya relatif mudah dan murah c. Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi 2.2.1. Selain logam ada yang disebut dengan istilah bukan logam (non metal) dan unsur metaloid (yang menyerupai logam). Logam dapat dibagi dalam beberapa golongan,(callister,2007) yaitu: a. Logam berat :Besi, nikel, krom, tembaga, timah putih, timah hitam dan seng. b. Logam Ringan :Alumunium, magnesium, titanium, kalsium, Kalium, Natrium, Barium c. Logam Mulia :Emas, Perak, dan Platina. d. Logam Tahan Api :Wolfram, molibden, titanium, dan zirkonium. 2.2.2. Logam dapat dibagi dalam dua golongan yaitu logam ferro atau logam besi dan logam nonferro yaitu logam bukan besi.(callister,2007) a. Logam ferro (besi) Logam ferro adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi. Untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya.
9
β Jenis logam ferro adalah sebagai berikut: - Besi tuang - Besi tempa - Baja lunak - Baja karbon sedang - Baja karbon tinggi - Baja karbon tinggi dengan campuran (callister,2007) b. Logam Nonferro Logam nonferro adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam nonferro antara lain sebagai berikut: - Tembaga (Cu) - Alumunium (Al) - Timbel (Pb) - Timah (Sn) (callister,2007) 2.3
Kipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi Exhaust Fan berfungsi untuk mendistribusikan dan menyebarkan udara panas ke seluruh ruangan pengering(Hasan,2009). Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara
lain kipas angin tangan
dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik.
10
Perkembangan kipas angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta fungsi. Ukuran kipas angin mulai kipas angin mini (Kipas angin listrik yang dipegang tangan menggunakan energi baterai), Kipas angin juga digunakan di dalam Unit CPU komputer seperti kipas angin untuk mendinginkan processor, kartu grafis, power supply dan Cassing.Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control. Perputaran baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel dengan poros kipas).Jenis kipas angin yang dipakai memiliki daya 40watt/220volt dengan frekuensi 50 HZ.Seperti ditunjukkan pada gambar 2.3. Pemanfaatan kipas angin dalam pembuatan
alat ini adalah untuk menghembuskan udara panas di
sekitar elemen pamanas menuju ruang pengering.
Gambar 2.3 kipas angin/exhaust fan
11
2.4
Termostat adalah alat untuk mengatur suhu agar selalu tetap. Prinsip alat ini adalah (pengatur). Termostat banyak dipakai pada alat-alat seperti lemari es, setrika listrik, tungku masak, alat penetas telur, incubator (tempat menyimpan bayi yang sakit), dan pemanas air mandi.Contoh termostat adalah termostat bimetal. Sewaktu ruangan masih dingin, keping bimetal lurus, kontak terhubung dengan arus listrik. Ketika suhu ruang panas (suhu tertentu), keping bimetal melengkung dan akan memisahkan kontak, kemudian memutuskan aliran listrik. Jadi, termostat mempunyai prinsip kerja yang hampir sama dengan saklar otomatis.(Linsley,2004). Seperti ditunjukkan pada gbr 2.4
Gambar 2.4 Thermostat bimetal lurus (Linsley,2004)
12
2.5 Elemen pemanas Elemen pemanas merupakan alat pengubah tenaga listrik menjadi tenaga panas, atau komponen ini berfungsi sebagai penghasil panas. Pemakaian elemen pemanas sebagai sumber kalor atau panas pada alat pengering ini,prinsip kerjanya sama dengan pemanfaatan elemen pemanas untuk alat keperluan rumah tangga seperti oven, dan seterika listrik (Hasan,2009).Elemen pemanas yang dipakai dalam pembuatan alat ini memiliki daya 300 Watt / 220 voltAC. Elemen pemanas yang digunakan harus memenuhi beberapa persyaratan sebagai berikut: a. Tahan lama pada suhu yang dikehendaki b.Pada suhu yang dikehendaki mekanik harus kuat c. Koefisien muai kecil, pada suhu yang dikehendaki tidak mengalami perubahan bentuk d. Mempunyai Tahanan jenis tinggi
2.6 Mekanisme Perpindahan Panas Menurut(Darjat,2008) Mekanisme Perpindahan Panas dibagi menjadi tiga, yaitu : 2.6.1. Perpindahan Kalor Konduksi
13
Adanya gradient temperatur akan terjadi perpindahan panas. Dalam benda padat perpindahan panas timbul karena gerakan antar atom pada temperatur yang tinggi, sehingga atom-atom tersebut dapat memindahkan panas. Didalam cairan atau gas, panas dihantar oleh tumbukan antar molekul.(Rathore,2008) Persamaan Dasar Konduksi :
q = -k A
π1βπ2 πΏ
Keterangan : q = laju perpindahan panas k = konduktifitas termal (W/m.K) A = Luasan dinding (m2) L =Tebal dinding (m) T1=Suhu pada permukaan panas (K) T2=Suhu pada permukaan dingin (K)
14
2.6.2. Perpindahan Kalor Konveksi Perpindahan panas terjadi secara konveksi dari pelat ke sekeliling atau sebaliknya.Seperti ditunjukkan pada gambar 2.5. Perpindahan panas konveksi dibedakan menjadi dua yaitu konveksi bebas dan konveksi paksa.(Rathore,2008)
Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konveksi paksa(Rathore,2008) β’ Perpindahan panas konveksi paksa yaitu bila aliran yang terjadi disebabkan oleh beberapa cara yang berasal dari luar,misal blower atau tiupan kipas angin
15
β’ Perpindahan panas konveksi bebas atau konveksi alami yaitu bila aliran yang terjadi dari dalam, misalnya gradien masa jenis atau kerapatan fluida Secara umum laju perpindahan panas konveksi dinyatakan dengan hukum pendinginan Newton sebagai(Rathore,2008): q=h.A (Ts-Tβ) dimana: q= Laju perpindahan panas (W) h= koefisien perpindahan panas (W/m2.K) A= Luas permukaan (m2) Ts= Temperatur permukaan(K) Tβ= Temperatur fluida (K) 2.6.3. Perpindahan panas Radiasi Perpindahan
panas
oleh
perjalanan
foton
yang
tak
terorganisasi. Setiap benda-benda terus-menerus memancarkan foton secara serampangan didalam arah,waktu,dan energi netto yang dipindahkan oleh foton tersebut, diperhitungkan sebagai panas.(Rathore,2008)
16
Persamaan Dasar Radiasi : q = Ξ± A ( T14- T24 ) Keterangan : q = Laju perpindahan panas A = Luas permukaan Ξ± = Tetapan Stefan boltzman T1,T2 = Temperatur permukaan 2.7 Pakaian Pakaian merupakan jenis produk yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari.Bermacam-macam jenis produk pakaian mulai dari yang berbahan katun,wol dan sutera.Dari berbagai bahan tersebut proses pengeringan berbeda-beda.Upaya untuk mendapatkan hasil pengeringan yang diinginkan yaitu dengan proses pengeringan. Pengeringan adalah terjadinya pengurangan kadar air atau penguapan kadar air oleh udara karena perbedaan.(Rokhani,2006) 2.7.1. Pada saat proses pengeringan, akan berlangsung beberapa proses yaitu: a. Proses perpindahan massa, proses perpindahan massa uap air atau
pengalihan
kelembapan
dari
permukaan
bahan
kesekeliling udara.
17
b. Proses perpindahan panas, akibat penambahan (perpindahan) energi
panas
terjadilah proses penguapan air dari dalam
bahan ke permukaan bahan atau proses perubahan fasa cair menjadi fasa uap.(Thamrin,2010) 2.7.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan(Erlina,2009): a. Kadar air bahan b. Suhu maksimum dalam proses penguapan c. Waktu pengeringan d. Sumber pemanas 2.7.3. Berdasarkan cara penguapan udara dan panas, maka proses pengeringan dibagi 3 kategori(Rokhani,2006) : a. Pengeringan udara Panas dipindahkan menembus bahan, baik dari udara maupun dari permukaan bahan yang dikeringkan / dipanaskan.Uap air dipindahkan dengan penghembusan panas kedalam bahan yang dikeringkan,kemudian
dalam
ruangan
pengering
tersebut
kandungan air diuapkan dan membuang uap air ke udara bebas. b. Pengeringan udara hampa Proses pengeringan ini didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air dapat terjadi lebih cepat pada tekanan rendah dari pada tekanan tinggi.Panas yang dipindahkan dalam
18
pengeringan hampa udara umumnya secara konduksi atau radiasi (adanya gelombang elektromagnetik) c. Pengeringan beku Proses pengeringan ini terjadi karena uap air disublimasikan. Struktur tetap dipertahankan dengan baik, yaitu menjaga kondisi suhu dan tekanan tetap stabil dalam ruangan. 2.7.4. Secara garis besar proses pengeringan dapat dilakukan dengan dua cara: a. Pengeringan secara alami (natural drying) Pengeringan
seperti
ini
umumnya
dilakukan
oleh
petani
tradisional.Secara umum yaitu dengan melakukan proses penjemuran dibawah sinar matahari. b. Pengeringan secara buatan (artificial drying) Pengeringan
dapat
dilakukan
dengan
menggunakan
alat
pengering Buatan atau semi mekanik dengan sumber panas sesuai keinginan diharapkan memperoleh hasil yang lebih baik dari pengeringan secara alami.(Erlina,2009)
19
2.7.5. Proses pengeringan dipengaruhi beberapa faktor diantaranya: a. Faktor yang berhubungan dengan udara pengering meliputi suhu, kecepatan volume, aliran udara pengering dan kelembapan udara b. Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan Meliputi ukuran bahan, kadar air awal dan tekanan parsial Bahan(Erlina,2009) Waktu proses pengeringan perlu diperhatikan satu hal yaitu mekanisme pengeringan. Mekanisme pengeringan merupakan bagian penting dalam pengeringan suatu bahan sebab dengan mengetahui mekanisme pengeringan dapat diperkirakan jumlah energi dan waktu proses yang optimal untuk tujuan pengawetan yang ekonomis. Energi yang dipergunakan dalam pengeringan yang utama adalah berupa energi panas untuk meningkatkan suhu dan menambah tenaga dalam pemindahan air.Waktu proses erat kaitan dengan laju pengeringan dan tingkat
kesukaran
yang
dapat
dikendalikan
akibat
pengering(Erlina,2009).
20
β Ada dua metode untuk menentukan kadar air bahan yaitu bobot basah(wet basis) dan bobot kering (dry basis) (Thamrin,2010 ) β’ Penentuan kadar air berdasar bobot basah adalah :
m=
ππ (ππ +π€π )
x100 %
Dimana: m = kadar air Wm = berat air bahan (kg) Wd = berat kering bahan (kg)
β’ Sedangkan penentuan kadar air berdasar bobot kering adalah :
mβ=Wb -Wd Dimana: Wb = berat bahan awal (kg) Wd = berat kering bahan akhir (kg) β’ Sedang untuk menghitung berat air yang diuapkan dirumuskan: Ww =
100(π0βπ1)
x Wd
100βπ0 (100βπ1)
Dimana: Ww = berat air yang diuapkan (kg) m0 = kadar air basis basah (%) m1 = kadar air akhir (%)
21
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram alir Perancangan
Start Studi Pustaka Data awal perencanaan Perancangan mesin pengeringkebasahan Perencanaan elemen pemanas Perencanaan rangkaian elektrik pengering Perhitungan energi panas Percobaan Analisa dan Kesimpulan
Stop
Gambar 3.1 Diagram alir Perancangan dan pembuatan mesin pengering pakaian menggunakan elemen pemanas kapasitas 5 kg
22
3.2 Perancangan mesin g h c
f j
a i d e b a
Gambar 3.2 Rancang bangun pengering pakaian 3.2.1. Keterangan gambar pengering pakaian: a. Rangka alat pengering Bahan utama dari pembuatan alat pengering pakaian dapat bermacam-macam,namun dalam pembuatan rangka alat pengering pakaian ini mempergunakan besi siku lubang dengan ukuran 3x3 cm Besi siku lubang dipotong dengan perincian: 1. Ukuran 120 cm sebanyak 9 buah 2. Ukuran 70 cm sebanyak 7 buah
23
b. Dinding pintu Bagian pintu dipasang pada bagian depan ruang pengering dengan diberi engsel panjang pada bagian samping.pada alat pengering pakaian ini menggunakan 2 pintu c. Dinding penutup Dinding penutup ini digunakan untuk menutup bagian rangka yang sudah dibuat.Dinding penutup terbuat dari bahan triplek,bagian dalam dilapisi aluminium foil d. Kipas angin Kipas angin diletakkan pada bagian belakang kotak pengering,posisi kipas angin agak keluar.Didepan kipas angin terdapat elemen pemanas sebagai sumber panas e. Elemen pemanas Elemen pemanas diletakkan berada didepan kipas angin agar panas bisa menyebar ke seluruh ruangan pemanas f. Pengatur kecepatan angin dipasang pada bagian panel atas,untuk memudahkan mengatur kecepatan angin yang diinginkan
24
g. Tombol off Tombol off dipasang untuk memutus aliran listrik yang mengalir pada rangkaian listrik h. Tombol on Tombol on dipasang untuk menyambung aliran listrik yang mengalir pada rangkaian listrik i. Thermometer Thermometer dipasang pada bagian depan pintu kanan samping atas untuk mengetahui suhu pada ruangan pengering j. Lubang ventilasi Lubang ventilasi berfungsi sebagai aliran uap air
25
3.2.2. Langkah pertama sebelum membuat mesin pengering ini,terlebih dahulu dipersiapkan peralatan-peralatan dan bahan yang digunakan dalam proses perakitan dan pembuatan. Berikut ini beberapa alat dan bahan yang akan dipergunakan dalam pembuatan
alat
diantaranya :
Tabel 3.1 Daftar alat dan bahan
No
Alat dan Bahan
Ukuran
Jumlah
1
Besi siku lubang
3m
6 bh
2
Plywood/Triplek
1220x1220 cm
6 bh
3
Baut sekrup
Standart
1 pak
4
Engsel
120 cm
2 bh
5
Amplas
Standart
4 bh
6
Cat
1 kg
1 bh
7
Kunci slot
Standart
2 bh
8
Gergaji
Standart
1 bh
9
Palu
Standart
1 bh
10
Aluminium foil
120x120 cm
6 lbr
11
Lem Kayu
Standart
2 bh
12
Vernis
Standart
1 liter
13
Kipas Angin
AC 40 W /220 volt 50 HZ
1 bh
14
Elemen Pemanas
300W /220 Volt
1 bh
15
Termometer
50 -110 Β°c
1 bh
26
3.3 Perencanaan sistem pengering dengan eleman pemanas Seperti yang dijelaskan sebelumya,sistem pengering menggunakan elemen pemanas
menggunakan tenaga dari kipas angin sebagai
penyebar udara panas,sehinga didalam ruangan atau kotak terjadi proses pemanasan secara konveksi terhadap pakaian yang akan dikeringkan. 3.3.1. Pada tahap ini ditentukan terlebih dahulu parameter desain yang diperlukan seperti: a. Sifat bahan yang digunakan pada ruangan pengering dan pada bagian utama elemen pemanas yang ditempatkan pada kipas b.Temperatur pada ruangan pengering 3.3.2 Perencanaan sistem pengering dengan elemen pemanas ini mengacupada pertimbangan faktor-faktor sebagai berikut: a. Menggunakan sistem sesederhana mungkin (tepat guna) b. Dapat dikerjakan dengan teknologi sederhana c.Menggunakan material-material yang mudah didapat d. Mudah dioperasikan e.Biaya pengoperasian murah f. Perawatan mudah dan murah
27
3.4 Rangkaian Elektrik Pemanas
saklar saklar utama
AC 220V
pemanas
M
thermostat 220 V suhu berkisar 40-100Β°c
AC40Watt 220V/50HZ
elemen 300Watt/220V
Gambar 3.3 Rangkaian elektrik alat pengering β Cara kerja Prinsip kerja dari alat ini sederhana dan tidak begitu rumit. Tegangan yang dipakai adalah sumber AC (220 Volt), dimana arus mengalir melewati kipas angin yang menyebabkan kipas menyala. Kemudian arus mengalir ke elemen pemanas dan termostat. Termostat akan mangatur panas,dalam arti sebagai saklar otomatis bila panas melebihi batas setting. Arus AC kemudian akan terhubung dengan lampu (berfungsi sebagai indikator). Lampu berfungsi untuk mengetahui terputus atau menyambungnya arus pada termostat. Apabila arus sudah terhubung maka rangkaian akan bekerja.
28
Arus pada elemen pemanas akan mengubah energi listrik menjadi panas atau kalor. Panas ini akan dihembuskan oleh kipas menuju ruang pengering yang akan digunakan untuk menguapkan kandungan air yang ada pada pakaian. 3.5 Proses pembuatan 3.5.1
Proses
perakitan
atau
pembuatan
alat
pengering
setelah
mempersiapkan alat adalah pembuatan rangka. a. Proses pembuatan rangka - Ukuran 120 cm sebanyak 9 buah - Ukuran 70 cm sebanyak 7 buah b. Perancangan dinding penutup - Ukuran 120 cm x 120 cm sebanyak 1 buah - Ukuran 120 cm x 70 cm sebanyak 4 buah c. Perancangan pintu Pintu terbuat dari bahan triplek dengan ketebalan: 120 cm x 60 cm sebanyak 2 buah d. Perancangan Tempat hanger Untuk tempat hanger menggunakan besi siku lubang ukuran : 120 cm sebanyak 1 buah
29
3.5.2
Hasil rancangan yang telah dibuat direalisasikan dalam bentuk benda kerja yang siap untuk dioperasikan. Dalam proses pembuatan alat kali ini meliputi beberapa tahap diantaranya : a. Pembuatan Rangka Bahan-bahan yang sudah dipersiapkan sebelumnya dipotong sesuai ukuran menurut perencanaan, kemudian bahan-bahan tersebut dirangkai sesuai bangunan persegi panjang. b. Pemasangan alat Rangka yang sudah dibuat selanjutnya diberi dinding penutup.Dinding penutup terbuat dari plywood (triplek).Pada bagian belakang terdapat lubang, lubang tersebut sebagai tempat kipas penghenbus/kipas angin.pada bagian penutup depan kipas dipasang elemen pemanas,dimaksudkan panas yang timbul dari elemen dihembuskan menuju ruang pengering.Dan menyebabkan udara didalam pengering menjadi panas untuk menguapkan kadar air yang terkandung dalam pakaian. c. Alat pengering pakaian yang direncanakan sebelumnya direalisasikan dalam bentuk alat yang sesungguhnya. Alat pengering yang sudah dirakit menjadi satu bagian yang sempurna seperti pada gambar 8.
30
BAB IV PERCOBAAN DAN ANALISA 4.1 PROSEDUR PENGUJIAN 4.1.1. Lokasi pengujian dilaksanakan disebuah ruangan,Adapun prosedur pengujian sebagai berikut : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam pengujian b. Memilah jenis bahan pakaian yang akan dikeringkan c. Sebelum dikeringkan pakaian dicuci terlebih dahulu dan diperas dengan tangan atau mesin cuci.Untuk mempercepat proses pengeringan sebaiknya dilakukan pemerasan dengan mesin cuci d. Menata pakaian yang sudah dicuci dan diperas ke dalam ruang pengering seperti pada gambar 4.2 e. Mengukur massa bahan dan mencatat perubahan suhu yang terjadi pada tiap jamnya,pada suhu lingkungan dan ruang pengering f. Pengujian dilakukan sampai tercapai kadar air yang diinginkan atau pakaian kering.
31
Gambar 4.1 Rangka mesin pengering pakaian
Gambar 4.2 Mesin pengering pakaian 4.2 Teknik pengoperasian Mesin pengering pakaian a. Sebelum menyalakan mesin terlebih dahulu mengecek ruangan pengering harus dalam keadaan bersih b. Menata pakaian yang mau dikeringkan dalam ruang pengering,dan memilah jenis pakaian.Agar optimal untuk pakaian barbahan tebal diletakkan sejajar dengan elemen pemanas,supaya dapat kering sempurna
32
c. Menyalakan Elemen pemanas kemudian menyalakan kipas angin dan menyalakan lampu dalam ruangan pengering d. Atur kecepatan kipas angin agar proses pengeringan lebih optimal e. Jika ruangan pengering terlalu panas matikan elemen pemanas dan lampu penerangan agar panas dalam ruangan pengering stabil 4.3 Cara perawatan Mesin Pengering pakaian Untuk menghasilkan proses pengeringan yang optimal,maka perlu dilakukan pembersihan atau perawatan seminggu sekali agar elemen pemanas dan kipas angin bekerja dengan baik,setiap sebulan sekali berikan pelumasan pada poros kipas angin 4.4 Hasil Uji coba Sebelum
dilakukan
proses
uji
coba
mesin
pengering
pakaian,terlebih dahulu harus dipastikan bahwa instalasi sistem peralatan sudah rapi dan siap untuk dioperasikan.Uji coba awal dilakukan dengan menyiapkan bahan pakaian,sebelumnya dicuci dan dipilah dahulu sesuai dengan jenis pakaiannya.Setiap jenis pakaian mempunyai massa beban yang berbeda-beda,dikarenakan pengaruh penyerapan terhadap air.seperti pada tabel 4.1
33
Tabel 4.1 Massa pakaian sebelum dan sesudah dicuci No
Jenis pakaian
Massa pakaian
Massa pakaian
sebelum dicuci
sesudah dicuci
1
Jaket kain
600 gram
1200 gram
2
Celana kain
500 gram
1100 gram
3
Baju Hem
300 gram
550 gram
4
T-shirt
250 gram
450 gram
5
Baju Batik
300 gram
550 gram
Dari daftar tabel diatas massa pakaian berbeda-beda sesuai dengan jenis pakaian,maka akan berpengaruh terhadap proses pengeringan.Dari data tabel 4.1 dihasilkan berupa grafik perubahan massa pakaian (gambar 4.3)
1400 1200 1000 800 sebelum dicuci
600
sesudah dicuci 400 200 0 Jaket Kain
Celana Kain
Baju Hem
T-Shirt
Baju Batik
Gambar 4.3 Perubahan massa pakaian
34
Pada mesin pengering pakaian yang sudah dibuat mempunyai kapasitas 5 kg atau 12-15 pakaian.Selama proses pengeringan berlangsung,diamati dan dicatat perubahan suhu yang terjadi di dalam mesin pengering pakaian setiap 30 menit, 60 menit dan dilakukan pengecekan pakaian.Menurut data uji coba yang sudah dilakukan,pakaian basah sampai menjadi kering membutuhkan waktu
maksimal 3 jam.dan sesuai dengan jenis bahan
pakaian.seperti ditunjukkan pada tabel 4.2 Tabel 4.2 Waktu pengeringan pakaian dan kecepatan kipas Angin No
Jenis Pakaian
Waktu
Kecepatan
Waktu
Kipas
Kecepatan Kipas
1
Jaket Kain
3 jam
1
2,5 jam
2
2
Celana Kain
3 jam
1
2,5 jam
2
3
Baju Hem
2 jam
1
1,5 jam
2
4
T-Shirt
2,5 jam
1
2 jam
2
5
Batik
2 jam
1
1,5 jam
2
Dari data tabel 4.2 pengujian pengeringan pakaian, Waktu dan kecepatan
putaran
kipas
angin
berpengaruh
terhadap
hasil
pengeringan.disebabkan juga dari jenis bahan pakaian.Untuk jenis jaket kain memerlukan waktu 3 jam kecepatan kipas angin 1.dan membutuhkan waktu 2,5 jam kecepatan kipas angin 2.Untuk jenis Baju Hem memerlukan waktu 2 jam kecepatan kipas angin 1,dan membutuhkan waktu 1,5 jam kecepatan kipas angin 2.begitu juga jenis pakaian batik,membutuhkan waktu pengeringan 2 jam untuk 35
kecepatan kipas angin 1,dan membutuhkan waktu 1,5 jam kecepatan kipas angin 2. Dari tabel 4.2 dihasilkan suatu grafik pengaruh waktu pengeringan terhadap kecepatan kipas angin (gambar 4.4)
2,5 2 Jaket Kain
1,5
Celana Kain Baju Hem
1
T-Shirt Batik
0,5 0 1 jam
1,5 jam
2 jam
2,5 jam
3 jam
Gambar 4.4 Pengaruh waktu pengeringan terhadap kecepatan kipas angin
36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Dari hasil perencanaan, pembuatan dan pengujian terhadap alat pengering pakaian ini, maka dapat diambil kesimpulan: 1. Alat pengering pakaian ini dalam segi pengeringan pakaian dapat dikatakan cukup baik. 2. Mesin pengering pakaian ini dapat digunakan sebagai sarana penunjang wirausaha laundry dan UKM batik 3. Proses pengeringan dapat berlangsung siang dan malam tanpa tergantung pada cuaca,dan lebih efisien tidak merusak pakaian 4. Pada saat proses pengeringan pakaian pengaturan kecepatan kipas angin,suhu ruangan pengering dan suhu ruangan luar berpengaruh 5. Pada proses pengeringan pakaian,jenis bahan pakaian sangat berpengaruh pada waktu pengeringan,untuk lebih efisien dilakukan proses pengeringan mesin cuci terlebih dahulu.
37
B. Saran Demi kesinambungan hasil pengujian yang telah diperoleh maka mempunyai beberapa saran antara lain : 1. Dapat dilakukan perbaikan pada sistem pengering/elemen pemanas agar proses pengeringan lebih optimal 2. Perlu juga dilakukan pengujian lanjutan dengan berbagai bahan jenis pakaian 3. Melakukan perawatan elemen pemanas dan kipas angin agar tidak mudah terjadi kerusakan.
38
DAFTAR PUSTAKA Calisster (2007) Materials Science and Engineering, Department of Metallurgical EngineeringThe University of Utah Darjat, (2008) Sistem pengendalian suhu dan kelembaban pada mesin pengering kertas. Jurnal Teknik Elektro, Jilid 10,nomor 2, hlm 8288 semarang: Universitas Diponegoro Semarang Erlina dan Tazi, (2009) Uji model alat pengering tipe rak dengan kolektor surya,βJurnal Neutrino Vol 2, No.1,Malang. Hasan, A. (2009) Mesin pengering produk pertanian Bertenaga Panas Bumi . Jurnal Teknologi Lingkungan,Vol.10 No.2 Hal 153-160,ISSN 1441-318X, Jakarta. Linsley, (2004). Basic Electrical Instalation Work, edisi ke tiga, Erlangga,Jakarta Moran, (2004).Thermodinamika Teknik jilid 1 edisi 4, Erlanga,Jakarta. Rathore, (2008) Engineering Heat Transfer, second edition,United state of America Rokhani, (2006) Rancang bangun sistem pengering cabai merah secara elektrik, Junal Teknik Mesin 3:2 no.15 Semarang: Universitas Negeri Semarang Roos, C. (2008) Principles of heat transfer.Washington State University Extension Energy Program. Thamrin, (2010) Rancang bangun alat pengering ubi kayu tipe rak dengan memanfaatkan Energi surya,βSeminar Nasional Tahunan Teknik Mesin(SNTTM)ke-9 Palembang,13-15,ISBN:978-60297742-0-7 Yetri dkk, (2003) Pengerasan baja lunak (Mild stell).dengan media pendingin air dan minyak pelumas SAE 10, Jurnal R&B Volume 3 Nomor 1,ISSN : 1412-5080
39
LAMPIRAN
A. Foto Mesin pengering pakaian
Rangka pengering
Mesin pengering tampak depan
40
Pengujian pengeringan pakaian
Elemen pemanas
41
B. Tabel Perhitungan Biaya pemakaian Tarif Daya listrik Golongan daya R1 1.300 VA berdasarkan Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral Nomor 07 Tahun 2012
Untuk perhitungan biaya pemakaian selama proses pengeringan: - Sumber daya R1 Rumah Tangga Daya = 1.300 VA - Biaya Pemakaian per Kwh =Rp 790,- Proses pengeringan Pakaian maksimal selama 3 jam - Pemakaian Kwh= - Kwh awal 50 Kwh - Kwh akhir 48 Kwh
42
- pemakaian Kwh meter pada proses pengeringan = 2 Kwh Jadi Biaya pemakaian pada saat proses pengeringan : Rp 790 x 2 Kwh =Rp 1.580,c. Tabel Sifat padat dan cair terpilih
43
44
