MESIN PENGERING SEPATU DENGAN UDARA BUANG YANG DIMANFAATKAN UNTUK PENGERING SEPATU SKRIPSI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

MESIN PENGERING SEPATU DENGAN UDARA BUANG YANG DIMANFAATKAN UNTUK PENGERING SEPATU SKRIPSI Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin S-1

Disusun Oleh : WILLIAM INDRA KUSUSMA NIM : 125214061

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i


SHOES DRYER MACHINE WITH AIR EXHAUST THAT USE TO SHOES DRYER

FINAL PROJECT As Partical Fulfillment of the Requirement To Getting The Sarjana Teknik degree In Mechanical Engineering

By

WILLIAM INDRA KUSUSMA Student Number: 125214061

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 ii


iii


iv


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah digunakan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 8 Agustus 2016

William Indra Kusuma

v


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama

: William Indra Kusuma

Nomor Mahasiswa

: 125214061

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul : Mesin Pengering Sepatu Dengan Udara Buang yang Dimanfaatkan Untuk Pengering Sepatu Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 8 Agustus 2016 Yang menyatakan,


vi


INTISARI Sekarang ini mesin pengering sepatu yang ramah lingkungan, aman, praktis, dan dapat dipergunakan kapan saja dianggap sangat penting bagi masyarakat, terutama bagi penghuni panti asuhan yang menggunakan mesin pengering sepatu. Tujuan dari penelitian ini adalah: (a) merancang dan merakit mesin pengering sepatu. (b) mengetahui waktu pengeringan sepatu dengan berbagai variasi jumlah sepatu yang dikeringkan. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Mesin pengering sepatu yang dibuat adalah mesin pengering yang menggunakan siklus kompresi uap sistem terbuka yang memanfaatkan udara buang untuk mengeringkan sepatu. Mesin pengering ini menggunakan beberapa komponen utama, yaitu satu kompresor, dua kondensor dan dua evaporator. Bahan sepatu yang digunakan untuk penelitian yaitu sepatu kain dengan ukuran panjang 29 cm, lebar 11 cm, dan tebal 0,8 cm. Variasi penelitian yang digunakan adalah jumlah sepatu sebanyak 8 pasang, 10 pasang, dan 12 pasang sepatu yang memanfaatkan udara buang dari mesin pengering, serta 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang dari mesin pengering. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan setiap variasi jumlah sepatu berbeda-beda. Untuk 8 pasang sepatu dengan berat awal 5,85 kg sampai dengan berat akhir 4,84 kg selama selama 120 menit, variasi 10 pasang sepatu dengan berat awal 6,88 kg sampai dengan berat akhir 5,86 kg selama selama 120 menit, dan untuk variasi 12 pasang sepatu dengan berat awal 8,37 kg sampai dengan berat akhir 7,4 kg selama selama 120 menit. Sedangkan untuk variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang dari mesin pengering membutuhkan waktu yang lebih lama sekitar 140 menit dengan berat awal sepatu 7,5 kg sampai dengan berat akhir 6,3 kg. Kata kunci: Mesin pengering sepatu, siklus kompresi uap, sistem terbuka.

vii


ABSTRACT Recently, the need of the practical and eco-label shoe dryer has been becoming an important product in society. This product is commonly used by the one who lives in the orphanage. The aim of this research are : (a) to design and assemble the shoes dryer machine; (b) the time of shoes to be dried for each varieties. This research was conducted in the Mechanical Engineering Laboratory of Sanata Dharma University. The shoe dryer machine was designed by employing a vaporcompression open system which utilizes the air-flue to dry the shoes. This machine consist of several major components such as a compressor, two condensers, and two evaporators. To optimize the technology of this shoe dryer machine, the shoes materials concerned are canvas shoes with the length of the shoes is approximately 29 cm, the width is 11 cm, and the height is 10.8 cm. Meanwhile, the varieties of shoes in this research are 8 pairs, 10 pairs, and 12 pairs of shoes that deploy the air-flue of the dryer. Nevertheless, there are 10 pairs of shoes that had been observed without utilizing of the air-flue system of the dryer. According to the research conducted, the result of this study showed that there is significant time difference in drying between the varieties of shoes. It is indicated that the 8 pairs of shoes can be measured 5.85 kg by 4.84 kg in 120 minutes. Besides, the 10 pairs of shoes are measured 6.88 kg by 5.86 kg in 120 minutes. Furthermore, the 12 pairs of shoes are measured 8.37 kg by 7.4 kg in 120 minutes. Despite of the others varieties of shoes dried by utilizing the air-flue of dryer, the research also discovered that there are 10 pairs of shoes which had been dried without applying the air-flue needed the longer period of time than the shoes observed. It measured 7.5 kg by 6.3 kg in 140 minutes. Key words: shoe dryer machine, vapor-compression open system.

viii


KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha atas limpahan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib bagi setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma untuk memperoleh ijazah maupun gelar S1 Teknik Mesin. Berkat bimbingan, nasihat, dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan juga maksimal. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi. 3. Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku kepala Laboratorium Konversi Energi Sanata Dharma Yogyakarta yang mengijinkan dan memfasilitasi dalam mengambil data. 4. Andreas Sutarto dan Wong Sioelan sebagai kedua orang tua penulis yang selalu memberi semangat baik berupa materi maupun spiritual. 5. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma atas semua ilmu yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan. 6. Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi yang telah membantu penulis selama perkuliahan hingga selesainya penulisan skripsi ini. ix


7. Semua teman-teman Teknik Mesin dan pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan moril maupun material sehingga proses penyelesaian skripsi ini berjalan dengan lancar. Akhir kata, penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidaklah sempurna, Tidak ada gading yang tak retak sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan demi penyempurnaan skripsi ini di kemudian hari . Akhirnya, besar harapan penulis agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Yogyakarta, 8 Agustus 2016


x


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.....................................................................................

i

TITLE PAGE................................................................................................

ii

HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................

iii

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................

iv

HALAMAN PERNYATAAN......................................................................

v

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI................................................

vi

INTISARI......................................................................................................

vii

ABSTRACK.................................................................................................

viii

KATA PENGANTAR..................................................................................

ix

DAFTAR ISI.................................................................................................

xi

DAFTAR TABEL.........................................................................................

xiv

DAFTAR GAMBAR....................................................................................

xv

BAB I PENDAHULUAN.............................................................................

1

1.1

Latar Belakang........................................................................

1

1.2

Perumusan Masalah................................................................

3

1.3

Batasan-Batasan Masalah.......................................................

3

1.4

Tujuan Penelitian....................................................................

3

1.5

Manfaat Penelitian..................................................................

4

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA..............................

5

2.1

Dasar Teori.............................................................................

5

2.1.1

Macam-Macam Mesin Pengering...........................................

6

2.1.2

Dehumidifier ..........................................................................

10

2.1.3

Parameter Dehumidifier..........................................................

13

xi


2.1.4

Proses Yang Terjadi Pada Mesin Pengering Sepatu...............

18

2.1.5

Siklus Kompresi Uap..............................................................

19

2.1.6

Psychrometric Chart...............................................................

23

2.2

Tinjauan Pustaka.....................................................................

35

BAB III PEMBUATAN ALAT....................................................................

39

3.1

Alat dan Bahan Penelitian......................................................

39

3.2

Variasi Penelitian....................................................................

40

3.3

Alat dan Bahan Pembuat Mesin Pengering Sepatu................

40

3.3.1

Alat.........................................................................................

40

3.3.2

Bahan......................................................................................

43

3.3.3

Alat Bantu Penelitian..............................................................

49

3.4

Tata Cara Penelitian................................................................

51

3.4.1

Alur Pelaksanaan Penelitian...................................................

51

3.4.2

Pembuatan Mesin Pengering Sepatu......................................

53

3.4.3

Proses Pengisian Refrijeran 134a...........................................

54

3.4.4

Skematik Pengambilan Data...................................................

55

3.4.5

Cara Pengambilan Data..........................................................

57

3.5

Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil...........................

59

3.6

Cara Mendapatkan Kesimpulan..............................................

61

BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

62

4.1

Hasil Penelitian....................................................................... xii

62


4.2

Hasil Perhitungan...................................................................

67

4.3

Pembahasan............................................................................

77

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN........................................................

81

6.1

Kesimpulan.............................................................................

82

6.2

Saran.......................................................................................

83

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................

84

LAMPIRAN ................................................................................................

85

xiii


DAFTAR TABEL Tabel

2.1

Komposisi Gas di udara.................................................. 16

Tabel

3.1

Tabel yang diperlukan dalam pengambilan data............

Tabel

4.1

Data hasil rata-rata penelitian untuk 8 sepatu................. 63

Tabel

4.2

Data hasil rata-rata penelitian untuk 10 sepatu............... 64

Tabel

4.3

Tabel

4.4

Data hasil rata-rata penelitian untuk 10 sepatu dalam 65 satu ruang penggering.................................................... Data hasil rata-rata penelitian untuk 12 sepatu............... 66

Tabel

4.5

Tabel

4.6

Tabel

4.7

Tabel

4.8

Tabel

4.9

Tabel

4.10

Tabel

4.11

Tabel

4.12

Tabel

4.13

Massa air yang menguap dari handuk (M1) dan (M2)................................................................................ Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 8 pasang sepatu............................................................................. Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 10 pasang sepatu............................................................................. Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 12 pasang sepatu............................................................................. Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 10 pasang sepatu tanpa menggunakan udara buang....................... Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 8 pasang............................................................................. Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 10 pasang........................................................................ Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 10 pasang tanpa menggunakan udara buang.............. .... Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 12 pasang........................................................................

xiv

58

67 70

70

71

71

76 76 76 77


DAFTAR GAMBAR Gambar

2.1

Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal.......

7

Gambar

2.2

Mesin pengering helm dengan energi litrik...................

8

Gambar

2.3

Mesin Rotary Dryer........................................................ 9

Gambar

2.4

Refrigerant dehumidifier................................................

Gambar

2.5

Desiccant dehumidifier................................................... 13

Gambar

2.6

Termometer basah dan termometer kering..................... 17

Gambar

2.7

Proses yang terjadi pada mesin pengering...................... 19

Gambar

2.8

Skematik siklus kompresi uap........................................

20

Gambar

2.9

P-h diagram siklus kompresi uap...................................

21

Gambar

2.10

T-s Diagram Siklus Kompresi Uap................................

21

Gambar

2.11

Skematik Psychrometric Chart......................................

24

Gambar

2.12

Psychrometric Chart......................................................

26

Gambar

2.13

Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart..

27

Gambar

2.14

Proses pendinginan (cooling).........................................

28

Gambar

2.15

Proses pemanasan (Heating)..........................................

29

Gambar

2.16

Proses pelembaban (humidifying)................................... 30

Gambar

2.17

Proses penurunan kelembaban (dehumidifying)............. 31

Gambar

2.18

Gambar

2.19

Gambar

2.20

Gambar

2.21

Gambar

3.1

Proses pemanasan dan pelembaban (heating and humidifying).................................................................... Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying)......................................................... Proses pendingingan dan pelembaban (cooling and humidifying).................................................................... Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying)........................................... Skematik mesin pengering sepatu..................................

xv

11

32 33 34 35 39


Gambar

3.2

Sepatu.............................................................................

40

Gambar

3.3

Papan kayu.....................................................................

43

Gambar

3.4

Evaporator......................................................................

44

Gambar

3.5

Kompresor......................................................................

45

Gambar

3.6

Kondensor....................................................................... 45

Gambar

3.7

Pipa kapiler..................................................................... 46

Gambar

3.8

Filter...............................................................................

47

Gambar

3.9

Refrijeran 134a...............................................................

47

Gambar

3.10

Motor listrik.................................................................... 48

Gambar

3.11

Kipas............................................................................... 48

Gambar

3.12

Termokopel dan pengukur suhu digital.......................... 49

Gambar

3.13

Timbangan digital........................................................... 50

Gambar

3.14

Termometer basah dan termometer kering..................... 50

Gambar

3.15

Diagram alir untuk penelitian......................................... 52

Gambar

3.16

Kotak mesin pengering sepatu........................................ 53

Gambar

3.17

Komponen utama siklus kompresi uap........................... 54

Gambar

3.18

Katup pengisian refrijeran..............................................

Gambar

3.19

Skematik pengambilan data............................................ 56

Gambar

4.1

Gambar

4.2

Gambar

4.3

Gambar

4.4

Gambar

A.1

Gambar

A.2

Suhu kerja evaporator (Tevap) dan suhu kerja kondensor (Tkond).............................................................................. Psychromatric chart 12 pasang sepatu pada menit ke40.................................................................................... Penurunan massa air pada proses pengeringan sepatu ruang satu........................................................................ Penurunan massa air pada proses pengeringan sepatu dengan memanfaatkan udara buang............................... Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 0....................................................................... Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 20..................................................................... xvi

55

69 73 79 80 85 85


Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 40..................................................................... Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 60..................................................................... Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 80..................................................................... Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 100.................................................................. Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 120.................................................................. Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu rata-rata.

86

89

Gambar

A.16

Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 0....................................................................... Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 20.................................................................... Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 40..................................................................... Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 60..................................................................... Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 80..................................................................... Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 100................................................................... Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 120................................................................... Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu rata-rata.

Gambar

A.17 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 0....................................................................... A.18 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 20..................................................................... A.19 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 40..................................................................... A.20 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 60..................................................................... A.21 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 80..................................................................... A.22 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 100................................................................... A.23 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 120................................................................... A.24 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu rata-rata...

93

Gambar

A.3

Gambar

A.4

Gambar

A.5

Gambar

A.6

Gambar

A.7

Gambar

A.8

Gambar

A.9

Gambar

A.10

Gambar

A.11

Gambar

A.12

Gambar

A.13

Gambar

A.14

Gambar

A.15

Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

86 87 87 88 88

89 90 90 91 91 92 92

93 94 94 95 95 96 96

A.25 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 97 memanfaatkan udara buang pada menit ke 0................. xvii


97

Gambar

A.26 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 20............... A.27 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 40............... A.28 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 60............... A.29 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 80............... A.30 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 100............. A.31 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 120............. A.32 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 140............. A.33 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang rata-rata............................. A.34 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 0..

Gambar

A.35 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 20

102

Gambar


102

Gambar


103

Gambar


103

Gambar

Gambar

A.39 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 104 100................................................................................. A.40 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 104 120................................................................................. A.41 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada rata-rata...... 105

Gambar

A.42 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 0..

105

Gambar


106

Gambar


106

Gambar


107

Gambar


107

Gambar

A.47 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 108 100.................................................................................. A.48 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke 108 120.................................................................................. A.49 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu rata-rata.............. 109


Gambar

Gambar Gambar

xviii

98 98 99 99 100 100 101 101


Gambar

A.50 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke 0....

109

Gambar


110

Gambar


110

Gambar


111

Gambar


111

Gambar


112

Gambar


112

Gambar

A.57 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu rata-rata................

113

Gambar

A.58 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 0................. A.59 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 20............... A.60 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 40............... A.61 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 60............... A.62 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 80............... A.63 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 100............. A.64 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 120............. A.65 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 140............. A.66 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang rata-rata..............................

113


xix

114 114 115 115 116 116 117 117

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 1

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara yang hanya memiliki dua jenis musim, yaitu musim hujan dan musim kemarau. Pada musim hujan yang biasanya terjadi pada bulan-bulan tertentu seperti pada bulan Oktober sampai dengan bulan April. Musim hujan di Indonensia disebabkan oleh adanya hembusan Angin Muson Barat yang bertiup dari Benua Asia yang bertekanan maksimum ke Benua Australia yang bertekanan minimum. Angin Muson Barat ini banyak membawa uap air, sehingga di sebagian besar wilayah Indonesia mengalami musim hujan. Musim hujan yang berlangsung di Indonesia cukup lama, sekitar 6 bulan. Dengan lamanya musim hujan yang berlangsung sinar matahari lebih sulit didapat. Selain itu menjemur sepatu selama ini dilakukan secara konvensional, dijemur diluar ruangan memerlukan sinar matahari, hembusan angin dan lahan untuk mengeringkan sepatu. Hal ini dapat mejadi masalah bagi para penghuni panti asuhan. Karena sebagian besar dari penghuni panti asuhan rata-rata masih pada taraf usia pelajar yang wajib mengenakan sepatu setiap hari untuk berangkat sekolah. Melihat permasalahan tersebut maka diperlukanlah sebuah solusi yang tepat untuk menyelesaikan permasalah tersebut. Oleh sebab itu maka diperlukan sebuah alat yang dapat mengeringkan sepatu walaupun tidak ada energi panas matahari. Sehingga sewaktu-waktu dapat menggunakan alat pengering sepatu untuk mengeringkan sepatu kapanpun dibutuhkan. Dengan waktu yang relative


lebih cepat dari pada ketika menggunakan energi panas matahari. Alat ini bekerja dengan cara mengeringkan uap air yang terdapat diseluruh bagian sepatu. Sehingga dengan metode seperti ini maka sepatu akan lebih cepat kering, dan siap digunakan kapan saja. Mesin pengering sepatu ini menggunakan energi listrik sebagai sumber tenaga untuk mengeringkan sepatu. Kelebihan dari mesin pengering sepatu dengan listrik adalah mudahnya dalam pengoperasian, tidak tergantung cuaca dan dapat dipergunakan pagi, siang, dan malam hari. Dewasa ini mesin pengering sepatu yang mampu mengeringkan sepatu dalam jumlah banyak namun aman, ramah lingkungan, mudah digunakan dan mampu bekerja tanpa melibatkan sumber energi matahari, belum banyak di pasaran. Pada saat ini sudah dikenal beberapa jenis mesin pengering yang beredar di pasaran, seperti; mesin pengering pakaian, mesin pengering helm, mesin pengering tas, dan mesin pengering padi. Melihat permasalahan tersebut maka penulis tertantang untuk merancang mesin pengering sepatu yang ramah lingkungan, aman, praktis dan dapat digunakan kapan saja tanpa melibatkan energi surya


1.2 Perumusan Masalah Di pasaran produk mesin pengering sepatu untuk kapasitas yang besar sangat jarang ditemukan. Sehingga diperlukan inovasi produk pengering sepatu yang mampu mengeringkan sepatu dalam jumlah banyak, aman, ramah lingkungan dan mudah di gunakan, sarta mampu bekerja tanpa melibatkan sumber energi matahari sehingga mampu bekerja pada saat musim hujan, dan malam hari. 1.3 Batasan-Batasan Masalah Beberapa batasan masalah di dalam pembuatan mesin pengering sepatu adalah: a.

Mesin bekerja dengan mempergunakan siklus kompresi uap dengan komponen utama kondensor, evaporator, kompresor dan pipa kapiler.

b.

Daya kompresor yang digunakan sebesar 1 HP, untuk komponen utama yang lain ukurannya menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor, dan mempergunakan komponen standar yang tersedia di pasaran.

c.

Menggunakan jenis Refrijeran R134a.

d.

Mesin pengering bekerja dengan sistem terbuka.

e.

Sumber energi dari mesin pengering sepatu adalah energi listrik.

1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: a.

Merancang dan membuat mesin pengering sepatu yang praktis, aman, dan ramah lingkungan.

b.

Mengetahui waktu pengeringan sepatu yang dibuat dengan berbagai variasi jumlah sepatu yang dikeringkan.


1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang didapat dari hasil penelitian ini adalah: a.

Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi peneliti lain yang memiliki minat yang sama untuk meneliti tentang mesin pengering sepatu.

b.

Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin pengering sepatu untuk dapat ditempatkan di perpustakaan.

c.

Mesin pengering sepatu yang dihasilkan dapat dipergunakan di panti asuhan, usaha laundri dan perhotelan.


BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Prinsip kerja mesin pengering adalah dengan cara melewatkan udara kering dan panas ke dalam ruang pengering. Udara sekitar dihisap kipas melewati evaporator, kandungan uap air dalam udara luar diteteskan, sehingga udara yang telah melewati evaporator menjadi kering. Kemudian udara dilewatkan kompresor yang bersuhu tinggi, sehingga menghasilkan udara kering yang bersuhu tinggi. Setelah melewati kompresor udara dihembuskan oleh kipas melewati kondensor yang bersuhu lebih tinggi dari suhu udara sehingga suhu udara panas akan naik menjadi lebih panas lagi. kemudian udara panas yang telah melewati kondensor dihembuskan oleh kipas masuk ke ruang pengering. Udara kering bersuhu tinggi ini digunakan untuk mengeringkan sepatu basah yang berada didalam ruang pengering yang memiliki kelembaban tinggi menjadi kering akibat udara kering bersuhu tinggi yang melewatinya. Saat udara melewati sepatu basah tersebut, air pada sepatu berpindah ke udara kering yang bersuhu tinggi tersebut. Kemudian udara panas hasil dari ruang pengering dihembuskan kembali masuk ke dalam lemari pengering kedua. Hal ini dikarenakan suhu udara yang keluar dari ruang pengering satu masih cukup tinggi dan masih memiliki udara yang cukup kering sehingga dapat dimanfaatkan kembali untuk mengeringkan sepatu basah yang berada di dalam ruang pengering dua. Setelah mengeringkan di pengering dua udara tersebut dihembuskan keluar ruang pengering.


2.1.1 Macam-Macam Mesin Pengering Pada saat ini ada beberapa macam mesin pengering, diantaranya (a) Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal, (b) Mesin pengering helm dengan menggunakan energi listrik, (c) Mesin pengering hasil perkebunan dengan Rotary Dryer, (d) Mesin pengering sepatu dengan metode dehumidifikasi. a. Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal dan heater pemanas Prinsip kerja metode pengering pakaian adalah memanfaatkan gaya setrifugal untuk memisahkan air dari pakaian dan menggunakan pemanas, seperti heater atau gas LPG sebagai pemanas ruangannya. Pakaian akan diputar di dalam drum dengan kecepatan penuh dari motor listrik dan bersamaan dengan itu heater menciptakan udara panas yang disirkulasikan ke drum. Udara yang bersuhu tinggi dalam drum meyebabkan air yang ada didalam pakaian menguap. Putaran yang tinggi tersebut menimbulkan gaya sentrifugal yang mengakibatkan uap air terhempas keluar dari drum utama dan tertampung di drum terluar, kemudian air yg terkumpul langsung keluar melalui pipa output. Metode pengeringan ini dapat membantu proses pengeringan bila cuaca mendung ataupun hujan.


Gambar 2.1 Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal. http://1.bp.blogspot.com/-BPcSBIx1f-A/UVGnxYShLqI/AAAAAAAAAFI/3_itAosEBM/s1600/dryer.jpg b. Mesin pengering helm dengan menggunakan energi litrik

Mesin pengering helm merupakan alat pemanas yang menggunakan tiga buah komponen utama antara lain motor litrik, kipas dan elemen pemanas. Elemen pemanasnya berupa lilitan tembaga yang disusun sedemikian rupa membentuk spiral, Motor listrik penggerak kipas berupa motor DC dan kipas terbuat dari bahan aluminium. Prinsip kerja dari mesin pengering helm yaitu elemen pemanas dialiri oleh energi listrik sehingga menghasilkan panas untuk menaikkan suhu udara ruangan kemudian udara panas dihembuskan dengan bantuan dari kipas yang digerakan oleh motor listrik masuk ke dalam ruang pengering sehingga bagian dalam helm menjadi kering karena pada saat bagian dalam helm yang sebagian besar


bahannya terbuah dari bahan kain dilewati oleh udara panas, air yang terdapat pada helm menguap dan berpindah ke udara panas tersebut.

Gambar 2.2 Mesin pengering helm dengan menggunakan energi litrik.

c. Mesin pengering hasil perkebunan dengan Rotary Dryer

Mesin pengering Rotary Dryer merupakan salah satu jenis mesin pengering yang sering digunakan dalam bidang pengolahan makanan dan pertanian. Dalam bidang pengolahan makanan sering digunakan untuk proses pengeringan tepung roti, tepung mokaf. Untuk bidang pertanian, banyak digunakan untuk proses pengeringan gabah, kedelai, jagung, biji kopi, biji kakao. Prinsip kerja metode pengeringan dengan menggunakan Rotary Dryer adalah dengan memutar dan penambahan panas secara tidak langsung. Badan utama mesin yang berbentuk tabung memanjang bergerak berputar dengan bantuan heater untuk proses pengeringan. Udara panas kemudian dihembuskan dari heater dengan menggunakan blower kedalam ruang pengering. Udara panas yang dihembuskan inilah yang berfungsi unruk mengeringkan bahan baku,


sedangakan fungsi dari Rotary adalah untuk mengaduk bahan baku sehingga bahan baku kering secara merata di semua bagian. Bahan baku yang akan dikeringkan masuk ke dalam corong input secara bertahap hingga semua bagain didalam tabung penuh oleh bahan baku, kemudian bahan baku di keluarkan melalui corong output dalam keadaan kering.

Gambar 2.3 Mesin Rotary Dryer d.

Pengering Sepatu dengan metode dehumidifikasi Pengering sepatu jenis ini menggunakan metode dehumidifikasi.

Pengering sepatu jenis ini sangat jarang ditemui di pasaran. Mesin pengering sepatu bekerja dengan memanfaatkan proses dehumidifikasi dan pemanasan udara yang disirkulasikan ke dalam lemari pengering. Udara diturunkan kelembabannya dan dipanaskan, kemudian disirkulasikan ke lemari pengering. Akibat dari udara kering dan bersuhu tinggi pada ruangan menimbulkan air dalam sepatu menguap. Selanjutnya udara kering yang bercampur dengan udara lembab hasil dari penggeringan di lemari pertama dipergunakan kembali untuk mengeringkan lemari kedua sebelum di lepas ke udara luar.


2.1.2 Dehumidifier Dehumidifier merupakan suatu alat pengering udara yang berfungsi mengurangi banyaknya kandungan air pada udara melalui proses dehumidifikasi. Proses dehumidifikasi merupakan proses penurunan kadar air dalam udara menjadi udara kering. Dengan mengkondisikan udara di dalam ruangan, dapat diperoleh kelembaban sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai. Dehumidifikasi udara dapat dicapai dengan 2 metode. Pertama, dengan cara mendinginkan udara dibawah titik embun dan menurunkan kandungan air dengan cara kondensasi atau yang disebut refrigerant dehumidifier. Kedua, menggunakan metode bahan pengering sebagai penyerap kelembaban atau yang disebut desiccant dehumidifier. a.

Refrigerant dehumidifier

Refrigerant dehumidifier merupakan dehumidifier yang paling umum ditemui di pasaran. Dehumidifier ini paling banyak dipilih karena biaya produksinya yang murah, mudah dalam pengoperasiannya dan efektif jika di aplikasikan dalam domestik maupun komersial. Dehumidifier ini akan berkerja sangat baik jika ditempatkan pada ruangan bersuhu hangat dan berkelembaban tinggi.


Prinsip kerjanya yaitu menggunakan sistem kompresi uap. Evaporator akan menyerap uap air di dalam udara, kemudian udara dilewatkan kondensor agar menjadi kering dengan suhu udara yang tinggi. Evaporator memiliki tugas menurunkan suhu udara sampai ke titik suhu kondensasi terjadi. Kondensasi terbentuk pada evaporator, kemudian menetes ke bawah dan tertampung pada wadah. Sedangkan kondensor memiliki peran untuk menaikkan suhu udara agar udara menjadi semakin kering.

Gambar 2.4 Siklus Refrigerant dehumidifier. http://www.humiscope.com.au/blog/2016/2/29/desiccant-vs-mechanicalrefrigerant dehumidification


b.

Desiccant dehumidifier Desiccant dehumidifier mempunyai cara penurun kelembaban yang

berbeda dari jenis refrigerant dehumidifier. Dehumidifier ini menggunakan bahan penyerap kelembaban berupa liquid atau solid, seperti silica gel atau batu zeloit. Dehumidifier ini akan berkerja dengan sangat baik bila digunakan di daerah beriklim dingin atau ketika diperlukan dew point yang rendah. Karena tidak ada air yang diproduksi selama proses tersebut, maka unit-unit ini dapat bekerja secara efektif pada suhu sub nol. Prinsip kerjanya melewatkan udara lembab ke bagian proses pada disc. Disc dibuat seperti sarang lebah dan berisi bahan pengering (silica gel atau zeloid). Disc umumnya dibagi menjadi dua saluran udara yang dipisahkan oleh sekat. Pertama bagian proses (75% dari lingkaran) dan kedua bagian reaktivasi (25% dari lingkaran). Disc diputar perlahan-lahan (sekitar 0,5 rpm) menggunakan motor kecil. Selanjutnya uap air pada udara akan diserap oleh disc bahan pengering. Kemudian udara meninggalkan rotor dengan suhu hangat dan kering. Bersamaan dengan berputarnya disc pada bagian reaktivasi disirkulasikan udara panas dari heater. Pemanasan pada bagian reaktivasi bertujuan meregenerasi disc bahan pengering (bagian proses). Kemudian air yang terserap oleh disc bagian reaktivasi terlepas karena proses pemanasan dan heat exchanger bergantian menyerap uap air tersebut. Uap air yang diserap oleh heat exchanger akan terpisah menjadi udara dan air, udara akan disirkulasikan kembali ke heater sedangkan air akan menetes dan tertampung pada tangki.


Gambar 2.5 Siklus Desiccant dehumidifier

2.1.3 Parameter Dehumidifier Untuk memahami proses dehumidifikasi ada beberapa parameter yang harus dimengerti antara lain (a) Suhu udara, (b) Laju aliran udara, (c) Kelembaban. a. Suhu Udara Suhu udara adalah keadaaan panas atau dinginnya udara di suatu tempat. Suhu udara dinyatakan panas jika suhu udara pada tempat dan waktu tertentu melebihi suhu lingkungan disekitarnya dan begitu sebaliknya untuk suhu udara dingin. Suhu udara rata-rata di wilayah tropis, khususnya Indonesia yaitu 28oC. Suhu udara sangat mempengaruhi laju pengeringan. Semakin besar perbedaan antara suhu udara pengering dan suhu sepatu maka kemampuan untuk memindahkan kalor semakin besar, sehingga kemapuan untuk menguapkan air juga meningkat. Agar bahan yang dikeringkan tidak sampai rusak, suhu udara harus diatur atau dikontrol terus menerus.


Terdapat tiga temperatur udara yaitu: temperatur bola kering, temperatur bola basah dan temperatur titik embun. Temperatur bola kering adalah temperatur udara bebas yang terbaca pada termometer bola kering atau termokopel dan termometer digital. Temperatur bola basah adalah temperatur yang terbaca pada termometer dengan sensor yang dibalut dengan kain basah. Temperatur yang terbaca oleh termometer bola basah lebih rendah dari pada yang terbaca oleh temperatur bola kering karena sebagian kalor telah digunakan untuk menguapkan air yang ada di kain basah. Temperatur titik embun adalah temperatur dimana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan. Pada saat udara mengalami saturasi (jenuh) maka besarnya temperatur titik embun sama dengan besarnya temperatur bola basah (Twb) demikian pula temperatur bola kering (Tdb). b. Laju pengeringan dan laju aliran masa udara Laju pengeringan adalah massa air yang diuapkan per satuan waktu. Atau laju pengeringan adalah perbedaan massa air (Δm) dibagi perbedaan waktu (Δt). Laju pengeringan dapat dihitung dengan Persamaan (2.1): M3 

Pada persamaan (2.1): M3 : laju pengeringan, (kg/menit) Δm : perbedaan massa air, (kg) Δt : selang waktu, (menit)

m t

(2.1)


Laju aliran massa udara pada proses pengeringan berfungsi membawa udara panas untuk menguapkan air dalam sepatu serta mengeluarkan uap air hasil penguapan tersebut. Uap air hasil penguapan harus segera dikeluarkan agar tidak membuat jenuh udara pada ruangan, yang dapat menggangu proses pengeringan. Semakin besar debit aliran udara panas yang mengalir maka semakin besar kemampuan menguapkan air dalam sepatu, namun berbanding terbalik dengan suhu udara yang turun. Untuk memperbesar debit aliran udara dapat dengan memperbesar luasan penampang ataupun kecepatan aliran udara, dengan Persamaan (2.2) .

m udara 

M3 w

(2.2)

Pada persamaan (2.2): ṁudara : laju aliran massa udara,(kg/s) M3

: laju pengeringan,(kg/menit)

Δw : massa air yang berhasil diuapkan,(kgair/kgudara)

c. Kelembaban Kelembaban spesifik didefinisikan sebagai jumlah kandungan air dalam udara. Udara dikatakan mempunyai kelembaban spesifik yang tinggi apabila uap air yang dikandungnya tinggi, begitu juga sebaliknya. Udara terdiri dari berbagai macam komponen antara lain udara kering, uap air, polutan, debu dan partikel lainnya. Udara yang kurang mengandung uap air dikatakan udara kering, sedangkan udara yang mengandung banyak uap air dikatakan udara lembab.


Komposisi dari udara terdiri berbagai jenis gas yang relatif konstan. Komposisi campuran gas yang terdapat di udara disajikan pada Tabel 2.1 Tabel 2.1 Komposisi gas di udara No Unsur kimia Lambang 1 Netrogen / zat lemas N2 2 Oksigen / zat pembakar O2 3 Argon Ar 4 Asam arang CO2 5 Neon Ne 6 Helium He 7 kripton Kr 8 Xenon Xe 9 Nitrous oksida N2O 10 hidrogen H2

Volume(%) 78,08 20,95 0,93 0,03 0,0018 0,00015 0,00011 0,00005 0,00005 0,00005

Alat yang dapat dipergunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban di udara biasanya menggunakan termometer bola basah dan termometer bola kering. Termometer pertama digunakan untuk mengukur suhu udara kering dan termometer kedua digunakan untuk mengukur suhu udara basah. Pada termometer bola kering, tabung air raksa pada termometer dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara aktual. Sedangkan pada termometer bola basah tabung air raksa diberi kain yang dibasahi agar suhu yang diukur adalah suhu saturasi atau titik jenuh. Untuk mengetahui kelembaban relatif udara, pertama harus diketahui temperatur udara kering dan temperatur udara basah. Kemudian higrometer manual yang terdapat pada termometer udara basah dan kering diputar sampai garis yang menunjukkan nilai suhu udara kering dan nilai suhu udara basah berhimpitan. Maka garis akan menunjukkan besarnya kelembaban relatif di skala kelembaban relatif. Cara lain untuk mendapatkan nilai kelembaban relatif dengan menggunakan psychrometric chart.


Gambar 2.6 Termometer basah, termometer kering, dan higrometer Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak, kelembaban relatif dan kelembaban spesifik. Kelembaban mutlak adalah massa uap air yang terkandung dalam 1 m3 udara kering. Kelembaban relatif merupakan perbandingan massa air yang berada pada udara dibandingkan dengan massa air maksimal yang dapat dikandung udara pada suhu itu. Kelembaban relatif menentukan kemampuan udara pengering untuk menampung kadar air sepatu yang telah diuapkan. Semakin rendah kelembaban relatif maka semakin banyak uap air yang dapat diserap. Kelembaban spesifik atau ratio (w) adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering atau perbandingan antara massa uap air dengan massa udara kering. Kelembaban spesifik umumnya dinyatakan dalam satu gram uap air per kilogram udara kering (gr/kg) atau (kg/kg). Dalam sistem dehumidifier semakin besar perbandingan kelembaban spesifik udara setelah keluar dari ruang pengering (wH) dengan kelembaban spesifik udara masuk ruang pengering (wF), semakin banyak massa air yang


berhasil diuapkan. Massa air yang diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan Persamaan (2.3) : Δw = (wH – wF) kg/kg

(2.3)

Pada persamaan (2.3): Δw : Massa air yang berhasil diuapkan, (kg/kg) wH : Kelembaban spesifik udara keluar dari ruang pengering, (kg/kg) wF : Kelembaban spesifik udara masuk ruang pengering, (kg/kg) 2.1.4 Proses Yang Terjadi Pada Mesin Pengering Sepatu Pada Gambar 2.7 adalah proses yang terjadi pada mesin pengering sepatu. Udara luar yang mengandung uap air dilewatkan evaporator yang bertemperatur rendah sehingga uap air yang ada di udara mengalami kondensasi, setelah melewati evaporator temperatur udara dan kandungan uap air mengalami penurunan (cooling and dehumity) menghasilkan udara kering yang bersuhu rendah. Udara bertemperatur rendah tersebut kemudian dilewatkan kompresor yang bertemperatur tinggi sehingga terjadi perpindahan panas dari kompresor ke udara. Udara mengalami kenaikan temperatur udara kering. Temperatur udara dinaikkan lagi dengan cara melewatkan ke kondensor. Proses udara melewati kompresor, kondensor disebut proses pemanasan (heating) menghasilkan udara kering dengan suhu udara yang tinggi. Pada proses heating,proses berjalan pada nilai kelembaban spesifik yang konstan. Pada proses ini kelembaban relatif udara mengalami penurunan, sedangkan suhu udara basahnya mengalami kenaikan.


(Cooling and dehumidifying)

(heating)

(Cooling and humidifying)

Gambar 2.7 Proses yang terjadi pada mesin pengering Udara kering bertemperatur tinggi masuk dalam ruang pengering untuk mengeringkan sepatu yang basah. Saat udara kering bertemperatur tinggi melewati sepatu basah, terjadilah proses perpindahan kalor. Air yang terdapat di sepatu menguap karena temperatur yang tinggi dari udara dan berubah menjadi uap air. Uap air terbawa udara keluar ruang pengering. Sehingga udara yang keluar dari ruang pengering temperaturnya turun dan kandungan airnya meningkat. Proses ini disebut proses pendinginan dan pelembaban (cooling and dehumidifying). 2.1.5 Siklus Kompresi Uap Mesin refrigerasi siklus kompresi uap merupakan jenis mesin refrigerasi yang dipergunakan pada mesin dehumidifikasi. Terdapat berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistem kompresi uap. Refrigeran yang umum digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga chlorinated fluorocarbons (CFCs, disebut juga Freon): R-11, R-12, R-21, R-22, R-502, dan R-134a. Namun pada saat ini umumnya menggunakan refrigeran R-134a sebagai fluidanya karena


ramah lingkungan. Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah evaporator, kompresor, kondensor dan pipa kapiler.

Gambar 2.8 Skematik siklus kompresi uap Dalam siklus kompresi uap ini, uap refrigeran bertekanan rendah akan dikompresi oleh kompresor sehingga menjadi uap refrigeran bertekanan tinggi, dan kemudian uap refrigeran bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigeran bertekanan tinggi di dalam kondensor. Kemudian cairan refrigeran bertekanan tinggi tersebut tekanannya diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigeran bertekanan rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran tekanan rendah. Gambar 2.8 menyajikan skematik dari siklus kompresi uap, sedangkan Gambar 2.9 menyajikan siklus kompresi uap pada diagram P-h, dan Gambar 2.10 menyajikan dalam diagram T-s.


Gambar 2.9 P-h diagram siklus kompresi uap

Gambar 2.10 T-s Diagram Siklus Kompresi Uap


Terdapat beberapa proses yang dialami oleh refrigeran dalam siklus kompresi uap standar ini yaitu: a. Proses 1-2 merupakan proses kompresi isentropik (proses berlangsung pada entropi (s) konstan) refrigeran. Karena proses ini berlansung secara isentropik, maka suhu yang keluar dari kompresor meningkat menjadi gas panas lanjut. Proses ini dilakukan oleh kompresor, refrigeran yang berupa gas bertekanan rendah mengalami kompresi yang mengakibatkan refrigeran menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi.

b. Proses 2-2a merupakan proses penurunan suhu (desuperheating). Proses ini berlangsung ketika refrigeran memasuki kondensor. Refrigeran gas panas lanjut yang bertemperatur tinggi diturunkan suhunya sampai memasuki titik gas jenuh, berlangsung pada tekanan yang konstan.

c. Proses 2a-3a merupakan proses kondensasi atau pelepasan kalor ke udara lingkungan sekitar kondensor pada suhu konstan. Pada saat yang sama terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Perubahan fase ini dikarenakan temperatur refrigeran lebih tinggi dari pada suhu udara lingkungan sekitar kondensor. Berlangsung pada tekanan dan suhu yang konstan.

d. Proses 3a-3 merupakan proses pendinginan lanjut, proses ini terjadi pelepasan kalor sehingga suhu refrigeran keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan berada pada fase cair. Hal ini agar refrigeran dapat lebih mudah mengalir dalam pipa kapiler.


e. Proses 3-4 merupakan proses penurunan tekanan secara drastis dan berlangsung pada entalpi yang konstan, proses ini berlangsung selama di dalam pipa kapiler. Pada proses ini refrigeran mengalami perubahan fase dari cair menjadi fase campuran (cair-gas). Akibat dari penurunan tekanan, suhu refrigeran juga mengalami penurunan.

f. Proses 4-1a merupakan proses evaporasi atau penguapan. Ketika proses ini berlangsung terjadi perubahan fase dari campuran (cair-gas) menjadi gas jenuh. Perubahan fase ini terjadi dikarenakan suhu refrigeran lebih rendah dari pada suhu udara lingkungan sekitar evaporator sehingga terjadi penyerapan kalor dari udara lingkungan sekitar evaporator. Proses ini berlangsung pada tekanan dan suhu yang konstan.

g. Proses 1a-1 merupakan proses pemanasan lanjut. Proses yang terjadi karena penyerapan kalor terus menurus pada proses 4-1a, refrigeran yang akan masuk ke kompresor berubah fase dari gas jenuh manjadi gas panas lanjut. Pada proses ini mengakibatkan kenaikan tekanan dan suhu refigeran. 2.1.6 Psychrometric Chart Psychrometric chart adalah grafik yang digunakan untuk menentukan properti-properti dari udara pada suatu tekanan tertentu. Skematis psychrometric chart dapat dilihat pada Gambar 2.11 dimana masing-masing kurva/garis akan menunjukkan nilai yang konstan. Ada beberapa istilah yang digunakan dalam Psychrometric chart yaitu


Gambar 2.11 Skematik Psychrometric Chart

Parameter-parameter udara dalam Psychrometric chart antara lain (a) Dry-bulb temperature, (b) Wet-bulb temperature, (c) Dew-point temperature, (d) Specific humidity, (e) Volume spesifik, (f) Entalpi, (g) kelembaban relatif. Berikut ini penjelasannya: a. Dry-Bulb Temperature (Tdb) Temperatur bola kering adalah temperatur udara bebas yang diperoleh melalui pengukuran termometer dengan bola kering atau termokopel dan termometer digital. Temperatur bola kering dapat dilihat dari garis dry bulb line dengan satuan (oC).


b. Wet-Bulb Temperature (Twb) Temperatur bola basah adalah temperatur yang terbaca pada termometer dengan sensor yang dibalut dengan kain basah. Temperatur bola basah dapat dilihat dari garis wet bulb line dengan satuan (oC). c. Dew-point temperature Temperatur titik embun adalah temperatur dimana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan. Pada saat udara mengalami saturasi (jenuh) maka besarnya temperatur titik embun sama dengan besarnya temperatur bola basah (Twb) demikian pula temperatur bola kering (Tdb). Temperatur titik embun dapat dilihat dari garis dew point line dengan satuan (oC). d. Specific Humidity (w) Kelembaban spesifik adalah berat uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering (kg/kg). Kelembaban spesifik dapat dilihat dari garis humidity ratio. e. Volume Spesifik (v) Volume spesifik adalah volume udara per satuan massa (m3/kg). Volume spesifik dapat dilihat dari garis specific volume line. f. Entalpi (h) Entalpi adalah jumlah energy dari suatu sistem per satuan massa (kJ/kg). g. Kelembaban Relatif (RH) Kelembban relatif adalah perbandingan massa air yang berada pada udara dibandingkan dengan massa air maksimal yang dapat dikandung udara pada suhu itu. Kelembaban relatif dapat dilihat dari garis relative humidity line.


Gambar 2.12 Psychrometric Chart

26


Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart, diantarannya (a) proses pendinginan (cooling), (b) proses pemanasan (heating), (c) proses pelembaban (humidifying), (d) proses penurunan kelembaban (dehumidifying), (e) proses pemanasan dan pelembaban (heating and humidifying), (f) proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying), (g) proses pendingingan dan pelembaban (cooling and humidifying), (h) proses pendinginan dan

penurunan

kelembaban

(cooling

and

dehumidifying).

Berikut

penjelasannya:

Gambar 2.13 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart

ini


a. Proses pendinginan (Cooling ) Proses ini berfungsi menurunkan temperatur udara kering (dry bulb) udara tanpa mengurangi kandungan uap air. Jadi proses ini berlangsung pada kondisi moisture content yang konstan sehingga titik embun (dew point) juga berada dalam kondisi konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari kanan horizontal ke kiri (ke arah Barat). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya entalpi, turunnya temperatur udara basah (wet bulb), naiknya densitas udara karena terjadi penurunan volume spesifik, dan naiknya kelembaban relatif udara.

Gambar 2.14 Proses pendinginan (cooling )

b. Proses pemanasan (Heating). Proses ini berfungsi menaikkan temperatur (dry bulb) udara tanpa mengurangi kandungan uap air. Jadi proses ini berlangsung pada kondisi moisture content yang konstan sehingga titik embun (dew point) juga berada dalam kondisi


konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari kiri horizontal ke kanan (ke arah Timur). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya entalpi, naiknya temperatur udara basah (wet bulb), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan volume spesifik, dan turunnya kelembaban relatif udara.

Gambar 2.15 Proses pemanasan (Heating). c. Proses pelembaban (humidifying) Proses ini berfungsi menambahkan kandungan uap air ke udara tanpa merubah temperatur udara kering (dry bulb). Jadi proses ini berlangsung pada kondisi temperatur (dry bulb) yang konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari bawah vertikal ke atas (ke arah Utara). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya entalpi, naiknya temperatur udara basah (wet bulb), naiknya titik embun (dew point), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan volume spesifik, dan naiknya kelembaban relatif udara.


Gambar 2.16 Proses pelembaban (humidifying)

d. Proses penurunan kelembaban (dehumidifying) Proses ini berfungsi menurunkan kandungan uap air di udara tanpa merubah temperatur udara kering (dry bulb). Jadi proses ini berlangsung pada kondisi temperature udara kering (dry bulb) yang konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari atas vertikal ke bawah (ke arah Selatan). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya entalpi, turunnya temperatur udara basah (wet bulb), turunnya titik embun (dew point), naiknya densitas udara karena terjadi penurunan volume spesifik, dan turunnya kelembaban relatif udara.


Gambar 2.17 Proses penurunan kelembaban (dehumidifying) e. Proses pemanasan dan pelembaban (heating and humidifying) Proses ini berfungsi menaikkan temperatur udara kering (dry bulb) dan menaikkan kandungan uap air di udara. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kanan atas (ke arah Timur Laut). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya entalpi, naiknya temperatur udara basah (wet bulb), naiknya titik embun (dew point), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan volume spesifik, dan bisa terjadi kenaikan atau penurunan kelembaban relatif udara (tergantung proses heating & humidifying yang diinginkan). Jadi dalam proses ini penambahan uap air bukan berarti akan menaikkan kelembaban relatif.


Gambar 2.18 Proses pemanasan dan pelembaban (heating and humidifying)

f. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying) Proses ini berfungsi menaikkan temperatur udara kering (dry bulb) dan menurunkan kandungan uap air di udara. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kanan bawah (ke arah Tenggara). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turun atau naiknya entalpi atau bisa juga terjadi dalam kondisi entalpi yang konstan, turun atau naiknya temperature udara basah (wet bulb) atau bisa juga terjadi dalam kondisi temperatur udara basah (wet bulb) yang konstan, turunnya titik embun (dew point), turun atau naiknya densitas udara, turun atau naiknya volume spesifik, dan turunnya kelembaban relatif udara.


Gambar 2.19 Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying) g. Proses pendingingan dan pelembaban (cooling and humidifying) Proses ini berfungsi menurunkan temperature udara kering (dry bulb) dan menaikkan kandungan uap air di udara. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kiri atas (ke arah Barat Laut). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naik atau turunnya entalpi atau bisa juga terjadi dalam entalpi yang konstan, naik atau turunnya temperatur udara basah (wet bulb) atau bisa juga terjadi dalam kondisi temperatur udara basah (wet bulb) yang konstan, naiknya titik embun (dew point), naik atau turunnya densitas udara atau bisa juga terjadi dalam kondisi densitas yang konstan, naik atau turunnya volume spesifik atau bisa juga terjadi dalam kondisi volume spesifik yang konstan, dan kenaikan kelembaban relatif udara.


Gambar 2.20 Proses pendingingan dan pelembaban (cooling and humidifying) h. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying) Proses ini berfungsi menurunkan temperatur udara kering (dry bulb) dan menurunkan kandungan uap air di udara Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kiri bawah (ke arah Barat Daya). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya entalpi, turunnya temperatur udara basah (wet bulb), turunnya titik embun (dew point), naiknya densitas udara, turunnya volume spesifik, dan bisa terjadi kenaikan atau penurunan kelembaban relatif udara (tergantung proses cooling & dehumidifying yang diinginkan).


Gambar 2.21 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying)

2.2 Tinjauan Pustaka PK Purwadi, Wibowo Kusbandono (2015), menjelaskan tentang penelitian pembuatan mesin pengering pakaian dengan energi listrik, juga ingin mengetahui beberapa karakteristik mesin pengering yang telah dibuat. Mesin pengering energi yang diuji pada penelitian ini dalam bekerjanya mempergunakan siklus kompresi uap dan mempergunakan daya listrik sekitar 1600 watt. Komponen mesin pengering terdiri dari : kompresor, evaporator, kondensor, pipa kapiler dan filter, dengan fluida kerja refrigeran R22. Untuk mengalirkan udara, diperlukan kipas angin. Mesin pengering dirancang untuk kapasitas 20 pakaian dan bekerja dengan sistem tertutup. Ukuran ruang pengering : 60 cm x 120 cm x 130 cm. Saat pengeringan, kondisi pakaian digantung pada hanger yang ada di dalam lemari pengering. Pakaian yang diuji adalah baju batik ukuran XL. Penelitian memberikan hasil (a) mesin pengering dapat bekerja dengan baik (b)


Bila tanpa beban, mesin pengering mampu mengkondisikan udara di dalam lemari pengering pada suhu udara kering (Tdb): 57,1oC, dan suhu udara basah (Twb): 23 o

C. Untuk mengeringkan 20 baju batik basah hasil perasan tangan memerlukan

waktu sekitar 115 menit, sedangkan untuk mengeringkan 15 baju batik hasil perasan tangan memerlukan waktu sekitar 90 menit. Untuk mengeringkan 20 pakaian baju batik basah hasil perasan mesin cuci memerlukan waktu sekitar 55 menit. Ameen, Ahmadul dan Bari, Saiful (2003), menjelaskan tentang kemungkinan mengering baju menggunakan “panas buang kondensor AC split” yang digunakan dalam apartemen disebuah kota. Penelitian ini mengeringkan setumpuk pakian. Waktu yang diperlukan untuk mengeringkan sampai kering memerlukan waktu sekitar 2 sampai 2,5 jam, sedangkan mengeringkan secara alami di dalam ruangan membutuhkan waktu lebih dari 6 jam. Kecepatan pengeringan dalam penelitian ini yaitu sebesar: 0,319kg/jam sampai 0,424kg/jam untuk pengeringan baju dengan sisa panas kondensor AC split dan 0,139 kg/jam untuk pengeringan di dalam ruangan secara alami. Energi yang dikomsumsi sebesar 1,909 kWh/kg untuk menghilangkan kelembaban dan pengeringan. Hasil dari percobaan menunjukkan bahwa pengembangan tersebut cocok untuk daerah yang beriklim tropis lembab. Diego Driussi, Porcia (2013), menjelaskan tentang mesin pengering pakaian yang menggunakan 2 pompa pemanas. Khususnya pengaturan pompa pemanas untuk pengeringan. Terdiri dari 2 sirkuit loop tertutup pompa pemanas yang terpisah dipasang secara seri. Masing-masing dari bagian sirkuit loop


tertutup yang terpisah terdiri dari satu kompresor, satu evaporator, satu katup ekspansi dan satu kondensor. Udara luar masuk melewati evaporator 1 dan 2 agar berkurang kelembabannya. Kemudian dilewatkan ke kompresor 1 dan 2 untuk menaikan temperatur udara. Kemudian udara kering dan panas dihembuskan ke ruang pengering yang diputar motor listrik dengan fan. Cavarretta, Francesco (2014), menjelaskan tentang mesin pengering pakian dengan dua pompa panas. Rangkaian mesin pengering terdiri dari kompresor,

penukar

panas

pertama,

evaporator,

penukar

panas

kedua

dihubungkan secara seri untuk membentuk siklus loop tertutup. Cara kerjanya adalah udara masuk melewati evaporator menghasilkan udara yang kering dan dengan suhu yang rendah kemudian udara kering dihembuskan dengan bantuan kipas menuju penukar panas pertama dan kondensor, untuk menaikan suhu udara kering sehingga menghasikan udara kering dengan suhu yang tinggi. Kemudian udara panas dihembuskan menuju ruang pengering untuk menggeringkan baju yang memiliki kelembaban yang tinggi saat udara kering melewati baju kelembaban baju berpindah ke udara kering yang bersuhu tinggi tersebut dan udara tersebut akhirnya dihembuskan keluar ruangan pengering. Udara yang keluar dari ruang pengering kemudian dipanaskan kembali oleh penukar panas kedua yang kemudian dihembuskan kembali kedalam siklus loop tertutup. Paderno, Jurij (2014), menjelaskan tentang mesin pengering laundry dengan sistem pompa panas. Komponen terdapat dalam mesin pengering ini antara lain; drum yang berputa, blower, pemanas, kompresor, kondensor, evaporator, refrijgeran, perangkat expansi dan dua sensor suhu (T1,T2).


Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan hasil dari mesin pengering dari segi waktu,

energi dan perawatan kain dan dapat dikendalikan dengan

menggunakan dua sensor suhu yang diletakan pada tempat yang dibutuhkan. Sehingga mesin pengering laundry dapat bekerja secara optimal.


BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat dan Bahan Penelitian Alat penelitian yang digunakan yaitu mesin pengering sepatu yang dirancang dan dirakit sendiri. lemari mesin pengering berbentuk balok dengan panjang 61 cm, lebar 51 cm dan tinggi 38 cm. Lemari pengering pertama berbentuk balok dengan panjang 61 cm, lebar 51 cm dan tinggi 38 cm. Lemari pengering kedua berbentuk balok dengan panjang 59 cm, lebar 51 cm dan tinggi 38 cm. Gambar 3.1 memperlihatkan skematik mesin pengering sepatu.

i h a

a c

d

e

e

b

i f g

Gambar 3.1 Skematik mesin pengering sepatu

Keterangan dari Gambar 3.1: a

evaporator

d

kipas

g

sepatu

b

kompresor

e

kondensor

h

udara masuk

c

motor listrik

f

pipa kapiler

i

udara keluar

g


3.2 Variasi Penelitian Variasi penelitian dilakukan terhadap jumlah sepatu yang dikeringkan: (a) 8 pasang sepatu (b) 10 pasang sepatu (c) 12 pasang sepatu (d) 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang mesin pengering. Penelitian dilakukan untuk mendapatkan hasil karakteristik mesin pengering sepatu yang baik. Ukuran sepatu yang digunakan : panjang 29 cm, lebar 11 cm, dan tebal 0,8 cm berbahan kain. Gambar 3.2 menunjukkan sepatu yang digunakan dalam percobaan :

Gambar 3.2 Sepatu

3.3 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Sepatu Dalam proses pembuatan mesin pengering ini diperlukan alat dan bahan sabagai berikut : 3.3.1 Alat Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan lemari mesin pengering sepatu, antara lain :


a. Gergaji kayu Gergaji kayu digunakan untuk mengergaji papan kayu yang akan digunakan untuk membuat kotak mesin pengering sepatu

b. Obeng Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut. Obeng yang digunakan adalah obeng (-) dan obeng (+). c. Meteran dan mistar Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Dalam proses pembuatan kotak mesin pengering sepatu, meteran banyak digunakan untuk mengukur panjang papan kayu yang akan digunakan. Sedangkan mistar digunakan untuk mengukur panjang dari suatu benda, seperti lubang udara buang dari mesin pengering sepatu. d. Pisau cutter dan cat Pisau cutter digunakan untuk memotong suatu benda, seperti memotong lakban. Sedangkan cat digunakan untuk melapisi kayu sehingga tampilannya menjadi lebih bersih dan menarik. e. Lakban dan palu Lakban digunakan untuk menutupi celah pada sambungan antar papan kayu sehingga udara panas tidak bocor keluar. Palu digunakan untuk memukul paku yang digunakan untuk menyambung papan kayu menjadi bentuk kotak. f. Tube cutter Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga. Agar hasil potongan pada pipa lebih baik serta dapat mempermudah proses pengelasan.


g. Tube expander Tube expander atau pelebar pipa berfungsi untuk mengembangkan ujung pipa tembaga agar antar pipa dapat tersambung dengan baik. h. Gas las Hi-cook Peralatan las digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan sambungan pipa-pipa tembaga komponen mesin pengering lainnya. i. Bahan las Bahan

las

yang

digunakan

dalam

penyampungan

pipa

kapiler

menggunakan perak, kawat las kuningan dan borak. Borak berfungsi untuk menyambung antara tembaga dan besi. Penggunaan borak sebagai bahan tambahan bertujuan agar sambungan pengelasan lebih merekat. j. Metil Metil adalah cairan yang berfungsi untuk membersihkan saluran-saluran pipa kapiler. Dosis pemakaian yaitu sebanyak satu tutup botol metil. k. Pompa vakum Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan gas-gas yang terjebak di sistem mesin pengering sepatu, seperti udara dan uap air. Hal ini dimaksudkan agar tidak menggangu atau menyumbat refrigeran. Karena uap air yang berlebihan pada sistem pendinginan dapat membeku dan menyumbat filter atau pipa kapiler.


3.3.2 Bahan Bahan atau komponen yang digunakan dalam proses pembuatan lemari mesin pengering sepatu, antara lain : a. Papan kayu Papan kayu digunakan sebagai casing luar mesin pengering sepatu dengan tebal 3 mm. Pemilihan papan kayu sebagai casing luar dan meja dikarenakan papan kayu merupakan isolator.

Gambar 3.3 Papan kayu b. Lakban Lakban digunakan untuk menutup celah pada sambungan casing lemari dan menempelkan alat ukur di dalam lemari. c. Paku dan mur Paku digunakan untuk menyatukan balok kayu sehingga membentuk sebuah rangka lemari dan meja. Mur dan digunakan untuk menyatukan besi engsel dengan papan kayu yang digunakan untuk membuat pintu bagian atas kotak.


d. Roda Roda digunakan untuk mudahkan pemindahan mesin pengering sepatu. Roda yang digunakan berjumlah 12 buah dan dipasang di bagian kaki meja. e. Evaporator Evaporator merupakan unit yang berfungsi untuk menguapkan refijeran dari fase cair menjadi gas sebelum refrijeran masuk kompresor. Evaporator yang digunakan berjumlah dua buah, ukuran evaporator memiliki panjang evaporator 24 cm, tinggi 24 cm, lebar 9 cm, dengan jumlah lintasan 11 dan diameter luar pipa 6,26 mm.

Gambar 3.4 Evaporator f. Kompresor Kompresor merupakan alat yang berfungsi untuk mensirkulasikan refrijeran ke komponen sistem kompresi uap yang lainnya melalui pipa – pipa dengan cara menghisap dan memompa refrijeran. Jenis kompresor yang digunakan adalah kompresor rotari. Daya kompresor 1HP dengan voltase 220V.


Gambar 3.5 Kompresor g. Kondensor Merupakan suatu alat penukar kalor yang berfungsi mengkondisikan refrijeran dari fase uap menjadi fase cair. Agar dapat mengubah fase dari uap menjadi cair diperlukan suhu lingkungan yang lebih rendah dari suhu refrijeran sehingga dapat terjadi pelepasan kalor ke lingkungan kondensor. Disini digunakan dua buah kondensor dengan panjang kondensor 28 cm, tinggi 28 cm lebar 9 cm, dengan jumlah lintasan 9 dan diameter luar pipa kondensor 6,54 mm.

Gambar 3.6 Kondensor


h. Pipa kapiler Pipa kapiler adalah alat yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refrijeran dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum masuk evaporator. Ketika refrijeran mengalami penurunan tekanan temperatur refrijeran juga mengalami penurunan. Panjang pipa kapiler 800 mm, dengan diameter luar pipa kapiler 0,635 mm.

Gambar 3.7 Pipa kapiler i. Filter Filter berfungsi untuk menyaring kotoran sebelum refrijeran masuk pipa kapiler agar tidak terjadi penyumbatan dari serbuk – serbuk sisa pemotongan pipa tembaga, korosi, kotoran – kotoran pengelasan dan lain – lain. Panjang filter 70 mm dan diameter filter 19 mm.


Gambar 3.8 Filter j. Refrijeran Refrijeran merupakan fluida kerja mesin siklus kompresi uap. Refrijeran berfungsi untuk menyerap atau melepas kalor dari lingkungan sekitar. Jenis refrijeran yang digunakan adalah R134a.

Gambar 3.9 Refrijeran 134a k. Motor listrik Motor listrik digunakan untuk mengerakan kipas yang terpasang pada bagian belakang kondensor daya 60 watt, arus 0,4 A dan dapat bekerja pada tegangan antara 220 – 240 V.


Gambar 3.10 Motor listrik l. Kipas Kipas digunakan untuk menghisap udara setelah melewati kompresor dan mensirkulasi udara kering bersuhu tinggi hasil dehumidifikasi menuju ruang pengering. Diameter kipas 22 cm terbuat dari bahan aluminium.

Gambar 3.11 Kipas


3.3.3 Alat Bantu Penelitian Dalam proses pengambilan data diperlukan alat ukur untuk mendapatkan data yang dicari, alat ukur yang digunakan sebagai berikut : a. Termokopel dan pengukur suhu digital Termokopel berfungsi mengukur temperatur pada saat penelitian. Cara kerjanya adalah ujung termokopel diletakkan (ditempelkan atau digantung) pada bagian yang akan diukur temperaturnya, maka temperatur akan tertampil pada layar penampil suhu digital. Sebelum digunakan penelitian diperlukan kalibrasi agar lebih akurat.

Gambar 3.12 Termokopel dan pengukur suhu digital b. Stopwatch Stopwatch

digunakan

untuk

mengukur

Pengambilan data dilakukan setiap 20 menit sekali.

lama

waktu

penelitian.


c. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat sepatu saat basah hingga kering dalam penelitian. Satuan yang dipakai gram (g), maksimal berat yang mampu diukur timbangan 30.000 gram (30 kg).

Gambar 3.13 Timbangan digital d. Termometer bola kering dan termometer bola basah Termometer bola kering digunakan untuk mengukur suhu udara kering yang melewati termometer. Sedangkan termometer bola basah digunakan untuk mengukur suhu udara basah yang melewati termometer.

Gambar 3.14 Termometer basah dan termometer kering


e. Alat ukur tekanan (pressure gauge) Pressure gauge digunakan dalam penelitian untuk mengukur tekanan refrijeran dalam sistem kompresi uap. Terdapat dua alat ukur tekanan, yaitu tekanan hisap kompresor dan tekanan keluar kompresor. f. Tang amper Tang amper digunakan untuk mengukur arus listrik yang bekerja pada mesin pengering sepatu selama penelitian. 3.4 Tata Cara Penelitian 3.4.1 Alur Pelaksanaan Penelitian Alur pelaksanaan penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir pada Gambar 3.21 sebagai berikut :


Gambar 3.15 Diagram alir untuk penelitian


3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Sepatu Langkah – langkah yang dilakukan dalam pembuatan dan perakitan mesin pengering sepatu : a. Merancang bentuk dan ukuran mesin pengering sepatu. b. Membuat kotak mesin pengering sepatu dengan menggunakan balok kayu, papan kayu dan paku sebagai pengikat.

Gambar 3.16 Kotak mesin pengering sepatu c. Pembuatan meja sebagai tempat untuk menaruh mesin pengering dan kotak mesin pengering menggunakan balok kayu sebagai kaki, papan kayu sebagai alas bagian atas dan paku sebagai pengikat. d. Pemasangan roda pada bagian kaki meja untuk memudahkan dalam memindahkan kotak mesin pengering sepatu. e. Pembuatan alas komponen evaporator dengan plat seng. f. Pemasangan pintu agar memudahkan dalam pemasangan komponen utama siklus kompresi uap.


g. Pemasangan komponen utama dari siklus kompresi uap yaitu kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler,kipas, motor listrik dan evaporator.

Gambar 3.17 Komponen utama siklus kompresi uap h. Pemasangan pipa – pipa tembaga dan pengelasan sambungan antar pipa. i. Pemasangan set pressure gauge. j. Pemasangan komponen kelistrikan mesin pengering sepatu. 3.4.3 Proses Pengisian Refrijeran 134a Sebelum melakukan pengisian refrijeran diperlukan beberapa proses yaitu pemetilan dan pemvakuman agar siklus kompresi uap dapat bekerja dengan baik. Proses pemvakuman berarti mengosongkan atau menghampakan sistem kompresi uap dari udara dan gangguan karena udara tidak dapat diembunkan pada suhu dan tekanan pengembunan dari refrijeran (Sumanto, 1989). Proses pemetilan berguna untuk membersihkan saluran dalam sistem kompresi uap dari kotoran – kotoran yang menempel pada saluran agar sistem dapat berjalan dengan baik. Untuk melakukan pengisian refrijeran pada mesin pengering sepatu diperlukan beberapa prosedur sebagai berikut :


a) Pasang salah satu ujung selang pressure gauge pada katup pengisian (katup tengah) pressure gauge, kemudian ujung lainnya dihubungkan pada katup tabung refrijeran 134a.

Gambar 3.18 Katup pengisian refrijeran b) Hidupkan kompresor dan buka keran pada katup tabung refrijeran secara perlahan – lahan hingga tekanan pada high pressure gauge mencapai tekanan yang diinginkan, kemudian tutup keran pada katup tabung refrijeran. c) Setelah refrijeran terisi ke dalam sistem siklus kompresi uap, lepaskan selang yang tertancap pada pressure gauge. Pemeriksaan kebocoran pada sistem dilakukan dengan bantuan busa sabun, pemeriksaan dilakukan pada lubang katup pengisian dan sambungan pipa – pipa. 3.4.4 Skematik Pengambilan Data Pemasangan alat ukur pada mesin pengering sepatu dan alur udara ditampilkan dalam Gambar 3.19


T4

Kondensor

Kondensor

T1 Kompresor

Evaporator

Twb

Evaporator

Tdb Twb T3

T2

Gambar 3.19 Skematik pengambilan data Keterangan Gambar 3.19 Skematik pengambilan data: a. Termokopel (Tdb) Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering. b. Termometer bola basah (Twb) Suhu udara basah sebelum masuk mesin pengering. c. Termokopel (T1) Suhu udara kering melewati evaporator. d. Termokopel (T2) Suhu udara kering melewati kompresor. e. Termokopel (T3) Suhu udara kering melewati kondensor. f. Termokopel (T4) Suhu udara kering setelah keluar dari ruang pengering satu. g. Termokopel (Tdb) Suhu udara kering setelah keluar dari ruang pengering.

Tdb


h. Termometer bola basah (Twb) Suhu udara basah setelah keluar dari ruang pengering. 3.4.5 Cara Pengambilan Data Langkah – langkah yang dilakukan untuk mendapatkan data yaitu sebagai berikut : a. Penelitian dilakukan di Laboratorium Universitas Sanata Dharma pada musim hujan. Perubahan suhu sekitar dan kelembaban dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu udara sekitar dan kelembabannya berubah – ubah sesuai cuaca. b. Memastikan bahwa termokopel sudah dikalibrasi. c. Alat bantu penelitian diletakkan pada tempat yang sudah ditetapkan. d. Menghidupkan mesin pengering sepatu beserta kipasnya. e. Memeriksa kipas bekerja dengan baik, serta memastikan kompresor bekerja dengan baik. f. Timbang dan catat massa sepatu kering (MSK). g. Menutup semua celah – celah dengan lakban dan menutup semua pintu lemari pengering. Tunggu hingga mesin pengering sepatu mencapai suhu kerja yang stabil serta suhu udara masuk lemari pengering kurang lebih 60 oC. h. Membasahi dan meniriskan sepatu hingga air tidak menetes, kemudian timbang dan catat massa sepatu basah (MSB). i. Mengecek tekanan (Pkond dan Pevap) dan arus, kemudian tutup semua pintu. j. Data yang harus dicatat setiap 20 menit yaitu sebagai berikut : MSBt1 dan MSBt2 : Massa sepatu pada saat t

(kg)

Tdb

oC

: Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering


Twb

: Suhu udara basah sebelum masuk mesin pengering

oC

T1

: Suhu udara kering melewati evaporator

oC

T2

: Suhu udara kering setelah melewati kompresor

oC

T3

: Suhu udara kering melewati kondensor

oC

T4

: Suhu udara kering setelah melewati ruang pengering pertama

oC

Tdb

: Suhu udara kering yang keluar dari lemari pengering

oC

Twb

: Suhu udara basah yang keluar dari lemari pengering

oC

Pkond

: Tekanan refrijeran pada kondensor

(Psi)

Pevap

: Tekanan refrijeran pada evaporator

(Psi)

I

: Arus yang bekerja pada mesin pengering sepatu

(A)

k. Hasil dari data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil dari kalibrasi alat bantu Tabel 3.1 Tabel yang diperlukan dalam pengambilan data.


Tabel 3.1 Lanjutan tabel yang diperlukan dalam pengambilan data

3.5 Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil Cara yang digunakan untuk menganalisis hasil dan menampilkan hasil, sebagai berikut : a. Data yang diperoleh dari penelitian dimasukkan dalam Tabel 3.1 kemudian hitung rata – rata dari percobaan setiap variasi. b. Setelah mendapatkan rata – rata, kemudian menghitung massa air yang menguap dari sepatu (M1) dan (M2) setiap variasinya. Massa air yang menguap dari sepatu (M1) dan (M2) dapat dihitung dengan persamaan (3.1) : M1 = MSBt1 – MSK1

(3.1)

M2 = MSBt2 – MSK2 Pada persamaan (3.1) : M1 dan M2

= Massa air yang menguap dari sepatu

(kg)

MSBt1 dan MSBt2 = Massa sepatu basah pada saat t

(kg)

MSK1 dan MSK2 = Massa sepatu kering

(kg)


c. Mencari suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor dengan menggunakan P-h diagram untuk refrijeran 134a. Untuk dapat menggunakan P-h diagram, satuan tekanan refrijeran Pkond dan Pevap terlebih dahulu dari Psig menjadi Psia kemudian dikonversi lagi ke Bar. d. Mencari kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporotor (wF), kelembaban spesifik udara setelah keluar dari ruang pengering (wH) dengan menggunakan psychrometric chart. e. Setelah mengetahui kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (wF) dan kelembaban spesifik udara setelah keluar dari ruang pengering (wH), kemudian dapat dihitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw) tiap variasi. Massa air yang berhasil diupkan (Δw) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3) f. Menghitung laju pengeringan (M3) dan (M4), dapat dihitung dengan cara perbedaan massa air (Δm1) dan (Δm2) dibagi dengan perbedaan waktu (Δt). Untuk dapat menghitung laju pengeringan (M3) dan (M4), dapat menggunakan Persamaan (2.1). g. Kemudian dapat menghitung laju aliran massa udara pada mesin pengering sepatu (ṁudara) setiap variasi. Laju aliran massa udara (ṁudara) dapat dihitung dengan laju pengeringan mesin pengeringan sepatu (M3) dan (M4), dibagi dengan massa air yang berhasil diupkan (Δw). Laju aliran massa udara (ṁudara) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2).


h. Untuk memudahkan pembahasan, hasil perhitungan proses pengeringan, maka digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik yang dihasilkan dengan mengacu pada tujuan penelitian. 3.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan Dari analisis yang sudah dilakukan akan diperoleh suatu kesimpulan. Kesimpulan merupakan inti sari hasil analisis penelitian dan kesimpulan harus menjawab tujuan dari penelitian.


BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Data-data hasil penelitian yang diperoleh dipergunakan untuk mengetahui karakteristik mesin pengering sepatu siklus kompresi uap dengan udara buang yang dimanfaatkan untuk pengering sepatu, dengan sistem terbuka. Variasi jumlah sepatu mendapatkan hasil sebagai berikut: massa sepatu kering (MSK), massa sepatu basah (MSB), massa sepatu basah saat t (MSBt), tekanan refrijeran pada evaporator (Pevap), tekanan refrijeran pada kondensor (Pkond), suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering (Tdb in), suhu udara basah sebelum masuk mesin pengering (Twb in), suhu udara kering didalam evaporator (T1), suhu udara kering setelah melewati kompresor (T2), suhu udara kering didalam kondensor (T3), suhu udara kering keluar ruang pengering pertama (T4), suhu kering setelah keluar dari ruang pengering (Tdb

out),

suhu udara basah setelah keluar ruang

pengering (Twb out), arus yang bekerja pada mesin pengering sepatu (I). Pengujian dilakukan dengan 3 kali percobaan untuk setiap variasi, kemudian dihitung rata– ratanya. Untuk pengeringan sepatu dengan variasi 8 pasang (masing-masing 4 pasang sepatu pada ruang pengering satu dan dua), 10 pasang (masing-masing 5 pasang pasang sepatu pada ruang pengering satu dan dua), 12 pasang (masingmasing 6 pasang pasang sepatu pada ruang pengering satu dan dua), dan 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang hasil rata–rata disajikan pada Tabel 4.1 s/d Tabel 4.4.


Tabel 4.1 Data hasil rata-rata penelitian untuk 8 sepatu

Tabel 4.1 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian untuk 8 sepatu




Sebagai perbandingan pengeringan sepatu dilakukan dengan menggunakan satu buah kotak pengering sepatu tanpa memanfaatkan kembali udara buang dari mesin pengering untuk mengeringkan sepatu. Pada Tabel 4.3 menampilkan data pengeringan sepatu tanpa memanfaatkan udara buang.


Tabel 4.3 Data hasil rata-rata penelitian untuk 10 sepatu tanpa memanfaatkan udara buang

Tabel 4.3 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian untuk 10 sepatu tanpa memanfaatkan udara buang





4.2 Hasil Perhitungan a. Perhitungan massa air yang menguap dari sepatu (M1) dan (M2) Massa air yang menguap dari sepatu (M1) dan (M2) dapat dihitung dengan Persamaan (3.1). massa air yang menguap dari sepatu didapatkan dari massa sepatu basah (MSB) dikurangi massa sepatu kering (MSK). Sebagai contoh perhitungan untuk mencari nilai M1 dan M2 penggeringan sepatu sebagai berikut dan hasil perhitungan untuk variasi lainnya disajikan pada Tabel 4.5. M1

= MSB1 – MSK1

M2

= MSB2 – MSK2

M1

= 4,23 kg – 3,73 kg

M2

= 4,17 kg – 3,67 kg

M1

= 0,5 kg

M2

= 0,5 kg

Tabel 4.5 Massa air yang menguap dari sepatu (M1) dan (M2)


b. Suhu kerja evaporator (Tevap) dan suhu kerja kondensor (Tkond) Suhu kerja evaporator (Tevap) dan suhu kerja kondensor (Tkond) dapat dicari dengan menggunakan P-h diagram. Dengan mengetahui terlebih dahulu tekanan refrijeran yang masuk dan keluar kompresor maka dapat diketahui suhu kerja evaprator (Tevap) dan suhu kerja kondensor (Tkond). Contoh perhitungan menggunakan rata-rata dari tekanan hisap (Pevap) dan tekanan tekan (Pkond) kompresor pada variasi 12 pasang sepatu. P

= {Tekanan pressure gauge (psig) + 1 atm} x 0,06895 bar

Pevap

= (47,5 psi + 14,7 psi) x 0,06895

Pevap

= 4,29 bar

Pkond

= (337,78 psi + 14,7 psi) x 0,06895

Pkond

= 24,3 bar

Dari Gambar 4.1 terlihat tekanan kerja evaporator P1 = 4,29 bar ditarik garis lurus dan memotong garis suhu. Dari perpotongan itu didapat suhu kerja evaporator sebesar 10,6 oC. Untuk tekanan kerja kondensor P2 = 24,3 bar kemudian ditarik garis memotong garis suhu, maka didapatkan suhu kerja kondensor (Tkond) sebesar 75 oC. Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor tersaji dalam Tabel 4.6 sampai Tabel 4.9.

Gambar 4.1 Suhu kerja evaporator (Tevap) dan suhu kerja kondensor (Tkond)



Tabel 4.6 Hasil perhitungan tekanan kerja, suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 8 pasang sepatu




Tabel 4.9 Hasil perhitungan tekanan kerja, suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang


c. Kelembaban spesifik dalam ruang pengering (wE), keluar ruang pengering satu (wF) dan setelah keluar ruang pengering (wG). Kelembaban spesifik dalam ruang pengeringan (wE), kelembaban spesifik setelah keluar ruang pengering satu (wF) dan kelembaban spesifik setelah keluar ruang pengering (wG) dapat dicari menggunakan psychromatric chart. Kelembaban spesifik dalam ruang pengering (wE) dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik E atau suhu udara didalam evaporator. Sedangkan kelembaban spesifik setelah keluar dari ruang pengering satu (wF) dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik F atau suhu udara kering dan basah setelah melewati sepatu basah. Sedangkan kelembaban spesifik setelah keluar dari ruang pengering (wG) dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik G atau suhu udara kering dan basah setelah melewati sepatu basah. Sebagai contoh menentukan kelembaban spesifik dalam ruang pengering (wE), kelembaban spesifik setelah seluar dari ruang pengering satu (w F) dan kelembaban spesifik setelah seluar dari ruang pengering (wG) pada variasi 12 pasang sepatu menit ke-40 adalah sebagai berikut:

Gambar 4.2 Psychromatric chart 12 pasang sepatu pada menit ke-40



d. Perhitungan massa air yang berhasil diupkan (Δw) Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3). Massa air yang berhasil diuapkan pada ruang pengering satu (Δw1) adalah kelembaban spesifik setelah keluar dari ruang pengering satu (wF) dikurangi kelembaban spesifik dalam ruang pengering (wE). Sedangkan untuk Massa air yang berhasil diuapkan pada ruang pengering dua (Δw2) adalah kelembaban spesifik setelah keluar dari ruang pengering (wG) dikurangi kelembaban spesifik setelah keluar dari ruang pengering satu (wF). Sebagai contoh perhitungan rata-rata massa air yang berhasil diuapkan (Δw1) dan (Δw2) untuk variasi 12 pasang sepatu pada menit ke-40 sebagai berikut: Δw1

= wF – wE

Δw1

= 0,0158 kgair/kgudara – 0,014 kgair/kgudara

Δw1

= 0,0018 kgair/kgudara

Δw2

= w G – wF

Δw2

= 0,021 kgair/kgudara – 0,0158 kgair/kgudara

Δw2

= 0,0052 kgair/kgudara

e. Perhitungan laju pengeringan sepatu Laju pengeringan (M3) dan (M4) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.1). Laju pengeringan (M3) adalah perbedaan massa air (Δm1) dibagi dengan perbedaan waktu (Δt). Kemudian untuk Laju pengeringan (M4) adalah


perbedaan massa air (Δm2) dibagi dengan perbedaan waktu (Δt). Sebagai contoh perhitungan laju pengeringan mesin pengering sepatu (M3) dan (M4)

untuk

variasi 12 pasang sepatu pada menit ke-40 sebagai berikut:

M3 

m1 t

M4 

m2 t

M3 

0,117 kgair 20menit

M4 

0,143kgair 20menit

M 3  0,351kgair / jam

M 4  0,429kgair / jam

f. Perhitungan laju aliran massa udara pada mesin pengering sepatu (ṁudara) Laju aliran massa udara pada mesin pengering sepatu (ṁudara) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). Laju aliran massa udara pada mesin pengering sepatu (ṁudara) adalah laju pengeringan (M3) dibagi dengan massa air yang berhasil diuapkan (Δw1) dan laju pengeringan (M4) dibagi dengan massa air yang berhasil diuapkan (Δw2). Sebagai contoh perhitungan laju aliran massa pada mesin pengering sepatu (ṁudara) untuk variasi 12 pasang sepatu pada menit ke-40 sebagai berikut: .

M3 w

m udara 

.

0,351kgair / jam 0,0048kgair / kgudara

m udara 

m udara 

m udara 

.

m udara  73,125kgudara / jam

.

M4 w

.

0,429kgair / jam 0,0033kgair / kgudara

.

m udara  130kgudara / jam


Tabel 4.10 Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 8 pasang


Tabel 4.12 Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 10 pasang tanpa memanfaatkan udara buang



4.3 Pembahasan Mesin pengering sepatu dengan sistem terbuka dapat bekerja secara baik dan dapat beroperasi terus menerus tanpa terjadi hambatan. Kondisi udara di dalam ruang pengering sebelum penelitian dilakukan memiliki kondisi udara yang sama dengan kondisi udara lingkungan. Saat dilakukan penelitian suhu udara kering yang masuk mesin pengering antara suhu 30,3oC – 30,57oC dan suhu udara basah antara 23,33oC – 24oC. Mesin pengering sepatu bekerja pada saat tidak ada beban menghasilkan suhu udara bola kering Tdb sekitar 64,67oC dan suhu udara bola basah Twb sekitar 30,17oC dengan kelembaban relatif sekitar 6,7% serta kelembaban spesifik sekitar 0,0142 kgair/kgudara kering. Saat mesin digunakan untuk mengeringkan 12 pasang sepatu dalam dua ruang pengering yang tersedia. Ruang pertama diisi dengan 6 pasang sepatu begitu pula dengan ruang ke dua. Sepatu berbahan kain dengan ukuran panjang 29 cm, lebar 11 cm, dan tebal 0,8 cm. Suhu udara bola kering Tdb yang dihasilkan mesin atau masuk ke ruang pengering rata – rata sekitar 64,62oC dan suhu udara


bola basah Twb sekitar 29,17oC dengan kelembaban relatif sekitar 6,9% serta kelembaban

spesifik

0,014

kgair/kgudara

kering.

Setelah

digunakan

untuk

mengeringkan sepatu, udara bola kering Tdb rata-rata sebesar 57,67oC dan udara bola basah Twb rata-rata sebesar 29,69oC dengan kelembaban relatif rata – rata 12,3% serta kelembaban spesifik 0,016kgair/kgudara

kering,

Kemudian udara buang

dari ruang pengering satu dialirkan kembali ke ruang pengering dua, dengan suhu udara bola kering Tdb rata-rata sebesar 51,24oC dan udara bola basah Twb rata-rata sebesar 29,69 oC dengan kelembaban relatif rata – rata 19,8% serta kelembaban spesifik 0,0198 kgair/kgudara kering dikeluarkan dari ruang pengering. Dari Tabel 4.1 s/d Tabel 4.13 membuktikan bahwa mesin pengering sepatu dengan siklus kompresi uap yang dibuat mampu mengeringkan sepatu. Waktu yang dibutuhkan untuk menggeringan sepatu dengan variasi 8 pasang sepatu dengan ruang pengering satu dan dua terdapat masing-masing 4 pasang sepatu memerlukan waktu 120 menit dengan massa air yang diuapkan seberat M1: 0,5kg dan M2: 0,5 kg, Rata – rata laju pengeringan mesin pengering dengan variasi 8 pasang sepatu dengan ruang pengering satu dan dua terdapat masing-masing 4 pasang sepatu sebesar M3: 0,2525kgair/jam danM4: 0,2525 kgair/jam.Waktu yang dibutuhkan untuk menggeringan sepatu dengan variasi 10 pasang sepatu dengan ruang pengering satu dan dua terdapat masing-masing 5 pasang sepatu memerlukan waktu 120 menit dengan massa air yang diuapkan seberat M1: 0,5 kg dan M2: 0,5 kg, Rata – rata laju pengeringan mesin pengering dengan variasi 10 pasang sepatu dengan ruang pengering satu dan dua terdapat masing-masing 5 pasang sepatu sebesar M3: 0,253kgair/jam dan M4: 0,252kgair/jam.Waktu yang


dibutuhkan untuk menggeringan sepatu dengan variasi 12 pasang sepatu dengan ruang pengering satu dan dua terdapat masing-masing 6 pasang sepatu memerlukan waktu 120 menit dengan massa air yang diuapkan seberat M1: 0,5 kg dan M2: 0,5 kg, Rata – rata laju pengeringan mesin pengering dengan variasi 12 pasang sepatu dengan ruang pengering satu dan dua terdapat masing-masing 6 pasang sepatu sebesar M3: 0,247kgair/jam dan M4: 0,244kgair/jam. Waktu yang dibutuhkan

untuk

menggeringan

sepatu

dengan

variasi

10

pasang

sepatumenggunakan mesin pengering tanpa memanfaatkan udara buang dari mesin pengering sepatu

adalah 140 menit dengan massa air yang diuapkan

seberat 1 kg. Rata – rata laju pengeringan mesin pengering dengan variasi 10 pasang sepatu sebesar 0,435kgair/jam. Dari data hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa jumlah dan kondisi massa awal sepatu sebelum dikeringkan sangat mempenggaruhi lama atau cepatnya waktu yang diperlukan untuk mengeringkan sepatu. Semakin banyak jumlah sepatu yang di keringkan dan semakin besar massa sepatu basah maka semakin banyak pula waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkannya.


Gambar 4.3 Penurunan massa air pada proses pengeringan sepatu ruang satu Pada Gambar 4.3 menunjukan grafik proses pengeringan dengan menggunakan mesin pengering sepatu pada ruang pengering satu yaitu dimana udara kering dengan suhu tinggi secara langsung dialirkan dari mesin pengering, pada gambar 4.3 dapat dilihat bahwa pengeringan dengan variasi 10 pasang sepatu dengan berat awal 7 kg memakan waktu yang paling lama yaitu 140 menit, Sedangkan untuk pengeringan dengan variasi 4 pasang, 5 pasang dan 6 pasang sepatu dengan berat awal untuk masing-masing variasi berbeda-beda memakan waktu yang relatif lebih cepat dan sama yaitu 120 menit.


Gambar 4.4 Penurunan massa air pada proses pengeringan sepatu pada ruang dua dengan memanfaatkan udara buang dari ruang pengering satu Pada Gambar 4.4 menunjukan grafik proses pengeringan dengan menggunkan mesin pengering sepatu pada ruang pengering dua dengan memanfaatkan udara buang dari ruang penggering satu untuk mengeringkan sepatu. Pada gambar 4.4 dapat dilihat waktu yang di tempuh untuk menggeringkan sepatu dengan variasi 4 pasang, 5 pasang dan 6 pasang sepatu dengan berat awal yang berbeda-beda untuk tiap variasinya memakan waktu yang relatif sama yaitu 120 menit untuk tiap variasinya.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Hasil dari penelitian mesin pengering sepatu yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: a. Mesin pengering sepatu menggunakan siklus kompresi uap dengan udara buang yang dimanfaatkan untuk pengering sepatu, berhasil dibuat dan dapat bekerja sesuai fungsinya. Mesin pengering sepatu ini dapat bekerja pada saat tidak ada beban menghasilkan suhu udara bola kering Tdb yang masuk ruang pengering sekitar 64,67oC dan suhu udara bola basah Twb sekitar 30,17oC dengan kelembaban relatif sekitar 6,7% serta kelembaban spesifik sekitar 0,0142 kgair/kgudara kering. b. Mesin pengering mampu mengeringkan sepatu berbahan dasar kain dengan ukuran panjang 29 cm, lebar 11 cm, dan tebal 8 cm untuk variasi 8 pasang, 10 pasang dan 12 pasang sepatu selama 120 menit. Sedangkan untuk variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang dari mesin pengering sepatu membutuhkan waktu selama 140 menit.


5.2 Saran Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan terdapat beberapa saran yang dapat dikemukakan: a. Perlunya ada penambahan kipas pada tiap ruang pengering agar sirkulasi udaranya menjadi lebih baik sehingga dapat mempercepat proses pengeringan. b. Dilihat dari psychromatric chart udara sisa yang dibuang masih sangat tinggi dan masih mampu membawa uap air yang lebih banyak. Untuk penelitian berikutnya penulis menyarankan untuk menambah kapasitas sepatu yang dikeringkan menjadi 30 sepatu, karena ada kemungkinan dengan kapasitas yang lebih banyak laju pengeringannya masih tetap sama.


DAFTAR PUSTAKA Ameen, Ahmadul, Bari, Saiful, 2004, Investigation Into The Effectiveness Of Heat Pump Assisted Clothes Dryer For Humid Tropics, Energy Conversion and Management, 45, 1397-1405. Cavarretta, Francesco, 2012, A Heat Pump Laundry Drying Machine and A Method for Operating A Heat Pump Laundry Drying Machine. Driussi, Diego, Porcia, 2013, Heat-Pump Clothes Drying Machine, United States Patent. Paderno, Jurij, 2014, A Method For Controlling a Laundry Drying Machine With Heat Pump System and Laundry Drying Machine Controlled by Such Method, European Patent Application. Purwadi, PK, Kusbandono Wibowo, 2015, Mesin Pengering Pakaian Energi Listrik Dengan Mempergunakan Siklus Kompresi Uap, Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV).


LAMPIRAN

Gambar A.1 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 0










Gambar A.8 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu rata-rata


























Gambar A.25 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 0












Gambar A.33 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang rata-rata

Gambar A.34 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 0











Gambar A.41 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada rata-rata












Gambar A.49 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu rata-rata












Gambar A.57 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu rata-rata

Gambar A.58 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 0












Gambar A.66 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang rata-rata

MESIN PENGERING SEPATU DENGAN UDARA BUANG YANG DIMANFAATKAN UNTUK PENGERING SEPATU SKRIPSI

Recommend Documents