DESAIN PENGERING ECENG GONDOK TIPE BATCH SUMBER PANAS GAS BUANG DARI COMBINED HEAT AND POWER
MOHAMMAD SAMSUL BAKHRI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2017
2
3
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Desain Pengering Eceng Gondok Tipe Batch Sumber Panas Gas Buang dari Combined Heat and Power adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Januari 2017
Mohammad Samsul Bakhri NIM F14120031
4
5
ABSTRAK MOHAMMAD SAMSUL BAKHRI. Desain Pengering Eceng Gondok Tipe Batch Sumber Panas Gas Buang dari Combined Heat and Power Dibimbing oleh EDY HARTULISTIYOSO. Secara umum suhu panas buang dari tungku Combine Heat and Power masih tinggi. Panas buang dari CHP mempunyai potensi untuk digunakan sebagai media pemanas untuk proses pengeringan. Desain dan uji kinerja pengering dari panas buang CHP akan dibahas pada penelitian ini. Mesin pengering dengan pemanfaatan panas buang ini digunakan untuk pengering eceng gondok. Dimensi dari alat pengering berukuran 1,2 m x 0,5 m x 0,7 m dan berkapasitas 140 kg. Uji kinerja pengering yaitu dengan mengukur udara masuk dan keluar dari panas buang, udara masuk dan udara keluar pengering, laju aliran masa udara pengeringan, kadar air awal, dan kadar air setelah pengeringan. Hasil dari penelitian ini suhu maksimum dari panas buang CHP mencapai 114,63oC dan udara masuk pengering mencapai 45,35 oC. Setelah dikeringkan selama 18 jam dengan kecepatan blower hisap 10,78 m/s, kadar air eceng gondok setelah dikeringkan mencapai 83,88 %. Effisiensi pengeringan mencapai 46,65% Kata kunci : pengering, panas buang CHP, eceng gondok.
ABSTRACT MOHAMMAD SAMSUL BAKHRI, Design of Eichhornia Crassipes Dryer Type Batch waste heat from Combined Heat and Power, Supervised by EDY HARTULISTIYOSO. Generally the waste heat from Combined Heat Power (CHP) evaporator has a high temperature. Actually this waste heat is an potensial energy which can be used for drying process. The design and performances of dryer with heat source from the waste heat of evaporator will be discussed in this research. Dryer machine with the utilization of waste heat is used for drying Eichhornia Crassipes. The dimension of dryer machine are 1,2 m x 0,5 m x 0,7 m and the capacity is 140 kg. The performance of dryer was calculated from inlet and outlet temperature of flue gas, inlet and outlet temperature of air, air flue gas mass flow in dryer, initial and final moisture content of Eichhornia Crassipes. The result showed that the maximum temperature of CHP waste heat was 114.63oC and the inlet temperature of drying air was 45,35oC. After 18 hours of drying process with the air velocity of 10,78 m/s, the moisture content of the dried material was 83,88%. The efficiency of the dryer was calculated as 46,65%. Keywords : Dryer, Waste Heat CHP, Eichhornia Crassipes
6
7
DESAIN PENGERING ECENG GONDOK TIPE BATCH SUMBER PANAS GAS BUANG DARI COMBINED HEAT AND POWER
MOHAMMAD SAMSUL BAKHRI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2017
8
9
Judul Skripsi : Desain Pengering Enceng Gondok Tipe Batch Sumber Panas Gas Buang dari Combined Heat and Power Nama : Mohammad Samsul Bakhri NIM : F14120031
Disetujui oleh
Dr Ir Edy Hartulistiyoso, M Sc Agr Pembimbing 1
Dr Muhamad Yulianto, ST MT Pembimbing 2
Diketahui oleh
Dr Ir Desrial, M Eng Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
10
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam persiapan, pelaksanaan, dan penyusunan skripsi ini, yaitu : 1. Orang tua dan keluarga yang telah mendukung secara moril maupun materil. 2. Dr Ir Edy Hartulistiyoso, MSc. Agr selaku dosen pembimbing akademik 1, dan Dr Muhamad Yulianto, ST MT selaku dosen pembimbing akademik 2 atas bimbingan dan arahannya. 3. Pak Harto, dan Pak Widi yang telah membantu mengajari pengoperasian alat. 4. Teman-teman sebimbingan (Chandra, Ela, Rifqy, dan Kabul) sekaliagus yang membantu dalam pengambilan data. 5. Seluruh teman-teman TMB 49 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. 6. Teman-teman seperjuangan Fateta. 7. Semua pihak yang telah membantu dalam penelitian dan penyusunan skripsi yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi lebih tersempurnanya laporan ini. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi yang membacanya. Terima kasih.
Bogor, Januari 2017
Mohammad Samsul Bakhri
11
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian TINJAUAN PUSTAKA Eceng Gondok (Eichhornia crassipies) Pengering METODOLOGI Waktu dan Tempat penelitian Bahan dan Alat Penelitian Prosedur Penelitian Analisis Desain Metode Analisis HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Alat Pengering Eceng gondok tipe batch Laju Pengeringan, Kadar air, dan Effisiensi Analisis Regresi Linear Berganda PENUTUP Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
vi vi vi 1 1 2 3 3 3 4 5 5 5 5 12 14 16 17 23 28 31 31 31 32 34 48
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Proses pengeringan eceng gondok secara konvensional Diagram alir metode penelitian Diagram alir perancangan heat exchanger Diagram alir perancangan pengering eceng gondok Skema komponen keseluruhan Desain heat exchanger Desain pengering eceng gondok Blower hisap sentrifugal Set-up eksperimental alat pengering Alat pengering eceng gondok Alat pengering eceng gondok tampak depan Peletakan eceng gondok pada alat pengering Pengukuran suhu pengering percobaan 1
2 6 7 8 12 13 13 14 15 18 18 18 19
12
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Pengukuran suhu pengering percobaan 3 Pengukuran suhu pengering percobaan 4 Pengukuran suhu pengering percobaan 6 Pengukuran suhu pengering percobaan 7 Pengukuran suhu pengering percobaan 9 Perbandingan percobaan 2 perlakuan tanpa beban dan dengan beban Penurunan kadar air eceng gondok terhadap waktu pengeringan eceng gondok percobaan 1,2, dan 3 Penurunan kadar air eceng gondok terhadap waktu pengeringan eceng gondok percobaan 4, 5, dan 6 Penurunan kadar air eceng gondok terhadap waktu pengeringan eceng gondok percobaan 7, 8, dan 9 Eceng gondok sebelum dikeringkan Eceng gondok setelah dikeringkan Grafik perbandingan effisiensi Hubungan antara effisiensi dengan kecepatan blower Hubungan antara effisiensi dengan suhu Hubungan antara effisiensi dengan input kalor
19 20 21 21 22 23 23 24 24 26 26 27 29 29 30
DAFTAR TABEL 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Fungsi komponen-komponen alat pengering eceng gondok Matriks pengujian 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 Perbandingan dimensi desain dan aktual Hasil setelah proses pengeringan Perbandingan laju pengeringan Perbandingan suhu panas buang dengan penelitian lainnya. Hasil effisiensi, suhu, dan kecepatan blower, dan input kalor Hasil Uji F Hasil Uji t
12 14 17 25 25 28 29 30 30
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7
Rancangan gambar teknik Gambar orthogonal pengering eceng gondok Gambar orthogonal heat exchanger Gambar pengukuran suhu pengering percobaan 2 dan 5 Gambar pengukuran suhu pengering percobaan 8 dan perbandingan percobaan 1 perlakuan tanpa beban dan dengan beban Gambar perbandingan percobaan 3 dan perobaan 4 perlakuan tanpa beban dan dengan beban Perbandingan percobaan 5 dan percobaan 6 perlakuan tanpa beban dan dengan beban
34 35 36 37 38 39 40
13
8 9 10 11 12 13
Perbandingan percobaan 7 dan percobaan 8 perlakuan tanpa beban dan dengan beban Perbandingan percobaan 9 perlakuan tanpa beban dan dengan beban Kinerja alat pengering eceng gondok tipe batch percobaan 1, 2, dan 3 Kinerja alat pengering eceng gondok tipe batch percobaan 4, 5, dan 6 Kinerja alat pengering eceng gondok tipe batch percobaan 7, 8, dan 9 Contoh perhitungan effisiensi
41 42 43 44 45 46
14
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang Eceng gondok (Bahasa Latin : Eichhornia crassipes) adalah salah satu jenis tumbuhan air mengapung. Eceng gondok pertama kali ditemukan secara tidak sengaja oleh seorang ilmuan bernama Carl Friedrich Philipp von Martius, seorang ahli botani berkebangsaan Jerman pada tahun 1824 ketika sedang melakukan ekspedisi di Sungai Amazon Brasil. Tanaman asal Brasil yang didatangkan Kebun Raya Bogor pada tahun 1894, dahulu merupakan tanaman hias yang digandrungi karena bunganya yang berwarna ungu sangat menarik sebagai penghias kolam seperti Teratai (Prasetyaningrum 2010) Eceng gondok memiliki kecepatan tumbuh yang tinggi, mudah menyebar melalui saluran air ke badan air lainnya. Tumbuhan ini dianggap sebagai gulma yang dapat merusak lingkungan perairan. maka berbagai cara dilakukan untuk menanggulanginya, antara lain : memanfaatkan eceng gondok, sebagai bahan baku pembuatan kertas, kompos, biogas, kerajinan tangan, dan berbagai perabotan (Suharto dan Daryadi 2014) Upaya untuk memanfaatkan eceng gondok sebagai bahan kerajinan industri diperlukan proses pengeringan terlebih dahulu. Masyarakat mengambil eceng gondok, hanya dimanfaatkan bagian tangkainya sedangkan bagian pangkal dan daunnya dibuang begitu saja kedalam rawa. Tangkai eceng gondok dikeringkan secara alami atau dijemur hingga kering. Penyebab masalah tersebut muncul karena proses pengeringan yang dilakukan masih dengan cara konvensional yaitu dengan mengandalkan panas sinar matahari. Pada musim penghujan proses pengeringan eceng gondok akan terhambat sehingga menurunkan kualitas bahan baku (warna kehitaman, kurang kering, berbau tidak enak, dan kurang ulet). Di samping menurunkan kualitas bahan baku eceng gondok juga menurunkan kuantitas hasil pengeringan eceng gondok sebagai bahan baku kerajinan yang mengakibatkan kebutuhan bahan baku kering tidak tercukupi. Pemanfaatan biomassa merupakan pasokan energi di negara-negara industri yang besar, untuk memanfaatkan biomassa sebagai pengganti energi fosil dilakukan konversi energi dengan pembakaran yang menghasilkan panas dan listrik atau disebut dengan Combined Heat and Power (CHP) (Dornburg dan Faaij 2011). Simulasi potensi suhu udara panas sisa pembakaran biomassa pada alat pembangkit listrik tenaga biomassa dapat dimanfaatkan untuk proses pengeringan (Al-Kindi et al 2015). Pengeringan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air menggunakan energi panas. Menurut Tambunan (1996) nilai akhir kandungan air yang dapat diterima pada suatu bahan berbeda-beda tergantung pada tujuan pengeringan tersebut, seperti untuk mempersiapkan bahan ke keadaan yang diperlukan pada penanganan pengolahan selanjutnya, serta membawa bahan ke keadaan yang lebih aman untuk penyimpanan. Sebagai bahan baku kerajinan industri diperlukan proses pengeringan, pengeringan yang dilakukan oleh masyarakat biasanya dilakukan dibawah sinar matahari dapat dilihat pada Gambar 1. Permasalahan muncul ketika cuaca
2
mendung atau hujan, pengeringan eceng gondok tidak dapat dilakukan dengan baik, di samping karena kondisi cuaca juga dilakukan pada lahan yang tidak begitu luas sehingga membutuhkan waktu yang lama hingga mencapai 3 minggu.
Gambar 1 Proses pengeringan eceng gondok secara konvensional Untuk mengatasi permasalahan tersebut perlu penggunaan peralatan pengering yang lebih sesuai. Pengeringan secara mekanis (pengeringan buatan) menggunakan tambahan panas memberikan beberapa keuntungan diantaranya tidak tergantung cuaca, kapasitas pengering dapat dipilih sesuai dengan yang diperlukan, tidak memerlukan tempat yang luas, serta kondisi pengeringan dapat dikontrol. Pengering buatan ini memerlukan energi untuk memanaskan alat pengering, mengimbangi radiasi panas yang keluar dari alat, memanaskan bahan, menguapkan air bahan, serta menggerakkan udara (Kartasapoetra 1994). Peralatan pengering yang dapat menjadi alternatif untuk pengeringan eceng gondok adalah pengering tipe batch (batch dryer) dengan sumber panas sisa gas buang dari CHP.
Perumusan Masalah Eceng gondok merupakan salah satu tumbuhan air yang dimanfaatkan sebagai bahan kerajinan industri yang diambil batangnya. Sebagai bahan baku kerajinan industri diperlukan proses pengeringan, pengeringan yang dilakukan oleh masyarakat biasanya dilakukan dibawah sinar matahari. Permasalahan muncul ketika cuaca mendung atau hujan, pengeringan eceng gondok tidak dapat dilakukan dengan baik, di samping karena kondisi cuaca juga dilakukan pada lahan yang tidak begitu luas sehingga membutuhkan waktu yang lama hingga mencapai 3 minggu. Seiring permintaan pasar yang terus meningkat dan ketersediaan bahan baku yang melimpah serta proses pengeringan yang cukup lama, maka perlu merancang bangun “Alat Pengering Eceng Gondok Tipe Batch Sumber Panas Gas Buang dari Combined Heat and Power” agar dapat membantu mempercepat proses pengeringan.
3
Tujuan Penelitian Tujuan umum penelitian ini adalah melakukan memanfaatkan sisa gas buang dari Combined Heat and Power untuk pengering eceng gondok tipe batch. Tujuan khusus penelitian ini adalah : 1. Mendesain pengering tipe batch untuk eceng gondok 2. Menguji kinerja alat pengering tipe batch untuk eceng gondok. 3. Mengetahui perubahan kadar air pada eceng gondok setelah pengeringan dengan panas buang dari CHP
TINJAUAN PUSTAKA
Eceng Gondok (Eichhornia crassipes) Berdasarkan fakta di lapangan, eceng gondok yang tumbuh liar dan cepat di danau Rawa Pening memiliki potensi yang sangat besar dalam merusak lingkungan. Kondisi merugikan yang timbul sebagai dampak pertumbuhan eceng gondok yang tidak terkendali diantaranya adalah: meningkatnya evapotranspirasi, menurunnya jumlah cahaya yang masuk ke dalam perairan sehingga menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan oksigen dalam air (DO=Dissolved Oxygens), mengganggu lalulintas (transportasi) air, meningkatnya habitat bagi vektor penyakit pada manusia, dan menurunkan nilai estetika lingkungan perairan ( Purbono et al 2010). Eceng gondok jika diolah dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk, mulsa, media semai, pakan ternak, dan pulp/kertas. Di Jawa Tengah dan di Bali sendiri sudah dikembangkan sebagai bahan baku anyaman. Peluang bisnis ini relative lebih potensial jika dikembangkan di perkotaan. Merupakan suatu tantangan berbagai stakeholder untuk mencarikan sasaran target-target pemasarannya (Muladi 2001). Melihat potensi eceng gondok, warga sekitar danau Rawa Pening mulai tahun 1990 dan secara intensif mulai tahun 2004 berusaha memanfaatkan eceng gondok sebagai bahan baku kerajinan. Tumbuh kembangnya industri kerajinan eceng gondok di sekitar danau di samping memberi nilai tambah bagi kesejahteraan warga sekitar, juga sekaligus dapat mengendalikan pertumbuhan tanaman tersebut sehingga tidak menjadi tanaman gulma dan justru sebaliknya menjadi komoditas tanaman industri yang potensial ( Purbono et al 2010). Eceng gondok diambil batangnya dan setelah dikeringkan sebagai bahan baku kerajinan untuk membuat tas, sandal, sepatu, sarung bantal, tempat tisu, vas bunga, tikar, dan berbagai kerajinan lain. Sebagai gambaran dari enam industri kerajinan di sekitar danau Rawa Pening yaitu UD RENITA, UD AREMA, UD ABI CITRA KUSUMA, KUPP KARYA MUDA, KUB RAWA PENING HANDICRAFT, dan KUB AL-RIYADLOH, rata-rata membutuhkan eceng gondok kering sebagai bahan baku kerajinan sebanyak 76,67 (kg/bulan) untuk kebutuhan rutin lokal, misal sandal untuk dipasok ke hotel-hotel di sekitar Pingit, Ambarawa, Tuntang dan Salatiga. Hasil kerajinan lain seperti tas, tempat tisu, vas bunga, tikar, sajadah, alat transportasi (kapal, lokomotif, mobil-mobilan) dijual
4
sendiri di show room mereka atau dipasok ke toko-toko atau swalayan (department store) di sekitar Salatiga dan Semarang (Purbono et al 2010). Batang eceng gondok ini dapat mencapai 87 cm panjangnya dengan diameter 1-3 cm. Eceng gondok segar yang habis dipetik/dipotong memiliki kadar air 94,25% yang kemudian harus dikeringkan hingga kondisinya menjadi 3,6% untuk dipersiapkan sebagai bahan baku kertas seni yang siap diolah atau dimasak (Sadilah 2010).
Pengering Pengering Tipe Batch Pengeringan merupakan salah satu proses pasca panen yang umum dilakukan pada berbagai produk pertanian yang bertujuan untuk menurunkan kadar air bahan sampai tingkat yang aman untuk penyimpanan atau digunakan pada proses lainnya (Al-kindi et al 2015). Proses pengeringan selama ini menggunakan beberapa cara antara lain menggunakan bantuan sinar matahari dan mesin pengering. Pengeringan dengan menggunakan batch dryer adalah salah satu cara pengeringan yang efektif. Proses pengeringan dengan batch dryer dapat dilakukan kapan saja atau tidak tergantung cuaca dan ruang. Selain itu, pengeringan dengan batch dryer tidak membutuhkan banyak tenaga kerja (Nainggolan et al 2013) Pada pengering gabah tipe batch terdapat komponen-komponen yaitu blower, ruang plenum dan bak pengering. Ruang pengering berfungsi untuk menempatkan gabah basah yang akan dikeringkan, permukaan diratakan, tebal maksimum 50 cm, dan tidak diperlukan pembalikan. Antara ruang pengering (bagian atas dan ruang plenum (bagian bawah) dibatasi oleh besi pelat porus (pelat lubang) dengan garis tengah lubang 2 mm. Ini dimaksudkan agar udara panas dengan mudah masuk ke dalam gabah basah, tetapi butir gabah tidak dapat jatuh ke ruang plenum. Pada dinding ruang plenum dipasang sebuah termometer jarum dengan kapasitas ukur 100 ºC untuk mengukur suhu pengeringan sesuai dengan yang diinginkan (tergantung kepada komoditas dan tujuan dari pengeringan). Ruang plenum berfungsi menampung udara panas dengan suhu dan tekanan tertentu. Tekanan udara panas di dalam ruang plenum merupakan tekanan statis, sehingga memungkinkan tekanan terhadap semua titik pada luas permukaan gabah di dalam ruang pengering sama. Hal ini sangat penting sehingga kecepatan aliran udara pengering menembus tumpukan gabah di semua titik sama dan seluruh gabah akan kering secara bersamaan (Badan Litbang Pertanian 2011). Parameter Desain Pengering Parameter dalam desain pengering jagung tipe bacth ukuran kecil sebagai berikut penentuan kadar air, penentuan jumlah densitas jagung, pertimbangan disain, desain pengering, desain (dimensi) perhitungan silinder, tinggi dan diameter, jumlah kadar air yang akan dihilangkan, kuantitas udara yang diperlukan untuk mempengaruhi pengeringan, volume udara untuk pengeringan, desain blower dan kapasitas, kuantitas panas diperlukan untuk pengeringan efektif (Hr) dalam kJ, laju heat transfer, panas yang sebenarnya digunakan untuk
5
pengeringan (Hd), penentuan komponen pengering, dan analisis data (Bola et al 2013). Pengaruh Lama Pengering Lama pengeringan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu, kecepatan aliran udara, kadar air, dan ketebalan tumpukan. Semakin tinggi suhu dan kecepatan aliran yang digunakan maka akan semakin cepat pengeringan. Pengering gabah tipe batch semakin tipis tumpukan bahan maka semakin tinggi laju pengeringan atau semakin cepat gabah menjadi kering. Semakin tebal tumpukan suatu bahan yang dikeringkan maka akan semakin lama waktu yang diperlukan untuk menguapkan air selama pengeringan, karena jarak yang ditempuh oleh panas untuk masuk ke bagian dalam bahan sekaligus menguapkan menuju ke permukaan bahan menjadi semakin lambat (Nainggolan et al 2013).
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Siswadi Soepardjo Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, selama delapan bulan mulai bulan maret sampai oktober 2016
Bahan dan Alat Penelitian Bahan baku yang digunakan pada penelitian ini adalah eceng gondok yang didapat dari pusat kerajinan eceng gondok di Kabupaten Bandung. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah termometer bola basah dan bola kering, anemometer, timbangan digital, cawan, termokopel, data aquisisi, dryer oven, dan alat-alat bantu lainnya yang digunakan ketika penelitian.
Prosedur Penelitian Terdapat 3 proses dalam penelitian ini yaitu desain pengeringan tipe bacth untuk eceng gondok, uji kinerja alat, dan analisis hasil penelitian. Secara ringkas, diagram alir metode penelitian, perancangan heat exchager, dan pengering dapat dilihat pada Gambar 2, 3, dan 4
6
Mulai
Pembuatan konsep rancangan
Parameter prarancangan
Parameter rancangan
Perancangan alat pengering
Perhitungan rancangan alat pengering dan gambar teknik
Perakitan alat pengering
Pengujian kinerja alat pengering
Alat pengering tipe batch bersumber panas CHP
Selesai
Gambar 2 Diagram alir metode penelitian
Pengukuran suhu, laju pengeringan, kadar air, energi masuk pengering, energi yang digunakan untuk pengeringan, efisiensi pengeringan
7
Mulai
Mencari Bilangan Reynold Mencari Bilangan Nusselt
Mencari koefisien perpindahan panas: di dalam pipa, dari bahan tembaga, dan di luar pipa
Mencari tahanan panas: di dalam pipa, dari bahan tembaga, dan di luar pipa
Mencari tahanan panas: di dalam pipa, dari bahan tembaga, dan di luar pipa
Mencari koefisien pindah panas keseluruhan
Mencari luas total heat exchanger
Mencari jumlah pipa
Diameter inlet
Direncanakan
Diameter outlet
Direncanakan
Selesai Gambar 3 Diagram alir perancangan heat exchanger
8
Mulai
Menentukan kapasitas pengering (kg)
Direncanakan
Menentukan laju aliran massa udara panas yang dihasilkan melalui cerobong
Menentukan diameter inlet pengering
Menentukan dimensi pengering
Menentukan tinggi ruang plenum
Diameter cerobong
Selesai Gambar 4 Diagram alir perancangan pengering eceng gondok Pembuatan Konsep Rancangan Pembuatan konsep perancangan dilakukan dengan memanfaatkan panas buang dari CHP yang akan digunakan sebagai sumber panas pengering eceng gondok. Untuk menyalurkan panas buang dari CHP maka diperlukan pipa sebagai penyalur panas ke ruang plenum pengering. Kemudian diperlukan heat exchanger untuk menurunkan suhu yang berlebihan dari panas buang CHP dan diperlukan blower untuk menghisap udara panas buang secara optimal. Parameter Rancangan Parameter rancangan yaitu terdapat parameter-parameter yang dilakukan dalam perancangan pengering tipe batch. Parameter yang digunakan yaitu penentuan kadar air, penetuan jumlah densitas bahan, desain (dimensi) perhitungan panjang, lebar dan tinggi, jumlah kadar air yang akan dihilangkan, kuantitas udara yang diperlukan untuk mempengaruhi pengeringan, volume udara
9
untuk pengeringan, kuantitas panas diperlukan untuk pengeringan efektif, laju heat transfer, panas yang sebenarnya digunakan untuk pengeringan, dan penentuan komponen pengering. Perancangan Alat Pengering Perancangan alat pengering meliputi perhitungan dan gambar teknik. Perancangan dimulai dengan merancang heat exchanger terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan perhitungan pengering dimana persamaan yang digunakan adalah 1. Heat exchanger Mencari Bilangan Reynold
Keterangan : Re : Bilangan Reynold ρ : densitas pada gas buang CHP (kg/m3) v : kecepatan udara (m/s) Dd : Diameter dalam pipa (m) Mencari Bilangan Nusselt
Keterangan : Nu : Bilangan Nusselt Dd : diameter dalam pipa (m) L : panjang pipa (m) Re : bilangan Reynold Pr : Bilangan Prandlt Mencari koefisien perpindahan panas di dalam pipa hi =Nu Keterangan : hi : koefisien perpindahan panas di dalam pipa (W/m2 oC) Nu : bilangan Nusselt k : konduktivitas pada gas buang CHP (W/mK) d : diameter dalam pipa (m) Mencari koefisien perpindahan panas dari bahan tembaga htembaga = Keterangan : htembaga : koefisien perpindahan panas dari bahan tembaga (W/m2 oC) k : konduktivitas tembaga (W/mK) x : tebal pipa tembaga (m) Mencari koefisien perpindahan panas di luar pipa ho =Nu Keterangan : ho : koefisien perpindahan panas di luar pipa (W/m2 oC) Nu : bilangan Nusselt
10
k : konduktivitas pada udara (W/mK) d : diameter dalam pipa (m) Mencari tahanan di dalam pipa Ri = Keterangan : Ri : tahanan di dalam pipa hi : koefisien perpindahan panas di dalam pipa (W/m2 oC) Mencari tahanan dari bahan tembaga Rtembaga = Rtembaga : tahanan dari bahan tembaga x : tebal pipa tembaga (m) k : konduktivitas tembaga (W/mK) Mencari tahanan di luar pipa Ro = Keterangan : Ro : tahanan di luar pipa ho : koefisien perpindahan panas di luar pipa (W/m2 oC) Mencari koefisien pindah panas keseluruhan U= Keterangan : U : koefisien pindah panas keseluruhan (W/moC) hi : koefisien perpindahan panas di dalam pipa (W/m2 oC) x : tebal pipa tembaga (m) k : konduktivitas tembaga (W/mK) ho : koefisien perpindahan panas di luar pipa (W/m2 oC) Mencari luas total heat exchanger A total = Keterangan : A total : luas total heat exchanger (m2) Q : kalor yang dihasilkan gas buang CHP (Watt) LMTD : Log Mean Temperature Difference (oC) Mencari jumlah pipa npipa =
Keterangan : npipa : jumlah pipa (buah) A total : luas total heat exchanger (m2) A per pipa : luas per pipa (m2) Menentukan diameter inlet heat exchanger (m) (direncanakan) Menentukan diameter outlet heat exchanger (m) (direncanakan) 2. Pengering eceng gondok Menentukan kapasitas pengering (kg) (direncanakan) Menentukan laju aliran massa udara panas yang dihasilkan melalui cerobong ṁ=C
11
Keterangan : ṁ : laju aliran massa udara panas cerobong (kg/s) Q : kalor yang dihasilkan gas buang CHP (joule) Cp : panas jenis (kJ/ kg°C) Δ : erubahan suhu anas buang CHP dan suhu lingkungan (°C) Menentukan diameter inlet pngering Dinlet pengering = Doutlet HE.............................................................................(13) Keterangan : Dinlet pengering : diameter inlet pengering (m) Doutlet HE : diameter outlet pengering (m) Menentukan dimensi pengering V
..........................................................................................(14)
V = p x l x t..............................................................................................(15) Keterangan : V : volume (m3) Kapasitas alat pengering eceng gondok (kg) ρ : densitas eceng gondok (kg/m3) p : panjang bak pengering (m) l : lebar bak pengering (m) t : tinggi bak pengering (m) Menentukan tinggi ruang plenum TPlenum =
Keterangan : TPlenum : tinggi plenum (m) Kapasitas alat pengering eceng gondok (kg) ρ : densitas eceng gondok (kg/m3) A : luas permukaan bak pengering (m2) Diameter cerobong v2 = ..............................................................................................(17) Keterangan : ṁ1 : laju aliran massa udara inlet pengering (kg/s) v1 : kecepatan udara masuk pengering (m/s) ṁ2 : laju aliran massa udara output (kg/s) v2 : kecepatan udara cerobong (m/s) Q=
.....................................................................................................(18)
Keterangan : Q : debit (m3/s) ṁ2 : laju aliran massa udara output (kg/s) ρ : densitas udara pada bak pengering (kg/m3) Perakitan Alat pengering Perakitan alat pengering dilakukan setelah gambar kerja telah dilakukan dan dilakukan perakitan alat pengering di bengkel.
12
Analisis Desain
Rancangan Fungsional Fungsi utama dari alat pengering eceng gondok tipe batch yaitu mengeringkan eceng gondok untuk bahan kerajinan eceng gondok. Fungsi komponen yang digunakan tersaji pada Tabel 1. Tabel 1 Fungsi komponen-komponen alat pengering eceng gondok No. Fungsi 1 Memindahkan panas 2 Menyalurkan udara dan mengarahkan aliran ke ruang plenum 3 Menampung suhu udara dari inlet pengering 4 Menampung eceng gondok agar tidak jatuh ke ruang plenum 5 Menghindari kebocoran udara panas dan sebagai penampung eceng gondok 6 Memasukan dan mengeluarkan eceng gondok yang dikeringkan 7 Memperlancar sirkulasi udara pada proses pengeringan 8 Menghisap udara dari bak pengering
Komponen Heat exchanger Pipa inlet pengering Ruang plenum Saringan Bak pengering Pintu Cerobong udara Blower
Rancangan Struktural Rancangan struktural adalah analisis dari komponen-komponen alat yang telah dibahas pada rancangan fungsional. Bentuk, ukuran dan bahan dari masingmasing komponen ditentukan dari rancangan struktural. Skema proses secara keseluruhan dapat dilihat Gambar 5 terdiri dari inlet pengering (1), heat exchanger (2), inlet udara (3), ruang plenum (4), bak pengering (5), tutup pengering (6), cerobong pengering (7), dan blower (8). 8
3 2
7
6 5 4
1
Gambar 5 Skema komponen keseluruhan
13
Heat Exchanger Berdasarkan perhitungan yang didapat, secara struktural didalam heat exchanger terdapat pipa-pipa tembaga dengan ukuran diameter 1 inchi dan panjang 92,4 cm sebanyak 9 buah dengan jarak antar pipa 3 cm membentuk triangular. Desain heat exchanger dapat dilihat pada Gambar 6 terdiri dari pipa saluran gas buang CHP (1), pipa inlet pengering (2), pipa udara masuk heat exchanger (3), dan pipa tembaga (4). Kemudian gambar teknik secara rinci dapat dilihat pada lampiran 3. 3
4
2 1
Gambar 6 Desain heat exchanger Pengering Eceng Gondok Berdasarkan perhitungan yang didapat, pengering eceng gondok mempunyai kapasitas 140 kg eceng gondok basah dengan ukuran dimensi bak pengering 120 cm x 50 cm x 70 cm, pipa inlet pengering berukuran 4 inchi, cerobong pengering 4 inchi, dan didalam bak pengering terdapat ruang plenum dengan tinggi 30 cm. Desain pengering eceng gondok dapat dilihat pada Gambar 7 terdiri dari inlet pengering (1), ruang plenum (2), bak pengering (3), pintu pengering (4), cerobong pengering (5), dan blower (6). Kemudian gambar teknik secara terperinci dapat dilihat pada lampiran 2. 6
5 4
2
3
1
Gambar 7 Desain pengering eceng gondok
14
Blower Blower digunakan untuk menghisap udara dari ruang pengering. Blower yang digunakan adalah blower hisap sentrifugal dengan spesifikasi debit 408 m3/h, daya 200 Watt, tegangan 220 V, 2800 rpm, inlet 4 inchi, outlet 3 inchi, dan tekanan 0,84 kPa. Profil blower dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Blower hisap sentrifugal
Metode Analisis Pengujian kinerja alat pengering tipe batch untuk eceng gondok bersumber energi sisa gas buang CHP dilakukan sebanyak 9 kali ulangan untuk setiap pengukuran. Pengukuran yang dilakukan yaitu, laju pengeringan dan kadar air, energi yang dibutuhkan untuk pengeringan, energi pemanfaatan pengering, dan efisiensi pengeringan. Matriks Pengujian Pengujian dilakukan sebanyak 9 kali. Pengujian yang dilakukan mengikuti matriks penelitian yang ditunjukan pada Tabel 2. Tabel 2 Matriks pengujian 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 Laju aliran Berat awal No. Pengujian bahan bakar eceng gondok tungku (kg/jam) basah (kg) 1.
2.
3.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
5
10
7,5
10
10
10
Kecepatan udara (m/s)
Kadar air awal (%)
1,36 3,89 10,52 1,63 3,58 10,78 1,33 3,39 10,94
92,74 93,99 93,30 92,29 93,17 91,94 92,91 91,22 92,76
15
Set-Up Eksperimental Set-up eksperimental alat pengering eceng gondok yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 9, terdiri dari : pipa panas buang CHP (1), heat exchanger (2), pipa udara masuk heat exchanger (3), air flow meter (4), ruang plenum (5), bak pengering tipe batch (6), sedangkan alat ukur yang digunakan adalah : termokopel tipe k (7, 8, 9), cerobong (10), blower (11). Sedangkan pengukuran RH ada di dalam bak pengering dan di luar pengering menggunakan thermometer bola kering dan bola basah.
Gambar 9 Set-up eksperimental alat pengering Kadar Air Metode Oven Kadar air eceng gondok terlebih dahulu diukur kadar airnya dengan menggunakan oven dengan suhu 150 oC dengan berat sampel 3 gram selama 3 jam. Kadar air basis basah Energi Masuk Pengering Energi yang tersedia dapat dihitung dengan persamaan (Nainggolan et al 2013): Q1 = ṁ x C x Δ ................................................................................................(20) Keterangan : Qinput = energi masuk pengering (kJ/s) ṁ = laju aliran massa udara masuk pengering (kg/s) Cp = panas jenis (kJ/ kg°C) Δ = perubahan suhu udara masuk pengering dan suhu lingkungan (°C) Q2 = PBlower...........................................................................................................(21) Keterangan : PBlower = daya blower (kJ/s) Qinput = Q1 + Q2......................................................................................................(22)
16
Energi Yang Digunakan Pengeringan Energi untuk menguapkan air merupakan energi yang digunakan selama proses pengeringan untuk menguapkan air pada bahan hingga mencapai kadar air yang diinginkan. Persamaan yang digunakan adalah (Nainggolan et al 2013): Q3 = V x hfg........................................................................................................(23) Keterangan : Q3 = energi untuk menguapkan air (kJ/s) V = beban uap air (kg/s H2O) hfg = panas laten air (kJ/kg H2O) hfg adalah panas laten air, dapat dihitung dengan persamaan hfg = (2,501 – (2, 361 x 10-3) T) x 1000 (kJ/kg)...........................................(24) Keterangan : hfg = panas laten air (kJ/kgH2O) = suhu (°C) T Energi untuk memanaskan ruangan dihitung dengan persamaan Q4 = ṁ x C x Δ ................................................................................................(25) Keterangan : Q4 = energi untuk memanaskan ruangan (kJ/s) ṁ = laju aliran massa udara bak pengering (kg/s) Cp = panas jenis (kJ/ kg°C) Δ = perubahan suhu udara bak pengering dan suhu lingkungan (°C) Energi yang diuapkan (Qout) dihitung dengan persamaan Qout = Q3 +Q4.....................................................................................................(26) Keterangan : Q1 = energi untuk menguapkan air (kJ/s) Q2 = energi untuk memanaskan ruangan (kJ/s) Efisiensi Pengeringan Efisiensi pengeringan dihitung berdasarkan perbandingan antara jumlah energi untuk memanaskan dan menguapkan air yang terdapat pada bahan dengan energi yang dihasilkan dalam proses pengeringan Eff = ......................................................................................(27) Keterangan : Eff = efisiensi pengeringan (%) Qoutput = energi yang digunakan (kJ/s) Qinput = energi yang masuk (kJ/s)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil yang diproleh bahwa terdapat perbedaan dimensi rancangan dan dimensi aktual pada panjang pipa tembaga dan tinggi ruang plenum hal ini dapat dilihat pada Tabel 3.
17
Tabel 3 Perbandingan dimensi desain dan aktual Parameter Diameter pipa gas buang CHP Diameter pipa udara masuk heat exchanger Diamater pipa inlet pengering Diamater pipa cerobong heat exchanger Diameter pipa tembaga Panjang pipa tembaga Panjang bak pengering Lebar bak pengering Tinggi bak pengering Tinggi ruang plenum Diameter cerobong pengering
Desain 7,62 cm 10,16 cm 10,16 cm 13,2 cm 2,54 cm 92,4 cm 120 cm 50 cm 70 cm 20 cm 10,16 cm
Aktual 7,62 cm 10,16 cm 10,16 cm 13,2 cm 2,54 cm 96 cm 120 cm 50 cm 70 cm 10,16 cm 10,16 cm
Pengujian Alat Pengering Eceng Gondok Tipe Batch Pengujian alat pengering tipe batch untuk eceng gondok dilakukan sebanyak 9 kali percobaan. Percobaan 1, 2, dan 3 dilakukan dengan laju aliran bahan bakar pada tungku sebesar 5 kg/jam, percobaan 4, 5, dan 6 dilakukan dengan laju aliran bahan bakar pada tungku sebesar 7,5 kg/jam, dan percobaan 7, 8, dan 9 dengan laju aliran bahan bakar pada tungku sebesar 10 kg/jam. Pengujian alat pengering eceng gondok bersumber panas buang dari CHP. Alat pengering eceng gondok mampu mengeringkan eceng gondok dengan kapasitas 140 kg, namun pengujian yang dilakukan hanya menggunakan berat eceng gondok sebesar 10 kg dengan proses pengujian selama 18 jam. Selama proses pengujian dilakukan pengukuran suhu panas buang CHP, suhu dalam bak pengering, pengukuran suhu dalam bak pengering dibedakan menjadi 3 yaitu suhu kiri bak pengering, suhu tengah bak pengering, suhu kanan bak pengering, dan eceng gondok berada di dalam bak pengering, hal ini dapat dilihat pada Gambar 10,11, dan 12 yang terdiri dari: bak pengering (1), blower (2), heat exchanger (3), termokopel tipe k (4,5, dan 6), air flow meter (7), pipa panas buang CHP (8), dan eceng gondok (9).
18
2
4
3
5 1
6 7
8
Gambar 10. Alat pengering eceng gondok 2
6
Gambar 11. Alat pengering eceng gondok tampak depan
9
Gambar 12 Peletakan eceng gondok pada alat pengering
19
Berdasarkan hasil yang diperoleh proses pengeringan pada laju aliran bahan bakar sebesar 5 kg/jam yang mampu menurunkan kadar air terkecil yaitu pada proses percobaan ke 1 dengan kecepatan blower hisap terbesar yaitu pada dengan kecepatan 1,36 m/s. Pada Gambar 13 dapat dilihat profil suhu percobaan ke 1 selama proses pengeringan.
Gambar 13 Pengukuran suhu pengering percobaan 1 Pada Gambar 13 dapat dilihat karakteristik suhu yang terjadi pada udara masuk pengering dalam dalam bak pengering, dan suhu panas buang CHP. Suhu panas buang CHP mencapai 84,72 oC. Suhu dalam bak pengering dibedakan menjadi 3 yaitu suhu bak pengering sisi kiri, tengah dan kanan untuk mengetahui sebaran suhu dalam pengering. Suhu masuk pengering pada percobaan 1 maksimum sampai dengan 55,60 oC tetapi rata-rata suhu yang terjadi dari awal sampai akhir proses adalah 40,07 oC. Sedangkan suhu maksimum pada bak pengering maksimum mencapai 43,52 oC. Sedangkan kinerja terbesar untuk menurunkan kadar air pada laju aliran bahan bakar pada tungku 5 kg/jam terjadi pada proses percobaaan 3 dengan kecepatan blower sebesar 1,36 m/s. Proses pengeringan pada percobaan 3 dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14 Pengukuran suhu pengering percobaan 3
20
Pada Gambar 14 dapat dilihat karakteristik suhu panas buang CHP, suhu udara masuk pengering, suhu kiri pengering, suhu tengah pengering, dan suhu kanan pengering. Berdasarkan pengamatan dan hasil pengukuran yang dilakukan pada percobaan 3 suhu panas buang dari CHP yang dihasilkan sebesar 81,83 oC. Suhu udara masuk pengering dapat mencapai maksimum sebesar 46,32 oC sedangkan rata-rata suhu udara masuk pengering selama proses dari awal sampai akhir sebesar 39,73 oC. Suhu didalam bak pengering maksimum mencapai 40,15 o C. Sedangkan percobaan 2 dapat dilihat pada Lampiran 4 Kinerja untuk menurunkan kadar air terkcil pada laju aliran bahan bakar 7,5 kg/jam pada tungku CHP terjadi pada proses percobaan 4 dengan kecepatan blower sebesar 1,63 m/s. Proses pengeringan pada percobaan 4 dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 15 Pengukuran suhu pengering percobaan 4 Pada Gambar 15 dapat dilihat karakteristik suhu panas buang CHP, suhu pada udara masuk ruang pengering, bak pengering sisi kiri, tengah dan kanan pada percobaan 4. Suhu panas buang CHP mencapai 72,84 oC. Suhu udara masuk ruang pengering pada percobaan 4 dapat mencapai maksimum 49,72 oC sedangkan ratarata dari awal sampai akhir proses pengeringan adalah 42,37 oC. Sedangkan suhu bak pengering maksimum 38,63 oC. Sedangkan kinerja alat pengering pada laju aliran bahan bakar 7,5 kg/jam pada tungku CHP dengan penurunan kadar air yang terbesar terjadi pada percobaan ke 6 dengan kecepatan blower sebesar 10,78 m/s. Pada Gambar 16 dapat dilihat profil suhu selama proses pengeringan.
21
Gambar 16 Pengukuran suhu pengering percobaan 6 Pada Gambar 16 dapat dilihat karakteristik suhu panas buang CHP, suhu pada udara masuk ruang pengering, bak pengering sisi kiri, tengah dan kanan pada percobaan 6. Suhu panas buang CHP mencapai 79,32 oC Suhu udara masuk ruang pengering pada percobaan 6 dapat mencapai maksimum 52,94 oC sedangkan ratarata dari awal sampai akhir proses pengeringan adalah 43,00 oC. Sedangkan suhu bak pengering maksimum 36,75 oC. Sedangkan percobaan 5 dapat dilihat pada Lampiran 4. Kinerja terkecil untuk menurunkan kadar air pada laju aliran bahan bakar 10 kg/jam pada tungku CHP terjadi pada proses percobaan 7 dengan kecepatan blower sebesar 1,33 m/s dimana selama proses pengeringan terjadi perubahan suhu terbesar pada bak pengering dengan lingkukan hingga mencapai 2,13 oC. Proses pengeringan pada percobaan 7 dapat dilihat pada Gambar 17.
Gambar 17 Pengukuran suhu pengering percobaan 7
22
Pada Gambar 17 dapat dilihat karakteristik suhu panas buang CHP, suhu pada udara masuk ruang pengering, bak pengering sisi kiri, tengah dan kanan pada percobaan 7. Suhu panas buang CHP mencapai 79,37 oC. Suhu udara masuk ruang pengering pada percobaan 7 dapat mencapai maksimum 55,96 oC sedangkan ratarata dari awal sampai akhir proses pengeringan adalah 45,33 oC. Sedangkan suhu bak pengering maksimum 34,82 oC. Sedangkan kinerja alat pengering pada laju aliran bahan bakar pada tungku CHP 10 kg/jam dengan penurunan kadar air yang terbesar terjadi pada percobaan ke 9 dengan kecepatan blower sebesar 10,92 m/s. Pada Gambar 18 dapat dilihat profil suhu selama proses pengeringan.
Gambar 18 Pengukuran suhu pengering percobaan 9 Pada Gambar 18 dapat dilihat karakteristik suhu panas buang CHP, suhu pada udara masuk ruang pengering, bak pengering sisi kiri, tengah dan kanan pada percobaan 9. Suhu panas buang CHP mencapai 72,07 oC Suhu udara masuk ruang pengering pada percobaan 9 dapat mencapai maksimum 39,28 oC sedangkan ratarata dari awal sampai akhir proses pengeringan adalah 35,02 oC. Sedangkan suhu bak pengering maksimum 32,97 oC. Profil suhu pada percobaan 8 dapat dilihat pada lampiran 5. Berdasarkan hasil penelitian bahwa semakin tinggi laju aliran udara untuk pengeringan dapat miningkatkan laju uap air dari eceng gondok,tetapi menyebabkan perubahan suhu yang lebih kecil, hal ini dikarenakan terjadi defisit termal dari sumber yang merupakan panas buang dari evaporator. Dari percobaan yang telah dilakukan menunjukan bahwa sebaran suhu di dalam bak pengering sudah bagus hal ini terlihat pada capaian suhu pada bak pengering baik sisi kiri, tengah maupun kanan. Pada Gambar 13, 14, 15, 16, 17 dan 18 juga dapat dilihat bahwa awalnya suhu pada bak pengering mencapai keadaan maksimum kemudian akan mengalami penurunan, hal ini sesuai dengan persamaan kesetimbangan energi bahwa panas yang masuk pada ruang pengering digunakan untuk dua hal, yang pertama untuk menaikan suhu ruangan (panas sensible) kemudian setelah itu
23
digunakan untuk menguapkan eceng gondok (panas laten) sehingga suhu ruangan akan turun karena panas digunakan untuk menguapkan eceng gondok. Hal ini dapat dibuktikan pada Gambar 19 yang dilakukan percobaan selama 2 jam dengan percobaan tanpa beban dan dengan beban. Profil suhu pada percobaan lainnya dapat dilihat pada lampiran 5, 6, 7, 8 dan 9.
Gambar 19 Perbandingan percobaan 2 percobaan tanpa beban dan dengan beban
Laju Pengeringan, Kadar Air, dan Effisiensi Ketika proses pengeringan berlangsung dilakukan pengukuran bobot sampel 10 batang eceng gondok dari 10 kg. Tujuan pengukuran bobot sampel tersebut untuk mengetahui laju penuruan kadar air selama tiap jam berlangsung selama 18 jam.
24
Gambar 20 Penurunan kadar air eceng gondok terhadap waktu pengeringan eceng gondok percobaan 1,2, dan 3
Gambar 21 Penurunan kadar air eceng gondok terhadap waktu pengeringan eceng gondok percobaan 4, 5, dan 6
Gambar 22 Penurunan kadar air eceng gondok terhadap waktu pengeringan eceng gondok percobaan 7, 8, dan 9
25
Tabel 4 Hasil setelah proses pengeringan
No.
Percobaan
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1.
2.
3.
Laju aliran bahan bakar tungku (kg/jam) 5
7,5
10
Kecepatan udara (m/s) 1,36 3,89 10,52 1,63 3,58 10,78 1,33 3,39 10,94
Berat awal eceng gondok basah (kg)
Kadar air awal (%)
10
92,74 93,99 93,30 92,29 93,17 91,94 92,91 91,22 92,76
10
10
Berat eceng gondok setelah dikeringkan (kg) 7,68 6,41 5,8 7,9 7,55 5 7,7 6,51 5,9
Kadar air setelah dikeringkan (%) 90,55 90,62 88,45 90,24 90,95 83,88 90,79 86,51 87,73
Pada gambar 20, 21, dan 22 dapat dilihat perubahan massa eceng gondok dari kondisi awal sampai akhir proses pengeringan pada 10 sampel batang eceng gondok. Penurunan kadar air semakin menurun terhadap waktu proses pengeringan. Hubungan antara kadar air dan lama pengeringan masih bersifat linear atau kecepatan konstan, dengan pendekatan persamaan eksponensial maka didapat persamaan y = 92,048e-2E-05x (R² = 0,72) pada percobaan 1, y = 94,124e-2E05x (R² = 0,84) pada percobaan 2, y = 92,576e-3E-05x (R² = 0,81) pada percobaan 3, y = 91,046e-5E-05x (R² = 0,78) pada percobaan 4, y = 92,684e-3E-05x (R² = 0,87) pada percobaan 5, y = 92,528e-7E-05x (R² = 0,87) pada percobaan 6, y = 92,621e-1E05x (R² = 0,93) pada percobaan 7, y = 90,949e-4E-05x (R² = 0,98) pada percobaan 8, y = 92,504e-1E-05x (R² = 0,92) pada percobaan 9, dengan y adalah kadar air eceng gondok dan x adalah waktu pengeringan, dengan mendapatkan persamaan tersebut maka dapat diprediksikan waktu pengeringannya hingga mencapai 12%. Hal ini menunjukkan bahwa periode pengeringan dengan kecepatan menurun (asymptotic) belum terjadi selama 18 jam pengujian. Proses pengeringan kecepatan menurun tidak diamati dalam pengujian tersebut. Sedangkan perhitungan kadar air akhir setelah dikeringkan dapat dilihat pada Lampiran 13. Tabel 5 Perbandingan laju pengeringan Percobaan 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Laju pengeringan CHP (gr/min) 2,27 3,51 4,11 1,94 2,26 4,62 2,12 3,98 4,16
Laju pengeringan konvensional (gr/min)
0,92
26
Proses pengeringan eceng gondok secara konvensional mampu mengeringkan eceng gondok 10 kg akan menghasilkan 1 kg eceng gondok kering dalam waktu selama 3 minggu dengan laju pengeringan sebesar 0,92 gr/min hal ini dapat dilihat pada Tabel 5 bahwa laju pengeringan bahan lebih baik secara kuantitas dibandingkan dengan pengeringan secara konvensional. Pada Gambar 23 dan 24 merupakan gambar eceng gondok sebelum dan sesudah pengeringan. Secara visual tampak eceng gondok sudah mengalami peruabahan selama pengeringan, hasil pengeringan eceng gondok setelah dikeringkan dapat dilihat pada Gambar 24 dan eceng gondok sebelum dikeringkan pada Gambar 23. Eceng gondok setelah dikeringkan tampak visual bersih dari debu dan tidak gosong.
Gambar 23 Eceng gondok sebelum dikeringkan
Gambar 24 Eceng gondok setelah dikeringkan.
27
Gambar 25 Grafik perbandingan effisiensi Pada Gambar 25 dapat dilihat effisiensi pengeringan panas buang CHP. Pada percobaan 1, 2, dan 3, effisiensi pengeringan mencapai maksimum 42,65 % percobaan 3 pada saat kecepatan udara maksimum, namun perubahan suhu pada kondisi ini lebih kecil karena terjadi defisit termal. Kondisi perubahan suhu antara bak pengering dengan suhu lingkungan terbesar terjadi pada percobaan 2 yang menghasilkan perbedaan suhu rata-rata selama proses di bak pengering mencapai 4,6 oC dengan kecepatan udara 3.89 m/s dan mampu menurunkan kadar air sampai dengan 35,9% sehingga menghasilkan efisiensi pengeringan yang rendah sebesar 22,26%. Selanjutnya pada percobaan 4, 5, dan 6 effisiensi mencapai maksimum 47,08 % pada saat kecepatan udara sebesar 10,78 m/s pada percobaan 6. Kondisi perubahan suhu antara bak pengering dengan suhu lingkungan terbesar terjadi terjadi pada percobaan 4 yang menghasilkan perbedaan suhu dengan lingkungan sebesar 1,1 oC dengan kecepatan udara 1,63 m/s akan tetapi penurunan kadar air lebih kecil dari pada percobaan 5 dan percobaan 6 sehingga menghasilkan effisiensi pengeringan yang rendah sebesar 22,81% Percobaan 7, 8, dan 9 effisiensi pengeringan mencapai maksimum 46,65 % pada saat kecepatan udara maksimum sebesar 10,94 pada percobaan 9, namun perubahan suhu pada kondisi ini lebih kecil karena terjadi defisit termal. Kondisi perubahan suhu antara bak pengering dengan suhu lingkungan terbesar terjadi terjadi pada percobaan 7 yang menghasilkan perbedaan suhu rata-rata selama proses di bak pengering mencapai 2,13 oC dengan kecepatan udara 1,33 m/s akan tetapi kadar air yang diturunkan lebih kecil daripada percobaan 8 dan 9 hal ini dikarenakan hisapan blower yang lebih rendah sehingga menghasilkan effisiensi yang rendah yaitu 22,34 % Jika dibandingkan secara keseluruhan maka effisiensi mencapai maksimum terjadi pada percobaan 6 yaitu dengan effisiensi 47,08 % dengan kecepatan blower 10,52 m/s, dan effisiensi terendah terjadi pada percobaan 2
28
sebesar 22,26% dengan kecepatan blower 3,89 m/s. Jika dibandingkan dengan pengering vacum 50 oC untuk eceng gondok yang menghasilkan effisiensi pengeringan sebesar 35% (Prasetyaningrum 2010) maka hasil effisiensi pengering dari panas buang CHP lebih besar pada percobaan 3, 6, dan 9, akan tetapi pada percobaan lainnya effisiensi pengering panas buang CHP lebih kecil. Jika dibandingkan dengan effisiensi pengering dengan bahan bakar arang kayu ditambah dengan blower untuk eceng gondok dengan effisiensi sebesar 23,54% (purbono et al 2010) maka pengering dengan panas buang CHP lebih besar pada percobaan 3, 5, 6, dan 9, akan tetapi pada percobaan lainnya effisiensi pengering panas buang CHP lebih kecil. Jika dibandingkan dengan pengering tipe batch untuk gabah sebesar 3,63% dengan bahan bakar sekam 12-16 kg (Nainggolan et al 2013) maka effisiensi pengering dengan panas buang CHP lebih besar. Kemudian jika dibandingkan dengan pengering batch untuk kakao dengan effisiensi 34 % (Widyoutomo) maka pada percobaan 3, 6 dan 9 lebih besar effisiensinya pada pengering dengan panas buang CHP, akan tetapi pada percobaan 1, 2, 4, 5, 7 dan 8 effisiensinya lebih kecil. Contoh perhitungan effisiensi dapat dilihat pada Lampiran 13 Tabel 6 Perbandingan suhu panas buang dengan penelitian lainnya. No. 1.
2.
Parameter Suhu ratarata panas buang Suhu ruang pengering
Panas buang CHP 68- 100 oC
Simulasi panas buang cerobong, pengering tipe rak (al-kindi) 270-320 oC
40-52 oC
75-90 oC
Pada Tabel 6 dapat dilihat bahwa suhu ruang pengering mampu menghasilkan suhu antara 40-52 oC, Fenomena ini berbeda dengan simulasi yang dilakukan untuk pengeringan tipe Rak dengan sebaran suhu di rak 2, 3, dan 4 yang rata-rata suhunya mencapai 75-90 oC. Hal ini terjadi karena perbedaan suhu sumber yang berasal dari panas buang.
Analisis Regresi Linear Berganda Dalam penelitian ini pendugaan faktor eksternal yang mempengaruhi dalam proses pengeringan salah satunya adalah suhu dan kecepatan blower, berdasarkan hasil yang diperoleh dapat dilakukan analisis secara statistika, analisis statistika yang digunakan adalah analisis regresi linear berganda dimana di dalam analisis ini akan dibuktikan pendugaan suhu, kecepatan blower, input kalor merupakan hal yang berpengaruh dalam effisiensi. Hasil data effisiensi, suhu, dan kecepatan blower dapat dilihat pada Tabel 7
29
Tabel 7 Hasil effisiensi, suhu, kecepatan blower, dan input kalor No. 1
2
3
Percobaan
Effisiensi (%)
Suhu (oC)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
22,34 22,26 42,65 22,81 28,19 47,08 22,34 23,19 46,65
40,07 53,38 39,73 42,37 35,78 43 45,33 53,23 35,02
Kecepatan blower (m/s) 1,36 3,89 10,52 1,63 3,58 10,78 1,33 3,39 10,94
Input kalor (kJ/s) 0,43 0,79 0,50 0,42 0,38 0,56 0,51 0,77 0,41
Gambar 26 Hubungan antara effisiensi dengan kecepatan blower
Gambar 27 Hubungan antara effisiensi dengan suhu
30
Gambar 28 Hubungan antara effisiensi dengan input kalor Berdasarkan hasil yang diperoleh pada Gambar 26, 27, dan 28 bahwa hubungan antara effisiensi dengan kecepatan blower berhubungan linear positif, sedangkan pada suhu berhubungan linear negatif, dan pada input kalor berhubungan linear negatif, kemudian hasil uji F pada analisis regresi linear berganda dapat dilihat pada Tabel 8. Tabel 8 Hasil Uji F
Regression Residual Total
df 3 5 8
SS MS F Hitung 988,68806 329,56269 130,53271 12,62376 2,52475 1001,31182
F Tabel 0,00004
Pada Tabel 8 bahwa uji F ini menggunakan hipotesis Ho : suhu dan kecepatan blower tidak berpengaruh terhadap effisiensi alat pengering dan H1 : suhu, kecepatan blower, input kalor berpengaruh terhadap effisiensi, berdasarkan hasil yang diperoleh bahwa F hitung lebih besar dari F tabel sehingga tolak Ho atau dapat dikatakan bahwa suhu dan kecepatan secara bersamaan berpengaruh terhadap effisiensi. Tabel 9 Hasil Uji t
Intercept Suhu Kecepatan blower Input kalor
Coefficients 14,41268 0,42912
Standard Error 10,83895 0,43628
t Stat 1,32971 0,98358
P-value 0,24105 0,37049
2,74230 -31,17497
0,23936 17,81175
11,45701 -1,75025
0,00009 0,14048
31
Uji t ini digunakan untuk lebih mengetahui faktor manakah yang berpengaruh terhadap effisiensi dengan hipotesis Ho : faktor tidak berpengaruh terhadap effisiensi dan H1 : faktor berpengaruh terhadap effisiensi, berdasarkan hasil yang diperoleh bahwa P-Value untuk faktor suhu lebih besar dari α= 0,05 sehingga terima Ho atau dapat dikatakan bahwa suhu tidak berpengaruh pada effisiensi pada taraf nyata 5%, sedangkan P- Value untuk faktor kecepatan kurang dari α=0,05 sehingga tolak Ho dan terima H1 sehingga dapat diakatakan kecepatan blower berpengaruh terhadap effisiensi pada taraf nyata 5%, kemudian pada input kalor P-Value lebih besar dari α=0,05 sehingga terima Ho atau dapat dikatakan bahwa input kalor tidak berpengaruh pada effisiensi pada taraf nyata 5% Dari hasil analisis regresi linear berganda juga diperoleh nila R square sebesar 98% artinya sebesar 98% keragaman effisiensi dapat dijelaskan oleh faktor suhu, kecepatan blower, dan input kalor sedangkan sisanya 2% dijelaskan oleh faktor lain.
PENUTUP
Simpulan Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa panas buang yang dihasilkan oleh CHP dapat dimanfaatkan oleh pengering eceng gondok tipe batch dan berfungsi dengan baik serta memperoleh kinerja yaitu pengering eceng gondok yang dilakukan dengan beban 10 kg selama 18 jam, penurunan kadar air terbesar setelah dikeringkan dapat mencapai 83,88% dari kadar air awal sebesar 91,94 pada percobaan 6. Laju pengeringan dengan menggunakan panas buang CHP lebih bagus yaitu maksimal sebesar 4,62 gr/min dari pada proses pengeringan dengan menggunakan sinar matahari secara langsung dengan laju pengeringan 0,92 gr/min. Effisiensi pengeringan eceng gondok maksimum mencapai 47,08 %. Hasil eceng gondok setelah dikeringkan secara visual bersih dari debu dan tidak gosong. Berdasarkan hasil analisi secara statiska bahwa faktor yang paling berpengaruh pada effisiensi adalah kecepatan blower.
Saran Hal-hal yang dapat disarankan antara lain agar penelitian dilanjutkan ke proses pengeringan kecepatan menurun sampai kadar air eceng gondok mencapai 12%, dan pengujian uji tarik eceng gondok setelah dikeringkan dengan menggunakan pengering tipe batch sehingga dapat dibandingkan kekuatan tarik dengan hasil eceng gondok kering yang dikeringkan melalui sinar matahari secara langsung untuk bahan kerajinan eceng gondok.
32
DAFTAR PUSTAKA
Agustias AC,Indra M, Gandidi, Burhanuddin H. 2013. Kajian Eksperimental Gas Cleaner yang Dimodifikasi untuk Mengekstrak Tar dalam Producer Gas. FEMA Lampung. 1(2): 10-12 Al-Kindi H, Yohanes AP, Dyah W. 2015. Analisis CFD Aliran Udara Panas pada Pengering Tipe Rak dengan Sumber Energi Gas Buang. Keteknikan Pertanian. 3(1): 12-15 Badan Litbang Pertanian. 2011. Pengering Gabah Berbahan Bakar Sekam Antisipasi Panen Pada Musim Hujan. Agroinovasi. 20-26(3402). Bola FA, Akande FB, Ibrahim SO, Sanusi BA. 2013. Design Parameters for A Small Scale Batch in Bin Maize Dryer. Agricultural Sciences. 4(5B): 90-95 Donburg Veronika, Andre PC, Faaij. 2001. Efficiency and Economy Of Wood Fired Biomass Energy Systems in Relation to Scale Raniek Egarding Heat and Power Generation Using Combustion and Gasification Technologies. Agricultural Sciences. 21(1): 91-108. Kartasapoetra AG. 1994. Teknologi Penanganan Pasca Panen. Penerbit Rineka Cipta. Jakarta. Mirade PS, Daudin JD. 2000. A Numerical Study Of The Airflow Patterns in A Sausage Dryer. Drying Technology. 18(1–2): 81–97. Muladi S. 2001. Kajian Eceng Gondok sebagai Bahan Baku Industri dan Penyelamat Lingkungan Hidup di Perairan. Prosiding Seminar Nasional IV Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI). Samarinda. Nainggolan SMR, Tamrin, Warji, Budianto L. 2013. Uji Kinerja Alat Pengering Tipe Batch Skala Lab untuk Pengeringan Gabah dengan Menggunakan Bahan Bakar Sekam Padi. Teknik Pertanian Lampung. 2(3): 161- 172. Prasetyaningrum A. 2010. Rancang Bangun Oven Drying Vacuum dan Aplikasinya sebagai Alat Pengering pada Suhu Rendah. Riptek. 4(1) :45-53. Purbono K, Makhmudun A, Suryandono. 2010. Rancang Bangun dan Uji Kelayakan Finansial Alat Pengering Mekanis untuk Pemenuhan Pasokan Eceng Gondok (Eichhornia Crassipes) sebagai Bahan Baku Kerajinan. AGRITECH 30( 2) Sadilah E. 2010. Industri Kreatif Berbasis Ekonomi Kreatif. Seni dan Kebudayaan. 5(9): 711-818 Suharto, Daryadi. 2014. Rancang Bangun Mesin Penggilas dengan Penggerak Bervariasi Digunakan pada Kelompok Usaha Eceng Gondok. Jurusan Teknik Mesin .Prosiding SNST ke-5 Tahun 2014 Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang
33
Tambunan AH. 1996. Dasar-dasar Pengeringan di dalam Bahan Pelatihan Singkat Rancang Bangun Sistem Thermal CREATA. Bogor (ID): IPB.
34
Lampiran Lampiran 1 Rancangan gambar teknik
35
Lampiran 2 Gambar orthogonal pengering eceng gondok
36
Lampiran 3 Gambar orthogonal heat exchanger
37
Lampiran 4
Gambar Pengukuran suhu pengering percobaan 2
Gambar Pengukuran suhu pengering percobaan 5
38
Lampiran 5
Gambar Pengukuran suhu pengering percobaan 8
Gambar Perbandingan percobaan 1 percobaan tanpa beban dan dengan beban
39
Lampiran 6
Gambar Perbandingan percobaan 3 percobaan tanpa beban dan dengan beban
Gambar Perbandingan percobaan 4 percobaan tanpa beban dan dengan beban
40
Lampiran 7
Gambar Perbandingan percobaan 5 percobaan tanpa beban dan dengan beban
Gambar Perbandingan percobaan 6 percobaan tanpa beban dan dengan beban
41
Lampiran 8
Gambar Perbandingan percobaan 7 percobaan tanpa beban dan dengan beban
Gambar Perbandingan percobaan 8 percobaan tanpa beban dan dengan beban
42
Lampiran 9
Gambar Perbandingan percobaan 9 percobaan tanpa beban dan dengan beban
43
Lampiran 10 Tabel Kinerja alat pengering eceng gondok tipe batch percobaan 1, 2, dan 3 No . 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.
Parameter Berat eceng gondok basah (awal) Berat eceng gondok setelah dikeringkan (akhir) Kadar air awal Kadar air setelah dikeringkan Lama pengeringan Kecepatan blower hisap Bahan bakar tungku CHP Suhu rata-rata panas buang CHP Laju pengeringan Suhu rata-rata bak pengering (kiri) Suhu rata-rata bak pengering (tengah) Suhu rata-rata bak pengering (kanan) Suhu rata-rata total bak pengering Suhu rata-rata masuk bak pengering Suhu maksimal bak pengering Suhu maksimal masuk bak pengering Effisiensi pengeringan
Satuan kg
1 10
Percobaan 2 10
3 10
kg
7,68
6,41
5,80
% bb % bb
92,74 90,55
93,99 90,62
93,30 88,45
Jam m/s kg o C
18 1,36 5 84,72
18 3,89 5 99,45
18 10,52 5 81,83
gr /min o C
2,27 30,39
3,51 32,62
4,11 30,91
o
30,24
35,81
30,38
o
30,26
32,93
30,41
o
30,29
33,78
30,56
o
40,07
53,38
39,73
o
43,52
48,26
40,15
o
C
55,60
68,43
46,32
%
22,34
22,26
42,65
C C C C C
44
Lampiran 11 Tabel Kinerja alat pengering eceng gondok tipe batch percobaan 4, 5, dan 6 No. Parameter 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.
Berat eceng gondok basah (awal) Berat eceng gondok setelah dikeringkan (akhir) Kadar air awal Kadar air setelah dikeringkan Lama pengeringan Kecepatan blower hisap Bahan bakar tungku CHP Suhu rata-rata panas buang CHP Laju pengeringan Suhu rata-rata bak pengering (kiri) Suhu rata-rata bak pengering (tengah) Suhu rata-rata bak pengering (kanan) Suhu rata-rata total bak pengering Suhu rata-rata masuk bak pengering Suhu maksimal bak pengering Suhu maksimal masuk bak pengering Effisiensi pengeringan
Satuan Kg
4 10
Percobaan 5 10
6 10
Kg
7,9
7,55
5,00
% bb % bb
92,29 90,24
93,17 90,95
91,94 83,88
Jam m/s kg o C
18 1,63 7,5 72,84
18 3,58 7,5 68,42
18 10,78 7,5 79,32
gr /min o C
1,94 30,33
2,26 28,78
4,62 28,24
o
31,04
29,16
28,34
o
29,63
28,97
27,42
o
30,33
28,97
28,04
o
42,37
35,78
43,00
o
38,63
36,87
36,75
o
C
49,72
40,56
52,94
%
22,81
28,19
47,08
C C C C C
45
Lampiran 12 Tabel Kinerja alat pengering eceng gondok tipe batch percobaan 7, 8, dan 9 No. Parameter 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.
Berat eceng gondok basah (awal) Berat eceng gondok setelah dikeringkan (akhir) Kadar air awal Kadar air setelah dikeringkan Lama pengeringan Kecepatan blower hisap Bahan bakar tungku CHP Suhu rata-rata panas buang CHP Laju pengeringan Suhu rata-rata bak pengering (kiri) Suhu rata-rata bak pengering (tengah) Suhu rata-rata bak pengering (kanan) Suhu rata-rata total bak pengering Suhu rata-rata masuk bak pengering Suhu maksimal bak pengering Suhu maksimal masuk bak pengering Efisiensi pengeringan
Satuan Kg
7 10
Percobaan 8 10
9 10
Kg
7,7
6,51
5,9
% bb % bb
92,91 90,79
91,22 86,51
92,76 87,73
Jam m/s kg o C
18 1,33 10 79,37
18 3,39 10 100,47
18 10,94 10 72,07
gr /min o C
2,12 27,85
3,98 29,48
4,16 28,19
o
29,22
30,77
28,48
o
26,95
28,59
27,70
o
28,01
29,62
28,13
o
45,33
53,23
35,02
o
34,82
36,9
32,97
o
C
55,96
67,45
39,28
%
22,34
23,19
46,65
C C C C C
46
Lampiran 13 Contoh perhitungan kadar air pada percobaan 6 m= x 100 % Keterangan : m : kadar air ( % bb) Wm : berat air (kg) Wd : berat padatan (kg) Diketahui : berat awal eceng gondok basah 10 kg dengan kadar air awal 91,94%, makan Wm : 9,194 kg, Wd : 0,806 kg, dikeringkan selama 18 jam hingga beratnya turun sebesar 5 kg maka Wm : 4,194, Wd : 0,806. Ditanya : kadar air setelah dikeringkan ? Jawab :m= x 100 % m= = 83,88 % Contoh perhitungan effisiensi Energi masuk pengering (Qin) Massa jenis zat cair (ρ „) Massa jenis gas (ρ) Beda tinngi pada tabung pitot
= 1000 kg/m3 = 1,1567 kg/m3 = 3,24 mm = 0,00324 m
Kecepatan udara (V)
= √ = 1,94 m/s
Luas penampang inlet pengering (A) = ᴫ x r2 = 3,14 x ( 0,05082) = 0,0081 m2 ṁ =VxρxA = 1,94 m/s x 1,1567 kg/m3 x 0,0081 m2 = 0,0182 kg/s Cp = 1,0535312 kJ/ kg°C Suhu rata-rata masuk pengering = 40,08 oC T = T2-T1 = 40,08 oC -28 oC = 12,08 oC Q1 =ṁxC xΔ = 0,0182 kg/s x 1,0535312 kJ/ kg°C x 12,08 oC = 0,23 kJ/s Q2 = daya blower Q2 = 0,2 kJ/s
47
Qinput = Q1 + Q2 = 0,23 + 0,2 = 0,43 kJ/s Energi Yang Digunakan Untuk Pengeringan (Qout) *Energi untuk menguapkan air (Q2) Berat awal = 10 kg Berat akhir = 7,68 kg Waktu pengeringan = 18 Jam V = = 3,5 x 10-5 kg/s Hfg = 2429,48531 kJ/kg H2O Q2 = V x Hfg = 3,5 x 10-5 kg/s x 2429,48531 kJ/kg H2O = 0,09 kJ/s * Energi untuk memanaskan ruangan (Q2) Kecepatan blower (V) = 1,36 m/s ρ = 1,192949 kg/m3 Luas penampang blower (A) = ᴫ x r2 = 3,14 x ( 0,05082) = 0,0081 m2 ṁ =VxρxA = 1,36 m/s x 1,192949 kg/m3 x 0,0081 m2 = 0,013 kg/s Cp = 1 kJ/ kg°C T = T2-T1 = 30,29°C – 29,58°C = 0,72 °C Q3 =ṁxC xΔ = 0,013 kg/s x 1 kJ/ kg°C x 0,72 °C = 0,0094 kJ/s QTotal = Q1 + Q2 = 0,09 kJ/s + 0,0094 kJ/s = 0,1 kJ/s Effisiensi = = = 23,25 %
48
RIWAYAT HIDUP
Mohammad Samsul Bakhri, lahir di Kota Tegal pada 20 Oktober 1994, merupakan anak ketiga dari empat bersaudara dari ayah Rahuno dan ibu Jumrotul Khofidoh. Penulis bersekolah di SDN Tegal Sari 13 hingga tahun 2006. Penulis melanjutkan pendidikan sekolah menengah pertama di SMPN 3 Tegal hingga tahun 2009. Penulis melanjutkan pendidikan ke SMAN 2 Tegal. Dan pada tahun 2012 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur SNMPTN undangan pada mayor Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di beberapa kegiatan kepanitiaan seperti Ikatan Mahasiswa Tegal (IMT), Reds Cup, Fateta Art Contest, Sapa Himateta, dan Olimpiade Mahasiswa IPB. Penulis juga berkesempatan mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa IPB dengan predikat didanai untuk PKM Karsa Ci ta dengan judul ” ungku briket dengan catalitic converter”. Pada tahun 2015 penulis melaksanakan praktik lapangan selama 40 hari di PT Perkebunan Nusantara IX PG. Jatibarang, Brebes dengan judul “Mem elajari Aspek Keteknikan Pada Proses Pengolahan Gula dan Pemanfaatan Limbah Di Pabrik Gula Jatibarang Brebes”.
