“ANALISIS KENERJA OVEN PENGERING JAMUR TIRAM PUTIH BERBAHAN BAKAR LPG DENGAN VERIASI KEMIRINGAN SUDUT ALIRAN DALAM OVEN ”
Disusun Oleh : REZA HIDAYATULLAH 2108 030 022
Pembimbing : Dedy Zulhidayat Noor, ST, MT, Ph.D.
LATAR BELAKANG
Jamur yang melimpah
Untuk memenuhi kebutuhan pangan
Pengeringan secara konvensional
Pengolahan jamur tiram putih
Apabila terjadi hujan, pengeringan secara konvensional tidak dapat dilakukan
Diperlukan desain pengeringan yang baru
Oven berbahan bakar LPG untuk mengeringkan jamur tiram putih
RUMUSAN MASALAH •Bagaimana proses perpindahan panas yang terjadi yang terjadi secara konduksi dan konveksi yang terjadi selama proses pengeringan jamur ? •Berapa besar kerugian panas yang terjadi selama proses pengeringan? •Berapa besar kecepatan udara yang terjadi di cerobong? •Bagaimana proses perpindahan massa untuk setiap pengaturan kemiringan sudut aliran? •Berapa besar kerugian panas yang keluar melalui cerobong untuk setiap pengaturan kemiringan aliran? •Berapa besar udara panas yang masuk ke pengering untuk setiap pengaturan kemiringan aliran? •Berapa besar pemakaian massa bahan bakar LPG pengering untuk setiap pengaturan kemiringan aliran? •Berapa besar massa yang hilang pada jamur tiram selama proses pengeringan berlangsung?
BATASAN MASALAH 1.
2. 3.
4. 5.
Dalam perhitungan diasumsikan : • Kondisi steady state. • Permukaan plat penyerap rata. • Efek radiasi diabaikan. •Temperatur dan kelembaban udara diluar pengering dianggap konstan. Penulis tidak membahas karakteristik aliran udara pengering yang melalui jamur tiram. Penulis hanya membahas proses perpindahan panas dan perpindahan massa secara umum. Penulis tidak membahas rancangan konstruksi alat dan kontrol. Bahan yang diteliti sebagai bahan eksperimen pada perancangan ini adalah jamur tiram.
TUJUAN • Menghasilkan rancang bangun oven dengan penambahan Glasswool untuk memperkecil kerugian panas agar tercipta sebuah oven yang mudah dioperasikan, dapat dikerjakan dengan teknologi sederhana dan perawatan mudah. • Menganalisa kinerja oven dengan memvariasikan kemiringan aliran dalam oven. • Membantu petani jamur agar tidak tergantung pada energi panas matahari dan mendapatkan hasil yang berkualitas lebih baik.
Mulai
DIAGRAM ALIR TUGAS AKHIR
Studi Literatur
Perencanaan Alat Perakitan Alat
Pengujian
Hasil Pengujian [T(°C), V(m/s), berat bahan(gr), Δh(mm), berat bahan bakar(kg) Ya
Analisa Perhitungan dan Pembahasan Kesimpulan Selesai
Tidak
MANFAAT PENELITIAN Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi sumbangan pemikiran bagi ilmu pengetahuan serta dapat memberikan informasi kepada masyarakat khususnya petani jamur tiram putih tentang kelayakan penggunaan oven berbahan bakar LPG untuk mengeringkan jamur tiram dibandingkan menggunakan metode pengeringan secara konvensional yang hanya memanfaatkan panas dari matahari.
Data Percobaan Alat Pengering jamur
Data Perhitungan Koefisien Konveksi 0o
KEMIRINGAN DINDING DALAM DINDING DEPAN DINDING BELAKANG DINDING KANAN
(1)
0o
(2)
7.6o (1)
7.6o (2)
13o (1)
13o (2) 3.146
hb
W/m2.K
3.195
3.192
3.2172
3.201
3.25
hsd1
W/m2.K
2.277
2.503
2.277
4.381
2.503 2.277
hsd2
W/m2.K
2.869
2.096
2.896
2.491
3.321 1.190
hsb1
W/m2.K
1.213
1.387
1.213
1.387
1.525 1.387
hsb2
W/m2.K
1.562
1.101
1.9148
1.871
1.960 1.047
hska1
W/m2.K
1.097
1.097
1.579
1.735
1.381 1.735
hka2
W/m2.K
2.166
2.056
2.008
2.130
2.437 1.415
hski1
W/m2.K
1.381
1.381
1.579
1.579
1.579 1.381
hski2
W/m2.K
2.081
1.962
2.256
1.948
2.372 1.192
htop1
W/m2.K
0.989
0.73
1.063
1.063
1.063 1.063
htop2
W/m2.K
1.876
1.442
1.467
1.433
1.450 0.800
DINDING KIRI
DINDING ATAS
Tabel Hasil Perhitungan Qloss 0o (1)
0o (2)
7.6o (1)
7.6o (2)
13o (1)
13o (2)
KEMIRINGAN W/m
W/m
W/m
W/m
W/m
W/m
DINDING DEPAN
8.331300065
6.987584005
8.463813713
9.19267968
8.35868096
7.459141344
DINDING BELAKANG
8.310844356
6.848955381
8.833672871
8.705849171
8.946721738
8.204168834
DINDING KANAN
7.78407734
6.924356037
9.242849564
9.10858941
8.507772998
8.706439131
DINDING KIRI
8.662763753
7.63709142
9.541100596
8.529299302
8.926047748
7.785278933
DINDING ATAS
5.035383163
4.561649349
6.181301215
5.723016302
5.545569578
5.073279424
TOTAL
38.12436868
32.95963619
42.26273796
41.25943386
40.28479302
37.22830767
Grafik hasil perhitungan Qloss untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 45 40 35
Qloss (Watt)
30 25 20 15 10 5 0
Sudut Kemiringan Aliran
Tabel Hasil Perhitungan Kecepatan Udara (V) KEMIRINGAN
v m/s
0o (1)
2.306324447
0o (2)
3.261635312
7.6o (1)
3.261635312
7.6o (2)
3.261635312
13o (1)
3.994671121
13o (2)
3.261635312
Grafik hasil perhitungan kecepatan aliran untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 4,5 4
Kecepatan Aliran (m/s)
3,5 3
2,5 2 1,5 1 0,5 0
Sudut Kemiringan Aliran
Tabel Hasil perhitungan panas untuk menguapkan(Qevap)
KEMIRINGAN
Qevap Kg / s
Watt
0o (1)
4.10455 x 10-6
7.559757
0o (2)
4.10279 x 10-6
7.556519
7.6o (1)
4.11802 x 10-6
7.584575
7.6o (2)
4.10806 x 10-6
7.566233
13o (1)
4.14085 x 10-6
7.626624
13o (2)
4.13032 x 10-6
7.607222
Tabel Hasil perhitungan panas untuk menguapkan(Qevap)
KEMIRINGAN
Qevap Kg / s
Watt
0o (1)
4.10455 x 10-6
7.559757
0o (2)
4.10279 x 10-6
7.556519
7.6o (1)
4.11802 x 10-6
7.584575
7.6o (2)
4.10806 x 10-6
7.566233
13o (1)
4.14085 x 10-6
7.626624
13o (2)
4.13032 x 10-6
7.607222
Grafik hasil perhitungan Qevap untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 7,64
7,62
Qevap (Watt)
7,6
7,58
7,56
7,54
7,52
Sudut Kemiringan Aliran
Tabel Hasil Panas yang Keluar Cerobong (Qout)
KEMIRINGAN 0o (1) 0o (2) 7.6o (1) 7.6o (2) 13o (1) 13o (2)
Qout Watt 5.847845201 5.854582874 5.835314393 5.91862681 5.943888009 5.986990092
Grafik hasil perhitungan Qout untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 6
5,95
Qout (Watt)
5,9
5,85
5,8
5,75
Sudut Kemiringan Aliran
Tabel Hasil Panas yang Keluar melalui udara masuk Pengering (Qinfiltrasi)
KEMIRINGAN
Qinfiltrasi Watt
0o (1)
3.655165226
0o (2)
3.609275283
7.6o (1)
4.010295175
7.6o (2)
3.747248542
13o (1)
4.625085137
13o (2)
4.339439227
Grafik hasil perhitungan Qinfiltrasi untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 5
4,5
4
Qinfiltrasi (Watt)
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Sudut Kemiringan Aliran
Tabel Hasil Perencanaan Pemakaian Bahan Bakar Perencanaan Pemakaian Bahan Bakar Tipe aliran (kg) 0o (1)
0.081511387
0o (2)
0.081546436
7.6o (1)
0.081241759
7.6o (2)
0.081441207
13o (1)
0.080780727
13o (2)
0.080994122
Grafik hasil perhitungan Massa Bahan Bakar untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 0,0818
Massa Bahan Bakar (Kg)
0,0816 0,0814 0,0812 0,081 0,0808 0,0806
0,0804 0,0802
Sudut Kemiringan Aliran
Tabel Hasil Persentase Kehilangan Massa
Posisi Kemiringan Aliran
Prosentase Kehilangan Massa (%)
0o (1) 0o (2) 7.6o (1) 7.6o (2) 13o (1) 13o (2)
75.36585 72.54902 76.38554 76.45631 76.66667 76.25899
Grafik hasil perhitungan Massa Bahan Bakar untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 77
Persentase Kehilangan Massa (%)
76
75
74
73
72
71
70
0 degree (1)
0 degree (2)
7.6 degree(1)
7.6 degree(2)
Sudut Kemiringan aliran
13 degree(1)
13 degree(2)
Tabel Hasil Panas yang Masuk (Qin)
0o (1)
Qin Watt 422.1112484
0o (2)
422.292751
7.6o (1)
420.7149599
7.6o (2)
421.747816
13o (1)
418.3274813
13o (2)
419.4325607
KEMIRINGAN
Grafik hasil perhitungan Qin untuk setiap pengaturan kemiringan aliran
423
422
Qin (Watt)
421
420
419
418
417
416
Sudut Kemiringan Aliran
Tabel Hasil Panas yang Tersimpan (Qst)
KEMIRINGAN 0o (1) 0o (2) 7.6o (1) 7.6o (2) 13o (1) 13o (2)
Qst Watt 366.924112 372.3127375 361.0220369 363.2562737 359.8470908 364.2706012
Grafik hasil perhitungan QST untuk setiap pengaturan kemiringan aliran 374 372 370 368
Qst (Watt)
366 364
362 360
358 356 354 352
Sudut Kemiringan Aliran
Neraca Kesetimbangan Energi Qout
Qst= Qin – Qout
Qloss Qloss
Qevap
Qst= Qin –(Qloss + Qevap + Qout + Qinfiltrasi)
Qst
Qloss
Qinfiltrasi Qin
Kesimpulan 1. Hasil perhitungan kinerja oven didapat : • Kerugian panas (Qloss) yang terbesar yaitu 42.26W, terjadi pada saat kemiringan aliran 7,6o (1). • Kecepatan udara tertinggi saat melewati cerobong yaitu sebesar 3.995 m/s, terjadi pada saat kemiringan aliran 13o (1). • Laju perpindahan massa dari bahan basah menjadi bahan kering (m) dan kalor penguapan (Qevap) tebesar adalah 4.14085 x 10-6 kg/s dan 7.63 W terjadi pada saat kemiringan aliran 13o (01). • Panas yang masuk ke dalam pengering (Qin) yang terbesar yaitu sebesar 422.292751 W, terjadi pada saat kemiringan aliran 0o (02). • Panas yang tersimpan dalam pengering (Qst) yang terbesar yaitu 372.313W, terjadi pada kemiringan aliran 0o (02) • Panas yang keluar melalui cerobong (Qout) terbesar yaitu 5.987 W, terjadi pada kemiringan aliran 13o (2). • Panas yang keluar melalui udara masuk dalam pengering (Qinfiltrasi) yang terbesar yaitu 4.625085137 W, terjadi pada kemiringan aliran 13o (1). • Oven paling efisien terjadi pada kemiringan aliran 13o (01) karena hanya membutuhkan bahan bakar LPG sebesar 0,0838Kg dalam mengeringkan jamur selama 150 menit untuk menurunkan kadar air jamur sebesar 76,67% mendekati atau sesuai dengan target yaitu sisa kadar air jamur kering 10%. 2. Oven ini dapat bermanfaat bagi para petani jamur untuk menghemat biaya dan waktu pengeringan. 3. Desain oven yang sederhana mempermudah dalam proses perawatan.
